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新規シアル酸様式特異的修飾法を応用したシアリル化糖鎖・糖タンパク質解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K15597
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

花松 久寿  北海道大学, 医学研究院, 特任助教 (70734185)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード糖鎖解析 / シアル酸 / 質量分析 / グライコミクス / 糖鎖
研究開始時の研究の概要

核酸、タンパク質に次ぐ第三の生命鎖である糖鎖は多くの疾患や生命現象に関与している。糖鎖を構成する糖の一つであるシアル酸は非常に多様な結合様式(α2,3、α2,6、α2,8)を有して存在しており、その結合様式の違いが免疫細胞の機能やウイルス感染に影響を与えることが知られている。本研究では、申請者らが開発した α2,3 シアル酸開環アミノリシスを基盤としたシアル酸結合様式特異的修飾法 (Aminolysis-SALSA) を応用することで、安定同位体試薬を用いた糖鎖比較解析法、シアル酸結合糖タンパク質の精製・濃縮法などの開発を目指す。

研究成果の概要

本研究では、申請者が開発したα2,3シアル酸開環アミノリシスを基盤としたシアル酸結合様式特異的修飾法 (Aminolysis-SALSA) を応用し、安定同位体試薬を用いた糖鎖比較 MS 解析法、ビオチン誘導体化アミン試薬を用いた糖タンパク質/ペプチドの精製・濃縮法を開発した。また、エステル化により調製したシアリル化糖鎖と直鎖型一級アミン試薬を反応させることで、α2,3結合シアル酸のみが分子内ラクトン環を形成し、環開裂アミノリシスにより選択的にアミド交換を行うことができるエステル-アミド交換法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した、安定同位体試薬を用いた α2,3シアル酸特異的修飾法、ビオチン誘導体化アミン試薬を用いたシアリル化糖タンパク質/ペプチドの修飾法は、疾患糖鎖バイオマーカー探索、投薬による治療効果のモニタリング、血液、細胞、組織など多様な生体サンプルからの α2,3シアル酸を有する糖タンパク質/ペプチド特異的な精製・濃縮などへの応用が期待される。また、エステル-アミド交換法はシアル酸結合様式の識別だけではなく、分岐構造を持つ糖鎖の識別も可能であり、より詳細な糖鎖構造異性体の識別に繋がる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A defined glycosylation regulatory network modulates total glycome dynamics during pluripotency state transition2021

    • 著者名/発表者名
      Pecori Federico、Yokota Ikuko、Hanamatsu Hisatoshi、Miura Taichi、Ogura Chika、Ota Hayato、Furukawa Jun-ichi、Oki Shinya、Yamamoto Kazuo、Yoshie Osamu、Nishihara Shoko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1276-1276

    • DOI

      10.1038/s41598-020-79666-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 糖鎖一次構造解析技術の開発要素2020

    • 著者名/発表者名
      花松 久寿、古川 潤一
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 92 号: 3 ページ: 360-368

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920360

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2020-06-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Lactone-Driven Ester-to-Amide Derivatization for Sialic Acid Linkage-Specific Alkylamidation2020

    • 著者名/発表者名
      Jun-Ichi Furukawa 1, Hisatoshi Hanamatsu 2, Takashi Nishikaze 3, Hiroshi Manya 4, Nobuaki Miura 5, Hirokazu Yagi 6, Ikuko Yokota 1, Keiko Akasaka-Manya 4, Tamao Endo 4, Motoi Kanagawa 7 8, Norimasa Iwasaki 1, Koichi Tanaka 3
    • 雑誌名

      Anal Chem .

      巻: 3 号: 21 ページ: 14383-14392

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.0c02209

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Toolbox Accelerating Glycomics (TAG): Glycan Annotation from MALDI-TOF MS Spectra and Mapping Expression Variation to Biosynthetic Pathways2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Nobuaki、Hanamatsu Hisatoshi、Yokota Ikuko、Okada Kazue、Furukawa Jun-Ichi、Shinohara Yasuro
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 10 号: 10 ページ: 1383-1383

    • DOI

      10.3390/biom10101383

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Alterations of Glycosphingolipid Glycans and Chondrogenic Markers during Differentiation of Human Induced Pluripotent Stem Cells into Chondrocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Liang、Hanamatsu Hisatoshi、Homan Kentaro、Onodera Tomohiro、Miyazaki Takuji、Furukawa Jun-ichi、Hontani Kazutoshi、Tian Yuan、Baba Rikiya、Iwasaki Norimasa
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 10 号: 12 ページ: 1622-1622

    • DOI

      10.3390/biom10121622

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mucin-type O-glycosylation controls pluripotency in mouse embryonic stem cells via Wnt receptor endocytosis2020

    • 著者名/発表者名
      Pecori Federico、Akimoto Yoshihiro、Hanamatsu Hisatoshi、Furukawa Jun-ichi、Shinohara Yasuro、Ikehara Yuzuru、Nishihara Shoko
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 133 号: 20 ページ: 245845-245845

    • DOI

      10.1242/jcs.245845

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative Glycomic Analysis of Sialyl Linkage Isomers by Sialic Acid Linkage-Specific Alkylamidation in Combination with Stable Isotope Labeling of α2,3-Linked Sialic Acid Residues2019

    • 著者名/発表者名
      Hanamatsu Hisatoshi、Nishikaze Takashi、Tsumoto Hiroki、Ogawa Koji、Kobayashi Takashi、Yokota Ikuko、Morikawa Kenichi、Suda Goki、Sho Takuya、Nakai Masato、Miura Nobuaki、Higashino Kenichi、Sekiya Sadanori、Iwamoto Shinichi、Miura Yuri、Furukawa Jun-ichi、Tanaka Koichi、Sakamoto Naoya
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 号: 21 ページ: 13343-13348

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b03617

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シアル酸結合様式特異的な化学修飾による構造異性体識別法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      花松久寿
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 安定同位体を用いたSALSA法による比較質量分析法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      花松久寿, 西風隆司, 津元 裕樹, 小川浩司, 横田育子, 森川賢一, 須田剛生, 荘拓也, 中井正人, 三浦信明, 関谷禎規, 岩本慎一, 三浦ゆり, 田中 耕一, 坂本直哉, 古川潤一
    • 学会等名
      第39回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ケミカルグライコミクスを用いた加齢による糖鎖変化の包括的解析2020

    • 著者名/発表者名
      花松久寿, 古川潤一
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 分析用試料の作成方法2019

    • 発明者名
      花松 久寿、西風 隆司、横田 育子、古川 潤一
    • 権利者名
      花松 久寿、西風 隆司、横田 育子、古川 潤一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-130188
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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