2012 Fiscal Year Annual Research Report
複合型糖鎖をもつ糖タンパク質の人工精密化学合成を用いる糖鎖機能解明の系統的研究
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23245037
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
梶原 康宏 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50275020)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 糖鎖 / 糖ペプチド / 糖タンパク質 / チオエステル / ペプチド固相合成 / シグレック / 抗体 / ケモカイン |
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| Research Abstract |
23年度では、改良tert-Boc法を見出したが、改良の余地があった。２４年度では用いる保護基などを検討し、糖鎖が存在していても問題なく利用できかつ危険なフッ化水素を用いない安全な改良Boc法を確立した。大腸菌で発現したペプチドのC末端を化学的にチオエステル化する反応を検討した。発現したペプチドにpeptide-X－Gly-Cys（Xは任意のアミノ酸）という配列を入れておけば、酸性条件下、アルキルチオール存在下でCysの切断が起こりpeptide-X－Gly-thioesterとなることが報告されていた。しかし、この方法ではグリシンのみしかチオエステル化することができなかった。そこで、このGlyを選択的に脱離させながらpeptide-X－thioesterとする反応を見出した。現在、アミノ酸が１００残基を越えるペプチドを対象にこのチオエステル化を検討している。鶏卵から単離した２分枝複合型糖鎖を選択的に部分保護をおこない、天然型の３分枝、４分枝複合型糖鎖を化学的に合成する方法を検討した。その結果、２分枝複合型糖鎖に４カ所ベンジリデン基を導入後、残りの全ての水酸基をアセチル化し、そして選択的酸加水分解により、３分枝、４分枝を合成するのに都合のよい位置の水酸基のみ遊離にできることが判明した。そしてそこにラクトサミン誘導体をグルコシル化したところ天然の３分枝複合型糖鎖を得ることに成功した。全ての合成中間体、ならびに最終生成物はNMRを用いて全ての1H, 13Cならびに結合様式をHMBCにより完全解析し、目的物が確かに得られたことを確認した。オルガネラに導入する蛍光標識糖タンパク質ケモカイン（アミノ酸が７０残基程度）の合成やシアル酸結合タンパク、シグレック７、抗体のFc部位のモノマーに相当する糖ペプチドの合成に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
糖タンパク質合成に必要な素反応であるBoc法をもちいたペプチドチオエステルの合成が完了した。そしてこれを用いることで、Fmoc法よりも容易にタンパク質、糖タンパク質合成に必要なチオエステルが大量に合成できるようになった。そしてこの手法により、これまでにアミノ酸１６６個からなら天然型の糖鎖化エリスロポエチン２種類、シアル酸結合タンパク質シグレック７、抗体のFc部位セグメント、オルガネラに導入する蛍光標識糖タンパク質、そして、３分枝天然型糖鎖の合成に成功した。これらのことから研究は予定どおり予定通りに進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、確立した方法を利用して合成した糖タンパク質の構造解析、分枝数が３つ、ならびに４つの天然型糖鎖の調製とそれらをもつ糖タンパク質の合成研究をおこなう。また、成熟型ではない糖鎖をもつ蛍光糖タンパク質を合成し、細胞内から単離したゴルジ装置に導入し、糖タンパク質生合成経路でどのように糖鎖が改変されていくか追跡することで糖鎖の機能、役割を理解することを試みる。
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[Journal Article] Chemical Synthesis of homogeneous human glycosyl-interferon-beta that exhibits potent antitumor activity in vivo2012
Author(s)
I. Sakamoto, K. Tezuka, K. Fukae, K. Ishii, K. Taduru, M. Maeda, M. Ouchi, K. Yoshida, Y. Nambu, J. Igarashi, N. Hayashi, T. Tsuji, Y. Kajihara
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc
Volume: 134
Pages: 5428-5431
DOI
Peer Reviewed
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[Book] 化学2013
Author(s)
村上真淑、岡本亮、和泉雅之、梶原康宏
Total Pages
17-22
Publisher
化学同人
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