2021 Fiscal Year Annual Research Report
光レドックス反応を基盤とするタンパク質へのN-結合型糖鎖導入反応の開発
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19K06995
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| Research Institution | Nagasaki International University |
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Principal Investigator |
山田 耕平 長崎国際大学, 薬学部, 准教授 (40583232)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | N-結合型糖鎖 / 光レドックス反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
N-結合型糖鎖は、アスパラギン側鎖窒素上にβ-グリコシド結合を介してN-アセチルグルコサミン（GlcNAc）が結合した構造を有しており、GlcNAcに結合する糖鎖構造の違いにより、タンパク質の生化学的・物理化学的特性を様々に制御している。糖鎖の機能解明や抗体医薬品などのタンパク質製剤の改良のために、遺伝的生化学的手法でタンパク質に糖鎖の導入が行われているが、有機合成的手法を用いてN-結合型糖タンパク質と同じ結合様式で糖鎖を導入する手法は開発されていない。タンパク質と糖鎖それぞれの合成・調製は、有機合成的、生化学的手法が確立しており、さらに糖転移酵素Endo-Mを用いたGlcNAcを足掛かりとするN-結合型糖鎖の導入法も開発されている。唯一、GlcNAcの有機化学的導入法のみが開発されておらず、糖タンパク質の完全化学合成達成への最後のピースと言える。硫黄－炭素結合のラジカル開裂及び一炭素増炭を経てGlcNAcを有するアスパラギン側鎖を構築する手法の開発を行った。
その結果、モデルとなるシステイン誘導体を用いて、温和な条件で炭素－硫黄結合を開裂し、新たな結合を形成する反応条件を見出した。反応条件（光レドックス触媒、溶媒、温度、添加剤、など）を詳細に検討した結果、実用に耐えうる収率で目的物を得ることができた。また、基質として官能基を多数有するオリゴペプチドを用いても選択的に反応が進行することが分かった。今後、これを足掛かりにGlcNAcを有するアスパラギン側鎖の構築を目指す。
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