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糖改変型複合糖質の迅速な系統合成法の開発と水を介した糖の複合糖質活性調節能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K05276
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

岡本 亮  大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30596870)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード糖タンパク質 / 糖鎖 / 水和 / タンパク質間相互作用 / 棟ペプチド / タンパク質 / ペプチド / 結合親和性 / タンパク質化学合成 / 糖ペプチド / 水素重水素交換 / ケモカイン / RGD / 化学合成 / CCL1 / グリコシル化
研究開始時の研究の概要

糖タンパク質や糖ペプチドなどの複合糖質は、糖修飾によって機能が変化するが、その理由は明らかにされていない。本研究では申請者が独自に見出した「水を介した糖の複合糖質活性調節能」の実証を目指す。このために、まず糖構造の異なる糖タンパク質、糖ペプチドの迅速な系統合成法を新たに確立し、その活性を調べる。そして、重水中での水素重水素交換実験から、糖周辺のタンパク質やペプチド部分の水との親和性の違いを実測し、糖の構造に応じた複合糖質の活性の違いを評価する。

研究成果の概要

本研究ではまず糖鎖構造が異なる糖タンパク質の系統合成を可能にする効率的な新規合成法の確立に成功した。これによって得られた糖タンパク質を利用し、糖タンパク質上の糖鎖が水を介してタンパク質間相互作用に影響しうることを見出した。そこでこの知見を踏まえ、天然では糖鎖を持たないタンパク質に糖鎖を導入し、受容体との結合能を調べたところ、糖鎖が有意に結合能を向上させられることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

糖タンパク質などの複合糖質は、生物製剤として利用されている一方、糖修飾による機能変化の原理原則は明らかになっていない。本研究はタンパク質に結合した糖鎖は、水を介してタンパク質部分の受容体との結合親和性に影響する、という新しい知見を明らかにした。これは、未だタンパク質翻訳後修飾として機能が不明瞭であったタンパク質上の糖鎖機能に対して、明確な機能の定義を与えるという視点から、学術的進歩をもたらすものであるといえる。また、アミノ酸配列改変に寄らないタンパク質部機能改変を可能にするものであり、今後新しいタンパク質製剤のデザインなどへの応用が強く期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Convergent synthesis of proteins using peptide-aminothiazoline2023

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Ryo、Shibata Hiroyuki、Yatsuzuka Takahiro、Hanao Takuya、Maki Yuta、Kabayama Kazuya、Miura Ayane、Fukase Koichi、Kajihara Yasuhiro
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 90 ページ: 13510-13513

    • DOI

      10.1039/d3cc04387h

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulating Antifreeze Activity through Water: Latent Functions of the Sugars of Antifreeze Glycoprotein Revealed by Total Chemical Synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      R. Okamoto, R. Orii, H. Shibata, Y. Maki, S. Tsuda, Y. Kajihara
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 29 号: 21

    • DOI

      10.1002/chem.202203553

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 化学合成法を利用したシアリル糖鎖とタンパク質間相互作用相関関係の解明研究2024

    • 著者名/発表者名
      岩崎 理沙、岡本亮、真木勇太、梶原康宏
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会 (2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dissecting the hydration of glycans on proteins by using total chemical synthesis of glycoproteins2023

    • 著者名/発表者名
      Ryo Okamoto, Hiroyuki Shibata, Ryo Orii, Yuta Maki, Kaoru Ishihara, Ayano Satoh, Sakae Tsuda and Yasuhiro Kajihara
    • 学会等名
      Eurocarb2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペプチド型複合糖質に於ける糖の機能解明を志向した環状RGD糖ペプチド合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      山﨑久生、真木勇太、梶原康宏、岡本亮
    • 学会等名
      第42回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Study of the hydration property of sialyloligosaccharides on proteins using homogeneous glycoproteins prepared by total chemical synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Okamoto, Yuta Maki, Hiroyuki Shibata, Kaoru Ishihara, Yasuhiro Kajihara
    • 学会等名
      SIALOGLYCO2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dissecting the hydration of glycans on proteins by using total chemical synthesis of glycoproteins2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Okamoto
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンパク質間相互作用における糖鎖機能再考2022

    • 著者名/発表者名
      岡本 亮、真木 勇太、佐藤 あやの、梶原 康宏
    • 学会等名
      第41回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Dissecting the hydration of glycans on proteins by using total chemical synthesis of glycoproteins2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Okamoto, Yuta Maki, Hiroyuki Shibata, Ryo Orii, Kaoru Ishihara, Ayano Sato, Sakae Tsuda and Yasuhiro Kajihara
    • 学会等名
      International Carbohydrate Symposium 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One-Pot Chemical Synthesis of Glycoproteins and Their Specific Glycan-Hydration Effect2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shibata, Yuya Tanaka, Donglin Zhao, Yuta Maki, Yasuhiro Kajihara, Ryo Okamoto
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 非天然型糖タンパク質を合成し天然型糖鎖の機能を探る2021

    • 著者名/発表者名
      岡本 亮
    • 学会等名
      第8回 慶應有機化学若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質糖鎖水和殻による水の動的挙動2021

    • 著者名/発表者名
      岡本 亮、真木 勇太、芝田 大之、 佐藤 あやの、梶原 康宏
    • 学会等名
      第40回 日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質間相互作用時の糖鎖水和殻による水の動的挙動2021

    • 著者名/発表者名
      岡本 亮、真木 勇太、芝田  大之、野村 幸汰、石原 薫、佐藤 あやの、梶原 康宏
    • 学会等名
      第63回 天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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