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海綿由来レクチンを基盤とする糖鎖を介したサイトカイン受容体 新規活性化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K20589
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0603:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

辺 浩美  北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (30962758)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードトロンボポエチン受容体 / レクチン / 糖鎖 / 海洋天然物 / 生理活性タンパク質
研究開始時の研究の概要

これまで応募者はミクロネシア産海綿に含まれる新規フコース結合性レクチンThCが,造血サイトカインのトロンボポエチンTPOと類似した活性を示すことを発見した.さらにThCのTPO受容体に対する作用機構が全く新しいものであることを立証した.加えて,ThCに酷似した構造を持つバクテリアレクチンPA-IILが,ThCに比べ非常に弱い活性を持つことを見出し,これらの構造活性相関の理解がTPO受容体の新しい活性化機構を解明する鍵であると考えた.本研究ではThCの変異体やバクテリアゲノムに埋もれているThC類似タンパク質を発掘し,構造活性相関を評価することで新規のTPO受容体活性化機構の全貌解明を目指す.

研究成果の概要

先行研究において私たちが見出した海綿由来新規レクチン、トロンボコルチシン(ThC)によるTPO受容体活性化の機構を明らかにしたことを基盤とし、本研究では各種ThC変異体や類似レクチンの組み換えタンパク質を作成し、様々な角度からレクチンによる糖鎖を介したTPO受容体活性化の詳細を明らかにすることを試みた。その結果、野生型ThCが群を抜いて強い活性を示すことが明らかとなったが、タンパク質立体構造予測ツールによる発現レクチンの立体構造はThCとの差がほとんど無いことから、活性の差を説明し得る決定的な理由は明らかになっていない。今後はTPO受容体との複合体としての構造比較など、更なる検討が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨髄増殖性腫瘍という疾患においてThCによるTPO受容体活性化と同様の機構の存在が示唆されていたが、その詳細は不明であった。ThCによる活性化機構の解明により、TPO受容体上の糖鎖を介した活性化が、疾患の原因として実際に体内で生じていることを間接的ではあるものの、示した。本研究においてThCに類似した構造を持つレクチンがTPO受容体にどのような活性を示すかを調べることは、レクチンがTPO受容体の活性化をどのように調節しているのか、その疑問に対し新たな知見を与え、延いては未だ明らかとなっていない疾患の詳細の理解につながる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 海綿レクチンで迫るトロンボポエチン受容体の多様な活性化機構の謎2024

    • 著者名/発表者名
      辺 浩美, 酒井 隆一
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 62 ページ: 166-168

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dopamine-Derived Guanidine Alkaloids from a Didemnidae Tunicate: Isolation, Synthesis, and Biological Activities2024

    • 著者名/発表者名
      Sakai Ryuichi、Matsumura Ken、Uchimasu Hajime、Miyako Kei、Taniguchi Tohru、Kovvuri V. Raghavendra Rao、Acharige Anjana Delpe、Hull Kenneth G.、Romo Daniel、Thaveepornkul Lakkana、Chimnaronk Sarin、Miyamoto Hiroko、Takada Ayato、Watari Hiromi、Fujita Masaki J.、Sakaue Jiro
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: - 号: 9 ページ: 5977-5987

    • DOI

      10.1021/acs.joc.3c02765

    • 関連する報告書
      2023 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] Total synthesis of lycoperdic acid and stereoisomers (part 2): Completion of the synthesis and biological evaluation2023

    • 著者名/発表者名
      Morokuma Kenji、Watari Hiromi、Mori Maika、Sakai Ryuichi、Irie Raku、Oikawa Masato
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 145 ページ: 133623-133623

    • DOI

      10.1016/j.tet.2023.133623

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of Polyamine-modified Marine Peptide Aculeine A with Cell Membranes: Disruption or Entry2023

    • 著者名/発表者名
      Watari Hiromi、Kishi Reimi、Matsunaga Satoko、Nishikawa Takayuki、Sawada Yuji、Honda Akito、Fujita Masaki J、Sakai Ryuichi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 52 号: 3 ページ: 185-189

    • DOI

      10.1246/cl.230009

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A marine sponge-derived lectin reveals hidden pathway for thrombopoietin receptor activation2022

    • 著者名/発表者名
      Watari Hiromi、Kageyama Hiromu、Masubuchi Nami、Nakajima Hiroya、Onodera Kako、Focia Pamela J.、Oshiro Takumi、Matsui Takashi、Kodera Yoshio、Ogawa Tomohisa、Yokoyama Takeshi、Hirayama Makoto、Hori Kanji、Freymann Douglas M.、Imai Misa、Komatsu Norio、Araki Marito、Tanaka Yoshikazu、Sakai Ryuichi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 7262-7262

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34921-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] MECHANISM OF CYTOKINE RECEPTOR ACTIVATION BY MARINE SPONGE LECTIN.2023

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Watari, Hiroki Kageyama, Nami Masubuchi, Marito Araki, Yoshikazu Tanaka and Ryuichi Sakai
    • 学会等名
      International Symposium on Marine Natural Products
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 受容体の新規活性化機構を掘り起こす海洋天然物2023

    • 著者名/発表者名
      辺浩美
    • 学会等名
      化学生態学
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cytological effects of a novel sponge derived protein toxin, soritesidine2023

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Watari, Masaya Kitano, Yuri Ishibashi, Ryuichi Sakai
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Natural Products
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海綿由来レクチンをプローブとしたサイトカイン受容体 新規活性化機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      辺浩美
    • 学会等名
      第64回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 海綿由来レクチン ThC によるサイトカイン受容体 新規活性化機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      辺浩美
    • 学会等名
      令和4年度 日本農芸化学会 北海道・東北支部 合同支部会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-09-01   更新日: 2025-01-30  

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