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2014 年度 実施状況報告書

小胞体内腔で生成する遊離糖鎖の代謝機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26650040
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

原田 陽一郎  独立行政法人理化学研究所, 糖鎖代謝学研究チーム, 特別研究員 (80464147)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード小胞体 / アスパラギン結合型糖鎖 / 遊離糖鎖 / 代謝 / 輸送
研究実績の概要

出芽酵母には、(1)細胞質でPNG1が糖タンパク質から遊離糖鎖を生成する経路と、(2)小胞体内腔でオリゴ糖転移酵素がドリコールオリゴ糖を加水分解し、遊離糖鎖を生成する2つの経路が存在する。我々のこれまでの研究から、小胞体内腔で生成した遊離糖鎖は、小胞体から細胞質に輸送されることが明らかになっていたが、遊離糖鎖の詳細な代謝経路および遊離糖鎖の輸送体(トランスポーター)の遺伝子は未同定のままであった。本研究は、遺伝子破壊法を用いて、遊離糖鎖の代謝経路および遊離糖鎖トランスポーター遺伝子の同定を目的とする。遊離糖鎖が小胞体膜を横切って細胞質に輸送されることから、膜たんぱく質が遊離糖鎖の代謝・輸送に関与する可能性が高い。そこで、出芽酵母ゲノムデータベースから膜貫通領域を持つタンパク質をコードすると予想される非必須遺伝子を約400選出した。これらの単独破壊株の大部分は、当研究室で保有している酵母変異株コレクションに含まれていた。次に、上述の経路(2)に由来する遊離糖鎖だけを検出できるように、選出された単独破壊株においてPNG1遺伝子をさらに欠損させ、2重欠損変異株を作製した。幾つかの遺伝子とPNG1遺伝子との2重破壊では、目的とする酵母変異株が得られない場合があり、それらの間ではgenetic interactionが存在することが想定された。現在までに、約300の2重破壊株を得ることに成功した。これら2重破壊株のうち、すでに約100株については遊離糖鎖の解析を行っており、現段階で遊離糖鎖の量や構造に変化を及ぼす遺伝子の同定には至っていない。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

出芽酵母ゲノムデータベースから、約400の膜タンパク質をコードする遺伝子を選出している。このうち、すでに約300の遺伝子に関して2重破壊株を取得しているが、網羅することはできなかった。

今後の研究の推進方策

今後は、残り100種類程度の二重破壊株の作製と、取得した変異株の遊離糖鎖の解析を進める。もし、遊離糖鎖の構造または量に変化がある変異株が見つかった場合、その分子機構の解明を行う予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Endo-β-N-acetylglucosaminidase forms N-GlcNAc protein aggregates during ER-associated degradation in Ngly1-defective cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Huang C, Harada Y, Hosomi A, Masahara-Negishi Y, Seino J, Fujihira H, Funakoshi Y, Suzuki T, Dohmae N, Suzuki T.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 112 ページ: 1398-1403

    • DOI

      10.1073/pnas.1414593112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation and degradation of free asparagine-linked glycans.2015

    • 著者名/発表者名
      Harada Y, Hirayama H, Suzuki T.
    • 雑誌名

      Cell Mol Life Sci

      巻: なし

    • DOI

      10.1007/s00018-015-1881-7

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Non-lysosomal degradation pathway for N-linked glycans and dolichol-linked oligosaccharides.2014

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T, Harada Y.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 453 ページ: 213-219

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.05.075

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interaction of 70-kDa heat shock protein with glycosaminoglycans and acidic glycopolymers.2014

    • 著者名/発表者名
      Harada Y, Garenaux E, Nagatsuka T, Uzawa H, Nishida Y, Sato C, Kitajima K.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 453 ページ: 229-234

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.05.137

    • 査読あり
  • [学会発表] Metabolically programmed quality control system for dolichol-linked oligosaccharides2014

    • 著者名/発表者名
      Harada Y, Nakajima K, Masahara-Negishi Y, Freeze HH, Angata T, Taniguchi N, Suzuki T.
    • 学会等名
      2014 SFG and JSCR joint meeting, Satellite symposium IV
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village, Hawaii
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-19
    • 招待講演
  • [学会発表] PNGase-independent formation of free oligosaccharides is predominant in mammalian cells2014

    • 著者名/発表者名
      Harada Y, Masahara-Negishi Y, Suzuki T.
    • 学会等名
      2014 SFG and JSCR joint meeting, Satellite symposium II
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village, Hawaii
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-19
  • [学会発表] Metabolically programmed quality control system for dolichol-linked oligosaccharides2014

    • 著者名/発表者名
      Harada Y, Nakajima K, Masahara-Negishi Y, Freeze HH, Angata T, Taniguchi N, Suzuki T.
    • 学会等名
      2014 SFG and JSCR joint meeting
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village, Hawaii
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-19
  • [学会発表] Degradation of aberrant dolichol-linked oligosaccharides by a putative pyrophosphatase2014

    • 著者名/発表者名
      Harada Y, Suzuki T.
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 招待講演
  • [学会発表] グルコース飢餓によって誘導されるドリコールオリゴ糖の未成熟分解の発見とその分子機構の解明に向けて2014

    • 著者名/発表者名
      原田 陽一郎、鈴木 匡
    • 学会等名
      日本糖質学会
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-12

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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