細胞内レクチンとCa結合タンパク質との連携による生体機能発現の分子基盤の探求

• 研究課題/領域番号: 21870052
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設)
• 研究代表者: 神谷 由紀子 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設), 研究員 (00527947)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 2,756千円 (直接経費: 2,120千円、間接経費: 636千円); 2010年度: 1,313千円 (直接経費: 1,010千円、間接経費: 303千円); 2009年度: 1,443千円 (直接経費: 1,110千円、間接経費: 333千円)
• キーワード: レクチン / 糖タンパク質 / 細胞内輸送 / カルシウム結合タンパク質 / 血液凝固因子

研究概要

本研究はL型レクチンとEFハンド型Ca^<2+>結合タンパク質の複合体形成と分子認識の実態を解明し、この複合体が担う生体機能発現メカニズムを明らかにすることを目標としている。
L型レクチン-MCFD2複合体のリガンド認識の解明
ERGIC-53とMCFD2が複合体を形成するに伴い、ERGIC-53の糖鎖結合能が変調をうけるか否かを明らかにするために、ERGIC-53-CRDとMCFD2と糖鎖の三者の間の結合実験を行うことを試みた。等温滴定カロリメトリー法を用いた解析の結果、MCFD2の存在下、非存在下においてERGIC-53-CRDと糖鎖の間で同程度の親和性を示すことが明らかとなった。また、ERGIC-53-CRDとMCFD2の相互作用は、糖鎖に依存しないことも明らかとなった。以上の結果から、ERGIC-53-CRDの糖鎖およびMCFD2との結合はそれぞれ独立に行われていることが判明した。
血液凝固因子欠乏症の発症の構造基盤
申請者は構造生物学研究を通じて、代表的なL型レクチンであるERGIC-53とCa^<2+>結合タンパク質MCFD2からなる複合体の立体構造を明らかにしている。ERGIC-53とMCFD2は血液凝固第5第8因子欠乏症の原因遺伝子産物であることから、本疾患の発症メカニズムを明らかにすることを試みた。血液灘固因子欠乏症の発症原因となる遺伝子変異体を作成し、NMR、超遠心、質量分析を駆使した解析を行ったところ、変異を導入したタンパク質では複合体を形成しないことが明らかとなった。このことより、血液凝固因子欠乏症はERGIC-53とMCFD2の複合休形成の不全によってもたらされる血液凝固因子の輸送障害により発症すると考察した。本成果は、先天性血液凝固因子障害という病気のメカニズムの理解を促すものである。

研究成果

• [雑誌論文] Redox-Dependent Domain Rearrangement of Protein Disulfide Isomerase Coupled with Exposure of Its Substrate-Binding Hydrophobic Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Serve O, Kamiya Y, Maeno A, Nakano M, Murakami C, Sasakawa H, Yamaguchi Y, Harada T, Kurimoto E, Yagi-Utsumi M, Iguchi T, Inaba Kikuchi J, Asami O, Kajino T, Oka T, Nakasako M, Kato K.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 396 ページ: 361-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the cooperative interplay between the two causative gene products of combined factor V and factor VIII deficiency (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishio, M., Kamiya, Y., Mizushima, T., Wakatsuki, S., Sasakawa, H., Yamamoto, K., Uchiyama, S., Noda, M., McKay, A.R., Fukui, K., Hauri, H.-P., Kato, K.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 107 ページ: 4034-4039
  • 査読あり
• [雑誌論文] 糖鎖によるタンパク質社会の秩序維持 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神谷由紀子, 加藤晃一
  • 雑誌名: 化学工業 61 ページ: 23-31
  • 査読あり
• [雑誌論文] 糖鎖認識を介した糖タンパク質の細胞内運命の決定機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神谷由紀子、加藤晃一
  • 雑誌名: 生物物理 42 ページ: 62-69
  • NAID: 10025975440
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sugar-binding activity of the MRH domain in the ER alpha-glucosidase II beta subunit is important for efficient glucose trimming (2009)
  • 著者名/発表者名: Hu D, Kamiya Y, Totani K, Kamiya D, Kawasaki N, Yamaguchi D, Matsuo I, Matsumoto N, Ito Y, Kato K, Yamamoto K.
  • 雑誌名: Glycobiology 19 ページ: 1127-1135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human OS-9, a lectin required for glycoprotein endoplasmic reticulum-associated degradation, recognizes mannose-trimmed N-glycans (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa N, Kamiya Y, Kamiya D, Kato K, Nagata K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 284 ページ: 17061-17068
  • 査読あり
• [学会発表] Structural basis of the molecular recognition by ERGIC-53 involved in the glycoprotein traffic in the cell (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Kamiya, Miho Nishio, Tsunehiro Mizushima, Soichi Wakatsuki, Kazuo Yamamoto, Susumu Uchiyama, Masanori Noda, Hans-Peter Hauri, Koichi Kato
  • 学会等名: 20th International Symposium on Glycocojugates
  • 発表場所: Caribe Hilton(Puerto Rico)
  • 年月日: 2009-11-30
• [学会発表] 糖タンパク質の品質管理を担う細胞内レクチンの分子認識 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神谷由紀子、神谷大貴、西尾美穂、加藤晃一
  • 学会等名: 第8回統合バイオサイエンスシンポジウム
  • 発表場所: ヤマハリゾートつま恋(静岡)
  • 年月日: 2009-11-17
• [図書] Glycobiology Research Trends (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Kamiya, Daiki Kamiya, Reiko Urade, Tadashi Suzuki, Koichi Kato
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: NOVA Science Publishers