GPI側鎖の生合成機構及びその生理的意義の解明

阐明GPI侧链的生物合成机制及其生理意义

• 批准号: 16H06939
• 负责人: 平田 哲也
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-08-26 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H06939/
• 关键词: GPI; 糖転移酵素; ノックアウトマウス; 立体構造モデル; GPIアンカー; 糖脂質

グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)アンカーは糖脂質による蛋白質の翻訳後修飾である。哺乳動物細胞のGPIには、種間で保存された基本構造に、さらにN-アセチルガラクトサミン(GalNAc)から始まる糖鎖が側鎖として付加され、申請者はGalNAc側鎖合成に必須なGPI-GalNAc転移酵素(PGAP4と命名)をクローニングした。本研究は、1)PGAP4の機能に必要なパートナー分子の探索、2)PGAP4のGPI認識機構の解明、3)GPI側鎖の生理的意義の解明を目的とした。1)のために、マウス神経芽腫細胞株のNeuro2A細胞を用いた順遺伝学的スクリーニングを計画していた。しかし、予備的な実験により、PGAP4は単独でも機能しうることが示唆されたため、予定していたスクリーニングは実施しなかった。2)のために、PGAP4のアミノ酸配列を基に三次元立体構造モデルの作製を試みた。その結果、バクテリアのセルロース合成酵素を鋳型としてモデルを構築することができた。PGAP4は酵素活性ドメインと膜直上領域でGPIの糖鎖部位と結合し、膜貫通領域でGPIの脂質部位と結合することが示唆された。作成したモデルとセルロース合成酵素の立体構造を重ね合わせることで、PGAP4の活性中心と、供与基質である糖ヌクレオチドとの結合部位を見出した。この成果により、GPIにGalNAc側鎖が付加される詳細な分子メカニズムが明らかとなり、現在学術論文の投稿を計画している。3)のために、発生工学研究センターと共同で、PGAP4のアレルにEGFPをノックインしたPGAP4ノックアウトマウスを作製した。ノックアウトマウスはメンデルの法則に従って生まれてきた。EGFPを指標にPGAP4の組織発現分布を調べたところ、脳で強い発現が見られた。現在、理化学研究所のバイオリソースセンターと共同で表現系の解析に取り組んでいる。

Youdaoplaceholder0, ホスファチジ, ホスファチジ, ノシト, ノシト (GPI)ア, <s:1>, カ, <s:1>, 訳, glycolipids, による, and proteins are modified after 訳. Mammalian cells の GPI に は, interspecific で preservation さ れ た basic tectonic に, さ ら に N - ア セ チ ル ガ ラ ク ト サ ミ ン (GalNAc) か ら beginning ま る sugar が side lock lock と し て plus さ れ, applicants は GalNAc side chain synthesis に must な GPI - GalNAc planning shift enzyme (PGAP4 と) を ク ロ ー ニ ン グ し た . This study, 1) the に necessary なパ トナ トナ トナ <s:1> molecular <e:1> exploration of PGAP4 <s:1> function, 2) clarification of the cognitive mechanism of PGAP4 <s:1> GPI, 3) clarification of the physiological significance of GPI side lock <e:1> を purpose と た た. 1) の た め に, マ ウ ス god 経 buds swell cell lines の Neuro2A cells を using い た suitable but 伝 learn ス ク リ ー ニ ン グ を project し て い た. し か し, reserve な be 験 に よ り, PGAP4 は 単 alone で も function し う る こ と が in stopping さ れ た た め, designated し て い た ス ク リ ー ニ ン グ は be applied し な か っ た. 2) <s:1> ために, PGAP4 ア ア ノ ノ acid configuration を basis に three-dimensional stereoscopic structure モデ モデ を を を fabrication みた. そ の results, バ ク テ リ ア の セ ル ロ ー ス synthetic enzyme を type where と し て モ デ ル を build す る こ と が で き た. PGAP4 は enzyme activity ド メ イ ン と field on membrane straight で GPI の と combining し lock parts sugar, transmembrane domain で GPI の と lipid parts combine す る こ と が in stopping さ れ た. Made し た モ デ ル と セ ル ロ ー ス synthetic enzyme の three-dimensional structure を heavy ね close わ せ る こ と で, PGAP4 の active center と, matrix and supply で あ る sugar ヌ ク レ オ チ ド と の combining site を shows し た. こ の results に よ り, GPI に GalNAc side chain が plus さ れ る detailed な molecular メ カ ニ ズ ム が Ming ら か と な り, academic papers now contribute の を project し て い る. 3) の た め に, 発 sangon studies セ ン タ ー と で together, PGAP4 の ア レ ル に EGFP を ノ ッ ク イ ン し た PGAP4 ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス を cropping し た. Youdaoplaceholder0 メ アウト ウス ウス メ メ デ デ に従って the <s:1> law に従って gives birth to まれて た た. EGFPを index にPGAP4 <s:1> tissue occurrence distribution を べたと 脳で ろ 脳で 脳で strong が occurrence が see られた. Now, riken institute の バ イ オ リ ソ ー ス セ ン タ ー と common で analytical に take り group performance is の ん で い る.

项目成果

Jiangnan University/Ministry of Education/School of Biotechnology(中国)

江南大学/教育部/生物技术学院（中国）

The mechanism for the addition of GPI side-chain by PGAP4, a GPI-GalNAc transferase, predicted from its 3D model

从 3D 模型预测 PGAP4（一种 GPI-GalNAc 转移酶）添加 GPI 侧链的机制

• 发表时间: 2016
• 作者: Tetsuya Hirata;Sushil Kumar Mishra;Shota Nakamura;Daisuke Motooka;Noriyuki Kanzawa;Morihisa Fujita;Yoshiko Murakami;Yusuke Maeda;Yoshiki Yamaguchi;Taroh Kinoshita
• 通讯作者: Taroh Kinoshita

立体構造モデルに基づいたGPI-GalNAc転移酵素PGAP4によるGPI側鎖合成機構

基于3D结构模型的GPI-GalNAc转移酶PGAP4合成GPI侧链的机制

• 发表时间: 2016
• 作者: 平田哲也;Sushil Kumar Mishra;中村昇太 ;元岡大祐 ;神澤範行 ;藤田盛久;村上良子 ;前田 裕輔 ;山口芳樹;木下タロウ
• 通讯作者: 木下タロウ