| 研究課題/領域番号 |
25410186
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 公益財団法人野口研究所 |
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研究代表者 |
山ノ井 孝 公益財団法人野口研究所, 研究部, 主任 (20182595)
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| 研究分担者 |
小田 慶喜 公益財団法人野口研究所, 研究部, 研究員 (00442567)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 抗ピロリ菌剤 / クラスター / Ｄｕａｌ糖クラスター / αＧｌｃＮＡｃ / ルイスｂ糖鎖 / デンドリマー / シクロデキストリン |
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| 研究概要 |
本研究では、胃粘膜の表層粘膜に棲息するピロリ菌がルイスｂ関連糖鎖に結合し、胃粘膜下層のムチン糖鎖がピロリ菌に対し抗菌作用を有するという二つの知見を基に、従来の抗生物質とは異なる機序でのピロリ菌を標的とした抗菌剤を開発する。すなわち、ルイスｂ関連糖鎖とムチン糖鎖の二種類の糖鎖から成るハイブリッド糖鎖集積体を用いた高活性な抗ピロリ菌剤の創製を目指す。この抗菌剤はルイスｂ型糖鎖がピロリ菌のトラップ剤として働き、近傍のムチン型糖鎖が抗菌剤として機能する仕組みを持つ。本研究では、二種類の糖鎖の集積効果による新しい概念である“Dual糖鎖クラスター効果”の発現を目指す。
本研究では、ルイスｂ型糖鎖とαGlcNAc型糖鎖の二種類の糖鎖から成るハイブリッドタイプの糖鎖分子集積体を化学合成して、抗ピロリ菌活性評価を行う。この抗ピロリ菌活性評価では、二種類の糖鎖の集積効果に基づくDual糖鎖クラスター効果の有効性の検証を兼ねる。本研究の進展はハイブリッド糖鎖集積体の化学合成の成功に依存している。平成２５年度は、ハイブリッド糖鎖集積体を構成する化合物である糖鎖誘導体とスキャフォールド材の化学合成を検討した。スキャフォールド材では生体での安全性が高いシクロデキストリンやアミノ酸型デンドリマーを用いることとした。スキャフォールド材と糖鎖との結合は、還元的アミノ化反応やクリック化学として知られているHuisgen環化反応で構築することとし、これに適用可能なスキャフォールド材の合成に成功した。
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| 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
スキャフォールド材には生体での安全性が高いシクロデキストリン及びアミノ酸型デンドリマーを用いることとして、これらでは多価性のアミノ基あるいはアジド基を導入した化合物の合成を検討した。シクロデキストリンでは、安価なβ-シクロデキストリンを用いて、一級水酸基側に七つのアジド基を持つβ-シクロデキストリン誘導体の大量合成を行い、数グラムのヘプタ-アジド-β-シクロデキストリンを得ることに成功した。アジド基は容易に還元できることから、ヘプタ-アミノ-β-シクロデキストリンの合成も可能にした。得られたヘプタ-アジド-β-シクロデキストリンを用いて、いくつかの糖誘導体とのクリック反応を検討したところ、いずれも高収率に糖誘導体ができることもわかった。
また、アミノ酸デンドリマー合成では、メチル L-アラニンをコアとするL-リジン残基を三世代延長したデンドリマー誘導体を数グラムで得ることに成功している。このアミノ酸デンドリマーは末端に八個のアミノ基を持つ構造である。得られたアミノ酸デンドリマーを用いて還元的アミノ反応を用いて、糖質誘導体の導入を試みたが、導入率は低いことがわかった。今後は合成したデンドリマーのアミノ基をアジド基等に化学変換して、クリック反応等が適用可能なデンドリマー化合物に変換する必要性があることも明らかにした。
ルイスｂ型糖鎖は、ブロック合成が可能な単糖誘導体の合成に着手して、現在合成途中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
ハイブリッド糖鎖集積体の化学合成を検討する。スキャフォールドへの糖鎖の固定化は、還元的アミノ化反応あるいはHuisgen環化反応で行うが、ルイスｂ型糖鎖（Fucα1→2 Galβ1→3（Fucα1→4）GlcNAc及びFucα1→2 Galβ1→3GlcNAc）及びαGlcNAc型糖鎖（GlcNAcα1→4Gal及びGlcNAcα1→4Galβ1→4GlcNAc）の化学量論量を考慮して二種類の糖鎖が様々な割合になるハイブリッド糖鎖集積体を合成する。アミノ酸型デンドリマーでは、末端のリシン残基には二つアミノ基を有する。この二つのアミノ基の反応性は異なり、この反応性の差を利用した糖鎖導入法も検討する。すなわち、アミノ基の反応性の差から規則性が高い糖鎖集積体を合成できる可能性が高い。得られたハイブリッド糖鎖集積体は、マススペクトルによって、二種類の糖鎖の導入率や導入割合を算出する。糖鎖の立体障害等が原因で糖鎖の導入率が悪い場合には、糖鎖とスキャフォールド分子の間にスペーサーを入れた糖鎖集積体の設計を行う。
化学合成されたハイブリッド糖鎖集積体は随時、抗ピロリ菌活性の評価を行う。ハイブリッド糖鎖集積体を用いることでのDual糖鎖クラスター効果を見積もり、ハイブリッド糖鎖集積体と抗ピロリ菌活性の構造活性相関についても議論する。これらの情報を基に、さらに新たなハイブリッド糖鎖集積体を設計・合成を行う。得られた抗ピロリ菌活性評価を検証して、高度な抗菌活性を有する抗ピロリ菌剤の開発に向けた情報を得ることが最終的な課題である。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
次年度に、化学合成に必要な装置等にあてるため。
溶媒留去装置に使用する。
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