質量分析法による電位依存性ナトリウムチャネルの立体構造解析と機能相関研究

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糖鎖断片化反応の活性化エネルギーとナトリウムイオン付加による糖鎖イオンの安定化エネルギー(ΔH298)との相関を調べた。さらに、1,2-trans-glycoside(β-Glc,β-Gal,α-Man)は1,2-cis-glycoside(α-Glc,α-Gal,β-Man,α-Fuc)よりも反応の活性化エネルギーが高く、安定なグリコシド結合であることが分かった。この理由は1,2-cis-glycosideではアノマー効果によりグリコシド結合開裂反応の遷移状態が安定化され、活性化エネルギーが1,2-trans-glycosideの遷移状態よりも低下するためである。一方、β-GlcNAc,β-GalNAcの場合、立体化学的な制約により、6位ヒドロキシ基が関与する別種の機構で開裂反応が進行するため、開裂反応の活性化エネルギーはα-GlcNAc,α-GalNAcよりも低かった。シアリル結合(NeuNAcα2-3Gal,NeuNAcα2-6Gal)についても解析を行ったところ最も不安定な結合であることが分かった。この要因として、シアル酸残基に含まれるカルボン酸由来の酸性プロトンが反応機構に関与しているため、開裂反応が進行しやすいと推察される。また、1-6結合の特徴として他の結合よりも断片化反応の活性化エネルギーが高い傾向があった。1-6結合は柔軟な立体配座を取ることが可能であり、ナトリウムイオンに対する酸素原子の配位数が増加することで、他の結合よりも大きく安定化を受けるためであると考えられる。計算により求めた活性化エネルギーの序列はα-Man>β-Gal>α-GalNAc>β-Man(Manβ1-4GlcNAc)>α-Gal>β-Man(Manβ1-4Man)>β-GalNAc〓α-Fuc>α-NeuNAcとなり、種々のオリゴ糖鎖のCID実験から導出されたグリコシド結合の安定性と一致することが分かった。