生命科学材料としてのオリゴ糖鎖の工学的展開

1998 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: 鯵坂 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 library / 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製"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. 安価なラクトースを出発基質として、グリコシダーゼやグルコシルルトランスフェラーゼの糖転移反応を活用してミルクオリゴ糖やスフィンゴ糖脂質のラクト及びネオラクト系列の共通の糖鎖4糖として知られているラクト-N-テトラオース(Galβ1-3 GlcNAcβ1-3Galβ1-4GlcNac)そしてラクト-N-ネオテトラオース(Galβ1-4GlcNAcβ1-3 Galβ1-4GlcNac)の汎用性の高い逐次合成法を確立した。
2. Alcaligenes sp.由来α-L-フコシダーゼを触媒素子としてp-ニトロフェニルα-L-フコピラノシドからラクトースやLacNAc受容体のOH-3′位にに高位置選択的にフコシル転移した3′-0-フコシルラクトース(Fucα1-2Galβ1-4Glc)や3′-0-フコシルラクトサミン(Fucα1-2Galβ1-4GlcNAC)高取率で得られる 実践的酵素合成法を確立した。
3. これまでに量産してきたオリゴ糖鎖ライブラリーを用い、ムチンに対応する糖鎖をポリグルタミン酸に組み込んだアジアロ型とシアロ型のムチン型糖鎖ポリペプチドの構築に成功した。これら糖鎖高分子は、ムチン糖鎖のモデルとしてばかりでなく、糖鎖プローブとしても有用であった。

研究成果

• [文献書誌] T.Murata, T.Itho,and T.Usui: "Enzymatic synthesis of β-D-Gal-(1-3)-[β-D-GlcNAc-(1-6)-α-D-GalNAc-OC_6H_4NO_2-ρ as a carbohydrate unit of mucin-type 2 core" Glycoconjugate J.15. 575-582 (1998)
• [文献書誌] X.Zeng, T Usui et.al.: "Synthesis of artificial N-glycopolypeptide carrying N-acctyllactosamine and related compounds and their specific interactions with lectins" Biosci.Biotech.Biochem.62. 1171-1178 (1998)
• [文献書誌] A.Tsuchida, S.Akimoto, T.Usui and K.Kobayashi: "Synthesis of artificial glycoconjugate polymers starting from enzymatically synthesized oligosaccharides and their interactions with lectins" J.Biochem.123. 715-721 (1998)
• [文献書誌] K.Kobayashi, S.Kamiya, M.Matsuyama, T.Murata and T.Usui: "Synthesis and function of a glycopolymer carrying Galβ1-4(GlcNAc)_3 tetrasaccharide" Polymer J.30. 653-658 (1998)
• [文献書誌] X Zeng, T.Murata, H.Kawagishi, T.Usui and K.Kobayashi: "Analysis of specific interaction of synthetic glycopeptides carrying N-acetyllactosamine and related compounds with lectins" Carbohydr.Res.312. 209-217 (1998)
• [文献書誌] T.Murata, T.Inukai, M.Suzuki, M.Yamagishi and T.Usui: "Facile enzymatic conversion of lactose into lacto-N-tetraose and lacto-N-neotetraose" Glycoconjugate J.,accepted for publication.