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2008 年度 実績報告書

組換え酵素を用いた人工コンドロイチン硫酸の合成と生理機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19870025
研究機関愛知医科大学

研究代表者

杉浦 信夫  愛知医科大学, 分子医科学研究所, 准教授 (90454420)

キーワード遺伝子組換え酵素 / コンドロイチン硫酸 / グリコサミノグリカン / 硫酸基転移酵素 / コンドロイチンポリメラーゼ / 表面プラズモン測定 / 蛍光高速液体クロマト / 親和性解析
研究概要

蛍光標識コンドロイチンオリゴ8糖(PA-CH8)および蛍光標識コンドロイチン多糖体(PA-CH12k,40k)を化学的修飾法と酵素法を組み合わせてmgスケールで合成した。また、遺伝子組換えコンドロイチン硫酸基転移酵素(C4ST1,C6ST1,C4S6ST,CS2ST)を大量調製し、アフィニティークロマトグラフィーにより精製した。これら合成コンドロイチン糖鎖と組換え硫酸基転移酵素を使用して、さまざまな硫酸基修飾オリゴ糖および多糖体を調製した。例えば多糖体にC4ST1を作用させて100%硫酸化したPA-C4Sや、C6ST1を作用させて100%硫酸化したPA-C6S、C4ST1とC6ST1を同時作用させて4S約40%,6S約60%のPA-C4S6S、さらにCS2STを作用させて二糖2硫酸化(diSD)構造を持つPA-CSD、C4S6STを作用させて二糖2硫酸化(diSE)構造を持つPA-CSEなどを合成した。合成硫酸化修飾オリゴ8糖は、分解酵素処理、酢酸水銀処理および2種類の蛍光HPLCシステムにより、8糖の糖鎖配列を決定出来る方法を開発した。さらに、表面プラズモン測定装置を用いて、固定化したミッドカインやプレイオトロピンに対する合成コンドロイチン硫酸誘導体の熱力学的親和性の解析を行った。硫酸基修飾の位置と量に関して結合性が大きく異なる解析結果が得られた。これらの結果を踏まえ、コンドロチン硫酸構造と生理活性の相関および生理機能探求の研究を進める。
本研究により、天然では得られない一定の糖鎖長で均一な硫酸基構造を持つコンドロイチン硫酸が得られ、今後の構造活性相関研究が飛躍的に進捗する。また、今回始めて体系的な糖鎖配列決定法を開発できた。これは今後のコンドロイチン硫酸誘導体の構造解析及び生理機能探索にきわめて有効である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Crystal structure of chondroitin polymerase from Escherichia coli K4.2009

    • 著者名/発表者名
      Osawa, T
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun. 378

      ページ: 10-14

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential synthesis of chondroitin oligosaccharides by immobilized chondroitin polymerase mutants2008

    • 著者名/発表者名
      Sugiura N
    • 雑誌名

      Glycoconj. J. 25

      ページ: 521-530

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The chondroitin polymerase K4CP : Molecular mechanism of selective bindings of donor substrates to two active sites.2008

    • 著者名/発表者名
      Sobhany, M
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 283

      ページ: 32328-32333

    • 査読あり
  • [学会発表] 遺伝子工学を利用した糖鎖医薬品の創製 -人工コンドロイチン硫酸の合成-2008

    • 著者名/発表者名
      杉浦 信夫
    • 学会等名
      私立大学連携による研究シーズ発表会
    • 発表場所
      メルパルク名古屋
    • 年月日
      2008-11-26
  • [学会発表] 網膜軸索は培養基質上のコンドロイチン硫酸を改変する2008

    • 著者名/発表者名
      安藤 覚
    • 学会等名
      第28回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2008-08-20
  • [学会発表] 酵素合成コンドロイチン硫酸オリゴ糖及び多糖ライブラリー2008

    • 著者名/発表者名
      杉浦信夫、原沙緒里、木全弘治、渡辺秀人
    • 学会等名
      第28回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2008-08-19
  • [学会発表] 遺伝子工学を利用したコンドロイチン硫酸の合成Synthesis of chondroitin sulfate using genetic engineering.2008

    • 著者名/発表者名
      杉浦 信夫
    • 学会等名
      第40回日本結合組織学会学術集会第55回マトリックス研究大会合同学術集会
    • 発表場所
      東京・こばまエミナース
    • 年月日
      2008-05-30
  • [備考]

    • URL

      http://www.aichi-med-u.ac.jp/institute/outline/buniken.html

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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