インフルエンザ予防への新しい手法:食品素材を用いたウイルス感染阻害剤の酵素合成

本研究は有効なヒトインフルエンザウィルス感染阻害剤を微生物酵素を利用して創製することを目的とした研究である。前年度までに、N-Acetylglucosamineとp-Hydroxybenzaldehydeを材料として、有機合成法により、p-Formylphenyl-β-D-N-acetylglucosaminideを合成し、この化合物に微生物のエンドグリコシダーゼの糖転移活性を利用してシアロ糖鎖を酵素的に付加した後、得られた糖鎖転移生成物を還元アミノ化反応によってキトサンに多価重合したインフルエンザウィルス感染阻害剤を化学-酵素合成している。平成18年度は次のような研究成果を得た。すなわち、化学-酵素合成して得られたシアロ糖鎖結合キトサン複合体について、2種類のヒトインフルエンザA型ウィルス(A/New Caledonia (H1N1)株、A/Panama (H3N2)株)を用いてMDCK細胞への感染阻害を調べた。その結果、コントロールとして用いたフェツインに比較して、100倍以上の力価を有することを見出した。そこで、糖鎖の付加率が異なるキトサン複合体を用いた場合の感染阻害効果を調べた。基材のキトサンとしてはおよそ210残基のグルコサミンからなるポリマーを用いた。A/New Caledonia株を用いて感染阻害を調べた結果、5%の糖鎖付加でも阻害効果が見られた。さらに、糖鎖付加率が高くなると阻害効果も高くなり、40%の糖鎖付加率の化合物を0.1mg/mL濃度で用いた場合、約90%の阻害活性を示し、0.12mg/mLでは10-40%付加率でほぼ100%に近い阻害を示した。次に、重合度(Degree of polymerization)の異なるキトサンポリマーをバックボーンに用いた場合の感染阻害の影響を調べた。糖鎖の付加率80-95%で、DP20のキトサンを用いた場合は高濃度でも強い阻害は見られなかったが、DP210-580では低濃度で強い阻害が見られた。これらのいずれの重合度でも効果の程度はほとんど変わらず、0.05mg/mL濃度でほぼ100%近い阻害が見られた。また、DP670のものが最も効率的に感染を阻害していることが分かったが、キトサンのグルコサミン残基一つの長さを5オングストロームとすると、DP670のキトサンの長さは335nmとなり、ウイルスの直径は約100nmであるので外周は300nm強となり、ほぼウイルスをぐるりと取り囲むことのできる長さであることが分かった。

本研究は有効なヒトインフルエンザウィルス感染阻害剤を微生物酵素を利用して創製することを目的とした研究である。前年度までに、N-Acetylglucosamineとp-Hydroxybenzaldehydeを材料として、有機合成法により、p-Formylphenyl-β-D-N-acetylglucosaminideを合成し、この化合物に微生物のエンドグリコシダーゼの糖転移活性を利用してシアロ糖鎖を酵素的に付加した後、得られた糖鎖転移生成物を還元アミノ化反応によってキトサンに多価重合したインフルエンザウィルス感染阻害剤を化学-酵素合成している。平成18年度は次のような研究成果を得た。すなわち、化学-酵素合成して得られたシアロ糖鎖結合キトサン複合体について、2種類のヒトインフルエンザA型ウィルス(A/New Caledonia (H1N1)株、A/Panama (H3N2)株)を用いてMDCK細胞への感染阻害を調べた。その結果、コントロールとして用いたフェツインに比較して、100倍以上の力価を有することを見出した。そこで、糖鎖の付加率が異なるキトサン複合体を用いた場合の感染阻害効果を調べた。基材のキトサンとしてはおよそ210残基のグルコサミンからなるポリマーを用いた。A/New Caledonia株を用いて感染阻害を調べた結果、5%の糖鎖付加でも阻害効果が見られた。さらに、糖鎖付加率が高くなると阻害効果も高くなり、40%の糖鎖付加率の化合物を0.1mg/mL濃度で用いた場合、約90%の阻害活性を示し、0.12mg/mLでは10-40%付加率でほぼ100%に近い阻害を示した。次に、重合度(Degree of polymerization)の異なるキトサンポリマーをバックボーンに用いた場合の感染阻害の影響を調べた。糖鎖の付加率80-95%で、DP20のキトサンを用いた場合は高濃度でも強い阻害は見られなかったが、DP210-580では低濃度で強い阻害が見られた。これらのいずれの重合度でも効果の程度はほとんど変わらず、0.05mg/mL濃度でほぼ100%近い阻害が見られた。また、DP670のものが最も効率的に感染を阻害していることが分かったが、キトサンのグルコサミン残基一つの長さを5オングストロームとすると、DP670のキトサンの長さは335nmとなり、ウイルスの直径は約100nmであるので外周は300nm強となり、ほぼウイルスをぐるりと取り囲むことのできる長さであることが分かった。