コンドロイチン硫酸の高硫酸化活性ドメインの酵素合成とその生体内機能の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23570176
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 愛知医科大学
• 研究代表者: 杉浦 信夫 愛知医科大学, 分子医科学研究所, 准教授 (90454420)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 糖鎖生物学 / グリコサミノグリカン / コンドロイチン硫酸 / 酵素合成 / 硫酸転移酵素 / ELISA / 表面プラズモン測定 / コンドロイチナーゼ

研究概要

K4CPおよび硫酸転移酵素を用いて、糖鎖長ならびに硫酸化位置・割合が異なる多様な人工コンドロイチン硫酸（CS）を合成し、高硫酸化CS糖鎖ライブラリーを構築した。ビオチン標識CSライブラリーを用いて、ELISAやBiacore分析を行い、CS結合性生理活性分子との親和性を解析した。昆虫に感染するバキュロウイルス由来の新奇CS分解酵素（ODV-E66）を見出し、宿主であるカイコ幼虫の組織にCSが存在することを生化学的・組織化学的に実証した。特に中腸上皮を防御する囲食膜にCSが存在することから、ウイルスCS分解酵素ODV-E66がバキュロウイルス感染の初期段階に影響していることを示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] The crystal structure of novel chondroitin lyase ODV-E66, a baculovirus envelope protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi Y, Sugiura N, Kimata K, Kimura M, Kakuta Y.
  • 雑誌名: F EBS Lett. 巻: 587 ページ: 3943-3948
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.10.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chondroitinase from baculovirus Bombyx mori nucleopolyhedrovirus and chondroitin sulfate from silkworm Bombyx mori (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugiura N, Ikeda M, Shioiri T, Yoshimura M, Kobayashi M, Watanabe H.
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 23 ページ: 1520-1530
  • DOI: 10.1093/glycob/cwt082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nephronectin binds to heparan sulfate proteoglycans via its MAM domain (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Shimono C, Li S, Nakano I, Norioka N, Sugiura N, Kimata K. Yamada,M, and Sekiguchi K.
  • 雑誌名: Matrix Biol. 巻: 32 ページ: 188-195
  • DOI: 10.1016/j.matbio.2013.01.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory effect of chondroitin sulfate type E on the binding step of human T-cell leukemia virus type 1. AIDS Res (2013)
  • 著者名/発表者名: Jinno-Oue J, Tanaka A, Shimize N, Mori T, Sugiura N, Kimata K, Isomura H, Hoshino H.
  • 雑誌名: Human Retrovirus 巻: 29 ページ: 621-629
  • DOI: 10.1089/AID.2012.0156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of chondroitin sulfate derivatives for understanding axonal guidance in the nervous system during development (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichijo H, Sugiura N, Kimata K.
  • 雑誌名: Polymers 巻: 5 ページ: 254-268
  • DOI: 10.3390/polym501025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Moderate repulsive effects of E-unit-containing chondroitin sulfate (CSE) on behavior of retinal growth cones (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimbo M, Ando S, Sugiura N, Kimata K, and Ichijo H.
  • 雑誌名: Brain Res. 巻: 1491 ページ: 34-43
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2012.11.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] 囲食膜のコンドロイチン硫酸とバキュロウイルスのコンドロイチン分解酵素 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉浦信夫
  • 雑誌名: 蚕糸・昆虫バイオテック 巻: 82 ページ: 109-115
  • DOI: 10.11416/konchubiotec.82.2_109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a chondroitin sulfate library with defined structures and analysis of molecular interactions (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugiura N, Shioiri T, Chiba M, Sato T, Narimatsu H, Kimata K, and Watanabe H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 43390-43400
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.412676
  • 査読あり
• [雑誌論文] The structural basis for a coordinated reaction catalyzed by a bifunctional glycosyltransferase in chondroitin biosynthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sobhany M, Kakuta Y, Sugiura N, Kimata K, and Negishi M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 36022-36028
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.375873
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and X-ray diffraction analysis of chondroitin lyase from baculovirus : envelope protein ODV-E66. Acta Crystallogr. Sect. F. Struct (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi Y, Sugiura N, Onishi M, Kimata K, Kimura M, and Kakuta Y.
  • 雑誌名: Biol. Cryst. Commun. 巻: 68 ページ: 190-192
  • DOI: 10.1107/S1744309111053164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics of iterative carbohydrate transfer to polysaccharide catalyzed by chondroitin polymerase on a highly sensitive flow-type 27 MHz quartz-crystal microbalance (2012)
  • 著者名/発表者名: Mori T, Kodera T, Yoshimine H, Kakuta Y, Sugiura N, Kimata K, and Okahata Y.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 18 ページ: 7388-7393
  • DOI: 10.1002/chem.201200342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keratan sulfate restricts neural plasticity after spinal cord (2011)
  • 著者名/発表者名: Imagama S, Sakamoto K, Tauchi R, Shinjo R, Ohgomori T, Ito Z, Zhang H, Nishida Y, Asami N, Takeshita S, Sugiura N, Watanabe H, Yamashita T, Ishiguro N, Matsuyama Y, and Kadomatsu K.
  • 雑誌名: injury. J . Neurosci. 巻: 31 ページ: 17091-17102
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5120-10.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Baculovirus envelope protein ODV-E66 is a novel chondroitinase with distinct substrate specificity (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugiura N, Setoyama Y, Chiba M, Kimata K, Watanabe H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 ページ: 29026-29034
  • DOI: 10.1074/jbc.M111.251157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chondroitin sulfate synthase-2 is necessary for chain extension of chondroitin sulfate but not critical for skeletal development
  • 著者名/発表者名: Ogawa H, Hatano S, Sugiura N, Nagai N, Sato T, Shimizu K, Kimata K, Narimatsu, and Watanabe H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7, 43806 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0043806
  • 査読あり
• [学会発表] カイコ組織のコンドロイチン硫酸分布に関する免疫組織化学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉浦信夫,吉村真弓,塩入達政,渡辺秀人
  • 学会等名: 第32回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター
  • 年月日: 2013-08-07
• [学会発表] カイコ結合組織中のコンドロイチン硫酸とバキュロウイルスのコンドロイチン分解酵素 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉浦信夫,塩入達政,池田素子,小林迪弘,渡辺秀人
  • 学会等名: 第45回日本結合組織機学会・第60回マトリックス研究会合同学術大会
  • 発表場所: 和歌山県立医科大学
  • 年月日: 2013-06-29
• [学会発表] 組換え酵素による人工コンドロイチン硫酸ライブラリーの作成と生理機能の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩入達政,渡辺秀人,杉浦信夫
  • 学会等名: 第45回日本結合組織機学会・第60回マトリックス研究会合同学術大会
  • 発表場所: 和歌山県立医科大学
  • 年月日: 2013-06-29
• [学会発表] Alterations in the Chondroitin Sulfate Chain in Human Osteoarthritic Cartilage of the Knee (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru D, Sugiura N, Akiyama H, MD, Watanabe H, Matsumoto K, MD.
  • 学会等名: the 60^<th> Annual Meeting of the ORS
  • 発表場所: ニューオリンズ、米国
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] Chondroitin Sulfate synthase-2/chondroitin polymerizing factor (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe H, Ogawa H, Shionyu M, Sugiura N, Hatano S, Nagai N, Sato T, Narimatsu H, Shimizu K, Kimata K.
  • 学会等名: characterization and impact on chondroitin sulfate biosynthesis 2012 Joint Meeting of the Society for Glycobiology & American Society for Matrix Biology
  • 発表場所: サンディエゴ、米国
  • 年月日: 2012-11-11
• [学会発表] 各種バキュロウイルスのコンドロイチナーゼ活性とカイコ囲食膜のコンドロイチン硫酸 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉浦信夫,吉村真弓,池田素子,小林迪弘,渡辺秀人
  • 学会等名: 第31回日本糖質学会年会,鹿児島
  • 発表場所: 鹿児島市民文化ホール
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 組換え硫酸基転移酵素を用いた人工コンドロイチン硫酸の合成と構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩入達政,渡辺秀人,杉浦信夫
  • 学会等名: 第31回日本糖質学会年会,鹿児島
  • 発表場所: 鹿児島市民文化ホール
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 大腸菌K4株コンドロイチンポリメラーゼの構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福島正行,杉浦信夫,Mack Sobhany,木全弘治,根岸雅彦,木村誠,角田佳充
  • 学会等名: 平成23年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] バキュロウイルス由来新奇コンドロイチンリアーゼの結晶構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川口喜郎,大西桃,杉浦信夫,木村誠,角田佳充
  • 学会等名: 平成23年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Chondroitin sulfate synthase-2/chondroitin polymerizing factor : characterization and impact on chondroitin sulfate biosynthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogawa H, Shionyu M, Sugiura N, Hatano S, Nagai N, Sato T, Gotoh M, Narimatsu H, Shimizu K, Kimata K, Watanabe H.
  • 学会等名: 7^<th> International Conference on Proteoglycans
  • 発表場所: シドニー、オーストラリア
  • 年月日: 2011-10-16
• [学会発表] A novel chondroitinase obtained from baculovirus (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉浦信夫,瀬戸山由佳,千葉美恵,木全弘治,渡辺秀人
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] コンドロイチン硫酸E (CSE)によるHTLV-Iの細胞への吸着阻害 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大上厚志,清水宣明,田中淳,森隆久,星野洪郎,杉浦信夫,木全弘治
  • 学会等名: 第4回HTLV-1研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] コンドロイチン硫酸オリゴ糖および多糖体の酵素合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩入達政,伊藤浩美,千葉美恵,瀬戸山由佳,堤内要,渡辺秀人,成松久,木全弘治,杉浦信夫
  • 学会等名: 第30回日本糖質学会
  • 発表場所: 新潟県長岡市
  • 年月日: 2011-07-13
• [学会発表] 高硫酸化コンドロイチン硫酸の酵素合成と低硫酸単位を切断する新奇コンドロイチナーゼ (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉浦信夫,塩入達政,伊藤浩美,佐藤隆,千葉美恵,瀬戸山由佳,成松久,木全弘治,渡辺秀人
  • 学会等名: 第30回日本糖質学会
  • 発表場所: 新潟県長岡市
  • 年月日: 2011-07-12
• [学会発表] バキュロウイルス由来の新奇なコンドロイチナーゼ (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉浦信夫,瀬戸山由佳,千葉美恵,木全弘治,渡辺秀人
  • 学会等名: 第30回日本糖質学会
  • 発表場所: 新潟県長岡市
  • 年月日: 2011-07-12
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.aichi-med-u.ac.jp/su10/su1009/index.html
• [備考] ネットデータベース記述 Sugiura N. CS/DS digesting enzymes from bacteria. GlycoPOD, 2012年5月9日, JCGGDB
  • URL: http://jcggdb.jp/GlycoPOD/protocolShow.action?nodeId=t186
• [備考] ネットデータベース記述 Sugiura N. HS/HP digesting enzymes from bacteria. GlycoPOD, 2012年5月9日, JCGGDB (説明会講演 杉浦信夫,近畿・中部地区医系大学知的財産 管理ネットワーク新技術説明会,昆虫感染ウイルス由来のコンドロイチン分解酵素とその応用,2012年10月26日、JST東京別館ホ ール新聞記事 幼虫のCS分解酵素発見殺虫剤に応用期待 企業との共同開発目指す愛知医科大学杉浦 信夫准教授、化学工業日報、2012年10月31日)
  • URL: http://jcggdb.jp/GlycoPOD/protocolShow.action?nodeId=t187
• [産業財産権] コンドロイチン分解用またはコンドロイチン硫酸分解用の酵素,試薬,分解方法,高硫酸化オリゴ糖の製造方法,ならびに粗製物 (2012)
  • 発明者名: 杉浦信夫
  • 権利者名: 学校法人愛知医科大学
  • 産業財産権番号: 特願2012-6544
  • 出願年月日: 2012-01-16
  • 外国