光反応性高次認識糖鎖分子の設計と応用

糖鎖は、蛋白質と結合して生体に情報を伝える。スーパー生理作用を発揮するバイオシステム構築では、糖鎖と結合する蛋白質を分子レベルで解析することが重要である。この目的のため、相互作用系を光反応で瞬時にクロスリンクし、相手蛋白質を直接捕捉同定し、かつリガンド結合部位を知ることができる光アフィニティーラベルを方法論に選択し、これに必要な光反応性糖鎖プローブの開発と応用を検討した。糖鎖は多種多様であり相手蛋白質に応じた様々なプローブが必要となる。一方、合成も生体からの単離も容易ではなく、実際にプローブ合成に利用可能な量は極めて限られる。これら糖鎖に特有の困難さを解決するため、次の2点を主要課題とし目的の成果を得た。1)極めて多種の糖鎖を光反応性プローブヘと誘導する、簡便かつ合理的な方法開発非放射性のGT1bプローブを合成した。また我々独自の、微量の糖鎖を無保護のままプローブ合成に利用できる高効率的方法を適用し、ルイスXやシアリルルイスXを含む、種々の生理活性糖鎖プローブを極めて容易に合成した。2)種々のプローブによる光アフィニティーラベルを、効率良く解析する高速法の開拓一連の糖鎖プローブには、非放射性の化学発光でラベルを高速解析する目的でビオチンが導入してある。また、このビオチンをアビジンで特異的にトラップすることにより、ラベル部位の解析も従来法に比べて格段にスピードアップ可能である。しかし、ビオチンとアビジンの強い結合がラベル蛋白質の再遊離では障害となる。この解決のため、ビオチン部分を緩和な条件で除去し、ラベル蛋白質をアビジンから遊離させる目的で、アシルスルホンアミドを切断性のスペーサーとする新しいビオチン化糖鎖プローブを合成した。

糖鎖は、蛋白質と結合して生体に情報を伝える。スーパー生理作用を発揮するバイオシステム構築では、糖鎖と結合する蛋白質を分子レベルで解析することが重要である。この目的のため、相互作用系を光反応で瞬時にクロスリンクし、相手蛋白質を直接捕捉同定し、かつリガンド結合部位を知ることができる光アフィニティーラベルを方法論に選択し、これに必要な光反応性糖鎖プローブの開発と応用を検討した。糖鎖は多種多様であり相手蛋白質に応じた様々なプローブが必要となる。一方、合成も生体からの単離も容易ではなく、実際にプローブ合成に利用可能な量は極めて限られる。これら糖鎖に特有の困難さを解決するため、次の2点を主要課題とし目的の成果を得た。1)極めて多種の糖鎖を光反応性プローブヘと誘導する、簡便かつ合理的な方法開発非放射性のGT1bプローブを合成した。また我々独自の、微量の糖鎖を無保護のままプローブ合成に利用できる高効率的方法を適用し、ルイスXやシアリルルイスXを含む、種々の生理活性糖鎖プローブを極めて容易に合成した。2)種々のプローブによる光アフィニティーラベルを、効率良く解析する高速法の開拓一連の糖鎖プローブには、非放射性の化学発光でラベルを高速解析する目的でビオチンが導入してある。また、このビオチンをアビジンで特異的にトラップすることにより、ラベル部位の解析も従来法に比べて格段にスピードアップ可能である。しかし、ビオチンとアビジンの強い結合がラベル蛋白質の再遊離では障害となる。この解決のため、ビオチン部分を緩和な条件で除去し、ラベル蛋白質をアビジンから遊離させる目的で、アシルスルホンアミドを切断性のスペーサーとする新しいビオチン化糖鎖プローブを合成した。