ポスト小胞体品質管理における細胞内レクチンの分子認識と超分子形成の構造基盤の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21370050
• 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: 構造生物化学
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)
• 研究代表者: 加藤 晃一 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (20211849)
• 研究分担者: 山口 拓実 分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (60522430) ; 神谷 由紀子 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 特任助教 (00527947)
• 連携研究者: 水島 恒裕 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 准教授 (90362269) ; 佐藤 匡史 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 准教授 (80532100)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 品質管理 / 糖鎖 / レクチン / NMR / 結晶構造解析

研究概要

細胞内における糖タンパク質の品質管理は、ポリペプチド鎖上に提示されている糖鎖とそれらを認識する多様なレクチンとの相互作用を通じて実現されている。本研究は、小胞体-ゴルジ体間を移行するレクチンおよびその超分子複合体による糖タンパク質の品質管理のメカニズム解明を目的として、積荷糖タンパク質の輸送を行うレクチンの複合体形成の様式と分子認識の構造基盤を、X線結晶構造解析をはじめとする構造生物学的アプローチにより明らかにした。さらに、こうした糖鎖の立体構造とそのダイナミクスについて精密解析を行うためのNMR手法を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Application of paramagnetic NMR-validated molecular dynamics simulation to the analysis of a conformational ensemble of a branched oligosaccharide (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhang, S. Yamamoto, T. Yamaguchi and K. Kato
  • 雑誌名: Molecules 巻: 17 ページ: 6658-6671
  • 査読あり
• [雑誌論文] A non-canonical UBA-UBL interaction forms the linear-ubiquitin-chain assembly complex (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yagi, K. Ishimoto, T. Hiromoto, H. Fujita, T. Mizushima, Y. Uekusa, M. Yagi-Utsumi, E. Kurimoto, M. Noda, S. Uchiyama, F. Tokunaga, K. Iwai and K. Kato
  • 雑誌名: EMBO reports 巻: 13 ページ: 462-468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lanthanide-assisted NMR evaluation of a dynamic ensemble of oligosaccharide conformations (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yamamoto, Y. Zhang, T. Yamaguchi, T. Kameda and K. Kato
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 48 ページ: 4752-4754
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR characterization of the interaction between the PUB domain of peptide : N-glycanase and ubiquitin-like domain of HR23 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamiya, Y. Uekusa, A. Sumiyoshi, H. Sasakawa, T. Hirao, T. Suzuki and K. Kato
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 586 ページ: 1141-1146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and application of multidimensional HPLC mapping method for O-linked oligosaccharides (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Yagi, E. Ohno, S. Kondo, A. Yoshida and K. Kato
  • 雑誌名: Biomolecules 巻: 1 ページ: 48-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational dynamics of wild-type Lys-48-linked diubiquitin in solution (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hirano, O. Serve, M. Yagi-Utsumi, E. Takemoto, T. Hiromoto, T. Satoh, T. Mizushima and K. Kato
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 236 ページ: 37496-37502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic asymmetry of subunit exchange of homooligomeric protein as revealed by deuteration-assisted small-angle neutron scattering (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sugiyama, E. Kurimoto, H. Yagi, K. Mori, T. Fukunaga, M. Hirai, G. Zaccai and K. Kato
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 101 ページ: 2037-2042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of a homogeneous oligosaccharide with^<13> C labeling by genetically engineered yeast strain (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamiya, S. Yamamoto, Y. Chiba, Y. Jigami and K. Kato
  • 雑誌名: J. Biomol. NMR 巻: 50 ページ: 397-401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paramagnetic Lanthanide tagging for NMR conformational analyses of N-linked oligosaccharides (2011)
  • 著者名/発表者名: S, Yamamoto, T. Yamaguchi, M. Erdelyi, C. Griesinger and K. Kato
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 17 ページ: 9280-9282
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and molecular basis of carbohydrate. protein interaction systems as potential therapeutic targets (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamiya, M. Yagi-Utsumi, H. Yagi and K. Kato
  • 雑誌名: Curr. Pharm. Des. 巻: 17 ページ: 1672-1684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structures of human secretory proteins ZG16p and ZG16b reveal a Jacalin-relatedβ-prism fold (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kanagawa, T. Satoh, A. Ikeda, Y. Nakano, H. Yagi, K. Kato, K. Kojima-Aikawa and Y. Yamaguchi
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 404 ページ: 210-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics and interactions of glycoconjugates probed by stable-isotope-assisted NMR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamaguchi and K. Kato
  • 雑誌名: Methods in Enzymology 巻: 478 ページ: 305-322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable-isotope-assisted NMR approaches to glycoproteins using immunoglobulin G as a model system (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kato, Y. Yamaguchi and Y. Arata
  • 雑誌名: Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 巻: 56 ページ: 346-359
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mannose 6-phosphate receptor homology domain-containing lectins in mammalian endoplasmic reticulum-associated degradation (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Hosokawa, Y. Kamiya and K. Kato
  • 雑誌名: Methods in Enzymology 巻: 480 ページ: 181-197
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of MRH domain-containing lectins in ERAD (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Hosokawa, Y. Kamiya and K. Kato
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 20 ページ: 651-660
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of cyclic Lys48-linked tetraubiquitin (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Satoh, E. Sakata, S. Yamamoto, Y. Yamaguchi, A. Sumiyoshi, S. Wakatsuki and K. Kato
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 400 ページ: 329-333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox-dependent domain rearrangement of protein disulfide isomerase from a thermophilic fungus (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nakasako, A. Maeno, E. Kurimoto, T. Harada, Y. Yamaguchi, T. Oka, Y. Takayama, A. Iwata and K. Kato
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49 ページ: 6953-6962
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutational deglycosylation of the Fc portion of immunoglobulin G causes O-sulfation of tyrosine adjacently preceding the originally glycosylated site (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Masuda, Y. Yamaguchi, N. Takahashi, R. Jefferis and K. Kato
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 584 ページ: 3474-3479
  • 査読あり
• [雑誌論文] EDEM1 accelerates the trimming ofα1, 2-linked mannose on the C branch of N-glycans (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Hosokawa, L. O. Tremblay, B. Sleno, Y. Kamiya, I. Wada, K. Nagata, K. Kato and A. Herscovics
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 20 ページ: 567-575
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution structure and dynamics of mouse ARMET (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Hoseki, H. Sasakawa, Y. Yamaguchi, M. Maeda, H. Kubota, K. Kato
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 584 ページ: 1536-1542
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the cooperative interplay between the two causative gene products of combined factor V and factor VIII deficiency (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nishio, Y. Kamiya, T. Mizushima, S. Wakatsuki, H. Sasakawa, K. Yamamoto, S. Uchiyama, M. Noda, A. R. McKay, K. Fukui, H.-P. Hauri and K. Kato
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 巻: 107 ページ: 4034-4039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved secretion of molecular chaperone-assisted human IgG in silkworm, and no alterations in their N-linked glycan structures (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Dojima, T. Nishina, T. Kato, T. Uno, H. Yagi, K. Kato, H. Ueda and E. Y. Park
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 巻: 26 ページ: 232-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox-dependent domain rearrangement of protein disulfide isomerase coupled with exposure of its substrate-binding hydrophobic surface (2010)
  • 著者名/発表者名: O. Serve, Y. Kamiya, A. Maeno, M. Nakano, C. Murakami, H. Sasakawa, Y. Yamaguchi, T. Harada, E. Kurimoto, M. Utsumi-Yagi, T. Iguchi, K. Inaba, J. Kikuchi, O. Asami, T. Kajino, T. Oka, M. Nakasako and K. Kato
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 396 ページ: 361-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-Glycosylation profiling of turtle egg yolk : expression of galabiose structure (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Yagi, M. Yamamoto, S.-Y. Yu, N. Takahashi, K.-H. Khoo, Y. C. Lee and K. Kato
  • 雑誌名: Carbohyd. Res. 巻: 345 ページ: 442-448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of UbcH5b～ ubiquitin intermediate : Insight into the formation of the self-assembled E2～ Ub conjugates (2010)
  • 著者名/発表者名: E. Sakata, T. Satoh, S. Yamamoto, Y. Yamaguchi, M. Yagi-Utsumi, E. Kurimoto, K. Tanaka, S. Wakatsuki and K. Kato
  • 雑誌名: Structure 巻: 18 ページ: 138-147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multidimensional HPLC mapping method for the structural analysis of anionic N-glycans (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Yagi and K. Kato
  • 雑誌名: Trends Glycosci. Glycotech 巻: 21 ページ: 96-104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silkworm expression and sugar profiling of human immune cell surface receptor, KIR2DL1 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki, M. Kajikawa, K. Kuroki, T. Motohashi, T. Shimojima, E. Y. Park, S. Kondo, H. Yagi, K. Kato and K. Maenaka
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 387 ページ: 575-580
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human OS-9, a lectin required for glycoprotein endoplasmic reticulum-associated degradation, recognizes mannose-trimmed N-glycans (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Hosokawa, Y. Kamiya, D. Kamiya, K. Kato and K. Nagata
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 284 ページ: 17061-17068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of N-glycans in embryonated chicken egg chorioallantoic and amniotic cells responsible for binding and adaptation of human and avian influenza viruses (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Sriwilaijaroen, S. Kondo, H. Yagi, P. Wilairat, H. Hiramatsu, M. Ito, Y. Ito, K. Kato and Y. Suzuki
  • 雑誌名: Glycoconjugate J. 巻: 26 ページ: 433-443
  • 査読あり
• [学会発表] Application of paramagnetic NMR to analyses of conformations and dynamics of oligosaccharides (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yamamoto, T. Yamaguchi, Y. Zhang, M. Erdelyi, C. Griesinger and K. Kato
  • 学会等名: The International Symposium on Nuclear Magnetic Resonance 2011(ISNMR 2011)
  • 発表場所: 大さん橋ホール(神奈川)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] Development of metabolic isotope-labeling techniques for NMR spectroscopic analyses of highmannose-type oligosaccharides (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamiya, S. Yamamoto, Y. Chiba, Y. Jigami and K. Kato
  • 学会等名: The International Symposium on Nuclear Magnetic Resonance 2011(ISNMR 2011)
  • 発表場所: 大さん橋ホール(神奈川)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] Structural and Molecular Basis of Carbohydrate-Protein Interaction Systems as Potential Therapeutic Targets (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: 3^<rd> Asian Communications of Glycobiology and Glycotechnology(ACGG 3^<rd> Conference), Shanghai Institute of Organic Chemistry
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] Structural views of functional and pathological roies of sugar chains (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: 第71回岡崎コンファレンス「糖鎖分子科学の新たな展望」,岡崎コンファレンスセンター
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] NMR analyses of carbohydrate-protein interaction systems as potential therapeutic targets (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kato, H. Yagi, T. Yamaguchi, S. Yamamoto, Y. Kamiya and M. Yagi-Utsumi
  • 学会等名: Glycobiology Japan-Netherland Joint Seminar 2011
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知)
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] A systematic approach for structural glycoproteomics (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: The 23rd Annual Meeting of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology
  • 発表場所: COEX(Seoul, Korea)
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] Structural and molecular basis of carbohydrate-protein interaction systems as potential therapeutic targets (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: 第31回内藤コンファレンス,シャトレーゼガトーキングダムサッポロ
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] A systematic approach to structural glycobiology (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kato, H. Yagi, Y. Kamiya, M. Nishio, T. Yamaguchi, S. Yamamoto, M. Yagi-Utsumi and T. Mizushima
  • 学会等名: 3rd Korea-Japan Seminar on Biomolecular Sciences-Experiments and Simulations
  • 発表場所: LOTTE Hotel(Jeju, Korea)
  • 年月日: 2011-02-27
• [学会発表] Structural views of the ubiquitin-proteasome system (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kato and T. Mizushima
  • 学会等名: The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies(PACIFICHEM 2010)
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター(Honolulu, U. S. A.)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Structural and functional glycomics based on HPLC database, sugar library, and NMR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: BIT Life Sciences 8th Annual Congress of International Drug Discovery Science and Technology(IDDST)
  • 発表場所: Beijin International Convention Center(Beijin, China)
  • 年月日: 2010-10-24
• [学会発表] NMR characterization of conformations, dynamics, and interactions of glycoconjugates (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: The 25th International Carbohydrate Symposium
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉)
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] A systematic approaches of structural glycobiology based on NMR and sugar library (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: International Workshop on Glycan Structure Analysis of Therapeutic Recombinant Glycoproteins
  • 発表場所: Cardinal Kim Sou Hwan International Sacred Heart Convention Center(Bucheon, Korea)
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] A systematic approach to NMR-based structural glycobiology (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kato, Y. Kamiya and Y. Yamaguchi
  • 学会等名: Joint EUROMAR 2010 and 17^<th> ISMAR Conference, Palazzo dei Congressi and Palazzo degli Affari
  • 発表場所: Firenze, Italy
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] Structural basis for the functional mechanisms of the proteins involved in the ubiquitin-proteasome system (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: 2nd Japan-Korea Seminar on Biomolecular Sciences. Experiments and Simulations
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知)
  • 年月日: 2009-12-23
• [学会発表] Stable-isotope-assisted NMR approaches to structural glycomics (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: 20^<th> International Symposium on Glycoconjugates
  • 発表場所: Caribe Hilton(Puerto Rico)
  • 年月日: 2009-11-30
• [学会発表] Structural Glycobiology by NMR and Sugar Library Approaches (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kato
  • 学会等名: 3^<rd> Asia-Pacific NMR symposium
  • 発表場所: Ramada Plaza Jeju Hotel(Jeju, Korea)
  • 年月日: 2009-10-27
• [図書] Protein Folding (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Serve, Y. Kamiya and K. Kato
  • 総ページ数: 489-500
  • 出版者: NOVA Science Publishers
• [図書] Glycobiology Research Trends (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamiya, D. Kamiya, R. Urade, T. Suzuki and K. Kato
  • 総ページ数: 27-40
  • 出版者: NOVA Science Publishers