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GPI側鎖の生合成機構及びその生理的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H06939
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 構造生物化学
研究機関大阪大学

研究代表者

平田 哲也  大阪大学, 微生物病研究所, 特任研究員(常勤) (90780651)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2017年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードGPI / 糖転移酵素 / ノックアウトマウス / 立体構造モデル / GPIアンカー / 糖脂質
研究実績の概要

グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)アンカーは糖脂質による蛋白質の翻訳後修飾である。哺乳動物細胞のGPIには、種間で保存された基本構造に、さらにN-アセチルガラクトサミン(GalNAc)から始まる糖鎖が側鎖として付加され、申請者はGalNAc側鎖合成に必須なGPI-GalNAc転移酵素(PGAP4と命名)をクローニングした。本研究は、1)PGAP4の機能に必要なパートナー分子の探索、2)PGAP4のGPI認識機構の解明、3)GPI側鎖の生理的意義の解明を目的とした。1)のために、マウス神経芽腫細胞株のNeuro2A細胞を用いた順遺伝学的スクリーニングを計画していた。しかし、予備的な実験により、PGAP4は単独でも機能しうることが示唆されたため、予定していたスクリーニングは実施しなかった。2)のために、PGAP4のアミノ酸配列を基に三次元立体構造モデルの作製を試みた。その結果、バクテリアのセルロース合成酵素を鋳型としてモデルを構築することができた。PGAP4は酵素活性ドメインと膜直上領域でGPIの糖鎖部位と結合し、膜貫通領域でGPIの脂質部位と結合することが示唆された。作成したモデルとセルロース合成酵素の立体構造を重ね合わせることで、PGAP4の活性中心と、供与基質である糖ヌクレオチドとの結合部位を見出した。この成果により、GPIにGalNAc側鎖が付加される詳細な分子メカニズムが明らかとなり、現在学術論文の投稿を計画している。3)のために、発生工学研究センターと共同で、PGAP4のアレルにEGFPをノックインしたPGAP4ノックアウトマウスを作製した。ノックアウトマウスはメンデルの法則に従って生まれてきた。EGFPを指標にPGAP4の組織発現分布を調べたところ、脳で強い発現が見られた。現在、理化学研究所のバイオリソースセンターと共同で表現系の解析に取り組んでいる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Jiangnan University/Ministry of Education/School of Biotechnology(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The mechanism for the addition of GPI side-chain by PGAP4, a GPI-GalNAc transferase, predicted from its 3D model2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Hirata, Sushil Kumar Mishra, Shota Nakamura, Daisuke Motooka, Noriyuki Kanzawa, Morihisa Fujita, Yoshiko Murakami, Yusuke Maeda, Yoshiki Yamaguchi, Taroh Kinoshita
    • 学会等名
      8th ACGG Annual Conference
    • 発表場所
      中国・無錫市
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 立体構造モデルに基づいたGPI-GalNAc転移酵素PGAP4によるGPI側鎖合成機構2016

    • 著者名/発表者名
      平田哲也、Sushil Kumar Mishra、中村昇太 、元岡大祐 、神澤範行 、藤田盛久、村上良子 、前田 裕輔 、山口芳樹、木下タロウ
    • 学会等名
      第35回 日本糖質学会年会
    • 発表場所
      高知県・高知市
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-09-02   更新日: 2018-01-16  

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