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2021 年度 実施状況報告書

糖鎖を介したタンパク質架橋反応のリアルタイム観察とリガンド創出への新アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 20K05855
研究機関福島大学

研究代表者

尾形 慎  福島大学, 食農学類, 准教授 (10532666)

研究分担者 若松 孝  茨城工業高等専門学校, 専門共通教育部, 教授 (80220838)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード糖鎖クラスター / レクチン / ウイルス / 架橋 / 凝集
研究実績の概要

我々は、糖鎖を介した生物学的反応プロセスのモデルとして知られている、糖鎖と糖認識タンパク質(レクチン)間の架橋形成に伴う形態変化をターゲットにしている。これまでの研究では、糖鎖リガンドとレクチンとの架橋形成の評価は、架橋複合体の形成前後における状態観察に留まり、架橋反応をリアルタイムで分析することが難しいため、糖鎖レクチン架橋反応プロセスの全容は従来、不明のままであった。
令和3年度は、本プロジェクトで製作および改良した時間分解F-LS測定装置の汎用性を評価する目的で、これまで評価してきたシアロ型中分子糖鎖リガンドとニホンニワトコ由来のシアル酸認識レクチン(ニホンニワトコレクチン、SSA)間での相互作用以外の糖鎖-レクチン間の架橋形成反応に対する評価を実施した。具体的には、中分子糖鎖リガンドの糖鎖部分をN-アセチルラクトサミン(LacNAc)やN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)分子に改変したり、骨格部と糖鎖部を繋ぐスペーサー構造を改変するなどして、様々な中分子糖鎖リガンドを合成した。さらに、これら中分子糖鎖クラスターと対応するレクチン{デイゴマメレクチン(ECA)や小麦胚芽レクチン(WGA)など}との架橋凝集反応を時間分解F-LS測定装置によって評価した。結果、シアロ中分子糖鎖リガンドとSSAレクチン間で見られた架橋凝集反応のリアルタイム観察が、新たに構築した中分子糖鎖クラスターとレクチン間でも再現性良く観察できることを実証した。

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

令和3年度に予定していた、中分子糖鎖クラスターの構造改変、すなわち、骨格、糖鎖部およびスペーサー部の改変を行うことでライブラリーの構築を実施した。さらに、これら作製した中分子糖鎖クラスターと対応するレクチン間での架橋凝集反応を時間分解F-LS測定装置を用いて評価した。さらに、令和2年度に実施した、時間分解F-LS測定装置を用いたシアロ型中分子糖鎖リガンドとSSAレクチン間での架橋反応のリアルタイム観察に関する論文の作成を行い、現在投稿準備中である。

今後の研究の推進方策

令和2年度および令和3年度で構築した中分子糖鎖クラスターライブラリーは、その骨格や糖鎖、スペーサーなどの構造がそれぞれ異なっている。本プロジェクトの最終年度である令和4年度では、これら中分子糖鎖クラスターライブラリーとレクチンとの相互作用を時間分解F-LS測定装置を用いて評価することを目標とする。また、これら新たな手法で評価された相互作用情報を指標とすることで、形態変化発現(架橋複合体形成能)に特化した糖鎖分子の機能設計を推進する。さらに、中分子糖鎖クラスターと粒子表面にレクチン分子を多数持ったウイルス粒子との相互作用観察を時間分解F-LS測定装置によって行う。

次年度使用額が生じた理由

(理由)令和3年度に予定していた研究が予定通り進行したため、次年度の研究に充てることにした。
(使用計画)令和4年度に予定している分析機器の改良に関する物品購入費等に充てる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Middle-molecular-weight glycoclusters for the crosslinking of multivalent lectins2021

    • 著者名/発表者名
      Ogata M
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 33 ページ: E91-E97

    • DOI

      10.4052/tigg.2016.7E

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多価レクチン架橋能を有する中分子糖鎖クラスター2021

    • 著者名/発表者名
      尾形慎
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 33 ページ: J91-J97

    • DOI

      10.4052/tigg.2016.7J

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] タンパク質凝集に高感度な前方静的・動的光散乱の同時計測技術の開発2022

    • 著者名/発表者名
      若松孝, 尾形慎, 植英規
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 時間分解前方光散乱測定による糖鎖-レクチン架橋凝集のダイナミクス2021

    • 著者名/発表者名
      尾形慎, 小野田崇司, 植英規, 若松孝
    • 学会等名
      蛋白質科学会
  • [学会発表] Functional design of glycan-conjugated molecules using a chemoenzymatic approach2021

    • 著者名/発表者名
      Makoto Ogata
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 酵素法を基盤とした糖質複合分子の機能設計に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      尾形慎
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部 第156回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学酵素融合法によるキチン糖類の合成・変換に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      尾形慎
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会東北支部会オンライン講演会
    • 招待講演
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/ogata-m

  • [産業財産権] 分析装置および分析方法2022

    • 発明者名
      若松孝、植英規、尾形慎
    • 権利者名
      若松孝、植英規、尾形慎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2022-27118

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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