新規な糖転移酵素阻害剤の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044129
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 畑中 研一 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70167584)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): PAN YuanーTse Arkansas大学, 生化学/分子生物学科, 助教授 ; ELBEIN Alan Arkansas大学, 生化学/分子生物学科, 主任教授 ; 小林 雄一 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (90153650)
• Keywords: 糖転移酵素 / 酵素阻害剤 / 糖ヌクレオチド / ウリジンを有するポリマー / ラクトースシンターゼ / 高分子効果

Research Abstract

生体内における糖鎖合成に関わる糖転移酵素は広く研究されているが、糖転移酵素の阻害剤についてはほとんど知られていない。本研究では、糖転移酵素のドナー基質が糖ヌクレオチドであることに着目して、ヌクレオシド残基を配した高分子及びヌクレオシドと糖残基を配した高分子を設計・合成し、糖転移酵素阻害作用を調べた。ウリジンのC-5'位を選択的にトリチル化し、アセチル化、脱トリチル化の後、p-スチレンスルホニルクロリドと反応して得られたモノマーを重合し、ポリマーをアンモニア飽和メタノールにより脱アセチル化してウリジンを有するポリマーを得た。一方、ウリジンp-スチレンスルホナ-トモノマーとガラクトース等の糖残基を有するモノマーとの共重合により目的とするヌクレオシド(ウリジン)および糖を有する高分子を合成した。酵素反応には、ガラクトシルトランスフェラーゼ(ラクトースシンターゼ)を用い、α-ラクトアルブミン存在下におけるUDP-ガラクトースからp-ニトロフェニルα-D-グルコピラノシドへのガラクトース残基の転移をHPLCを用いて定量した。ウリジンを有するポリスチレンはガラクトシルトランスフェラーゼを阻害した。低分子量の競合阻害剤であるUDPやUMPと比較してかなり強い阻害作用(ドナー基質の1%の濃度で75%の阻害活性)であったが、阻害形態については不明である。多官能の高分子阻害剤であるためにデータにばらつきが生じたことが原因であろうと考えられる。強い阻害作用の主な要因としては、高分子阻害剤を用いたことによる高分子効果のため、見かけの結合定数が大きくなったためと考えられる。さらに、ウリジンとガラクトース(αおよびβ)を有する共重合体も同様の強い酵素阻害効果を示した。これに対して、ウリジンとα-D-グルコースを有する共重合体では阻害効果が極端に弱まることも発見した。この現象が単独重合体では見られないことから、ウリジンとα-D-グルコースを有する共重合体は特異的な立体構造をとり、ウリジン部分がポリマー鎖の内側に位置しているために起こった現象と推察される。一方、糖残基のみを有するポリスチレン誘導体では酵素阻害作用がまったくみられない。すなわち、本研究で用いた酵素は、基質である糖ヌクレオチドのウリジン部分に強く相互作用しているものと考えられる。

Research Products

• [Publications] K.Hatanaka, H.Takeshige, K.-I.Kanno, A.maruyama, J.Oishi, Y.Kajihara, and H.Hashimoto: "New Polymeric Inhibitor of Galactosyl Transferase" Journal of Carbohydrate Chemistry. 16・4&5. 667-672 (1997)
• [Publications] K.-I.Kanno, T.Minamisawa, and K.Hatanaka: "Synthesis of Glycosaminoglycan-like Copolysaccharide Derivative" Polymer Journal. 29・9. 773-774 (1997)
• [Publications] N.Ota, K.Hirano, M.Warashina, A.Andrus, B.Mulah, K.Hatanaka, and K.Taira: "Structural Analysis of Nucleic Acids by Using Fluorescence Resonance Energy Transfer(FRET)" Nucelic Acids Symposium Series. 37. 207-208 (1997)
• [Publications] M.kunou and K.Hatanaka: "The Effect of Growth Factors on the Cytotoxicity of Sulphated Polysaccharides" Carbohydrate Polymers. (印刷中). (1998)
• [Publications] 畑中 研一、太田 早苗、門倉 健、粕谷 マリア: "分枝多糖誘導体の精密合成" 高分子論文集. 54・12. 947-950 (1997)
• [Publications] A.Kai, H.Karasawa, M.Kikawa, K.Hatanaka, K.Matsuzaki, T.Mimura, and Y.Kaneko: "Biosynthesis of ^<13>C-Labeled Polysaccharides by Pestalotiopsis form ^<13>C-Labeled Glucose and the Mechanism of Formation" Carbohydrate Polymers. (印刷中). (1998)
• [Publications] V.V.Myasoedova et.al: "Polymer Yearbook 14" harwood academic publishers, 293ページ (1997)
• [Publications] 畑中 研一:西村 紳一郎:大内 辰郎:小林 一清: "講談社サイエンテイフイク" 糖質の科学と工学, 166ページ (1997)