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2019 年度 実施状況報告書

神経系ガングリオシドが持つ生物学的機能の分子基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K23627
研究機関岐阜大学

研究代表者

河村 奈緒子  岐阜大学, 研究推進・社会連携機構, 特任助教 (80849711)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
キーワードガングリオシド / 脂質ラフト / シアル酸
研究実績の概要

本研究課題は、神経細胞上に存在するシアル酸含有糖脂質(ガングリオシド)の一群であるc系列ガングリオシドを標的とし、その化学合成法の開発、さらに分子プローブを利用した機能解明を目的としている。初年度である本年度は、当初の研究計画に基づいて、c系列ガングリオシドの糖鎖部分の化学合成に注力し、以下の成果を得た。
1.二環性シアル酸ユニットの開発
c系列ガングリオシドの化学合成及びその分子プローブの開発はこれまで極めて困難とされてきた。その要因は、糖鎖に含まれるα(2,8)結合のシアル酸三量体の化学合成が極めて難しいことによる。本研究課題では、この課題の克服を目指し、新たなシアル酸三量体合成法を考案した。最近独自に開発したシアル酸の完全なα選択的グリコシド化法を基盤とし、α(2,8)結合合成用の新たな二環性シアル酸ユニットを二種類考案した。考案した候補の反応性の比較から、α(2,8)結合合成のための優れた二環性シアル酸ユニットを見出した。
2. シアル酸三量体の合成
上記の成果に基づいて、α(2,8)結合のシアル酸三量体の合成に取り組んだ。ガラクトースユニットを起点とし、二環性シアル酸ユニットを三度結合させる手法を試みた。その結果、三量体を高収率にて与える条件を見出し、新たな知見も得た。これにより、シアル酸三量体の合成に成功し、本研究課題で考案した合成法が有用であることを確認した。c系列ガングリオシドの合成達成に向け、さらに研究を進めている。

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

本研究の遂行にあたって最も困難と予想されたシアル酸三量体の合成に成功したため、合成上の課題を解決することができたと考えている。当初計画していたガングリオシド構造の合成までにはあと少しの工程が残されているため、次年度に完了させる予定である。以上のことから、おおむね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

初年度に確立したシアル酸三量体合成法を基盤に、c系列ガングリオシド及びその分子プローブの合成を遂行する。合成完了後は当初の研究計画に従い、細胞上での1分子イメージング、光架橋反応による親和性タンパク質の同定を実施する。

次年度使用額が生じた理由

当初計画していた実験計画に若干の変更の必要性が生じ、当該年度に予定していた蛍光色素(40万円)の購入費用を、次年度の消耗品費に充当させる。研究成果は順調に得られているため、研究計画や予算計画の大幅な変更は必要ないと考えている。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Efficient diversification of GM3 gangliosides via late-stage sialylation and dynamic glycan structural studies with 19F solid-state NMR2020

    • 著者名/発表者名
      Maina Takahashi、Junya Shirasaki、Naoko Komura、Katsuaki Sasaki、Hide-Nori Tanaka、Akihiro Imamura、Hideharu Ishida、Shinya Hanashima、Michio Murata、Hiromune Ando
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 18 ページ: 2902~2913

    • DOI

      10.1039/d0ob00437e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constrained sialic acid donors enable selective synthesis of α-glycosides2019

    • 著者名/発表者名
      Naoko Komura、Keiichi Kato、Taro Udagawa、Sachi Asano、Hide-Nori Tanaka、Akihiro Imamura、Hideharu Ishida、Makoto Kiso、Hiromune Ando
    • 雑誌名

      Science

      巻: 364 ページ: 677~680

    • DOI

      10.1126/science.aaw4866

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defining raft domains in the plasma membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kusumi、Takahiro K. Fujiwara、Taka A. Tsunoyama、Rinshi S. Kasai、An‐An Liu、Koichiro M. Hirosawa、Masanao Kinoshita、Nobuaki Matsumori、Naoko Komura、Hiromune Ando、Kenichi G. N. Suzuki
    • 雑誌名

      Traffic

      巻: 21 ページ: 106~137

    • DOI

      10.1111/tra.12718

    • 査読あり
  • [雑誌論文] シアル酸の立体選択的グリコシド化法2019

    • 著者名/発表者名
      河村 奈緒子、安藤 弘宗
    • 雑誌名

      ファインケミカル

      巻: 48 ページ: 5~12

  • [雑誌論文] Synthesis of ganglioside analogs containing fluorescently labeled GalNAc for single-molecule imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Machi Koikeda、Naoko Komura、Hide-Nori Tanaka、Akihiro Imamura、Hideharu Ishida、Makoto Kiso、Hiromune Ando
    • 雑誌名

      Journal of Carbohydrate Chemistry

      巻: 38 ページ: 509~527

    • DOI

      10.1080/07328303.2019.1609019

    • 査読あり
  • [学会発表] Stereoselective synthesis of α(2,8)-linked oligo-sialic acids using bicyclic sialic acids2019

    • 著者名/発表者名
      N. Komura, H.-N. Tanaka, A. Imamura, H. Ishida, H. Ando
    • 学会等名
      ACS Fall 2019 National Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Fully stereoselective α-glycosidation using macrobicyclic sialic acid donors2019

    • 著者名/発表者名
      N. Komura, K. Kato, T. Udagawa, S. Asano, H. -N. Tanaka, A. Imamura, H. Ishida, M. Kiso, H. Ando
    • 学会等名
      2nd Australasian Glycoscience Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Completely stereoselective α-glycosidation using macrobicyclic sialic acid donors2019

    • 著者名/発表者名
      N. Komura
    • 学会等名
      The 11th Asian Communication for Glycobiology and Glycotechnology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二環性シアル酸を用いたαグリコシド化反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      河村 奈緒子、加藤 慶一、宇田川 太郎、浅野 早知、田中 秀則、今村 彰宏、石田 秀治、木曽 真、安藤 弘宗
    • 学会等名
      第39回日本糖質学会年会

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公開日: 2021-01-27  

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