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2015 Fiscal Year Annual Research Report

大型生理活性糖タンパク質の精密半化学合成

Research Project

Project/Area Number 26248040
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

梶原 康宏  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50275020)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsシアル酸転移酵素 / 抗体 / レクチン / 半化学合成 / 糖タンパク質
Outline of Annual Research Achievements

糖結合ドメインの近くに環状ペプチドを付加し糖鎖への親和力が向上した人工レクチンの合成を目指した。まず、シグレック7の基本骨格のN末端側の121残基を大腸菌で発現し、ペプチドチオエステルの合成に成功した。そして、シグレック7C末端側の16残基からなるペプチドを化学合成し、そしてnative chemical ligationにより連結し、現在、シグレック全長の大量調製を検討している。
シアル酸転移酵素は、昨年までにC末端側の223残基は大腸菌発現により調製はできていたが、そのペプチドのN末端側にHistagを付加させ溶解性を向上させたペプチドをデザインした(histagはTEVプロテアーゼによる加水分解するように配列を調整した)ものを用いて条件検討をした。その結果、TEVプロテアーゼによる脱保護により目的とする223残基ペプチドを得ることに成功した。また、昨年までに、酵素のN末端側のペプチドチオエステル、糖ペプチドチオエステルの合成は成功していたので、その量産化等効率化し、現在、シアル酸転移酵素の触媒部位全長を調製するためNCLを検討中である。
抗体のFC部位の半化学合成は、全長216残基のうち、C末端側の124残基を大腸菌で発現し、N末端側の92残基をBoc法で合成することで必要量が確保でき、順次NCLを実施し、純度のいいFC糖鎖ペプチドの全長合成に成功した。現在、そのフォールディングの検討に着手した。
膜糖タンパクとしてロドプシンの半化学合成を検討しているが、そのN末端ペプチドにおいても疎水性が高く化学合成をすることが困難な状況となっている。そこで、固相合成で調製するペプチドに本来はついていないヒト複合型糖鎖を付加し、リポソームにペプチド部位の方向を制御しながら埋め込み、膜中でのNCLを繰り返すことで膜タンパク質の合成を検討している。現在、必要となるロドプシンのN末端糖ペプチド30残基の合成をおこない、膜中でのNCLの検討を開始した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

シアル酸転移酵素、抗体のFc部位については順調に合成が進んでおり、半化学合成による合成が期待できる。
膜タンパク質については、予測をしていただが、その疎水性が化学合成の問題となっている。これについては、膜のなかでペプチドを連結する手法にも取り組み新しい膜タンパク質合成の方法を検討している。

Strategy for Future Research Activity

これまでに調製したペプチド、糖ペプチドを量産しつつ、それらを連結し、抗体のFc部位、シアル酸転移酵素、人工レクチンの合成を引き続き進める。
膜タンパク質合成については、新規な合成法も開発しつつ、引き続き検討する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 5 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Chemical synthesis of erythropoietin glycoforms for insights into the relationship between glycosylation pattern and bioactivity2016

    • Author(s)
      Masumi Murakami, Tatsuto Kiuchi, Mika Nishihara, Katsunari Tezuka, Ryo Okamoto, Masayuki Izumi, Yasuhiro Kajihara
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 2 Pages: E1500678

    • DOI

      101126/sciadv.1500678

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Semi-synthesis of intact complex-type triantennary oligosaccharides from a biantennary oligosaccha-ride isolated from a natural source by selective chemical and enzymatic glycosylation2016

    • Author(s)
      Yuta Maki,Ryo Okamoto, Masayuki Izumi, Takefumi Murase, Yasuhiro Kajihara
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc

      Volume: 138 Pages: 3461-3468

    • DOI

      10.1021/jacs.5b13098

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of Glc1Man9-glycoprotein probes by a unique misfolding-enzymatic glucosylation-intentional misfolding approach2016

    • Author(s)
      Masayuki Izumi, Yukiho Oka, Ryo Okamoto, Akira Seko, Yoichi Takeda, Yukishige Ito, Yasuhiro Kajihara
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 128 Pages: 4036-4039

    • DOI

      10.1002/ange.201511491

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Chemical Synthesis of homogeneous glycoprotein and insight into the relationship between glycosylation pattern and biological activity2015

    • Author(s)
      Yasuhiro Kajihara
    • Organizer
      Pacifichem, session: Advances in Peptide and Protein Chemistry
    • Place of Presentation
      ホノルル ハワイ アメリカ
    • Year and Date
      2015-12-16 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemical Synthesis of homogeneous glycoprotein and insight into the relationship between glycosylation pattern and biological activity2015

    • Author(s)
      Yasuhiro Kajihara
    • Organizer
      Pacifichem 2015, session: Strategies for Coupling and Decoupling Diverse Molecular Units in the Glycosciences
    • Place of Presentation
      ホノルル ハワイ アメリカ
    • Year and Date
      2015-12-16 – 2015-12-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemical synthesis of correctly folded and misfolded glycoproteins for understanding of glycoprotein quality control system2015

    • Author(s)
      Yasuhiro Kajihara
    • Organizer
      Pacifichem 2015, session: Carbohydrate Recognition in Health and Disease
    • Place of Presentation
      ホノルル ハワイ アメリカ
    • Year and Date
      2015-12-16 – 2015-12-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemical Synthesis of homogeneous glycoprotein and insight into the relationship between glycosylation pattern and biological activity2015

    • Author(s)
      Yasuhiro Kajihara
    • Organizer
      5 th Modern solid Peptide Symposium
    • Place of Presentation
      Ramada Couran Cove Island Resort, Australia
    • Year and Date
      2015-10-22 – 2015-10-25
    • Invited
  • [Presentation] Chemical synthesis of homogeneous erythropoietins2015

    • Author(s)
      Yasuhiro Kajihara
    • Organizer
      Bachem Spring symposium
    • Place of Presentation
      バーゼル スイス
    • Year and Date
      2015-04-23 – 2015-04-23
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 「糖鎖の新機能開発・応用ハンドブック」第4編第2章第4節「糖タンパク質合成」2015

    • Author(s)
      和泉雅之、伊藤幸成、梶原康宏
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      株式会社エヌティーエス
  • [Book] 糖タンパク質の品質管理の仕組み2015

    • Author(s)
      和泉雅之、伊藤幸成、梶原康宏
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      東京化学同人 現代化学

URL: 

Published: 2017-01-06  

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