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Development of the innovative technique for addition of sugar chain using microbial enzymes and its application on the syntheses of functional glycoconjugates

Research Project

Project/Area Number 25292063
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionIshikawa Prefectural University

Principal Investigator

YAMAMOTO Kenji  石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (70109049)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KATAYAMA Takane  石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70346104)
KATOH Toshihiko  石川県立大学, 生物資源環境学部, 助教 (40724612)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2013: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Keywordsエンドグリコシダーゼ / 糖転移反応 / 糖鎖付加 / 糖鎖リモデリング / オキサゾリン化合物 / 免疫グロブリンG / コアフコース / 細胞傷害活性 / 抗体医薬 / 免疫グロブリンG / Endo-M / 部位特異的変異酵素 / イムノグロブリンG / グライコシンターゼ
Outline of Final Research Achievements

Endo-M, an endo-β-N-acetylglucosaminidase from the fungus Mucor hiemalis, is an endoglycosidase that possesses not only hydrolysis activity which liberates N-glycan leaving the innermost N-acetylglucosamine residue but also transglycosylation activity which transfers N-glycan from a donor onto a hydroxyl group-containing compounds. We generated several Endo-M mutant enzymes with transglycosidase-like activity to synthesize functional glycoconjugates. We found that N175H mutant enzyme showed glycosynthase-like activity and could synthesize a sialo-glycoform of glycoconjugates. Using this mutant, we could change the glycan of the recombinant human IgG from yeast to the sialo-glycan which is compatible to human. Moreover, Endo-M mutant enzyme W251N showed to have altered substrate specificities, exhibiting the hydrolysis activity for a core-α1,6-fucosylated glycan. This mutant could act on IgG-derived core-fucosylated glycopeptides of rituximab and that of the human lactoferrin.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 6 results) Book (4 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Transglycosidase-like activity of Mucor hiemalis endoglycosidase mutants enabling the synthesis of glycoconjugates using a natural glycan donor.2016

    • Author(s)
      Sakaguchi, K., Katoh, T.,Yamamoto, K.
    • Journal Title

      Biotechnology and Applied. Biochemistry

      Volume: X Issue: 6 Pages: 812-819

    • DOI

      10.1002/bab.1433

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transglycosidase-like activity of Mucor hiemalis endoglycosidase mutants enabling the synthesis of glycoconjugates using a natural glycan donor2015

    • Author(s)
      K.Sakaguchi, T.Katoh, K.Yamamoto
    • Journal Title

      Biotechnology and Applied Biochemistry

      Volume: xx

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 微生物のエンドグリコシダーゼを用いた生理活性物質の合成2015

    • Author(s)
      山本憲二
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 53 Pages: 252-257

    • NAID

      130005138718

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recent advances in glycotechnology for glycoconjugate synthesis using microbial endoglycosidases.2013

    • Author(s)
      Yamamoto, K.
    • Journal Title

      Biotechnology Letters

      Volume: 35 Issue: 11 Pages: 1733-1743

    • DOI

      10.1007/s10529-013-1272-9

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      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 糸状菌由来エンドグリコシダーゼ(Endo-M)の新規なグライコシンターゼ様変異体の創製と糖鎖複合体の効率的合成への応用.2013

    • Author(s)
      梅川碧里、芦田久、Lai-Xi Wang、山本憲二
    • Journal Title

      日本応用糖質科学会誌

      Volume: 3 Pages: 143-150

    • NAID

      220000139117

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  • [Presentation] 部位特異的変異導入によるエンドグリコシダーゼの糖鎖特異性の改変2016

    • Author(s)
      加藤紀彦・山本憲二
    • Organizer
      2016年度農芸化学会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-29
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  • [Presentation] バイオ医薬品の創出に向けた微生物エンドグリコシダーゼの応用2015

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      加藤紀彦・坂口広大・千葉靖典・片山高嶺・熊田純一・松崎祐二・山本憲二
    • Organizer
      第67回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島市城山観光ホテル
    • Year and Date
      2015-10-27
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      石田秀樹・西川宣秀・太田尚志・石原幹生・飯野健太・三郎丸みゆき・熊田純一・羽生正人・丹治嵩裕・湯浅徳行・岩城隼・加藤紀彦・山本憲二・松崎祐二
    • Organizer
      第67回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島市城山観光ホテル
    • Year and Date
      2015-10-27
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  • [Presentation] 部位特異的変異導入によるEndo-Mの基質特異性の改変2015

    • Author(s)
      加藤紀彦・片山高嶺・熊田純一・松崎祐二・山本憲二
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      第34回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2015-08-02
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  • [Presentation] 部位特異的変異によるエンド-M酵素の機能改変2015

    • Author(s)
      山本憲二
    • Organizer
      理研シンポジウム
    • Place of Presentation
      理化学研究所和光キャンパス
    • Year and Date
      2015-07-31
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      2015 Annual Research Report
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  • [Presentation] 微生物のエンドグリコシダーゼを用いた機能性糖鎖化合物の合成と糖鎖の改変2015

    • Author(s)
      山本憲二
    • Organizer
      公開セミナー:エンド型グリコシダーゼから糖鎖科学を展望する
    • Place of Presentation
      弘前大学創立50周年記念会館
    • Year and Date
      2015-04-21
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      2015 Annual Research Report
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  • [Presentation] 微生物のエンドグリコシダーゼを用いた生理活性物質の合成2015

    • Author(s)
      山本憲二
    • Organizer
      2015年度日本農芸化学会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-03-29
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 微生物のエンドグリコシダーゼを用いた糖鎖の付加と改変2014

    • Author(s)
      山本憲二
    • Organizer
      第12回糖鎖科学コンソーシアムシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学
    • Year and Date
      2014-12-04
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Endo-MおよびGlycosynthaseによる産業応用を指向した均一構造のN-結合型糖鎖を導入した糖タンパク質の生産2014

    • Author(s)
      熊田純一・羽生正人・丹治嵩裕・湯浅徳行・岩城隼・加藤紀彦・山本憲二・松崎祐二
    • Organizer
      第33回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-08-11
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Endo-M酵素を用いた糖鎖の付加2014

    • Author(s)
      山本憲二
    • Organizer
      第13回国際バイオテクノロジー展/技術会議企業セミナー
    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト
    • Year and Date
      2014-05-14
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 変異酵素Endo-MN175Hの酵素学的解析と効率的な糖転移反応の検討2014

    • Author(s)
      坂口広大、加藤紀彦、山本憲二
    • Organizer
      2014年度日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Mucor hiemalis由来endo-beta-N-acetylglucosaminidase(Endo-M)の変異酵素の解析とその応用.2013

    • Author(s)
      坂口広大、山本憲二
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場(広島市中区)
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      2013 Annual Research Report
  • [Book] 糖鎖の新機能開発・応用ハンドブック2015

    • Author(s)
      梅川碧里, 芦田久, 山本憲二
    • Publisher
      エヌティーエス
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      2015 Annual Research Report
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    • Author(s)
      山本憲二
    • Publisher
      エヌティーエス
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      2015 Annual Research Report
  • [Book] 抗体医薬における細胞構築・培養・ダウンストリームのすべて2015

    • Author(s)
      熊田純一、松崎祐二、山本憲二
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      シーエムシー出版
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  • [Book] Glycoscience: Biology and Medicine2014

    • Author(s)
      K.Yamamoto
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      Springer
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      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 石川県立大学生物資源工学研究所応用微生物学研究室

    • URL

      http://ribb.ishikawa-pu.ac.jp/amb/index.htm

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] エンドM変異体、及びN結合型糖鎖含有化合物又はN結合型糖鎖含有蛋白質の製造方法2016

    • Inventor(s)
      山本憲二、加藤紀彦
    • Industrial Property Rights Holder
      山本憲二、加藤紀彦
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-037187
    • Filing Date
      2016-02-28
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      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-21   Modified: 2019-07-29  

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