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新規保護基戦略によるフコース含有糖タンパク質合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K05275
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37010:生体関連化学
研究機関大阪大学

研究代表者

朝比奈 雄也  大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (10737232)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (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)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード糖タンパク質 / 糖ペプチド / フコース / 酸感受性保護基 / 糖鎖化学 / ペプチド化学
研究開始時の研究の概要

本研究では、酸安定性の低い単糖であるフコースを含有する糖タンパク質の合成法を開発することを目的とする。フコースのグリコシド結合は、酸性条件下で容易に加水分解を受けるため、様々な酸性条件下で誘導を行う糖ペプチド、及びタンパク質合成において大きな障害である。この問題を克服するため、糖の保護様式によって、フコースに酸耐性を付与するアイデアを考えた。本研究により、今まで調製が困難なフコース含有糖タンパク質の合成が実現されれば、糖鎖機能の系統的解析の足がかりを作ることができると期待される。

研究実績の概要

フコースは、糖タンパク質に含まれる6炭糖の1つで、酸感受性が極めて高いことが知られている。この性質により、ペプチド固相合成の最終段階で行われる酸性条件下での脱保護処理で、フコシド結合が加水分解をしてしまうため、フコース含有糖ペプチドの合成は困難であった。そこで、本研究では、酸感受性の高いフコースへ、一時的に酸耐性を付与する方法を検討し、フコースを持つ糖タンパク質の新規合成法を開発することとした。
様々な保護様式をもつフコースをペプチドに組み込んだ疑似糖ペプチドを作成した。次に、得られた疑似糖ペプチドを固相合成法の最終処理に利用されるトリフルオロ酢酸(TFA)中に溶解し、その安定性を検証した。その結果、フコースのグリコシド結合(フコシド結合)は、フコース水酸基の保護基の性質に大きく影響を受けることがわかった。すなわち、ベンジル系保護基のように、電子供与基は、TFA中でのフコシド結合を不安定化する一方、アシル系保護基のような電子求引性の保護基では、フコシド結合を安定化することがわかった。さらなる検討の結果、糖水酸基2位に4-メチルベンジル基、3,4位にレブリノイル(Lev)基を組み合わせた保護様式が、フコシド結合の酸安定性と合成ルートの簡便さを両立することがわかった。
次に、実践的な糖ペプチド合成への応用を行った。合成ターゲットとしては、最も単純なFuc-α-(1-6)-GlcNAcの2糖を選んだ。目的の糖鎖骨格を持つ糖アミノ酸を合成し、ペプチド固相合成法に応用した。TFAを用いた最終脱保護をしたところ、Lev基によりフコシド結合が安定化され、問題となっていたフコースの加水分解反応を完全に抑制できることがわかった。最後に、中世緩衝溶液中でヒドラジンを作用させることでLev基を選択的に除去することに成功した。以上の検討により、新規フコース含有糖ペプチド合成法の開発に成功した。

報告書

(1件)
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Toward the chemical syntheses of fucosylated peptides: A combination of protecting groups for the hydroxy groups of fucose2022

    • 著者名/発表者名
      Asahina Yuya、Ando Tatsuya、Hojo Hironobu
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: - 号: 8 ページ: 1196-1208

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220037

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FRET detects lateral interaction between transmembrane domain of EGF receptor and ganglioside GM3 in lipid bilayers2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Mikito、Hanashima Shinya、Hara Toshiaki、Kabayama Kazuya、Asahina Yuya、Hojo Hironobu、Komura Naoko、Ando Hiromune、Nyholm Thomas K.M.、Slotte J. Peter、Murata Michio
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

      巻: 1863 号: 8 ページ: 183623-183623

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2021.183623

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 新規保護様式を利用したフコース含有糖アミノ酸4糖の合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄也、北條裕信
    • 学会等名
      日本農芸化学会年会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規保護様式を利用したフコース含有糖ペプチドの合成2021

    • 著者名/発表者名
      安藤達也、朝比奈雄也、北條裕信
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Study for chemical synthesis of nanobody2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Ichihashi, Yuya Asahina, Hironobu Hojo
    • 学会等名
      The 59th Japanese Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of fucosylated glycopeptide by a novelprotection scheme of sugar alcohols2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ando, Yuya Asahina, Hironobu Hojo
    • 学会等名
      The 59th Japanese Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2022-12-28  

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