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糖脂質MPIaseライブラリーを用いた膜タンパク質膜挿入活性機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K13262
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物分子化学
研究機関公益財団法人サントリー生命科学財団

研究代表者

藤川 紘樹  公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・構造生命科学研究部, 研究員 (50755874)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード糖脂質 / 膜タンパク質 / 膜挿入 / シャペロン / グリコシル化
研究成果の概要

大腸菌の膜タンパク質を膜挿入する働きを持った糖脂質MPIaseの作用機構解明を目的に、3糖ピロリン脂質(mini-MPIase-3)をはじめとする各種類縁体の化学合成を行い、合成標品を用いた構造活性相関研究を行った。その結果、MPIaseの糖鎖部が膜タンパク質を捕捉し、タンパク質の凝集を抑制しながら、内膜へと導くという膜タンパク質の膜挿入機構を実証する事ができた。また、MPIaseの糖鎖部にシャペロン様活性がある事、GlcNAc6位のAc基・カルボキシ基・ピロリン酸が必須である事、MPIaseの膜へのアンカリングの必要性と膜の流動性を高める効果について明らかにする事ができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに糖脂質が膜タンパク質の膜挿入に関与しているという報告はなく、糖脂質の酵素・シャペロン様の新機能を示すことができた。糖鎖のシャペロン様活性は、タンパク質の凝集抑制(可溶化)剤の開発につながり、タンパク質凝集が引き金になるアルツハイマー病などの疾患の解決にも応用が期待される。また、膜タンパク質を膜挿入する合成分子を初めて創出できた事から、今後、無細胞タンパク質合成系を用いた膜タンパク質の再構成効率を高める分子が多く開発され、再構成の難しい膜タンパク質研究が推進されると期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Novel Glycolipid Involved in Membrane Protein Integration: Structure and Mode of Action2019

    • 著者名/発表者名
      Fujikawa, K.; Nomura, K.; Nishiyama, K. I.; Shimamoto, K.
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 77 号: 11 ページ: 1096-1105

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.77.1096

    • NAID

      130007742536

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2019-11-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enzyme-like glycolipids MPIase involved in membrane protein integration in E. coli2019

    • 著者名/発表者名
      Kohki Fujikawa, Ken-ichi Nishiyama, Keiko Shimamoto
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007751011

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glycan Derivatives That Possess Chaperone-Like Activity2018

    • 著者名/発表者名
      Kohki Fujikawa
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 30 号: 177 ページ: E241-E243

    • DOI

      10.4052/tigg.1831.6E

    • NAID

      130007521404

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • 年月日
      2018-11-25
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Syntheses and Activities of the Functional Structures of a Glycolipid Essential for Membrane Protein Integration2018

    • 著者名/発表者名
      Fujikawa Kohki、Suzuki Sonomi、Nagase Ryohei、Ikeda Shiori、Mori Shoko、Nomura Kaoru、Nishiyama Ken-ichi、Shimamoto Keiko
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 13 号: 9 ページ: 2719-2727

    • DOI

      10.1021/acschembio.8b00654

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] グリコシル化反応における水素結合2017

    • 著者名/発表者名
      藤川紘樹
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 29

    • NAID

      130006219285

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 大腸菌膜タンパク質膜挿入に必須な糖脂質MPIase類縁体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      藤川紘樹, 鈴木苑実, 池田汐里, 森祥子, 野村薫, 西山賢一, 島本啓子
    • 学会等名
      第38回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の膜タンパク質膜挿入機構解明を目指した蛍光標識MPIase類縁体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      藤川紘樹, 梅川雄一, 鈴木苑実, 西山賢一, 島本啓子
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会(東京)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Syntheses and activities of the functional structures of a glycolipid essential for membrane protein integration2018

    • 著者名/発表者名
      Kohki Fujikawa, Sonomi Suzuki, Ryohei Nagase, Shiori Ikeda, Shoko Mori, Kaoru Nomura, Ken-ichi Nishiyama, Keiko Shimamoto
    • 学会等名
      29th International Carbohydrate Symposium (ICS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大腸菌膜タンパク質膜挿入に関与する糖脂質MPIase部分構造の合成と活性2018

    • 著者名/発表者名
      藤川紘樹, 鈴木苑実, 池田汐里, 森祥子, 野村薫, 西山賢一, 島本啓子
    • 学会等名
      第37回日本糖質学会年会(仙台)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌の膜タンパク質膜挿入に必須な糖脂質MPIase類縁体の合成と活性2018

    • 著者名/発表者名
      藤川紘樹, 鈴木苑実, 池田汐里, 森祥子, 野村薫, 西山賢一, 島本啓子
    • 学会等名
      第60回天然有機化合物討論会(久留米)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Syntheses and activities of the functional structures of MPIase, a glycolipid essential for membrane protein integration in E. coli2018

    • 著者名/発表者名
      Kohki Fujikawa, Sonomi Suzuki, Ryohei Nagase, Shiori Ikeda, Shoko Mori, Kaoru Nomura, Ken-ichi Nishiyama, Keiko Shimamoto
    • 学会等名
      The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大腸菌膜タンパク質膜挿入に関与する糖脂質MPIase部分構造の合成と活性2018

    • 著者名/発表者名
      藤川紘樹, 鈴木苑実, 池田汐里, 森祥子, 野村薫, 西山賢一, 島本啓子
    • 学会等名
      第5回FCCAシンポジウム・グライコサイエンス若手フォーラム(仙台)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌膜タンパク質の膜挿入機構解明を目指した糖脂質MPIase部分構造の合成2017

    • 著者名/発表者名
      〇藤川, 西山, 島本
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌膜タンパク質の膜挿入機構解明を目指した糖脂質MPIase部分構造の合成2017

    • 著者名/発表者名
      〇藤川, 西山, 島本
    • 学会等名
      第16回新規素材探索研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌膜タンパク質挿入機構解明を目的とした糖脂質MPIase部分構造の合成2017

    • 著者名/発表者名
      〇藤川, 池田, 西山, 島本
    • 学会等名
      第36回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌膜タンパク質膜挿入機構解明に向けた糖脂質MPIase類縁体の合成と活性2017

    • 著者名/発表者名
      〇藤川, 池田, 西山, 島本
    • 学会等名
      第4回新学術領域研究「反応の集積化が導く中分子戦略」若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Syntheses of partial structures of glycolipid MPIase for elucidating the mechanism on membrane protein integration in the inner membrane of E. coli.2017

    • 著者名/発表者名
      〇Fujikawa, Ikeda, Nishiyama, Shimamoto
    • 学会等名
      International Seminar on Biophysics and Chemical Biology of Biomembrane and Lipid Bilayers
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Syntheses of partial structures of glycolipid MPIase for elucidating the mechanism on membrane protein integration of E. coli.2017

    • 著者名/発表者名
      〇藤川
    • 学会等名
      第80回糖鎖科学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 化学と生物2020

    • 著者名/発表者名
      沢里克宏, 藤川紘樹, 島本啓子, 西山賢一
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      国際文献社
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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