新規可溶化法を用いたO-結合型糖タンパク質の合成研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K21124
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 朝比奈 雄也 大阪大学, たんぱく質研究所, 助教 (10737232)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 糖タンパク質 / 糖ペプチド / インターロイキン－２ / ペプチドライゲーション / シアル酸

研究実績の概要

糖タンパク質の合成途上、目的タンパク質の部分配列（ペプチドセグメント）の高い難溶性に遭遇し、その合成が困難になることが頻繁にある。そこで、本研究では、難溶性ペプチドの可溶化を促進する親水性保護基、ピコリル基を開発し、先行研究で合成が困難であったインターロイキン－２（IL-2）の合成を経て、より汎用性の高い糖タンパク質の効率的合成法を確立する目的で行った。
前年度で、4-ピコリル（Pic）基を用いることでIL-2の全合成に成功している。しかし、グルタミン酸側鎖に導入したPic基は、固相合成中のピペリジン処理時に若干ながら不安定であることが分かった。この保護基の安定性を向上するため、立体障害を高めたピコリン型保護基を開発した。得られたピコリン型保護基は、Pic基と同様にペプチドの溶解性を高めるだけでなく、ペプチド伸長途上に生じるピログルタミン化を抑制し、効率よく目的の可溶ペプチドを与えた。この保護基を応用することで、ヒトヒストンH4の化学合成に成功し、この成果を査読付き学術論文誌「Chemical Communications」に報告することができた。
また、糖鎖構造の異なるIL-2の化学合成を行うべく、シアル酸含有糖アミノ酸ビルディングブロックの合成に挑戦した。酸性水溶液下で不安定なシアリル結合が、ペプチドの脱保護に用いられるトリフルオロ酢酸（TFA）カクテル条件下で安定であるか検証すべく、まずは、構造が単純なシアリルTn抗原（シアリルガラクサミン）を目的化合物として設定し、合成を進めた。種々検討の結果、シアル酸水酸基に4-メトキシベンジル基、及びガラクトサミン水酸基に4-メチルベンジル基で保護した糖アミノ酸を利用することで、効率良く無保護の糖ペプチドが得られることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] One-pot native chemical ligation by combination of two orthogonal thioester precursors (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuya Asahina, Toru Kawakami, Hironobu Hojo
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 53 ページ: 2114-2117
  • DOI: 10.1039/C6CC10243C
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of the One-pot Ligation by Using Two Orthogonal Thioesterification Devices (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuya Asahina, Toru Kawakami, Hironobu Hojo
  • 雑誌名: Peptide Science (Proceeding) 巻: - ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [学会発表] 直交型チオエステル化素子を利用した ヒトヒストンH4の化学合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 朝比奈雄也、川上徹、北條裕信
  • 学会等名: 日本農芸化学会２０１７年会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都府、京都市）
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] カベオリン-1の化学合成研究及び細胞膜内ドメインの構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤本梨菜、武居俊樹、朝比奈雄也、佐藤毅、北條裕信
  • 学会等名: 日本農芸化学会２０１７年会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都府、京都市）
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] TFA感受性保護基を用いたシアリル糖ペプチドの合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹田直樹、武居俊樹、朝比奈雄也、北條裕信
  • 学会等名: 日本農芸化学会２０１７年会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都府、京都市）
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] STUDY FOR DEVELOPMENT OF THE ONE-POT LIGATION BY USING TWO ORTHOGONAL THIOESTERIFICATION DEVICES (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuya Asahina, Toru Kawakami, Hironobu Hojo
  • 学会等名: 第５３回ペプチド討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府、京都市）
  • 年月日: 2016-10-26 – 2016-10-28
• [学会発表] Total Synthesis of Human Interleukin-2 Having Core 1 Disaccharide by the Reverse Polarity Protection Strategy (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuya Asahina, Shinobu Komiya, Ami Ohagi, Rina Fujimoto, Hiroko Tamagaki, Katsuhiro Nakagawa, Takashi Sato, Shizuo Akira, Toshifumi Takao, Akira Ishii, Yoshiaki Nakahara, Hironobu Hojo
  • 学会等名: 8th International Peptide Symposium
  • 発表場所: ライプツィヒ大学（ライプツィヒ、ドイツ）
  • 年月日: 2016-09-04 – 2016-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] 4-メチルベンジル基を用いたalpha-シアリル糖ペプチドの合成研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹田直樹、武居俊樹、朝比奈雄也、北條裕信
  • 学会等名: 第３５回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザ かるぽーと（高知県高知市）
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-03
• [備考] 2種類のチオエステル化前駆体を利用したワンポットNCL法
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/organic/res_desc/index.html#cpenac
• [備考] IL2の化学合成
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/organic/res_desc/index.html#IL2