2022 Fiscal Year Research-status Report

FUT8二量体化機構を標的にした炎症性疾患・がんの治療薬の開発

Research Project

Project/Area Number	21K11647
Research Institution	Saga University
Principal Investigator	井原秀之佐賀大学, 医学部, 准教授 (50452834)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	江口裕伸兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (60351798)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	FUT8 / 二量体 / 活性型
Outline of Annual Research Achievements	N型糖鎖のコアフコース構造の生合成を触媒する酵素であるFUT8は、免疫系の制御、老化、がんなどの疾病に関わることから注目されている糖転移酵素の一つである。FUT8は、触媒ドメインと付加ドメインとして触媒ドメインのN末端側にあるα-helicalドメイン(coiled-coil domain)、C末端側にあるSH3（Src homology 3)ドメインから構成されている。最近、FUT8の活性型形成に二量体化が必要でありα-helicalドメインとSH3ドメインが重要な役割を果たしていることが明らかになった。本研究では、FUT8の活性制御を目的としてα-helicalドメインに焦点をあてα-helicalドメイン内の疎水性残基がFUT8活性とどのように関わっているのか明らかにするために前年度から継続して実験をおこなった。FUT8二量体形成時に見られる2分子のα-helicalドメインからなるバンドル構造中に位置する疎水性アミノ酸残基をアラニンやグリシン、その他の疎水性アミノ酸に置換した変異体を作製し酵素活性がどのように変化するのか調べたところ、野生型と比べて疎水性側鎖がより短い変異体において酵素活性が減少する程度が大きいことが明らかになった。また、2重変異、3重変異体においてより酵素活性が低下すること、バンドル構造内で疎水性アミノ酸残基の集積具合が低い箇所に位置するアミノ酸残基の変異体においてより活性低下が観察されたことから、FUT8活性型二量体形成にα-helicalドメイン間の疎水性相互作用がより重要であることが示された。同時に得られた結果は、バンドル構造内での疎水性相互作用の特徴を示唆するものとしても大変興味深いものであった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 前年度までにFUT8のα-helicalドメイン(coiled-coil domain)の疎水性アミノ酸が二量体形成時に分子間の結合部分に位置しFUT8酵素活性に密接に関与することを明らかにした。本年度は、これらの疎水性アミノ酸のドメイン内での位置や側鎖の大きさがどのように酵素活性に影響をおよぼしているのか解析をおこない、FUT8二量体形成の詳細を明らかにすることができた。これらの結果は、次年度以降においてFUT8活性制御に関わる研究を実施するうえで有用であると思われる。
Strategy for Future Research Activity	今後、FUT8α-helicalドメイン変異体発現細胞において糖鎖構造やシグナル伝達などの細胞機能に変異体発現が及ぼす影響を調べていく予定である。また、α-helicalドメインを模したペプチドがFUT8を阻害するのかどうか、FUT8の活性型形成に関わるα-helicalドメインやSH3ドメインに作用する分子の探索についても試みたい。
Causes of Carryover	計画していたアッセイ系の構築が上手くいかなかったために代替法で行うことになり、予定していた試薬・消耗品の購入費に変更が生じたため。次年度の研究費は、当該年度の研究計画を実施するために利用する予定である。