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A01-1

ミトコンドリア、ゴルジ体に関連する応答ゾーン、連携ゾーン解析
研究分担者
矢木宏和
名古屋市立大学大学院　薬学研究科

研究概要

生体内に存在するタンパク質全種類の約半数は糖鎖修飾を受けているといわれている。糖タンパク質上の糖鎖はタンパク質の安定性や溶解性を高めるだけでなく、タンパク質間相互作用を制御したり、糖鎖そのものがタンパク質に認識されることで、さまざまな生命機能を担っている。こうした糖鎖修飾は直接ゲノムにコードされていないため、緻密な制御が難しく、不均一性があるものと長年考えられてきた。一方で、私たちは分泌経路中に形成される特定の糖鎖がそれぞれ限定されたタンパク質のみに見受けられる例も見出してきた。こうした限定的な糖鎖修飾は、タンパク質のアミノ酸配列に組み込まれたコードを修飾酵素によって読み解かれていることに加え、糖転移酵素とキャリアタンパク質が分泌経路内で出会う特異なオルガネラの領域が存在する可能性も考えられる。本研究では、特定のタンパク質へ限定的な糖鎖修飾がおこなわれる特異なオルガネラの領域に着目してその修飾メカニズムの解明を目指す。

また、一方でこれまで私たちは高速液体クロマトグラフィーおよび質量分析により、糖鎖のシークエンス解析法の開発を行ってきた。本方法は、タンパク質、オルガネラ、細胞レベルでの糖鎖分析が可能であり、各班員の糖鎖構造解析を支援することで、本新学術領域に貢献する。

代表的な原著論文

  1. Yagi, H., Yagi-Utsumi, M., Honda, R., Ohta, Y., Saito, T., Nishio, M., Ninagawa, S., Suzuki, K., Anzai, T., Kamiya, Y., Aoki, K., Nakanishi, M., Satoh, T. and Kato, K. (2020) Improved secretion of glycoproteins using an N-glycan-restricted passport sequence tag recognized by cargo receptor. Nature Commun., 11, Article number: 1368
  2. George, G., Ninagawa, S., Yagi, H., Saito, T., Ishikawa, T., Sakuma, T., Yamamoto, T., Imami, K., Ishihama, Y., Kato, K., Okada, T. and Mori, K. (2020) EDEM2 stably disulfide-bonded to TXNDC11 catalyzes the first mannose trimming step in mammalian glycoprotein ERAD. eLife, 9, e53455
  3. Yagi, H., Takakura, D., Roumenina, L.T., Fridman, W.H., Sautès-Fridman, C., Kawasaki, N. and Kato, K. (2018) Site-specific N-glycosylation analysis of soluble Fcγ receptor IIIb in human serum. Sci. Rep., 8, Article number: 2719
  4. Yagi, H., Yan, G., Suzuki, T., Tsuge, S., Yamaguchi, T. and Kato, K. Lewis X-carrying neoglycolipids evoke selective apoptosis in neural stem cells (2018) Neurochem. Res., 43, 212-218
  5. Yanaka, S., Yamazaki, T., Yogo, R., Noda, M., Uchiyama, S., Yagi, H., and Kato, K. (2017) NMR Detection of Semi-Specific Antibody Interactions in Serum Environments. Molecules 22, E1619
  6.  Yogo, R., Yanaka, S., Yagi, H., Martel, A., Porcar, L., Ueki, Y., Inoue, R., Sato, N., Sugiyama, M., and Kato, K. (2007) Characterization of conformational deformation-coupled interaction between immunoglobulin G1 Fc glycoprotein and a low-affinity Fcγ receptor by deuteration-assisted small-angle neutron scattering.　Biochem Biophys Rep 16, 1-4
  7. Sawaguchi, S., Varshney, S., Ogawa, M., Sakaidani, Y., Yagi, H., Takeshita, K., Murohara, T., Kato, K., Sundaram, S., Stanley, P., and Okajima, T. (2017) O-GlcNAc on NOTCH1 EGF repeats regulates ligand-induced Notch signaling and vascular development in mammals. Elife 6
  8. Yagi, H., Kuo, C. W., Obayashi, T., Ninagawa, S., Khoo, K. H., and Kato, K. (2016) Direct Mapping of Additional Modifications on Phosphorylated O-glycans of alpha-Dystroglycan by Mass Spectrometry Analysis in Conjunction with Knocking Out of Causative Genes for Dystroglycanopathy. Mol Cell Proteomics 15, 3424-3434
  9. Nakagawa, N., Yagi, H., Kato, K., Takematsu, H., and Oka, S. (2015) Ectopic clustering of Cajal-Retzius and subplate cells is an initial pathological feature in Pomgnt2-knockout mice, a model of dystroglycanopathy. Sci Rep 5, 11163
  10. Yagi, H., Nakagawa, N., Saito, T., Kiyonari, H., Abe, T., Toda, T., Wu, S. W., Khoo, K. H., Oka, S., and Kato, K. (2013) AGO61-dependent GlcNAc modification primes the formation of functional glycans on alpha-dystroglycan. Sci Rep 3, 3288
  11. Yagi, H., Saito, T., Yanagisawa, M., Yu, R. K., and Kato, K. (2012) Lewis X-carrying N-glycans regulate the proliferation of mouse embryonic neural stem cells via the Notch signaling pathway. J Biol Chem 287, 24356-24364

総説

  1. Yamaguchi, Y., Yagi, H., and Kato, K. (2017) Stable isotope labeling of glycoproteins for NMR study. NMR in Glycoscience and Glycotechnology, (K.Kato and T.Peters ed.), RSC Publishing (Cambridge), 194-207
  2. Yagi, H. (2017) Development and Application of Glycosylation-Profiling Techniques for Functional Glycomics in the Nervous System. Trends in Glycoscience and Glycotechnology, 29(165), E19-E25, 3.
  3. Yagi, H. and Kato, K. (2016) Functional roles of glycoconjugates in the maintenance of stemness and differentiation process of neural stem cells. Glycoconj J, in press, doi:10.1007/s10719-016-9707-x
  4. 矢木宏和、矢木-内海真穂、加藤晃一 (2014)糖鎖構造生物学の最前線,ファルマシア, 50巻8号、746-750,
  5. 矢木宏和, 加藤晃一 (2015) HPLCマッピング法による糖鎖プロファイリング, 糖鎖の新機能開発・応用ハンドブック～創薬・医療から食品開発まで～（秋吉一成, 津本浩平, 加藤晃一, 鷹羽武史, 深瀬浩一, 古川鋼一編）エヌ・ティー・エス, 243-249