自然免疫の鍵物質の構造と機能に関する化学的研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14380288
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 楠本 正一 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30028253)
• キーワード: 免疫増強活性 / 自然免疫 / リポ多糖 / リピドA / 複合糖質 / 化学合成 / ペプチドグリカン / ムラミルペプチド

研究概要

自然免疫を始動する代表的な化合物・リポ多糖の活性部位リピドAについて、まずアフィニティー精製を活用した効率的な合成法を開発し、多数の類縁体を合成して、アシル基の分布や鎖長が活性に与える影響を解明する道を拓き、さらに計算化学的な手法によるアシル基の疎水的親和力と分子のかたちが活性に与える影響を解析した。リピドAの受容体であることを昨年明らかにした膜蛋白質TLR4とリピドA分子の相互作用を実証するためにリピドAの蛍光標識体の合成を検討し、広く複合糖質の標識に応用できる手法を考案して、生物活性を保持した蛍光標識リピドA合成に成功した。合成標識体はすでに受容体との相互作用解析研究に使用されている。大腸菌リピドAとは異なる活性パターンを示すHericobacter pylori菌のリピドAとその誘導体を合成して、このリピドAの活性の特徴を化学構造に基づいて解析した。
リポ多糖と並んで古くから免疫増強活性を有することが知られているペプチドグリカン(PGN)については、その受容体がまだ明確に証明されていない。本研究では過去にPGNの受容体候補であると示唆された膜蛋白質TLR2が、合成されたPGNの明確な部分構造によって活性化されることを確認するために、ムラミルジペプチドの構造を基礎に、より長い糖鎖構造、それに種々のペプチド鎖の結合した化合物などを化学的に合成した。ミシガン大・猪原らとの協同研究の結果、予期に反して八糖程度までの構造はTLR2ではなく、細胞内に存在するNOD2と呼ばれる新しい受容体を介して免疫系細胞を活性化することが明らかになり、高等動物が多重の監視機構によってバクテリアから身を譲る複雑かつ周到な自然免疫の機構の一つがまた明らかになった。糖鎖合成の効率化と選択性向上を図るためにマイクロ波を用いる手法や固相合成法など新たな展開を検討して成果を挙げた。

研究成果

• [文献書誌] M.Hashimoto: "Structural study on lipid A and the O-specific polysaccharide of the lipopolysaccharide from a clinical isolate of Bacteroides vulgatus from a patient with Crohn's disease"Eur. J. Biochem. 269. 3715-3721 (2002)
• [文献書誌] M.Izumi: "Solid-Phase synthesis of oligosaccharides using novel alkyne-type linkers : selection of reactive sites on the support by sonogashira reaction"Synlett. 2002 9. 1409-1416 (2002)
• [文献書誌] M.Izumi: "TMSCI as a mild and effective source of acidic catalysis in fischer glycosidation and use of propargyl glycoside for anomeric protection"Biosci. Biotechnol. Biochem. 66 1. 211-214 (2002)
• [文献書誌] S.-J.Ma: "A direct continuous spectrophotometric assay for glycosidases with 3-nitro-2-pyridyl glycosides by tautomerization of 2-hydroxy-3-nitropyridine"Anal. Biochem. 302. 291-297 (2002)
• [文献書誌] M.Wakao: "Chemical synthesis of cyclodextrins by using intramolecular glycosylation"J. Org. Chem. 2002 67. 8182-8190 (2002)
• [文献書誌] Y.Kim: "Structural analyses of lipid A moiety from various Helicobacter pylori strains and their novel immunobiological activities"Acta Med. Hyogo. 27 1. 51-68 (2002)
• [文献書誌] H.Akamatsu: "New efficient route for solid-phase synthesis of benzimidazole derivatives"J. Comb. Chem. 2002 4. 475-483 (2002)
• [文献書誌] H.Akamatsu: "Reactivity switching on solid support : solid-phase synthesis of tertiary amines by reduction of tertiary amides with LiAIH_4"Tetrahedron Lett.. 43 49. 8867-8869 (2002)
• [文献書誌] S.Kusumoto: "Synthetic chemistry and function of bacterial cell surface glycoconjugates"J. Chin. Chem. Soc.. 49 4. 453-458 (2002)