研究概要

真核生物では、翻訳後修飾の一つである糖鎖はその構造的多様性から様々な生物学的プロセス、タンパク質の安定性や輸送、機能などの制御に関与する。一般的に、糖タンパク質は小胞体やゴルジ体のオルガネラにおいて糖鎖で修飾され、適切な場所に運ばれ機能するとよく知られているが、その詳細な分子機序は必ずしも明らかになっていない。インテグリンはα鎖とβ鎖から成るヘテロ二量体で、主に細胞外基質への細胞接着を媒介する膜貫通型糖タンパク質で、細胞内タンパク質のチロシンリン酸化や低分子量GTP結合タンパク質の活性化を通じて細胞内骨格系の再編成や増殖・分化のシグナル伝達に深く関わる。また、インテグリンと細胞増殖因子受容体との相互作用は、細胞の増殖・移動・生存などの生理的な過程のみならず、がん細胞の増殖・転移・浸潤など病理的な過程にも重要な役割を担っている。これまで、私達は代表的な細胞接着分子であるインテグリンα5β1に付加された糖鎖の機能解析を行い、糖鎖がα5β1の細胞膜の異なる膜画分への局在や、またインテグリンを介する細胞移動・増殖などの機能を特異的に制御することを明らかにした。しかし、その特異性を生じる分子機構に関してはまだ不明である。本研究では、私達は、細胞の機能をシステムとして理解し、その破綻で起こる様々な病態の本質を解明するにはオルガネラネットワークを理解することが必須であると考え、糖鎖修飾によるインテグリンの選別輸送ゾーンの制御とその分子機序の解明を目指す。

代表的な原著論文

1. Hang, Q., Isaji, T., Hou, S., Wang, Y., Fukuda, T. and Gu, J. （2017）A key regulator of cell adhesion: Identification and characterization of important N-glycosylation sites on integrin α5 for cell migration. Mol. Cell. Biol. 37, e00558-16
2. Hou, S., Hang, Q., Isaji, T., Lu, J., Fukuda, T. and Gu, J. （2016）The importance of membrane-proximal N-glycosylation on integrin β1 in its activation and complex formation. FASEB J., 30, 4120-31
3. Lu, J., Isaji, T., Im, S., Fukuda, T., Kameyama, A. and Gu, J. (2016) Expression of N-acetylglucosaminyltransferase III suppresses α2,3 sialylation and its distinctive functions in cell migration are attributed to α2,6 sialylation levels. J. Biol. Chem. 291, 5708-20
4. Hang, Q., Isaji, T., Hou, S., Im, S., Fukuda, T. and Gu, J. (2015) Integrin α5 suppresses the phosphorylation of epidermal growth factor receptor and its cellular signaling of cell proliferation via N-glycosylation. J. Biol. Chem. 290, 29345-60
5. Isaji, T., Im, S., Gu, W., Wang, Y., Hang, H., Lu, J., Fukuda, T., Hashii, N., Takakura, D., Kawasaki, N., Miyoshi, H. and Gu, J. (2014) An oncogenic protein Golgi phosphoprotein 3 up-regulates cell migration via sialylation. J. Biol. Chem. 289, 20694-705

総説

1. Kariya, Y., Kariya, Y. and Gu, J. (2017) Roles of Integrin α6β4 Glycosylation in Cancer. Cancers 9, doi: 10.3390/cancers9070079
2. Takahashi, M., Kizuka, Y., Ohtsubo, K., Gu, J. and Taniguchi, N. (2016) Disease-associated glycans on cell surface proteins. Mol. Aspects Med. 16, 30021-8
3. Lu, J. and Gu, J. (2015) Significance of β-Galactoside α2,6 Sialyltranferase 1 in Cancers. Molecules, 20,7509-27
4. Gu, J. (2012) Potential roles of N-glycosylation in cell adhesion. Glycoconj. J. 29, 599-607