コンドロイチン硫酸の特異的硫酸化パターン形成機構とその生物学的役割

• 研究課題/領域番号: 18570125
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 愛知教育大学
• 研究代表者: 羽渕 脩躬 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (90024067)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 4,110千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 510千円); 2007年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: コンドロイチン硫酸 / 硫酸転移酵素 / 遺伝子ノックアウトマウス / コンドロイチン硫酸E / C6ST / Ga1NAc4S-6ST / N-グリカン / 骨髄由来肥満細胞 / GalNAc4S-6ST / Tryptase / Thrombin / イカ軟骨

研究概要

1.GalNAc4S-6ST遺伝子ノックアウトマウスを作製した。ホモの個体は各組織におけるコンドロイチン硫酸Eの合成が消失していた。骨髄細胞由来の肥満細胞ではCS-E合成の消失、Tryptase活性の減少が観察された。
2.C4ST-1を発現しているラットコンドロザルコーマ細胞にGalNAc4S-6ST遺伝子を導入し、CS-Eを含むプロテオグリカンを合成、分泌する細胞を作製した。この細胞の合成するコンドロイチン硫酸は親細胞の合成するコンドロイチン硫酸に比べて糖鎖長が約半分になっており、GalNAc4S-6STによる硫酸基の導入が糖鎖長決定に影響していることが示唆された。
3.コンドロイチン硫酸の非還元末端に存在するGalNAc(4,6-SO_4)-GlcA(2SO_4)-Ga1NAc(6SO_4)という特異配列をもつオリゴ糖をGalNAc4S-6STと20STにより酵素的に合成する方法を確立した。
4.部位特異的変異導入により、C6ST-1に付加するN-結合糖鎖を除いた種々の変異C6ST-1を作製し、解析することにより、C6ST-1のN-グリカンが酵素活性、酵素の細胞内局在、酵素の特異性に機能していることを明らかにした。
5.イカ軟骨に含まれるGalNAc4S-6STをのクローニングしリコンビナント酵素を調製した。リコンビナントイカのGalNAc4S-6STによりin vitro合成されたCS-EはThrombin活性をAntithrombin III非依存的に阻害した。

研究成果

• [雑誌論文] Expression of sulfotransferases involved in the biosynthesis of chondroitin sulfate E in the bone marrow derived mast cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohtake, S., Kondo, S., Morisaki, T., Matsumura, K., Kimata, K., and Habuchi, O.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 1780 ページ: 687-695
  • NAID: 120002061381
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of sulfotransferases involved in the biosynthesis of chondroitin sulfate E in the bone marrow derived mast cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohtake, S., Kondo, S., Morisaki, T., Matsumura, K., Kimata, K, Habuchi, O
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Ada 1780 ページ: 687-695
  • NAID: 120002061381
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression of sulfotransferases involved in the biosynthesis of chondroitin sulfate E in the bone marrow derived mast cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohtake, S., Kondo, S., Morisaki, T., Matsumura, K., Kimata, K., and Habuchi, O.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta 1780 ページ: 687-695
  • NAID: 120002061381
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヘパラン硫酸プロテオグリカンと形態形成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 羽渕弘子、羽渕脩躬、木全弘治
  • 雑誌名: THE LUNG perspectives(メディカルレビュー社) 15 ページ: 75-81
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The utility of formalin-fixed paraffin-embedded tissue blocks for quantitative analysis of N-acetylgalactosamine 4-sulfate 6-O-sulfotransferase mRNA expressed by colorectal cancer cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Watanabe, M., Nishizawa, T., Omachi, T., Kobayashi, T., Habuchi, O., and Nakayama
  • 雑誌名: Acta Histochem. Cytochem 40 ページ: 53-59
  • NAID: 110006633414
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular cloning of squid N-acetylgalactosamine 4-sulfate 6-O-sulfotransferase and synthesis of a unique chondroitin sulfate containing E-D hybrid tetrasaccharide structure by the recombinant enzyme, (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T., Ohtake, S., Kimata, K., and Habuchi, O.
  • 雑誌名: Glycobiology, 17 ページ: 1365-1376
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] The utility of formalin-fixed paraffm-embedded tissue blocks for quantitative analysis of N-acetylgalactosamine 4-sulfate 6-0-sulfotransferase mRNA expressed by colorectal cancer cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y, Watanabe, M., Nishizawa, T, Omachi, T., Kobayashi, T., Habuchi, O., Nakayama
  • 雑誌名: Acta Histochem. Cytochem 40 ページ: 53-59
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular cloning of squid N-acetylgalactosamine 4-sulfate 6-0-sulfotransferase and synthesis of a unique chondroitin sulfate containing E-D hybrid tetrasaccharide structure by the recombinant enzyme (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T., Ohtake, S., Kimata, K., Habuchi, O
  • 雑誌名: Glycobiology 17 ページ: 1365-1376
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Heparan sulfate proteoglycans and morphogenesis (Japanese) (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Habuchi, O. Habuchi, K. Kimata
  • 雑誌名: THE LUNG perspectives 15,1 ページ: 75-81
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The utility of formalin-fixed paraffin-embeded tissue blocks for quantitative analysis of N-acetylgalactosamine 4-sulfate 6-O-sulfotransferase mRNA expressed by colorectal cancer cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Watanabe, M., Nishizawa, T., Omachi, T., Kobayashi, T., Habuchi, O., and Nakayama
  • 雑誌名: Acta Histochem.Cytochem 40 ページ: 53-59
  • NAID: 110006633414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular cloning of squidN-acetylgalactosamine4-sulfate 6-O-sulfotransferase and synthesis of a unique chondroitin sulfate containing E-D hvbrid tetrasaccharide structure by the recombinant enzyme (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T., Ohtake, S., Kimata, K., and Habuchi, O.
  • 雑誌名: Glycobiology 17 ページ: 1365-1376
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヘパラン硫酸プロテオグリカンと形態形成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 羽渕弘子, 羽渕脩躬, 木全弘治
  • 雑誌名: THE LUNG perspectives(メディカルレビユー社) 15 ページ: 75-81
• [雑誌論文] N-linked oligosaccharides on chondroitin 6-sulfotransferase-1 are required for production of the active enzyme, Golgi localization and the sulfotransferase activity toward keratan sulfate. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yusa, A., Kitajima, K., and Habuchi, O.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 20393-20403
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-linked oligosaccharides on chondroitin 6-sulfotransferase-1 are required for production of the active enzyme, Golgi localization and the sulfotransferase activity toward keratan sulfate (2006)
  • 著者名/発表者名: Yusa, A., Kitajima, K., Habuchi, O
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 281 ページ: 20393-20403
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Determination of Substrate Specificity of Sulfotransferases and Glycosyltransferases (Proteoglycans) (2006)
  • 著者名/発表者名: Habuchi, H., Habuchi, O., Uchimura, K., Kimata. K, Muramatsu, T
  • 雑誌名: Methods Enzymo 416,5,14 ページ: 225-243
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] N-linked oligosaccharides on chondroitin 6-sulfotransferase-1 are required for production of the active enzyme, Golgi localization and the sulfotransferase activity toward keratan sulfate. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yusa, A., Kitajima, K., Habuchi, O.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 20393-20403
• [雑誌論文] Determination of Substrate Specificity of Sulfotransferases and Glycosyltransferases (Proteoglycans) (2006)
  • 著者名/発表者名: Habuchi, H., Habuchi, O., Uchimura, K., Kimata.K., Muramatsu, T.
  • 雑誌名: Methods Enzymol 416 ページ: 225-243
• [雑誌論文] Knockout Mice and Proteoglycans in
  • 著者名/発表者名: Kimata, K. Habuchi, O. Habuchi, H. Watanabe, H
  • 雑誌名: COMPREHENSIVE GLYCOSCIENCE.(Kamerling, J. P. et. al. eds.) 3,4,10 ページ: 159-191
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] イカのリコンビナント硫酸転移酵素によるE-D4糖を含むコンドロイチン硫酸の合成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山口照由、大竹しおり、木全弘治、羽渕脩躬
  • 学会等名: 第27回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 九州大学医学部百年講堂
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Thrombomodulinの機能を持つ高硫酸化コンドロイチン硫酸の酵素的合成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 日下部教子、大竹しおり、山口照由、羽渕弘子、羽渕脩躬
  • 学会等名: 第80回日本生化学会、第30回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] N-アセチルガラクトサミン4-硫酸6-O-硫酸転移酵素の機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 羽渕脩躬、大竹しおり、近藤幸子、山口照由、日下部教子、伊藤達郎、羽渕弘子、木全弘治
  • 学会等名: 第80回日本生化学大会、第30回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Synthesis of chondroitin sulfate containing an E-D tetrasaccharide structure by the recombinant squid sulfotransferase (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi, S. Ohtake, K. Kimata, O. Habuchi
  • 学会等名: 27th Annual Conference of The Japanese Society of Carbohydrate Research
  • 発表場所: Kyushu University
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Enzymatic synthesis of highly sulfated chondroitin sulfate that mimics thrombomoduline (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Kusakabe, S. Ohtake, T. Yamaguchi, H. Habuchi, O. Habuchi
  • 学会等名: Joint meeting of 80th Annual Scientific Meeting of the Japanese Biochemical Society and 30th Annual Meeting of the Molecular Biology Society ofJapan
  • 発表場所: Pacifico Yokohama
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Functonal analysis of N-acetylgalactosamine 4-sulfate 6-O-sulfotransferase (2007)
  • 著者名/発表者名: O. Habuchi, S. Ohtake, S, Rondo, T. Yamaguchi, N. Kusakabe, T. Ito, H. Habuchi, K. Kimata
  • 学会等名: Joint meeting of 80th Annual Scientific Meeting of the Japanese Biochemical Society and 30th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: Pacifico Yokohama
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Thrombomodulinの機能を持つ高硫酸化コンドロイチン硫酸の酵素的合成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 日下部 教子、大竹 しおり、山口 照由、羽渕 弘子、羽渕 脩躬
  • 学会等名: 第80回日本生化学大会、第30回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] コンドロイチン硫酸E合成に働くイカ硫酸転移酵素のクローニングと発現酵素の性質 (2006)
  • 著者名/発表者名: 山口照由、大竹しおり、羽渕脩躬
  • 学会等名: 第26回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Molecular cloning of and expression of squid sulfotransferase involved in the synthesis of chondroitin sulfate E (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi, S. Ohtake, O. Habuchi
  • 学会等名: 26th Annual Conference of The Japanese Society of Carbohydrate Research
  • 発表場所: Sendai International Center
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Determination of Substrate Specificity of Sulfotransferases and Glycosyltransferases(Proteoglycans). Methods Enzymol. vol.416. Section 5, Chapter 14 (2009)
  • 著者名/発表者名: Habuchi, H., Habuchi, O., Uchimura, K., Kimata. K., and Muramatsu, T
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: Academic Press
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Knockout Mice and Proteoglycans in COMPREHENSIVE GLYCOSCIENCE.(Kamerling, J. P., et. al.eds.)Vol.3, Chapter 4.10, 159-191 (2007)
  • 著者名/発表者名: Kimata, K., Habuchi, O., Habuchi, H., and Watanabe, H
  • 総ページ数: 32
  • 出版者: Elsevier
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Knockout Mic eand Proteoglycans in COMPREHENSIVE GLYCOSCIENCE.(Kamerling, 7.P.etal.eds.)Vol.3, Chapter4.10, 159-191 (2007)
  • 著者名/発表者名: Kimata, K., Habuchi, O., Habuchi, H., and Watanabe, H
  • 総ページ数: 32
  • 出版者: Elsevier