末梢神経接着糖蛋白質に見い出された新規糖鎖の生物学的意義

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12033221
• 研究機関: (財)東京都老人総合研究所
• 研究代表者: 遠藤 玉夫 財団法人東京都老人総合研究所, 糖鎖生物学部門, 研究室長 (30168827)
• 研究分担者: 地神 芳文 産業技術総合研, 生命工学研, 次長 ; 佐々木 翼 財団法人東京都老人総合研究所, 糖鎖生物学部門, 研究員 (40291132)
• キーワード: マンノシル型糖鎖 / 糖蛋白質 / ジストログリカン / GlcNAc転移酵素 / 脳 / 骨格筋

研究概要

末梢神経で見つけたラミニン結合活性を有し哺乳動物では珍しいOマンノシル型糖鎖について、生合成経路の解明を目指した。まず、マンノースを蛋白質に付ける酵素活性の検出方法について検討した。この酵素について研究が進んでいる酵母では、合成ペプチドをアクセプターとして容易に転移活性が測定できるが、哺乳動物の組織や細胞を酵素源として調べても、同様の方法では活性がうまく検出できなかった。そこでもともと我々がOマンノシル型糖鎖を見つけたジストログリカンの一部を改変してアクセプターとして使用すると、酵素活性が検出できることが判明した。この結果は、マンノースをペプチドに転移する反応でも、酵母と哺乳類では異なる性質の酵素によって担われている可能性を示唆している。次にマンノース転移に引き続いて起こるN-アセチルグルコサミン転移反応について検討した。合成したマンノシルペプチドを基質としラット脳を酵素源にして、N-アセチルグルコサミンをβ1→2結合で転移する酵素活性を検出することに成功した。この活性は、金属イオンとしてマンガンを要求した。N-アセチルグルコサミンβ1→2転移酵素については、すでにN型糖鎖の生合成に係わるGnT-IおよびGnT-IIが知られているが、我々が見つけた酵素はその両者とも異なる新らしい酵素であることが判明した。また、ラット脳以外について調べてみると、ウシ脳、ブタ脳、および骨格筋細胞とシュワノーマ細胞で酵素活性の存在を確認した。さらに、本酵素の遺伝子クローニングに成功し、遺伝子を発現させ本遺伝子が酵素活性を担うことを確認した。

研究成果

• [文献書誌] Toyohiro Okada: "Structural characteristics of the N-glycans of two isoforms of prostate-specific antigens purified from human seminal fluid"Biochim.Biophys.Acta. 1525(1). 149-160 (2001)
• [文献書誌] Seiichiro Takahashi: "A new β-1,2-N-acetylglucosaminyltransferase that may play a role in the biosynthesis of mammalian O-mannosyl glycans"Glycobiology. 11(1). 37-45 (2001)
• [文献書誌] Tasuku Sasaki: "Both cell-surface carbohydrates and protein tyrosin phosphatase are involved in the differentiation of astrocytes in vitro"Glia. 32(1). 60-70 (2000)
• [文献書誌] Ann Wright: "In vivo trafficking and catabolism of IgG1 antibodies with Fc associated carbohydrates of differing structure"Glycobiology. 10(12). 1347-1355 (2000)
• [文献書誌] Hiroshi Manya: "Comparative study of the asparagine-linked sugar chains of human lipocalin-type prostaglandin D synthase purified from urine and amniotic fluid, and recombinantly expressed in Chinese hamster ovary cells"J.Biochem.,. 127(6). 1001-1011 (2000)
• [文献書誌] Tamao Endo: "Carbohydrate Analysis Modern Chromatography and Electrophoresis"Elsevier Science(印刷中).
• [文献書誌] 遠藤玉夫: "生化学11月号"社団法人日本生化学会. 4 (2000)