Development of made-to-order sugar-chain-sensing-system

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【目的】近年、疾病と糖鎖の密接な関係が注目されている。糖鎖マーカーの種類は疾病ごとに異なり、独特の量的・質的変化が起こる。よって、糖鎖をマーカーとすることで疾病の早期診断が可能であると考えられる。こうした状況を受け近年では、糖鎖の「量」ではなく「質」のセンシング技術の開発が望まれている。これまでのところ糖鎖構造を特異的に認識する蛋白質分子として知られているのはレクチンのみであり、より強力かつ特異的な（特異性を制御可能な）蛋白質分子の探索が求められている。そこで我々が注目したのは藻類ウイルスHaVが持つ超巨大蛋白質(VP492)上に存在する高度アミノ酸反復領域である(74aa×約30反復）。クロレラウイルスに関する先行研究より、この領域が宿主表面糖鎖の認識に関わっており、各74aa配列単位にみられるアミノ酸配列の多型はその糖鎖認識特性の多様性と対応している可能性が考えられる。これらの仮説について検証を行うことで、本反復領域をプラットフォームとした創薬技術の開発が期待される。【計画と進捗状況】初年度は、①ウイルス感受性の異なる宿主藻体株の糖鎖成分のLC-MS解析による比較、②各ウイルスタイプ代表株の高度アミノ酸反復領域の配列比較、③AlfaFold2を用いた反復アミノ酸配列の立体構造推定を行った。その結果、①宿主藻体株間において主成分を占めるN結合型糖鎖の構造に差異はみられなかった。②4株の当該領域の同一性はきわめて高いと推定された。③当該領域の分子構造はβヘリックスによる頑強な芯状構造であり、その一部がよれたステムループ状を呈することがわかった。これらの結果から、当初想定していた「74アミノ酸反復領域の違いが株特異的な宿主認識特性（感染特異性）を支持している」という単純な仮説で両者間の関係性を説明するのは難しいと考えられた。