人工ムチンによる腸内有害菌の感染・生育阻向剤の開発

• 研究課題/領域番号: 16580072
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 村田 健臣 静岡大学, 農学部, 助教授 (30273171)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: mucin / GlcNAc / Glycosyltransferase / Helicobacter pylori / horse / serum / glycosyltransferase / transferase / Helycobctor pylori / poly glutamic acids

研究概要

胃腺粘液細胞は、GlcNAcα1,4Galβ-Rを糖鎖に持つムチンを分泌し、本ムチンがピロリ菌(Helicobacter pylori)感染に対する防御機能を持つことが知られている。本研究では、GlcNAcα1,4Galβ-Rを糖鎖を高密度に有する人工ムチン合成プロセスを開発し、人工ムチンによる腸内病原性細菌の感染・生育阻害剤の開発を目的としている。
1.新規ガン糖鎖抗原の酵素合成を行うことを目的とし、α1,4-N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ(α4GnT)のスクリーニングを行った。その結果、ウマ血清中に比較的高い本酵素活性を見出した。そこで、ウマ血清の硫安沈殿画分をα4GnTの粗酵素源として、供与体基質UDP-GlcNAcを用いてa1,4GlcNAc含有糖鎖抗原となるオリゴ糖鎖の合成を試み、六種類のa1,4GlcNAc含有オリゴ糖鎖の酵素合成に成功した。これら合成オリゴ糖鎖をポリグルタミン酸をペプチドベースとして側鎖に配した人工ムチンを作製した。
2.ウマ血清由来の硫安沈殿画分を順次、CM-Sepharose、Concanavalin A-agarose、Superdex 200p.g、UDP-hexanolamine agaroseの各種クロマトグラフィーに供し、最終的に比活性5,300倍まで本酵素活性を純化し、SDS-ポリアクリルアミド電気泳動的に均一な評品を得た、酵素額的諸性質を明らかにした。また、ウマα1,4GnTのクローニングを試みたところ、本酵素をコードする1026bpのcDNAの全配列をうることに成功した。予想されるアミノ酸配列は、ヒト由来の酵素に対して85%の相同性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Chemoenzymatic synthesis of artificial glycopolypeptides containing multivalent sialyloligosaccharides with a γ-polyglutamic acid backbone and their effect for inhibition of infection by influenza (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Ogata, T.Murata, K.Murakami, T.Suzuki, KI Hidari, T.Usui
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 15 ページ: 1383-1393
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chemoenzymatic synthesis of artificial glycopeptides containing multivalent sialyloligosaccharides with a γ-polygulutamic acid backbone and their effect on inhibition of infection by influenza (2007)
  • 著者名/発表者名: Makoto Ogata
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 15 ページ: 1383-1393
• [雑誌論文] Crystal structure of the galectin-9 N-terminal carbohydrate recognition domain from Mus musculus reveals the basic mechanism of carbohydrate recognition (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Nagae, N.Nishi, T.Murata, T.Usui, T.Nakamura, S.Wakatuki, R.Kato
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 35884-35893
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enzymatic synthesis of oligosaccharides and neoglycoconjugates (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Murata, T.Usui
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 70 ページ: 1049-1059
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enzymatic synthesis of oligosaccharides and neoglyco-conjugates. (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Murata, T.Usui
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 70 ページ: 1049-1059
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Crystal structure of the galectin-9 N-terminal carbohydrate recognition domain from Mus musculus reveals the basic mechanism (2006)
  • 著者名/発表者名: Masamichi Nagae
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 35884-35893
• [雑誌論文] Enzymatic synthesis of oligosaccharides and neoglycoconjugates (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeomi Murata
  • 雑誌名: Biosci. Biotschnol. Biochem. 70 ページ: 1049-1059
• [雑誌論文] Hemagglutinin mutations responsible for the binding of H5N1 influenza viruses to human-type receptor (2006)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yamada
  • 雑誌名: Nature 444 ページ: 378-382
• [雑誌論文] Efficient synthesis of β-primeverosides as aroma precursors by transglycosylation of β-diglycosidase from Penicillium multicolor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuruhami, K.
  • 雑誌名: J.Carbohydr.Chem 24 ページ: 849-863
• [雑誌論文] Design and facile synthesis of neoglycolipids as lactosylceramide and transformation into glycoliposome (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Harada, T.Murata, K.Totani, M.Yamazaki, T.Usui et al.
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 66 ページ: 801-807
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enzymatic synthesis of poly-N-acetyllactosamines as potential substrates for endo-β-galactosidase-mediated hydrolytic and transglycosylation reactions (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Murata, H.Honda, T.Hattori, T.Usui
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 1722 ページ: 60-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Purification and characterization of a chitinase from Amycolatopsis orientalis with N-acetyllactosamine-repeating unit releasing activity (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Murata, S.Amarume, T.Hattori, S.Tokuyama, T.Usui et al.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Res. Commun. 336 ページ: 514-520
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enzymatic synthesis of poly-N-acetyllactosamines as potential substrates for endo-β-galactosidasemediated hydrolytic and trans-glycosylation reactions (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Murata, H.Honda, T.Hattori, T.Usui
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 1722 ページ: 60-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Purification and characterization of a chitinase from Amycolatopsis orientalis with N-acetyllactosamine-repeating unit releasing activity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Murata, T
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 336 ページ: 2-2
• [雑誌論文] The effects of N-glycosylation sites and the N-terminal region on the biological function of β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 2 and its secretion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kato, T.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun., 329 ページ: 699-705
• [雑誌論文] Purification and characterization of a soluble recombinant human ST6Gal I functionally expressed in Escherichia coli. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hidari, I.-P.J.K.
  • 雑誌名: Glycoconj J., 22 ページ: 1-11
• [雑誌論文] Enzymatic synthesis of poly-N-acetyllactosamines as potential substrates for endo-β-galactosidase-catalyzed hydrolytic and transglycosylation reactions (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Murata, H.Honda, T.Hattori, T.Usui
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysics Acta 1722・1 ページ: 60-68
• [雑誌論文] Dsign and facile synthesis of neoglycolipids as lactosylceramide mimetics and their transfoemation into glycoliposomes (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Harada, T.Murata, K.Totani, T.Kajimoto, S.M.Masum, Y.Tamba, M.Yamazaki, T.Usui
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 69・1 ページ: 166-178
• [雑誌論文] Efficient production of human β-1, 3-N-acetylglucosaminyl-transferase-2 fused with green fluorescence protein in insect cell (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Kato, T.Murata, T.Usui, EY Park
  • 雑誌名: Biochem Engi. J. 19 ページ: 15-23
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Efficient production of human β-1,3-N-acetylglucosamynyl-transferase-2 fused with green fluorescence protein in insect cell. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kato T., Murata T., Usui T., Park E-Y.
  • 雑誌名: Biochem. Engi. J. 19 ページ: 15-23
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transglycosylation and Condensation of Disaccharide Units Using Endo-type Glycosidases (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Totani, N.Yasutake, T.Murata, T.Usui
  • 雑誌名: Trends in Glycoscience and Glycotechnology 16 ページ: 383-392
• [雑誌論文] Enhanced virulence of influenza A viruses with the haemagglutinin of the 1918 pandemic virus. (2004)
  • 著者名/発表者名: D.Kobasa, A.Takada, K.Shinya, M.Hatta, P.Halfmann, S.Theriault, U.Suzuki, U.Nishimura, K.Mitamura, N.Sugaya, T.Usui, T.Murata, Y.Maeda, S.Watanabe, U.Suresh, T.Suzuki, Y.Suzuki, H.Peldmann, Y.Kawaokan.
  • 雑誌名: Nature 431 ページ: 703-708
• [雑誌論文] Comparative analysis of GFPUV-B-1,3-N-acetylglucosaminyl- transferase 2 production in two insect-cell-based expression system. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kato, T., Murata, T., Usui, T., Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Protein Expression and Purification 35 ページ: 54-61
• [雑誌論文] Novel synthesis of lactosyl β-glycosides and analogs through cellulase-mediated transglycosylation of condensation reaction. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yasutake, N., Totani, K., Harada, Y., Haraguchi, S., Murata, T., Usui, T.
  • 雑誌名: J.Applied.Glycoscience 51 ページ: 141-147
• [図書] 酵素法を組み合わせた生理活性オリゴ糖鎖の合成(分担執筆)「未来を拓く糖鎖科学」 (2005)
  • 著者名/発表者名: 村田 健臣, 碓氷 泰市
  • 出版者: 金芳堂
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 「グリコシダーゼを中心とした重要オリゴ糖鎖単位の酵素合成」,糖鎖科学の最先端技術(分担) (2005)
  • 著者名/発表者名: 村田健臣
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: シーエムシー出版