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グリセロールリン酸含有糖鎖の生物学的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K07058
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47030:薬系衛生および生物化学関連
研究機関地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所)

研究代表者

今江 理恵子  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (60584000)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードCDP-グリセロール / PCYT2 / 糖鎖 / α-ジストログリカン / グリセロールリン酸
研究開始時の研究の概要

近年、糖鎖構成因子として「グリセロールリン酸」が初めて見出された。本研究では、グリセロールリン酸を含有する糖鎖の合成機構および生理的・病理学的意義を明らかにする。まずグリセロールリン酸の供与体となるCDP-グリセロールに焦点を当て、どのような生理的・病理的状況で、どのような経路で生成するか明らかにする。さらに、グリセロールリン酸含有糖鎖がどのようなタンパク質分子に結合し、どのような分子と相互作用するかを解析することで、グリセロールリン酸含有糖鎖の生理機能を分子レベルで明らかにする。

研究成果の概要

CDP-グリセロール(CDP-Gro)はグリセロールリン酸が糖鎖に導入される際の供与体となる。本研究において、CDP-Groがヒト細胞やマウス臓器にも存在することを初めて明らかにした。マウス臓器では特に肝臓においてCDP-Gro含有量が多く、また、癌細胞では正常細胞に比べてCDP-Groが多い傾向が見られた。さらに、CDP-Groの合成酵素としてPCYT2を同定し、グリセロール-3-リン酸とCTPからCDP-Groが合成されるという新たな代謝経路を発見した。また、PCYT2の発現抑制によりCDP-Groを減少させるとα-ジストログリカンにおけるラミニン結合性糖鎖の合成が亢進することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

糖鎖は細胞表面に多く存在し、細胞接着やシグナル伝達などの様々な生命現象に関わるほか、疾患の発症にも深く関わっている。一方、糖鎖はその構造的な複雑さから解析が難しく、未知の糖鎖構造や糖鎖機能が多く残されていると考えられる。近年、哺乳動物の糖鎖の新たな構成因子としてグリセロールリン酸が報告されたが、グリセロールリン酸を含む糖鎖の生物学的意義はほとんど明らかになっていない。本研究からグリセロールリン酸含有糖鎖の合成に関わる分子基盤が明らかになったことで、その機能に迫ることが可能となった。今後、肝臓や癌等に着目して本糖鎖の役割を解析することで、新たな治療標的の創出につながることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] CDP-ribitol prodrug treatment ameliorates ISPD-deficient muscular dystrophy mouse model2022

    • 著者名/発表者名
      Tokuoka Hideki、Imae Rieko、Nakashima Hitomi、Manya Hiroshi、Masuda Chiaki、Hoshino Shunsuke、Kobayashi Kazuhiro、Lefeber Dirk J.、Matsumoto Riki、Okada Takashi、Endo Tamao、Kanagawa Motoi、Toda Tatsushi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1847-1847

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29473-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical and Chemo-Enzymatic Syntheses of Glycans Containing Ribitol Phosphate Scaffolding of Matriglycan2022

    • 著者名/発表者名
      Tamura Jun-ichi、Tamura Takahiro、Hoshino Shunsuke、Imae Rieko、Kato Ryuichi、Yokono Mizuki、Nagase Mao、Ohno Shiho、Manabe Noriyoshi、Yamaguchi Yoshiki、Manya Hiroshi、Endo Tamao
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 17 号: 6 ページ: 1513-1523

    • DOI

      10.1021/acschembio.2c00181

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The structure of POMGNT2 provides new insights into the mechanism to determine the functional <i>O</i> ‐mannosylation site on α‐dystroglycan2021

    • 著者名/発表者名
      Imae Rieko、Kuwabara Naoyuki、Manya Hiroshi、Tanaka Tomohiro、Tsuyuguchi Masato、Mizuno Mamoru、Endo Tamao、Kato Ryuichi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 26 号: 7 ページ: 485-494

    • DOI

      10.1111/gtc.12853

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PCYT2 synthesizes CDP-glycerol in mammals and reduced PCYT2 enhances the expression of functionally glycosylated α-dystroglycan2021

    • 著者名/発表者名
      Imae Rieko、Manya Hiroshi、Tsumoto Hiroki、Miura Yuri、Endo Tamao
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 170 号: 2 ページ: 183-194

    • DOI

      10.1093/jb/mvab069

    • NAID

      40022723391

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biosynthetic mechanisms and biological significance of glycerol phosphate-containing glycan in mammals.2021

    • 著者名/発表者名
      Rieko Imae, Hiroshi Manya, Tamao Endo
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 号: 21 ページ: 6675-6675

    • DOI

      10.3390/molecules26216675

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筋ジストロフィー症原因遺伝子産物FKRPによるリビトールリン酸含有糖鎖の合成機構2020

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、桑原 直之、萬谷 博、加藤 龍一、遠藤 玉夫
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 92 号: 6 ページ: 811-816

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920811

    • NAID

      40022454265

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2020-12-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthetic Mechanisms of a Unique Ribitol Phosphate-containing Glycan by FKRP, a Ribitol Phosphate Transferase2020

    • 著者名/発表者名
      Imae R, Kuwabara N, Manya H, Kato R, Endo T
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 32 号: 190 ページ: E195-E200

    • DOI

      10.4052/tigg.2008.1E

    • NAID

      130007942390

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • 年月日
      2020-11-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structures of fukutin-related protein (FKRP), a ribitol-phosphate transferase related to muscular dystrophy.2020

    • 著者名/発表者名
      Kuwabara N, Imae R, Manya H, Tanaka T, Mizuno M, Tsumoto H, Kanagawa M, Kobayashi K, Toda T, Senda T, Endo T, Kato R.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 11 号: 1 ページ: 303-303

    • DOI

      10.1038/s41467-019-14220-z

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マウス臓器における糖ヌクレオチド含量の加齢変化2023

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳動物細胞におけるリビトールリン酸産生に関わる還元酵素の活性評価2023

    • 著者名/発表者名
      星野 駿介、今江 理恵子、萬谷 博、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] CHEMICAL AND CHEMO-ENZYMATIC SYNTHESES OF GLYCANS CONTAINING RIBITOL PHOSPHATE SCAFFOLDING OF MATRIGLYCAN.2022

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Tamura, Takahiro Tamura, Shunsuke Hoshino, Rieko Imae, Mao Nagase, Shiho Ohno, Noriyoshi Manabe, Yoshiki Yamaguchi, Hiroshi Manya, and Tamao Endo
    • 学会等名
      30th International Carbohydrate Symposium (ICS2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加齢マウス臓器における糖ヌクレオチド量の変化2022

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      第41回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ISPD欠損型筋ジストロフィーに対するCDP-リビトール誘導体を用いた治療法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      金川 基、徳岡 秀紀、今江 理恵子、星野 駿介、萬谷 博、遠藤 玉夫、戸田 達史
    • 学会等名
      第41回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マウス臓器における加齢に伴う糖ヌクレオチド変化2022

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] CDP-エタノールアミン合成酵素PCYT2によるCDP-グリセロール生合成機構の発見およびα-ジストログリカンの機能制御2022

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 哺乳類におけるリビトールリン酸産生酵素の解析2022

    • 著者名/発表者名
      星野 駿介、今江 理恵子、萬谷 博、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CDP-エタノールアミン合成酵素PCYT2によるCDP-グリセロールの合成およびα-ジストログリカンの制御2021

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 哺乳動物細胞におけるリビトールリン酸生合成経路の解析2021

    • 著者名/発表者名
      星野 駿介、今江 理恵子、萬谷 博、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造解析に基づく0-マンノース型糖鎖の生合成機構2021

    • 著者名/発表者名
      萬谷 博、今江 理恵子、桑原 直之、田中 智博、露口 正人、水野 真盛、加藤 龍一、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋ジストロフィー症に関わる糖転移酵素POMGNT2の基質認識の分子機構2021

    • 著者名/発表者名
      露口 正人、桑原 直之、萬谷 博、今江 理恵子、田中 智博、水野 真盛、遠藤玉夫、加藤 龍一
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋ジストロフィー症原因遺伝子産物FKRPによるO-マンノース型糖鎖へのリビトールリン酸転移機構2021

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、桑原 直之、萬谷 博、加藤 龍一、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リビトールリン酸転移酵素FKRPによるO-マンノース型糖鎖伸長機構2020

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、桑原 直之、萬谷 博、加藤 龍一、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] O-マンノース型糖鎖の伸長過程におけるFKRPによるリビトールリン酸転移機構2020

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、桑原 直之、萬谷 博、加藤 龍一、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      第39回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] α-ジストログリカン糖鎖合成阻害因子CDP-グリセロールの定量分析2020

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] グリセロールリン酸供与体CDP-グリセロールの哺乳動物における定量分析2019

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、石渡 俊行、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      第38回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 哺乳動物培養細胞および組織におけるCDP-グリセロールの定量分析2019

    • 著者名/発表者名
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、石渡 俊行、遠藤 玉夫
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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