2020 Fiscal Year Research-status Report
Synthesis of beta-glucan mimic polymers and elucidation of the molecular structure required for the immunological activation
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20K05602
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮川 淳 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60469921)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | βグルカン / グリコシル化 / 開環メタセシス重合 / ノルボルネン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多糖βグルカンが、生物の免疫活性化に関与するタンパク質Dectin-1と結合して活性を発現するために、必要な分子構造を合成した疑似βグルカンを用いて解明することを目指す。βグルカンの繰り返し単位である分岐鎖を有するオリゴ糖を化学合成し、このオリゴ糖を高分子化して、分子量・糖密度・形態が異なるβグルカンを模倣した高分子を得る。これを用いて、分子構造の違いによるDectin-1との結合を解析し、免疫活性化に必須であるDectin-1の集積化を誘導できる分子構造を明らかにする。
本年度は、以下の点について検討した。
１．分岐鎖を持つ４糖オリゴ糖のオルトゴナルな合成方法を開発するため、ベンジリデン保護基およびアニシリデン保護基を用いた糖受容体と糖供与体の合成を行った。Armed-Disarmed理論に基づいた反応制御を行うため、2位水酸基にAc基、Bz基、BOM基の導入を行った。それらを用いて、反応性の評価を行った結果、アニシリデン保護基の反応性が高く、脱保護反応やグリコシル化反応において、条件検討が必要であった。その中で活性化剤の検討から、グリコシル化に塩基を添加して行うことで、アニシリデン保護基をもつ糖供与体で2糖の構築が確認できた。一方、並行して進めていた、分岐鎖を持つ４糖オリゴ糖合成はこれまでの合成方法を応用して、結晶化による精製を用いながら迅速に達成した。
２．βグルカンオリゴ糖を有する高分子群の合成のために、モデル化合物としてグルコースを有する高分子の合成を行い、開環メタセシス重合の反応条件の検討を行った。グルコシルノルボルネンモノマーのエキソ体の方が効率よく重合が進行し、重合制御が可能であることが明らかになった。またノルボルネンとの共重合比による溶解性への影響が強いため、重合度およびモノマー比率の検討が重要であることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度は、新型コロナウィルス感染症による自粛期間があり、研究の進捗に遅れが生じた。
・アニシリデン保護基の電子ドナー性が高く、脱保護やグリコシル化の反応において、他の保護基が外れた。そのため、穏やかな条件が必要であることが明らかになり、条件検討を行った結果、2糖の構築を確認でき、グリコシル化条件を決定できたが、4糖の合成には至らなかった。しかし、並行して進めていた結晶化による精製を利用した分岐鎖を持つ４糖オリゴ糖の合成は達成することができた。
・重合検討については、前倒しして行うことができたため、次年度の計画が予定通り進行でき、合成した分岐鎖を持つ４糖オリゴ糖をモノマー化していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き当初研究計画により、βグルカンを模倣した高分子の合成を行い、構造解析を行っていく。また遅れているβグルカン4糖オリゴ糖のオルトゴナルナ新規合成法の検討について、高分子の合成と並行して検討を行っていき、研究の推進に努める。さらに、QCMを用いた高分子の構造とDectin-1との相互作用解析を行い、高分子構造との活性相関を明らかにし、本研究の核心に迫っていく。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症対策ため、自粛期間があり、研究が遅れた。
そのため、次年度は本年度予定していた計画を並行して研究を行い、遅れを取り戻すとともに、次年度の計画を予定通り遂行する。
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