糖鎖合成と生体イメージングを基盤とする糖鎖の生物機能解析

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23241074
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 深瀬 浩一 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80192722)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 真鍋 良幸 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (00632093)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: N-グリカン / イメージング / 糖鎖合成

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではタンパク質の翻訳後修飾糖鎖のひとつで，アスパラギンに対する翻訳後修飾糖鎖であるN-グリカンの合成および機能解析を行っている．特に，がんをはじめとする様々な病気との関連が報告されているコアフコース含有糖鎖，バイセクティンググルコサミン含有糖鎖の合成を行った．また，ラットの脳で発見された非還元末端にシアル酸を2つ含む4糖構造（ジシアリルモチーフ）も合成した．前年度までの知見に加え，シアル酸含有糖鎖の合成においてはシアル酸5位がNHAc体のものでは反応性が低いのに対し，NAc2体に誘導することで反応性が劇的に向上することを見出した．これは，NHAc体では分子間で水素結合を形成し，反応性が低下していることが原因であることが示唆された．また，αマンノシル化反応において，4位の保護基がグリコシル化の立体選択性に影響を与えることも見出した．これらの知見を利用し，上記のコアフコース含有12糖，バイセクティンググルコサミン含有8糖，ジシアリルモチーフの骨格構築を達成した．さらに，コアフコース含有12糖およびジシアリルモチーフに関してはその脱保護にも成功した．
上記に加えて，コアフコースの機能解析のために，コアフコースを形成する糖転移酵素であるFUT8の阻害剤の開発も行った．酵素反応を測定するアッセイ系を構築して，約33000化合物に対してハイスループットスクリーニングを行った結果，8個の阻害剤を得，その中から，ファーマフォコアの同定に至った．さらに構造活性相関を進めることで，現在までに数μM程度でこの酵素を阻害する化合物を得ている．
上記で合成した糖鎖や糖転移酵素の阻害剤を用いて糖鎖の機能解析も進めている．前年度までに確立したPETイメージングを用いた動物個体に対する分泌タンパク質の動態解析に加え，膜タンパク質の糖鎖機能を解析するシステムを構築した．

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Molecular basis for bacterial peptidoglycan recognition by LysM domains. (2014)
  • Author(s): Mesnage, S., Dellarole, M., Baxter, N.J., Rouget, J.B., Dimitrov, J.D., Wang, N., Fujimoto, Y., Hounslow, A.M., Lacroix-Desmazes, S., Fukase, K., Foster, S.J., Williamson, M.P.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 5 Pages: 4269
  • DOI: 10.1038/ncomms5269
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Solid-phase Synthesis of Bacterial Cell Wall Peptidoglycan Fragments. (2014)
  • Author(s): Kadonaga, Y., Wang, N., Fujimoto, Y., Fukase, K.
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 43 Pages: 1461- 1463
  • DOI: 10.1246/cl.140400
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The attenuated inflammation of MPL is due to the lack of CD14-dependent tight dimerization of the TLR4/MD2 complex at the plasma membrane. (2014)
  • Author(s): Tanimura, N., Saitoh, S., Ohto, U., Akashi-Takamura, S., Fujimoto, Y., Fukase, K., Shimizu, T.
  • Journal Title: Int. Immunol. Volume: 26 Pages: 307-314
  • DOI: 10.1093/intimm/dxt071
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Revisiting the bromination of C-H bonds with molecular bromine by using a photo-microflow system. (2014)
  • Author(s): Manabe, Y., Kitawaki, Y., Nagasaki, M., Fukase, K., Matsubara, H., Hino, Y., Fukuyama, T., Ryu, I.
  • Journal Title: Chem. Eur. J. Volume: 20 Pages: 12750-12753
  • DOI: 10.1002/chem.201402303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient glycosylation using in(OTf)3 as a lewis acid: activation of N-phenyltrifluoroacetimidate or thioglycosides with halogenated reagents or PhIO. (2014)
  • Author(s): Salmasan, R. M., Manabe, Y., Kitawaki, Y., Chang, T.-C., Fukase, K.
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 43 Pages: 956-958
  • DOI: org/10.1246/cl.140167
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Practical and Efficient Method for α-Sialylation with an Azide Sialyl Donor Using a Microreactor. (2014)
  • Author(s): Uchinashi, Y., Tanaka, K., Manabe, Y., Fujimoto, Y., Fukase, K.
  • Journal Title: Journal of carbohydrate chemistry Volume: 33 Pages: 55-67
  • DOI: 10.1080/07328303.2014.880116
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Bacterial lipopeptides as toll-like receptor 2 (TLR2) ligands; synthesis, function and its application. (2014)
  • Author(s): Fujimoto, Y., Kajiki, Y., Kawahara, Y, Katsumoto, M., Fukase, K.
  • Journal Title: Peptide Science Volume: 2013 Pages: 41-42
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-pot synthesis of N-acetyl- and N-glycolylneuraminic Acid capped trisaccharides and evaluation of their influenza a(h1n1) inhibition (2014)
  • Author(s): Hsu, Y., Ma, HH., Lico, LS., Jan, JT., Fukase, K., Uchinashi, Y., Zulueta, MM., Hung, SC.
  • Journal Title: Angew Chem Int Ed Volume: 53 Pages: 2413-2416
  • DOI: 10.1002/anie.201309646
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A cascading reaction sequence involving ligand-directed azaelectrocyclization and autooxidation-induced fluorescence recovery enables visualization of target proteins on the surfaces of live cells. (2014)
  • Author(s): Tanaka, K., Kitadani, M., Tsutsui, A., Pradipta, AR., Imamaki, R., Kitazume, S., Taniguchi, N., Fukase K.
  • Journal Title: Org Biomol Chem. Volume: 12 Pages: 1412-1418
  • DOI: 10.1039/c3ob42267d
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of bis-unsaturated ester aldehydes as amino-glue probes: sequential double azaelectrocyclization as a promising strategy for bioconjugation. (2013)
  • Author(s): Tanaka, K., Nakamoto, Y., Siwu, ER., Pradipta, AR., Morimoto, K., Fujiwara, T., Yoshida, S., Hosoya, T., Tamura, Y., Hirai, G., Sodeoka, M., Fukase, K.
  • Journal Title: Org Biomol Chem., Volume: 11 Pages: 7326-7333
  • DOI: 10.1039/c3ob41507d
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Whole-body imaging of tumor cells by azaelectrocyclization: Visualization of metastasis dependence on glycan structure. (2013)
  • Author(s): Tanaka, K., Moriwaki, K., Yokoi, S., Koyama, K., Miyoshi, E., Fukase, K.
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Volume: 21 Pages: 1074-1077
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2013.01.005
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Glycan sequence-dependent Nod2 activation investigated with chemically synthesized bacterial peptidoglycan fragment library. (2013)
  • Author(s): Wang, N., Huang, C.-y., Hasegawa, M., Inohara, N., Fujimoto, Y., Fukase, K.
  • Journal Title: ChemBioChem Volume: 14 Pages: 482-488
  • DOI: 10.1002/cbic.201200655
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Full Synthetic Self-Adjuvanting N-modified sTn Antigen BasedAnticancer Vaccine (2015)
  • Author(s): CHANG Tsung-che, MANABE Yoshiyuki, FUJIMOTO Yukari, FUKASE Koichi
  • Organizer: 日本化学会第95回春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス（千葉県、船橋市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] 酸性シリカゲルを用いたフロー系でのフィッシャーグリコシル化 (2015)
  • Author(s): 増井誠二、真鍋良幸、下山敦史、福山高英、柳日馨、深瀬浩一
  • Organizer: 日本化学会第95回春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス（千葉県、船橋市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] 免疫調節作用を有する原虫由来イノシトールリン脂質の合成と生物活性 (2015)
  • Author(s): 相羽俊彦、末原紗英、佐藤昌紀、田中慎二、北村雅人、BERNIN, Hannah、LOTTER, Hanna、井貫晋輔、深瀬浩一、藤本ゆかり
  • Organizer: 日本化学会第95回春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス（千葉県、船橋市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] Development of Novel Tumor Immunotherapy Using Synthetic α-Gal as An Ajuvant (2015)
  • Author(s): 李昊晟、真鍋良幸、徳永健斗、野中祐二、寺尾尚子、高松真二、種村匡弘、三善英知、深瀬浩一
  • Organizer: 日本化学会第95回春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス（千葉県、船橋市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] High-throughput screening of fucosyltransferase 8 inhibitors and study for inhibitory mechanism of the hit compound (2015)
  • Author(s): YANG Xiaoxiao, MANABE Yoshiyuki, KASAHARA Satomi, TAKAMATSU Shinji, MIYOSHI Eiji, FUKASE Koichi
  • Organizer: 日本化学会第95回春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス（千葉県、船橋市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] TLR4/MD-2の新規リガンド創製を目指したイソプレノイド脂質の合成 (2014)
  • Author(s): 溝手啓介、藤本ゆかり、深瀬浩一
  • Organizer: 第20回日本エンドトキシン・自然免疫研究会
  • Place of Presentation: 順天堂大学（東京）
  • Year and Date: 2014-12-05 – 2014-12-06
• [Presentation] 糖鎖イメージングによる糖鎖動態解析と糖鎖バイオロジクスの可能性 (2014)
  • Author(s): 深瀬浩一
  • Organizer: 第32回 メディシナルケミストリーシンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫）
  • Year and Date: 2014-11-26 – 2014-11-28
  • Invited
• [Presentation] Synthesis of Inositol Phospholipids as an NKT Cell Modulator) (2014)
  • Author(s): Toshihiko Aiba, Masaki Sato, Daichi Umegaki, Shou Nakagawa, Shinji Tanaka, Masato Kitamura, Shinsuke Inuki, Koichi Fukase, Yukari Fujimoto
  • Organizer: Joint Meeting of the Society for Glycobiology (SFG) and the Japanese Society of Carbohydrate Research (JSCR) (SFG-JSCR 2014)
  • Place of Presentation: Honolulu（USA）
  • Year and Date: 2014-11-16 – 2014-11-19
• [Presentation] High throughput screening and synthetic study of Fut8 inhibitors (2014)
  • Author(s): Satomi Kasahara, Yoshiyuki Manabe, Shinji Takamatsu, Eiji Miyoshi, Koichi Fukase
  • Organizer: Joint Meeting of the Society for Glycobiology (SFG) and the Japanese Society of Carbohydrate Research (JSCR) (SFG-JSCR 2014)
  • Place of Presentation: Honolulu（USA）
  • Year and Date: 2014-11-16 – 2014-11-19
• [Presentation] Modulation of Immune Responses via TLR4/MD-2 with Synthetic Isoprenoids (2014)
  • Author(s): Keisuke Mizote, Akinori Saeki, Hiroe Honda, Naoki Okamoto, Takahito Kimura, Yoshinori Nagai, Kiyoshi Takatsu, Yukari Fujimoto, Koichi Fukase
  • Organizer: Joint Meeting of the Society for Glycobiology (SFG) and the Japanese Society of Carbohydrate Research (JSCR) (SFG-JSCR 2014)
  • Place of Presentation: Honolulu（USA）
  • Year and Date: 2014-11-16 – 2014-11-19
• [Presentation] Efficient Glycosylation Using In(OTf)3 as an Acid Catalyst for The Activation of N-Phenyltrifluoroacetimidate or Thioglycosides (2014)
  • Author(s): Yuriko Kitawaki, Yoshiyuki Manabe, Regina M. Salmasan, Tsung-Che Chang, Koichi Fukase
  • Organizer: The Ninth International Symposium on Integrated Synthesis（ISIS9）
  • Place of Presentation: Awaji Yumebutai International Conference Center (Hyogo)
  • Year and Date: 2014-11-14 – 2014-11-15
• [Presentation] An Efficient Synthesis of α-Gal epitope (2014)
  • Author(s): Kento Tokunaga, Yoshiyuki Manabe and Koichi Fukase
  • Organizer: The Ninth International Symposium on Integrated Synthesis（ISIS9）
  • Place of Presentation: Awaji Yumebutai International Conference Center (Hyogo)
  • Year and Date: 2014-11-14 – 2014-11-15
• [Presentation] Structural Determination and Synthesis of Isoprenoids as Immune Activators via TLR4/MD-2 (2014)
  • Author(s): MIZOTE Keisuke, SAEKI Akinori, HONDA Hiroe, OKAMOTO Naoki, KIMURA Takahito, NAGAI Yoshinori, TAKATSU Kiyoshi, FUJIMOTO Yukari, FUKASE Koichi
  • Organizer: SLB-IEIIS Joint Meeting
  • Place of Presentation: Salt Lake City (USA）
  • Year and Date: 2014-10-22 – 2014-10-27
• [Presentation] NKT細胞刺激作用を有するイノシトールリン脂質の合成 (2014)
  • Author(s): 相羽俊彦 , 佐藤昌紀 , 梅垣大地 , 中川翔 , 田中慎二 , 北村雅人 , 深瀬浩一 , 藤本ゆかり
  • Organizer: 第56回天然有機化合物討論会
  • Place of Presentation: 高知県立県民文化ホール(高知県)
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [Presentation] イリジウム触媒によるヒドロキシ基の直接的アミノ化反応を用いた効率的アミノ糖合成法の開発 (2014)
  • Author(s): 増井誠二、藤本ゆかり、真鍋良幸、藤田健一、深瀬浩一
  • Organizer: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
  • Year and Date: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [Presentation] 多様性指向型合成によるフコシルトランスフェラーゼ8阻 害剤の探索 (2014)
  • Author(s): 笠原里実、真鍋良幸、深瀬浩一
  • Organizer: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
  • Year and Date: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [Presentation] alpha-Galエピトープの効率合成法の開発 - One-potグリコシル化とマイクロフロー系への適用 - (2014)
  • Author(s): 徳永健斗、真鍋良幸、深瀬浩一
  • Organizer: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
  • Year and Date: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [Presentation] Challenge for immunoregulation with synthetic innate immune receptor ligands (2014)
  • Author(s): K. Fukase
  • Organizer: COST Conference
  • Place of Presentation: Napoli (Italy)
  • Year and Date: 2014-10-13 – 2014-10-14
  • Invited
• [Presentation] Fully Synthetic Self-Adjuvanting N-modified sTn Antigen Based Anticancer Vaccine (2014)
  • Author(s): 張宗哲、林俊成、真鍋良幸、藤本ゆかり、深瀬浩一
  • Organizer: 第8回バイオ関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山)
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] コアフコース及びバイセクティンググルコサミン含有N-結合型糖鎖の化学合成 (2014)
  • Author(s): 長崎政裕、源 直也、真鍋良幸、田中克典、深瀬浩一
  • Organizer: 第33回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
  • Year and Date: 2014-08-10 – 2014-08-12
• [Presentation] HTSと多様性指向型合成を併用したフコシルトランスフェラーゼ8阻 害剤の探索 (2014)
  • Author(s): 笠原里実，真鍋良幸，高松真二，三善英知，深瀬浩一
  • Organizer: 第33回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
  • Year and Date: 2014-08-10 – 2014-08-12
• [Presentation] 腸球菌Enterococcus faecalis由来ペプチドグリカン部分構 造の合成研究 (2014)
  • Author(s): 長谷川弘毅、王 寧、藤本 ゆかり、深瀬 浩一
  • Organizer: 第33回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（名古屋）
  • Year and Date: 2014-08-10 – 2014-08-12
• [Presentation] 時空間制御反応による機能集積分子の創製を目指して (2014)
  • Author(s): 深瀬浩一
  • Organizer: 第３４回有機合成若手セミナー
  • Place of Presentation: 大阪大学会館（大阪）
  • Year and Date: 2014-08-05 – 2014-08-05
  • Invited
• [Presentation] In(III)を用いた温和なグリコシル化法の開発 (2014)
  • Author(s): 北脇夕莉子, 真鍋良幸, Regina M. Salmasan, Tsung-Che Chang, 深瀬浩一
  • Organizer: 第３４回有機合成若手セミナー
  • Place of Presentation: 大阪大学会館（大阪）
  • Year and Date: 2014-08-05 – 2014-08-05
• [Presentation] 新規がん免疫療法を目指したα-Galエピトープの効率合成 (2014)
  • Author(s): 徳永健斗、真鍋良幸、深瀬浩一
  • Organizer: 第３４回有機合成若手セミナー
  • Place of Presentation: 大阪大学会館（大阪）
  • Year and Date: 2014-08-05 – 2014-08-05
• [Presentation] 自然免疫受容体TLR4/MD-2複合体の新規リガンド創製を目指したイソプレノイド脂質の合成 (2014)
  • Author(s): 溝手啓介、佐伯昭典、本田裕恵、岡本直樹、木村隆仁、長井良憲、高津聖志、藤本ゆかり、深瀬浩一
  • Organizer: 第３４回有機合成若手セミナー
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-08-05 – 2014-08-05
• [Presentation] 自然免疫受容体TLR2リガンド・リポペプチドの蛍光分子プローブ開 発および細胞内挙動解析 (2014)
  • Author(s): 河原佑紀、加治木泰範、藤本ゆかり、深瀬浩一
  • Organizer: 第46回若手ペプチド夏の勉強会
  • Place of Presentation: 京都府立青少年海洋センタ－(京都)
  • Year and Date: 2014-08-03 – 2014-08-05
• [Presentation] 認識蛋白質機能解析のためのジアミノピメリン酸含有ペプチドグリカンフラグメントの合成研究 (2014)
  • Author(s): 富澤一美、王倩倩、王寧、藤本ゆかり、深瀬浩一
  • Organizer: 第46回若手ペプチド夏の勉強会
  • Place of Presentation: 京都府立青少年海洋センタ－(京都)
  • Year and Date: 2014-08-03 – 2014-08-05
• [Presentation] Toll様受容体を標的とした自然免疫増強剤及び炎症抑制剤の開発に向けて (2014)
  • Author(s): 岡本直樹、本田裕恵、藤本ゆかり、深瀬浩一、小林雄一、長井良憲、高津聖志
  • Organizer: 免疫サマースクール2014
  • Place of Presentation: オリビアン小豆島（香川）
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-07-31
• [Presentation] 自然免疫受容体TLR2リガンド・リポペプチドの蛍光分子プローブ開発および細胞内挙動解析 (2014)
  • Author(s): 河原佑紀、加治木泰範、藤本ゆかり、深瀬浩一
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー学会 第9回年会
  • Place of Presentation: 大阪大学会館（大阪）
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [Presentation] 蛍光偏光法を用いたHigh Throughput ScreeningによるFut8阻害剤の探索 (2014)
  • Author(s): 笠原里実，真鍋良幸，高松真二，三善英知，深瀬浩一
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー学会 第9回年会
  • Place of Presentation: 大阪大学会館（大阪）
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [Presentation] Synthetic study of glycans and glycoconjugates toward immune regulation (2014)
  • Author(s): Koichi Fukase
  • Organizer: Asia-Canada Glycoscience Satellite Meeting
  • Place of Presentation: Vancouver (Canada)
  • Year and Date: 2014-05-31 – 2014-06-01
  • Invited
• [Presentation] NKT細胞刺激作用を有するイノシトールリン脂質の合成 (2014)
  • Author(s): 相羽俊彦、佐藤昌紀、梅垣大地、中川 翔、田中慎二、北村雅人、藤本ゆかり、深瀬浩一
  • Organizer: 第15回関西ｸﾞﾗｲｺｻｲｴﾝｽﾌｫｰﾗﾑ
  • Place of Presentation: 大阪市立大学（大阪）
  • Year and Date: 2014-05-24 – 2014-05-24