生体内機構の解明を指向した任意の糖鎖を有する糖タンパク質の効率的合成

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16790027
• 研究機関: 帝京大学
• 研究代表者: 荒井 緑 帝京大学, 薬学部, 助手 (40373261)
• キーワード: タンパク質の品質管理 / 高マンノース型糖鎖 / グリコシデーション / 阻害剤 / 糖タンパク質

研究概要

1.リゾチームはプロテアーゼによって加水分解され、DMSOによりタンパク質の再編成が進行することが知られている。リゾチームの加水分解にて遊離する15残基のペプチド鎖中の一つのアミノ酸をシステインに置き換えたペプチドを自動合成装置で効率良く合成しHPLCにて精製した。凍結乾燥後、プロテアーゼ処理したリゾチームに過剰の合成ペプチドを加え、DMSOにより再編成を行い、SH基の検出を蛍光基などで試みたが困難であった。そこで、あらかじめ糖を導入したペプチドを用いることとし、上記のように合成したSH基をもつペプチドに、別途合成したヨードアセチル基を有する糖化合物を反応させ、HPLC精製の後、望みの糖ペプチドを得た。合成糖ペプチドを用いて再編成を行ったところ、TOF-MSにて糖の分子量分が増加したマスピークを検出することができた。今後、生体内での新生糖タンパク質の合成に重要な、高マンノース型糖鎖の類縁体の導入を試みる。
2.糖タンパク質の品質管理機構解明の糖鎖プローブ合成とその生理活性の評価研究を行った。品質管理機構に関わるグルコシダーゼIIの阻害剤をデザインし、合成に成功した。品質管理機構に重要な分子シャペロンであるカルレティキュリンを組み換えタンパク質として大腸菌から発現させ、合成した本阻害剤とシャペロンとの結合能をITCを用いて測定した。その他の生理活性についても検討中である。
3.また、グリコシデーションがキシレン凍結溶媒中で著しく加速されることを研究室の共同研究で見いだし、10糖以上のカップリングにおいても有効であることを示すことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Relationship of Stereochemical and Skeletal Diversity to Cellular Measurement Space (2004)
  • 著者名/発表者名: Kim, Y.-K., Arai, M.A., Arai, T., Lamenzo, J.O., Dean III, E.F., Patterson, N., Clemons, P.A., Schreiber, S.L.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 126 ページ: 14740-14745
• [雑誌論文] Synthesis of Fluorine Substituted Oligosaccharide Analogues of Monoglucosylated Glycan Chain, a proposed Ligand of Lectin-chaperone Calreticulin and Calnexin (2004)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Hagihara, S., Arai, M.A., Matuo, I., Takatani, M.
  • 雑誌名: Glycoconjugate J. 21 ページ: 257-266
• [雑誌論文] Synthesis of Glycoprotein Molecular Probes for the Analyses of Protein Quality Control System (2004)
  • 著者名/発表者名: Totani, K., Matuo, I., Takatani, M., Arai, M.A., Hagihara, S., Ito, Y.
  • 雑誌名: Glycoconjugate J. 21 ページ: 69-74
• [雑誌論文] Accelerated Glycosylation under Frozen Conditions (2004)
  • 著者名/発表者名: Takatani, M., Nakano, J., Arai, M.A., Ishiwata, A., Ohta, H., Ito, Y.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 45 ページ: 3929-3932
• [雑誌論文] Development of the First Spiro Bis(isoxazoline) Ligands (SPRIXs) and Their Applications to Catalytic Enantioselective Reactions (2004)
  • 著者名/発表者名: Arai, M.A., Shinohara, T., Arai, T., Sasai, H.
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 62 ページ: 59-69
• [雑誌論文] Spiro Bis(isoxazole) as a New Chiral Ligand (2004)
  • 著者名/発表者名: Wakita, K., Arai, M.A., Kato, T., Shinohara, T., Sasai, H.
  • 雑誌名: Heterocycles 62 ページ: 831-838