GlcNAc転移酵素の多様性と普遍性の構造生物学的研究

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K06575
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 長江 雅倫 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (60619873)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 構造生物学 / 糖鎖生物学

研究実績の概要

本研究は、生体内に豊富に存在する単糖であるNアセチルグルコサミン（以下、GlcNAcと称する）がどのようにして蛋白質に転移されるのかについて、三種類の糖転移酵素（Nacetylglucosaminylgransferase-IVa（以下GnT-IVa）、N-acetylglucosaminyltransferase-V（以下GnT-V）、EGF-specific O-GlcNAc transferase（以下、EOGT））に焦点を当て、X線結晶構造解析を中心手法として立体構造解析を行い、基質認識および反応メカニズムを原子レベルで考察することを目的としている。
最終年度である令和4年度の研究実績は以下の通りである。まず我々が新規に発見したGnT-IVaのレクチンドメインについては多くの共同研究者のご協力の下、X線結晶構造解析、フロンタルアフィニティークロマトグラフィー、NMR測定、酵素学的アッセイ、分子動力学シミュレーションなどの多様な手法を組み合わせることで、立体構造からリガンド認識、酵素反応メカニズムを明らかにすることができた。この成果は申請者が筆頭著者かつ責任著者（木塚康彦教授とCo-correspondence authors）としてCommunication Biology誌に発表することができた。また発展研究としてGnT-IVaとアイソマーであるGnT-IVbとの違いに着目し、レクチンドメインが果たす生理機能の違いを生化学的に明らかにした。この成果は共著者としてJournal of Biological Chemistry誌に発表した。
この3年間で当初の目標であった三種類の糖転移酵素に関する構造研究は概ね到達できた。

研究成果

• [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: -
  • 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] Examination of differential glycoprotein preferences of N-acetylglucosaminyltransferase-IV isozymes a and b (2022)
  • 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] The stem region of α1,6-fucosyltransferase FUT8 is required for multimer formation but not catalytic activity (2022)
  • 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] Symbiotic bacteria-dependent expansion of MR1-reactive T cells causes autoimmunity in the absence of Bcl11b (2022)
  • 著者名/発表者名: Shibata Kensuke、Motozono Chihiro、Nagae Masamichi、Shimizu Takashi、Ishikawa Eri、Motooka Daisuke、Okuzaki Daisuke、Izumi Yoshihiro、Takahashi Masatomo、Fujimori Nao、Wing James B.、Hayano Takahide、Asai Yoshiyuki、Bamba Takeshi、Ogawa Yoshihiro、Furutani-Seiki Makoto、Shirai Mutsunori、Yamasaki Sho
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41467-022-34802-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Self-referential immune recognition through C-type lectin receptors (2022)
  • 著者名/発表者名: Guenther Carla、Nagae Masamichi、Yamasaki Sho
  • 雑誌名: Advances in Immunology 巻: 156 ページ: 1～23
  • DOI: 10.1016/bs.ai.2022.09.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human Dectin-1 is O-glycosylated and serves as a ligand for C-type lectin receptor CLEC-2 (2022)
  • 著者名/発表者名: Haji Shojiro、Ito Taiki、Guenther Carla、Nakano Miyako、Shimizu Takashi、Mori Daiki、Chiba Yasunori、Tanaka Masato、Mishra Sushil K、Willment Janet A、Brown Gordon D、Nagae Masamichi、Yamasaki Sho
  • 雑誌名: eLife 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.7554/eLife.83037
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] レクチン受容体による結晶性物質の認識機構に関する構造基盤の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 長江雅倫、森正太郎、山﨑晶
  • 学会等名: 第41回日本糖質学会年会
• [学会発表] Structural basis of antigen recognition by distinct public TCRs recognizing an identical epitope conserved across SARS-CoV-2 variants (2022)
  • 著者名/発表者名: Masamichi Nagae, Shotaro Mori, Taiki Ito, Xiuyuan, Lu, Sho Yamasaki
  • 学会等名: 第51回日本免疫学会年会