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2017 年度 実績報告書

グライコプロテオームを中心とした複合オミクス解析による疾患モデルの糖鎖機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 15H01841
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

成松 久  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 招聘研究員 (40129581)

研究分担者 梶 裕之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, .生命工学領域, 研究チーム長 (80214302)
栂谷内 晶  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60392635)
佐藤 隆  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (90371046)
安形 清彦  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 招聘研究員 (00611138)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード糖鎖 / 糖転移酵素 / 糖鎖改変 / 糖タンパク質 / 糖ペプチド / 糖鎖機能 / グライコプロテオミクス / グライコーム解析
研究実績の概要

本課題では、糖鎖の生体機能解明のため、野生型と糖鎖遺伝子改変型の細胞やマウスを研究材料として、最新の解析技術を用いた比較グライコプロテオーム解析による糖転移酵素の標的タンパク質の同定と糖鎖構造解析を行った。グライコプロテオミクス技術・IGOT法ではN型糖鎖キャリア分子と付加位置を同定することが出来る。そこで、LacdiNAc(タイプ I)構造を合成するB3GALNT2に着目し、発現細胞からLacdiNAc結合レクチンを用いたIGOT法によりキャリア分子を同定した。さらに、KD実験によりLacdiNAc構造がN型糖鎖上に存在すること、KOマウスの胎児での組織構造異常を明らかにした。
次に、新規グライコプロテオミクス技術(GR法)では、糖ペプチドの質量および保持時間を使用し、MS2を必要とせずに糖ペプチド上の糖鎖構造が解析できる。そこで、HL-60細胞におけるポリラクトサミン(pLN)糖鎖のキャリア分子の同定を試みた。糖ペプチドを親水性相互作用クロマトグラフィー分画した試料を分析した結果、pLN糖鎖が高親水性画分に濃縮された。HL-60細胞では31個のpLNキャリアタンパク質群が同定され、それらはシグナル伝達、受容体、細胞移動および細胞接着などの機能に関連する分子を含むことが明らかとなった。
さらに、コンドロイチン硫酸の生合成に関わるCSGalNAcT1(T1)とCSGalNAcT2(T2)のダブルノックアウトマウス(DKO)を作製し、表現型解析を行った。DKOは呼吸不全による胎生致死であった。軟骨特異的DKOでは、四肢が極端に短縮していた。T2単独KOは正常であったが、DKOでT1単独KOよりシビアな表現型を示したことから、T2も軟骨形成に機能していることが明らかとなった。
以上、本課題での技術開発と各種解析により、糖タンパク質糖鎖とその生物機能について重要な知見が得られた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Incomplete clearance of apoptotic cells by core 1-derived O-glycan-deficient resident peritoneal macrophages.2018

    • 著者名/発表者名
      Wakui H, Fuseya S, Suzuki R, Shimbo M, Okada R, Hamada M, Kuno A, Hagiwara K, Sato T, Narimatsu H, Kudo T, Takahashi S.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 122 ページ: 2017-2023

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.12.066

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of Poly-N-Acetyllactosamine-Carrying Glycoproteins from HL-60 Human Promyelocytic Leukemia Cells Using a Site-Specific Glycome Analysis Method, Glyco-RIDGE.2018

    • 著者名/発表者名
      Togayachi A, Tomioka A, Fujita M, Sukegawa M, Noro E, Takakura D, Miyazaki M, Shikanai T, Narimatsu H, Kaji H.
    • 雑誌名

      J Am Soc Mass Spectrom.

      巻: - ページ: 1-15

    • DOI

      10.1007/s13361-018-1938-6.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Postnatal lethality and chondrodysplasia in mice lacking both chondroitin sulfate N-acetylgalactosaminyltransferase-1 and -2.2017

    • 著者名/発表者名
      Shimbo M, Suzuki R, Fuseya S, Sato T, Kiyohara K, Hagiwara K, Okada R, Wakui H, Tsunakawa Y, Watanabe H, Kimata K, Narimatsu H, Kudo T, Takahashi S.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 12 ページ: e0190333

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0190333

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fut9ノックアウトマウスを用いた脳におけるルイスxキャリアタンパク質の網羅的な解析(Large-scale identification of glycoprotein carrying Lewis x in the brain using Fut9 knockout mice)2017

    • 著者名/発表者名
      野呂絵里花、栂谷内晶、富岡あづさ、助川昌子、藤田弥佳、鈴木奈美、梶裕之、成松久
    • 学会等名
      日本糖質学会
  • [学会発表] Deletion of B3glct disrupts craniofacial, skeletal, and cardiac development in mice2017

    • 著者名/発表者名
      Haltiwanger R, Rubel D, Grady R, Uddin S, Komatsu D, Bamforth S, Schneider J, Sato T, Narimatsu H, Holdener B.
    • 学会等名
      24th INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON GLYCOCONJUGATES(Jeju, Korea)
    • 国際学会
  • [学会発表] マウス卵管におけるフコシル化糖鎖sialyl Lewis Xの生合成経路の解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕之、松浦寛明、小林純子、栂谷内晶、成松久、Kay-Hooi Khoo、川島博人
    • 学会等名
      第61回日本薬学会関東支部大会
  • [学会発表] Developement of site-specific glycome analysis method of complex glycoproteome2017

    • 著者名/発表者名
      Azusa Tomioka, Chiaki Okatani, Erika Noro, Toshihide Shikanai, Hisashi Narimatsu. Hiroyuki Kaji
    • 学会等名
      HUPO World Congress (Dublin, Ireland)
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of glycoproteins with novel LacdiNAc structures synthesized by B3GALNT2.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakane, Kiyohiko Angata, Takashi Sato, Hiroyuki Kaji, and Hisashi Narimatsu
    • 学会等名
      The 9th ACGG conference(Hong Kong, China)
    • 国際学会
  • [学会発表] β3GalNAcT2糖転移酵素はtype I LacdiNAc構造をN型糖鎖とO型糖鎖上に形成する2017

    • 著者名/発表者名
      安形清彦、中根隆浩、古川早苗、佐藤隆、澤木弘道、曽我部万紀、久保田智己、梶裕之、成松久
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] β3GalNT2糖転移酵素によって合成されるtype I LacdiNAc構造キャリアタンパク質の同定2017

    • 著者名/発表者名
      中根隆浩、安形清彦、佐藤隆、梶裕之、成松久
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] 腎糸球体足細胞におけるムチン型O結合型糖鎖の機能解明2017

    • 著者名/発表者名
      布施谷清香, 岡田理沙, 鈴木陸, 新保未来, 涌井宏優, 中村勇輝, 坪内鴻奈, 臼井俊明, 森戸直記, 萩原梢, 佐藤隆, 成松久, 高橋智, 工藤崇
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] マクロファージでのTim4タンパク質の安定発現にムチン型糖鎖は必須である2017

    • 著者名/発表者名
      涌井宏優, 布施谷清香, 岡田理沙, 鈴木陸, 新保未来, 濱田理人, 萩原梢, 佐藤隆, 成松久, 高橋智, 工藤崇
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] 全身性誘導コンディショナルノックアウトマウスを用いたムチン型糖鎖新規機能2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木陸, 中村勇輝, 涌井宏優, 岡田理沙, 布施谷清香, 坪内鴻奈, 萩原梢, 佐藤隆, 成松久, 高橋智, 工藤崇
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] 複雑性の極み: 糖鎖修飾状態の解析への挑戦2017

    • 著者名/発表者名
      梶裕之、富岡あづさ、野呂絵里花、岡谷千晶、藤田弥佳、助川昌子、成松久
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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