| 研究領域 | 分子夾雑の生命化学 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H04709
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
真鍋 良幸 大阪大学, 理学研究科, 助教 (00632093)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 糖鎖 / 複合化 / 糖鎖合成 / レクチン / 免疫 / 分子夾雑 / 合成生物学 / N-グリカン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
糖鎖は細胞表面を被覆するように大量に存在し，糖鎖-糖鎖相互作用や糖鎖-レクチン相互作用，糖鎖-タンパク質相互作用などの複雑な相互作用ネットワークを形成する．そのため，糖鎖の機能解明にはタンパク質，脂質など多くの生体分子が密集した分子クラウディング状態の“分子夾雑系”での解析が重要である．加えて，生体内では構造多様性に富む糖鎖が複雑な混合物（グリコフォーム）として存在し，複数の糖鎖が相補的，協同的，競争的に作用して，創発的な機能を発現する．本研究では，膜タンパク質上のN結合型糖鎖（N-グリカン）に焦点を当てる．申請者の合成したN-グリカンライブラリを用いて糖鎖の形成する分子夾雑に挑む．
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| 研究実績の概要 |
申請者の合成N-グリカンライブラリを保持している．これを用いて糖鎖の形成する分子夾雑に挑んだ．まず，HaloTagテクノロジーを用いて均一な合成糖鎖で標識されたモデル膜タンパク質を調製し，細胞表面の分子夾雑系において，それぞれの構造の糖鎖が形成する相互作用ネットワークを解析した．これにより，N-グリカンが膜タンパク質の機能を調節する分子基盤を解明した．さらに，本手法を種々のタンパク質に適用し，それぞれのタンパク質における糖鎖修飾の意義の違いや共通性についても検討した．また，糖鎖機能に基づいたタンパク質の機能制御も検証した．加えて，複数のTagを組み合わせることで，細胞表面でN-グリカンのグリコフォームを設計・再構築し，不均一性という概念を含む高次の分子夾雑を解析することで，糖鎖の意義に迫った．
i) 合成糖鎖の生細胞表面への提示と細胞表面夾雑系における相互作用解析：HaloTagテクノロジーにより，単一の合成N-グリカンで修飾したモデル膜タンパク質を生細胞上で調製し，細胞表面の分子夾雑系において，それぞれの構造のN-グリカンが様々な分子と相互作用した結果として膜タンパク質の動態に及ぼす影響を調べた．特に，さまざまな活性が報告されているガレクチンが膜タンパク質の動態に影響を与えること明確に示すことに成功した．
ii) タンパク質ごとの修飾糖鎖の機能解析と制御：上記の系を複数の膜タンパク異質に対して適用することで，タンパク質ごとの糖鎖修飾の機能について評価した．
iii) グリコフォームの再現と夾雑系における創発的機能発現の検証：複数のN-グリカンによる修飾がタンパク質動態を解析する．そのための複数のN-グリカン合成を達成した．さらにこれを細胞表層に提示することにも成功した．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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