アミノ酸配列特異的糖鎖導入と酵素法による糖蛋白質の精密ハイブリッド合成

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22550105
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小林 厚志 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90361138)
• Keywords: 糖蛋白質 / アマドリ転位反応 / 酵素的配糖化 / 活性化糖 / 一段階糖誘導体合成 / 糖蛋白質糖鎖

Research Abstract

研究初年度である平成22年度は、高効率かつ高選択的にアマドリ転位反応が進行する糖鎖の分子デザイン、及び、酵素的配糖化における諸条件の検討を行った。
アマドリ転位反応に関しては、これまでの研究成果により、グルコースの3位のヒドロキシ基の存在が重要であることが明らかになったことをうけて、3位デオキシ体の合成を行った。まずグルコースの3位デオキシ体の合成を試み目的化合物を得たが、水溶液中で相互に変換する異性体が4種存在した。この異性体を用いてアマドリ転位反応の解析を行うことは困難である事が予想されたため、次に、中間体までの合成法が報告されているマルトースの3-デオキシ体の合成に着手した。その結果、4工程を経てグラムスケールでの合成を達成した。次年度では、3-デオキシマルトースの低分子アミンに対する反応性及び生成物の構造ついて検討する予定である。
酵素的配糖化の諸条件の検討においては、トリアジン誘導体型活性化糖(DMT化糖)による配糖化反応を検討した。まず、キトサナーゼによる配糖化について検討した。反応収率は10%以下程度と低いものの、酵素的にオリゴ糖に対するグルコサミニル化の進行を確認した。次に、α-N-アセチルグルコサミニダーゼによる配糖化反応について検討した。この反応は収率50%以上となり、優れた反応系であることが示せただけでなく、ムチン型オリゴ糖の簡便な合成法として提供できる。これまで、N-結合型糖鎖のみタンパク質への配糖化が可能であったが、今後、その他の糖蛋白質の合成へと寄与できるものと期待できる。

Research Products

• [Journal Article] 4,6-Dimethoxy-1,3,5-triazine oligoxyloglucans : Novel one-step preparabie substrates for studying action of endo-β-1,4-glucanase III from Trichoderma reesei (2010)
  • Author(s): A.Kobayashi, T.Tanaka, K.Watanabe, M.Ishihara, M.Noguchi, H.Okada, Y.Morikawa, S.-i.Shoda
  • Journal Title: Bioorg.Med.Chem.Lett. Volume: 20 Pages: 3588-3591
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient transfer of sialo-oligosaccharide onto proteins by combined use of a glycosynthase-like mutant of Mucor hiemalis endoglycosidase and synthetic sialo-complex-type sugar oxazoline (2010)
  • Author(s): M.Umekawa, T.Higashiyama, Y.Koga, T.Tanaka, M.Noguchi, A.Kobayashi, S.-i.Shoda, W.Huang, L-X.Wang, H.Ashida, K.Yamamoto
  • Journal Title: Biochim.Biophys.Acta, Gen.Subj. Volume: 1800 Pages: 1203-1209
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel dialkoxytriazine-type glycosyl donors for cellulase-catalysed lactosylation (2010)
  • Author(s): T.Tanaka, M.Noguchi, K.Watanabe, T.Misawa, M.Ishihara, A.Kobayashi, S.I.Shoda
  • Journal Title: Org Biomol Chem Volume: 8 Pages: 5126-5132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Non-natural Xyloglucans by Polycondensation of 4,6-Dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl Oligosaccharide Monomers Catalyzed by Endo-β-1,4-glucanase (2010)
  • Author(s): T.Tanaka, M.Noguchi, M.Ishihara, A.Kobayashi, S.-i.Shoda
  • Journal Title: Macromolecular Symposia Volume: 297 Pages: 200-209
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 糖タンパク質合成のためのアマドリ転位反応高効率化戦略 (2011)
  • Author(s): 糖タンパク質合成のためのアマドリ転位反応高効率化戦略
  • Organizer: 第91日本化学会春期年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(横浜)
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] DMT誘導体の酵素的α-N-アセチルグルコサミニル化反応によるピロリ菌増殖抑制オリゴ糖の合成 (2011)
  • Author(s): 野口真人、中村美和、田中友成、小林厚志、藤田雅也、土田明子、水野真盛、正田晋一郎
  • Organizer: 第91日本化学会春期年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(横浜)
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] Thermotoga maritima由来GH51 α-L-アラビノフラノシダーゼのX線結晶構造解析 (2011)
  • Author(s): IM Dohyun、早坂文孝、田中知成、野口真人、小林厚志、正田晋一郎、宮崎健太郎、伏信進矢、若木高善
  • Organizer: 日本農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 京都女子大(京都)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] Thermotoga maritima由来GH51 α-L-アラビノフラノシダーゼのX線結晶構造解析 (2010)
  • Author(s): 林到、早坂文孝、田中知成、野口真人、小林厚志、正田晋一郎、宮崎健太郎、伏信進矢、若木高善
  • Organizer: 第11回極限環境微生物学会
  • Place of Presentation: 京都大学宇治キャンパス、宇治おうばくプラザ(宇治)
  • Year and Date: 2010-11-15
• [Presentation] フッ化α-グルコサミニルの合成と酵素による加水分解 (2010)
  • Author(s): 相澤希、下澤拓、石原正規、小林厚志、正田晋一郎
  • Organizer: 化学系9学協会東北大会
  • Place of Presentation: 岩手大学工学部(盛岡)
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Presentation] 水溶性脱水縮合剤を活用する高分子量オリゴ糖のラベル化 (2010)
  • Author(s): 小林厚志, 永井光, 田中知成, 石原正規, 野口真人, 正田晋一郎
  • Organizer: 高分子討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌)
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] Direct Synthesis of Pyridyl 1-Thio-β-glycosides from Unprotected Sugars in Aqueous Media Using 2-Chloro-1,3-dimethylimidazolinium Chloride (2010)
  • Author(s): Naoki Yoshida, Naoya Yoshida, Masaki Ishihara, Tomonari Tanaka, Masato Noguchi, Atsushi Kobayashi, Shin-ichiro Shoda
  • Organizer: International Carbohydrate Symposium
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2010-08-02
• [Presentation] One-step Preparation of Various 1,6-Anhydro Sugars Starting from Unprotected Sugars in Aqueous Solution (2010)
  • Author(s): Wei Chun Huang, Tomonari Takana, Masato Noguchi, Atsushj Kobayashi, Shin-ichiro Shoda
  • Organizer: International Carbohydrate Symposium
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2010-08-02
• [Presentation] Practical Synthesis of Sugar Oxazoline Derivative in Water (2010)
  • Author(s): Masato Noguchi, Kumiko Ishikura, Tomonari Tanaka, Atsushi Kobayashi, Shin-ichiro Shoda
  • Organizer: International Carbohydrate Symposium
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2010-08-02
• [Presentation] Labeling of free oligosaccharides by the action of water-soluble dehydrative condensing agents for HPLC analysis (2010)
  • Author(s): Atsushi Kobayashi, Masato Noguchi, Tomonari Tanaka, Shin-ichiro Shoda
  • Organizer: International Carbohydrate Symposium
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2010-08-02
• [Presentation] Enzymatic Lactosylation Reaction by Using Cel12A from Trichoderma reesei (2010)
  • Author(s): Masaki Ishihara, Atsushi Kobayashi, Masato Noguchi, Shin-ichiro Shoda
  • Organizer: International Carbohydrate Symposium
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2010-08-02
• [Presentation] A Novel Chemo-Enzymatic Synthesis αGlcNAC-linked Oligosaccharides (2010)
  • Author(s): Akiko Tsuchida, Masaya Fujita, Miwa Nakamura, Tomonari Tanaka, Kotaro Goto, Kenji Osumi, Yoko Hirose, Hisashi Ashida, Kenji Yamamoto, Masato Noguchi, Atsushi Kobayashi, Shin-ichiro Shoda, Mamoru Mizuno
  • Organizer: International Carbohydrate Symposium
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2010-08-02