糖鎖機能の統合的把握:グライコミクス

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13854010
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 谷口 直之 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (90002188)
• 研究分担者: 高橋 素子 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (00303941) ; 三善 英知 大阪大学, 医学部, 助教授 (20322183) ; 本家 孝一 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (80190263) ; 鄭 文玉 山形大学, 医学部, 助教授 (60252657)
• キーワード: 糖鎖生物学 / プロテアーゼ / 発生・分化 / 糖転移酵素 / グライコミクス / がん転移 / 血管新生 / アポトーシス

研究概要

近年、50%以上のタンパク質には糖鎖がついており、これらタンパク質の機能高度化に糖鎖が重要な役割を担っていることが明白となってきている。糖鎖は細胞表面に発現されていることから、細胞間や細胞外基質との相互作用や細胞外との情報交換に関与することが多い。本研究は、このような糖鎖機能を解明するために、糖鎖遺伝子改変マウスおよび細胞を用いて、糖鎖標的分子を臓器レベル、細胞レベルで同定し、その分子の機能発現に糖鎖がどのように関わるかを明らかにすることを目的としている。既に昨年度までの研究で、α1,6-フコース転移酵素の全身型ノックアウトマウスの作製と個体レベルでの表現型解析は一通り終了したので、今年度は、異常のみられた肺と小腸におけるα1,6-フコース転移酵素の標的分子の探索に着手した。方法としては、各臓器から膜画分を調製して、AALレクチンを用いてフコシル化タンパク質を濃縮する方法を開発した。野生型とノックアウトマウスで明らかな差異がみられたので、フコシル化タンパク質を抽出し、マススペクトロメトリーでタンパク質を同定する計画である。一方、がんの転移に関与するN-アセチルグルコサミン転移酵素GnT-Vの標的分子として膜結合型セリンプロテアーゼのマトリプターゼを同定し、マトリプターゼの772番目のアスパラギンに結合する糖鎖のβ1,6GlcNAc分岐化により、トリプシン様プロテアーゼに対する抵抗性を獲得することを証明した。また、GnT-V自体が糖転移酵素活性とは無関係に血管新生作用を呈することを発見した。さらに、N-アセチルグルコサミン転移酵素GnT-III導入Hela細胞における過酸化酸素に対するアポトーシス抵抗性獲得の原因を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Saito, T., et al.: "A secreted type of β1,6-N-acetylglucosaminyltransferase V (GnT-V) induces tumor angiogenesis without mediation of glycosylation"J. Biol. Chem.. 277. 17002-17008 (2002)
• [文献書誌] Ihara, S., et al.: "Prometastatic effect of N-acetylglucosaminyltransferase V is due to modification and stabilization of active matriptase by adding β1-6 GIcNAc branching"J. Biol. Chem.. 277. 16960-16967 (2002)
• [文献書誌] Honke, K., et al.: "Paranodal junction formation and spermatogenesis require sulfoglycolipids"Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. 99. 4227-4232 (2002)
• [文献書誌] Shibukawa, Y., et al.: "Down-regulation of hydrogen peroxide-induced PKCδ activation in N-acetylglucosaminyltransferase III-transfected HeLaS3 cells"J. Biol. Chem.. 278. 3197-3203 (2003)
• [文献書誌] Ihara, H., et al.: "A catalytically inactive beta 1,4-N-acetylglucosaminyltransferase III (GnT-III) behaves as a dominant negative GnT-III inhibitor"Eur. J. Biochem.. 269. 193-201 (2002)
• [文献書誌] Sasai, K., et al.: "UDP-GIcNAc concentration is an important factor in the biosynthesis of β1,6-branched oligosaccharides : regulation based on the kinetic properties of N-acetylglucosaminyltransferase V"Glycobiology. 12. 119-127 (2002)