| 研究課題/領域番号 |
16GS0313
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
岡 昌吾 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (60233300)
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| 研究分担者 |
伊藤 信行 京都大学, 薬学研究科, 教授 (10110610)
小堤 保則 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (70205425)
木下 政人 京都大学, 農学研究科, 助手 (60263125)
川崎 ナナ 国立医薬品食品衛生研究所, 生物薬品部, 室長 (20186167)
石 龍徳 順天堂大学, 医学部, 講師 (20175417)
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| キーワード | メダカ / 糖鎖遺伝子 / HNK-1糖鎖 / グルクロン酸転移酵素 / 硫酸基転移酵素 / 遺伝子欠損マウス / アンチセンスオリゴヌクレオチド / 質量分析 |
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| 研究概要 |
本研究は糖鎖機能に基づく神経発生の原理や神経機能維持機構の総合的理解を目指すものである。本年度は以下の2点について研究を行った。
I.メダカを用いた神経発生に関与する糖鎖の構造と機能に関する研究
HNK-1糖鎖は神経発生過程において特徴的な発現様試を示すことが知られているがその機能については不明な点が多い。そこでHNK-1糖鎖の神経発生における役割を明確にするため、まずメダカの発生過程におけるHNK-1糖鎖の発現分布を調べた。その結果、受精後2日目から高い発現が確認された。さらにその合成に関与するグルクロン酸転移酵素(GlcAT-PとGlcAT-S)のクローニングを行い、メダカにおける全長の塩基配列とアミノ酸配列を明らかにした。またその情報を基に遺伝子ノックダウン実験を行ったところ、GlcAT-P遺伝子ノックダウンメダカにおいて頭部の形成異常が観察された。糖鎖の構造解析に関しては前年度に引き続き、受精後から孵化までの各発生段階の卵に存在するN型糖鎖の構造を二次元マッピング法および質量分析法を用いて詳細に検討した。その結果、発生過程で増加する糖鎖や減少する糖鎖の存在を確認し、その構造を推定した。
II.HNK-1糖鎖機能の分子機構解析
HNK-1糖鎖の発現調節機構の解明を目指し、前年度のGlcAT-Pの結晶構造解析に続き、本年度はGlcAT-Sの結晶構造解析に成功した。結晶構造から得られた情報を基に部位特異的突然変異体を作成し解析したところ、両酵素の基質認識の違いの分子機構が明かとなった。さらにHNK-1糖鎖合成に関与するグルクロン酸転移酵素(GlcAT-PとGlcAT-S)と硫酸基転移酵素(HNK-1 ST)が細胞内で特異的に相互作用していることを証明し、その相互作用には触媒領域が重要であること明らかにした。またこの相互作用の結果、硫酸基転移酵素活性が上昇し、効率のよいHNK-1糖鎖合成に関与していることが明らかとなった。
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