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2015 Fiscal Year Research-status Report

分岐型糖鎖における分枝構造の非対称性の解析とその構造基盤

Research Project

Project/Area Number 25460054
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

山口 芳樹  国立研究開発法人理化学研究所, 糖鎖構造生物学研究チーム, チームリーダー (90323451)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 李 秀栄  国立研究開発法人理化学研究所, 杉田理論分子科学研究室, 研究員 (50390670)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords糖鎖 / レクチン / ダイナミクス / Calsepa / PHA-E / DCIR / ZG16p / PIM
Outline of Annual Research Achievements

本研究では分岐構造を有する糖鎖の立体構造・ダイナミクス・相互作用を明らかにして、その生理機能に果たす役割を調べることを目的とする。平成27年度は以下のことを明らかにした。
1. 分岐型糖鎖の動的高次構造と相互作用解析:分岐構造を有する糖鎖のタンパク質との相互作用を調べるために、分岐型糖鎖を化学合成および天然糖タンパク質からの切り出しにより調製して、CalsepaレクチンおよびPHA-Eレクチンとの相互作用様式を解析した。その結果、いずれの場合においても2本の糖鎖分岐の1本が糖鎖の根本側を向いたような構造をしていることが明らかになった。その折れ曲がった糖鎖構造は溶液NMR法においても確認することができた。
2. C型レクチン受容体による分岐型糖鎖の認識:ヒトDCIRレクチンは免疫システムで寄与していることが想定されているC型レクチン受容体であり、構造機能相関を明らかにするためにX線結晶構造解析を行った。その結果、ヒトDCIRレクチンはN型糖鎖の2本鎖構造のうちGlcNAcβ1-2Man部分を主なエピトープとして認識していることを明らかにした。
3. ジャッカリン様レクチンによるPIMの認識:ジャッカリン様レクチンZG16pはマンノースと結合することが知られていたが、結核菌の成分であるフォスファチジルイノシトールマンノシド(PIM1, PIM2)と結合することを明らかにした。PIM2は分岐構造を有しており、両分枝ともZG16pとの結合に関与することが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

構造解析などほぼ計画通りに研究を進めることができた。

Strategy for Future Research Activity

3本鎖・4本鎖などの多分岐構造を有する糖鎖や、多糖の分岐構造に着目してその立体構造とダイナミクスおよび相互作用について研究を進める予定である。

Causes of Carryover

当初想定していた計画よりも効率的かつ経済的に進めることができたため、直接経費を節約することができた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

2本鎖分岐型糖鎖とマンノース結合型レクチンとの相互作用に関する研究を実施する。

  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Max Planck Institute(Germany)

    • Country Name
      Germany
    • Counterpart Institution
      Max Planck Institute
  • [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Imperial College London
  • [Journal Article] Enhancement of solubility and yield of a β-glucan receptor Dectin-1 C-type lectin-like domain in Escherichia coli with a solubility-enhancement tag. Protein2016

    • Author(s)
      Dulal HP, Nagae M, Ikeda A, Morita-Matsumoto K, Adachi Y, Ohno N, Yamaguchi Y.
    • Journal Title

      Expr Purif.

    • DOI

      10.1016/j.pep.2016.04.002.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Crystal structure of human dendritic cell inhibitory receptor (DCIR) C-type lectin domain reveals the binding mode with N-glycan2016

    • Author(s)
      Nagae M, Ikeda A, Hanashima S, Kojima T, Matsumoto N, Yamamoto K, Yamaguchi Y.
    • Journal Title

      FEBS Lett.

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12162.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Atomic visualization of a flipped-back conformation of bisected glycans bound to specific lectins2016

    • Author(s)
      Nagae M, Kanagawa M, Morita-Matsumoto K, Hanashima S, Kizuka Y, Taniguchi N, Yamaguchi Y.
    • Journal Title

      Sci Rep.

    • DOI

      10.1038/srep22973.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Sugar recognition and protein-protein interaction of mammalian lectins conferring diverse functions2015

    • Author(s)
      Nagae M, Yamaguchi Y.
    • Journal Title

      Curr Opin Struct Biol.

      Volume: 34 Pages: 108-15

    • DOI

      10.1016/j.sbi.2015.08.005.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Defining the Interaction of Human Soluble Lectin ZG16p and Mycobacterial Phosphatidylinositol Mannosides2015

    • Author(s)
      Hanashima S, Gotze S, Liu Y, Ikeda A, Kojima-Aikawa K, Taniguchi N, Varon Silva D, Feizi T, Seeberger PH, Yamaguchi Y.
    • Journal Title

      Chembiochem.

      Volume: 16 Pages: 1502-11

    • DOI

      10.1002/cbic.201500103.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Atomic level visualization of flipped back conformation of bisected glycan, implication for the conformer selection mechanism by lectins2016

    • Author(s)
      Masamichi Nagae
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Glyco-Neuroscience
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場 (兵庫県淡路市)
    • Year and Date
      2016-01-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Glycan conformation, dynamics and interaction with lectin receptors: a structural glycobiology approach2015

    • Author(s)
      Yoshiki Yamaguchi
    • Organizer
      BMB2015
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド (兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Special topics lecture 1 "antibody structure, glycosylation and function"2015

    • Author(s)
      Yoshiki Yamaguchi
    • Organizer
      City of Hope
    • Place of Presentation
      Duarte, USA
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Invited
  • [Presentation] NMRと分子力場計算を併用した糖鎖の立体構造とダイナミクスに関する研究 (Study on 3D structure and dynamics of sialo-glycans using NMR and MD)2015

    • Author(s)
      鵜澤 洵
    • Organizer
      第54回NMR討論会(2015)
    • Place of Presentation
      千葉工業大学 津田沼キャンパス (千葉県習志野市)
    • Year and Date
      2015-11-08
  • [Presentation] Atomic-level Visualization of Flipped-back Conformation of Bisected N-glycans2015

    • Author(s)
      Yoshiki Yamaguchi
    • Organizer
      ACADEMIA Sinica
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2015-10-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 分岐型糖鎖の非対称性とダイナミクス2015

    • Author(s)
      山口芳樹
    • Organizer
      第9回東北薬科大学附属分子生体膜研究所、第9回東北糖鎖研究会 合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北薬科大学 70周年記念講堂 (宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-04
    • Invited
  • [Presentation] ヒト髄液中に存在する糖タンパク質の構造解析2015

    • Author(s)
      山口芳樹
    • Organizer
      ENGase研究会第1回シンポジウム
    • Place of Presentation
      理化学研究所 大河内ホール (埼玉県和光市)
    • Year and Date
      2015-07-30
  • [Presentation] アミロイド繊維と低分子化合物の相互作用 (Molecular interactions between amyloid fibrils and low-molecular-weight compounds)2015

    • Author(s)
      山口 芳樹
    • Organizer
      第15回日本蛋白質科学年会
    • Place of Presentation
      あわぎんホール (徳島県徳島市)
    • Year and Date
      2015-06-26
  • [Presentation] Glycan conformation, dynamics and interaction with lectin receptors: a structural biology approach2015

    • Author(s)
      Yoshiki Yamaguchi
    • Organizer
      RIKEN-Max Planck Joint Research Center for Systems Chemical Biology, 4th Annual Symposium
    • Place of Presentation
      ニチイ学館神戸ポートアイランドセンター (兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-05-12
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 報道発表資料 腸管免疫システムにおけるレクチンの新たな機能を発見

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150521_1/

  • [Remarks] 報道発表資料 折れ曲がった形の糖鎖を可視化

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160323_2/

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-02-03  

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