ショウジョウバエヘパラン硫酸3-O-転移酵素の構造と機能

果蝇硫酸乙酰肝素3-O-转移酶的结构和功能

基本信息

批准号：
11159210
负责人：
中藤博志
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ショウジョウバエ細胞膜結合型へパラン硫酸プロテオグリカンDallyの解析から、この分子が細胞増殖因子シグナル系の補受容体として機能していること、また、成虫組織発生過程と、初期胚発生期では異なる細胞増殖因子と特異的に相互作用しうることが明かにされてきた。このことは、異なる細胞ではプロテオグリカンの糖鎖構造が異なる修飾を受け、これによりリガンドの特異性が変換するという機構の存在を示唆している。へパラン硫酸鎖の修飾の中心は硫酸化反応であり、すでにいくつかのへパラン硫酸硫酸基転移酵素が発生過程において重要な機能を持つことが示されている。本研究では、ヘパラン硫酸配列決定の律速段階を触媒すると考えられているヘパラン硫酸3-O-硫酸基転移酵素(DmHS3ST)に注目して解析をおこなった。結果の概要は以下の通りである。(1)2つのヘパラン硫酸3-O硫酸基転移酵素遺伝子(dHS3St-A,B)のcDNAクローンを単離した。(2)whole mount in situ hybridization法により、dHS3ST-B mRNAの発現パターンを解析した。これらの分子は胚発生・成虫組織発生を通し広く発現していた。(3)初期胚への二本鎖RNA注入による機能阻害実験をおこない、dHS3ST遺伝子の機能を解析した。dHS3ST RNAを双方同時に注射した胚では歯状突起および頭部構造の欠失が観察された。(4)dHS3ST-B遺伝子を異所的に活性化すると背板機械感覚毛の形成に異常をきたすことが判明した。これらのことから、ヘパラン硫酸の3-O位の硫酸化が特定のシグナル伝達系に必要であり、このシグナル系が初期胚の形態形成に機能していることが示唆された。

对果蝇细胞膜结合的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖 Dally 的分析表明，该分子充当细胞生长因子信号系统的共受体，并且在成体组织发育和早期胚胎发育过程中与不同的细胞生长因子相互作用。据透露，他们可以以特定的方式进行互动。这表明存在一种机制，其中蛋白聚糖的糖链结构在不同的细胞中经历不同的修饰，从而改变配体的特异性。硫酸化反应是硫酸乙酰肝素链修饰的核心，并且几种硫酸乙酰肝素磺基转移酶已被证明在发育过程中具有重要功能。在本研究中，我们重点关注硫酸乙酰肝素 3-O-磺基转移酶 (DmHS3ST)，该酶被认为可以催化硫酸乙酰肝素测序中的限速步骤。结果总结如下。 (1)分离了两个硫酸乙酰肝素3-O磺基转移酶基因(dHS3St-A、B)的cDNA克隆。 (2)采用整体原位杂交技术分析dHS3ST-B mRNA的表达模式。这些分子在胚胎和成人组织发育过程中广泛表达。 (3)我们通过将双链RNA注射到早期胚胎中进行功能抑制实验，并分析dHS3ST基因的功能。在同时注射两种 dHS3ST RNA 的胚胎中观察到齿状和头部结构的缺失。 (4)dHS3ST-B基因的异位激活导致背板上机械感觉毛的形成异常。这些结果表明，硫酸乙酰肝素 3-O 位的硫酸化是特定信号转导系统所必需的，并且该信号系统在早期胚胎形态发生中发挥作用。