生体異物代謝促進機能をもつ糖鎖高分子-機能制御とクラスター効果

促进外源代谢的糖聚合物——功能控制和簇效应

• 批准号: 10134230
• 负责人: 橋本 和彦
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kogakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10134230/
• 关键词: D-グルカル酸; 糖鎖高分子; 阻害剤; 生体異物; 代謝; グルクロン酸抱合体; クラスター効果; β-グルクロニダーゼ

生体異物(毒物)は肝臓でグルクロン酸に抱合され、小腸を経て排出(解毒)されるが、小腸にはこれを分解するβ-グルクロニダーゼがあり、遊離した異物は腸管から再吸収され肝臓に戻る。本研究では、β-グルクロニダーゼの活性を阻害するD-グルカル酸およびその誘導体を経口投与により独占的に腸内に送り込むことができるように、これらを側鎖に導入した高分子を新たに設計・合成し、β-グルクロニダーゼ活性の阻害に及ぼす効果を調べた。まず、D-グルカル酸を置換基にもつ新規スチレン(4)を合成し、アクリルアミドとのラジカル共重合により共重合体(5)を得た。基質としてD-グルクロン酸のp-ニトロフェニルグリコシド(6)を選び、5存在下でβ-グルクロニダーゼの加水分解活性を調べたところ、pH4.7の酢酸溶液中、37℃で阻害率が80-90%に達した。特に低濃度で、グルカル酸部位をもつスチレンモノマー(4)自身よりもはるかに阻害効果を示したのは、同じ高分子鎖中にグルカル酸部位が多数結合していることに由来する、一種のクラスター効果と言える。β-グルクロニダーゼが4つのサブユニットからなる分子量約30万の高分子であることを考慮すれば、共重合体中に高密度に存在するグルカル酸単位が、酵素分子に複数個存在するであろう認識部位と相互作用しているものと推測する。4と類似しているがカルボキシル基をもたないモノマー(7)とアクリルアミドとのラジカル共重合体(8)も合成し同様に調べたが、阻害効果はほとんどなかった。すなわち、共重合体中のカルボキシル基が阻害に重要な役割を果たしていることがわかった。一方7とアクリル酸との共重合体(9)は共重合体5に匹敵する阻害効果を示した。静電的相互作用も関与している可能性がある。共重合体5及び9存在下での阻害に対する基質濃度の影響を速度論的に詳しく検討し、共重合体5は拮抗阻害剤として作用するのに対し、共重合体9の場合は不拮抗的に阻害することを明らかにした。

异生物质（有毒物质）在肝脏中与葡萄糖醛酸结合，通过小肠排出（解毒），但小肠有β-葡萄糖醛酸酶分解这种物质，释放的外来物质从肠道重新吸收并返回到肝脏。在这项研究中，我们合成并设计了一种新型聚合物，其可抑制β-葡萄糖醛酸酶活性，将其引入侧链，使其能够通过口服专门递送至肠道。研究了其对β-葡萄糖醛酸酶活性的抑制作用。首先，合成具有D-葡萄糖二酸作为取代基的新苯乙烯(4)，并通过与丙烯酰胺的自由基共聚获得共聚物(5)。选择D-葡萄糖醛酸的对硝基苯基糖苷(6)为底物，在5存在下考察β-葡萄糖醛酸酶的水解活性，在37℃的乙酸溶液中，抑制率为80-80 pH 值达到 90%。特别是在低浓度下，具有葡糖二酸部分的苯乙烯单体(4)表现出比苯乙烯单体(4)本身更强的抑制效果，这是由于许多葡糖二酸部分结合在同一聚合物链中。可以称为集群效应。考虑到β-葡萄糖醛酸酶是一种分子量约为300,000的聚合物，由四个亚基组成，酶分子可能含有多个葡萄糖二酸单元，这些单元以高密度存在于共聚物中，我们推测它与识别相互作用。地点。与4类似但不具有羧基的丙烯酰胺和单体(7)的自由基共聚物(8)也以相同的方式合成和研究，但几乎没有抑制作用。换句话说，发现共聚物中的羧基在抑制中发挥重要作用。另一方面，7和丙烯酸的共聚物(9)显示出与共聚物5相当的抑制效果。还可能涉及静电相互作用。对共聚物5和9存在下底物浓度对抑制的影响进行了详细的动力学研究，发现共聚物5充当竞争性抑制剂，而共聚物9充当非竞争性抑制剂。抑制

项目成果

K.Hashimoto, J.Yasuda, and M.Kobayashi: "Proton-Transfer Anionic Polymerization of Methyl-Substituted β-Lactams with Potassium t-Butoxide and Subsequent Coupling Reaction with Saccharides" J.Polym.Sci.; Part A; Polyn. Chem.37(印刷中). (1999)

K.Hashimoto、J.Yasuda 和 M.Kobayashi：“甲基取代的 β-内酰胺与叔丁醇钾的质子转移阴离子聚合以及随后与糖的偶联反应”J.Polym.Sci.；A 部分； Chem.37（印刷中）（1999）。

K.Hashimoto, R.Ohsawa, N.Imai, and M.Okada,: "Macromolecular Synthesis of β-Glucuronidase.I.Synthesis and Polymerization of Styrene Derivatives Having Pendant Saccharic Moieties" J.Polym.Sci.; Part A; Polyn. Chem.37(印刷中). (1999)

K.Hashimoto、R.Ohsawa、N.Imai 和 M.Okada，“β-葡萄糖醛酸酶的大分子合成。具有悬垂糖基部分的苯乙烯衍生物的合成和聚合”J.Polym.Sci.；化学37（印刷中）（1999）。

K.Hashimoto: "Macromolecular Syntheses from Lactones of Saccharic Acids and Acidic Saccharides" Recent Research Development in Polymer Scienc. 印刷中. (1999)

K. Hashimoto：“糖二酸和酸性糖内酯的高分子合成”，《聚合物科学》最新研究进展（1999 年）。

K.Hashimoto, R.Ohsawa, and H.Saito: "Macromolecular Synthesis of β-Glucuronidase.II.Synthesis of Glycopolymers ContainingPendant L-Gulonic Moieties and Effects of Carboxyl Group" J.Polym.Sci.; Part A; Polyn. Chem.印刷中.

K.Hashimoto、R.Ohsawa 和 H.Saito：“β-葡萄糖醛酸酶的大分子合成。II.含有侧链 L-古洛糖基团的糖聚合物的合成和羧基的影响”J.Polym.Sci.； .正在打印。