グリコサミノグリカンシグナリングの分子メカニズム

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20390019
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 菅原 一幸 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 教授 (60154449)
• 研究分担者: 山田 修平 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 准教授 (70240017)
• 連携研究者: 水本 秀二 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 学術研究員 (40443973)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: グリコサミノグリカン / コンドロイチン硫酸 / デルマタン硫酸 / ヘパラン硫酸 / 神経突起 / 細胞増殖因子 / 計算科学 / プロテオグリカン

研究概要

ヘパラン硫酸(HS)とコンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸(CS/DS)の機能分担やシグナル伝達の調節メカニズムの相違は不明である。本研究では、これまで不明であったCS/DSの構造と機能の解析に重点を置いて研究を遂行した。グリコサミノグリカン(GAG)を介した増殖因子などのタンパク質の機能発現とシグナル伝達には、単なる硫酸化二糖の配列だけではなく、コンフォメーションと静電ポテンシャルの分布も重要であることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Evolution of Glycosaminoglycans : Comparative Biochemical Study. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada S., Sugahara K., Ozbek S.
  • 雑誌名: Commun.Integr.Biol. (in press.)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Faulty initiation of proteoglycan synthesis causes cardiac and joint defects. (2011)
  • 著者名/発表者名: Baasanjav S., Al-Gazali L., Hashiguchi T., Mizumoto S., Fischer B., Horn D., Seelow D., Ali B.R., Aziz S.A.A., Langer R., Saleh A.A.H., Becker C., Nurnberg G., Cantagrel V., Gleeson J.G., Gomez D., Michel J.-B., Stricker S., Lindner T.H., Nurnberg P., Sugahara K., Mundlos S., Hoffmann K.
  • 雑誌名: Am.J.Hum.Genet. (in press.)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration of the Hepatocyte Growth Factor Signaling Pathway in the in vitro Neuritogenic Activity of Chondroitin Sulfate from Ray Fish Cartilage. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi Y., Kobayashi T., Fongmoon D., Shetty A.K., Mizumoto S., Miyamoto N., Nakamura T., Yamada S., Sugahara K.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta 1810(4) ページ: 406-413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dermatan sulfate epimerase 2 is the predominant isozyme in the formation of the chondroitin sulfate/dermatan sulfate hybrid structure in postnatal developing mouse brain. (2011)
  • 著者名/発表者名: Akatsu C., Mizumoto S., Kaneiwa T., Maccarana M., Malmstrom A., Yamada S., Sugahara K.
  • 雑誌名: Glycobiology 21(5) ページ: 565-574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the structure and neuritogenic activity of chondroitin sulfate/dermatan sulfate hybrid chains from porcine fetal membranes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi T., Mizumoto S., Yamada S., Sugahara K.
  • 雑誌名: Glycoconjugate J. 27(1) ページ: 49-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss-of-function mutations of CHST14 in a new type of Ehlers-Danlos syndrome. (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyake N., Kosho T., Mizumoto S., Furuichi T., Hatamochi A., Nagashima Y., Arai E., Takahashi K., Kawamura R., Wakui K., Takahashi J., Kato H., Yasui H., Ishida T., Ohashi H., Nishimura G., Shiina M., Saitsu H., Tsurusaki Y., Doi H., Fukushima Y., Ikegawa S., Yamada S., Sugahara K., Matsumoto N.
  • 雑誌名: Hum.Mutat.(Equal contribution) 31(8) ページ: 966-974
  • 査読あり
• [雑誌論文] A non-sulfated chondroitin stabilizes membrane tubulation in cnidarian organelles. (2010)
  • 著者名/発表者名: Adamczyk P., Zenkert C., Balasubramanian P.G., Yamada S., Murakoshi S., Sugahara K., Hwang J.S., Gojobori T., Holstein T.W., Ozbek S.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 285(33) ページ: 25613-25623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of pleiotrophin-and hepatocyte growth factor-binding sulfated hexasaccharide determined by biochemical and computational approaches. (2010)
  • 著者名/発表者名: Li F., Nandini C.D., Hattori T., Bao X., Murayama D., Nakamura T., Fukushima N., Sugahara K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 285(36) ページ: 27673-27685
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of the glycosaminoglycan-protein linkage tetraosyl peptide moieties of betaglycan, which serve as a hexosamine acceptor for enzymatic glycosyl transfer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tamura J., Nakamura-Yamamoto T., Nishimura Y., Mizumoto S., Takahashi J., Sugahara K.
  • 雑誌名: Carbohydr.Res. 345(15) ページ: 2115-2123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chondroitin 4-O-sulfotransferase-1 is required for somitic muscle development and motor axon guidance in zebrafish (2009)
  • 著者名/発表者名: Mizumoto S., Mikami T., Yasunaga D., Kobayashi N., Yamauchi H., Miyake A., Itoh N., Kitagawa H., Sugahara K.
  • 雑誌名: Biochem.J.(Equal contribution) 419(2) ページ: 387-399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and Functional Changes of Sulfated Glycosaminoglycans in Xenopus laevis during Embryogenesis (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada S., Onishi M., Fujinawa R., Tadokoro Y., Okabayashi K., Asashima M., Sugahara K.
  • 雑誌名: Glycobiology 19(5) ページ: 488-498
  • 査読あり
• [雑誌論文] Important role of heparan sulfate in postnatal islet growth and insulin secretion. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahashi I., Noguchi N., Nata K., Yamada S., Kaneiwa T., Mizumoto S., Ikeda T., Sugihara K., Asano M., Yoshikawa T., Yamauchi A., Shervani N. J., Uruno A., Kato I., Unno M., Sugahara K., Takasawa S., Okamoto H., Sugawara A.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 383(1) ページ: 113-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chondroitin Hydrolase in Caenorhabditis elegans. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada S., Mizumoto S., Sugahara K.
  • 雑誌名: Trends Glycosci.Glycotechnol. 21(119) ページ: 149-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of chondroitin sulfate E in the liver tumor focal formation of murine osteosarcoma cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Basappa Murugan S., Sugahara K.N., Lee C.M., ten Dam G.B., van Kuppevelt T.H., Miyasaka M., Yamada S., Sugahara K.
  • 雑誌名: Glycobiology 19(7) ページ: 735-742
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of a novel chondroitin sulfate from squid liver integument rich in N-acetylgalactosamine(4,6-O-disulfate) and glucuronate(3-O-sulfate) residues. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shetty A.K., Kobayashi T., Mizumoto S., Narumi M., Kudo Y., Yamada S., Sugahara K.
  • 雑誌名: Carbohydr.Res.(Equal contribution) 344(12) ページ: 1526-1532
  • 査読あり
• [学会発表] Chondroitin sulfate E type structure at tumor cell surface is involved in the experimental metastasis of mouse tumor cell lines (2011)
  • 著者名/発表者名: 菅原一幸
  • 学会等名: 9th International Symposium on Biochemical Roles of Eukaryotic Cell Surface Macromolecules
  • 発表場所: Trivandrum, Kerala, India
  • 年月日: 2011-01-28
• [学会発表] The E-type structure of chondroitin sulfate on tumor cell surfaces is involved in lung and liver metastases. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Sugahara, Fuchuan Li, Sengottuvelan Murugan, Basappa, Taishi Hashiguchi, Shuji Mizumoto, Shuhei Yamada, Kayoko Oguri, Minoru Okayama, Kazuki N.Sugahara, Chun Man Lee, Masayuki Miyasaka, Gerdy B.ten Dam, Toin H.van Kuppevelt
  • 学会等名: Asian Communications of Glycobiology and Glycotechnology (ACGG)
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] Glycobiology meets Computer Science: Structure of Pleiotrophin-and Hepatocyte Growth Factor-binding Sulfated Hexasaccharide Determined by Biochemical and Computational Approaches. (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sugahara, F.Li, C.D.Nandini, T.Hattori, X.Bao, D.Murayama, T.Nakamura, N.Fukushima
  • 学会等名: The 25^<th> International Carbohydrate Symposium (ICS2010)
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Cell surface chondroitin sulfate E type structure of mouse tumor cell lines is involved in the experimental metastasis to the lung and liver. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Sugahara, Shuhei Yamada, Sengottuvelan Murugan, Fuchuan Li, Basappa, Taishi Hashiguchi, Shuji Mizumoto, Kayoko Oguri, Minoru Okayama, Kazuki N. Sugahara, Chun Man Lee, Masayuki Miyasaka, Gerdy B.ten Dam, Toin H.van Kuppevelt
  • 学会等名: 6th international Conference on Proteoglycan
  • 発表場所: Aix-les-Bains, France
  • 年月日: 20090914-20090916
• [学会発表] 動物界に必須の多糖鎖グリコサミノグリカン (2008)
  • 著者名/発表者名: 菅原一幸
  • 学会等名: 日本薬学会北海道支部第130回例会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌)
  • 年月日: 2008-05-10
• [図書] Experimental Glycoscience "Glycochemistry"(Taniguchi N., Suzuki A., Ito Y., Narimatsu H., Kawasaki T., Hase S., eds) (Microsequencing of functional chondroitin sulfate oligosaccharides) (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugahara K., Yamada S.
  • 総ページ数: 64-69
  • 出版者: Springer, Tokyo
• [備考] ホームページ等 1. Tomoyuki Kaneiwa, Shuji Mizumoto, Kazuyuki Sugahara, Shuhei Yamada Manuscripts from the 8th International Conference on Hyaluronan “Demonstration of chondroitin sulfate-specific hydrolytic activity in human hyaluronidase-4"
  • URL: http://www.ishas.org/index.php?/2010-Conference/Manuscripts-and-Posters.html
• [産業財産権] 硫酸化多糖または硫酸化オリゴ糖の分析方法、硫酸化多糖または硫酸化オリゴ糖を含む薬学的組成物および医薬、薬学的組成物および医薬の製造方法 (2011)
  • 発明者名: 菅原一幸
  • 権利者名: JST
  • 産業財産権番号: 特許,特許第4662385号
  • 取得年月日: 2011-01-14
• [産業財産権] 硫酸化多糖または硫酸化オリゴ糖の分析方法、硫酸化多糖または硫酸化オリゴ糖を含む薬学的組成物および医薬、薬学的組成物および医薬の製造方法、疾患の治療、診断、症状の軽減および予防方法 (2010)
  • 発明者名: 菅原一幸
  • 権利者名: JST
  • 産業財産権番号: 特許,特願2010-244708
  • 出願年月日: 2010-10-29
• [産業財産権] グリコサミノグリカン分解促進剤 (2009)
  • 発明者名: 菅原一幸、山田修平、水本秀二、金岩知之
  • 権利者名: 北海道大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2009-238490
  • 出願年月日: 2009-10-15