生体内機構の解明を指向した任意の糖鎖を有する糖タンパク質の効率的合成

• Project/Area Number: 16790027
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Chemical pharmacy
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: 荒井 緑 帝京大学, 薬学部, 助手 (40373261)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2004: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: タンパク質の品質管理 / 高マンノース型糖鎖 / 糖タンパク質 / 阻害剤 / マイクロプレート / 蛍光 / ビタミンD / 核内受容体 / グリコシデーション

Research Abstract

複雑な糖鎖プローブ合成とその生理活性の評価
昨年度に引き続き、糖タンパク質の品質管理機構解明の糖鎖プローブ合成とその生理活性の評価研究を行った。分子シャペロン(カルレティキュリンとその可溶型カルネキシン)の認識高マンノース型天然12糖のうち、グルコシダーゼIIの認識部位である分岐マンノース部を有せず、変わりに分子シャペロン認識部位をひとつ多く有する9糖を分子シャペロン阻害剤としてデザインし、合成した。品質管理機構に重要な分子シャペロンであるカルレティキュリンを組み換えタンパク質として大腸菌から発現させ、合成した本阻害剤とシャペロンとの結合能をITCを用いて測定したところ、天然12糖の結合能の約半分であることがわかった。次に、分子シャペロンの活性の阻害作用を検討した。分子シャペロンはマレイン酸デヒドロゲナーゼ(MDH)の熱変性し、MDHが凝集するのを防ぐ。この作用は糖などの存在で弱くなる。そこで、今回合成した糖の作用を検討したところ、合成9糖は予測どうり、分子シャペロンの作用を阻害し、MDHの熱変性による凝集が見られた。また、今回の分子は大腸菌で発現させたグルコシダーゼIIを含む抽出画分とインキュベーションしても、グルコースは除去されないことを、TOF-MASにより明らかにした。この画分は、天然12糖においては、分岐マンノース部があるため12糖を認識し、グルコースが除去されることも対象実験として行った。

Research Products

• [Journal Article] Novel 2-Alkyl-1α,25-dihydroxy-19-norvitamin D_3 : Efficient Synthesis with Julia Olefination, Evaluation of Biological Activity, and Development of New Analyzing System on Coactivator Recruitment (2006)
  • Author(s): Arai, M.A., Kittaka, A.
  • Journal Title: Anticancer Research (in press)
• [Journal Article] Synthesis of 25-hydoxy-19-Norvitamin D_3 Analogs and their antiproliferative activities on prostate cells (2005)
  • Author(s): Arai, M.A., Tsutsumi, R., Chen, T.C., Sakaki, T., Urushimo, N., Inouye, K., Kittaka, A.
  • Journal Title: Heterocycles 66 Pages: 469-479
• [Journal Article] Design and Synthesis of Oligosaccharides that Interfere Glycoprotein Quality Control System (2005)
  • Author(s): Arai, M.A., Matsuo, I., Hagihara, S., Totani, K., Maruyama, J.-I., Kitamoto, K., Ito, Y.
  • Journal Title: ChemBioChem 6 Pages: 2281-2289
• [Journal Article] Design and Synthesis of 19-Norvitamin D_3 Analogs as Prostate Cancer Chemoprevention Agents : Less Calcemic and Prohormone Like Activity (2005)
  • Author(s): Arai, M.A., Tsutsumi, R., Chen, T.C., Holick, M.F., Sakaki, T., Urushimo, N., Inouye, K., Kittaka, A.
  • Journal Title: Anticancer Research 25 Pages: 2279-2279
• [Journal Article] Design, Synthesis and Biological Activity of Less Calcemic, Prohormone- and Hormone-like 19-Norvitamin D_3 Analogs for Prostate Cancer Treatment (2005)
  • Author(s): Kittaka, A., Arai, M.A., Tsutsumi, R., Sakaki, T., Urushino, N., Inouye, K., Ito, S., Takeyama, K., Kato, S., Holick, M.F., Chen, T.C.
  • Journal Title: J.Bone and Mineral Research 20
• [Journal Article] Relationship of Stereochemical and Skeletal Diversity to Cellular Measurement Space (2004)
  • Author(s): Kim, Y.-K., Arai, M.A., Arai, T., Lamenzo, J.O., Dean III, E.F., Patterson, N., Clemons, P.A., Schreiber, S.L.
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. 126 Pages: 14740-14745
• [Journal Article] Synthesis of Fluorine Substituted Oligosaccharide Analogues of Monoglucosylated Glycan Chain, a proposed Ligand of Lectin-chaperone Calreticulin and Calnexin (2004)
  • Author(s): Ito, Y., Hagihara, S., Arai, M.A., Matuo, I., Takatani, M.
  • Journal Title: Glycoconjugate J. 21 Pages: 257-266
• [Journal Article] Synthesis of Glycoprotein Molecular Probes for the Analyses of Protein Quality Control System (2004)
  • Author(s): Totani, K., Matuo, I., Takatani, M., Arai, M.A., Hagihara, S., Ito, Y.
  • Journal Title: Glycoconjugate J. 21 Pages: 69-74
• [Journal Article] Accelerated Glycosylation under Frozen Conditions (2004)
  • Author(s): Takatani, M., Nakano, J., Arai, M.A., Ishiwata, A., Ohta, H., Ito, Y.
  • Journal Title: Tetrahedron Lett. 45 Pages: 3929-3932
• [Journal Article] Development of the First Spiro Bis(isoxazoline) Ligands (SPRIXs) and Their Applications to Catalytic Enantioselective Reactions (2004)
  • Author(s): Arai, M.A., Shinohara, T., Arai, T., Sasai, H.
  • Journal Title: 有機合成化学協会誌 62 Pages: 59-69
  • NAID: 10011952500
• [Journal Article] Spiro Bis(isoxazole) as a New Chiral Ligand (2004)
  • Author(s): Wakita, K., Arai, M.A., Kato, T., Shinohara, T., Sasai, H.
  • Journal Title: Heterocycles 62 Pages: 831-838