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硫酸化糖鎖の未解明抗ウイルス性メカニズムの解決

研究課題

研究課題/領域番号 20K05612
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分35020:高分子材料関連
研究機関北見工業大学

研究代表者

吉田 孝  北見工業大学, 工学部, 特任教授 (40166955)

研究分担者 浅井 大輔  昭和薬科大学, 薬学部, 准教授 (10423485)
宮崎 健輔  北見工業大学, 工学部, 准教授 (50636610)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード硫酸化糖鎖 / 硫酸化アルキルオリゴ糖鎖 / ウイルス表皮タンパク質 / オリゴペプチド / 表面プラズモン共鳴(SPR)装置 / 動的光散乱(DLS)装置 / 長鎖アルキル鎖 / オリゴ糖鎖 / クリック反応 / リポソーム / 相互作用 / SPR / 硫酸化オリゴ糖鎖 / 抗ウイルス性
研究開始時の研究の概要

本研究は、これまでの我々の研究を基盤として(1)硫酸化糖鎖と相互作用する可能性が高いHIV gp120のV3ループやC末端の長い約50アミノ酸配列を現有ペプチド固相合成装置で合成し、高い抗HIV性を持つカードラン硫酸との相互作用をSPRやDLS、高分解能NMR装置(600 MHz)などを用いて定量的に吸着阻害を解明、(2)硫酸化アルキルオリゴ糖鎖を新たに合成し、HIVgp120モデルリポソームとの相互作用をSPRやDLSなどで長鎖アルキル鎖の役割を定量的に解決する。本研究の次段階として体外でウイルスを吸着除去可能な硫酸化糖鎖医用材料化への研究に繋げる。

研究成果の概要

硫酸化糖鎖の抗HIV活性は硫酸基に由来する(-)電荷とHIV表皮タンパク質gp120中の塩基性アミノ酸に由来する(+)電荷との静電的相互作用と推定した。HIV表皮タンパク質gp120中のオリゴペプチドを合成し、SPRやDLS装置などを用いて相互作用を解析し抗HIV活性メカニズムを明らかにした。インフルエンザウイルスやデング熱ウイルスに対しても硫酸化糖鎖の抗ウイルス活性メカニズムを解明した。
次にアルキルオリゴ糖鎖も抗ウイルス活性や細胞毒性など未解明問題があり、糖鎖およびタンパク質の両面からSPRやDLS測定により硫酸化アルキルオリゴ糖鎖の抗ウイルス活性、細胞毒性メカニズムを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ウイルス表皮タンパク質中の感染に関係する領域のオリゴペプチドを合成し硫酸化糖鎖との相互作用をSPRやDLS装置を用いて測定し明らかにした。硫酸化アルキルオリゴ糖鎖の高い抗HIV性における長鎖アルキル鎖の役割は、ウイルスや細胞のモデルとしてリポソームとの相互作用をSPR、DLS、高分解能NMRなどにより定量的に調べた。
硫酸化糖鎖、硫酸化アルキルオリゴ糖鎖のHIV、デング熱ウイルス、インフルエンザウイルスなどの抗ウイルス活性発現メカニズムや細胞毒性メカニズムが明らかになり学術的意義は高い。また、ウイルス吸着性能を持つ不織布マスクやフィルター、生医学材料への応用も期待され社会的意義もある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and cytotoxic mechanism of sulfated alkyl oligosaccharides having potent anti-HIV activity2023

    • 著者名/発表者名
      Bai, Asai, Koshikawa, Takemura, Miyazaki, Yoshida
    • 雑誌名

      J. Fiber Sci. Technol.

      巻: 79 ページ: 101-111

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of electrostatic interaction between sulfated polysaccharides and oligopeptides from viral envelope glycoproteins using surface plasmon resonance2023

    • 著者名/発表者名
      Tungalag, Ayiguli, Chaolumen, Asai, Koshikawa, Takemura, Miyazaki, Yoshida
    • 雑誌名

      Carbohydr. Res.

      巻: 530 ページ: 108815-108815

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Anti-HIV Mechanism of Sulfated Poly and Oligosaccharides2020

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Fiber Science and Technology

      巻: 76 号: 12 ページ: 387-402

    • DOI

      10.2115/fiberst.2020-0043

    • NAID

      130007970057

    • ISSN
      2189-7654
    • 年月日
      2020-12-15
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of a long-chain alkyl group in sulfated alkyl oligosaccharides with high anti-HIV activity revealed by SPR and DLS2020

    • 著者名/発表者名
      Bai Mingxue, Bai Chaolumen, K. Miyazaki, Daisuke Asai, Hiromu Takemura, T. Yoshida
    • 雑誌名

      Carbohydr. Polym.

      巻: 245 ページ: 116518-116518

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2020.116518

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Elucidation of anti-HIV mechanism of sulfated cellobiose-polylysine dendrimers by SPR and DLS2020

    • 著者名/発表者名
      Song Weiyue, Li Yin, T. Kanamoto, D. Asai, H. Takemura, H. Nakashima, K. Miyazaki,T, Yoshida
    • 雑誌名

      Carbohydr. Res.

      巻: 495 ページ: 108084-108084

    • DOI

      10.1016/j.carres.2020.108084

    • 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
  • [学会発表] インフルエンザウイルス吸着機能を持つ硫酸化糖鎖フィルター2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 孝
    • 学会等名
      機能紙研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 特願2022

    • 発明者名
      西村 朱十、吉田 孝、宮崎健輔
    • 権利者名
      西村 朱十、吉田 孝、宮崎健輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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