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2018 年度 実績報告書

分岐型糖鎖とレクチンの相互作用に関する構造生物学研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04758
研究機関東北医科薬科大学

研究代表者

山口 芳樹  東北医科薬科大学, 薬学部, 教授 (90323451)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード糖鎖 / βグルカン / レクチン受容体 / NMR / SEC-MALS / オリゴマー / イオンモビリティ / 衝突断面積
研究実績の概要

Dectin-1はC型レクチン様受容体に分類され、βグルカンと結合することにより、その免疫機能を発揮する。βグルカンはグルコースのβ1-3結合を主骨格としてグルコースのβ1-6残基結合を分岐構造としてもつが、Dectin-1との相互作用におけるβ1-6分岐の役割については不明な点が多い。本研究ではβ1-6結合したモノグルコース残基をもつラミナリン(重合度20~30)をモデル糖鎖リガンドとしてDectin-1との相互作用解析を行った。Dectin-1のレクチンドメインにラミナリンを添加するとレクチンドメインに由来するNMRシグナルが広幅化を示したことから、リガンド結合に伴うオリゴマー化が観察された。多角度光散乱検出器を備えたサイズ排除クロマトグラフィー(SEC-MALS)により実験を行ったところ、Dectin-1のレクチンドメインはラミナリンと結合すると4量体を形成することが明らかになった。一方で、βグルカンとの結合に重要とされているW221やH223をAlaに置換した変異体ではオリゴマー化は観察されなかった。興味深いことに、中間体としてレクチンドメインの2量体や3量体に相当するピークは観察されなかったことから、Dectin-1のラミナリンに対する結合は正の協調性があると考察した。実際にこのオリゴマー形成が細胞表面上で起こるかどうかについては検証が必要であるが、外来からのβグルカンを感知し、細胞内シグナリングを惹起する際に協調的なオリゴマー形成は生理的に有利に働くと考えられる。
・イオンモビィティ質量分析法は、気相中における衝突断面積によって試料を分離することから、分岐糖鎖異性体の分離同定に有効な手段として期待されている。本研究では12種類の2本鎖N型糖鎖を対象に実験および計算の両面から衝突断面積の再計算を行った。その結果、実測値と計算値において依然として差はあるものの、定性的には一致の傾向を示した。引き続き衝突断面積の実験値の精査を行う予定である。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 7件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Identification and characterization of UDP-mannose in human cell lines and mouse organs: Differential distribution across brain regions and organs2018

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Kazuki、Kizuka Yasuhiko、Yamaguchi Yoshiki、Hirabayashi Yoshio、Takahashi Kazuo、Yuzawa Yukio、Taniguchi Naoyuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 495 ページ: 401~407

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.10.173

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bisecting GlcNAc restricts conformations of branches in model N -glycans with GlcNAc termini2018

    • 著者名/発表者名
      Hanashima Shinya、Suga Akitsugu、Yamaguchi Yoshiki
    • 雑誌名

      Carbohydrate Research

      巻: 456 ページ: 53~60

    • DOI

      10.1016/j.carres.2017.12.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Conformational Ensembles of Protonated N-glycans in the Gas-Phase2018

    • 著者名/発表者名
      Re Suyong、Watabe Shigehisa、Nishima Wataru、Muneyuki Eiro、Yamaguchi Yoshiki、MacKerell Alexander D.、Sugita Yuji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 1644

    • DOI

      10.1038/s41598-018-20012-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of a Golgi GPI-N-acetylgalactosamine transferase with tandem transmembrane regions in the catalytic domain2018

    • 著者名/発表者名
      Hirata Tetsuya、Mishra Sushil K.、Nakamura Shota、Saito Kazunobu、Motooka Daisuke、Takada Yoko、Kanzawa Noriyuki、Murakami Yoshiko、Maeda Yusuke、Fujita Morihisa、Yamaguchi Yoshiki、Kinoshita Taroh
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 405

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02799-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural basis of protein arginine rhamnosylation by glycosyltransferase EarP2018

    • 著者名/発表者名
      Sengoku Toru、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Watanabe Chiduru、Honma Teruki、Hikida Yasushi、Yamaguchi Yoshiki、Takahashi Hideyuki、Yokoyama Shigeyuki、Yanagisawa Tatsuo
    • 雑誌名

      Nature Chemical Biology

      巻: 14 ページ: 368~374

    • DOI

      10.1038/s41589-018-0002-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular basis for diversification of yeast prion strain conformation2018

    • 著者名/発表者名
      Ohhashi Yumiko、Yamaguchi Yoshiki、Kurahashi Hiroshi、Kamatari Yuji O.、Sugiyama Shinju、Uluca Boran、Piechatzek Timo、Komi Yusuke、Shida Toshinobu、M?ller Henrik、Hanashima Shinya、Heise Henrike、Kuwata Kazuo、Tanaka Motomasa
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 115 ページ: 2389~2394

    • DOI

      10.1073/pnas.1715483115

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spontaneous intracranial hypotension is diagnosed by a combination of lipocalin-type prostaglandin D synthase and brain-type transferrin in cerebrospinal fluid2018

    • 著者名/発表者名
      Murakami Yuta、Takahashi Koichi、Hoshi Kyoka、Ito Hiromi、Kanno Mayumi、Saito Kiyoshi、Nollet Kenneth、Yamaguchi Yoshiki、Miyajima Masakazu、Arai Hajime、Hashimoto Yasuhiro、Mima Tatsuo
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1862 ページ: 1835~1842

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2018.03.027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological role of site-specific O-glycosylation in cell adhesion activity and phosphorylation of osteopontin2018

    • 著者名/発表者名
      Oyama Midori、Kariya Yoshinobu、Kariya Yukiko、Matsumoto Kana、Kanno Mayumi、Yamaguchi Yoshiki、Hashimoto Yasuhiro
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: 475 ページ: 1583~1595

    • DOI

      10.1042/BCJ20170205

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High affinity sugar ligands of C-type lectin receptor langerin2018

    • 著者名/発表者名
      Ota Fumi、Hirayama Tetsuya、Kizuka Yasuhiko、Yamaguchi Yoshiki、Fujinawa Reiko、Nagata Masahiro、Ismanto Hendra S.、Lepenies Bernd、Aretz Jonas、Rademacher Christoph、Seeberger Peter H.、Angata Takashi、Kitazume Shinobu、Yoshida Keiichi、Betsuyaku Tomoko、Kida Kozui、Yamasaki Sho、Taniguchi Naoyuki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1862 ページ: 1592~1601

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2018.04.004

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] J(77Se,1H) and J(77Se,13C) couplings of seleno-carbohydrates obtained by 77Se satellite 1D 13C spectroscopy and 77Se selective HR-HMBC spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Uzawa Jun、Shimabukuro Junpei、Suzuki Tatsuya、Imamura Akihiro、Ishida Hideharu、Ando Hiromune、Yamaguchi Yoshiki
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Chemistry

      巻: 56 ページ: 836~846

    • DOI

      10.1002/mrc.4746

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid increase of ‘brain-type’ transferrin in cerebrospinal fluid after shunt surgery for idiopathic normal pressure hydrocephalus: a prognosis marker for cognitive recovery2018

    • 著者名/発表者名
      Murakami Yuta、Matsumoto Yuka、Hoshi Kyoka、Ito Hiromi、Fuwa Takashi J、Yamaguchi Yoshiki、Nakajima Madoka、Miyajima Masakazu、Arai Hajime、Nollet Kenneth、Kato Naho、Nishikata Rie、Kuroda Naohito、Honda Takashi、Sakuma Jun、Saito Kiyoshi、Hashimoto Yasuhiro
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 164 ページ: 205~213

    • DOI

      10.1093/jb/mvy043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceptor range of endo-β-N-acetylglucosaminidase mutant endo-CC N180H: from monosaccharide to antibody2018

    • 著者名/発表者名
      Manabe Shino、Yamaguchi Yoshiki、Abe Junpei、Matsumoto Kana、Ito Yukishige
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 5 ページ: 171521

    • DOI

      10.1098/rsos.171521

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] β-Glucan-induced cooperative oligomerization of Dectin-1 C-type lectin-like domain2018

    • 著者名/発表者名
      Dulal Hari P、Adachi Yoshiyuki、Ohno Naohito、Yamaguchi Yoshiki
    • 雑誌名

      Glycobiology

      巻: 28 ページ: 612~623

    • DOI

      10.1093/glycob/cwy039

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of protein landscapes around N-glycosylation sites from the PDB repository for understanding the structural basis of N-glycoprotein processing and maturation2018

    • 著者名/発表者名
      Suga Akitsugu、Nagae Masamichi、Yamaguchi Yoshiki
    • 雑誌名

      Glycobiology

      巻: 28 ページ: 774~785

    • DOI

      10.1093/glycob/cwy059

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and mechanism of cancer-associated N-acetylglucosaminyltransferase-V2018

    • 著者名/発表者名
      Nagae Masamichi、Kizuka Yasuhiko、Mihara Emiko、Kitago Yu、Hanashima Shinya、Ito Yukishige、Takagi Junichi、Taniguchi Naoyuki、Yamaguchi Yoshiki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 3380

    • DOI

      10.1038/s41467-018-05931-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of the Core Oligosaccharides of Lipooligosaccharides from Campylobacter jejuni : A Putative Cause of Guillain?Barr? Syndrome2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Fumi、Yoshinaka Hiroki、Tanaka Hidenori、Hanashima Shinya、Yamaguchi Yoshiki、Ishihara Mikio、Saburomaru Miyuki、Kato Yuki、Saito Risa、Ando Hiromune、Kiso Makoto、Imamura Akihiro、Ishida Hideharu
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 25 ページ: 796~805

    • DOI

      10.1002/chem.201804862

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tau Filaments and the Development of Positron Emission Tomography Tracers2018

    • 著者名/発表者名
      Goedert Michel、Yamaguchi Yoshiki、Mishra Sushil K.、Higuchi Makoto、Sahara Naruhiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: 9 ページ: 70

    • DOI

      10.3389/fneur.2018.00070

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Implication of C-type lectin receptor langerin and keratan sulfate disaccharide in emphysema2018

    • 著者名/発表者名
      Kizuka Yasuhiko、Mishra Sushil、Yamaguchi Yoshiki、Taniguchi Naoyuki
    • 雑誌名

      Cellular Immunology

      巻: 333 ページ: 80~84

    • DOI

      10.1016/j.cellimm.2018.07.004

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biophysical Analyses for Probing Glycan-Protein Interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Nagae Masamichi、Yamaguchi Yoshiki
    • 雑誌名

      Advances in experimental medicine and biology

      巻: 1104 ページ: 119~147

    • DOI

      10.1007/978-981-13-2158-0_7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 糖鎖の多様性に対応するレクチンの認識システムとシグナリング2018

    • 著者名/発表者名
      長江 雅倫、山口 芳樹
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 90 ページ: 651~663

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2018.900651

    • 査読あり
  • [学会発表] タンパク質凝集体とリガンドのNMR相互作用解析と計算化学の役割2018

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      よこはまNMR研究会 第59回ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] 均一な抗体-薬物複合体(ADC)の開発に向けて-糖鎖改変技術の利用-2018

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      第43回理研イブニングセミナー
  • [学会発表] 糖鎖がもたらす生物機能の探求2018

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      徳島大学セミナー
  • [学会発表] 糖鎖リガンドの動的構造とレクチン受容体との相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      若手NMR研究会
  • [学会発表] βグルカン受容体のリガンド結合メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      日本医真菌学会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] レクチン受容体による糖鎖認識とシグナリングの構造生物学2018

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 学会等名
      日本生化学会大会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of glycan structure and its recognition by lectin receptors2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Yamaguch
    • 学会等名
      10th ACGG, Tainan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] βグルカンの基礎研究と応用・利用の動向2018

    • 著者名/発表者名
      山口芳樹
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1340-5

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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