| Project/Area Number |
24K08716
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
大関 泰裕 横浜市立大学, 理学部, 教授 (70275022)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 雅雄 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 客員教授 (00525587)
小川 由起子 長崎国際大学, 薬学部, 教授 (40275607)
鎌田 健一 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 特任助教 (80936568)
宮西 伸光 東洋大学, 食環境科学部, 教授 (80372720)
藤井 佑樹 長崎国際大学, 薬学部, 准教授 (80610063)
J・R・H Tame 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (00336588)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | レクチン |
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| Outline of Research at the Start |
細胞表面の糖鎖は、病変により構造を変え、標的分子に認識されて細胞の機能が制御される。糖鎖と特異的、可逆的に結合するタンパク質「レクチン」は、多様な糖鎖構造へ結合する分子が発見されている。さらに近年は任意の糖鎖結合性を持つレクチンを作出する技術も開発されてきた。祖先が動物の起源に近い無脊椎動物から得たレクチンを用いてタンパク工学的に改変する。免疫神経疾患モデル細胞の回復にレクチンを応じ、糖鎖を利用した細胞制御技術の開発と医療応用への有効性を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
自己免疫神経疾患細胞への影響を解析するプローブとして利用する海産無脊椎動物レクチンを、大腸菌を用いて作製した。本年度はガレクチン、R-型レクチンファミリーに属すカイメン動物、軟体動物由来レクチンの一次構造を基盤に組み換えレクチンを、4種類発現させ、解析に必要なレクチンを得ることができた。細胞培養の条件を検討し、レクチンに応じた培地の選定ができた。
各人工レクチンの糖鎖結合性の特長を糖鎖アレイを用いて解析した。それらのうち、ガラクトースを糖鎖末端に持つGM1、GA1、GM1bなど、ギランバレー症候群、パーキンソン症等、自己免疫性神経疾患の発症機序と関連する糖鎖との結合性をもつレクチンの存在していることが明らかになった。レクチン固定化チップを用いて、神経系株化細胞の糖鎖構造をプロファイル化し、これらが発現させたレクチンの結合する糖鎖を有していることを確認した。
各レクチンを蛍光標識し、株化細胞との結合性を解析した。細胞の種類に応じ、各レクチンの相互作用は異なるスペクトルを示した。ガラクトース糖結合性は持つも、培養細胞には全く結合しないレクチンも存在し、本研究でのネガティブコントロールを見つけることができた。同様に、各レクチンを株化細胞に投与し、増殖における影響も解析した。細胞とレクチンの種類の組み合わせにより、顕著な細胞死を引き起こす、増殖抑制を弱く起こす、細胞増殖にほとんど影響しない、細胞増殖を起こすレクチンが存在することが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
設多くのβ-トレフォイル構造は二量体を形成し安定性を保っている。しかし、β-トレフォイル型タンパク質を単量体化すると不溶化が度々起こることが知られる。設計したCC-5は単量体のβ-トレフォイル型タンパク質でありながら、立体構造を保持しながら、十分量のタンパク質発現を行うことが出来た。同時に当該年度、検討されたタンパク質発現条件は今後の人工レクチンの開発に役立てることができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、分子動力学法と量子化学法を用いて、新たにシアル酸含有糖鎖を認識する人工レクチンの設計を行っていく。目的の糖鎖に結合する人工レクチンをより高い可能性で得られるように昨年度より、多い複数の配列をデザインし発現に取り組んでいくと共に安定してmgレベルのタンパク質を得られるような発現系を確立していく。設計・発現の進行度が順調である場合は分子ドッキング法によりSiaα2-3やSiaα2-6を識別できる人工レクチンも開発していくことも検討する。発現した人工レクチンが設計通りの立体構造を保持しているかを、X線結晶構造解析、円偏光二色性(CD)スペクトルにより解析していく。
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