単結晶X線解析による糖とアミノ酸間の基本的な分子認識様式の解明

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04453158
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 平山 令明 東海大学, 開発工学部, 教授 (70238393)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 功 東海大学, 開発工学部, 助手 (60238524) ; 須田 斎 東海大学, 開発工学部, 講師 (70216472)
• Keywords: 単結晶X線解析 / 分子認識 / 糖ーアミノ酸相互作用 / 分子力学計算 / 自動結晶化法

Research Abstract

実験器具の搬入が予定に反し,かなり遅れた.そこで,当初平成6年度に予定していたオリゴ糖の分子力学計算を先行させた.
まず分子力学計算の経過を述べる.オリゴ糖の内,分岐した糖鎖を持つものは,立体配座の自由度が比較的低と予想される.細胞表層にあり,細胞接着に関与するSialyl Lewis Xと呼ばれる糖鎖もこのような分岐した構造を有し,その立体配座と生理活性の間には非常に密接な関係があると考えられている.そこで,この分子の安定な立体配座を求める目的で,本分子の立体配座解析を分子力学法で行った。ノイラミン酸,ガラクトース,フコースおよびグルコサミンに関しては,それぞれ単結晶X線解析の結果を用い,グリコシド結合回りの自由度を分子力学法で求めた.各グリコシド結合回りのいくつかのポテンシャルエネルギー極小点について,更に構造を最適化する方法論をとった.また単糖を結合する方向については,還元末端と非還元末端の両方から連結されるモデルを仮定し,その各々について安定立体配座を求め,その比較も行った.溶媒分子の効果は含めなかった.予想通り,立体配座は大きく制限されており,立体配座エネルギーの特に低い,数種の立体配座が得られた.これらの内,二番目にエネルギーの低い立体配座は,最近になり外国のグループによって核磁気共鳴で決定された溶液中での立体配座と極めて類似することが明らかになった。
オリゴ糖類の結晶化に関しては,調整すべき糖類,アミノ酸類,緩衝液,塩類等の文献調査等を行い,あわせて過去に結晶解析がなされた類縁化合物の調査も行った。またSialyl Lewis Xについて,種々の条件を用いて結晶化を検討したが,現在までの所,成功していない.