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2022 年度 実績報告書

糖鎖の分岐形成によるがん・アルツハイマー病の悪性化メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 20H03207
研究機関岐阜大学

研究代表者

木塚 康彦  岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 教授 (20564743)

研究分担者 中嶋 和紀  岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 准教授 (10442998)
中の 三弥子  広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (40397724)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード糖鎖 / 糖転移酵素 / bisecting GlcNAc / がん / アルツハイマー病 / GnT-III (MGAT3) / GnT-V (MGAT5) / GnT-IVa (MGAT4A)
研究実績の概要

本研究では、bisecting GlcNAc、beta1,6分岐の2つのN型糖鎖構造が標的タンパク質選択的に発現する機構、bisecting GlcNAcがタンパク質のリソソーム移行を抑制する機構を解明し、これらの糖鎖を合成するGnT-III, GnT-Vの阻害剤をデザインする。具体的には、1) 特異的レクチンを用いた標的糖タンパク質の網羅的同定、2) bisecting GlcNAcのリソソーム移行を制御する分子の同定、3) 構造をもとにしたGnT-Vのタンパク質選抜機構の解明、4) GnT-III, GnT-Vの阻害剤の開発、の4つの項目で研究を推進する。1)については、L4-PHAレクチンビーズを用いて腎臓より2つの主要な標的糖タンパク質の同定に成功し、論文を準備している。さらに、GnT-IIIの腎臓での基質タンパク質の同定に成功し、KOマウスにおけるレニンアンジオテンシン系の異常を確認している。3)では、GnT-Vの細胞内活性が分泌により制御されていることを新たに発見した(Hirata et al., Commun. Biol.)。また、GnT-Vが細胞外小胞(sEV)中に濃縮されていること、sEV中のGnT-Vが活性を保持した状態で受け手細胞に伝達され、糖鎖を改変することを世界で初めて見出した(Hirata et al., iScience)。さらに、類縁酵素であるGnT-IVについて、動物のN型糖鎖分岐酵素では初めて、C末端にレクチンドメインを持つことを見出し、本ドメインの糖鎖結合性や触媒活性への関与を明らかにした(Nagae et al., Commun. Biol.)。また、GnT-IVaおよびGnT-IVbの2つのアイソザイムについて、糖タンパク質選択性が異なることを発見した(Osada et al., J. BIol. Chem.)。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] University of Mississippi(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Mississippi
  • [国際共同研究] Jiangnan University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Jiangnan University
  • [雑誌論文] N-acetylglucosaminyltransferase-V (GnT-V)-enriched small extracellular vesicles mediate N-glycan remodeling in recipient cells2023

    • 著者名/発表者名
      Hirata Tetsuya、Harada Yoichiro、Hirosawa Koichiro M.、Tokoro Yuko、Suzuki Kenichi G.N.、Kizuka Yasuhiko
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 ページ: 105747~105747

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105747

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The stem region of α1,6-fucosyltransferase FUT8 is required for multimer formation but not catalytic activity2022

    • 著者名/発表者名
      Tomida Seita、Nagae Masamichi、Kizuka Yasuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 ページ: 102676~102676

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102676

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ER entry pathway and glycosylation of GPI-anchored proteins are determined by N-terminal signal sequence and C-terminal GPI-attachment sequence2022

    • 著者名/発表者名
      Hirata Tetsuya、Yang Jing、Tomida Seita、Tokoro Yuko、Kinoshita Taroh、Fujita Morihisa、Kizuka Yasuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 ページ: 102444~102444

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102444

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Examination of differential glycoprotein preferences of N-acetylglucosaminyltransferase-IV isozymes a and b2022

    • 著者名/発表者名
      Osada Naoko、Nagae Masamichi、Nakano Miyako、Hirata Tetsuya、Kizuka Yasuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 ページ: 102400~102400

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102400

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shedding of N-acetylglucosaminyltransferase-V is regulated by maturity of cellular N-glycan2022

    • 著者名/発表者名
      Hirata Tetsuya、Takata Misaki、Tokoro Yuko、Nakano Miyako、Kizuka Yasuhiko
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 ページ: 743~743

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03697-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discovery of a lectin domain that regulates enzyme activity in mouse N-acetylglucosaminyltransferase-IVa (MGAT4A)2022

    • 著者名/発表者名
      Nagae Masamichi、Hirata Tetsuya、Tateno Hiroaki、Mishra Sushil K.、Manabe Noriyoshi、Osada Naoko、Tokoro Yuko、Yamaguchi Yoshiki、Doerksen Robert J.、Shimizu Toshiyuki、Kizuka Yasuhiko
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 ページ: 695~695

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03661-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Metabolic utilization and remodeling of glycan biosynthesis using fucose analogs2022

    • 著者名/発表者名
      Kizuka Yasuhiko
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1866 ページ: 130243~130243

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2022.130243

    • 査読あり
  • [学会発表] ゴルジ体におけるN型糖鎖の成熟過程を制御する小胞体2022

    • 著者名/発表者名
      木塚康彦
    • 学会等名
      第45回日本分子学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 糖転移酵素のタンパク質選択性を標的としたGlycoscience2022

    • 著者名/発表者名
      木塚康彦
    • 学会等名
      第41回日本糖質学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein selective actions of N-glycan branching enzymes2022

    • 著者名/発表者名
      Kizuka Y.
    • 学会等名
      UGLIP Seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 糖尿病に関連する糖鎖合成酵素 GnT-IVaの新たな仕組みを発見

    • URL

      https://igcore.thers.ac.jp/wp_control/wp-content/uploads/79e08b70c6b99f0115ad4429a1b80905-2.pdf

  • [備考] がん関連糖鎖の生産を細胞内で制御する仕組みを解明

    • URL

      https://igcore.thers.ac.jp/wp_control/wp-content/uploads/3d811bd17be696246bda9b7ed4496859.pdf

  • [備考] 似て非なる酵素が糖鎖を作り分ける仕組みを解明

    • URL

      https://igcore.thers.ac.jp/wp_control/wp-content/uploads/9d99217b0a7305a88269c801ee6ef8a9.pdf

  • [備考] 酵素受け渡しによるがん関連糖鎖の新たな改変機構を解明

    • URL

      https://igcore.thers.ac.jp/wp_control/wp-content/uploads/d0e3b5afcaa2b7bc7f1c32fc567327e0.pdf

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公開日: 2023-12-25  

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