小胞体蛋白質フォールディングセンサー「UGGT」の構造活性相関と阻害剤開発

内质网蛋白折叠传感器“UGGT”的构效关系及抑制剂开发

• 批准号: 17750170
• 负责人: 戸谷 希一郎
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750170/
• 关键词: 糖蛋白質品質管理; 人工糖蛋白質; 合成糖鎖; UGGT; 構造活性相関; フォールディングセンサー; グルコシダーゼII; 分子クラウディング; 基質特異性; 糖タンパク質品質管理; 糖鎖合成; 合成基質; 特異性

粗面小胞体において糖タンパク質フォールディングセンサーとして働くUDP-グルコース糖タンパク質グルコース転移酵素(UGGT)は、ミスフォールドしたタンパク部分と、その表面に存在する高マンノース糖鎖の双方を認識し、糖鎖の非還元末端にグルコースをひとつ転移して、フォールディング促進シグナルであるモノグルコシル化糖鎖を生成する。その詳細な認識機構は不明であり、研究開始時には天然糖タンパク質およびその類縁体を基質とした定性的な解析しか報告されていなかった。天然糖タンパク質を基質として用いた場合、その糖鎖は多様な構造の混合物であるため、基質構造と活性の相関を厳密に評価することが不可能である。本研究では合成糖鎖基質を駆使することで、この問題点を克服した。今年度は昨年度までに報告した、UGGTの初の合成糖鎖基質の構造をもとに、様々な基質アナログや阻害剤を合成し、これらを用いた構造活性相関研究を行った。その結果、UGGTは高マンノース型糖タンパク質のコア糖鎖構造Man_3GlcNAc_2、および空間的にその近傍に位置する疎水性パッチを認識することが分かった。またこれらの研究過程で検出感度、反応性ともに向上した高機能な第二世代の基質開発に成功した。さらに関連する合成糖鎖を用いて、UGGTへの基質受け渡しを司るグルコシダーゼIIの性質が、疑似細胞内環境である分子クラウディング条件下において通常のin vitro assayの系と大きく異なるという興味深い現象を見出した。

UDP-葡萄糖糖蛋白葡萄糖转移酶（UGGT）在粗面内质网中充当糖蛋白折叠传感器，识别表面上存在的错误折叠的蛋白质部分和高甘露糖糖链，并将单个葡萄糖转移到还原端以产生单葡萄糖基化糖链，这是促进折叠的信号。详细的识别机制尚不清楚，研究之初仅报道了以天然糖蛋白及其类似物为底物的定性分析。当天然糖蛋白用作底物时，其糖链是多种结构的混合物，因此无法严格评估底物结构与活性之间的相关性。在本研究中，我们通过充分利用合成糖链底物克服了这个问题。今年，我们根据去年报道的第一个合成的UGGT糖链底物的结构，合成了各种底物类似物和抑制剂，并利用它们进行了构效关系研究。结果发现，UGGT识别高甘露糖型糖蛋白的核心聚糖结构Man_3GlcNAc_2以及空间上位于其附近的疏水斑块。此外，通过这些研究过程，我们成功开发了一种高功能的第二代底物，其检测灵敏度和反应性均得到提高。此外，使用相关的合成糖链，我们发现了一个有趣的现象，其中控制底物递送至UGGT的葡萄糖苷酶II的特性与模拟细胞内环境的分子拥挤条件下的正常体外测定系统中的特性显着不同塔。

项目成果

分子クラウディング環境におけるN-結合型糖タンパク質プロセシング酵素の性状

分子拥挤环境中 N 连接糖蛋白加工酶的特性

• 发表时间: 2008
• 作者: Takashi Matsuo;Takashi Tsuruta;Keiko Maehara;Hideaki Sato;Yoshio Hisaeda;Takashi Hayashi;Norihito Kawasaki;Kiichiro Totani;Motohiro Nonaka;Daisuke Yamaguchi;Kiichiro Totani;Tadashi Suzuki;Ichiro Matsuo;Kiichiro Totani;戸谷 希一郎;Kiichiro Totani;Kiichiro Totani;Midori A. Arai;Shinya Hagihara;Ichiro Mastuo;Yukishige Ito;Sachiko Nakamura-Tsuruta;Norihito Kawasaki;松尾一郎;高谷万紀;戸谷希一郎;戸谷希一郎
• 通讯作者: 戸谷希一郎

Detection of weak sugar binding activity of VIP36 using VIP36-streptavidin complex and membrane-based sugar chains

• DOI: 10.1093/jh/mvm024
• 发表时间: 2007-02-01
• 期刊: JOURNAL OF BIOCHEMISTRY
• 影响因子: 2.7
• 作者: Kawasaki, Norihito;Matsuo, Ichiro;Yamamoto, Kazuo
• 通讯作者: Yamamoto, Kazuo

小胞体レクチンの機能解明に向けた糖鎖プローブの合成および水晶発振子マイクロバランス法による相互作用解析

糖链探针的合成和石英晶体微天平相互作用分析阐明内质网凝集素的功能

• 发表时间: 2007
• 作者: Takashi Matsuo;Takashi Tsuruta;Keiko Maehara;Hideaki Sato;Yoshio Hisaeda;Takashi Hayashi;Norihito Kawasaki;Kiichiro Totani;Motohiro Nonaka;Daisuke Yamaguchi;Kiichiro Totani;Tadashi Suzuki;Ichiro Matsuo;Kiichiro Totani;戸谷 希一郎;Kiichiro Totani;Kiichiro Totani;Midori A. Arai;Shinya Hagihara;Ichiro Mastuo;Yukishige Ito;Sachiko Nakamura-Tsuruta;Norihito Kawasaki;松尾一郎;高谷万紀;戸谷希一郎;戸谷希一郎;松尾一郎;戸谷希一郎;松尾一郎;高谷万紀
• 通讯作者: 高谷万紀

First chemical synthesis of triglucosylated tetradecasaccharide (Glc_3Man_9GlcNAc_2), a common precursor of asparagine-linked oligosaccharides

首次化学合成三葡萄糖基化十四糖 (Glc_3Man_9GlcNAc_2)，这是天冬酰胺连接寡糖的常见前体

• 发表时间: 2005
• 期刊: Tetrahedron Letters 46
• 作者: Takashi Matsuo;Takashi Tsuruta;Keiko Maehara;Hideaki Sato;Yoshio Hisaeda;Takashi Hayashi;Norihito Kawasaki;Kiichiro Totani;Motohiro Nonaka;Daisuke Yamaguchi;Kiichiro Totani;Tadashi Suzuki;Ichiro Matsuo;Kiichiro Totani;戸谷 希一郎;Kiichiro Totani;Kiichiro Totani;Midori A. Arai;Shinya Hagihara;Ichiro Mastuo
• 通讯作者: Ichiro Mastuo

糖タンパク質フォールディングセンサー酵素UGGTの基質特異性解析

糖蛋白折叠传感器酶 UGGT 的底物特异性分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Takashi Matsuo;Takashi Tsuruta;Keiko Maehara;Hideaki Sato;Yoshio Hisaeda;Takashi Hayashi;Norihito Kawasaki;Kiichiro Totani;Motohiro Nonaka;Daisuke Yamaguchi;Kiichiro Totani;Tadashi Suzuki;Ichiro Matsuo;Kiichiro Totani;戸谷 希一郎;Kiichiro Totani;Kiichiro Totani;Midori A. Arai;Shinya Hagihara;Ichiro Mastuo;Yukishige Ito;Sachiko Nakamura-Tsuruta;Norihito Kawasaki;松尾一郎;高谷万紀;戸谷希一郎
• 通讯作者: 戸谷希一郎