光レドックス反応を基盤とするタンパク質へのN-結合型糖鎖導入反応の開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K06995
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
• 研究機関: 長崎国際大学 (2020-2021); 金沢大学 (2019)
• 研究代表者: 山田 耕平 長崎国際大学, 薬学部, 准教授 (40583232)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: N-結合型糖鎖 / 光レドックス反応

研究成果の概要

N-結合型糖鎖はタンパク質の生化学的・物理化学的特性を様々に制御している。有機合成的手法を用いてN-結合型糖タンパク質と同じ結合様式で糖鎖を導入する手法は開発されていないため、光レドックス触媒によるC-S結合開裂・カルバモイル化反応による糖鎖導入反応の開発を行った。
種々検討した結果、直接的カルバモイル化は達成し得なかったが、C-S結合開裂は進行しC-B結合を形成する反応条件を見出した。C-B結合は、鈴木宮浦カップリングをはじめとする多種多様な反応に適用可能であるため、今後これを足掛かりにGlcNAcを有するアスパラギン側鎖の構築を目指す。

自由記述の分野

有機合成化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

糖鎖の機能解明や抗体医薬品などのタンパク質製剤の改良のために、有機合成的手法を用いてN-結合型糖タンパク質と同じ結合様式で糖鎖を導入する手法の開発が望まれている。特定の官能基の特異的な反応性を利用した種々のバイオコンジュゲーション法を用いた糖鎖導入が為されているが、非天然の結合様式は糖タンパク質の機能に影響を与える可能性があり、また、医薬品としての利用を考えるならば、この結合が抗原抗体反応のリスクとなることが懸念される。本研究の成果により、天然と同様の形式にてN-結合型糖鎖を任意のタンパク質に導入することが可能になるので、新たなタンパク質製剤の開発のためのツールとなり得る。