糖鎖の分子認識発現機構の特異性解析

糖链分子识别表达机制的特异性分析

基本信息

批准号：
07229220
负责人：
碓氷泰市
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、複合糖質の分子認識に関わる重要オリゴ糖単位を合成するために、糖質水解酵素を触媒素子として、従来では達成し得ない実践的合成プロセスの確立を目指す。合成したオリゴ糖鎖を認識マーカーとして高分子に組み込んだ糖鎖高分子を構築したり、BIAcore(生物学的特異作用分析装置)のバイオセンサーリガンドと成し、これらと糖結合タンパクとの相互作用の解析から糖鎖認識発現の機作を究明していく。最初に、ムチン型糖鎖I型の構造ミミック単位である3‐O‐β‐ガラクトシル‐α‐N‐アセチルグルコサミニド配糖体(Galβ1‐3GalNAcα‐pNP)をブタ精巣β‐ガラクトシダーゼのガラクトシル転移反応を活用し、ラクトースとp‐ニトロフェニルα‐N‐アセチルガラクトサミニドとから従来では達成し得ない効率的な合成に成功した。次に、スフィンゴ糖脂質オリゴ糖単位として知られているラクト‐N‐トリオース(GlcNAcβ1‐3Galβ1‐4Glc)単位の合成すべくNocardia orientalis起源β‐N‐アセチルヘキソサミニダーゼを用い、受容体のラクトースグリコシド誘導体へのN‐アセチルグルコサミニル転移反応を試みた。この場合、受容体基質とシクロデキストリンとを包接複合体となし反応を行うとGlcNAc転移の位置選択性の操作が可能で、目的化合物の収率の向上ををもたらした。さらに、α結合したL‐フコース3糖の合成をAlcaligenes sp. 起源α‐L‐フコシダーゼのフコシル転移反応により、p‐ニトロフェニルα‐L‐フコシドとN‐アセチルラクトサミンから高収率で2′‐O‐α‐L‐フコシル‐N‐アセチルラクトサミンを得た。これまでに酵素合成で得たp‐ニトロフェニルβ‐ラクトサミニドを出発原料に用いてニトロ基を還元後、p‐アクロイルアミノフェニル配糖体とし、これをモノマーにして重合反応を行い糖鎖ポリマー(pA‐LacNAc)を得た。同じ合成プロセスでpA‐IsoLacNAc、pA‐Lac等を得た。これらはレクチンとの糖鎖認識に基づいた結合特性を示し、糖鎖プローブとしての利用が期待できた。

本研究旨在建立一种常规无法实现的实用合成工艺，利用碳水化合物水解酶作为催化元件，合成参与复杂碳水化合物分子识别的重要寡糖单元。我们通过将合成的寡糖链整合到聚合物中作为识别标记来构建糖链聚合物，或将其用作BIAcore（生物特异性效应分析仪）的生物传感器配体，并将其与糖结合蛋白相互作用我们将研究糖链识别表达的机制。通过分析首先，我们利用I型粘蛋白聚糖的结构模拟单元3-O-β-半乳糖基-α-N-乙酰氨基葡萄糖苷（Galβ1-3GalNAcα-pNP），利用猪睾丸β-半乳糖苷酶进行半乳糖基转移。通过该反应，我们成功地高效合成了乳糖和对硝基苯基α-N-乙酰基半乳糖胺，这是常规方法无法实现的。接下来，我们使用来自东方诺卡氏菌的β-N-乙酰氨基己糖苷酶合成乳糖-N-三糖（GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glc）单元，该单元被称为鞘脂寡糖单元，我们尝试了将N-乙酰氨基葡萄糖转移到糖苷衍生物。在这种情况下，当受体底物和环糊精作为包合络合物反应时，可以控制GlcNAc转移的区域选择性，从而提高目标化合物的产率。此外，通过源自产碱杆菌-O-的α-L-岩藻糖苷酶的岩藻糖基转移反应，以对硝基苯基α-L-岩藻糖苷和N-乙酰基乳糖胺高产率合成了α-连接的L-岩藻糖三糖。得到α-L-岩藻糖基-N-乙酰基乳糖胺。以酶法合成得到的对硝基苯基β-乳糖胺为起始原料，硝基被还原生成对丙烯酰氨基苯基糖苷，然后转化为单体，进行聚合反应形成糖获得链聚合物(pA-LacNAc)。通过相同的合成工艺得到pA-IsoLacNAc、pA-Lac等。这些表现出基于凝集素糖链识别的结合特征，并有望用作糖链探针。