ヘパリン生合成を制御するコアペプチドと糖転移酵素間の分子認識機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12660098
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 田村 純一 鳥取大学, 教育地域科学部, 助教授 (30221401)
• Keywords: プロテオグリカン / グリコサミノグリカン / 糖鎖 / グリコシル化 / コアペプチド / 糖転移酵素 / ヘパリン / コンドロイチン

Research Abstract

グリコサミノグリカン(GAG)は、異なった機能を持つヘパリン型とコンドロイチン型に分類される。しかし、これら二型への生合成分岐点である還元末端から五番目のヘキソサミン転移機構は不明である。本研究では、GAGの生合成仕分け機構を解明するため、直接酵素的糖鎖伸長反応に用い得るプロテオグリカンを合成する。これまでヘパリン型糖鎖には、直結する疎水域とそれに続く酸性域コアペプチドが常に存在することが指摘されており、ヘパリンヘの糖鎖伸長を決定づける五番目のGlcNAc転移酵素にコアペプチドを認識する部位が存在することを示唆している。そこで、標的化合物には、酸性・疎水性ペプチドシークエンスのセリン残基にGlcAGalGalXylからなるGAG四糖の結合したBetaglycanの部分構造を選択した。Betaglycanは糖鎖近傍に疎水性・酸性を持つS_<535>GWPDGYEDLES_<547>Gからなるコアペプチドを有する。Betaglycanがコアペプチド形成後、そのセリン残基に逐次単糖単位で糖鎖を伸長して形成されることを考えると、セリン近傍のペプチド環境は無視できない。興味深いことに、単離生成物のS_<535>とS_<547>にはそれぞれヘパリン型とコンドロイチン型糖鎖が結合している。13年度は前年度に引き続き、適切に保護した上記四糖の量的確保と、収率向上のための効率的な合成経路を開拓した。また、縮合時におけるアミノ酸のラセミ化を避ける行程への変更も行った。短いペプチド鎖であるS_<535>GWPDGを持つ四糖ヘキサペプチドは、マニュアル合成のほか、新たに固相法を導入し、合成の最適化を検討した。

Research Products

• [Publications] H.Kitagawa ほか: "rib-2, a Caenorhabditis elegans Homolog of the Human Tumor Suppressor EXT Genes Encodes a Novel α 1,4-N-Acetylglucosaminyltransferase Involved in the Biosynthetic Initiation and Elongation of Heparan Sulfate"J.Biol.Chem.. 276. 4834-4838 (2001)
• [Publications] J.Tamura, J.Nishihara: "Synthesis of Phosphorylated and Sulfated Glycosyl Serines in the Linkage Region of the Glycosaminoglycans"J.Org.Chem.. 66. 3074-3083 (2001)
• [Publications] J.Tamuraほか: "Synthesis of Linear-Type Chondroitin Clusters Having a C8 Spacer between Disaccharide Moieties and Enzymatic Transfer of D-Glucuronic Acid to the Artificial Glycans"Carbohydr.Res.. 332. 41-51 (2001)
• [Publications] B-.T.Kim ほか: "Human Tumor Suppressor EXT Gene Family Members EXTL1 and EXTL3 Encode α1, 4-N-Acetylglucosaminyltransferases that likely are involved in Heparan Sulfate/Heparin Biosynthesis"Proc.Natr.Acad.Sci.. 98. 7176-7181 (2001)
• [Publications] J.Tamura: "Recent Advances in the Synthetic Studies of Glycosaminoglycans (グリコサミノグリカン化学合成の最近の進歩)"Trend.Glycosci.Glycotech.. 13. 65-88 (2001)
• [Publications] T.Uyamaほか: "Molelcular Cloning and Expression of a Human Chondroitin Synthase-2:The Key Enzymme for Chain Determination and Initiation of Chondroitin/Dermatan Sulfate on the Protein Linkage Region Shared by Heparin/Heparan Sulfate"J.Biol.Chem.. (accepted).
• [Publications] J.Tamura: "Oligosaccharides in Chemistry and Biology : A Comprehensive Handbook"Wiley/VCH. 2288(18) (2000)