新規分子設計戦略-グライコモジュール法-による糖鎖高分子の合成と生物機能

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555259
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 西田 芳弘 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (80183896)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 和洋 国立がんセンター研究所, ウイルス部, 主任研究官 (80251502) ; 小林 一清 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10023483)
• Keywords: 糖鎖 / モジュール / 生理活性 / グリコシル化 / セレクチン / 炎症 / クラスター / 人工高分子

Research Abstract

新規分子設計戦略として「糖モジュール法」を提出し、高い生物機能を持つ糖鎖高分子の簡便合成を達成した。
1)糖モジュール法の開発:ヒト細胞表層に存在する各種オリゴ糖鎖は、細胞の分化や増殖に関わるメディア分子として機能する。その一方で、ウイルスや細菌毒素のホスト細胞の認識と感染に関与している。これらヒト細胞オリゴ糖鎖は、生物機能分子として多くの活用が期待されているが、その複雑な構造を制御し、機能性材料として利用する事は困難と考えられていた。本研究では、オリゴ糖鎖の生物機能を理解するための「糖モジュール: Carbohydrate Modules」の新概念を提出し、糖鎖構造を化学的に制御し再構築することを可能とする「糖モジュール法」を報告した(Angew. Chem. Int. Ed.,2002)。本法の有用性は、ガン転移並びに炎症に関わるセレクチン類に強力に結合する糖鎖高分子の簡便合成により実証され、アメリカ化学会が発行するWeb情報誌(Heart Cut,1月号、2020,2003)にトピックスとして紹介された。
2)実用的グリコシル化反応の開発:糖モジュール化法を、より実用的手段として利用するためには、簡便で効率的なグリコシル化法の開発が不可欠である。本研究では、一般に困難とされてきたαグリコシル化反応を制御するため、新しいチオグリコシルドナーの分子設計を行なった。本チオドナーを用いることにより、ヒト細胞由来のグロボ系糖鎖抗原、ならびに、ルイス抗原の実用的合成を行うことができた。又、水分子に影響されない新規グリコシル化法の開発にも成功した。

Research Products

• [Publications] H.Dohi, Y.Nishida(他6名): "Molecular Design and Biological Potential of Galacto-type Trehalose as a Non-natural Ligand of Shiga Toxins"Organic Letters. 4. 355-357 (2002)
• [Publications] H.Uzawa, S.Kamiya, H.Dohi, Y.Nishida(他5名): "A Quartz Crystal Microbalance Method for Rapid Dtection and Differentiation of Shiga Toxins by Applying a Monoalkyl Globobioside as the Toxin Ligand"Biomacromolecules. 3. 411-414 (2002)
• [Publications] H.Dohi, Y.Nishida, T.Takeda, K.Kobayashi: "Conveinet use of Non-malodorous Thio Glycosylation Donors for the Synthesis of multivalent Globo-and iso-globosyl trisaccharides"Carbohydrate Research. 337. 983-989 (2002)
• [Publications] Y.Shingu, Y.Nishida, H.Dohi, K.Matsuda, K.: "Convenient access to halide ion-catalyzed a-glycosylation free from noxious fumes at the donor synthesis"Journal of Carbohydrate Chemistry. 21. 605-611 (2002)
• [Publications] H.Tanaka, Y.Nishida, Y.Furuta, K.Kobayashi: "A convenient synthetic pathway for multuvalent assembly of aminoglycoside antibiotics starting from Amikacin"Bioorganic Medicinal Chemistry Letter. 12. 1723-1726 (2002)
• [Publications] Y.Miura, Y.Sasao, H.Dohi, Y.Nishida, K.Kobayashi: "Self-assembled monolayers of globotriaosylceramide (GB3) mimics : surface-sepcific affinity with Shiga toxins"Analytical Biochemistry. 310. 27-35 (2002)
• [Publications] K.Sasaki, Y.Nishida, T.Tsurumi, H.Uzawa, H.Kondo, K.Kobayashi: "Facile Assembly of cell surface oligosaccharide mimics by copolymerization of carbohydrate modules"Angewandte Chemie. 41. 4463-4467 (2002)