細胞内オルガネラにおける糖鎖修飾機構解明をめざしたゴルジ機能ミミックの創製

• 研究課題/領域番号: 19021051
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 株式会社三菱化学生命科学研究所
• 研究代表者: 蟹江 治 株式会社三菱化学生命科学研究所, 研究部門・糖鎖制御学グループ/糖鎖多様性チーム, 主任研究員 (90291062)
• 研究分担者: 小野 康成 株式会社三菱化学生命科学研究所, 研究部門・糖鎖制御学グループ/糖鎖多様性チーム, 特別研究員 (80416669) ; 佐藤 利行 株式会社三菱化学生命科学研究所, 研究部門・糖鎖制御学グループ/糖鎖多様性チーム, 特別研究員 (10350430) ; 鈴木 克彦 株式会社三菱化学生命科学研究所, 研究部門・糖鎖制御学グループ/糖鎖多様性チーム, 主任研究員 (80316489)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円); 2008年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2007年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: 時空間分解定量解析 / 糖脂質 / 蛍光分析 / ナノLC / 質量分析 / ゴルジ体 / マイクロチップ

研究概要

一連の研究成果としてマイクロチップ上で二基質型酵素である糖転移酵素のタ段階(3段階)反応を達成し、論文発表、新聞上でのプレスリリースをおこなった。さらに本年度は、細胞内でおこっているスフィンゴ糖脂質の合成過程を分子レベルで時空間定量解析するための二つの基礎研究を行った。すなわち、1) in vivoの実験系における糖脂質合成の解析に向けて細胞培養をおこない、合成脂質プローブを導入して時空間分解解析を行った。また、2) in vitro、および、in vivoにおける実験から得られる糖脂質混合物の分析を達成するために低拡散ナノLCをフローセルを用いずにオンラインで蛍光検出し、さらにそのままオンラインでナノスプレーESIを行い質量分析をおこなう装置を開発した。
1)プローブは、蛍光タグを導入したラクトシルセラミドアナログと安定同位体標識したアナログを合成し用いた。後者は、質量分析条件下で内在性の糖脂質と判別が可能となるよう重水素の数を選定した。合成したラクトシルセラミドアナログについてシアル酸転位反応を行い有用性の確認をした。共焦点顕微鏡を用い時空間分解可視化もおこない、蛍光の時間依存性を解析した。この過程は、糖鎖合成を伴う蛍光糖脂質の小胞、ゴルジ体、分泌小胞における局在解析であり、今後のゴルジ体における糖鎖合成制御機構の解明に向けて重要な基礎となる。世界的にも取り組まれていない先端研究である。
2) in vitro、および、in vivoにおける実験から得られる糖脂質混合物の微量定量的構造解析を行うために、ナノLC-蛍光検出-ナノスプレーイオン化-MS/MS分析をオンラインで可能とする装置の構築を達成した。本年度は特に、光ファイバーを用いる光学系を構築し高感度化とダイナミックレンジの向上を達成できた。このようにして今後のin vitro、および、in vivoにおける実験から得られる糖脂質混合物の微量定量的構造解析に必須となる解析装置を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Resolving sugar anomericity by energy-resolved mass spectrometry correlation: Gas-phase chemistry of hemiacetal (2009)
  • 著者名/発表者名: Kanie, O.^* Kurimoto, A. Daikoku, S. Mutsuga, S. Kanie, Y. Suzuki, K.
  • 雑誌名: Proc. Jpn Acad. Ser. B
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of a gas-phase dissociation reaction of 4-aminobutyl glycosides under CID MS/MS conditions (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanie, Y. Enomoto, A. Goto, S. Kanie, O.^*
  • 雑誌名: J. Mass Spectrom. 43 ページ: 1132-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic study towards a new scaffold, spirobicyclo- imidazoline (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakahara, T. Okamoto, N. Suzuki, K. Kanie, O.^*
  • 雑誌名: Carbohydr. Res. 343 ページ: 1624-1635
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-Glycosylation of the Drosophila neural protein chaoptin is essential for its stability, cell surface transport and adhesive activity (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirai-Fujital, Y. Yamamoto-Hino, M. Kanie, O. Goto, S.^*
  • 雑誌名: FEBS Lett. 582 ページ: 2572-2576
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential enzymatic glycosyltransfer reactions on a microfluidic device: Synthesis of a glycosaminoglycan linkage region tetrasaccharide (2008)
  • 著者名/発表者名: Ono, Y. Kitajima, M. Daikoku, S. Nishihara, S. Goto, S. Kanie, O.^*
  • 雑誌名: Lab. Chip 8 ページ: 2168-2173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas-phase chemistry of a series of sialylated glycosphingolipids leading to structural elucidation (2008)
  • 著者名/発表者名: Shioiri, Y. Kurimoto, A. Daikoku, D. Ishida, H. Kiso, M. Kanie. O.^*
  • 雑誌名: Anal. Chem. 81 ページ: 139-145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion-trap mass spectrometry unveils the presence of isomeric oligosacc harides in an analyte: Stage-discriminated correlation of ERMS (2008)
  • 著者名/発表者名: Daikoku, S. Kurimoto, A. Mutsuga, S. Ako, T. Kanemitsu, T. Shioiri, Y. Ohtake, A. Kato, R. Saotome, C. Ohtsuka, I. Koroghi, S. Sarkar, S. K. Tobe, A. Adachi, S. Suzuki, K. Kanie, O.^*
  • 雑誌名: Carbohydr. Res. 344 ページ: 384-394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Utilization of monolithic capillary column in the analysis of pyridyla minated oligosaccharides in LC-MS (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanie, Y. Kanie, O.^*
  • 雑誌名: J. Chromatogr. A 1216 ページ: 4121-4124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insight into the regulation mechanism of glycan synthesis of chaoptin from Drosophila based on mass spectrometry (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanie, Y. Yamamoto-Hino, M. Nishihara, S. Ueda, R. Goto, S. Kanie, O.^*
  • 雑誌名: PLoS ONE 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative RP-HPLC for rapid ntification of glycopeptides and apification of glycopeptides and application in off-line LC-MALDI-MS analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanie, Y.Enomoto, A.Goto, S.Kanie.O.
  • 雑誌名: Carbohydr.Res. 343 ページ: 758-768
  • 査読あり
• [雑誌論文] High yielding and controlled dissociation of glycosidesstructure determination producing B-and C-ion species under CID MS/MS conditions and use in structure deternination (2007)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, K.Daikoku, S.Ako, T.Kurimoto, A.Ohtake, A.Shioiri, Y.Sarkar, K.Kanie.O.
  • 雑誌名: Anal.Chem. 79 ページ: 9022-9029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discrimination of 16 structural isomers of fucosyl galactose based on energy-resolved mass spectrometry (ERMS) (2007)
  • 著者名/発表者名: Daikoku, S.Ako, T.Kato, R.Ohtsuka, I.Kanie, O
  • 雑誌名: J.Am.Soc.MassSpectrom. 18 ページ: 1873-1879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distingushing isomeric pyridylaminated high-mannose (Man7) oligosaccharides based on enetgy-resolved mass spectra (ERMS) (2007)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto, A.Kanie.O
  • 雑誌名: Rapid Commun.MassSpectrom., 21 ページ: 2770-2778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomeric information obtaind from a series of synthetic trisaccharides using energy-resolved mass spectra (2007)
  • 著者名/発表者名: Daikoku, S.Ako, T.Kurimoto, A.Kanie, O.
  • 雑誌名: J. Mass Spectrum. 42 ページ: 2770-2778
  • 査読あり
• [学会発表] Microfluidic Device Enabling Synthesis of a Tetrasaccharide Aiming at Golgi Simulator (2009)
  • 著者名/発表者名: Ono Y, Daikoku S, Hasegawa Y, Suzuki K, Kanie O
  • 学会等名: The 6^<th> symposium for future drug discovery and medicinal care
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2009-03-15
• [学会発表] Spatio-temporal analysis of glycan synthesis forward Golgi simulator (2009)
  • 著者名/発表者名: Ono Y, Daikoku S. Kiatjima M, Hasegawa Y, Suzuki K, Kanie O
  • 学会等名: 7th international Life Surveyor Sinposium
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-01-29
• [学会発表] ヘミアセタール種(C-イオン)を利用する新たな糖鎖構造解析法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木克彦、大黒周作、赤穂卓郎、塩入優紀、戸部暁文、栗本綾子、大竹敦子、蟹江善美、六鹿祥子、Sujit K. Sarkar、蟹江治
  • 学会等名: 第28回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] 細胞内糖脂質の定量的動態解析を目指したnanoLC-FL-MSの構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小野康成、大黒周作、長谷川泰子、鈴木克彦、福崎英一郎、小林まり子、蟹江治
  • 学会等名: 第28回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2008-08-19
• [学会発表] CID MS/MS反応条件下における4-アミノブチルグリコシドの環化反応を伴う開裂と同位体効果について (2008)
  • 著者名/発表者名: 塩入優紀、鈴木克彦、蟹江治
  • 学会等名: 第56回質量分析総合討論会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2008-05-15
• [学会発表] A multi-enzyme microfluidic system or oligosaccharide synthesis (2007)
  • 著者名/発表者名: Ono, Y.;Daikoku, S.;Kitajima, M.;Kanie, O.
  • 学会等名: The 2nd International Workshop on ApProaches to SagIe-CellAnalysis
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] マイクロチップ上糖鎖合成とオンライン質量分析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小野 康成、大黒 周作、北島 元裕、蟹江治
  • 学会等名: 第55回質量分析総合討論会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] MS^nスペクトルの定量的解析とデータ共有の必要性:ERMSで糖鎖構造異性を見分ける (2007)
  • 著者名/発表者名: 蟹江 治
  • 学会等名: 第55回質量分析総合討論会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] エネルギー分解質量分析(ERMS)法によるガングリオシド構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 塩入 優紀、木曽 真、蟹江 治
  • 学会等名: 第55回質量分析討論会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 糖鎖のエネルギー分解質量分析(ERMS)において有用なアグリコンについて (2007)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 克彦、赤穂 卓郎、大黒 周作、戸部 暁文、蟹江 治
  • 学会等名: 第55回質量分析討論会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 糖ペプチドのMS解析のためのアルカリ条件逆相HPLC精製法 (2007)
  • 著者名/発表者名: 蟹江 善美、榎本 明珠子、蟹江 治、後藤 聡
  • 学会等名: 第55回質量分析討論会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] マイクロチップ上糖鎖合成とオンライン質量分析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小野 康成、大黒 周作、北島 元裕、大黒 周作、蟹江 治
  • 学会等名: 第55回質量分析討論会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] フコースーガラクトース、2糖のアノマー安定性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 村上 明徳、Romanova, T.、横島 智、Gao, Q.、大黒 周作、蟹江 治、中村 振一郎
  • 学会等名: 第27回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 高機能性新規アグリコンを用いるルイス型糖鎖コンビナトリアルライブラリーの合成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 戸部 亮文、鈴木 克彦、大黒 周作、赤穂 卓郎、蟹江 治
  • 学会等名: 第27回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 三糖コンビナトリアルライブラリー研究の進捗状況 (2007)
  • 著者名/発表者名: 赤穂 卓郎、加藤 瑠海子、大黒 周作、鈴木 克彦、蟹江 治
  • 学会等名: 第27回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Mechanism of the glycosidicbond cleavage of α-Fuc-(1-2)-β-Gal-(1-1)-Octyl in aollision induced dissociation. Quantum chemical study (2007)
  • 著者名/発表者名: Romanova, T.、村上 明徳、横島 智、沈君」 偉、大黒 周作、蟹江 治、中村 振一郎
  • 学会等名: 第27回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 糖鎖を作る(マイクロチップ)・読む(マススペクトル) (2007)
  • 著者名/発表者名: 蟹江 治
  • 学会等名: 平成19年度第1回東工大バイオ計測研究会「バイオチップ最前線」
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] コンビケム糖鎖ライブラウーにみる可能性:糖鎖をつくって"見よう" (2007)
  • 著者名/発表者名: 蟹江 治
  • 学会等名: 第5回KAGAWA機能糖鎖フォーラム
  • 発表場所: 香川
• [図書] Molecular imaging for integrated medical therapy and drug development (2009)
  • 著者名/発表者名: Ono Y, Daikoku S, Hasegawa Y, Sato T, Kobayashi M, Suzuki K, Kanie O
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: Elsevior
• [備考]
  • URL: http://web.me.com/osamukanie/MITILS/Micro-analysis.html
• [備考]
  • URL: http://www.mitiIs.jp/backnumber/index160109.php
• [備考] チップで糖鎖を合成、薬物代謝分析など応用,化学工業日報2009年1月18日
• [産業財産権] マイクロリアクター、並びに、それを用いた多段階酵素反応方法、及び、糖鎖合成方法 (2007)
  • 発明者名: 蟹江 治、小野 康成、大黒 周作、北島 元裕
  • 権利者名: 三菱化学株式会社
  • 産業財産権番号: 2007-120089
  • 出願年月日: 2007-04-27