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合成基質による膜局在性糖転移酵素Algの活性検出系の開発と基質認識機構の定量的解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K13856
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関立命館大学

研究代表者

佐野 加苗  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 特別研究員(PD) (40932687)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードドリコール結合型糖鎖 / 小胞体 / アスパラギン結合型糖鎖関連酵素
研究開始時の研究の概要

新生糖タンパク質の高次構造形成過程にてシグナル分子として利用される糖タンパク質糖鎖の前駆体は、小胞体膜のドリコールピロリン酸に結合した糖鎖(DLO)である。DLOは数種類の糖転移酵素Algに厳密に構造を識別されながら協奏的な単糖付加を受け、糖タンパク質糖鎖前駆体として必要な分岐構造へ伸長される。このDLOの伸長機構すなわち膜局在性Alg群のDLO構造への特異性を理解することは、タンパク質の運命を司る糖鎖の生合成機構を理解するために重要である。我々は純粋な合成基質から小胞体膜環境を構築し、種々のAlgの基質親和性をDLO構造別に定量的に見出すことで、DLOの形成機構を分子レベルで理解する。

研究実績の概要

ENGaseによる糖鎖修飾反応のアクセプター基質として、クリックケミストリーで標識可能なドリコールピロリン酸-N-アセチルグルコサミン誘導体の全合成を完了した。続いてオキサゾリン化糖鎖をドナー基質に、ENGaseで誘導体に対する糖鎖修飾反応を実施した。様々な反応条件で検討を重ねたが、誘導体に対して反応が進行する条件については課題が残された。また、今後の疑似小胞体膜上でのENGaseによる糖鎖付加反応を想定し、誘導体を挿入したリポソームの調製を試みた。膜に挿入された誘導体は、クリック反応で蛍光ラベル化した誘導体を観測することで確認し、挿入効率の高いリポソームの調製条件について知見を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

合成したドリコールピロリン酸-N-アセチルグルコサミン誘導体に対してENGaseが糖転移活性を示す条件を見出せなかったものの、誘導体構造のデザインについて具体的な改善案を見出せた。疑似小胞体リポソームの作製は予定よりも早めに検討し、誘導体の膜への挿入効率を確認することで今後の検討項目に関する具体的な方策を見出すことができた。以上の理由よりおおむね順調とした。

今後の研究の推進方策

ドリコールピロリン酸-N-アセチルグルコサミン誘導体の構造をENGaseの活性に影響しないよう変更したものを合成する。随時非リポソームおよびリポソーム環境下でのENGaseの糖転移反応を実施し、反応条件を最適化する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] A chemoenzymatic approach to the synthesis of dolichol pyrophosphate linked oligosaccharide2023

    • 著者名/発表者名
      Kanae Sano, Takashi Kikuma, Satoshi Takahashi, Nozomi Ishii, Ichiro Matsuo, Hiroyuki Kajiura, Yoichi Takeda
    • 学会等名
      European Carbohydrate Symposium -EUROCARB 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オリゴマンノース糖鎖が関与する生命現象の解明に向けた合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      佐野 加苗
    • 学会等名
      第2回東日本糖質若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 小胞体膜上糖鎖のフリップ機構解明に向けたドリコール結合型糖鎖の化学酵素的合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      佐野 加苗, 菊間 隆志, 高橋 諭, 石井 希実, 松尾 一郎, 梶浦 裕之, 武田 陽一
    • 学会等名
      第42回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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