Study on structure and interaction of branched glycans

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03362
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
• Research Institution: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: Yamaguchi Yoshiki 東北医科薬科大学, 薬学部, 教授 (90323451)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 糖鎖 / 糖タンパク質 / グライコフォーム / NMR / 糖転移酵素 / 電子顕微鏡

Outline of Final Research Achievements

Glycans usually have a branched structure, and the resulting complexity hampers the structural analysis. In this study, we applied nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, which provides structural information at the atomic level, to model glycans. By using a 1H-homodecoupling method, NMR signals was sharpened at the expense of signal sensitivity. We unambiguously assigned the NMR signals derived from a model glycan.
In order to clarify the role of the glycans, it is necessary to elucidate their interaction mode with proteins. In this study, we investigated a docking method for antibodies as a model case, incorporating the results of NMR analysis. We were able to improve the reproducibility and accuracy of docking, although it depends on the amount of NMR data.

Free Research Field

構造生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体分子である糖鎖の複雑な構造を明らかにすることは容易ではなく、その迅速かつ確実な構造解析が望まれている。本研究では、核磁気共鳴（ＮＭＲ）法において測定方法を検討することにより、糖鎖に由来するＮＭＲ信号を曖昧なく同定することが可能になった。本成果は、糖鎖の生理的機能の解明に貢献する。
また糖鎖の役割を明らかにするためには、タンパク質との相互作用の様式を明らかにする必要がある。本研究では、NMR解析結果を組み入れたドッキングの手法を検討することにより、最小限の実験結果からドッキングモデルを構築することに成功した。本成果は、糖鎖を認識する抗体の合理的デザインなどに応用することが可能である。