若手研究支援プログラム（J-PEAKS）

タンパク質のアミノ酸残基に糖鎖が結合した糖タンパク質は、細胞認識・接着などに関わる重要な生体分子です。特にアスパラギン残基の側鎖アミド窒素原子に糖鎖が結合したN結合型糖鎖は、感染や免疫、がんの転移などに関与するため、その機能解析は重要であり、糖タンパク質や糖ペプチドはワクチンやがんの転移を阻害する薬剤として期待されています。

ところが、生体試料から得られる糖タンパク質は、糖鎖結合位置および糖鎖末端の配列や種類が異なる混合物であるため、その機能解析や直接的な医薬応用は困難です。そのため、均質なN結合型糖タンパク質/ペプチドを化学的に合成する研究が行われてきました。しかし現在の合成法は、反応して欲しくない位置を適切に保護した糖鎖と同じく適切に保護されたペプチド鎖をひとつひとつ、しかも何回も繋ぎ合わせたのちに、不必要な保護基を除去するという非常に煩雑な方法となっています。こうした問題は、現在の糖－ペプチド間結合形成法が、いわゆる２電子移動反応によるものであり、保護基を有さない糖/ペプチド/タンパク質のような高度に官能基化された基質に対して適用できる化学選択性を有していないために生じています。その結果として、糖タンパク質や糖ペプチドを医薬として用いる実用化はおろか、その可能性の検証すら思うように進んでいません。

本研究では、感染症・免疫などに関わる重要な生体分子であるN結合型糖タンパク質/糖ペプチドを、対応するタンパク質やペプチドから単工程で合成する革新的方法を開発することを目的とします。そのために、高い化学選択性と水中での使用が期待される１電子移動反応（ラジカル反応）に着目しました。タンパク質工学の発展により目的の配列を持った全長タンパク質を大腸菌から発現・産生することは容易です。本研究はこれらの全長タンパク質に対して位置を厳密に定めて単工程で目的糖鎖を導入することを実現し、糖タンパク質/糖ペプチドの合成を革新的に簡便化することで、合成化学から免疫学・ワクチン学を強力に推進します。

クリックで拡大表示