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Development of efficient synthesis of glycoconjugates and elucidation of water-mediated regulation of glycoconjugate activity

Research Project

Project/Area Number 21K05276
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 37010:Bio-related chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Okamoto Ryo  大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30596870)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords糖タンパク質 / 糖鎖 / 水和 / タンパク質間相互作用 / 棟ペプチド / タンパク質 / ペプチド / 結合親和性 / タンパク質化学合成 / 糖ペプチド / 水素重水素交換 / ケモカイン / RGD / 化学合成 / CCL1 / グリコシル化
Outline of Research at the Start

糖タンパク質や糖ペプチドなどの複合糖質は、糖修飾によって機能が変化するが、その理由は明らかにされていない。本研究では申請者が独自に見出した「水を介した糖の複合糖質活性調節能」の実証を目指す。このために、まず糖構造の異なる糖タンパク質、糖ペプチドの迅速な系統合成法を新たに確立し、その活性を調べる。そして、重水中での水素重水素交換実験から、糖周辺のタンパク質やペプチド部分の水との親和性の違いを実測し、糖の構造に応じた複合糖質の活性の違いを評価する。

Outline of Final Research Achievements

In this project, we have succeeded in the development of efficient synthesis of glycoforms of glycoproteins. By using the resultant synthetic glycoproteins, we uncovered glycans on proteins may regulate the binding of protein moieties with receptor proteins. Upon this finding, we investigated the efffect of glycosylation of a protein that does not have glycans in nature. As a result, the glycosylation resulted in enhancing the binding affinity of the protein with its receptor proteins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

糖タンパク質などの複合糖質は、生物製剤として利用されている一方、糖修飾による機能変化の原理原則は明らかになっていない。本研究はタンパク質に結合した糖鎖は、水を介してタンパク質部分の受容体との結合親和性に影響する、という新しい知見を明らかにした。これは、未だタンパク質翻訳後修飾として機能が不明瞭であったタンパク質上の糖鎖機能に対して、明確な機能の定義を与えるという視点から、学術的進歩をもたらすものであるといえる。また、アミノ酸配列改変に寄らないタンパク質部機能改変を可能にするものであり、今後新しいタンパク質製剤のデザインなどへの応用が強く期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Convergent synthesis of proteins using peptide-aminothiazoline2023

    • Author(s)
      Okamoto Ryo、Shibata Hiroyuki、Yatsuzuka Takahiro、Hanao Takuya、Maki Yuta、Kabayama Kazuya、Miura Ayane、Fukase Koichi、Kajihara Yasuhiro
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 59 Issue: 90 Pages: 13510-13513

    • DOI

      10.1039/d3cc04387h

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulating Antifreeze Activity through Water: Latent Functions of the Sugars of Antifreeze Glycoprotein Revealed by Total Chemical Synthesis2023

    • Author(s)
      R. Okamoto, R. Orii, H. Shibata, Y. Maki, S. Tsuda, Y. Kajihara
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 29 Issue: 21

    • DOI

      10.1002/chem.202203553

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 化学合成法を利用したシアリル糖鎖とタンパク質間相互作用相関関係の解明研究2024

    • Author(s)
      岩崎 理沙、岡本亮、真木勇太、梶原康宏
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会 (2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Dissecting the hydration of glycans on proteins by using total chemical synthesis of glycoproteins2023

    • Author(s)
      Ryo Okamoto, Hiroyuki Shibata, Ryo Orii, Yuta Maki, Kaoru Ishihara, Ayano Satoh, Sakae Tsuda and Yasuhiro Kajihara
    • Organizer
      Eurocarb2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ペプチド型複合糖質に於ける糖の機能解明を志向した環状RGD糖ペプチド合成研究2023

    • Author(s)
      山﨑久生、真木勇太、梶原康宏、岡本亮
    • Organizer
      第42回日本糖質学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Study of the hydration property of sialyloligosaccharides on proteins using homogeneous glycoproteins prepared by total chemical synthesis2022

    • Author(s)
      Ryo Okamoto, Yuta Maki, Hiroyuki Shibata, Kaoru Ishihara, Yasuhiro Kajihara
    • Organizer
      SIALOGLYCO2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dissecting the hydration of glycans on proteins by using total chemical synthesis of glycoproteins2022

    • Author(s)
      Ryo Okamoto
    • Organizer
      International Congress on Pure & Applied Chemistry
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] タンパク質間相互作用における糖鎖機能再考2022

    • Author(s)
      岡本 亮、真木 勇太、佐藤 あやの、梶原 康宏
    • Organizer
      第41回日本糖質学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Dissecting the hydration of glycans on proteins by using total chemical synthesis of glycoproteins2022

    • Author(s)
      Ryo Okamoto, Yuta Maki, Hiroyuki Shibata, Ryo Orii, Kaoru Ishihara, Ayano Sato, Sakae Tsuda and Yasuhiro Kajihara
    • Organizer
      International Carbohydrate Symposium 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] One-Pot Chemical Synthesis of Glycoproteins and Their Specific Glycan-Hydration Effect2022

    • Author(s)
      Hiroyuki Shibata, Yuya Tanaka, Donglin Zhao, Yuta Maki, Yasuhiro Kajihara, Ryo Okamoto
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 非天然型糖タンパク質を合成し天然型糖鎖の機能を探る2021

    • Author(s)
      岡本 亮
    • Organizer
      第8回 慶應有機化学若手シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] タンパク質糖鎖水和殻による水の動的挙動2021

    • Author(s)
      岡本 亮、真木 勇太、芝田 大之、 佐藤 あやの、梶原 康宏
    • Organizer
      第40回 日本糖質学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] タンパク質間相互作用時の糖鎖水和殻による水の動的挙動2021

    • Author(s)
      岡本 亮、真木 勇太、芝田  大之、野村 幸汰、石原 薫、佐藤 あやの、梶原 康宏
    • Organizer
      第63回 天然有機化合物討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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