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本研究では、任意の糖鎖構造を高親和的かつ高選択的に認識可能な機能性ポリペプチドの構築を第一段階の目標とした。その目的をふまえ、α-ヘリックス構造やβ-ターン構造を形成すべくde novo設計したポリペプチド高次構造の化学合成を行った。さらに、設計したポリペプチド高次構造を基体として、人工機能性基であるボロン酸基の位置特異的導入を試みた。次いで、任意の糖分子に対して結合部位を最適化するため、ボロン酸導入位置周辺の数残基を19種の標準アミノ酸でランダム化したペプチドライブラリを、スプリット・ミックス法やパラレル合成法で調製した。蛍光ラベルしたオリゴ糖分子や糖ユニットを含む補酵素であるフラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)を基質としたスクリーニングの結果、格糖認識能を有する機能性ペプチド分子の獲得に成功した。得られた数種のポリペプチドの一次配列解析によって、効率的糖ユニット結合に必要となるファクターを分子レベルで見いだすことができた。また、得られたペプチド配列情報をもとに設計・合成した人工ペプチドは、溶液中で安定な高次構造を形成し、糖基質やFADを高い親和性と選択性をもって結合可能であることが明らかとなった。以上より、糖-ペプチド複合体形成に必要ないくつかのポリペプチド高次構造要素を確立することが出来た。また、得られた人工ペプチド配列と天然タンパク質の複合化に基づく新規融合タンパク質の構築も試みた。さらに、ペプチドライブラリの固相上への固定化を行い、糖鎖認識ペプチドアレイの構築を達成した。固相表面上での人工ペプチドの糖鎖認識機能を詳細かつ系統的に評価し、人工設計ペプチドアレイの性能を明らかとした。
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