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糖転移酵素群によるNOTCHタンパク質の分泌・分解の仕分け機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K24077
補助金の研究課題番号 22H02815 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分48040:医化学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

岡島 徹也  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (20420383)

研究分担者 近藤 裕史  名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (50644655)
竹内 英之  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (80361608)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードO型糖鎖 / DLK1 / NOTCH / 小胞体 / 輸送 / O-GlcNAc / EOGT / O-フコース / POFUT1 / O-グルコース / POGLUT1 / フォールディング / コラーゲン
研究開始時の研究の概要

NOTCH受容体の活性化には、隣接した細胞間でリガンド分子が受容体分子と相互作用することが必要となり、活性化レベルに応じて、発現量は精密に調節される必要がある。これまでの研究より、NOTCH受容体を修飾している特殊なO型糖鎖修飾を変化すると、細胞膜での発現レベルが鋭敏に変化することを見出した。その一方で、糖鎖修飾が異なる異常なNOTCH受容体を小胞体で保持し分解する分子機構は不明である。本研究では、NOTCH受容体や構造的に類似のタンパク質を用いて、小胞体に存在する各種シャペロン分子との相互作用を中心に、分泌されずに分解に向かうNOTCH受容体の仕分け機構を明らかにし、その破綻により生じる病態を制御することを目指す。

研究成果の概要

本研究は、O型糖鎖がタンパク質のフォールディングのみならず、細胞内輸送や分泌にも重要な役割を果たすことを明らかにし、糖鎖生物学に新たな視点を提供した。DLK1の糖鎖修飾マップと機能解析により、関連疾患の理解や創薬への応用も期待される。さらに、O型糖鎖欠損がDLK1とNOTCH1で異なる輸送・分解経路を誘導することが示唆され、今後、O型糖鎖を介した分泌・分解の仕分け機構の解明が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、O 型糖鎖がタンパク質フォールディングのみならず、細胞内輸送および分泌においても積極的に機能しているという新たな知見を提供し、糖鎖生物学の理解を一層深化させるものである。また、DLK1 の O 型糖鎖修飾マップの確立とそれに基づく機能解析により、DLK1 関連疾患の病態解明や糖鎖を標的とした創薬への応用が期待される。今後、同様の解析を Notch1 にも適用することで、O型糖鎖の分泌、もしくは、分解経路への仕分け機構の基本原理の理解と、O型糖鎖修飾が主役となるタンパク質の細胞内動態に関する新たなパラダイムが提示されることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2025 2024 2023 2022

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 (15件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] O-GlcNAc glycans in the mammalian extracellular environment2025

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Yohei、Okajima Tetsuya
    • 雑誌名

      Carbohydrate Research

      巻: 549 ページ: 109378-109378

    • DOI

      10.1016/j.carres.2025.109378

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Escorting Strategy for Aggregation-Prone Notch EGF Repeats with Sparcl12024

    • 著者名/発表者名
      Kondo Yuji、Li Yuxin、Okajima Tetsuya
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 29 号: 5 ページ: 1031-1031

    • DOI

      10.3390/molecules29051031

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書 2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of galactosyltransferase and sialyltransferase genes mediating the elongation of the extracellular O-GlcNAc glycans2024

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Yohei、Tsukamoto Natsumi、Saiki Wataru、Tashima Yuko、Furukawa Jun-ichi、Kizuka Yasuhiko、Narimatsu Yoshiki、Clausen Henrik、Takeuchi Hideyuki、Okajima Tetsuya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 703 ページ: 149610-149610

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2024.149610

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書 2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibitory machinery for the functional dystroglycan glycosylation2023

    • 著者名/発表者名
      Kondo Yuji、Okajima Tetsuya
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 173 号: 5 ページ: 333-335

    • DOI

      10.1093/jb/mvad003

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence that only EWS among the FET proteins acquires a low partitioning property for the hyperosmotic stress response by O-GlcNAc glycosylation on its low-complexity domain2023

    • 著者名/発表者名
      Kakuo Manami、Horii Takeshi、Tonomura Naoto、Sato Runa、Ogawa Mitsutaka、Okajima Tetsuya、Kamemura Kazuo
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research

      巻: 424 号: 1 ページ: 113504-113504

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2023.113504

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycoproteomics of NOTCH1 EGF repeat fragments overexpressed with different glycosyltransferases in HEK293T cells reveals insights into O-GlcNAcylation of NOTCH12022

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Yohei、Ogawa Mitsutaka、Yogi Kentarou、Tashima Yuko、Takeuchi Hideyuki、Okajima Tetsuya
    • 雑誌名

      Glycobiology

      巻: N/A 号: 7 ページ: 616-628

    • DOI

      10.1093/glycob/cwac015

    • 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
  • [雑誌論文] Significant Roles of Notch O-Glycosylation in Cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Weiwei、Okajima Tetsuya、Takeuchi Hideyuki
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 6 ページ: 1783-1783

    • DOI

      10.3390/molecules27061783

    • 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
  • [雑誌論文] Secretory expression of mammalian NOTCH tandem epidermal growth factor-like repeats based on increased O-glycosylation2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Ailing、Tsukamoto Yohei、Takeuchi Hideyuki、Nishiwaki Kimitoshi、Tashima Yuko、Okajima Tetsuya
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry

      巻: 656 ページ: 114881-114881

    • DOI

      10.1016/j.ab.2022.114881

    • 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
  • [学会発表] Glycoproteomics and transport assay of ER-tethered protein Delta homolog 1 highlights the role of atypical O-glycans in the secretory pathway2024

    • 著者名/発表者名
      Yohei Tsukamoto, Natsumi Tsukamoto, Yuji Kondo, Ehsan Uddin, Wakako Furukawa, Shiori Go, Hideyuki Takeuchi, Tetsuya Okajima
    • 学会等名
      Glyco-core Symposium 2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] O型糖鎖を介するNOTCHのフォールディング制御2024

    • 著者名/発表者名
      田嶌優子、大橋憲太郎、塚本庸平、近藤裕史、大下修一郎、蜷川暁、岡島徹也
    • 学会等名
      第43回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 細胞外O -GlcNAc転移酵素Eogyの血管における機能と病態への関与2024

    • 著者名/発表者名
      河合香里、近藤裕史、戸井田紀子、加藤勝洋、室原豊明、岡島徹也
    • 学会等名
      第43回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] NOTCH2におけるO-グルコース糖鎖の寄与は部位特異的である2024

    • 著者名/発表者名
      齊木颯、近藤裕史、塚本庸平、 近藤裕史、紅林佑希、竹内英之、岡島徹也
    • 学会等名
      第43回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 組織分布に基づく非典型的O型糖鎖合成酵素の生理機能2024

    • 著者名/発表者名
      近藤裕史、河合香里、戸井田紀子、加藤勝洋、岡島徹也
    • 学会等名
      第97回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] The structure and function of "extracellular" O-GlcNAc modification in mammals2023

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Okajima, Yuji Kondo, Yuko Tashima
    • 学会等名
      TAIWAN Glyco26
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小胞体でのフォールディング管理におけるNOTCH受容体のO型糖鎖修飾の役割2023

    • 著者名/発表者名
      田嶌優子、大橋憲太郎、塚本庸平、岡島徹也
    • 学会等名
      第42回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Eogtは動脈内皮細胞特異的糖転移酵素である2023

    • 著者名/発表者名
      近藤裕史、河合香里、岡島徹也
    • 学会等名
      第42回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Eogtは動脈内皮細胞特異的糖転移酵素である2023

    • 著者名/発表者名
      近藤裕史、河合香里、岡島徹也
    • 学会等名
      第96回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体での品質管理におけるNOTCH受容体のO型糖鎖修飾の役割2023

    • 著者名/発表者名
      田嶌優子, 大橋憲太郎, 塚本庸平, 岡島徹也
    • 学会等名
      第96回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Oーfucose修飾とO-glucose修飾はDLK1の効率的な輸送に大事である2022

    • 著者名/発表者名
      田嶌優子、後藤和佳子、塚本庸平、小川光貴、竹内英之、岡島徹也
    • 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] 3’-Sialyllactose on Notch: Notch1 functions as a scaffold of O-linked, 3’-sialyllactosylated glycans2022

    • 著者名/発表者名
      Yohei Tsukamto, Kazuhiro Aoki, Yoshiki Narimatsu, Yusuke Urata, Wataru Saiki, Michael Tiemeyer, Henrik Clausen, Yuki Kurebayashi, Akira Minami, Tadanobu Takahashi, Tetsuya Okajima, and Hideyuki Takeuchi
    • 学会等名
      Society for Glycobiology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of POFUT1 and POGLUT1 for the effective transport of DLK1 to the cell surface2022

    • 著者名/発表者名
      Yuko Tashima, Wakako Goto, Yohei Tsukamoto, Mitsutaka Ogawa, Hideyuki Takeuchi, Tetsuya Okajima
    • 学会等名
      Society for Glycobiology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞外O-GlcNAc転移酵素の組織発見分布解析と生体内における機能探索2022

    • 著者名/発表者名
      近藤裕史、岡島徹也
    • 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] O-fucoseとO-glucose修飾はDLK1の効率的な輸送に重要である2022

    • 著者名/発表者名
      田嶌優子、後藤和佳子、塚本庸平、小川光貴、竹内英之、岡島徹也
    • 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

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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