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2019 年度 実績報告書

神経変性疾患治療への応用を目指した新規脳内糖化ステロールの分析基盤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K15608
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

秋山 央子  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (80623462)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード糖脂質 / 糖化ステロール / グルコシルセラミド分解酵素
研究実績の概要

2019年度は、2018年度に開発した糖化ステロール群の合成機構の解析システムを用いて、糖化ステロールの一種として新たに同定したコレステリルガラクトシド(GalChol)の合成機構の解析を行った。具体的には、グルコシルセラミド分解酵素(GBA1、GBA2)がGalChol合成を行う可能性について検討した。
酵素源として、組換えヒトGBA1(セレザイム)またはヒトGBA2を過剰発現させたヒト胎児腎細胞(HEK293T)を用いた。基質として、蛍光ラベルされたコレステロール(25-NBD-コレステロール)をガラクトースのアクセプターとして、ガラクトシルセラミド、ガラクトシルスフィンゴシン、UDP-ガラクトースをガラクトースドナーとして用いた。37℃で2時間酵素反応を行い、酵素反応液から抽出した脂質を薄層クロマトグラフィーで分離し、蛍光ラベルされたGalCholの合成量を測定した。同様の実験を蛍光ラベルされていないコレステロールを用いて行い、GalChol合成量を高速液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法で測定した。
その結果、GBA1とGBA2はガラクトシルセラミド分解活性をもち、ガラクトシルセラミドのガラクトースをコレステロールに転移してGalCholを合成することがわかった。ガラクトシルスフィンゴシンならびにUDP-ガラクトースはGalChol産生のガラクトースドナーとしては利用されないことがわかった。これらの結果より、GBA1とGBA2はグルコシルセラミド分解酵素としてだけでなく、β-ガラクトシダーゼとしてガラクトシルセラミド分解活性をもち、GalChol合成酵素としても機能することが明らかになった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] ライデン大学(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      ライデン大学
  • [雑誌論文] Glucocerebrosidases catalyze a transgalactosylation reaction that yields a newly-identified brain sterol metabolite, galactosylated cholesterol2020

    • 著者名/発表者名
      Akiyama, H., Ide, M., Nagatsuka, Y., Sayano, T., Nakanishi, E., Uemura, N., Yuyama, K., Yamaguchi, Y., Kamiguchi, H., Takahashi, R., Aerts, J. M. F. G., Greimel, P. and Hirabayashi, Y
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 ページ: 5257-5277

    • DOI

      10.1074/jbc.RA119.012502

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Newly identified brain sterol metabolite glycosylated sterols are metabolized by β-glucocerebrosidase 1 and 2 in vivo2019

    • 著者名/発表者名
      Hisako Akiyama, Mitsuko Ide, Etsuro Nakanishi, Norihito Uemura, Yoshiki Yamaguchi, Hiroyuki Kamiguchi, Ryosuke Takahashi, Peter Greimel and Yoshio Hirabayashi
    • 学会等名
      25th International Symposium on Glycoconjugates
    • 国際学会
  • [学会発表] グルコシルセラミド分解酵素による新規脳内ステロール代謝物・ステロール配糖体の代謝制御2019

    • 著者名/発表者名
      秋山央子、井手三津子、中西悦郎、上村紀仁、山口芳樹、Peter Greimel、上口裕之、高橋良輔、平林義雄
    • 学会等名
      第92回 日本生化学会大会
  • [学会発表] グルコシルセラミド分解酵素はステロールとガラクトシルセラミド間のトランスガラクトシレーション反応を触媒する2019

    • 著者名/発表者名
      秋山央子、井手三津子、Peter Greimel、Hans Aerts、上口裕之、平林義雄
    • 学会等名
      第61回日本脂質生化学会
  • [学会発表] Glucocerebrosidase mediates a crosstalk between glycosphingolipid and sterol2019

    • 著者名/発表者名
      Hisako Akiyama
    • 学会等名
      Japan-Europe Workshop on Glycosphingolipids and Membrane Homeostasis
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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