糖鎖認識ユビキチンリガーゼによる標的分子識別機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15580085
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• Principal Investigator: 吉田 雪子 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (90271543)
• Keywords: N型糖鎖 / ユビキチンリガーゼ / レクチン / 小胞体関連分解

Research Abstract

申請者は糖鎖の細胞内における新しい機能を見つけるべく、糖鎖認識分子(レクチン)のスクリーニングを行い、糖鎖を認識するユビキチンリガーゼの構成成分であるF-boxタンパク質Fbx2を発見した。解析の結果、本リガーゼは分泌系タンパク質の品質管理において、フォールディングやアセンブリーの失敗したタンパク質を除去する小胞体関連分解(ERAD)に関わるものであることが推定され、糖鎖が細胞内の不要タンパク質のクリアランスの目印になることを提唱している。本研究においては、この糖鎖認識ユビキチンリガーゼの標的識別機構を構造化学的、生化学的、化学生物学的様々な手法を用いて明らかにすることを目的とし、今年度は以下の4項目について研究を遂行し成果を得た。
(1)Fbx2の標的分子の同定とクローニング
現在までに、インテグリンβ1以外の標的として4種類の分子を精製し、アミノ酸解析により同定し、cDNAのクローニング、蛋白質発現系を作成した。
(2)Fbx2の糖鎖結合特異性の解析
種々のオリゴ糖を用いて溶出し、ウエスタンブロッティングで定量的に解析できる系を開発し、この系を用いて、各オリゴ糖のアフィニティの差を検討し高マンノース型糖鎖のどの部分が結合に必須であるかを解析し、J.Biol.Chem.誌に報告した。
(3)Fbx2の構造解析
Fbx2の糖鎖結合部位を詳細に検討するため、X線とNMRによる構造解析を行った。この成果はNature struct.Mol.Biolに報告し、受理されている。
(4)Fbx2相同遺伝子のクローニングと糖鎖結合能の解析
コンピュータ上の解析からFbx2にはいくつかの相同遺伝子が存在したが、そのうちの一つがFbx2と同様に糖鎖を認識するリガーゼであることが判明したので、解析を進めJ.Biol.Chem.誌に報告した。

Research Products

• [Publications] Y.Yoshida, et al.: "Fbs2 is a new member of the E3 ubiquitin ligase family that recognizes sugar chains"J.Biol.Chem.. 278. 43877-43884 (2003)
• [Publications] Y.Yoshida: "A novel role for N-glycans in the ERAD system."J.Biochem.. 134. 183-190 (2003)
• [Publications] T.Mizushima, et al.: "Structural basis of sugar-recognizing ubiquitin ligase."Nature Struct.Mol.Biol. in press.