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立体選択的β-ラムノシル化反応を用いた鳥類病原性大腸菌O1複合糖質ワクチンの創製

Research Project

Project/Area Number 19J13223
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

西 信哉  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords鳥類病原性大腸菌O1 / 複合糖質ワクチン / 糖鎖合成 / β-ラムノシド / グリコシル化反応 / 位置選択的 / 立体選択的 / ボロン酸
Outline of Research at the Start

鳥類病原性大腸菌(APEC)は、養鶏産業に多大な経済的損出をもたらす病原菌であり、多剤耐性を有することから、近年問題視されている。とりわけ、APECの主要な血清種であるAPEC O1は、敗血症などで人の生命を脅かす病原性大腸菌とゲノムが酷似していることから、人獣共通感染症を引き起こすことが懸念されており、APEC O1に対するワクチン開発が注目されている。
そこで、本研究では、1)毒性を示すことなく、抗原性を示すAPEC O1糖鎖抗原の合成及び 2)合成糖鎖を用いたAPEC O1に対する安全性の高い複合糖質ワクチンの創製を目的とし、研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

鳥類病原性大腸菌(APEC)は、養鶏産業に多大な経済的損失をもたらす病原菌であり、多剤耐性を有することから、近年問題視されている。とりわけ、APECの主要な血清種であるAPEC O1は、人獣共通感染症を引き起こすことが懸念されていることから、APEC O1に対するワクチン開発が注目されている。このような背景の中、前年度までにAPEC O1糖鎖抗原候補五糖誘導体および複合体の合成を達成している。そこで本年度は、(1)APEC O1の抗原糖鎖構造の解明、および(2)ワクチン候補複合糖質の合成・評価を目的として研究を行った。
(1)APEC O1の抗原糖鎖構造の解明を行った。まず、前年度までに確立した抗原候補五糖―BSA複合体の合成法をもとに、五糖の部分構造を有する三糖複合体および二糖複合体を合成した。次に、合成した3種類の複合体と抗APEC O1血清との親和性をELISAアッセイにより評価した。その結果、五糖―BSA複合体が抗APEC O1血清と高い親和性を示すことを見出し、合成した五糖がAPEC O1に対するワクチン開発に有用な抗原候補糖鎖であることを明らかにした。
(2)上記(1)で見出した五糖を有する複合糖質の合成および評価を行った。まず、キャリアタンパク質としてKLHを選択し、APEC O1抗原候補五糖―KLH複合体を合成した。次に、合成した複合糖質のワクチン活性を評価した。供試動物としてニワトリを選択し、複合糖質を投与したニワトリの抗APEC O1抗体産生量をELISAアッセイにより定量することで評価した。その結果、複合糖質投与群は対照群と比較して、優位に抗APEC O1抗体が産生されることを見出し、合成したAPEC O1抗原候補五糖―KLH複合体がAPEC O1感染を予防する有用なワクチン候補物質であることを明らかにした。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Synthesis of a Pentasaccharide Repeating Unit of Lipopolysaccharide Derived from Virulent E. coli O1 and Identification of a Glycotope Candidate of Avian Pathogenic E. coli O12020

    • Author(s)
      Nishi Nobuya、Seki Katsunori、Takahashi Daisuke、Toshima Kazunobu
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 60 Issue: 4 Pages: 1789-1796

    • DOI

      10.1002/anie.202013729

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 立体特異的β-ラムノシル化反応の開発とワクチンを志向した病原性大腸菌O1糖鎖―タンパク質複合体の合成2020

    • Author(s)
      西信哉、関克典、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第62回天然有機化合物討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いた位置及び立体選択的β-ラムノシル化反応の開発と病原性大腸菌O1糖鎖合成への応用2020

    • Author(s)
      西信哉、関克典、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第117回有機合成シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] マンノシルエリスリトールリピッドの肌荒れ改善活性に関する構造活性相関研究2020

    • Author(s)
      近藤孝則、西信哉、森田友岳、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本油化学会第59回年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 合成糖鎖―タンパク質複合体を用いた鳥類病原性大腸菌O1糖鎖エピトープの解明2020

    • Author(s)
      関克典、西信哉、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      第39回日本糖質学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Oligosaccharide derived from Pathogenitic E. coli Using Boronic-Acid-Catalyzed Regio- and Stereoselective β-Rhamnosylation2020

    • Author(s)
      Nobuya Nishi, Katsunori Seki, Daisuke Takahashi, Kazunobu Toshima
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] マンノシルエリスリトールリピッド(MEL)類の系統的合成と構造活性相関研究2019

    • Author(s)
      西信哉、舩越桃子、梨子田淳希、伴野太祐、朝倉浩一、高橋良昭、林千草、五十嵐雅之、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      新規素材探索研究会第18回セミナー
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Organoboron-mediated stereospecific β-Rhamnosylation through an SNi-type mechanism2019

    • Author(s)
      Nobuya Nishi, Kazuhiro Sueoka, Daisuke Takahashi, Kazunobu Toshima
    • Organizer
      7th National Tsing Hua University/Keio University Bilateral Symposium of Advanced Chemistry
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マンノシルエリスリトールリピッド及びその類縁体の効率的全合成と抗菌活性2019

    • Author(s)
      西信哉、宮嶋壱京、梨子田淳希、高橋良昭、林千草、澁谷優子、五十嵐雅之、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本油化学会第58回年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Regio- and Stereoselective β-Rhamnosylation Using a Boronic acid Catalyst and Its Application to the Synthesis of an Oligosaccharide Derived from E. coli2019

    • Author(s)
      Nobuya Nishi, Katsunori Seki, Daisuke Takahashi, Kazunobu Toshima
    • Organizer
      11th Asian Community of Glycoscience and Glycotechnology Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 等価な水酸基を見分けて選択的に糖を付与する新技術 -抗生物質の合成を簡便に、創薬研究に貢献-

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2020/5/18/28-69846/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 鳥類病原性大腸菌の抗原候補糖鎖を特定-化学合成を駆使したワクチン開発に期待-

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2020/11/16/28-76321/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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