Structural analysis of N-acetylglucosaminyltransferase II, an enzyme essential for complex-type N-glycan biosynthesis

• Project/Area Number: 16H06847
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied biochemistry
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: Miyazaki Takatsugu 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 助教 (30775721)
• Research Collaborator: PARK Enoch Y. 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 ; KATO Tatsuya 静岡大学, 農学部, 准教授
• Project Period (FY): 2016-08-26 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 糖鎖 / 糖転移酵素 / 糖タンパク質 / Ｎ結合型糖鎖 / 複合型糖鎖 / カイコ / N結合型糖鎖 / X線結晶構造解析 / N-アセチルグルコサミン

Outline of Final Research Achievements

This study focuses on the structure-function relationship of N-acetylglucosaminyltransferase (GnTII) which is essential for complex-type N-glycan biosynthesis. We obtained recombinant GnTII enzymes from human and Bombyx mori using Escherichia coli and silkworm as hosts, and the enzymes expressed in silkworm showed higher activity than those in E. coli. The substrate specificity and enzymatic activity of B. mori GnTII were almost identical to those of human GnTII. Although B. mori GnTII was more highly N-glycosylated than human GnTII, enzymatic cleavage of N-glycans did not affect their activity and thermostability, indicating that N-glycans which were attached to the enzymes are not important for their activity and stability.

Research Products

• [Journal Article] Heterologous expression, purification and characterization of human β-1,2-N-acetylglucosaminyltransferase II using a silkworm-BmNPV bacmid system. (2018)
  • Author(s): Takatsugu Miyazaki, Tatsuya Kato, and Enoch Y. Park
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering Volume: 印刷中 Issue: 1 Pages: 15-22
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2018.01.011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Paenibacillus sp. 598K 6-α-glucosyltransferase is essential for cycloisomaltooligosaccharide synthesis from α-(1→4)-glucan (2017)
  • Author(s): Hitomi Ichinose, Ryuichiro Suzuki, Takatsugu Miyazaki, Keitarou Kimura, Mitsuru Momma, Nobuhiro Suzuki, Zui Fujimoto, Atsuo Kimura, Kazumi Funane
  • Journal Title: Applied Microbiology and Biotechnology Volume: 101 Issue: 10 Pages: 4115-4128
  • DOI: 10.1007/s00253-017-8174-z
  • NAID: 120006771683
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] N-Glycan Modification of a Recombinant Protein via Coexpression of Human Glycosyltransferases in Silkworm Pupae (2017)
  • Author(s): Tatsuya Kato, Natsumi Kako, Kotaro Kikuta, Takatsugu Miyazaki, Sachiko Kondo, Hirokazu Yagi, Koichi Kato and Enoch Y. Park
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 7 Issue: 1 Pages: 1409-1409
  • DOI: 10.1038/s41598-017-01630-6
  • NAID: 120006228195
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Insulin-like peptide 3 expressed in the silkworm possesses intrinsic disulfide bonds and full biological activity (2017)
  • Author(s): Miyazaki Takatsugu、Ishizaki Masaaki、Dohra Hideo、Park Sungjo、Terzic Andre、Kato Tatsuya、Kohsaka Tetsuya、Park Enoch Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Issue: 1 Pages: 17339-17339
  • DOI: 10.1038/s41598-017-17707-1
  • NAID: 120006371042
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 哺乳類内在性色素結合型シアノバクテリオクロムの分子機構 (2018)
  • Author(s): 伏見 圭司, 宮崎 剛亜, 山本 達郎, 竹田 百花, 桑崎 勇人, 中嶋 隆浩, 榎本 元, 池内 昌彦, 朴 龍洙, 佐藤 守俊, 成川 礼
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] カイコーバクミド遺伝子発現系を用いた熱帯熱マラリア原虫に対するワクチン開発の基盤構築 (2018)
  • Author(s): 稲垣 裕, 林谷 美貴子, 宮崎 剛亜, デオ ヴィピン クマル, Murhandarwati Elsa Heridiana, 加藤 竜也, 朴 龍洙
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会
• [Presentation] N結合型糖鎖プロセシング酵素と相同性を有する細菌由来酵素の構造と機能 (2018)
  • Author(s): 宮崎 剛亜
  • Organizer: 第19回 静岡ライフサイエンスシンポジウム
  • Invited
• [Presentation] ヒト由来糖転移酵素の共発現によるカイコ発現エリスロポエチンのN型糖鎖構造改変 (2017)
  • Author(s): 堀場 早紀, 加子 夏未, 宮崎 剛亜, 加藤 竜也, 近藤 幸子, 加藤 晃一, 矢木 宏和, 朴 龍洙
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] カイコ‐BmNPVバクミド発現系を用いたN-アセチルグルコサミン転移酵素IIの発現と性質の解析 (2017)
  • Author(s): 宮崎 剛亜, 加藤 竜也, 朴 龍洙
  • Organizer: 第69回日本生物工学会大会
• [Presentation] カイコで発現させたヒトエリスロポエチンの糖転移酵素共発現によるN型糖鎖構造改変 (2017)
  • Author(s): 堀場 早紀, 加子 夏未, 宮崎 剛亜, 加藤 竜也, 近藤 幸子, 矢木 宏和, 加藤 晃一, 朴 龍洙
  • Organizer: 第69回日本生物工学会大会
• [Presentation] カイコ由来N-acetylgalactosaminyltransferaseの基質特異性 (2017)
  • Author(s): 宮下 龍之介, 宮崎 剛亜, 加藤 竜也, 朴 龍洙
  • Organizer: 第69回日本生物工学会大会
• [Presentation] カイコ‐BmNPVバクミド発現系を用いた熱帯熱マラリア原虫抗原提示ウイルス様粒子の作製 (2017)
  • Author(s): 稲垣 裕, 朴 龍洙, 加藤 竜也, 宮崎 剛亜, Deo Vipin Kumar
  • Organizer: 第69回日本生物工学会大会
• [Presentation] 哺乳類内在色素結合型シアノバクテリオクロムを基盤とした汎用的光遺伝学ツールの開発 (2017)
  • Author(s): 伏見 圭司, 竹田 百花, 山本 達郎, 宮崎 剛亜, 桑崎 勇人, 中嶋 隆浩, 榎本 元, 池内 昌彦, 朴 龍洙, 佐藤 守俊, 成川 礼
  • Organizer: 藍藻の分子生物学2017
• [Presentation] カイコ由来糖転移酵素 GnTII 及び GalT オルソログの機能解析 (2016)
  • Author(s): 宮下 龍之介, 宮崎 剛亜, 加藤 竜也, 朴 龍洙
  • Organizer: 第68回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • Year and Date: 2016-09-30