生理活性糖鎖の高次構造・機能相関のビジュアル解析の系統的調査とデータベースの構築

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生物の生命活動は蛋白質、核酸及び糖質の三大生体高分子並びにこれらの構成オリゴマー・モノマーの働きにより支えられている。このうち糖質の多様な生理機能・活性における関与は明白であるが、その高次構造との相関と発現機構は不明である。そこで、本研究は、微生物多糖、動物多糖、植物多糖、糖タンパク質・脂溶性短糖鎖、オリゴ糖等の糖質の糖鎖及び関連高分子について、(1)糖鎖の溶液中での高次構造と活性相関、(2)糖質の結晶構造・活性相関、(3)糖鎖のコンピュータグラフィックスとシミュレーション、(4)糖鎖ゲルの高次構造・活性相関、及び(5)高次構造解析方法の5項目について広範囲な年齢層からなる9人の代表的研究者を構成員とし、国内はもとより国外における最新の研究手法や解析法の動向の調査を行った。その結果、糖鎖の溶液中での高次構造及び糖鎖ゲルの高次構造と活性相関に関し、ベータグルカンとその他の水素結合による相互作用が重要であること、X線回折、電子回折、核磁気共鳴(NMR)、原子間力顕微鏡による解析法のうち、NMRによる高次構造解析法及び原子間力顕微鏡によるナノメートル単位での形態測定に関する進歩の著しいことが明らかとなった。また、糖質の結晶構造・活性相関の決定について、MM3支援n-hマッピング法、モンテカルロ法や分子動力学法の重要性を明らかにすることができた。さらに、高結晶成分については、微小部位電子回折を用いた糖鎖の高次構造解析が特に有用であることが明らかとなり、平成12年度科学研究費「基盤研究A、リガンドの分子設計と標的分子の探索に基づく新しい生理活性糖鎖の系統的応用研究」及び「基盤研究C、超微細セルロースゲルの高次構造・機能相関解析の系統的調査とデータベースの構築」の申請に発展した。