合成糖鎖の代謝取り込みを利用した好熱性古細菌における翻訳後修飾糖鎖の機能解析

利用合成糖链的代谢摄取对嗜热古菌中翻译后修饰的糖链进行功能分析

• 批准号: 20J20284
• 负责人: 平尾 宏太郎
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20284/
• 关键词: リン酸化; グリコシル化; イノシトール; N-グリカン; 超好熱菌; 好熱性古細菌

N結合型糖鎖（N-グリカン）は，タンパク質のアスパラギン側鎖に結合した翻訳後修飾糖鎖で，多くの生物に普遍的に存在し，様々な生命現象に関与する．本研究では，超好熱性古細菌 Thermococcus kodakarensisに着目し，そのN-グリカンの耐熱性への寄与を合成化学的なアプローチによって迫ることを目的とした．昨年度までに，合成N-グリカンを用いた構造解析の結果から，T. kodakarensisのN-グリカンの構成糖であるmyo-イノシトールリン酸の立体化学がL-myo-イノシトール-1-リン酸であることが示唆された．本年度は，L-myo-イノシトール-1-リン酸を有するN-グリカンを合成を達成した．さらに，NMR解析により，この合成糖鎖が単離糖鎖と良い相同性を示し，myo-イノシトール-1-リン酸の立体化学をL-myo-イノシトール-1-リン酸と確定した．本研究はT. kodakarensisのN-グリカンを天然構造に限らず，非天然構造，標識糖鎖の合成を供給できるため，糖鎖の耐熱性への寄与を，糖鎖構造に基づいて解析することを可能とする．糖鎖の機能を解析するためには，タンパク質との複合化が鍵となる．本研究では，T. kodakarensisの糖鎖生合成経路に着目し，合成糖鎖を代謝的に取り込ませることで生体内で糖鎖とタンパク質との複合化を計画した．ドリコールリン酸GalNAcはN-グリカンの生合成初期段階の中間体であり，N-アセチル部分へアジド基を導入することでプローブ化した生合成中間体を設計した．その合成では，亜リン酸化GalNに対し，ドリコールとのカップリング後，アジド基を導入し，達成した．本プローブ化糖脂質は，生細胞へ代謝的に取り込ませることでN-グリカンの生合成へ干渉し，合成糖鎖のタンパク質への付加を可能とする．

N-linked glycan locks are common in many organisms and are related to life phenomena. In this study, Thermococcus kodakarensis, a super-thermophilic archaea, was found to be responsible for the heat resistance of N-glucurons and the synthesis of chemicals. The results of structural analysis of synthetic N-shift structure were analyzed by T. Kodakarensis N-ring structure sugar, myo-3-ring stereochemistry, L-myo-3-ring stereochemistry, L-myo-3-ring stereochemistry. This year, L-myo-tri-l-one acid synthesis was achieved. In addition, NMR analysis showed that the synthetic glycan chain was identical to the isolated glycan chain, and the stereochemistry of myo-1-carboxylic acid was determined by L-myo-1-carboxylic acid. This study is against T. The N-chain of kodakarensis is limited by natural structure, non-natural structure, synthesis of identification sugar chain, heat resistance of sugar chain, and analysis of sugar chain structure. The function of sugar lock is analyzed. In this study, T. Kodakarensis is involved in the synthesis of glycogen, and the synthesis of glycogen metabolism is planned for the recombination of glycogen in vivo. The synthesis of the N-terminal amino acid GalNAc was designed by introducing the N-terminal amino acid group into the synthesis of the intermediate. After the synthesis, the acid GalN was added to the solution, and then the base was introduced to achieve the goal. This protein converts glycolipids into lipids, which are metabolized by living cells. This protein can be used to synthesize N-glucuronide, which can be used to synthesize glycolipids.

项目成果

超好熱性古細菌Thermococcus kodakarensis由来N-グリカンの合成

从超嗜热古菌 Thermococcus kodakarensis 中合成 N-聚糖

• 发表时间: 2022
• 作者: 平尾宏太郎;真鍋良幸;深瀬浩一
• 通讯作者: 深瀬浩一

Synthetic study of N-glycan from hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis

超嗜热古菌Thermococcus kodakarensis N-聚糖的合成研究

• 发表时间: 2021
• 作者: K. Hirao;Y. Manabe;I. Speciale;H. Atomi;A. Molinaro;C. De;Castro. K. Fukase
• 通讯作者: Castro. K. Fukase

翻訳後マンノース修飾に迫る蛍光標識ドリコールリン酸マンノースの合成

接近翻译后甘露糖修饰的荧光标记多甘醇磷酸甘露糖的合成

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakai Hiroki;Isshiki Kinuka;Hattori Masato;Maehira Hiromasa;Yamaguchi Tatsumi;Masuda Keiko;Shimizu Yoshihiro;Watanabe Takayoshi;Hohsaka Takahiro;Shihoya Wataru;Nureki Osamu;Kato Yasuhiko;Watanabe Hajime;Matsuura Tomoaki;平尾 宏太郎 ・真鍋 良幸・樺山 一哉・深瀬 浩一
• 通讯作者: 平尾 宏太郎 ・真鍋 良幸・樺山 一哉・深瀬 浩一

超好熱性古細菌Thermococcus kodakarensis由来N-グリカン:高度グリコシル化イノシトール 含有糖鎖の構造決定と合成

来自超嗜热古菌 Thermococcus kodakarensis 的 N-聚糖：高度糖基化的含肌醇糖链的结构测定和合成

• 发表时间: 2022
• 作者: ○小野晶子;竹島愛乃;崔宰熏;尾形慎;平井浩文;道羅英夫;河岸洋和;鈴木智大;○平尾宏太郎，真鍋良幸，跡見晴幸，Antonio Molinaro，Cristina De Castro，深瀬浩一
• 通讯作者: ○平尾宏太郎，真鍋良幸，跡見晴幸，Antonio Molinaro，Cristina De Castro，深瀬浩一

Posttranslational glycan modification in Thermococcus kodakarensis: discovery and synthesis of myo-inositol containing N-glycan

Thermococcus kodakarensis 中的翻译后聚糖修饰：含有 N-聚糖的肌醇的发现和合成

• 发表时间: 2023
• 作者: Lin Wenwei;Zhou Xiang;Tang Wenxin;Takahashi Koji;Pan Xue;Dai Jiawei;Ren Hong;Zhu Xiaoyue;Pan Songqin;Zheng Haiyan;Gray William M.;Xu Tongda;Kinoshita Toshinori;Yang Zhenbiao;Kohtaro Hirao Yoshiyuki Manabe Koichi Fukase
• 通讯作者: Kohtaro Hirao Yoshiyuki Manabe Koichi Fukase