生命科学材料としてのオリゴ糖鎖の工学的展開

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09556021
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 碓氷 泰市 静岡大学, 農学部, 教授 (50111802)
• 研究分担者: 鰺坂 勝美 明治乳業, ヘルスサイエンス研究所, 室長 ; 鈴木 康夫 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (00046278) ; 小林 一清 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10023483) ; 村田 健臣 静岡大学, 農学部, 助手 (30273171)
• キーワード: Glycotechnology / Biomaterial / Glycoconjugate / Oligosaccharide Unit / Enzymatic Synthesis / Glycopolymer / Molecular Recognition / Molecular Design

研究概要

本研究は、オリゴ糖を再構成し、ヘテロオリゴ糖と成し複合糖質関連の分子認識単位として知られている。"オリゴ糖鎖ライブラリーを作成"し、オリゴ糖鎖の実践的合成法を開発する。これら糖鎖誘導体を組み込んだ高分子を分子設計することで"生命科学ならびに材料分野の新素材"を創製することを目的としている。
1.ウシ血清由来のβ1、3-N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼを用い、UDP-GIcNAc供与体からラクトース受容体OH-3'位への位置特異的転移により高収率でラクト-N-トリオース11(1、GlcNAcβ1-3Galβ1-4GlcNac)を合成できた。
2.Bacillus circulansの由来β-D-ガラクトシダーゼのガラクトシル糖転反応を活用し、1を受容体にすると高位置選択的にラクト-N-ネオテトラオース(Galb1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4GlcNac)を合成出来る実践的方法を確立した。
3.Aureobacterium sp. L-101由来ラクト-N-ビオシターゼの2糖鎖延長反応によりラクト-N-ビオシル2糖単位(Galβ1-3GlcNAc)を直接ラクトース受容体OH-3'位に転移させたラクト-N-テトラオース(Galβ1-3GlcNAcβ1-3Galβ1-4GlcNAc)の合成に成功した。
4.オリゴ2糖鎖ライブラリーから、N-アセチルラクトサミンおよび関連2糖をポリスチレン型やポリアクリル型高分子側鎖に組み込んだ人口糖鎖高分子を系統的に合成した。これらを用い各種レクチンとの相互作用を解析したところ、2糖鎖程度の短鎖側鎖であってもレクチンの糖鎖認識に応じた結合特性を示すばかりか、高分子効果(クラスター効果)による反応性の増幅作用も持ち合わせていた。

研究成果

• [文献書誌] T.Murata, A.Tashiro, T.Itho and T.Usui: "Enzymatic synthesis of 3'-O- and 6'-O-N-acetylglucosaminyl-N-acetyl-lactosaminide glycoside catalyzed by -NAHase" Biochim.Biophys.Acta. 1335. 326-334 (1997)
• [文献書誌] T.Murata and T.Usui: "Oligosaccharide units library and its utilization" Biosci.Biotech.Biochem.61. 607-615 (1997)
• [文献書誌] K.Kobayashi, E.Tawada, T.Akaike and T.Usui: "Artificial glycopeptide conjugate:simple synthesis of lactose-and N,N'- -glycoside linkages and their interaction with lectins" Biochim.Biophys.Acta. 1336. 117-122 (1997)
• [文献書誌] K.Kobayashi, A.Tsuchida, T.Usui and T.Akaike: "A new type of artificial glycoconjugate polymer:a covenient synthesis and its interaction with lectins" Macromolecules. 30. 2016-2020 (1997)
• [文献書誌] T.Murata, T.Itho and T.Usui: "Enzymatic synthesis of -D-Gal-(1-3)-[ -D-GlcNAc-(1-6)- -D-GalNAc-OC_6H_4NO_2-p as a carbohydrate unit of mucin-type 2 core" Glycoconjugate J.(in press).
• [文献書誌] Z.Xiaoxiong et al.: "Synthesis of artificial N-glycopolypeptides carrying N-acetyl-lactosamine and its related compounds and their specific interaction" Biosci.Biotech.Biochem.(in press).