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均一糖鎖含有バイオ医薬品をワンステップで合成する技術による最適糖鎖構造の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21K19090
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分38:農芸化学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

竹川 薫  九州大学, 農学研究院, 教授 (50197282)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードエンドグリコシダーゼ / ネオグリコプロテイン / 固定化酵素 / ENGase / 糖転移活性 / 糖転移 / 糖タンパク質 / 糖鎖変換技術
研究開始時の研究の概要

本研究ではまず、固定化脱糖鎖用ENGaseと固定化糖鎖転移用ENGaseの最適反応条件の検討を行う。さらに糖タンパク質の糖鎖の根本部分に存在するフコース残基を遊離するため、ENGaseとフコシダーゼを固定化したカラムによるGlcNAc-タンパク質の効率的生産の検討を行う。これらの条件検討により脱糖鎖&糖鎖付加が可能な固定化カラムが完成すれば、均一糖鎖への変換を実施して、種々のN-結合型糖鎖を付加した場合のバイオ医薬品(具体的には抗体IgGを用いる)の活性評価を実施する予定である。

研究成果の概要

本研究では均一な糖鎖構造を有する糖タンパク質を酵素合成するために、糖タンパク質糖鎖の脱糖鎖化に必要なα-L-フコシダーゼとエンドグリコシダーゼ(ENGase)を担体に固定化して、効率的に脱糖鎖を行う技術について検討を行った。両酵素ともNHS-Activated Agaroseに固定化後も活性を保持することが確認できた。両固定化酵素を用いてIgGについてLC/MSで測定を行ったところ、脱糖鎖が確認できた。ヒト由来の糖タンパク質の多分岐糖鎖の脱糖鎖が可能な新規ENGaseの検索を試みた。その結果、腸内細菌ゲノムに存在するENGaseが多分岐糖鎖を切断する新規な酵素であることを明らかにできた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在市販されているバイオ医薬品の多くが糖タンパク質であるが、最も高い生物活性を示す糖鎖構造については未だ明らかにされていない。そこで、本研究では煩雑な工程であったエンドグリコシダーゼの糖鎖転移反応による糖タンパク質均一糖鎖変換技術を固定化酵素を用いて行うことを目指した。条件検討の結果、固定化酵素による糖タンパク質の脱糖鎖は効率良く行うことが可能になった。

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

    (9件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Mechanistic insights into Schizosaccharomyces pombe GT-A family protein Pvg3 in the biosynthesis of pyruvylated β1,3-galactose of N-linked oligosaccharides2023

    • 著者名/発表者名
      Fukunaga Takamasa、Watanabe Masahiro、Nakamichi Yusuke、Morita Tomotake、Higuchi Yujiro、Maekawa Hiromi、Takegawa Kaoru
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: - 号: 6 ページ: 00074-9

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2023.03.002

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of novel endo-β-N-acetylglucosaminidase from Bacteroides nordii that hydrolyzes multi-branched complex type N-glycans.2022

    • 著者名/発表者名
      Bienes KM, Tautau FAP, Mitani A, Kinoshita T, Nakakita S, Higuchi Y, Takegawa K
    • 雑誌名

      Journal of Biosciemce and Bioengineering

      巻: 133

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Barnesiella属腸内細菌が保有する3種類のENGaseについての解析2023

    • 著者名/発表者名
      土井佳奈子、樋口裕次郎、竹川薫
    • 学会等名
      令和5年度日本生化学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the Utilization Mechanism of Complex Type N-glycan by Intestinal Bacteria Barnesiella2023

    • 著者名/発表者名
      Doi K, Higuchi Y, Takegawa K
    • 学会等名
      GLyco 26 (Taiwan)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Barnesiella属腸内細菌のENGaseを用いたN-型複合型糖鎖の資化機構解析2023

    • 著者名/発表者名
      土井佳奈子、樋口裕次郎、竹川薫
    • 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] 複合型糖鎖を資化するBarnesiella属腸内細菌の解析2023

    • 著者名/発表者名
      土井佳奈子、中山二郎、樋口裕次郎、竹川薫
    • 学会等名
      日本生物工学会支部大会福岡
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Barnesiella属腸内細菌ゲノムに存在するエンドグリコシダーゼの諸性質に 関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      土井佳奈子、篠田あかり、中山二郎、竹川 薫
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of novel ENGases from B. intestinihominis that hydrolyze complex type N-glyca2022

    • 著者名/発表者名
      Kanako Doi, Yujiro Higuchi, Kaoru Takegawa
    • 学会等名
      JSBBA West 5th Student Forum
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 3種の固定化酵素による均一糖鎖含有糖タンパク質合成システムの構築2021

    • 著者名/発表者名
      本田明梨 、木下崇司 、竹川薫
    • 学会等名
      第 27 回 日本生物工学会九州支部 大分大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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