| Project/Area Number |
23K04955
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
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| Research Institution | Suntory Foundation for Life Sciences |
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Principal Investigator |
藤川 紘樹 公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・構造生命科学研究部, 研究員 (50755874)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 膜タンパク質膜挿入 / シャペロン様活性 / 糖脂質 / 糖鎖シャペロン |
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| Outline of Research at the Start |
MPIase(Membrane Protein Integrase)は大腸菌の内膜から同定された新規の糖脂質で、膜タンパク質の膜挿入活性をもつ。我々は、膜挿入過程に先駆け、MPIaseの糖鎖部が疎水性タンパク質の凝集を抑制するシャペロン様活性をもつことを見出した。本研究では、疎水性タンパク質の凝集を抑制する“糖鎖シャペロン”の普遍性を探り、MPIase類縁体をはじめ様々な糖鎖のシャペロン様活性発現機構を明らかにする事を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
MPIaseのタンパク質凝集抑制(シャペロン様)活性の解明を目的として、各種のMPIase類縁体の設計・合成に取り組んだ。
シャペロン様活性機構の解明に有用な蛍光MPIaseの合成では、これまで3糖ピロリン脂質に蛍光基を導入することで、膜タンパク質膜挿入活性が消失し、苦戦を強いられていたが、今回6糖ピロリン脂質にリンカーを介して、蛍光基を導入したところ、初めて活性を保持した蛍光mini-MPIaseの合成を達成する事ができた。MPIase本来の活性を保持した蛍光体が得られた事は大きな前進であった。一方、糖鎖と蛍光基を繋ぐリンカーにエステル結合を採用していたため、合成途中において、一部蛍光基の脱離が確認された。
本結果を踏まえ、より安定な蛍光mini-MPIaseの合成に向けて、リンカー部をエーテル結合で繋いだ化合物を設計し、合成を開始した。原料となる3糖中間体の大量合成では、適切に保護されたフコサミンドナー、グルコースドナー、グルコサミンアクセプターをそれぞれ調製し、還元末端の2糖(Glc-GlcNAc)の合成から実施した。得られた2糖保護体をアクセプターへと誘導し、フコサミンドナーと縮合する事で、3糖骨格を得た。この後、この3糖中間体を3糖アクセプターと3糖ドナーへと誘導し、3糖+3糖で6糖の合成を行う。6糖に対して、様々なリンカーや蛍光基の導入を検討し、よりMPIaseの本来の性質(活性、膜上挙動など)を保った蛍光mini-MPIaseの合成を達成する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MPIaseのタンパク質凝集抑制(シャペロン様)活性の解明を目的として、各種のMPIase類縁体の設計・合成に取り組んだ。
シャペロン様活性機構の解明に有用な蛍光MPIaseの合成では、蛍光基の影響を緩和する目的で、これまでの3糖よりも長い6糖の糖鎖を選択し、蛍光標識化を実施した。これまでに確立した3糖中間体を3糖ドナーと3糖アクセプターに誘導し、3糖＋3糖で6糖を構築した。得られた6糖の非還元末端側フコサミンの3位にリンカーを導入し、リン脂質と結合後、脱保護を行い、蛍光基を導入した。HPLCで精製した蛍光mini-MPIase-6を膜タンパク質膜挿入活性試験に供したところ、蛍光mini-MPIaseとしては初めて有意な活性を確認することができた。
今後は蛍光基やリンカーを検討し、より本来のMPIaseの性質を保った類縁体の獲得を目指す予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
シャペロン様活性機構の解明に向けて、蛍光mini-MPIaseの合成を行い、蛍光mini-MPIase-6の合成を達成できた。本化合物に有意な膜タンパク質膜挿入活性が見られた事から、MPIase本来の性質を保っている事が示唆された。しかしながら、糖鎖と蛍光基を繋ぐリンカー部にエステル結合を採用していたため、合成途中において、一部分解が見られた。
今後は、より安定な蛍光mini-MPIaseの獲得を目的に、リンカー部をエーテル結合で繋いだ化合物の合成を行う。再合成に向けて、原料となる3糖中間体の大量合成を実施した。適切に保護されたフコサミンドナー、グルコースドナー、グルコサミンアクセプターを調製し、還元末端の2糖(Glc-GlcNAc)の合成を行った。得られた2糖保護体をアクセプターへと誘導し、フコサミンドナーと縮合する事で、3糖骨格を得た。今後、3糖＋3糖を実施し、6糖を構築後、リンカーを結合する。その後、リン脂質を導入し、脱保護、および蛍光基の導入を行い、より安定な蛍光mini-MPIase-6を合成する予定である。また蛍光基もいくつか検討し、よりMPIase本来の性質に近い類縁体を合成する。
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