新たなC型糖修飾責任酵素の同定と基質タンパク質の解析

• 研究課題/領域番号: 18K06137
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43030:機能生物化学関連
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 清水 史郎 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30312268)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: C型糖修飾 / R-spondin2 / MFAP4 / ADAMTS4 / Isthmin-1 / 細胞外分泌 / フィブリノーゲンC末端領域 / がん分子標的

研究成果の概要

本研究課題はC型糖修飾の責任酵素の同定と新たな基質探索を目指したものである。期間中に、責任酵素同定のため、C型糖修飾を簡便に検出する方法を開発することができた。さらに、R-spondin2、MFAP4、ADAMTS4そしてIsthmin-1を新たなC型糖修飾の基質タンパク質として同定することができた。それぞれの基質タンパク質は機能解析も行い、C型糖修飾が種々のタンパク質において重要な役割を担っていることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ポストゲノム時代においてタンパク質の性質を理解することは重要である。特にヒトタンパク質は多くの翻訳後修飾を受けることで活性が制御されているため解析が困難である。本研究課題では、翻訳後修飾の中でも最も解析が遅れていた糖修飾に着目したものである。中でもC型糖修飾は報告されている基質タンパク質の数が少なく未解明な点が多いが、本研究により新たに4つの基質タンパク質を同定することができた。この中のいくつかは疾病に関連するものもあるため、当該研究分野に多大な貢献をすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Seven‐Step Synthesis of All‐Nitrogenated Sugar Derivatives Using Sequential Overman Rearrangements (2021)
  • 著者名/発表者名: Okuyama Yuya、Kidena Mayu、Kato Erina、Kawano Sayaka、Ishii Koki、Maie Kenta、Miura Kazuki、Simizu Siro、Sato Takaaki、Chida Noritaka
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 60 号: 10 ページ: 5193-5198
  • DOI: 10.1002/anie.202015141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Requirement for C-mannosylation to be secreted and activated a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 4 (ADAMTS4) (2021)
  • 著者名/発表者名: Miura K、Suzuki T、Sun H、Takada H、Ishizawa Y、Mizuta H、Dohmae N、Simizu S
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 巻: 1865 号: 3 ページ: 129833-129833
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2020.129833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of N-glycosylation and secretion of Isthmin-1 by its C-mannosylation (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto S、Katayama K、Suzuki T、Dohmae N、Simizu S
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 巻: 1865 号: 3 ページ: 129840-129840
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2020.129840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of madangamine A as a novel lysosomotropic agent to inhibit autophagy (2021)
  • 著者名/発表者名: Miura Kazuki、Kawano Sayaka、Suto Takahiro、Sato Takaaki、Chida Noritaka、Simizu Siro
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 巻: 34 ページ: 116041-116041
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2021.116041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gilteritinib overcomes lorlatinib resistance in ALK-rearranged cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Mizuta Hayato、Okada Koutaroh、Araki Mitsugu、Adachi Jun、Takemoto Ai、Kutkowska Justyna、Maruyama Kohei、Friboulet Luc、Katayama Kazuhiro、Ma Biao、Sasakura Yoko、Sagae Yukari、Kukimoto-Niino Mutsuko、Shirouzu Mikako、Takagi Satoshi、Simizu Siro、Nishio Makoto、Okuno Yasushi、Fujita Naoya、Katayama Ryohei, et al
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 号: 1 ページ: 1261-1261
  • DOI: 10.1038/s41467-021-21396-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The fibrinogen C-terminal domain is seldom C-mannosylated but its C-mannosylation is important for the secretion of microfibril-associated glycoprotein 4 (2020)
  • 著者名/発表者名: Osada Y、Suzuki T、Mizuta H、Mori K、Miura K、Dohmae N、Simizu S
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 巻: 1864 号: 9 ページ: 129637-129637
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2020.129637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of vibsanin A analog as a novel HSP90 inhibitor (2020)
  • 著者名/発表者名: Miura Kazuki、Matsuki Wataru、Ogura Akihiro、Takao Ken-ichi、Simizu Siro
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 巻: 28 号: 2 ページ: 115253-115253
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2019.115253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-dependent regulation of vasculogenic mimicry by carcinoembryonic antigen cell adhesion molecule 1 (CEACAM1) (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Soichiro、Osada Yoshiyuki、Miura Kazuki、Simizu Siro
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 21 ページ: 100734-100734
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2020.100734
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Total Synthesis of Natural Products Using Intramolecular Nozaki?Hiyama?Takai?Kishi Reactions (2020)
  • 著者名/発表者名: Takao Ken-ichi、Ogura Akihiro、Yoshida Keisuke、Simizu Siro
  • 雑誌名: Synlett 巻: 31 号: 05 ページ: 421-433
  • DOI: 10.1055/s-0039-1691580
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of topoisomerases as molecular targets of cytosporolide C and its analog (2019)
  • 著者名/発表者名: Otake Keisuke、Yamada Kana、Miura Kazuki、Sasazawa Yukiko、Miyazaki So、Niwa Yuki、Ogura Akihiro、Takao Ken-ichi、Simizu Siro
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 巻: 27 号: 15 ページ: 3334-3338
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2019.06.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of collagen-like glycosylation and hydroxylation of CCN1 (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishizawa Yudai、Niwa Yuki、Suzuki Takehiro、Kawahara Ryota、Dohmae Naoshi、Simizu Siro
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 29 号: 10 ページ: 696-704
  • DOI: 10.1093/glycob/cwz052
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Unified total synthesis of madangamine alkaloids. (2019)
  • 著者名/発表者名: Suto, T., Yanagita, Y., Nagashima, Y., Takikawa, S., Kurosu, Y., Matsuo, N., Miura, K., Simizu, S., Sato, T. & Chida, N.
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: 92 ページ: 545-571
  • NAID: 130007611672
  • 査読あり
• [雑誌論文] C-mannosylation of R-spondin2 activates Wnt/β-catenin signaling and migration activity in human tumor cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mizuta, H., Kuga, K., Suzuki, T., Niwa, Y., Dohmae, N. & Simizu, S.
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 巻: - ページ: 2127-2138
  • DOI: 10.3892/ijo.2019.4767
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrin β1 is an essential factor in vasculogenic mimicry of human cancer cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawahara, R., Niwa, Y. & Simizu, S.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 109 号: 8 ページ: 2490-2496
  • DOI: 10.1111/cas.13693
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] C-mannosylation; previous studies and future research perspectives. (2018)
  • 著者名/発表者名: Niwa, Y. & Simizu, S.
  • 雑誌名: Trends in Glycoscience and Glycotechnology 巻: 30
  • NAID: 130007521336
  • 査読あり
• [学会発表] AML既承認薬によるALK阻害剤耐性克服の発見 (2021)
  • 著者名/発表者名: 水田 隼斗、岡田 康太郎、竹本 愛、丸山 航平、清水 史郎、藤田 直也、片山 量平
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費助成事業新学術領域研究「学術研究支援基盤形成」コホート・生体試料支援プラットフォーム 令和２年度若手支援研究成果発表会
• [学会発表] C-mannosylation: 酵素と基質の探索 (2021)
  • 著者名/発表者名: 清水 史郎
  • 学会等名: 山口大学大学院医学系研究科 薬理学講座・ラボセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] ケミカルバイオロジー研究による血管擬態解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 清水 史郎
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会・産学連携委員会「ケミカルバイオロジーの技術革新」・研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 乳がん細胞の血管擬態におけるErbB4の機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川原 遼太、清水 史郎
  • 学会等名: 第29回 日本がん転移学会学術集会・総会
• [学会発表] Drug sensitivity analysis of the ALK-TKI resistant cells for modeling the resistant mutants emergence (2020)
  • 著者名/発表者名: 水田 隼斗、大原 智子、小池 清恵、岩見 真吾、清水 史郎、藤田 直也、片山 量平
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 血管新生阻害剤TNP-470 はヒトがん細胞の血管擬態形成を抑制する (2020)
  • 著者名/発表者名: 清水 翔太、川原 遼太、三浦 一輝、清水 史郎
  • 学会等名: 日本がん分子標的治療学会 第24回学術集会
• [学会発表] ADAMTS4におけるC-mannosylationの機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三浦 一輝、鈴木 健裕、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 第39回日本糖質学会年会
• [学会発表] FGL1のグルコシルガラクトシルヒドロキシ化とその責任酵素探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森 研人、鈴木 健裕、三浦 一輝、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 第39回日本糖質学会年会
• [学会発表] C型糖修飾によってヒトIsthmin-1のN型糖鎖修飾は制御されている (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉本 哲、片山 和洸、鈴木 健裕、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 第39回日本糖質学会年会
• [学会発表] C-mannosylationがADAMTS4機能に与える影響の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三浦 一輝、鈴木 健裕、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2020年度大会
• [学会発表] FGL1におけるグルコシルガラクトシルヒドロキシ化の機構解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森 研人、鈴木 健裕、三浦 一輝、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2020年度大会
• [学会発表] ヒトIsthmin-1のC型糖修飾によるN型糖鎖修飾と分泌の制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉本 哲、鈴木 健裕、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2020年度大会
• [学会発表] Madangamineの構造活性相関研究および作用機序の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 河野 紗也香、三浦 一輝、佐藤 隆章、千田 憲孝、清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2020年度大会
• [学会発表] Elucidation of the novel biological activities and molecular target of vibsanin A analog (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Miura, Siro Simizu
  • 学会等名: The 10th Japan-Korea Chemical Biology Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Cytosporolide C and its analog inhibited activities of topoisomerases and tumor cell growth (2019)
  • 著者名/発表者名: 川原 遼太、清水 史郎
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] C-mannosylation: identification of novel enzymes and substrates (2019)
  • 著者名/発表者名: Siro Simizu
  • 学会等名: The 7th Symposium RIKEN-Max Planck Joint Research Center
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fibrinogen C-terminal domainにおけるC型糖鎖修飾の発見 (2019)
  • 著者名/発表者名: 長田 祥征、水田 隼斗、森 研人、鈴木 健裕、三浦 一輝、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2019年度大会
• [学会発表] Vibsanin A誘導体の新規生物活性評価および作用標的の同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三浦 一輝、松木 渉、高尾 賢一、清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2019年度大会
• [学会発表] Involvement of C-mannosylation of Isthmin-1 in the its secretion (2019)
  • 著者名/発表者名: Siro Simizu, Satoshi Yoshimoto, Kazuhiro Katayama, Takehiro Suzuki, Kazuki Miura, Naoshi Dohmae
  • 学会等名: 25th International Symposium on Glycoconjugates
  • 国際学会
• [学会発表] Microfibril-associated glycoprotein 4 is C-mannosylated in human cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Yushiyuki Osada, Takehiro Suzuki, Kazuki Miura, Naoshi Dohmae, Siro Simizu
  • 学会等名: 25th International Symposium on Glycoconjugates
  • 国際学会
• [学会発表] RAMP1 is C-mannosylated at Trp56 in cultured human cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Hayato Mizuta, Ayane Takakusaki, Takehiro Suzuki, Keisuke Otake, Kazuki Miura, Naoshi Dohmae, Siro Simizu
  • 学会等名: 25th International Symposium on Glycoconjugates
  • 国際学会
• [学会発表] ヒトがん細胞においてMFAP4はC型糖修飾を受ける (2019)
  • 著者名/発表者名: 長田 祥征、鈴木 健裕、三浦 一輝、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 第38回日本糖質学会年会
• [学会発表] FGL1のグルコシルガラクトシルヒドロキシ化が機能に及ぼす影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森 研人、鈴木 健裕、三浦 一輝、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 第38回日本糖質学会年会
• [学会発表] C型糖修飾によるIsthmin-1への影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉本 哲、片山 和洸、鈴木 健裕、三浦 一輝、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 第38回日本糖質学会年会
• [学会発表] 血管擬態形成はCEACAM1によって制御される (2019)
  • 著者名/発表者名: 清水 史郎、林 聡一郎
  • 学会等名: 第28回 日本がん転移学会学術集会・総会
• [学会発表] ヒト死後脳の神経細胞におけるLINE-1プロモーターのエピジェネティック修飾状態の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 理紗、文東 美紀、上田 順子、村田 唯、石井 貴男、鵜飼 渉、橋本 恵理、笠井 清登、清水 史郎、加藤 忠史、岩本 和也
  • 学会等名: 第41回日本生物学的精神医学会
• [学会発表] 細胞接着因子CEACAM1による血管擬態形成の抑制 (2019)
  • 著者名/発表者名: 林 聡一郎、長田 祥征、三浦 一輝、清水 史郎
  • 学会等名: 日本がん分子標的治療学会 第23回学術集会
• [学会発表] Vibsanin Aの構造活性相関とその誘導体が持つ新規生物活性の評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三浦 一輝、松木 渉、高尾 賢一、清水 史郎
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第14回年会
• [学会発表] 低分子化合物による細胞機能の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 清水 史郎
  • 学会等名: 特別講義 長浜バイオ大学
  • 招待講演
• [学会発表] Cytosporolide類の細胞増殖抑制活性における責任分子標的の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大竹 慶祐、室井 誠、丹羽 祐貴、宮嵜 奏、笹澤 有紀子、長田 裕之、清水 史郎
  • 学会等名: 日本がん分子標的治療学会 第22回学術集会
• [学会発表] C-mannosylationによるR-spondin2 の機能制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 水田 隼斗、丹羽 祐貴、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 日本がん分子標的治療学会 第22回学術集会
• [学会発表] Identification of molecular targets on inhibitory activity of cell proliferation by cytosporolide analogs (2018)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Otake, Makoto Muroi, Yuki Niwa, Ken-ichi Takao, Hiroyuki Osada, Siro Simizu
  • 学会等名: The 9th Japan-Korea Chemical Biology Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Glucosy-galactosyl-hydroxylation of CCN1 regulates its secretion (2018)
  • 著者名/発表者名: Yudai Ishizawa, Yuki Niwa, Takehiro Suzuki, Naoshi Dohmae, Siro Simizu
  • 学会等名: 29th International Carbohydrate Symposium in 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Functional analysis of the promoter region of C-mannosyltransferase DPY19L3 (2018)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yoshimoto, Siro Simizu
  • 学会等名: 29th International Carbohydrate Symposium in 2018
  • 国際学会
• [学会発表] インテグリンβ1は血管擬態形成に重要な因子である (2018)
  • 著者名/発表者名: 川原 遼太、丹羽 祐貴、清水 史郎
  • 学会等名: 第27回 日本がん転移学会学術集会・総会
• [学会発表] CCN1におけるglucosyl-galactosyl-hydroxylationの機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石沢 雄大、丹羽 祐貴、鈴木 健裕、堂前 直、清水 史郎
  • 学会等名: 第37回日本糖質学会年会
• [学会発表] トポロジー解析によるDPY19L1活性中心の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 横山 典弘、柳原 凌太郎、小松 良亮、三浦 一輝、丹羽 祐貴、清水 史郎
  • 学会等名: 第37回日本糖質学会年会
• [学会発表] C-mannosylation－基質と酵素の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部支部 第183回例会
  • 招待講演
• [学会発表] C-mannosylation of R-spondin2 as a potential cancer biomarker (2018)
  • 著者名/発表者名: 水田 隼斗、丹羽 祐貴、清水 史郎
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] R-spondin1 におけるリン酸化の機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西谷 拓海, 鈴木 健裕, 丹羽 祐貴, 三浦 一輝, 堂前 直, 清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2018年度大会
• [学会発表] トポロジー解析によるDPY19L1のC-mannosyltransferase活性中心の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 横山 典弘, 柳原 凌太郎, 三浦 一輝, 丹羽 祐貴, 清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2018年度大会
• [学会発表] ヒトC型糖転移酵素DPY19L3のプロモーター解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉本 哲、三浦 一輝、清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2018年度大会
• [学会発表] Vibsanin A誘導体の生物活性評価および標的分子の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三浦 一輝、松木 渉、高尾 賢一、清水 史郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部会2018年度大会
• [備考] 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 生物化学研究室
  • URL: https://www.applc.keio.ac.jp/~simizu/
• [備考] 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 生物化学研究室
  • URL: https://www.applc.keio.ac.jp/~simizu/index.html
• [備考] 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 生物化学研究室
  • URL: http://www.applc.keio.ac.jp/~simizu/