2つのLDN合成酵素は異なるタンパク質を標的にする
岐阜大学糖鎖生命コア研究所の木塚 康彦教授、所 裕子研究支援員らの研究グループは、産業技術総合研究所、ミシシッピ大学、広島大学、名古屋市立大学との共同研究で、骨の形成やホルモンの血中濃度調節などに関わる糖鎖を作る酵素「B4GALNT3」と「B4GALNT4」の機能の違いを明らかにしました。
タンパク質に付く糖鎖1)には膨大な種類が存在し、これら糖鎖は様々な生命現象や疾患において重要な役割を担っています。これら糖鎖は、細胞の中で様々な糖転移酵素（糖鎖合成酵素）2)の働きによって作られます。これまで、約180種類のヒトの糖転移酵素はほとんど全てが同定されましたが、これら酵素の働きが細胞内で調節される仕組みや、個々のタンパク質に付く糖鎖の形がどのように決まるのかは、まだあまりわかっていません。
本研究では、ホルモンの血中安定性の調節や骨の形成に関わる糖鎖「LDN (LacdiNAc)3)」を作る酵素、B4GALNT3、B4GALNT44)に着目しました。本研究の結果、形がよく似たこの2つの酵素が、それぞれ異なるタンパク質に糖鎖を付けることがわかりました。さらに、細胞内で異なる分布を示すこともわかりました。これらの結果は、これまで同じ性質を持つと考えられてきた2つの酵素が、実際には異なる性質を持ち、細胞内でそれぞれ異なるタンパク質に糖鎖を付けることで、異なる役割を持つ可能性を示しています。本研究成果は、タンパク質の上に複雑な糖鎖が作られる仕組みの解明に重要な知見を与えるとともに、骨の形成やホルモン濃度調節の仕組みの理解にも役立つことが期待されます。
本研究成果は、現地時間2026年11月4日にThe Journal of Biological Chemistry誌のオンライン版で発表されました。
なお、本研究は、文部科学省の大規模学術フロンティア促進事業「ヒューマングライコームプロジェクト」による支援を受けています。
本研究の概要図
糖鎖を合成する酵素であるB4GALNT3とB4GALNT4は、形が非常によく似ており、どちらもタンパク質の糖鎖の末端にLacdiNAc(LDN)と呼ばれる糖鎖の部分構造を作る。これまで、この2つの酵素は同じ性質を持つと考えられてきたが、本研究によって、2つの酵素は異なるタンパク質や異なる糖鎖の枝に作用してLDNを作ることがわかった。
本研究のポイント
B4GALNT3とB4GALNT4は、タンパク質に付いた糖鎖の末端にLDNと呼ばれる構造を作る酵素で、血中のタンパク質濃度の調節や骨の形成に関わっています。
B4GALNT3とB4GALNT4は形が非常によく似ているため、似た機能を持つと考えられていましたが、両者の性質の違いはわかっていませんでした。
本研究により、B4GALNT3とB4GALNT4は、同じLDN構造を作る一方で、異なるタンパク質に糖鎖を付けることがわかりました。
詳しい研究内容について
類似した糖鎖合成酵素の違いを発見
～2つのLDN合成酵素は異なるタンパク質を標的にする～
論文情報
雑誌名：The Journal of Biological Chemistry
論文名：Functional differences of two homologous enzymes for LacdiNAc biosynthesis: B4GALNT3 and B4GALNT4
著 者：Yuko Tokoro, Takahiro Yamasaki, Yuichi Abe, Hiroaki Tateno, Mohit Pareek, Sushil K. Mishra, Shoma Tada, Miyako Nakano, Sora Kurita, Hirokazu Yagi, Yasuhiko Kizuka* (*責任著者)
DOI： 10.1016/j.jbc.2026.113729
用語解説
1) 糖鎖
グルコース (ブドウ糖) などの糖が鎖状につながった物質。遊離の状態で存在するものもあれば、タンパク質や脂質に結合した状態のものもある。デンプン、グリコーゲンなどの多糖では、数多くの糖がつながり、糖鎖だけで遊離の状態で存在する。一方タンパク質に結合したものは、数個から20個程度の糖がつながったものが多い。
2) 糖転移酵素
糖鎖を合成する酵素のことで、ヒトでは180種類程度存在することが知られている。主に、細胞の中のゴルジ体と呼ばれる小器官に存在している。
3) LDN (LacdiNAc)
糖鎖の中の部分的な構造の一つ。GalNAcと呼ばれる糖が、β1-4結合でGlcNAcと呼ばれる糖に結合した2つの糖から成る構造。
4) B4GALNT3、B4GALNT4
どちらも糖鎖を合成する酵素（糖転移酵素）の一つで、細胞の中に存在する。どちらの酵素もLDN3)という糖鎖構造を作る。B4GALNT3とB4GALNT4は、アミノ酸配列5)や立体構造がよく似ている。
5) アミノ酸配列
タンパク質やペプチドを構成する鎖状につながったアミノ酸の順番のこと。