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2014 年度 実績報告書

ジストログリカン糖鎖を形成する酵素複合体の同定とその作動メカニズムの解明

公募研究

研究領域統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明
研究課題/領域番号 26110716
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

矢木 宏和  名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 講師 (70565423)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードα-dystroglycan / ラミニン結合性糖鎖 / 酵素複合体
研究実績の概要

本研究では、ラミニン結合性糖鎖の構築に関わる酵素群が複合体を形成しているという着想のもと、ラミニン結合性糖鎖の構造の同定および本糖鎖の形成機構の分子基盤の解明を目指すものである。
本年度は、HEK293T細胞を用いて発現させたFc融合αジストログリカンを対象にラミニン結合性糖鎖の分析を行った。その結果、αジストログリカンに特異的なラミニン結合性糖鎖の還元末端構造にあたるリン酸化3糖構造が検出できたことに加えて、本リン酸基にグルクロン酸が連結している可能性を見出した。
一方で、これまでにジストログリカノパチーの原因遺伝子として機能が未知な遺伝子産物が未だ存在する。そこで、ゲノム編集技術により、原因遺伝子産物であるFKTN、FKRP、TMEM5のノックアウト細胞を樹立した。これら3種類のノックアウト細胞は、いづれもラミニン結合性糖鎖が欠損していた。今後はこれら細胞を利用して、原因遺伝子産物の機能解析を行う予定である。また、TMEM5ノックアウト細胞に対して、mycタグを融合させたTMEM5を導入することで、数種類のTMEM5結合タンパク質を見出すことができていることから、ラミニン結合性糖鎖の生合成に関わる酵素群が複合体を形成している可能性を示すことができている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究を通じて、ラミニン結合性糖鎖の還元末端に位置するリン酸化3糖構造の非還元末端側に結合している糖残基を見出すことに成功した。更には、ジストログリカノパチーの原因遺伝子が複合体を形成していることを明らかにした。以上、総合的に判断して概ね順調に研究は進展している。

今後の研究の推進方策

ラミニン結合性糖鎖のリン酸に結合しているグルクロン酸残基の転移を担う糖転移酵素を、本年度に樹立したノックアウト細胞を活用することで同定する予定である。一方で、プロテオミクス解析により、TMEM5に結合したタンパク質の同定を行う。更には、同定した酵素複合体を試験管内で再構成することで、複合体の担うラミニン結合性糖鎖の形成機構を明らかにすることを計画している。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Backbone 1H, 13C, and 15N resonance assignments of the Fc fragment of human immunoglobulin G glycoprotein2015

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Yagi, Ying Zhang, Maho Yagi-Utsumi, Takumi Yamaguchi, Shigeru Iida, Yoshiki Yamaguchi, and Koichi Kato
    • 雑誌名

      Biomol. NMR Assign.

      巻: 未定 ページ: in press

    • DOI

      10.1007/s12104-014-9586-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impaired O-linked N-acetylglucosaminylation in the endoplasmic reticulum by mutated epidermal growth factor (EGF) domain-specific O-linked N-acetylglucosamine transferase found in Adams-Oliver syndrome2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsutaka Ogawa, Shogo Sawaguchi, Takami Kawai, Daita Nadano, Tsukasa Matsuda, Hirokazu Yagi, Koichi Kato, Koichi Furukawa and Tetsuya Okajima
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 290 ページ: 2137-49

    • DOI

      10.1074/jbc.M114.598821.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] NMR-based structural validation of therapeutic antibody produced in Nicotiana benthamiana2015

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Yagi, Noriho Fukuzawa, Yasushi Tasaka, Kouki Matsuo, Ying Zhang, Takumi Yamaguchi, Sachiko Kondo, Shiori Nakazawa, Noritaka Hashii, Nana Kawasaki, Takeshi Matsumura, Koichi Kato
    • 雑誌名

      Plant Cell Rep.

      巻: 未定 ページ: in press

    • DOI

      10.1007/s00299-015-1757-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Site-specific classification of N-linked oligosaccharides of the extracellular regions of Fcγ receptor IIIb expressed in baby hamster kidney cells2014

    • 著者名/発表者名
      Nana Kawasaki, Terumi Okumoto, Yoshiki Yamaguchi, Noriko Takahashi, Wolf Herman Fridman, Catherine Sautes-Fridman, Hirokazu Yagi, and Koichi Kato
    • 雑誌名

      J. Glycomics Lipidomics

      巻: 4 ページ: 116

    • DOI

      10.4172/2153-0637.1000116

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 糖鎖構造生物学の最前線2014

    • 著者名/発表者名
      矢木宏和,矢木-内海真穂,加藤晃一
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 50 ページ: 746-750

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Molecular mechanisms underlying the formation of functional glycans displayed on α-dystroglycan2015

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Yagi, Naoki Nakagawa, Shogo Oka, and Koichi Kato
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      志摩
    • 年月日
      2015-01-11
  • [学会発表] Molecular mechanisms underlying the formation of laminin-binding glycans displayed on -dystroglycan2014

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Yagi, Naoki Nakagawa, Shogo Oka and Koichi Kato
    • 学会等名
      Sarellite Symposium II “Glycans in Neuroscience and SFG&JSCR 2014 Joint Annual Meeting
    • 発表場所
      Honolulu
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-19
  • [学会発表] Role of extracellular O-GlcNAc in Notch signaling, retinal vascular development, and blood brain barrier function2014

    • 著者名/発表者名
      MItsutaka Ogawa, Pawel Bieniasz-Krzywiec, Hirokazu Yagi, Koichi Kato, Uiro Usukura, Koichi Furukawa and Tetsuya Okajima
    • 学会等名
      Sarellite Symposium II “Glycans in Neuroscience
    • 発表場所
      Honolulu
    • 年月日
      2014-11-16
  • [学会発表] AGO61, a causative gene for dystroglycanopathy, is required for the maintenance of the basement membrane integrity and neuronal migration2014

    • 著者名/発表者名
      Naoki Nakagawa, Hirokazu Yagi, Koichi Kato, Shogo Oka
    • 学会等名
      Neuroscience 2014
    • 発表場所
      Washington, DC
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [学会発表] アダムズ-オリバー症候群に関連するEOGT遺伝子変異はER型O-GlcNAc修飾の欠損を引き起こす2014

    • 著者名/発表者名
      小川光貴,河合崇生,西尾俊亮,灘野大太,松田 幹,矢木宏和,加藤晃一,古川鋼一,岡島徹也
    • 学会等名
      第33回 日本糖質学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-12
  • [学会発表] AGO61はラミニン結合性糖鎖の初期構造の形成に関与する2014

    • 著者名/発表者名
      矢木宏和,中川直樹,齋藤拓也,戸田達史,Sz-Wei Wu,Kay-Hooi-Khoo,岡 昌吾,加藤晃一
    • 学会等名
      第33回 日本糖質学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-12
  • [学会発表] Defective O-GlcNAcylation in the endoplasmic reticulum by mutated EOGT associated with Adams-Oliver syndrome2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsutaka Ogawa,Takami Kawai,Shunsuke Nishio,Daita Nadano,Tsukasa Matsuda,Hirokazu Yagi,Koichi Kato, Koichi Kato, Koichi Furukawa, Tetsuya Okajima
    • 学会等名
      第78回 日本生化学会中部支部例会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-05-24

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公開日: 2016-06-01  

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