グリコサミノグリカン由来免疫賦活活性糖鎖配列の徹底解明

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24590046
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 戸井田 敏彦 千葉大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (60163945)
• キーワード: コンドロイチン硫酸 / 活性中心 / 糖鎖配列 / 経口吸収 / 免疫賦活活性 / 質量分析

研究概要

血液中に存在するトリプシンインヒビタービクニンに結合する低硫酸化コンドロイチン硫酸鎖の硫酸化配列解明に引き続き、皮膚デルマタン硫酸プロテオグリカンデコリンに結合するグリコサミノグリカン糖鎖の配列（シークエンシング）に成功した。トリプシンインヒビターに関しては、タンパク質結合領域の近傍で、高度に制御された硫酸化パターンを検出ることができた。また主に皮膚の細胞外マトリックスの主要成分として存在するデコリンに結合するデルマたん硫酸糖鎖に関しても、ある一定の硫酸化パターンの繰り返し構造や、グルクロン酸、イズロン酸の配列パターンが存在することを明らかにすることができた。
これまで乱雑な、不特定の糖鎖配列を示すものと推定されていたグリコサミノグリカンが、極めて制御された一定の配列によって構成されていることを世界で初めて、質量分析計を用いて証明することに成功した。更にMS/MS分析の結果、質量数が同等の上記2種類のウロン酸残基を正確に判別することが可能となり、糖鎖生物学への寄与が期待できる方法であることを示すことができた。
また経口投与した比較的分子量の高い（１万5千程度）コンドロイチン硫酸が、腸管吸収されることを放射性同位体を用いることなく明らかにした。さらに、これまで吸収されにくいと判断されていたのは、血液中に存在するヒアルロニダーゼによる分解が原因であることを新たに突き止めた。得られた成果は、現在汎用されている機能性食品としてのコンドロイチン硫酸の生理活性、そのメカニズム解明に貢献する可能性がある。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

思いがけず構造活性中心、すなわちコンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸における硫酸化を含む糖鎖配列が、高い生理的制御下に置かれていることを明らかにすることができた。また経口吸収されていたコンドロイチン硫酸が、なぜ血中に検出されなかったのかの、長年の疑問を解明することができたため。

今後の研究の推進方策

本年度で終了するため、論文としてまとめる予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Method to detect contaminants in heparin using radical depolymerization and liquid chromatography-mass spectrometry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Li G, Cai C, Li L, Fu L, Chang Y, Zhang F, Toida T, Xue C, Linhardt RJ.
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 86 ページ: 326-330
  • DOI: 10.1021/ac403625a. Epub 2013 Dec 23.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of putrescine uptake by PotFGHI and PuuP and their physiological significance in Escherichia coli. (2014)
  • 著者名/発表者名: Terui Y, Saroj SD, Sakamoto A, Yoshida T, Higashi K, Kurihara S, Suzuki H, Toida T, Kashiwagi K, Igarashi K.
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 46 ページ: 661-670
  • DOI: 10.1007/s00726-013-1517-x. Epub 2013 May 30.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acrolein stimulates the synthesis of IL-6 and C-reactive protein (CRP) in thrombosis model mice and cultured cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Saiki R, Hayashi D, Ikuo Y, Nishimura K, Ishii I, Kobayashi K, Chiba K, Toida T, Kashiwagi K, Igarashi K.
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 127 ページ: 652-659
  • DOI: 10.1111/jnc.12336. Epub 2013 Jul 1.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acetaldehyde-induced cytotoxicity involves induction of spermine oxidase at the transcriptional level. (2013)
  • 著者名/発表者名: Uemura T, Tanaka Y, Higashi K, Miyamori D, Takasaka T, Nagano T, Toida T, Yoshimoto K, Igarashi K, Ikegaya H.
  • 雑誌名: Toxicology 巻: 310 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.tox.2013.05.008. Epub 2013 May 23.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro and in vivo evaluation of polymethylene tetraamine derivatives as NMDA receptor channel blockers. (2013)
  • 著者名/発表者名: Saiki R, Yoshizawa Y, Minarini A, Milelli A, Marchetti C, Tumiatti V, Toida T, Kashiwagi K, Igarashi K.
  • 雑誌名: Bioorgnic Medicinal Chemistry Letter 巻: 23 ページ: 3901-3904
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.04.063. Epub 2013 May 2.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence analysis and domain motifs in the porcine skin decorin glycosaminoglycan chain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhao X, Yang B, Solakyildirim K, Joo EJ, Toida T, Higashi K, Linhardt RJ, Li L.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 288 ページ: 9226-9237
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.437236. Epub 2013 Feb 19
  • 査読あり
• [学会発表] シロキクラゲ由来多糖類の構造と生理活性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸井田敏彦
  • 学会等名: 日本薬学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20140329-20140329
• [学会発表] センチネルリンパ節検出用多糖類の検索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 戸井田敏彦
  • 学会等名: 日本糖質学会年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20130809-20130809
• [備考] 千葉大学大学院薬学研究院病態分析化学研究室ホームページ
  • URL: http://www.p.chiba-u.ac.jp/lab/bunseki/index.html