JP2004043782A - Water soluble polymer primer for synthesizing oligosaccharide - Google Patents

Water soluble polymer primer for synthesizing oligosaccharide Download PDF

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JP2004043782A JP2003129738A JP2003129738A JP2004043782A JP 2004043782 A JP2004043782 A JP 2004043782A JP 2003129738 A JP2003129738 A JP 2003129738A JP 2003129738 A JP2003129738 A JP 2003129738A JP 2004043782 A JP2004043782 A JP 2004043782A
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Susumu Nishiguchi
西口 進
Atsushi Toda
戸田 篤志
Shinichiro Nishimura
西村 紳一郎
Kuriko Yamada
山田 久里子
Hiroaki Nakagawa
中川 裕章
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a water soluble polymer primer for efficiently synthesizing various oligosaccharides, applicable to an automatic synthesis and provide a method for producing the oligosaccharides by using the water soluble polymer primer. <P>SOLUTION: The water soluble polymer primer for synthesizing the oligosaccharides is a copolymer comprising an acrylamide derivative expressed by general formula (I) (wherein R<SP>1</SP>expresses a monosaccharide residue or an oligosaccharide residue; R<SP>2</SP>expresses a linker having length of 4-20 methylene groups) with at least one species of vinyl monomer. The acrylamide derivative expressed by general formula (I) is included in the whole vinyl copolymer in ≤10 mole%. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オリゴ糖製造に有用な水溶性高分子プライマーおよび該水溶性高分子プライマーを用いたオリゴ糖の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
糖は核酸や蛋白質と並んで生体を構成する主要な成分であるが、核酸や蛋白質と比べ、その構造あるいは機能はあまりよく理解されていない。糖は、通常糖鎖と呼ばれる重合体を形成し、さらにそれらが蛋白質や脂質と結合して糖蛋白質、糖脂質あるいはプロテオグリカンと総称される極めて複雑な複合分子を形成している。さらに、核酸あるいは蛋白質がその構成単位であるヌクレオチドあるいはアミノ酸が直線的に結合した高分子であるのに対して、糖鎖は分子内に複数の分岐点があるばかりでなく、その構成単位である単糖の結合様式も多様であるため、その構造は核酸や蛋白質と比較にならないほど複雑である。これら構造の複雑さは、この分野の研究を遅らせている大きな原因の一つとなっている。
【0003】
しかし、近年糖鎖が細胞認識、免疫、分化、受精、老化、ガン化などに関与することが徐々にわかってくるにつれて、非常に注目される研究分野となってきた。このような現状より、天然の構造を有する糖鎖や新規な糖鎖を合成する試みが盛んになされている。このような状況から、天然の構造を有する糖鎖や新規な糖鎖を合成する試みが盛んになされている。核酸や蛋白質については自動合成技術が確立されており、このことにより、この分野の研究が著しく進歩したことは誰もが認めるところであり、糖鎖についても、その自動合成技術の確立は切望されている。
【0004】
これまでに糖鎖の自動合成を試みたいくつかの報告があり、その手法は大きく分けて2つある。1つは化学合成によるものであるが、糖残基と糖残基を立体選択的に結合させる方法が十分確立されておらず、さらに保護基を結合させたり、あるいは脱離させたりと工程が煩雑であるという問題がある。
【0005】
もう1つは酵素合成によるものであり、保護基を必要とせず、また糖残基と糖残基を立体選択的に結合させることができるので化学合成に比べ、非常に有利であり、近年いくつかの方法が提案されるようになってきた。これには、最近各種糖転移酵素の遺伝子が単離され、遺伝子組換え技術による糖転移酵素の大量生産が可能になってきたという背景がある。また、自動合成では通常反応開始点となる糖残基を特定の担体に特定の条件で開裂することのできるリンカーを介して結合されたもの(プライマーとも呼ばれる)を出発物質として用いるが、リンカーの種類により、オリゴ糖、配糖体、糖ペプチドなど種々の形で担体より遊離される。しかしながら、合成した糖鎖化合物を種々の用途に利用することを考えると、やはりオリゴ糖が最も好ましい。
【0006】
糖転移酵素を用いた糖鎖の自動合成の例としては、U. Zehaviらは、アミノエチル基あるいはアミノヘキシル基を結合させたポリアクリルアミドゲルを固相担体とした糖転移酵素による固相合成を報告している(例えば、非特許文献1参照)。この方法は、適当な単糖を4−カルボキシ−2−ニトロベンジルグリコシドとした後、上記担体のアミノ基と結合させたものをプライマーとし、糖転移酵素により糖鎖伸長反応を行ない、その後光分解により伸長させた糖鎖をオリゴ糖として遊離させるというものである。しかしながら、糖転移酵素による糖転移収率は低く、10%にも満たない。
【0007】
これまで、糖転移酵素は固相担体上に結合させた糖あるいはオリゴ糖とはあまり反応せず、糖鎖伸長反応を効率よく行うことは困難であるとされてきたが、U.Zehaviらは、4−カルボキシ−2−ニトロベンジルグリコシドと固相担体との間をヘキサメチレン基やオクタメチレン基など鎖長の長いリンカーで結合させることにより、糖転移収率を最大51%まで向上したと報告している(例えば、非特許文献2参照)。しかしながら、この方法においても収率的には十分なレベルとは言えない。
【0008】
その他の例として、C.−H. Wongらは、アミノ化シリカに下記化2(式中、Acはアセチル基、Bocはt−ブトキシカルボニル基を示す)の基を結合させたものをプライマーとし、糖転移酵素を用いて糖鎖を伸長させた後、α−キモトリプシンの加水分解作用を利用し伸長させた糖鎖を糖ペプチドの形で切り出す方法を報告している(例えば、非特許文献3参照)。しかしながら、糖転移酵素による糖鎖伸長反応の収率は55〜65%であり、とても十分なものとは言えない。
【0009】
【化2】

Figure 2004043782
【0010】
また、C.−H. Wongらは、固相担体であるアミノ化シリカに結合させる基を下記化3(式中、Acはアセチル基を示す)に改良し、糖転移酵素により糖鎖を伸長させた後、ヒドラジン分解により糖鎖を遊離させる方法を報告しており、酵素による糖転移反応をほぼ定量的に行うことができたとも報告している(例えば、非特許文献4参照)。この方法によれば、伸長した糖鎖は6−カルボヒドラジドヘキサノール配糖体として遊離される。
【0011】
【化3】
Figure 2004043782
【0012】
さらに、C.−H. Wongらは、アクリルアミド−アクリル酸−N−イソプロピルアクリルアミド共重合体のアクリルアミド残基に下記化4(式中、Acはアセチル基を示す)の基を結合させた水溶性のポリマーをプライマーとし、糖転移酵素により糖鎖を伸長させた後、硝酸二アンモニウムセリウム(IV)により遊離させる方法を報告している(例えば、非特許文献5参照)。この方法によれば、酵素による糖転移反応は80〜90%の収率で進行し、伸長した糖鎖はp−ホルミルフェノール配糖体として遊離される。
【0013】
【化4】
Figure 2004043782
【0014】
また、M. Meldal らは、ジアミノ化ポリエチレングリコールのモノおよびジアクリロイル化体の重合体ゲルに、下記化5(式中、Acはアセチル基を示す)の基を結合させたものをプライマーとし、糖転移酵素を用いて糖鎖を伸長させた後、トリフロロ酢酸により糖鎖を糖ペプチドとして遊離させる方法を報告しており、糖転移反応もほぼ定量的に進行したと報告している(例えば、非特許文献6参照) 。この方法で得られる糖ペプチドのペプチド鎖はAsn(アスパラギン)−Gly(グリシン)であり、C末側のグリシン残基はグリシンアミド残基となっており、通常の糖ペプチドとは異なる。
【0015】
【化5】
Figure 2004043782
【0016】
さらに、本発明者らがポリアクリルアミドのアミド態窒素原子に、下記化6(式中、Acはアセチル基を示す)に示した基を結合させたものをプライマーとし、糖転移酵素を用いて糖鎖を伸長させた後、α−キモトリプシンの加水分解作用を利用して伸長させた糖鎖を遊離させる方法を報告している(例えば、非特許文献7参照)。本方法によれば、酵素による糖転移反応は定量的に進行し、伸長した糖鎖は6−アミノヘキサノール配糖体として得られる。
【0017】
【化6】
Figure 2004043782
【0018】
上述したこれらの方法は、いずれも得られる糖鎖化合物がオリゴ糖ではないこと、必ずしも糖転移反応の収率が十分でないことが欠点として挙げられる。また、遺伝子組換えにより大量生産が可能になってきたとはいえ、まだまだ糖転移酵素は非常に高価であり、繰り返して使用できる固定化糖転移酵素の利用が望まれるが、上記の方法のうちのいくつかは不溶性担体上で糖鎖伸長反応を行うため、固定化糖転移酵素を利用できないという欠点もある。固定化糖転移酵素を利用するためには、不溶性担体ではなく、水溶性担体上で糖鎖伸長反応を行う必要がある。
【0019】
S. Rothらは、まず、糖転移酵素の糖受容体を固相担体に結合させ、これをアフィニティ吸着体とし、この糖受容体と結合することのできる糖転移酵素を含む組織抽出液を接触させることにより、糖転移酵素をアフィニティ吸着体に結合させる。次いで、この糖転移酵素が結合したアフィニティ吸着体をこの糖転移酵素が糖供与体として利用できる糖ヌクレオチドを含む溶液と接触させることにより、糖転移酵素をアフィニティ吸着体から遊離させるとともに糖受容体に糖残基を一つ伸長させ、さらに、この糖残基が一つ伸長した糖受容体と結合することのできる糖転移酵素を含む組織抽出液を接触させ、同様のことを繰り返し所望の糖鎖を固相担体上に合成する方法を開示している(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この方法の有用性を示す具体的なデータは示されておらず、得られた糖鎖を固相担体から遊離させる方法も開示されていない。
【0020】
糖転移酵素を用いた糖鎖の自動合成であり、得られる糖鎖化合物がオリゴ糖である例としては、T. NorbergらがSepharose 6B(アマシャムファルマシア社製)に下記化7に示した基を結合させたものをプライマーとし、糖転移酵素を用いて糖鎖を伸長させた後、臭素あるいはアンモニア/硼酸アンモニウムにより伸長させた糖鎖を遊離させる方法を報告している(例えば、非特許文献8参照)。酵素による糖転移反応は定量的に進行しており、収率的には問題はないが、プライマーを製造に高価な3,4−ジエトキシ−3−シクロブテン−1,2−ジオンを用いており、経済的ではない。また、不溶性担体上での糖鎖伸長反応を行うため、固定化糖転移酵素を利用できないという欠点もある。
【0021】
【化7】
Figure 2004043782
【0022】
また、本発明者らはポリアクリルアミド中のアミド態窒素原子の5個に1個の割合で、下記化8(式中、Acはアセチル基を示す)に示した基を結合させたものをプライマーとし、糖転移酵素を用いて糖鎖を伸長させた後、水素化分解により伸長させた糖鎖を遊離させる方法を報告している(例えば、非特許文献9、10参照)。本方法によれば、酵素による糖転移反応は定量的に進行するが、後述するようにそれは遊離酵素の場合であり、固定化酵素では必ずしもそのようには進行しない。
【0023】
【化8】
Figure 2004043782
【0024】
【特許文献1】
特表平5−500905号公報
【0025】
【非特許文献1】
Carbohydr. Res., 124, 23 (1983), Carbohydr. Res., 228, 255 (1992)
【0026】
【非特許文献2】
React. Polym., 22, 171 (1994), Carbohydr. Res., 265, 161 (1994)
【0027】
【非特許文献3】
J. Am. Chem. Soc., 116, 1136 (1994)
【0028】
【非特許文献4】
J. Am. Chem. Soc., 116, 11315 (1994)
【0029】
【非特許文献5】
Adv. Synth. Catal., 343, 675 (2001)
【0030】
【非特許文献6】
J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1849 (1994)
【0031】
【非特許文献7】
Tetrahedron Lett., 36, 9493 (1995) 、Carbohydr. Res., 305, 443 (1998)
【0032】
【非特許文献8】
Carbohydr. Res., 319, 80 (1999)
【0033】
【非特許文献9】
Tetrahedron Lett., 35, 5657 (1994)
【0034】
【非特許文献10】
Carbohydr. Res., 305, 443 (1998
【0035】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、オリゴ糖の自動合成に適したプライマーを提供することにある。
【0036】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記問題点を解決するために鋭意検討した結果、一般式(I)(式中、Rは単糖残基あるいはオリゴ糖残基、Rはメチレン基4〜20個分の長さを有するリンカーを示す)で表されるアクリルアミド誘導体と少なくとも1種類のビニル系単量体とを該アクリルアミド誘導体の含有率が10%以下になるように共重合することにより、上記問題点を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0037】
すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
【0038】
(1)一般式(I)(式中、Rは単糖残基あるいはオリゴ糖残基、Rはメチレン基4〜20個分の長さを有するリンカーを示す)で表されるアクリルアミド誘導体と少なくとも1種類のビニル系単量体とからなる共重合体で、一般式(I)で表されるアクリルアミド誘導体が全ビニル系共重合体中10モル%以下であるオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマー。
【0039】
【化9】
Figure 2004043782
【0040】
(2)RがN−アセチルグルコサミン残基、グルコース残基、ラクトース残基である(1)のオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマー
【0041】
(3)Rがペンチレン基である(1)又は(2)のオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマー。
【0042】
(4)ビニル系単量体がアクリルアミド類、メタクリルアミド類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、スチレン類、脂肪酸ビニルエステル類からなる群より選ばれる(1)乃至(3)のオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマー。
【0043】
(5)オリゴ糖を製造する方法であって、
(工程1)(1)の水溶性高分子プライマーに糖ヌクレオチドの存在下に糖転移酵素と接触させることにより、糖ヌクレオチドより糖残基を該水溶性高分子プライマーに転移させる工程、
(工程2)工程1を1回または2回以上繰り返して糖鎖を伸長させる工程、
(工程3)必要に応じて、副生したヌクレオチド類や未反応の糖ヌクレオチド類を除去する工程、および、
(工程4)工程1〜工程3を複数回繰り返した後、複数の糖残基が転移して糖鎖が伸長した水溶性高分子プライマーからオリゴ糖を遊離させる工程、を含むことを特徴とするオリゴ糖を製造する方法。
【0044】
(6)水溶性高分子プライマーより伸長した糖鎖を遊離させる工程が接触水素化分解あるいは2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノンによる酸化工程である(5)のオリゴ糖を製造する方法。
【0045】
【発明の実施の形態】
本発明のオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマーは、一般式(I)で表されるアクリルアミド誘導体と少なくとも1種類のビニル系単量体とからなる共重合体で、一般式(I)で表されるアクリルアミド誘導体が全ビニル系共重合体中10モル%以下のものであり、式中Rは単糖残基あるいはオリゴ糖残基、Rはメチレン基4〜20個分の長さを有するリンカーを示す。
【0046】
の単糖残基あるいはオリゴ糖残基としては、特に制限はなく、グルコース残基、ガラクトース残基、マンノース残基、N−アセチルグルコサミン残基、N−アセチルガラクトサミン残基、キシロース残基、ラクトース残基、N−アセチルラクトサミン残基、キトビオース残基などが挙げられる。
【0047】
のリンカーとしては、例えばブチレン基、ペンチレン基、ヘプチレン基、ドデシレン基などが挙げられる。
【0048】
本発明のオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマーは、一般式(I)で表されるアクリルアミド誘導体少なくとも1種類のビニル系単量体との共重合により得ることができ、そのときの一般式(I)で表されるアクリルアミド誘導体の全ビニル系共重合体中に占める割合は10%以下であり、好ましくは1〜10%であり、さらに好ましくは2〜5%である。
【0049】
上記の共重合は、特に限定されるものではなく、例えばラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合などの手法を用いることにより行うことができ、通常ペルオキソ二硫酸アンモニウムなどを触媒とするラジカル重合を用いることにより好適に行うことができる。
【0050】
上記のビニル系単量体は、特に限定されるものではなく、例えばアクリルアミド類、メタクリルアミド類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、スチレン類、脂肪酸ビニルエステル類が挙げられる。アクリルアミド類としては、アクリルアミドやN−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミドなどのN−アルキルアクリルアミド類などが例示される。メタクリルアミド類としてはメタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミドやN−イソプロピルメタクリルアミドなどのN−アルキルメタクリルアミド類などが例示される。アクリル酸エステル類としてはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチルなどが例示される。メタクリル酸エステル類としてはメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどが例示される。スチレン類としてはスチレン、p−ヒドロキシスチレンなどが例示される。脂肪酸ビニルエステル類としては酢酸ビニル、酪酸ビニルなどが好適に用いられる。
【0051】
共重合体の一般的な分子量は約10000〜約5000000であり、好ましくは20000〜2000000、より好ましくは50000〜1000000である。
【0052】
前記一般式(I)で表されるアクリルアミド誘導体は、通常用いられている各種有機合成化学的な手法により合成することができる。例えば、一般式(II)で表される糖オキサゾリン誘導体、一般式(III)で表されるハロゲン化糖あるいはトリクロロアセトイミデート誘導体とp−ニトロベンジルアルコールとを適当な触媒存在下で縮合させた後、ニトロ基を還元してアミノ基へと変換する。その後、一般式(IV)で表されるω−アミノ脂肪酸と塩化アクリロイルとの縮合により得られる一般式(V)で表されるアクリルアミド誘導体と上記化合物とを適当な縮合剤存在下、縮合させることにより得られる。
【0053】
【化10】
Figure 2004043782
【0054】
【化11】
Figure 2004043782
【0055】
【化12】
Figure 2004043782
【0056】
【化13】
Figure 2004043782
【0057】
本発明のオリゴ糖製造方法の第1工程は、水溶性高分子プライマーに糖ヌクレオチドの存在下に糖転移酵素と接触させることにより、糖ヌクレオチドより糖残基を該水溶性高分子プライマーに転移させる。
【0058】
糖ヌクレオチドより水溶性高分子プライマーへの糖の転移は、通常水溶性高分子プライマーと糖ヌクレオチドとを含む中性の緩衝液中で、10〜60℃、好ましくは20〜40℃で、1〜120時間、好ましくは2〜72時間、糖転移酵素と接触させることにより行われる。
【0059】
また、反応液中には必要に応じて金属塩を添加してもよい。添加できる金属イオンとしては、例えば、マグネシウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛などがあり、通常塩化物等の形で添加することができる。
【0060】
本発明で用いる糖転移酵素は、糖ヌクレオチド類を糖供与体として利用できるものであればよく特に限定されない。このような酵素としてLeloir経路の糖転移酵素類を挙げることができる。例えば、ガラクトース転移酵素、N−アセチルグルコサミン転移酵素、N−アセチルガラクトサミン転移酵素、フコース転移酵素、シアル酸転移酵素、マンノース転移酵素、キシロース転移酵素、グルクロン酸転移酵素などが挙げられる。なお、これらの酵素は遊離酵素であっても、固定化酵素であっても構わないが、固定化酵素が好ましい。
【0061】
本発明で用いる糖ヌクレオチド類は、上記酵素が利用できるものであれば特に限定されない。例えば、ウリジン−5’−ジリン酸ガラクトース、ウリジン−5’−ジリン酸−N−アセチルグルコサミン、ウリジン−5’−ジリン酸−N−アセチルガラクトサミン、ウリジン−5’−ジリン酸グルクロン酸、ウリジン−5’−ジリン酸キシロース、グアノシン−5’−ジリン酸フコース、グアノシン−5’−ジリン酸マンノース、シチジン−5’−モノリン酸−N−アセチルノイラミン酸およびこれらのナトリウム塩などが挙げられる。
【0062】
本発明のオリゴ糖製造方法の第2工程は、工程1を1回または2回以上繰り返して、複数の糖残基を転移させることにより、糖鎖を伸長させる。
【0063】
本発明のオリゴ糖製造方法の第3工程は、必要に応じて、副生したヌクレオチド類や未反応の糖ヌクレオチド類を除去する。副生したヌクレオチド類や未反応の糖ヌクレオチド類などを除去する方法は、水溶性高分子プライマーとヌクレオチド類および糖ヌクレオチド類などとを分離できる方法であれば特に限定されない。例えば、ゲルろ過クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、透析、限外ろ過などにより除去することができる。
【0064】
本発明のオリゴ糖製造方法の第4工程は、工程1〜工程3を複数回繰り返した後、複数の糖残基が転移して糖鎖が伸長した水溶性高分子プライマーからオリゴ糖を遊離させる。本発明の水溶性高分子プライマーより、伸長した糖鎖を遊離させる方法としては、伸長した糖鎖を分解することなく、オリゴ糖して遊離させることのできる方法であれば、特に制限はないが、例えば接触水素化分解や2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノンによる酸化反応などが挙げられる。
【0065】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、これらは単なる例示であって、本発明の範囲はかかる実施例に何ら限定されるものではない。
【0066】
参考例1 2−メチル−(3,4,6−トリ−O−アセチル−1,2−ジデオキシ−α−D−グルコピラノ)−[2,1−d]−2−オキサゾリンの合成
2−アセトアミド−1,3,4,6−テトラ−O−アセチル−2−デオキシ−D−グルコピラノシド6.0gを1,2−ジクロロエタン40mlに溶かし、ここにトリメチルシリルトリフロロメタンスルホン酸3.2mlを加え、50℃で7時間撹拌しながら反応させた。反応後、室温まで冷却した後、トリエチルアミン10.8mlを加えた。反応液を減圧濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液;トルエン:酢酸エチル:トリエチルアミン=100:200:1)で目的物を分離し、目的物を5.0g得た。
【0067】
参考例2 p−ニトロベンジル−2−アセトアミド−3,4,6−トリ−O−アセチル−2−デオキシ−D−グルコピラノシドの合成
参考例1で得た2−メチル−(3,4,6−トリ−O−アセチル−1,2−ジデオキシ−α−D−グルコピラノ)−[2,1−d]−2−オキサゾリン2.8gをジクロロエタン40mlに溶解し、ここにp−ニトロベンジルアルコール10.4gとD−カンファー−10−スルホン酸0.2gを加え、80℃で2時間撹拌しながら反応させた。反応後、室温まで冷却し、トリエチルアミン4.0mlを加えた。反応液を減圧濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液;クロロホルム:酢酸エチル:メタノール=200:40:5)で目的物を分離し、目的物を3.7g得た。
【0068】
参考例3 6−アクリロイルアミノカプロン酸の合成
6−アミノカプロン酸10.0gを1.27M水酸化ナトリウム水溶液60mlに溶解し、塩化アクリロイル7.8mlを20mlのテトラヒドロフランに溶かしたものを氷冷下で滴下した。このとき、pH8〜9になるように4N水酸化ナトリウム水溶液を用いて調整した。滴下後、徐々に室温に戻しながら2時間撹拌した。次いで、反応液に1N塩酸をpH3になるまで加えた後、酢酸エチルで生成物を抽出した。抽出液を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。
硫酸マグネシウムをろ別し、ろ液を減圧濃縮した。残渣を少量の酢酸エチルに溶かし、ヘキサンで再結晶し、目的物9.6gを得た。
【0069】
参考例4 p−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)アミノ−ベンジル−2−アセトアミド−3,4,6−トリ−O−アセチル−2−デオキシ−D−グルコピラノシドの合成
参考例2で得たp−ニトロベンジル−2−アセトアミド−3,4,6−トリ−O−アセチル−2−デオキシ−D−グルコピラノシド1.6gをメタノール50mlに溶解し、ここにギ酸アンモニウム2.1gおよび10%パラジウム−炭素170mgを加えた。室温で5分間撹拌した後、触媒をろ別し、ろ液を減圧濃縮した。残渣をクロロホルムで溶解した。蒸留水で有機層を洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥後、硫酸ナトリウムをろ別した後、ろ液を減圧濃縮した。残渣をジクロロエタン:N,N−ジメチルホルムアミド=10:1の混合溶媒44mlで溶かし、ここに参考例3で得た6−アクリロイルアミノカプロン酸0.6gを加えた。さらに、トリエチルアミン0.46mlと1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩65mgを0℃で撹拌しながら加えた。撹拌しながら室温まで戻し、22時間反応させた。反応液にクロロホルム60mlを加え、1N水酸化ナトリウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムをろ別し、ろ液を減圧濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液;クロロホルム:エタノール=30:1)で目的物を分離し、目的物を1.1g得た。
【0070】
実施例1 p−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)アミノ−ベンジル−2−アセトアミド−2−デオキシ−D−グルコピラノシドの合成
参考例4で得たp−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)アミノ−ベンジル−2−アセトアミド−3,4,6−トリ−O−アセチル−2−デオキシ−D−グルコピラノシド660mgをメタノール70mlに溶解し、ここにナトリウムメトキシド50mgを加え、室温で撹拌しながら15時間反応させた。反応後、H型の陽イオン交換樹脂Dowex50WX−8(ダウケミカル社製)をpH7になるまで加えた。イオン交換樹脂をろ別し、ろ液を減圧濃縮し、目的物を520mg得た。
【0071】
実施例2 p−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)アミノ−ベンジル−2−アセトアミド−2−デオキシ−D−グルコピラノシド−アクリルアミド共重合体(共重合比1:10、プライマーA)の合成
実施例1で得たp−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)アミノ−ベンジル−2−アセトアミド−2−デオキシ−D−グルコピラノシド62mgとアクリルアミド89mgをジメチルスルホキシド:蒸留水=3:1の混合溶媒1mlに溶解し、アスピレーターで十分に脱気した後、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(以下、TEMEDと略する)13.8μlと過硫酸アンモニウム8.4mgを加え、室温で24時間撹拌し重合させた。反応後、反応液に蒸留水2mlを加え、Sephadex G−50(アマシャムファルマシア社製)を用いたカラムクロマトグラフィー(溶出液:50mM酢酸アンモニウム)により目的物を分離した。得られた目的物画分を凍結乾燥し、目的物120mgを得た。
【0072】
実施例3 p−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)アミノ−ベンジル−2−アセトアミド−2−デオキシ−D−グルコピラノシド−アクリルアミド共重合体(共重合比1:20、プライマーB)の合成
アクリルアミド178mg、TEMED26.3μl、過硫酸アンモニウム16.1mgを用いて実施例2と同様の方法で目的物194mgを得た。
【0073】
実施例4 p−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)アミノ−ベンジル−2−アセトアミド−2−デオキシ−D−グルコピラノシド−アクリルアミド共重合体(共重合比1:50、プライマーC)の合成
アクリルアミド446mg、TEMED63.8μl、過硫酸アンモニウム39.1mgを用いて実施例2と同様の方法で目的物410mgを得た。
【0074】
参考例5 p−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)アミノ−ベンジル−2−アセトアミド−2−デオキシ−D−グルコピラノシド−アクリルアミド共重合体(共重合比1:5、プライマーD)の合成
アクリルアミド45mg、TEMED7.5μl、過硫酸アンモニウム4.6mgを用いて実施例2と同様の方法で目的物89mgを得た。
【0075】
実施例5 β1,4−ガラクトース転移酵素による各種プライマーへのガラクトース転移
β1,4−ガラクトース転移酵素(東洋紡績社製)1U、ウリジン−5’−ジホスホガラクトース10mM、塩化マンガン10mM、α−ラクトアルブミン0.26mg/mlを含む50mMHEPES緩衝液(pH7.5)2.0mlに実施例2〜4および参考例5で得たプライマーA〜Dをそれぞれ20mg加え、37℃で24時間反応させた。反応後、100℃で3分間加熱することにより反応を停止させた。反応液を遠心分離して得られた上清より、Sephadex G−25カラムクロマトグラフィー(溶出液:蒸留水)で生成物画分を分離し、凍結乾燥することにより生成物19mgを得た。得られた生成物のH−NMRスペクトルを測定し、そのスペクトルよりガラクトースの転移がいずれも定量的に進行していることを確認した。
【0076】
参考例6 固定化α2,3−シアル酸転移酵素の調製
NHS活性化Sepharose(アマシャムファルマシア社製)0.5gをとり、1mM塩酸100mlを3回に分けて洗浄した。これにブタ肝臓由来α2,3−シアル酸転移酵素1U、シチジン−5’−ジホスフェート1mMを含む50mMHEPES緩衝液(pH7.5)5mlを加え、4℃で一晩、穏やかに振とうした。固定化α2,3−シアル酸転移酵素をガラスフィルターでろ別し、α2,3−シアル酸転移酵素を除く上記緩衝液5mlで洗浄した。0.1MTris−HCl緩衝液(pH8.0)5mlを加え、担体中の未反応の活性化基をブロックし、さらに洗浄した後、α2,3−シアル酸転移酵素をシチジン−5’−モノホスホ−N−アセチルノイラミン酸(以下、CMP−NeuAcと略する)1mMを含む25mMカコジル酸緩衝液(pH7.4)中に浸漬し、4℃で保存した。
【0077】
実施例6 固定化α2,3−シアル酸転移酵素による各種プライマーへのシアル酸転移
参考例6で得た固定化α2,3−シアル酸転移酵素0.2ml、CMP−NeuAc50mM、塩化マンガン10mMを含む50mMHEPES緩衝液(pH7.0)1.0mlに実施例5で得たガラクトシル化されたプライマーA〜Dをそれぞれ6.8mg、10.4mg、21.0mg、5.1mg(N−アセチルラクトサミン残基で5μmoleに相当)加え、30℃で24時間振とうしながら反応させた。反応後、遠心分離することにより反応液を上清として得た後、実施例5と同様の方法で生成物を分離し、生成物をそれぞれ5mg、8mg、17mg、4mg得た。生成物のH−NMRスペクトルを測定し、そのスペクトルよりシアル酸転移反応の収率を求めたところ、プライマーAは84%、プライマーBは98%、プライマーCは97%、プライマーDは56%であった。その結果、プライマー中の糖残基の密度が高すぎると、反応収率が低下することが確認された。
【0078】
実施例7 プライマーからの糖鎖の遊離
実施例6でシアル酸を転移させたプライマーA5mgを蒸留水:エタノール=3:1の混合溶媒1mlに溶かし、ここに10%パラジウム−炭素1mgを加え、常圧下水素ガスにより室温で24時間接触還元した。触媒をろ別した後、ろ液を限外ろ過ユニットウルトラフリーMC(分画分子量10,000、ミリポア社製)でろ過し、通過液画分として遊離させたオリゴ糖を集めた。通過液画分を凍結乾燥し、オリゴ糖1.7mgを得た。得られたオリゴ糖のH−NMRスペクトルを測定し、そのスペクトルより得られたオリゴ糖が目的であるα2,3−シアリル−N−アセチルラクトサミンであることを確認した。
【0079】
参考例7 p−ニトロベンジル2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−D−ガラクトシル−2,3,6−トリ−O−アセチル−D−グルコピラノシドの合成
1−ブロモ−2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−D−ガラクトシル−2,3,6−トリ−O−アセチル−D−グルコピラノシド5.0gをジクロロエタン50mlに溶解し、ここにp−ニトロベンジルアルコール23.5gとモレキュラーシーブス4Aを5.0g加え0℃で撹拌した。窒素気流下で銀トリフレートを2.9g加えで徐々に室温に戻しながら12時間撹拌しながら反応させた。
反応液をクロロホルムで希釈してセライトパッド上で濾過したのち、ろ液を飽和食塩水で洗浄し、有機層を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させた。ろ過により硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を減圧下で濃縮したのち、シリカゲルクロマトグラフィー(溶出液;クロロホルム:メタノール=50:1)で目的物を分離し、目的物を5.6g得た。
【0080】
参考例8 p−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)−ベンジル−2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−D−ガラクトシル−2,3,6−トリ−O−アセチル−D−グルコピラノシドの合成
参考例7で得たp−ニトロベンジル2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−D−ガラクトシル−2,3,6−トリ−O−アセチル−D−グルコピラノシ3.0gをメタノール50mlに溶解し、ここにギ酸アンモニウムを1.8gおよび10%パラジウム−炭素を200mgを加えた。室温で5分間撹拌した後、触媒をろ別し、ろ液を減圧濃縮した。残渣をクロロホルムで溶解した。蒸留水で有機層を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、硫酸マグネシウムをろ別した後、ろ液を減圧濃縮した。残渣をジクロロエタン:N,N,−ジメチルホルムアミド=10:1の混合溶媒40mlで溶かし、ここで参考例3で得た6−アクリロイルアミノカプロン酸を0.85g加えた。続いてトリエチルアミン634μlと1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩870mgを加えて氷冷から室温に戻しながら22時間撹拌した。反応液をクロロホルムで希釈し、1N硫酸および飽和重曹水、飽和食塩水で順次洗浄し、有機層を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させた。濾過により硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を減圧下で濃縮したのち、シリカゲルクロマトグラフィー(溶出液;クロロホルム:エタノール=20:1)で目的物を分離し、目的物を1.1g得た。
【0081】
実施例8 p−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)−ベンジル−D−ガラクトシル−D−グルコピラノシドの合成
参考例8で得たp−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)−ベンジル−2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−D−ガラクトシル−2,3,6−トリ−O−アセチル−D−グルコピラノシド1.0gをメタノール10mLに溶解させた。そこにナトリウムメトキシド24mgを加え室温で15時間撹拌した。
反応終了後、反応液をイオン交換樹脂ダウエックス50W−X8(H+)で中和した。樹脂をろ別し、ろ液を減圧濃縮し、目的物を650mg得た。
【0082】
実施例9 p−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)−ベンジル−D−ガラクトシル−D−グルコピラノシド−アクリルアミド共重合体(共重合比1:20、プライマーE)の合成
実施例8で得たp−N−(6−アクリロイルアミノヘキサノイル)−ベンジル−D−ガラクトシル−D−グルコピラノシド61.5mg、アクリルアミド142.2mgをジメチルスルホキシド:蒸留水=3:1の混合溶媒2mlに溶解し、TEMED19.5μlと過硫酸アンモニウム15.3mgを用いて、実施例2と同様に共重合させ、目的物200mgを得た。
【0083】
実施例10 固定化α2,3−シアル酸転移酵素によるプライマーEへのシアル酸転移
参考例6で得た固定化α2,3−シアル酸転移酵素0.5ml、CMP−NeuAc50mM、塩化マンガン10mMを含む50mMHEPES緩衝液(pH7.0)1.0mlに実施例9で得たプライマーEを10.3mg(ラクトース残基で5μmoleに相当)加え、30℃で24時間振とうしながら反応させた。反応後、遠心分離することにより反応液を上清として得た後、実施例5と同様の方法で生成物を分離し、生成物をそれぞれ8.5mg得た。生成物のH−NMRスペクトルを測定し、そのスペクトルよりシアル酸転移反応の収率を求めたところ、89%であった。
【0084】
【発明の効果】
本発明のオリゴ糖合成用高分子プライマーを用いることにより、種々のオリゴ糖を効率よく合成でき、自動合成にも適用することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-soluble polymer primer useful for oligosaccharide production and a method for producing an oligosaccharide using the water-soluble polymer primer.
[0002]
[Prior art]
Sugar is a major component of living organisms along with nucleic acids and proteins, but its structure or function is not well understood compared to nucleic acids and proteins. Sugars form polymers, usually called sugar chains, and they combine with proteins and lipids to form extremely complex complex molecules collectively called glycoproteins, glycolipids, or proteoglycans. Furthermore, while nucleic acids or proteins are macromolecules in which their constituent units, nucleotides or amino acids, are linearly linked, sugar chains are not only units that have multiple branch points in the molecule, but also their constituent units. The structure of monosaccharides is so complex that it is incomparable to nucleic acids and proteins due to the variety of bonding modes. The complexity of these structures is one of the major factors that has slowed research in this area.
[0003]
However, in recent years, as it has been gradually found that sugar chains are involved in cell recognition, immunity, differentiation, fertilization, aging, canceration, and the like, it has become a very attractive research field. Under such circumstances, attempts to synthesize a sugar chain having a natural structure or a novel sugar chain have been actively made. Under such circumstances, attempts to synthesize a sugar chain having a natural structure or a novel sugar chain have been actively made. Automated synthesis technology has been established for nucleic acids and proteins, and everyone has acknowledged that research in this field has made remarkable progress.Therefore, the establishment of automated synthesis technology for sugar chains has been awaited. I have.
[0004]
There have been several reports on attempts to synthesize sugar chains automatically, and there are roughly two methods. One is by chemical synthesis, but the method of stereoselectively linking sugar residues to sugar residues is not well established, and the steps of further binding or elimination of protecting groups are required. There is a problem that it is complicated.
[0005]
The other is by enzymatic synthesis, which does not require a protecting group, and is capable of stereoselectively linking sugar residues to each other. Such a method has been proposed. This is due to the fact that genes for various glycosyltransferases have recently been isolated, and mass production of glycosyltransferases by genetic recombination technology has become possible. In the automatic synthesis, a compound in which a sugar residue serving as a reaction starting point is bonded to a specific carrier via a linker that can be cleaved under specific conditions (also referred to as a primer) is used as a starting material. Depending on the type, it is released from the carrier in various forms such as oligosaccharides, glycosides and glycopeptides. However, considering that the synthesized sugar chain compound is used for various uses, an oligosaccharide is still most preferable.
[0006]
Examples of automatic synthesis of sugar chains using glycosyltransferases are described in US Pat. Zehavi et al. Report solid-phase synthesis using a glycosyltransferase using a polyacrylamide gel to which aminoethyl groups or aminohexyl groups are bonded as a solid-phase carrier (for example, see Non-Patent Document 1). In this method, an appropriate monosaccharide is converted into 4-carboxy-2-nitrobenzylglycoside, and a saccharide coupled with an amino group of the above carrier is used as a primer to carry out a sugar chain extension reaction with a glycosyltransferase, followed by photolysis. Is released as oligosaccharides. However, the yield of glycosyltransferase by glycosyltransferase is low, and is less than 10%.
[0007]
Until now, glycosyltransferases did not react very much with sugars or oligosaccharides bound on a solid support, and it has been said that it is difficult to efficiently carry out a sugar chain extension reaction. Zehavi et al. Improve the transglycosylation yield by up to 51% by linking 4-carboxy-2-nitrobenzylglycoside to a solid support with a long chain linker such as a hexamethylene or octamethylene group. (For example, see Non-Patent Document 2). However, even in this method, the yield is not at a sufficient level.
[0008]
As another example, C.I. -H. Wong et al. Use a primer obtained by bonding a group of the following formula 2 (wherein Ac represents an acetyl group and Boc represents a t-butoxycarbonyl group) to aminated silica and use a glycosyltransferase to form a sugar chain. A method has been reported in which, after elongation, the sugar chain that has been elongated is cut out in the form of a glycopeptide utilizing the hydrolysis action of α-chymotrypsin (see, for example, Non-Patent Document 3). However, the yield of a sugar chain elongation reaction by a glycosyltransferase is 55 to 65%, which cannot be said to be very satisfactory.
[0009]
Embedded image
Figure 2004043782
[0010]
C.I. -H. Wong et al. Improved the group to be bonded to the aminated silica as the solid support to the following formula (wherein Ac represents an acetyl group), extended the sugar chain with a glycosyltransferase, and then decomposed by hydrazine decomposition. A method for releasing a sugar chain has been reported, and it has been reported that a glycosyltransfer reaction by an enzyme could be performed almost quantitatively (for example, see Non-Patent Document 4). According to this method, the extended sugar chain is released as a 6-carbohydrazide hexanol glycoside.
[0011]
Embedded image
Figure 2004043782
[0012]
Further, C.I. -H. Wong et al. Use a water-soluble polymer in which an acrylamide residue of an acrylamide-acrylic acid-N-isopropylacrylamide copolymer is bonded to a group represented by the following formula (wherein Ac represents an acetyl group) as a primer, A method has been reported in which a sugar chain is extended with a transferase and then released with cerium (IV) diammonium nitrate (for example, see Non-Patent Document 5). According to this method, the enzymatic glycosyltransfer reaction proceeds with a yield of 80 to 90%, and the extended sugar chain is released as a p-formylphenol glycoside.
[0013]
Embedded image
Figure 2004043782
[0014]
Further, M. Meldal et al. Used a primer in which a group of the following formula (5) (wherein Ac represents an acetyl group) was bonded to a polymer gel of a mono- or diacryloylated product of diaminated polyethylene glycol, and used a glycosyltransferase as a primer. A method has been reported in which a sugar chain is released as a glycopeptide using trifluoroacetic acid after elongating the sugar chain using the method, and it has been reported that the sugar transfer reaction has progressed almost quantitatively (for example, Non-Patent Document 6). See). The peptide chain of the glycopeptide obtained by this method is Asn (asparagine) -Gly (glycine), and the C-terminal glycine residue is a glycinamide residue, which is different from a normal glycopeptide.
[0015]
Embedded image
Figure 2004043782
[0016]
Further, the present inventors used a primer obtained by bonding a group represented by the following formula 6 (wherein Ac represents an acetyl group) to an amide nitrogen atom of polyacrylamide as a primer, and using a glycosyltransferase to prepare a saccharide. A method has been reported in which, after elongating a chain, a sugar chain extended by utilizing the hydrolysis action of α-chymotrypsin is released (for example, see Non-Patent Document 7). According to this method, the glycosyltransfer reaction by the enzyme proceeds quantitatively, and the extended sugar chain is obtained as a 6-aminohexanol glycoside.
[0017]
Embedded image
Figure 2004043782
[0018]
These methods mentioned above have drawbacks in that the resulting sugar chain compound is not an oligosaccharide and that the yield of the sugar transfer reaction is not always sufficient. In addition, although gene production has made mass production possible, glycosyltransferases are still very expensive, and it is desired to use immobilized glycosyltransferases that can be used repeatedly. Some of them have a drawback that immobilized glycosyltransferase cannot be used because a sugar chain elongation reaction is performed on an insoluble carrier. In order to use immobilized glycosyltransferase, it is necessary to carry out a sugar chain elongation reaction on a water-soluble carrier, not on an insoluble carrier.
[0019]
S. Roth et al. First bind a glycosyltransferase sugar receptor to a solid support, use this as an affinity adsorbent, and contact a tissue extract containing a glycosyltransferase capable of binding to the sugar receptor. Thereby binds the glycosyltransferase to the affinity adsorbent. Next, by contacting the affinity adsorbent to which the glycosyltransferase is bound with a solution containing sugar nucleotides that can be used as a sugar donor by the glycosyltransferase, the glycosyltransferase is released from the affinity adsorbent and is converted to a sugar acceptor. One sugar residue is extended, and further, a tissue extract containing a glycosyltransferase capable of binding to the sugar receptor having one sugar residue extended is contacted, and the same process is repeated. (See, for example, Patent Document 1). However, no specific data showing the usefulness of this method is shown, and no method for releasing the obtained sugar chain from the solid support is disclosed.
[0020]
This is an automatic synthesis of sugar chains using a glycosyltransferase. Norberg et al. Used a primer obtained by bonding Sepharose # 6B (manufactured by Amersham Pharmacia) to a group shown in Chemical Formula 7 below to extend a sugar chain using a glycosyltransferase, and then extended it with bromine or ammonia / ammonium borate. A method for releasing a sugar chain that has been made has been reported (for example, see Non-Patent Document 8). The glycosyltransfer reaction by the enzyme has progressed quantitatively, and there is no problem in terms of yield. However, expensive 3,4-diethoxy-3-cyclobutene-1,2-dione is used for producing a primer, Not economic. There is also a drawback that immobilized glycosyltransferase cannot be used because a sugar chain elongation reaction is performed on an insoluble carrier.
[0021]
Embedded image
Figure 2004043782
[0022]
In addition, the present inventors have developed a primer in which a group represented by the following formula 8 (wherein Ac represents an acetyl group) is bonded at a ratio of one to five of the amide nitrogen atoms in polyacrylamide as a primer. A method has been reported in which a sugar chain is extended using a glycosyltransferase and then the extended sugar chain is released by hydrogenolysis (for example, see Non-Patent Documents 9 and 10). According to this method, the enzyme-mediated glycosyltransfer reaction proceeds quantitatively, but as described below, it is the case of a free enzyme, and does not necessarily proceed as such with an immobilized enzyme.
[0023]
Embedded image
Figure 2004043782
[0024]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-500905
[0025]
[Non-patent document 1]
Carbohydr. Res. , {124, {23} (1983), {Carbohydr. Res. , {228, {255} (1992)
[0026]
[Non-patent document 2]
React. Polym. , {22, {171} (1994), {Carbohydr. Res. , {265, 161} (1994)
[0027]
[Non-Patent Document 3]
J. {Am. {Chem. {Soc. , {116, {1136} (1994)
[0028]
[Non-patent document 4]
J. {Am. {Chem. {Soc. , {116, {11315} (1994)
[0029]
[Non-Patent Document 5]
Adv. {Synth. {Catal. , {343, 675} (2001)
[0030]
[Non-Patent Document 6]
J. {Chem. {Soc. , {Chem. {Commun. , {1849} (1994)
[0031]
[Non-Patent Document 7]
Tetrahedron @ Lett. , {36, {9493} (1995)}, Carbohydr. Res. , {305, {443} (1998)
[0032]
[Non-Patent Document 8]
Carbohydr. Res. , {319, {80} (1999)
[0033]
[Non-Patent Document 9]
Tetrahedron @ Lett. , {35, {5657} (1994)
[0034]
[Non-Patent Document 10]
Carbohydr. Res. , {305, {443} (1998
[0035]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a primer suitable for automatic synthesis of an oligosaccharide.
[0036]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, the general formula (I) (where R1Is a monosaccharide or oligosaccharide residue, R2Represents a linker having a length of 4 to 20 methylene groups) and at least one vinyl monomer so that the content of the acrylamide derivative is 10% or less. It has been found that the above problems can be solved by polymerization, and the present invention has been completed.
[0037]
That is, the present invention includes the following inventions.
[0038]
(1) Formula (I) (wherein R1Is a monosaccharide or oligosaccharide residue, R2Is a linker having a length of 4 to 20 methylene groups) and a copolymer comprising at least one vinyl monomer and represented by the general formula (I) A water-soluble polymer primer for synthesizing oligosaccharides, wherein the acrylamide derivative is 10 mol% or less in the total vinyl copolymer.
[0039]
Embedded image
Figure 2004043782
[0040]
(2) R1Is a N-acetylglucosamine residue, a glucose residue, or a lactose residue.
[0041]
(3) R2Is a pentylene group. (1) or (2), a water-soluble polymer primer for oligosaccharide synthesis.
[0042]
(4) The vinyl monomer is selected from the group consisting of acrylamides, methacrylamides, acrylic acid, methacrylic acid, acrylates, methacrylates, styrenes, and fatty acid vinyl esters (1) to ( 3) A water-soluble polymer primer for oligosaccharide synthesis.
[0043]
(5) A method for producing an oligosaccharide, comprising:
(Step 1) a step of transferring a sugar residue from a sugar nucleotide to the water-soluble polymer primer by contacting the water-soluble polymer primer of (1) with a glycosyltransferase in the presence of a sugar nucleotide;
(Step 2) a step of repeating the step 1 one or more times to extend the sugar chain,
(Step 3) a step of removing by-product nucleotides and unreacted sugar nucleotides, if necessary, and
(Step 4) repeating steps 1 to 3 a plurality of times, and then releasing an oligosaccharide from the water-soluble polymer primer in which a plurality of sugar residues are transferred and the sugar chain is extended. A method for producing an oligosaccharide.
[0044]
(6) The method for producing an oligosaccharide according to (5), wherein the step of releasing the sugar chain extended from the water-soluble polymer primer is catalytic hydrogenolysis or an oxidation step with 2,3-dichloro-5,6-dicyanobenzoquinone. .
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The water-soluble polymer primer for oligosaccharide synthesis of the present invention is a copolymer comprising an acrylamide derivative represented by the general formula (I) and at least one vinyl monomer, and is represented by the general formula (I). The acrylamide derivative is less than 10 mol% of the total vinyl copolymer,1Is a monosaccharide or oligosaccharide residue, R2Represents a linker having a length of 4 to 20 methylene groups.
[0046]
R1The monosaccharide residue or oligosaccharide residue of is not particularly limited, and includes a glucose residue, a galactose residue, a mannose residue, an N-acetylglucosamine residue, an N-acetylgalactosamine residue, a xylose residue, and a lactose residue. Group, N-acetyllactosamine residue, chitobiose residue and the like.
[0047]
R2Examples of the linker include a butylene group, a pentylene group, a heptylene group, and a dodecylene group.
[0048]
The water-soluble polymer primer for oligosaccharide synthesis of the present invention can be obtained by copolymerization with at least one vinyl monomer of the acrylamide derivative represented by the general formula (I). The proportion of the acrylamide derivative represented by the formula (1) in the total vinyl copolymer is 10% or less, preferably 1 to 10%, and more preferably 2 to 5%.
[0049]
The copolymerization is not particularly limited, for example, can be performed by using a method such as radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization, and usually by using radical polymerization using ammonium peroxodisulfate as a catalyst. It can be suitably performed.
[0050]
The vinyl monomer is not particularly limited, and includes, for example, acrylamides, methacrylamides, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic esters, methacrylic esters, styrenes, and fatty acid vinyl esters. Can be Examples of the acrylamides include N-alkylacrylamides such as acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, and N-isopropylacrylamide. Examples of the methacrylamides include N-alkyl methacrylamides such as methacrylamide, N-methyl methacrylamide and N-isopropyl methacrylamide. Examples of the acrylates include methyl acrylate, ethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, and dimethylaminoethyl acrylate. Examples of methacrylates include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, and the like. Examples of styrenes include styrene and p-hydroxystyrene. As fatty acid vinyl esters, vinyl acetate, vinyl butyrate and the like are preferably used.
[0051]
Typical molecular weights of the copolymer are from about 10,000 to about 5,000,000, preferably from 20,000 to 2,000,000, more preferably from 50,000 to 1,000,000.
[0052]
The acrylamide derivative represented by the general formula (I) can be synthesized by various commonly used organic synthetic chemistry techniques. For example, a sugar oxazoline derivative represented by the general formula (II), a halogenated sugar represented by the general formula (III) or a trichloroacetimidate derivative is condensed with p-nitrobenzyl alcohol in the presence of a suitable catalyst. Thereafter, the nitro group is reduced and converted to an amino group. Thereafter, the acrylamide derivative represented by the general formula (V) obtained by condensation of the ω-amino fatty acid represented by the general formula (IV) with acryloyl chloride is condensed with the above compound in the presence of a suitable condensing agent. Is obtained by
[0053]
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Figure 2004043782
[0054]
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[0055]
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Figure 2004043782
[0056]
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Figure 2004043782
[0057]
In the first step of the method for producing an oligosaccharide of the present invention, a sugar residue is transferred from a sugar nucleotide to the water-soluble polymer primer by contacting the water-soluble polymer primer with a glycosyltransferase in the presence of a sugar nucleotide. .
[0058]
The transfer of the sugar from the sugar nucleotide to the water-soluble polymer primer is usually performed in a neutral buffer containing the water-soluble polymer primer and the sugar nucleotide at 10 to 60 ° C., preferably at 20 to 40 ° C. It is performed by contacting with a glycosyltransferase for 120 hours, preferably 2 to 72 hours.
[0059]
Further, a metal salt may be added to the reaction solution as needed. Examples of metal ions that can be added include magnesium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, and the like, and can be usually added in the form of chloride or the like.
[0060]
The glycosyltransferase used in the present invention is not particularly limited as long as sugar nucleotides can be used as a sugar donor. Such enzymes include the Leylir pathway glycosyltransferases. For example, galactose transferase, N-acetylglucosamine transferase, N-acetylgalactosamine transferase, fucose transferase, sialyltransferase, mannose transferase, xylose transferase, glucuronyltransferase and the like can be mentioned. These enzymes may be free enzymes or immobilized enzymes, but immobilized enzymes are preferred.
[0061]
The sugar nucleotide used in the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned enzyme can be used. For example, uridine-5'-diphosphate galactose, uridine-5'-diphosphate-N-acetylglucosamine, uridine-5'-diphosphate-N-acetylgalactosamine, uridine-5'-diphosphate glucuronic acid, uridine-5 '-Xylose diphosphate, fucose guanosine-5'-diphosphate, mannose guanosine-5'-diphosphate, cytidine-5'-monophosphate-N-acetylneuraminic acid and sodium salts thereof.
[0062]
In the second step of the oligosaccharide production method of the present invention, the sugar chain is extended by repeating step 1 one or more times to transfer a plurality of sugar residues.
[0063]
In the third step of the method for producing an oligosaccharide of the present invention, by-product nucleotides and unreacted sugar nucleotides are removed as necessary. The method for removing by-product nucleotides, unreacted sugar nucleotides, and the like is not particularly limited as long as it can separate the water-soluble polymer primer from nucleotides, sugar nucleotides, and the like. For example, it can be removed by gel filtration chromatography, ion exchange chromatography, dialysis, ultrafiltration and the like.
[0064]
In the fourth step of the method for producing an oligosaccharide of the present invention, after repeating steps 1 to 3 a plurality of times, a plurality of sugar residues are transferred to release the oligosaccharide from the water-soluble polymer primer having an extended sugar chain. . The method for releasing the extended sugar chain from the water-soluble polymer primer of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of releasing the extended sugar chain by oligosaccharide without decomposing the extended sugar chain. Examples thereof include catalytic hydrogenolysis and an oxidation reaction with 2,3-dichloro-5,6-dicyanobenzoquinone.
[0065]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to such Examples.
[0066]
Reference Example 1 Synthesis of 2-methyl- (3,4,6-tri-O-acetyl-1,2-dideoxy-α-D-glucopyrano)-[2,1-d] -2-oxazoline
6.0 g of 2-acetamido-1,3,4,6-tetra-O-acetyl-2-deoxy-D-glucopyranoside was dissolved in 40 ml of 1,2-dichloroethane, and 3.2 ml of trimethylsilyltrifluoromethanesulfonic acid was added thereto. The reaction was carried out while stirring at 50 ° C. for 7 hours. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and 10.8 ml of triethylamine was added. After the reaction solution was concentrated under reduced pressure, the target product was separated by silica gel column chromatography (eluent; toluene: ethyl acetate: triethylamine = 100: 200: 1) to obtain 5.0 g of the target product.
[0067]
Reference Example 2 Synthesis of p-nitrobenzyl-2-acetamido-3,4,6-tri-O-acetyl-2-deoxy-D-glucopyranoside
2.8 g of 2-methyl- (3,4,6-tri-O-acetyl-1,2-dideoxy-α-D-glucopyrano)-[2,1-d] -2-oxazoline obtained in Reference Example 1. Was dissolved in 40 ml of dichloroethane, and 10.4 g of p-nitrobenzyl alcohol and 0.2 g of D-camphor-10-sulfonic acid were added thereto, and reacted at 80 ° C. for 2 hours with stirring. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and 4.0 ml of triethylamine was added. After the reaction solution was concentrated under reduced pressure, the target product was separated by silica gel column chromatography (eluent; chloroform: ethyl acetate: methanol = 200: 40: 5) to obtain 3.7 g of the target product.
[0068]
Reference Example 3 Synthesis of 6-acryloylaminocaproic acid
A solution of 10.0 g of 6-aminocaproic acid in 60 ml of a 1.27 M aqueous sodium hydroxide solution and 7.8 ml of acryloyl chloride dissolved in 20 ml of tetrahydrofuran was added dropwise under ice cooling. At this time, the pH was adjusted to 8 to 9 using a 4N aqueous sodium hydroxide solution. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 2 hours while gradually returning to room temperature. Next, 1N hydrochloric acid was added to the reaction solution until the pH became 3, and the product was extracted with ethyl acetate. The extract was washed with water and dried over anhydrous magnesium sulfate.
The magnesium sulfate was filtered off, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in a small amount of ethyl acetate and recrystallized from hexane to obtain 9.6 g of the desired product.
[0069]
Reference Example 4 Synthesis of pN- (6-acryloylaminohexanoyl) amino-benzyl-2-acetamido-3,4,6-tri-O-acetyl-2-deoxy-D-glucopyranoside
1.6 g of p-nitrobenzyl-2-acetamido-3,4,6-tri-O-acetyl-2-deoxy-D-glucopyranoside obtained in Reference Example 2 was dissolved in 50 ml of methanol. 1 g and 170 mg of 10% palladium-carbon were added. After stirring at room temperature for 5 minutes, the catalyst was filtered off and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved with chloroform. The organic layer was washed with distilled water and dried over anhydrous sodium sulfate. After drying, the sodium sulfate was filtered off, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in a mixed solvent of dichloroethane: N, N-dimethylformamide = 10: 1 (44 ml), and thereto was added 6 g of 6-acryloylaminocaproic acid obtained in Reference Example 3. Further, 0.46 ml of triethylamine and 65 mg of 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride were added at 0 ° C with stirring. The mixture was returned to room temperature with stirring, and reacted for 22 hours. 60 ml of chloroform was added to the reaction solution, and the mixture was washed with a 1N aqueous solution of sodium hydroxide, a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate, and saturated saline in this order, and dried over anhydrous sodium sulfate. After sodium sulfate was filtered off and the filtrate was concentrated under reduced pressure, the desired product was separated by silica gel column chromatography (eluent; chloroform: ethanol = 30: 1) to obtain 1.1 g of the desired product.
[0070]
Example 1 Synthesis of p-N- (6-acryloylaminohexanoyl) amino-benzyl-2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranoside
660 mg of p-N- (6-acryloylaminohexanoyl) amino-benzyl-2-acetamido-3,4,6-tri-O-acetyl-2-deoxy-D-glucopyranoside obtained in Reference Example 4 was added to 70 mL of methanol. After dissolution, 50 mg of sodium methoxide was added, and the mixture was reacted at room temperature with stirring for 15 hours. After the reaction, H+A type of cation exchange resin Dowex50WX-8 (manufactured by Dow Chemical Company) was added until the pH reached 7. The ion exchange resin was filtered off, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain 520 mg of the desired product.
[0071]
Example 2 Synthesis of pN- (6-acryloylaminohexanoyl) amino-benzyl-2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranoside-acrylamide copolymer (copolymerization ratio 1:10, primer A)
62 mg of p-N- (6-acryloylaminohexanoyl) amino-benzyl-2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranoside obtained in Example 1 and 89 mg of acrylamide were mixed solvents of dimethyl sulfoxide: distilled water = 3: 1. After dissolving in 1 ml and degassing sufficiently with an aspirator, 13.8 μl of N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine (hereinafter abbreviated as TEMED) and 8.4 mg of ammonium persulfate were added, and the mixture was added at room temperature for 24 hours. After stirring for an hour, polymerization was carried out. After the reaction, 2 ml of distilled water was added to the reaction solution, and the target product was separated by column chromatography (eluent: 50 mM ammonium acetate) using Sephadex # G-50 (manufactured by Amersham Pharmacia). The obtained target fraction was freeze-dried to obtain 120 mg of the target product.
[0072]
Example 3 Synthesis of pN- (6-acryloylaminohexanoyl) amino-benzyl-2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranoside-acrylamide copolymer (copolymerization ratio 1:20, primer B)
Using 178 mg of acrylamide, 26.3 μl of TEMED, and 16.1 mg of ammonium persulfate, 194 mg of the desired product was obtained in the same manner as in Example 2.
[0073]
Example 4 Synthesis of pN- (6-acryloylaminohexanoyl) amino-benzyl-2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranoside-acrylamide copolymer (copolymerization ratio 1:50, primer C)
Using 446 mg of acrylamide, 63.8 μl of TEMED, and 39.1 mg of ammonium persulfate, 410 mg of the desired product was obtained in the same manner as in Example 2.
[0074]
Reference Example 5 Synthesis of p-N- (6-acryloylaminohexanoyl) amino-benzyl-2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranoside-acrylamide copolymer (copolymerization ratio 1: 5, primer D)
89 mg of the desired product was obtained in the same manner as in Example 2 using 45 mg of acrylamide, 7.5 μl of TEMED and 4.6 mg of ammonium persulfate.
[0075]
Example 5 Galactose transfer to various primers by β1,4-galactosyltransferase
1. 50 mM HEPES buffer (pH 7.5) containing 1 U of β1,4-galactose transferase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 10 mM of uridine-5′-diphosphogalactose, 10 mM of manganese chloride, and 0.26 mg / ml of α-lactalbumin. 20 mg of each of the primers A to D obtained in Examples 2 to 4 and Reference Example 5 was added to 0 ml, and reacted at 37 ° C. for 24 hours. After the reaction, the reaction was stopped by heating at 100 ° C. for 3 minutes. The product fraction was separated from the supernatant obtained by centrifuging the reaction solution by Sephadex® G-25 column chromatography (eluent: distilled water), and lyophilized to obtain 19 mg of the product. Of the resulting product1An H-NMR spectrum was measured, and it was confirmed from the spectrum that the galactose transfer had all proceeded quantitatively.
[0076]
Reference Example 6 Preparation of immobilized α2,3-sialyltransferase
0.5 g of NHS-activated Sepharose (manufactured by Amersham Pharmacia) was taken and washed with 100 ml of 1 mM hydrochloric acid in three portions. To this was added 5 ml of 50 mM HEPES buffer (pH 7.5) containing 1 U of pig liver-derived α2,3-sialyltransferase and 1 mM of cytidine-5'-diphosphate, and the mixture was gently shaken at 4 ° C overnight. The immobilized α2,3-sialyltransferase was filtered off with a glass filter, and washed with 5 ml of the above-mentioned buffer except for α2,3-sialyltransferase. After adding 5 ml of 0.1 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) to block unreacted activating groups in the carrier and further washing, α2,3-sialyltransferase was converted to cytidine-5′-monophospho-phosphate. It was immersed in a 25 mM cacodylate buffer (pH 7.4) containing 1 mM of N-acetylneuraminic acid (hereinafter abbreviated as CMP-NeuAc) and stored at 4 ° C.
[0077]
Example 6 Sialyl transfer to various primers by immobilized α2,3-sialyltransferase
Galactosylation obtained in Example 5 was carried out in 1.0 ml of 50 mM HEPES buffer (pH 7.0) containing 0.2 ml of the immobilized α2,3-sialyltransferase obtained in Reference Example 6, 50 mM of CMP-NeuAc, and 10 mM of manganese chloride. Then, 6.8 mg, 10.4 mg, 21.0 mg, and 5.1 mg (equivalent to 5 μmole of N-acetyllactosamine residue) were added to each of the primers A to D, and reacted at 30 ° C. for 24 hours with shaking. After the reaction, the reaction solution was obtained as a supernatant by centrifugation, and the product was separated in the same manner as in Example 5 to obtain 5 mg, 8 mg, 17 mg, and 4 mg of the product, respectively. Product1The H-NMR spectrum was measured, and the yield of the sialic acid transfer reaction was determined from the spectrum. The yield was 84% for primer A, 98% for primer B, 97% for primer C, and 56% for primer D. As a result, it was confirmed that when the density of the sugar residues in the primer was too high, the reaction yield was reduced.
[0078]
Example 7 Release of sugar chain from primer
5 mg of primer A to which sialic acid was transferred in Example 6 was dissolved in 1 ml of a mixed solvent of distilled water: ethanol = 3: 1, and 1 mg of 10% palladium-carbon was added thereto, followed by catalytic reduction with hydrogen gas at normal pressure at room temperature for 24 hours. did. After the catalyst was filtered off, the filtrate was filtered with an ultrafiltration unit Ultrafree MC (fraction molecular weight: 10,000, manufactured by Millipore) to collect the released oligosaccharide as a flow-through fraction. The flow-through fraction was freeze-dried to obtain 1.7 mg of oligosaccharide. Of the resulting oligosaccharide1An H-NMR spectrum was measured, and it was confirmed from the spectrum that the obtained oligosaccharide was α2,3-sialyl-N-acetyllactosamine.
[0079]
Reference Example 7 Synthesis of p-nitrobenzyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-D-galactosyl-2,3,6-tri-O-acetyl-D-glucopyranoside
5.0 g of 1-bromo-2,3,4,6-tetra-O-acetyl-D-galactosyl-2,3,6-tri-O-acetyl-D-glucopyranoside is dissolved in 50 ml of dichloroethane, and p 23.5 g of nitrobenzyl alcohol and 5.0 g of molecular sieves 4A were added, and the mixture was stirred at 0 ° C. Under a nitrogen stream, 2.9 g of silver triflate was added and reacted while stirring for 12 hours while gradually returning to room temperature.
After the reaction solution was diluted with chloroform and filtered on a celite pad, the filtrate was washed with a saturated saline solution, and the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate. After magnesium sulfate was removed by filtration and the filtrate was concentrated under reduced pressure, the desired product was separated by silica gel chromatography (eluent; chloroform: methanol = 50: 1) to obtain 5.6 g of the desired product.
[0080]
Reference Example 8 p-N- (6-acryloylaminohexanoyl) -benzyl-2,3,4,6-tetra-O-acetyl-D-galactosyl-2,3,6-tri-O-acetyl-D- Synthesis of glucopyranosides
3.0 g of p-nitrobenzyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-D-galactosyl-2,3,6-tri-O-acetyl-D-glucopyranosi obtained in Reference Example 7 was added to 50 ml of methanol. After dissolution, 1.8 g of ammonium formate and 200 mg of 10% palladium-carbon were added. After stirring at room temperature for 5 minutes, the catalyst was filtered off and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved with chloroform. The organic layer was washed with distilled water and dried over anhydrous magnesium sulfate. After drying, magnesium sulfate was filtered off, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in 40 ml of a mixed solvent of dichloroethane: N, N, -dimethylformamide = 10: 1, and 0.85 g of 6-acryloylaminocaproic acid obtained in Reference Example 3 was added. Subsequently, 634 μl of triethylamine and 870 mg of 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride were added, and the mixture was stirred for 22 hours while returning from ice cooling to room temperature. The reaction solution was diluted with chloroform, washed sequentially with 1N sulfuric acid, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and saturated brine, and the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate. After magnesium sulfate was removed by filtration and the filtrate was concentrated under reduced pressure, the target product was separated by silica gel chromatography (eluent; chloroform: ethanol = 20: 1) to obtain 1.1 g of the target product.
[0081]
Example 8 Synthesis of p-N- (6-acryloylaminohexanoyl) -benzyl-D-galactosyl-D-glucopyranoside
P-N- (6-acryloylaminohexanoyl) -benzyl-2,3,4,6-tetra-O-acetyl-D-galactosyl-2,3,6-tri-O-acetyl obtained in Reference Example 8 1.0 g of -D-glucopyranoside was dissolved in 10 mL of methanol. Thereto was added 24 mg of sodium methoxide, and the mixture was stirred at room temperature for 15 hours.
After completion of the reaction, the reaction solution was neutralized with ion exchange resin Dowex 50W-X8 (H +). The resin was filtered off, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain 650 mg of the desired product.
[0082]
Example 9 Synthesis of pN- (6-acryloylaminohexanoyl) -benzyl-D-galactosyl-D-glucopyranoside-acrylamide copolymer (copolymerization ratio 1:20, primer E)
61.5 mg of p-N- (6-acryloylaminohexanoyl) -benzyl-D-galactosyl-D-glucopyranoside obtained in Example 8 and 142.2 mg of acrylamide were mixed with 2 ml of a mixed solvent of dimethyl sulfoxide: distilled water = 3: 1. And copolymerized with 19.5 μl of TEMED and 15.3 mg of ammonium persulfate in the same manner as in Example 2 to obtain 200 mg of the desired product.
[0083]
Example 10 Sialyl transfer to primer E by immobilized α2,3-sialyltransferase
The primer E obtained in Example 9 was added to 1.0 ml of 50 mM HEPES buffer (pH 7.0) containing 0.5 ml of the immobilized α2,3-sialyltransferase obtained in Reference Example 6, 50 mM of CMP-NeuAc, and 10 mM of manganese chloride. 10.3 mg (equivalent to 5 μmole of lactose residue) was added, and the mixture was reacted at 30 ° C. with shaking for 24 hours. After the reaction, the reaction solution was obtained as a supernatant by centrifugation, and then the products were separated in the same manner as in Example 5 to obtain 8.5 mg of each product. Product1An H-NMR spectrum was measured, and the yield of the sialic acid transfer reaction was determined from the spectrum to be 89%.
[0084]
【The invention's effect】
By using the polymer primer for oligosaccharide synthesis of the present invention, various oligosaccharides can be efficiently synthesized and can be applied to automatic synthesis.

Claims (6)

一般式(I)(式中、Rは単糖残基あるいはオリゴ糖残基、Rはメチレン基4〜20個分の長さを有するリンカーを示す)で表されるアクリルアミド誘導体と少なくとも1種類のビニル系単量体とからなる共重合体で、一般式(I)で表されるアクリルアミド誘導体が全ビニル系共重合体中10モル%以下であるオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマー。
Figure 2004043782
An acrylamide derivative represented by the general formula (I) (wherein R 1 represents a monosaccharide residue or an oligosaccharide residue, R 2 represents a linker having a length of 4 to 20 methylene groups) and at least one A water-soluble polymer primer for synthesizing oligosaccharides, which is a copolymer composed of various kinds of vinyl monomers, wherein the acrylamide derivative represented by the general formula (I) accounts for 10 mol% or less of all vinyl copolymers.
Figure 2004043782
前記一般式(1)のRがN−アセチルグルコサミン残基、グルコース残基又はラクトース残基である請求項1に記載のオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマー。The water-soluble polymer primer for oligosaccharide synthesis according to claim 1, wherein R 1 in the general formula (1) is an N-acetylglucosamine residue, a glucose residue or a lactose residue. 前記一般式(1)のRがペンチレン基である請求項1又は2に記載のオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマー。The water-soluble polymer primer for oligosaccharide synthesis according to claim 1 or 2, wherein R 2 in the general formula (1) is a pentylene group. 前記ビニル系単量体がアクリルアミド類、メタクリルアミド類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、スチレン類、脂肪酸ビニルエステル類からなる群より選ばれる請求項1乃至3に記載のオリゴ糖合成用水溶性高分子プライマー。The vinyl monomer is selected from the group consisting of acrylamides, methacrylamides, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic esters, methacrylic esters, styrenes, and fatty acid vinyl esters. Water-soluble polymer primer for oligosaccharide synthesis. オリゴ糖の製造方法であって、
(工程1)請求項1記載の水溶性高分子プライマーに糖ヌクレオチドの存在下に糖転移酵素と接触させることにより、糖ヌクレオチドより糖残基を該水溶性高分子プライマーに転移させる工程、
(工程2)工程1を1回または2回以上繰り返して糖鎖を伸長させる工程、
(工程3)必要に応じて、副生したヌクレオチド類や未反応の糖ヌクレオチド類を除去する工程、および、
(工程4)工程1〜工程3を複数回繰り返した後、複数の糖残基が転移して糖鎖が伸長した水溶性高分子プライマーからオリゴ糖を遊離させる工程、
を含むことを特徴とするオリゴ糖の製造方法。
A method for producing an oligosaccharide, comprising:
(Step 1) a step of transferring a sugar residue from a sugar nucleotide to the water-soluble polymer primer by contacting the water-soluble polymer primer according to claim 1 with a glycosyltransferase in the presence of a sugar nucleotide;
(Step 2) a step of repeating the step 1 one or more times to extend the sugar chain,
(Step 3) a step of removing by-product nucleotides and unreacted sugar nucleotides, if necessary, and
(Step 4) After repeating Step 1 to Step 3 a plurality of times, releasing oligosaccharides from the water-soluble polymer primer in which a plurality of sugar residues are transferred and sugar chains are extended,
A method for producing an oligosaccharide, comprising:
水溶性高分子プライマーより伸長した糖鎖を遊離させる工程が接触水素化分解あるいは2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノンによる酸化工程である請求項5に記載のオリゴ糖の製造方法。The method for producing an oligosaccharide according to claim 5, wherein the step of releasing the sugar chain extended from the water-soluble polymer primer is a catalytic hydrogenolysis or an oxidation step with 2,3-dichloro-5,6-dicyanobenzoquinone.
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