アセチルグルコサミン糖鎖サイクルの生体制御機構の解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20249018
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所 (2010-2013); 大阪大学 (2008-2009)
• 研究代表者: 谷口 直之 独立行政法人理化学研究所, システム糖鎖生物学研究グループ, グループディレクター (90002188)
• 連携研究者: 中嶋 和紀 (独)理化学研究所, 脳科学総合研究センター神経膜機能研究チーム, 研究員 (10442998) ; 大坪 和明 熊本大学, 大学院生命科学研究部 先端生命医療科学部門 医療技術科学講座 (30525457) ; 是金 宏昭 (独)理化学研究所, グローバル研究クラスタ 理研-マックスプランク連携研究センター システム糖鎖生物学研究グループ疾患糖鎖研究チーム, 研究員 (50421912)
• 研究期間 (年度): 2008-04-08 – 2013-03-31
• キーワード: 糖鎖修飾 / 糖ヌクレオチド / 糖転移酵素

研究概要

本研究では新たな切り口として「糖鎖サイクル」という糖鎖の一生を形作る生合成、機能発現を統合的に捉える概念を提案し、生活習慣病や神経変性疾患との関わりについて検討した。細胞外からの単糖流入を追跡する糖ヌクレオチド代謝動態追跡法、細胞内糖ヌクレオチドの一斉定量法、糖ヌクレオチドから各糖鎖への合成の流れを追跡する方法を確立することによりGlcNAcの細胞内動態を追跡した。グルコサミン転移酵素-IIIはα1-6フコース転移酵素欠損時に補完的な働くことを見出した。他、GnT-IXのエピジェネテックな遺伝子発現制御やゴルジ体での酵素活性調節など糖鎖の生合成が多段階で制御されていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Epigenetic regulation of a brain-specific glycosyltransferase N-acetylglucosaminyltransferase-IX (GnT-IX) by specific chromatin modifiers (2014)
  • 著者名/発表者名: Kizuka Y, Kitazume S, Okahara K, Villagra A, Sotomayor EM, Taniguchi N
  • 雑誌名: J Biol Chem. (Epub 2014 Mar10.) 巻: 289(16) ページ: 11253-61
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.554311
  • 査読あり
• [雑誌論文] The absence of core fucose upregulates GnT-III and Wnt target genes: a possible mechanism for an adaptive response in terms of glycan function (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto A, Kitazume S, Kizuka Y, Nakajima K, Oka R, Fujinawa R, Korekane H, Yamaguchi Y, Wada Y, Taniguchi N
  • 雑誌名: J Biol Chem. (Epub 2014 Mar10.) 巻: 289(17) ページ: 11704-14
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.502542
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Ectonucleotide Pyrophosphatase/Phosphodiesterase 3 (ENPP3) as a Regulator of N-Acetylglucosaminyltransferase GnT-IX (GnT-Vb) (2013)
  • 著者名/発表者名: Korekane H, Park JY, Matsumoto A, Nakajima K, Takamatsu S, Ohtsubo K, Miyamoto Y, Hanashima S, Kanekiyo K, Kitazume S, Yamaguchi Y, Matsuo I, Taniguchi N
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288(39) ページ: 27912-27926
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.474304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural characterization of pyridylaminated oligosaccharides derived from neutral glycosphingolipids by high-sensitivity capillary electrophoresis-mass spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito E, Nakajima K, Waki H, Miseki K, Shimada T, Sato TA, Kakehi K, Suzuki M, Taniguchi N, Suzuki A
  • 雑誌名: Anal. Chem. (Epub 2013 Aug 9.) 巻: 85(16) ページ: 7859-65
  • DOI: 10.1021/ac401460f
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Single Dose of LPS into Mice with Emphysema Mimics Human COPD Exacerbation as Assessed by Micro-CT (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Fujinawa R, Ota F, Kobayashi S, Angata T, Ueno M, Maeno T, Kitazume S, Yoshida K, Ishii T, Gao C, Ohtsubo K, Yamaguchi Y, Betsuyaku T, Kida K, Taniguchi N
  • 雑誌名: Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 巻: 49(6) ページ: 971-7
  • DOI: 10.1165/rcmb.2013-0074OC
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of branched O-mannosyl glycans in astrocytes accelerates remyelination (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanekiyo K, Inamori K, Kitazume S, Sato K, Maeda J, Higuchi M, Kizuka Y, Korekane H, Matsuo I, Honke K, Taniguchi N
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 33(24) ページ: 10037-10047
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3137-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass isotopomer analysis of metabolically labeled nucleotide sugars and N-and o-glycans for tracing nucleotide sugar metabolisms (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K, Ito E, Ohtsubo K, Shirato K, Takamiya R, Kitazume S, Angata T, Taniguchi N
  • 雑誌名: Mol. Cell Proteomics 巻: 12(9) ページ: 2468-2480
  • DOI: 10.1074/mcp.M112.027151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flagellin/Toll-like receptor 5 response was specifically attenuated by keratan sulfate disaccharide via decreased EGFR phosphorylation in normal human bronchial epithelial cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirato K, Gao C, Ota F, Angata T, Shogomori H, Ohtsubo K, Yoshida K, Lepenies B, Taniguchi N
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 435(3) ページ: 460-465
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.05.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-Glycosylation modulates the membrane sub-domain distribution and activity of glucose transporter 2 in pancreatic beta cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo K, Takamatsu S, Gao C, Korekane H, Kurosawa TM, Taniguchi N
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 434(2) ページ: 346-351
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.03.076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ceramide galactosyltransferase expression is regulated positively by Nkx2.2 and negatively by OLIG2
  • 著者名/発表者名: Okahara K, Kizuka Y, Kitazume S, Ota F, Nakajima K, Hirabayashi Y, Maekawa M, Yoshikawa T, Taniguchi N
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: (in press)
• [学会発表] Glycomics or glycoproteomics as essential tools for cancer biomarker discovery (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: US-Japan Joint Meeting on Biomarkers for Early Cancer Detection
  • 発表場所: Rockville、MD at the new National Cancer Institue(NCI) Shady Grove Facility (Maryland, USA)
  • 年月日: 2014-02-10
• [学会発表] Systems Glycobiology Approach for Understating the Disease Onset (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: Biomarker and Therapeutics, IUBMB 10th International Symposium on Cell Surface Macromolecules
  • 発表場所: Fortune Park Panchwati, Kolkata, India
  • 年月日: 2014-01-22
• [学会発表] The establishment of the Joint Research Center for Systems Chemical Biology (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: 4th Meeting for Max Planck Centers
  • 発表場所: Max Planck Society, Munich, Germany
  • 年月日: 2014-01-13
• [学会発表] 多様な糖鎖の働きと疾患の発症、診断、治療への役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口直之
  • 学会等名: 山口大学アカデミックドクター育成プログラムFD講演会
  • 発表場所: 山口大学総合研究棟1階S1講義室
  • 年月日: 2013-12-18
• [学会発表] Systems Glycobiology for Understating the Disease Onset (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: Biomarker and Therapeutics, 17th KAST International Symposium
  • 発表場所: Yonsei University, Seoul, Korea
  • 年月日: 2013-11-26
• [学会発表] Global Network on Systems Glycobiology (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: The 3rd Austria/Japan Seminar Comparative and Developmental Glycobiology (第3回比較発生糖鎖生物学とその医工学の応用に関する日本・オーストリア2国間セミナー)
  • 発表場所: (独)理化学研究所(和光)鈴木梅太郎記念ホール
  • 年月日: 2013-07-02
• [学会発表] The complex interplay of "yin and yang" in branched N-glycans: from bisecting GlcNAc to core fucose (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: GLYCO22
  • 発表場所: conventioncenter of Dalian Institute of Chemical Physics, Dalian, China
  • 年月日: 2013-06-24
• [学会発表] Glycosyltransferases involved in N-glycan branching: From biological functions to disease implication (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: Workshop on Cancer Research biological and molecular basis
  • 発表場所: IMPIUP, Porto, Portugal
  • 年月日: 2013-05-17
• [学会発表] Glycosyltransferases involved in N-glycan branching: From biological functions to disease implication (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: COS-Lecture
  • 発表場所: Center for Organismal Studies Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] 糖鎖が拓く超域研究:疾患の発症から診断・治療まで (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口直之
  • 学会等名: 第13回京滋ハートセミナー
  • 発表場所: 京都ホテルオークラ
  • 年月日: 2013-05-09
• [学会発表] 糖鎖と疾患:診断から治療への関わり (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口直之
  • 学会等名: 第101回日本泌尿器科学会総会
  • 発表場所: さっぽろ芸術文化の館
  • 年月日: 2013-04-26
• [学会発表] 糖鎖と疾患:診断から治療への関わり (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口直之
  • 学会等名: 愛媛大学プロテオサイエンスセンター開所式
  • 発表場所: 松山全日空ホテル4階ダイヤモンドボールルーム
  • 年月日: 2013-04-18
• [学会発表] Alpha1,6 Fucosyltransferase, Fut8 is Implicated in Sensitivity to Emphysema in Mice and a Possible Predictive Marker for Disease Progression and Exacerbations in Chronic Obstructive Pulmonary Disease(COPD) (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: RIKEN-Academia Sinica Joint Conference on Chemical Biology
  • 発表場所: Conference Room 2, Building for Humanities and Social Sciences Academia Sinica, Taipei
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] 糖鎖を知る～病気の診断から治療まで～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口直之
  • 学会等名: SSH公開講演会
  • 発表場所: 武庫川女子大学公江記念講堂
  • 年月日: 2013-02-02
• [学会発表] alpha1,6Fucosyltransferase (Fut8) is implicated in vulnerability to smoke-induced emphysema in mice and a possible non-invasive predictive marker for human chronic obstructive pulmonary disease (COPD) (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: Joint Meeting for Society for glycobiology and American Society for Matrix Biology
  • 発表場所: San Diego Sheraton Hotel and Marina
  • 年月日: 2012-11-13
• [図書] Handbook of Glycosyltransferases and Related Genes Second Edition Volume1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Ihara, Hiroki Tsukamoto, Jianguo Gu, Eiji Miyoshi, Naoyuki Taniguchi, and Yoshitaka Ikeda
  • 総ページ数: 53:581-596
  • 出版者: Springer
• [図書] Handbook of Glycosyltransferases and Related Genes Second Edition Volume1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kei-ichiro Inamori, Michael Pierce, and Naoyuki Taniguchi
  • 総ページ数: 22:247-256
  • 出版者: Springer
• [図書] Handbook of Glycosyltransferases and Related Genes Second Edition Volume1 (2014)
  • 著者名/発表者名: James W. Dennis, Naoyuki Taniguchi, and Michael Pierce
  • 総ページ数: 21:233-246
  • 出版者: Springer
• [図書] Handbook of Glycosyltransferases and Related Genes Second Edition Volume1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Ohtsubo and Naoyuki Taniguchi
  • 総ページ数: 20:223-232
  • 出版者: Springer
• [図書] Handbook of Glycosyltransferases and Related Genes Second Edition Volume1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Ikeda, Hideyuki Ihara, Hiroki Tsukamoto, Jianguo Gu and Naoyuki Taniguchi
  • 総ページ数: 19:209-222
  • 出版者: Springer
• [図書] Glycosyltransferases Methods in Molecular Biology Volume 1022 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ihara H, Tsukamoto H, Taniguchi N, Ikeda Y
  • 総ページ数: 335-348
  • 出版者: Springer
• [図書] Glycosyltransferases Methods in Molecular Biology Volume 1022 (2013)
  • 著者名/発表者名: Taguchi T, Taniguchi N
  • 総ページ数: 299-305
  • 出版者: Springer
• [図書] Glycosyltransferases Methods in Molecular Biology Volume 1022 (2013)
  • 著者名/発表者名: Takamatsu S, Korekane H, Ohtsubo K, Oguri S, Park JY, Matsumoto A, Taniguchi N
  • 総ページ数: 283-298
  • 出版者: Springer
• [図書] Medical Biochemistry 4th ed.
  • 著者名/発表者名: Ryoji Nagai and Naoyuki Taniguchi
  • 出版者: Elsevier(in Press)