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真核微生物のGal糖鎖が果たす認識糖としての役割

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2454
補助金の研究課題番号 22J13785 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関九州大学

研究代表者

福永 嵩大  九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードガラクトース含有糖鎖 / 細胞壁多糖 / 油脂生産酵母 / 分裂酵母 / O-結合型糖鎖 / N-結合型糖鎖 / ガラクトピラノース / 細胞間認識
研究開始時の研究の概要

動物、植物を問わずほとんどの生物の細胞表層は糖鎖で覆われている。糖鎖とそれを認識するタンパク質との相互作用を介した様々な生体機能の調節が高等動物を中心に知られている。糖鎖を構成する糖の中でもガラクトースは認識の特異性の高さから認識糖と呼ばれている。

本研究ではまず、油脂生産酵母のガラクトース含有糖鎖(Gal 糖鎖)を活用した生存戦略を明らかにする。さらに細胞内での働き、および認識機構の相違点を複数の酵母細胞の間で比較することで真核微生物のGal糖鎖が自然界で果たす役割を解明する。

研究実績の概要

本研究では糖鎖中にガラクトースを有する分裂酵母Schizosaccharomyces pombe、Schizosaccharomyces japonicus、油脂生産酵母Yarrowia lipolytica、Lipomyces starkeyiを研究対象とした。いくつかの酵母細胞は酵母型と菌糸型を切り替える二形性を示す。分裂酵母の中ではS. japonicusが唯一二形性を示す。そこで、糖鎖へのガラクトース付加の場であるゴルジ体に供与基質UDP-Galを供給するUDP-Galトランスポーター遺伝子を破壊することで、S. japonicusガラクトース欠損株を取得した。ガラクトース欠損株は誘導条件下でも菌糸状成長が確認されなかったことから、菌糸状成長に糖鎖中のガラクトースが必須であることが明らかになった。さらに油脂生産酵母の糖鎖構造についても解析を行い、分裂酵母との比較を行った。その結果、糖鎖の非還元末端の構造が異なることが明らかになった。分裂酵母が有する凝集素タンパク質Gsf2は分裂酵母糖鎖中のガラクトースを特異的に認識する。そこでさらに、Gsf2過剰発現株を用いて油脂生産酵母Yarrowia lipolyticaの糖鎖の認識を調べた。その結果、Gsf2はY. lipolyticaの細胞表層糖鎖を認識しなかった。これらのことから、糖鎖構造の違いに基づくガラクトース含有糖鎖の認識システムの存在が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Mechanistic insights into Schizosaccharomyces pombe GT-A family protein Pvg3 in the biosynthesis of pyruvylated β1,3-galactose of N-linked oligosaccharides2023

    • 著者名/発表者名
      Fukunaga Takamasa、Watanabe Masahiro、Nakamichi Yusuke、Morita Tomotake、Higuchi Yujiro、Maekawa Hiromi、Takegawa Kaoru
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: - 号: 6 ページ: 00074-9

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2023.03.002

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Galactosylation of cell-surface glycoprotein required for hyphal growth and cell wall integrity in Schizosaccharomyces japonicus2022

    • 著者名/発表者名
      Fukunaga Takamasa、Ohashi Takao、Tanaka Yutaka、Yoshimatsu Tomoki、Higuchi Yujiro、Maekawa Hiromi、Takegawa Kaoru
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 134 号: 5 ページ: 384-392

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2022.07.014

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo imaging of fluorescent albumin modified with pyruvylated-human-type complex oligosaccharide reveals sialylation-like biodistribution and kinetics2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuhara Ryoichiro、Ogura Akihiro、Yoshinaga Sho、Fukunaga Takamasa、Kinoshita Takashi、Sumiyoshi Wataru、Higuchi Yujiro、Tanaka Katsunori、Takegawa Kaoru
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 70 ページ: 116943-116943

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2022.116943

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Characterization of protein glycosylation in oleaginous yeasts and elucidation of extracellular targeting of secreted glycoproteins.2023

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Fukunaga, Yutaka Tanaka, Takao Ohashi, Tomoki Yoshimatsu, Yuki Morishima, Ryoichi Fukuda, Hiroaki Takaku, Kaoru Takegawa
    • 学会等名
      2023 13th International Conference on Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics (ICBBB 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 油脂酵母Lipomyces starkeyiのガラクトース含有糖鎖の構造および生合成機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      森島悠輝, 田中大, 大橋貴生, 福永嵩大, 吉松朋紀, 高久洋暁, 竹川薫
    • 学会等名
      第28回生物工学会九州支部部佐賀大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 油脂酵母Lipomyces starkeyiの糖鎖合成欠損変異株の取得とその解析2022

    • 著者名/発表者名
      森島悠輝, 高久洋暁, 田中 大, 大橋貴生, 福永嵩大, 竹川 薫
    • 学会等名
      第39回イーストワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 酵母Yarrowia lipolyticaにおける細胞壁および分泌糖タンパク質のN-結合型糖鎖構造の解析2022

    • 著者名/発表者名
      吉松朋紀, 田中 大, 大橋貴生, 福永嵩大, 福田良一, 竹川 薫
    • 学会等名
      第39回イーストワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分裂酵母細胞表層糖鎖のピルビン酸付加に関与するⅡ型膜貫通タンパク質Pvg2,Pvg5の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      福永嵩大, 渡邊真宏, 中道優介, 森田友岳, 竹川薫
    • 学会等名
      第39回イーストワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分裂酵母における β1,3-ガラクトース転移酵素の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      福永 嵩大, 渡邊 真宏, 中道 優介, 森田 友岳, 竹川 薫
    • 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] 酵母 Yarrowia lipolytica における細胞壁および分泌糖タンパク質の N-型糖鎖 構造の解析2022

    • 著者名/発表者名
      吉松朋紀, 田中 大, 大橋貴生, 福永嵩大, 福田良一, 竹川 薫
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2022 年度西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Schizosaccharomyces japonicus細胞表層におけるガラクトース糖鎖の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      福永嵩大, 大橋貴生, 田中大, 吉松朋紀, 竹川薫
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第55回研究報告会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 二形性分裂酵母における細胞表層ガラクトース糖鎖と菌糸状成長の解析2022

    • 著者名/発表者名
      福永嵩大, 大橋貴生, 田中大, 吉松朋紀, 竹川薫
    • 学会等名
      生物工学若手研究者の集い 夏のオンラインセミナー2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-03-26  

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