微生物由来のエンド型糖質分解酵素の機能改変とその機能性糖鎖複合体の合成への応用

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糖タンパク質の糖鎖付加は、タンパク質の品質管理やウイルス感染、免疫応答など様々な生命現象を仲介する重要な機能を担っていることが明らかとなってきた。それら糖鎖の機能を解析する際や、糖タンパク質性医薬品などを創製する際に必要となるのが、種々のタンパク質に任意の糖鎖を付与する技術である。本研究は、微生物由来のエンド型糖加水分解酵素Endo-Mの糖転移付加活性を利用して、種々の有用糖鎖複合体を容易かつ効率的に合成することを目的として行った。当該年度までに、本酵素の部位特異的変異導入を行い、反応中間体糖鎖を基質とすることにより、非常に高い糖転移付加活性を示す「改良型Endo-M」を取得することに成功した。当該年度においては、酵素反応の基質となる様々な反応中間体糖鎖を容易な化学一酵素反応によって合成し、実際に改良型酵素を用いて生理活性ペプチドであるsubstancePやPAMP12に種々の糖鎖を高収率で付加することに成功した。さらに、その生理活性評価を行った結果、新たに得られた生理活性糖ペプチドは元のペプチドと比較して血中半減期が増長したことが示唆された。また、分子量のより大きい糖タンパク質の合成を視野に入れて、ウシ由来のRNaseBや酵母由来のGDPaseなどの糖タンパク質をモデルとして本法を適用したところ、目的産物が得られた。改良型微生物酵素を利用した本法は、従来の化学的手法と比較して、容易・安価かつ高収率で種々の糖ペプチド・糖タンパク質を合成することを可能にするものであり、糖タンパク質性医薬品や様々な糖鎖複合体を合成する画期的な手法の一つとなることが期待される。