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2017 年度 実績報告書

精密合成した糖タンパク質プローブを用いるゴルジ装置内糖鎖構造管理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H01214
研究機関大阪大学

研究代表者

梶原 康宏  大阪大学, 理学研究科, 教授 (50275020)

研究分担者 佐藤 あやの  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40303002)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード糖タンパク質 / 糖鎖 / ゴルジ体
研究実績の概要

鶏卵から糖鎖-アスパラギンを調製し、このアスパラギンの両端にペプチドを水溶液中で連結する新規糖ペプチド合成法を検討した。この反応では、native chemical ligation (NCL)というペプチドを連結するための補助基としてSeitzらが報告したチオール基を持つN-ベンジル系化合物をヒト型糖鎖に導入した。そして、糖鎖アスパラギンのN末端側、C末端側にこの補助基を導入することで、ペプチドが実用的に連結できることができた。この方法を用いて、現在、糖鎖末端がdi-GlcANcになった2分枝複合型糖鎖をもつエリスロポエチン(EPO)等の合成をおこなっている。
糖鎖末端が、di-GlcANcのN型糖鎖をもつ小型糖タンパク質CCL-1の合成をおこない、超遠心で単離したゴルジ装置の破砕溶液に加え、どのような糖鎖付加が進行するか考察した。その結果、疎水性の高い糖鎖アスパラギン誘導体や糖タンパク質CCL-1に、N型糖鎖を3分枝にするGlcNAcが導入されることが確認できた。また、同様にエリスロポエチンの126番目にO-GalNAcが導入される際、どのようなアミノ酸配列が認識されているかその周辺のペプチドを様々合成し、ゴルジ画分に入れLCMSを用いて追跡した。その結果、126, 127, 128, 129位周辺の配列、特にプロリンの存在が必要であることがわかった。
ほ乳類の細胞にAlexa-Fluor標識されたコレラ毒素B(市販品)を加え、ゴルジ体、小胞体、そしてゴルジ体へ移動できるかその条件検討をおこなった。その結果、蛍光顕微鏡で追跡する限りAlexa-Fluor-コレラ毒素Bはゴルジ体、小胞体へ移動していることが確認できた。今後、di-GlcANc-N型糖鎖が結合したAlexa-Fluor-コレラ毒素Bをゴルジ体に導入し、その糖鎖構造変化がどのようになるか追跡する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

小型糖タンパク質を従来法で化学合成し、ゴルジ体画分に加えることで糖鎖の伸長をLCMSで追跡できたことから当初の予定通りのシステムが構築できたと考えている。また、新規な糖ペプチド合成法についても期待通り補助基を使うことで糖鎖アスパラギンとペプチドを連結できることが確認できた。また、生細胞をつかった糖タンパク質の導入法も確立できた。

今後の研究の推進方策

今後は、より中型の糖鎖タンパク質を合成し、本年度と同様ゴルジ画分と反応させ、タンパク質の物理化学的性質に依存して糖鎖分枝様式がかわるかを追跡する。また、糖タンパク質を利用するアフィニティーカラム等も検討し、ゴルジ体内の糖鎖分枝様式を制御している因子がなにか探索する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Semisynthesis of Complex-Type Biantennary Oligosaccharides Containing Lactosamine Repeating Units from a Biantennary Oligosaccharide Isolated from a Natural Source2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Maki, Takanori Mima, Ryo Okamoto, Masayuki Izumi, and Yasuhiro Kajihara
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 83 ページ: 443-451

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b02485

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical Synthesis of Glycoproteins with the Specific Installation of Gradient-enriched 15N-labeled Amino Acids for Getting Insights into Glycoprotein Behavior2017

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Minh Hien, Masayuki Izumi, Hajime Sato, Ryo Okamoto, and Yasuhiro Kajihara
    • 雑誌名

      Chem Eur. J.

      巻: 23 ページ: 6579-6585

    • DOI

      : 10.1002/chem.201606049

    • 査読あり
  • [学会発表] ゴルジ体由来のN-アセチルガラクトサミン転移酵素の基質特異性2018

    • 著者名/発表者名
      岩木 ゆか、真木 勇太、岡本 亮、梶原 康宏
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Synthesis of Glycoconjugates for Elucidation of Oligosaccharide Functions2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kajihara
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (Carbohydrate)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New Approach for Chemical Synthesis of Glycoproteins2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kajihara
    • 学会等名
      7th Chemical Protein Synthesis Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of sialyltransferase2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kajihara
    • 学会等名
      9th Asian Community of Glycoscience and Glycotechnology Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] ゴルジ体における糖鎖構造制御システムの解明研究2017

    • 著者名/発表者名
      岡 彩惠 、萱原 沙耶、真木 勇太、岡本 亮、和泉 雅之 、梶原 康宏
    • 学会等名
      第36回 日本糖質学会年会
  • [学会発表] 第36回 日本糖質学会年会2017

    • 著者名/発表者名
      西川 理恵 、真木 勇太、岡本 亮、和泉 雅之 、梶原 康宏
    • 学会等名
      第36回 日本糖質学会年会

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公開日: 2018-12-17  

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