コンドロイチン硫酸の多様構造を形成する硫酸転移酵素の機能と活性制御因子の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580624
• Research Institution: Aichi University of Education
• Principal Investigator: 羽渕 脩躬 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (90024067)
• Keywords: 硫酸転移酵素 / グリコサミノグリカン / コンドロイチン硫酸 / プロテオグリカン / 非還元末端修飾 / N結合糖鎖

Research Abstract

(1)コンドロイチン硫酸の非還元末端には(GalNAc(4-SO_4)-GlcA(2SO_4)-GalNAc(6SO_4))という構造が存在し、GalNAc4S-6STによりこの構造の非還元末端に硫酸基が転移されて、(GalNAc(4,6-SO_4)-GlcA(2SO_4)-GalNAc(6SO_4))という高硫酸化構造が形成されることを見出した。GalNAc4S-6STによる非還元末端の硫酸化は、隣接するGlcAの2位の硫酸基により促進された。
(2)部位特異的変異導入法及びProtein N-Glycosidase Fによる糖鎖除去により、C4STに結合するN-結合糖鎖は酵素活性に必須であること、C末端領域のN結合糖鎖の除去は酵素活性の低下だけでなく、分子全体の糖鎖付加パターンの変化を引き起こすことを見出した。
(3)脱硫酸化デルマタン硫酸を基質にしたとき、C4STはGlcAの還元側に隣接したGalNAcを選択的に硫酸化するが、C6STはIdoAに挟まれたGalNAcを硫酸化することが出来ることを見出した。
(4)硫酸化GalNAc誘導体を系統的に有機合成し、phenyl-β-GalNAc(4-SO_4)がGalNAc4S-6STを選択的に阻害すること、阻害の様式が競争阻害であることを見出した。
(5)マウスGalNAc4ST-1,GalNAc4ST-2をクローニングし、発現パターン、基質特異性、染色体マッピングを行った。その結果マウスGalNAc4ST-1はヒトの相同遺伝子とは異なり脳下垂体ではほとんど発現せず腎臓で強く発現しており、腎臓での糖蛋白質の糖鎖硫酸化を行っている可能性が示された。
(6)ラット軟骨肉腫細胞にはC4STを活性化する因子(タンパク質)が存在することを見出しその因子の同定に取り組んでいる。

Research Products

• [Publications] Habuchi, H., Miyake, G., Nogami, K., Kuroiwa, A., Matsuda, Y., Kusche-Gullberg, M., Habuchi, O., Tanaka, M., Kimata, K.: "Biosynthesis of heparan sulphate with diverse structures and functions : Two alternatively spliced forms of human heparan sulphate 6-O-sulphotransferase-2 having different expression patterns and properties"Biochem.J.. 371. 131-142 (2003)
• [Publications] Okuda, T., Sawada, T., Nakano, H., Matsubara, K., Matsuda, Y., Fukuta, M., Habuchi, O.: "Mouse N-acetylgalactosamine 4-sulfotransferase-1 and -2. Molecular cloning, expression, chromosomal mapping and detection of the activity with GalNAcβ1-4GlcNAcβ1-octyl"J.Biochem.. 134. 111-120 (2003)
• [Publications] Ohtake, S., Kimata, K., Habuchi, O.: "A Unique Nonreducing Terminal Modification of Chondroitin Sulfate by N-Acetylgalactosamine 4-Sulfate 6-O-Sulfotransferase"J.Biol.Chem.. 278. 38443-38452 (2003)