環状不凍糖ペプチドの迅速合成と不凍化分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23350074
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 比能 洋 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 准教授 (70333333)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2012年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2011年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: ペプチド環化 / 水素結合 / 配座解析 / 単結晶X線回折 / NMR / 糖ペプチド / 不凍活性 / AFGP / 環状ペプチド / 溶媒効果 / pKa / 環化率 / 環化反応 / 不凍糖タンパク質 / 結晶構造 / ＮＭＲ / 不凍糖ペプチド / 配座

研究概要

環状不凍糖ペプチドは天然型の直鎖状不凍糖ペプチドが有する活性型配座を取れないことから異なる不凍化機構の存在が予想されていたが、従来の合成法では高純度の標品を得ることが困難であった。本研究ではフッ素化アルコールの水素結合能に着目したを新規ペプチド環化法の開発に成功し、この環状不凍糖ペプチドの高純度標品の迅速調整に成功し、さらに従来のペプチド環化に多用されてきた方法ではC-末端アミノ酸のラセミ化が生じることにより生成物の複雑化が生じていることを解明した。さらに、糖鎖不可前後の環状ペプチド骨格の結晶構造および溶液中の構造を解明し、１対の逆並行βシート型構造の配列が糖付加により変化することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] A straightforward protocol for the preparation of high performance microarray displaying synthetic MUC1 glycopeptides (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Matsushita, Wataru Takada, Kota Igarashi, Kentaro Naruchi, Fayna Garcia-Martin, Maho Amano, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura
  • 雑誌名: BBA-General Subject 巻: 59 号: 3 ページ: 355-356
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2013.11.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of neoglycosphingolipids from methoxyamino-functionalized ceramide (2014)
  • 著者名/発表者名: Junya Ishida, Hiroshi Hinou, Kentaro Naruchi, Shin-Ichiro Nishimura
  • 雑誌名: Bioorganic Medicianl Chemistry Letters 巻: 24 号: 4 ページ: 1197-1200
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.12.091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycoblotting-based high throughput protocol for the structural characterization of hyaluronan degradation products during enzymatic fragmentation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Furukawa, Misaki Arai, Fayna G. Martin, Maho Amano, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura
  • 雑誌名: Glycoconjugate Journal 巻: 30 号: 2 ページ: 171-182
  • DOI: 10.1007/s10719-012-9395-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macrocyclic Mechanism-based Inhibitor for Neuraminidases (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kai, Hiroshi Hinou, Kentaro Naruchi, Takahiko Matsushita, and Shin-Ichiro Nishimura
  • 雑誌名: Chemistry : A European Journal 巻: 19 号: 4 ページ: 1364-1372
  • DOI: 10.1002/chem.201200859
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site-specific conformational alteration induced by sialylation of MUC1 tandem repeating glycopeptides at an epitope region for anti-KL-6 monoclonal antibody (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Matsushita, Naoki Ohyabu, Naoki Fujitani, Kentaro Naruchi, Hiroki Shimizu, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 52 号: 2 ページ: 402-414
  • DOI: 10.1021/bi3013142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shin-Ichiro Nishimura "A novel approach for the parallel synthesis of glycopeptides by combining solid-phase peptide synthesis and dendrimer-supported enzymatic modifications (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Matsushita, Seiji Handa, Kentaro Naruchi, Fayna Garcia-Martin, Hiroshi Hinou
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 45 号: 8 ページ: 854-862
  • DOI: 10.1038/pj.2013.14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave-assisted solid-phase synthesis of antifreeze glycopeptides (2013)
  • 著者名/発表者名: Izumi, R., Matsushita, T., Ohyabu, N., Fujitani, N., Naruchi, K., Shimizu, H., Tsuda, S., Hinou, H., and Nishimura, S.-I
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 19 号: 12 ページ: 3913-3920
  • DOI: 10.1002/chem.201203731
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attomolar-level Detection of Influenza A Virus Hemagglutinin Human H1 and Avian H5 Using Glycan-blotted Field Effect Transistor Biosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Sho Hideshima, Hiroshi Hinou, Daisuke Ebihara, Ryosuke Sato, Shigeki Kuroiwa, Takuya Nakanishi, Shin-Ichiro Nishimura, Tetsuya Osaka
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 85 号: 12 ページ: 5641-5644
  • DOI: 10.1021/ac401085c
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Approach for the Synthesis of Hyper-Branched N-Glycan Core Structures from Locust Bean Gum (2013)
  • 著者名/発表者名: H. V. Ravi Kumar, Kentaro Naruchi, Risho Miyoshi, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 15 号: 24 ページ: 6278-6281
  • DOI: 10.1021/ol403140h
  • 査読あり
• [雑誌論文] An efficient protocol for the solid-phase synthesis of glycopeptides under microwave irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Fayna Garcia-Martin, Hiroshi Hinou, Takahiko Matsushita, Shun Hayakawa, Shin-Ichiro Nishimura
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 10 ページ: 1612-1617
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aglycone-focused randomization of 2-difluoromethylphenylsialoside-type suicide substrates for neuraminidases (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kai, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 巻: 20 号: 8 ページ: 2739-2746
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2012.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strict stereocontrol by 2, 4-O-di-tert-butylsilylene group on β-glucuronylations (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Furukawa, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 14 号: 8 ページ: 2102-2105
  • DOI: 10.1021/ol300634x
  • 査読あり
• [雑誌論文] H-Bonding Promotion of Peptide Solubility and Cyclization by Fluorinated Alcohol (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou, Kei Hyugaji, Fayna Garcia-Martin, Shin-Ichiro Nishimura, Fernando Albericio
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 2 号: 7 ページ: 2729-2731
  • DOI: 10.1039/c2ra01043g
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Potential Glucuronate Glycosyl Donor with 2-O-acyl-6,3-lactone Structure : Efficient Synthesis of Glycosaminoglycan Disaccharides (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川貴之、比能洋、島脇健、西村紳一郎
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 巻: 52 号: 43 ページ: 5567-5570
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2011.08.024
  • NAID: 120003537883
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward Green and Sustainable Chemical Glycosylation : Enhanced Lewis Acidity of Recyclable Solid Super Acid Catalyst, SO_4/ZrO_2 by CaCl_2 Doping (2011)
  • 著者名/発表者名: 比能洋、斉藤尚裕、前田哲宏、神谷裕一、西村紳一郎
  • 雑誌名: Journal of Carbohydrate Chemistry 巻: 30 号: 7-9 ページ: 575-586
  • DOI: 10.1080/07328303.2011.610545
  • 査読あり
• [学会発表] Synthesis and Application of Bicyclic Carbohydrates (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou
  • 学会等名: International Symposium on Chemical Biology-Drug Discovery
  • 発表場所: Mysore Universitu, Mysore, India
  • 年月日: 2014-01-10
• [学会発表] Highly Efficient Synthesis of Hyperbranched N-glycans from Locust Bean Gum (2013)
  • 著者名/発表者名: H. V. Ravi Kumar, Kentaro Naruchi, Risho Miyoshi, Hiroshi Hinou, Risho Miyoshi, Shin-Ichiro Nishimura
  • 学会等名: 246th American Chemical Society Meeting & Exposition
  • 発表場所: Indianapolis (IN), USA
  • 年月日: 2013-09-08
• [学会発表] New Strategy for Peptide Cyclization H-bonding effect of fluorinated alcohol (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou
  • 学会等名: Special Seminar at Chemistry Department of Wane State University
  • 発表場所: Detroit, USA
  • 年月日: 2013-09-06
• [学会発表] Modified Mechanism-based Inhibitor for Neuraminidases (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou, Hirokazu Kai, Shin-Ichiro Nishimura
  • 学会等名: The 11 th International Symposium for Future Drug Discovery & Medical Care
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2013-08-02
• [学会発表] Modified Mechanism-based Inhibitor for Neuraminidases (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou, Hirokazu Kai, Shin-Ichiro Nishimura
  • 学会等名: The 10th International Symposium for Future Drug Discovery & Medical Care
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2012-10-03
• [学会発表] 糖誘導体・糖ペプチドの環化と機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 比能洋
  • 学会等名: 日本化学会生体機能関連化学部会第27回若手フォーラム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] Solid-Phase Synthesis and Structural Study of Glycopeptide Containing C-Mannosyltriptophan in Human Erythropoietin Receptor (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou, Yuya abe, and Shin-Ichiro Nishimura
  • 学会等名: International Glycomics Symposium -Increasing the Impact of Glycoscience through New Tools and Technologies-
  • 発表場所: San Sebastian, Spain
  • 年月日: 2012-07-19
• [学会発表] ^1C_4配座を有する新奇グルクロン酸糖供与体に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川貴之、比能洋、西村紳一郎
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] 糖鎖補足反応を用いた新規糖脂質ライブラリの構築と溶液中における構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田純也、比能洋、西村紳一郎
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] ムチン型糖ペプチドにおけるTTXモチーフのNMR構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 早川瞬、松下隆彦、比能洋、西村紳一郎
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] グライコブロッティング法を用いた異なる種類のヒアルロン酸分解酵素生成ヒアルロン酸断片の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒井みさき、古川貴之、ガルシアファイナ、比能洋、天野麻穂、西村紳一郎
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] 不凍糖ペプチドの効率的環化法の開発と配座解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日向寺慧、比能洋、F.Garcia-Martin、松下隆彦、成地健太郎、西村紳一郎
  • 学会等名: 第46回高分子学会北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] 機能性デンドリマーを用いた糖ペプチドの酵素化学的合成法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 半田誠治、松下隆彦、比能洋、西村紳一郎
  • 学会等名: 第46回高分子学会北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] ヒトエリスロボエチン受容体のC-マンノシルトリプトファン含有当ペプチド領域の合成と配座解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部悠弥、比能洋、松下隆彦、Fayna G.Martin、早川瞬、古川貴之、藤谷直樹、成地健太郎、西村紳一郎
  • 学会等名: 第46回高分子学会北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] H-bonding cyclization of peptide backbone of anti-freeze glycopeptide in fluorinated alcohols (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou, Kei Hyugaji, Fayna Garcia-Martin, Shin-Ichiro Nishimura, Fernando Albericio
  • 学会等名: XXVI International Carbohydrate Symposium (ICS XXVI)
  • 発表場所: Madrid, Spain
• [学会発表] Macrocyclic Mechanism-based Inhibitor for Neuraminidases (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou, Hirokazu Kai, Shin-Ichiro Nishimura
  • 学会等名: XXVI International Carbohydrate Symposium (ICS XXVI)
  • 発表場所: Madrid, Spain
• [学会発表] H-bonding cyclization of peptide backbone of anti-freeze glycopeptide in fluorinated alcohols (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou
  • 学会等名: XXVI International Carbohydrate Symposium (ICS XXVI)
  • 発表場所: El Hotel Melia Castilla (Madrid, Spain)
• [学会発表] Macrocyclic Mechanism-based Inhibitor for Neuraminidases (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou
  • 学会等名: XXVI International Carbohydrate Symposium (ICS XXVI)
  • 発表場所: El Hotel Melia Castilla (Madrid, Spain)
• [学会発表] Solid-Phase Synthesis and Structural Study of Glycopeptide Containing C-Mannosyltriptophan in Human Erythropoietin Receptor (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou
  • 学会等名: International Glycomics Symposium -Increasing the Impact of Glycoscience through New Tools and Technologies-
  • 発表場所: Auditorium Tech Park Miramon (San Sebastian, Spain)
• [学会発表] Modified Mechanism-based Inhibitor for Neuraminidases (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou
  • 学会等名: The 10th International Symposium for Future Drug Discovery & Medical Care
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] 糖誘導体・糖ペプチドの環化と機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 比能 洋
  • 学会等名: 日本化学会生体機能関連化学部会第２７回若手フォーラム
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] 環状不凍糖タンパク質の効率的合成法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日向寺慧、比能洋、F.Garcia-Martin、西村紳一郎
  • 学会等名: 2011年度北海道高分子若手研究会
  • 発表場所: 洞爺サンパレス(北海道)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 糖鎖蛍光ナノ微粒子の合成および生きた動物のイメージングへの応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大柳達也、長堀紀子、嶋脇健、比能洋、山下匡、佐々木章、神隆、岩永敏彦、金城政孝、西村紳一郎
  • 学会等名: 2011年度北海道高分子若手研究会
  • 発表場所: 洞爺サンパレス(北海道)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 配座反転糖供与体を利用したグリコサミノグリカン二糖の合成研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川貴之、比能洋、西村紳一郎
  • 学会等名: 2011年度北海道高分子若手研究会
  • 発表場所: 洞爺サンパレス(北海道)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 糖鎖補足反応を用いた新規糖脂質ライブラリの構築と溶液中における構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石田純也、比能洋、西村紳一郎
  • 学会等名: 2011年度北海道高分子若手研究会
  • 発表場所: 洞爺サンパレス(北海道)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] ヒトErythropoietin Receptor由来C-マンノシルトリプトファン含有糖ペプチドの合成および構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部悠弥、比能洋、成地健太郎、西村紳一郎
  • 学会等名: 2011年度北海道高分子若手研究会
  • 発表場所: 洞爺サンパレス(北海道)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 機能性デンドリマーを用いた糖ペプチドの酵素化学的合成法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 半田誠治、松下隆彦、比能洋、西村紳一郎
  • 学会等名: 2011年度北海道高分子若手研究会
  • 発表場所: 洞爺サンパレス(北海道)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] ケイ素保護基を利用した糖ペプチドの迅速固相合成法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤井宏圭、松下隆彦、比能洋、西村紳一郎
  • 学会等名: 2011年度北海道高分子若手研究会
  • 発表場所: 洞爺サンパレス(北海道)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] New Strategy for Peptide Cyclization H-bonding effect of fluorinated alcohol
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou
  • 学会等名: Special Seminar at Chemistry Department of Wane State University
  • 発表場所: Wayne State University (USA)
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Application of Bicyclic Carbohydrates
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hinou
  • 学会等名: International Symposium on Chemical Biology-Drug Discovery
  • 発表場所: Mysore University (India)
  • 招待講演
• [学会発表] Highly Efficient Synthesis of Hyperbranched N-glycans from Locust Bean Gum
  • 著者名/発表者名: H. V. Ravi Kumar, Kentaro Naruchi, Risho Miyoshi, Hiroshi Hinou, Risho Miyoshi, Shin-Ichiro Nishimura
  • 学会等名: 246th American Chemical Society Meeting & Exposition
  • 発表場所: Indianapolis Conference Center (USA)
• [備考]
  • URL: http://altair.sci.hokudai.ac.jp/g4/
• [備考] publication list
  • URL: http://altair.sci.hokudai.ac.jp/g4/publications.html