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2012 Fiscal Year Research-status Report

特定タンパク質と架橋形成能を有する多価性糖鎖配位体の設計と展開

Research Project

Project/Area Number 24780111
Research InstitutionFukushima National College of Technology

Principal Investigator

尾形 慎  福島工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (10532666)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords糖鎖 / クラスター材料 / レクチン / インフルエンザウイルス
Research Abstract

1)SSAを標的タンパク質とした多価性糖鎖配位体の合成及び機能設計
SSAが認識する糖鎖を化学-酵素合成法で構築し、それらをモジュール化結合法で骨格分子に組み込むことで構造が高度に規制された多価性糖鎖配位体を合成することを目的とした。具体的には、前駆体となるEGTAの四価カルボキシ基に対してアグリコン部に2-アミノエトキシ基を有するスペーサー結合型SAα2,6LacNAc及びSAα2,6LacNAcβ1,3LacNAc配糖体をそれぞれ導入した3糖及び5糖シアロ型四価糖鎖配位体([SALN]4/[SALNLN]4)を合成した。また、これとは別にSAα2,6LacNAcβ1,3LacNAc配糖体のLacNAc一回繰り返し分に相当する長さをアルキルスペーサーで置換したスペーサー延長型SAα2,6LN四価配位体([SALNsp]4)も合成した。
また、本多価性糖鎖配位体の架橋複合体形成能の普遍性を明らかにする目的で、N-アセチルラクトサミン構造に結合親和性を有するECA、SAα2,6Gal構造に結合親和性を有するトリ型インフルエンザウイルスなどを標的とした種々の多価性糖鎖配位体も作製した。
2)糖鎖-タンパク質間相互作用解析を指標とした多価性糖鎖配位体の統合的評価
作製した多価性糖鎖配位体のSSAに対する結合特性解析は等温滴定カロリメトリーにより評価した。その結果、5糖構造を有する[SALNLN]4が最も強い結合解離定数(Kd=34nM)を示した。また興味深いことに、[SALN]4と[SALNLN]4及び[SALNsp]4とでは糖鎖リガンド一分子に対するSSAの結合数に違いがみられ、[SALN]4はリガンド:SSAが1:2で、[SALNLN]4及び[SALNsp]4は1:3で結合することが示された。その粒径はおよそ800nmと巨大なリガンド-SSA架橋複合体であることが判明した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成24年度の研究計画および方法に掲げた、SSAレクチンを標的タンパク質とした多価性糖鎖配位体の合成および機能設計については、本年度SSAレクチンに対して結合親和性を有するα2,6シアリルガラクトース構造を持つ多価性糖鎖配位体の酵素-化学合成に成功した。さらに、骨格部やスペーサー部、糖鎖部をそれぞれ改変することにより種々の多価性糖鎖配位体を作製した。また、α2,6シアリルガラクトース構造だけではなく、ECAレクチンに対して結合親和性を有するN-アセチルラクトサミン構造や、トリ型インフルエンザウイルスヘマグルチニンに対して結合親和性を有するα2,3シアリルガラクトース構造、さらには糖鎖-糖鎖相互作用に関与するLeX構造など、α2,6シアリルガラクトース構造以外の糖鎖構造を骨格分子に提示した多価性糖鎖配位体の合成にも成功した。
また、研究計画および方法の二番目に掲げた、糖鎖-タンパク質間相互作用解析を指標とした多価性糖鎖配位体の統合的評価に関しては、SSAレクチンおよびECAレクチンをモデルタンパク質として設定し、本多価性糖鎖配位体とのクラスター効果とキレート効果に伴う相互作用解析を行った。具体的にはクラスター効果は等温滴定カロリーメトリー(ITC)や赤血球凝集阻害試験を指標とし、キレート効果はITCや動的光散乱法(DLS)を指標とした。その結果、標的タンパク質に対する多価性糖鎖配位体の結合能と架橋複合体形成能には構造活性相関があることが判明し、この情報をもとに現在さらなる機能設計を進めている。
以上のように全体的には、平成24年度の計画に掲げた内容は十分達成できている。

Strategy for Future Research Activity

平成25年度の研究計画に従い、平成24年度に作製した多価性糖鎖配位体をインフルエンザウイルスおよびインフルエンザウイルスヘマグルチニンとの相互作用解析に供する。SSAレクチンやECAレクチンのような直径が数nm程の糖結合性タンパク質に対してだけでなく、直径が100 nm程のインフルエンザウイルスに対しても架橋複合体形成能を有する多価性糖鎖配位体を設計できるかが今後の課題となる。さらに、本結果をもとに多価性糖鎖配位体を利用したウイルス検出システムの作製を試みる。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

酵素合成試薬・複合糖質基材・合成試薬・ガラス器具・蛍光ラベル化試薬・レクチン・ウイルス・各種実験器具等の消耗品費や学会等の国内旅費、論文校閲料および論文投稿料などとして研究費を使用する。

  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Enzymatic synthesis of cellulose II-like substance via cellulolytic enzyme-mediated transglycosylation in an aqueous medium.2012

    • Author(s)
      Hattori, T., Ogata, M., Yumiko, K., Totani, K., Nikaido, M., Nakamura, T., Koshino, H., Usui, T.
    • Journal Title

      Carbohydr. Res.

      Volume: 353 Pages: 22-26

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design and synthesis of high-avidity tetravalent glycoclusters as probes for Sambucus sieboldiana agglutinin and characterization of their binding properties.2012

    • Author(s)
      Ogata, M., Yano, M., Umemura, S., Murata, T., Park, E. Y., Kobayashi, Y., Asai, T., Oku, N., Nakamura, N., Matsuo, I., Usui, T.
    • Journal Title

      Bioconjugate Chem.

      Volume: 23 Pages: 97-105

    • DOI

      10.1021/bc200440e

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of the transcriptional strength of baculovirus very late polyhedrin promoter by repeating its untranslated leader sequences and coexpression with the primary transactivator.2012

    • Author(s)
      Kato, T., Manohar, S. L., Kanamasa, S., Ogata, M., Park, E. Y.
    • Journal Title

      J. Biosci. Bioeng.

      Volume: 113 Pages: 694-696

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2012.01.010

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多糖ナノ粒子を構造基盤としたインフルエンザウイルス結合性糖鎖クラスター材料の機能設計2013

    • Author(s)
      尾形慎、杉山尚弘、朴龍洙、渡邊浩史、柳瀬美千代、鷹羽武史、門川淳一、鈴木哲朗、碓氷泰市
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス
    • Year and Date
      20130324-20130328
  • [Presentation] シアリルLacNAc含有球形多糖超分子の合成とインフルエンザウイルスとの結合能評価2012

    • Author(s)
      杉山尚弘、尾形慎、渡邊浩史、柳瀬美千代、鷹羽武史、碓氷泰市
    • Organizer
      日本応用糖質科学会
    • Place of Presentation
      東京農工大学府中キャンパス
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 非還元末端選択的修飾技術を基盤とするインフルエンザウイルス結合性多糖素材の開発2012

    • Author(s)
      柳瀬美千代、尾形慎、杉山尚弘、渡邊浩史、鷹羽武史、門川淳一、碓氷泰市
    • Organizer
      第31回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島市民文化ホール
    • Year and Date
      20120917-20120920
  • [Presentation] Synthesis of novel tetravalent ligands containing fucosyl-triose or pentaose for the analysis of carbohydrate-carbohydrate interactions2012

    • Author(s)
      Daichi Mori、Makoto Ogata、Enoch Y. Park、Taichi Usui
    • Organizer
      15th International Biotechnology Symposium
    • Place of Presentation
      Gaegu(Korea)
    • Year and Date
      20120916-20120921
  • [Presentation] 糖鎖を活用した機能性材料の開発2012

    • Author(s)
      尾形慎
    • Organizer
      Bio tech 2012 ~アカデミックフォーラム~
    • Place of Presentation
      東京ビックサイト
    • Year and Date
      20120425-20120427
  • [Presentation] レクチンとの架橋複合体形成能を有する四価シアロ型糖鎖配位体の機能設計

    • Author(s)
      尾形慎、矢野恵美、梅村征一郎、村田健臣、朴龍洙、小林夕香、浅井知浩、奥直人、中村直樹、松尾一郎、碓氷泰市
    • Organizer
      第10回若手の力フォーラム
    • Place of Presentation
      静岡県立大学
  • [Presentation] フコシル三糖及び五糖含有新規四価配位体の合成と機能解析に向けて

    • Author(s)
      森大地、尾形慎、朴龍洙、碓氷泰市
    • Organizer
      第10回若手の力フォーラム
    • Place of Presentation
      静岡県立大学
  • [Presentation] LacNAc含有多価配糖体の合成とレクチンとの親和性評価

    • Author(s)
      田見祐一、中馬康志、尾形慎、村田健臣、碓氷 泰市
    • Organizer
      第10回若手の力フォーラム
    • Place of Presentation
      静岡県立大学

URL: 

Published: 2014-07-24  

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