Ｎ型糖鎖修飾のコンセンサス配列占有則を立体構造の視点から解明する

• 研究課題/領域番号: 24370047
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 神田 大輔 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80186618)
• 連携研究者: 嶋田 睦 (70391977) ; 眞柳 浩太 (50418571)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: Ｎ型糖鎖修飾 / 翻訳後修飾 / Ｘ線結晶解析 / 膜タンパク質 / 糖転移酵素 / N型糖鎖修飾 / 古細菌 / 脂質結合型糖鎖 / 動的構造 / X線結晶解析 / NMR緩和時間解析

研究成果の概要

タンパク質のアスパラギン残基への糖鎖付加はオリゴ糖転移酵素（OST）と呼ばれる膜タンパク質酵素が触媒している．超好熱性古細菌のOSTタンパク質のＣ末端可溶性ドメインおよび全長の結晶構造決定を行った．核磁気共鳴法・緩和時間解析と生化学実験により，OSTタンパク質の動的構造が糖鎖転移活性に必須であることを示した．糖鎖受容体であるペプチド基質（Asn-Val-Thr配列）との複合体の結晶解析を，ジスルフィド結合を使ってテザリングすることで成功させた．糖供与体（脂質結合型糖鎖）との複合体構造解析を行うための準備として，古細菌の脂質結合型糖鎖の化学構造の決定を質量分析と核磁気共鳴分析を用いて行った．

研究成果

• [雑誌論文] N-Glycosylation with Synthetic Undecaprenyl Pyrophosphate-Linked Oligosaccharide to Oligopeptides by PglB Oligosaccharyltransferase from Campylobacter jejuni (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishiwata A, Taguchi Y, Lee YJ, Watanabe T, Kohda D, Ito Y.
  • 雑誌名: Chembiochem 巻: 16 号: 5 ページ: 731-737
  • DOI: 10.1002/cbic.201402658
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural elucidation of an asparagine-linked oligosaccharide from the hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus furiosus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujinami D, Matsumoto M, Noguchi T, Sonomoto K, Kohda D
  • 雑誌名: Carbohydr Res 巻: 387C ページ: 30-36
  • DOI: 10.1016/j.carres.2014.01.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] N型糖鎖修飾におけるアスパラギン側鎖アミド基の活性化機構の構造基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本俊介，神田大輔
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 54 号: 3 ページ: 158-159
  • DOI: 10.2142/biophys.54.158
  • NAID: 130004719365
  • ISSN: 0582-4052, 1347-4219
• [雑誌論文] Crystal structure of the C-terminal globular domain of the third paralog of the Archaeoglobus fulgidus oligosaccharyltransferases. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S, Shimada A, Kohda D
  • 雑誌名: BMC Struct Biol 巻: 13 号: 1
  • DOI: 10.1186/1472-6807-13-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structures of an archaeal oligosaccharyltransferase provide insights into the catalytic cycle of N-linked protein glycosylation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S, Shimada A, Nyirenda J, Igura M, Kawano Y, Kohda D
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 110 号: 44 ページ: 17868-17873
  • DOI: 10.1073/pnas.1309777110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallographic and NMR evidence for flexibility in oligosaccharyltransferases and its catalytic significance (2013)
  • 著者名/発表者名: James Nyirenda, et al.
  • 雑誌名: Structure 巻: 21 号: 1 ページ: 32-41
  • DOI: 10.1016/j.str.2012.10.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the C-terminal globular domain of oligosaccharyltransferase from Archaeoglobus fulgidus at 1.75Å resolution. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, S., Igura, M., Nyirenda, J., Matsumoto. M, Yuzawa, S., Noda, N., Inagaki, F., Kohda, D.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 51 号: 20 ページ: 4157-4166
  • DOI: 10.1021/bi300076u
  • 査読あり
• [学会発表] Crystal structures of an archaeal oligosaccharyltransferase provide insights into the catalytic cycle of N-linked protein glycosylation (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kohda
  • 学会等名: Progress 100: Kyushu-U and Stanford-U Joint Research and Education Program, First Symposium
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-03-16
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal structures of an archaeal oligosaccharyltransferase provide insights into the catalytic cycle of N-linked protein glycosylation (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kohda
  • 学会等名: 2014 SFG & JSCR joint annual meeting
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-11-16 – 2014-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質の膜透過と共役したオリゴ糖転移酵素の反応様式の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎貴大, 神田大輔
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] 古細菌由来オリゴ糖転移酵素の基質ペプチド複合体の結晶構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本 俊介, 嶋田 睦, 遠藤 斗志也, 神田 大輔
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-16
• [学会発表] Crystal structures of oligosaccharyltransferase provide insights into the sequon recognition and activation of N-linked protein glycosylation (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kohda
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] 超好熱性古細菌由来N結合型オリゴ糖鎖の化学構造決定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤浪大輔，James Nyirenda，神田大輔
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] Crystal structures of an archaeal oligosaccharyltransferase provide insights into the catalytic cycle of N-linked protein glycosylation (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Matsumoto, Atsushi Shimada, Takahiro Yamasaki, Daisuke Kohda
  • 学会等名: 27th International Carbohydrate Symposium
  • 発表場所: Bangalore, India
• [学会発表] Crystal structure of an archaeal oligosaccharyltransferase (2013)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Matsumoto
  • 学会等名: Glycobiology Gordon Research Conference
  • 発表場所: Ventura, CA, USA(ポスターから口頭発表に選出)
  • 年月日: 2013-03-04
• [学会発表] Crystal structure of an archaeal oligosaccharyltransferase, a membrane enzyme that catalyzes the transfer of sugar chains to asparagine residues of glycoproteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kohda
  • 学会等名: Post-GCOE Symposium & Retreat in Singapore with NUS and TLL
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2013-03-04
• [学会発表] Structural biology of the N-glycosylation reaction (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kohda
  • 学会等名: The 20th Anniversary of the Mizutani Foundation for Glycosciences
  • 発表場所: Tokyo, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-19
• [学会発表] 古細菌型オリゴ糖転移酵素によるN型糖鎖修飾の構造基盤の解明
  • 著者名/発表者名: 松本 俊介, 嶋田 睦, ジェイムス ニレンダ, 井倉 真由美, 河野 能顕, 神田 大輔
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 超好熱性古細菌由来N結合型糖鎖の化学構造決定
  • 著者名/発表者名: 藤浪大輔，ジェイムス ニレンダ，神田大輔
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 超好熱性古細菌由来のオリゴ糖転移酵素の基質となるオリゴ糖鎖の化学構造決定と相互作用解析
  • 著者名/発表者名: 藤浪大輔，神田大輔
  • 学会等名: 第52回ＮＭＲ討論会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] Structural elucidation of N-linked oligosaccharides of hyperthermophilic archaea
  • 著者名/発表者名: Daisuke Fujinami, Masaki Matsumoto, Daisuke Kohda
  • 学会等名: International Symposium between Kyushu U. Post Global COE and School of Biomedical Sciences, Monash U.
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [図書] Glycoscience: Biology and Medicine (ISBN 978-4-431-54840-9) (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Matsumoto, James Nyirenda, Daisuke Kohda
  • 総ページ数: 1556
  • 出版者: Springer
• [図書] SPring-8 Research Frontiers 2013 (ISSN 1349-0087) (2014)
  • 著者名/発表者名: James Nyirenda, Shunsuke Matsumoto, and Daisuke Kohda
  • 総ページ数: 153
  • 出版者: SPRing8
• [備考] 九州大学生体防御医学研究所構造生物学分野研究内容
  • URL: http://vsb.bmr.kyushu-u.ac.jp/VSB/Research/research_frame_content_jp.html
• [備考] MIB VSB Top page
• [備考]
  • URL: http://www.bioreg.kyusyu-u.ac.jp/vsb/index.html