糖鎖高次機能デバイス化による細胞間接着相互作用のシミュレーション解析

通过创建高功能聚糖装置模拟分析细胞与细胞粘附相互作用

• 批准号: 21658116
• 负责人: 碓氷 泰市
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21658116/
• 关键词: 糖鎖; クラスター効果; 局所表面プラズモン共鳴法(LSPR); 自己組織化単分子膜; 糖鎖-タンパク質相互作用; 糖鎖-糖鎖相互作用; バイオセンサー; ナノ粒子; 糖鎖工学; 糖鎖機能; 細胞間接着; デバイス化; 分子認識; 糖鎖プローブ

1.細胞膜表面ミメティックスの作製細胞膜表面糖鎖を模倣した糖鎖分子集合体(クラスター化)の構築のため、新規ジスルフィド双頭型配糖体の合成を行った。具体的には、スペーサー部構造の異なる種々の革アセチルラクトサミン(LacNAc)配糖体を4,4'-dithiodibutyd cacidの両末端カルボキシル基に対して導入することで、各種LacNAc含有ジスルフィド双頭型配糖体を得た。また、これら双頭型配糖体は種々の糖転移酵素により糖鎖伸長が可能であり、α2,6-およびα2,3-シアリルトランスフェラーゼを用いることで双頭型配糖体の糖鎖部をヒト型やトリ型インフルエンザウイルスが認識する細胞膜表面糖鎖に変換可能であることを実証した。2.局在表面プラズモン共鳴法の確立金基盤上にジスルフィド基を用いて双頭型配糖体を固定化することで、ラベル化が不要な糖鎖固定化バイオセンサーを構築する事を目的として、金ナノ粒子修飾局在表面プラズモン共鳴(LSPR)基盤上への糖鎖の固定化を行った。蛍光顕微鏡を用いた観察では、LacNAc構造を認識する蛍光標識レクチン(デイゴマメレクチン;ECA)との糖鎖構造特異的な結合が観察された。また、LSPRにLacNAc含有ジスルフィド:双頭型配糖体固定化金基盤を用いたところ、糖鎖固定化によりECA(非標識)との相互作用問における最大吸光強度や最大吸収波長に違いがみられた。興味深いことに、この糖鎖-レクチン間相互作用における最大吸光強度や最大吸収波長は固定化糖鎖であるLacNAc含有ジスルフィド双頭型配糖体のスペーサー構造(アルキル鎖長など)によっても変化する事が示された。また、酸性糖であるシアロ型糖鎖を固定化した場合は、中性糖のときとは異なる光学特性を示すことも明らかとなった。以上の結果より、金ナノ粒子修飾LSPR法を用いることで、ラベル化が不要な糖鎖固定化バイオセンサーを開発した。さらに、高感度の光学的バイオセンサーを設計する際に、本糖鎖プローブの糖鎖構造及びスペーサー構造の重要性が示された。

1.细胞膜表面模拟物的制备为了构建模拟细胞膜表面糖链的糖链分子组装体（簇），我们合成了一种新的二硫键双头糖苷。具体而言，通过将各种具有不同间隔结构的皮革乙酰基乳糖胺(LacNAc)糖苷引入到4,4'-二硫代二丁基酸的两个末端羧基上，得到各种含有LacNAc的二硫双头结构。此外，这些双头糖苷可以通过各种糖基转移酶进行糖链延伸，并且通过使用α2,6-和α2,3-唾液酸转移酶，可以将双头糖苷的糖链部分延伸成类似人类的结构。证明它可以转化为禽流感病毒识别的细胞膜表面糖链。 2. 局部表面等离子体共振方法的建立通过使用二硫基团将双头糖苷固定在金基板上，我们的目标是构建不需要标记的糖链固定生物传感器我们将糖链固定在金纳米粒子修饰上。局域表面等离子共振 (LSPR) 基板。在使用荧光显微镜的观察中，观察到与识别LacNAc结构的荧光标记凝集素（Daigoma凝集素；ECA）的糖链结构特异性结合。此外，当使用含有LacNAc的二硫化物：双头糖苷固定金底物进行LSPR时，由于糖链的固定化，观察到与ECA（未标记）相互作用的最大吸收强度和最大吸收波长的差异。塔。有趣的是，这种糖链-凝集素相互作用的最大吸收强度和最大吸收波长也根据固定化糖链（含LacNAc的二硫键双头糖苷）的间隔结构（烷基链长度等）而变化。还表明，当固定作为酸性糖的唾液酸型糖链时，其表现出与使用中性糖时不同的光学性质。基于上述结果，我们利用金纳米颗粒修饰的局域表面等离子体共振方法开发了一种不需要标记的糖链固定生物传感器。此外，在设计高灵敏度光学生物传感器时，证明了该糖链探针的糖链结构和间隔结构的重要性。

项目成果

Label-free detection of oligosaccharide-lectin interaction using plasmonic optical device for glycomics application

使用等离子体光学装置对糖组学应用中寡糖-凝集素相互作用进行无标记检测

• 发表时间: 2011
• 期刊: Sensor.Mater.
• 作者: Endo;T.;Matsuda;S.;Obara;T.;Chuma;Y.;Ogata;M.;Yanagida;Y.;Hatsuzawa;T.;Usui;T.
• 通讯作者: T.

Chemoenzymatic synthesis of sialoglycopeptides as glycomimetics to block infection by avian and human influenza virus

化学酶法合成唾液酸糖肽作为糖模拟物以阻断禽流感病毒和人流感病毒的感染

• 发表时间: 2009
• 期刊: Bioconjugate Chemistry 20
• 作者: Masaka;R.;Ogata;M.;Misawa;Y.;Yano;M.;Hashimoto;C.;Murata;T.;Kawagishi;H.;Usui;T.;Ryuichi Masaka;Tomoko Adachi;Makoto Ogata
• 通讯作者: Makoto Ogata

フコシル三糖及び五糖含有新規4価配位体の合成

含有岩藻糖基三糖和五糖的新型四价配体的合成

• 发表时间: 2012
• 作者: 森大地;尾形慎;朴龍洙;碓氷泰市
• 通讯作者: 碓氷泰市

Molecular design of multivalent glycosides bearing GlcNAc, (GlcNAc)_2 and LacNAc : Analysis of cross-linking activities with WGA and ECA lectins

带有 GlcNAc、(GlcNAc)_2 和 LacNAc 的多价糖苷的分子设计：与 WGA 和 ECA 凝集素的交联活性分析

• 发表时间: 2011
• 作者: Ogata;M.;Misawa;Y.;Usui;T.
• 通讯作者: T.

Lactosylamidine-based affinity purification for cellulolytic enzymes EG I and CBH I and analysis of their condensation and transglycosylation reactions

基于乳糖脒的纤维素分解酶 EG I 和 CBH I 的亲和纯化及其缩合和转糖基反应分析

• 发表时间: 2010
• 作者: Ogata;M.;Kameshima;Y.;Hattori;T.;Totani;K.;Nakamura;T.;Koshino;H.;Hiratake;J.;Usui;T.
• 通讯作者: T.