2012 Fiscal Year Annual Research Report
有機反応と酵素反応のワンポット化による高分子グライコマテリアルの最短合成
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24350052
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
正田 晋一郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10143364)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 配糖化 / 酵素触媒 / 糖オキサゾリン / ワンポット化 / 糖タンパク質 / SGオリゴ糖 / 脱水縮合剤 / CDMBI |
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| Research Abstract |
抗体医薬に代表される糖タンパク質は、21世紀のライフサイエンスの中核の一つとなる重要な高分子グライコマテリアルである。これまで、均一な糖鎖を有する糖タンパク質を合成する一般的な手法が存在しないために、糖タンパク質を基盤とする医薬品開発の大きな障害となっていた。本研究では、糖タンパク質を,保護基を用いることなく,水中において,有機反応と酵素反応をワンポット化して合成する画期的な方法論を提供する。具体的には,有機反応と酵素反応のワンポット化を指向した糖オキサゾリン中間体を基盤とする基礎研究ならびに生成糖タンパク質の評価を含め,抗体医薬の高効率的な生産プロセスを開発する。
平成24年度においては、前述した目的を達成するため、市販のSGオリゴ糖を原料とし,各種糖加水分解酵素を順次作用させた。これにより,還元末端にN-アセチルグルコサミンをもつ各種オリゴ糖の調製を行った。上記混合物を,液体クロマトグラフィーで精製した。さらに、各種水溶性脱水縮合剤をスクリーニングすることにより,オリゴ糖を直接活性化糖モノマーへ変換する反応の開発を行った。すなわち、2-アセタミド-2-デオキシ糖に水溶性2-クロロイミダゾリニウム塩を作用させると,対応する糖オキサゾリンが95%以上の高収率で生成すること見出した。これにより、従来方法では合成困難なN結合型オリゴ糖オキサゾリンへの変換が可能となった。また、ワンポット化を指向した糖オキサゾリンの簡易合成を試みた結果、脱水縮合剤の構造が,ワンポット合成に適したベンゾイミダゾリニウム塩型の縮合剤(CDMBI)を開発した。
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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
合成標的化合物である糖タンパク質のオリゴ糖部分であるSGオリゴの調製を予定通り実施することができた。また、水中における分子内脱水反応を行うための試薬として、従来より使用していたDMCに比べ、取り扱いが容易で、かつ、本研究課題の中核である有機反応と酵素反応のワンポット化にとって、より適した新規脱水縮合剤CDMBIを開発することができ、当初の計画通りおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
すでに脱水縮合剤に関しては、ワンポット化に適した試薬を開発することができたので、今後は、触媒酵素に関して、ワンポット化を目的とする際に生じる諸問題(失活、溶解度、安定性)を解決するための新手法を開発する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額は、今年度の研究において、SGオリゴ糖の調製が当初予測していたプロセスよりも効率的に行うことができたために発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせて、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
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[Journal Article] 4,6-Dimethoxy-1,3-5-triazin-2-yl β-D-Glycosaminides : Novel Substrate for Transglycosylation Reaction Catalyzed by Exo-β-D-glucosaminidase from Amycolatopsis orientalis2012
Author(s)
T. Tanaka, T. Wada, M. Noguchi, M. Ishihara, A. Kobayashi, T. Ohnuma, T. Fukamizo, R. Brzezinski, S. Shoda
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Journal Title
Journal of Carbohydrate Chemistry
Volume: 31
Pages: 634-646
DOI
Peer Reviewed
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