JP2017160161A - Novel sugar chain library, production method thereof, and uses thereof - Google Patents

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佐藤 智典
Tomonori Sato
智典 佐藤
雅史 小野寺
Masafumi Onodera
雅史 小野寺
英規 中島
Hidenori Nakajima
英規 中島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel sugar chain library, to provide a production method thereof, and to provide uses thereof.SOLUTION: The present invention provides a novel sugar chain library comprising a sugar chain elongated product having glycosaminoglycan (GAG) comprising iduronic acid sulfated at position 2 and N-acetyl galactosamine sulfated at position 4, and a production method thereof and uses thereof. The sugar chain library production method comprises administering a particular compound to NB1RGB cells in which uronyl 2-O-sulfotransferase; UST is forcibly expressed.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、新規糖鎖ライブラリー、並びにその製造方法及びその使用に関する。   The present invention relates to a novel sugar chain library, a production method thereof and use thereof.

ムコ多糖症(MPS)は、ライソゾームに存在する、グリコサミノグリカンを分解する酵素の先天的な欠損により生じる疾患であり、欠損酵素に対応して、I型、II型、III型、IV型、VI型、VII型の6種類が知られている。酵素の欠損によって分解できなくなったムコ多糖が体内に蓄積することにより様々な症状を引き起こすため、新生児のうちに病気が発見できて治療を開始できれば、病気の進行を食い止めることができる。しかしながら、新生児マススクリーニングのような早期診断に使える診断薬の開発は遅れている。   Mucopolysaccharidosis (MPS) is a disease caused by a congenital deficiency of an enzyme that degrades glycosaminoglycan present in lysosomes, and corresponds to type I, type II, type III, type IV. , VI type and VII type are known. Since mucopolysaccharides that cannot be decomposed due to enzyme deficiency accumulate in the body and cause various symptoms, if the disease can be found in the newborn and treatment can be started, the progression of the disease can be stopped. However, the development of diagnostic agents that can be used for early diagnosis such as newborn mass screening has been delayed.

一方、糖鎖プライマー法を用いて動物細胞で糖鎖を合成する方法が開発されている。特に、生体において広く存在しているコンドロイチン硫酸(CS)型のグリコサミノグリカン鎖(GAG、−[4GlcAβ1−3GalNAc(6S)β1]n−)や、へパラン硫酸(HS)型の(GAG、−[3GlcAβ1−4 GlcNAc(6S)α1]n−)を得るためのプライマーも開発された(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、これまでのところ、糖鎖プライマー法を用いて、患者の多いムコ多糖症II型やVI型の基質となり得る糖鎖、即ち2位が硫酸化されたイズロン酸や4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を得ることができていない。 On the other hand, a method for synthesizing sugar chains in animal cells using a sugar primer method has been developed. In particular, chondroitin sulfate (CS) type glycosaminoglycan chains (GAG,-[4GlcAβ1-3GalNAc (6S) β1] n- ) and heparan sulfate (HS) type (GAG, Primers for obtaining-[3GlcAβ1-4 GlcNAc (6S) α1] n- ) have also been developed (see, for example, Patent Document 1). However, so far, by using the saccharide primer method, sugar chains that can be used as substrates for mucopolysaccharidosis type II and VI, which are common in many patients, that is, iduronic acid in which the 2-position is sulfated and 4-position are sulfated In addition, a sugar chain elongation product having glycosaminoglycan (GAG) containing N-acetylgalactosamine has not been obtained.

特開2010−209048号公報JP 2010-209048 A

本発明は、2位が硫酸化されたイズロン酸や4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を含む新規糖鎖ライブラリー、並びにその製造方法及びその使用を提供することを目的とする。   The present invention relates to a novel sugar chain library comprising a sugar chain elongation product having glycosaminoglycan (GAG) containing iduronic acid sulfated at the 2-position and N-acetylgalactosamine sulfated at the 4-position, and It aims at providing the manufacturing method and its use.

本発明にかかる一実施態様は、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素(uronyl 2-O-sulfotransferase;UST)を強制発現させた繊維芽細胞に、下記一般式(I)で表される化合物を投与する工程を含む、糖鎖ライブラリー製造方法である。   In one embodiment according to the present invention, a compound represented by the following general formula (I) is added to a fibroblast in which uronyl 2-O-sulfotransferase (UST) is forcibly expressed. It is a sugar chain library manufacturing method including the process to administer.

式(I);Xyl−Am−L−R−X
(式中、Amは、ヒドロキシ基を有するアミノ酸、または、前記アミノ酸中のカルボキシ基が、カルバミル基で置換されているアミノ酸誘導体であり;
Lは、−C(O)−、または、−NH−であり;
Rは、炭素主鎖の炭素数が6から20であるアルキル基、または、前記アルキル基中の一部の−CH2−CH2−が、−S−S−、−NHCO−、または、−CH=CH−で置換されているアルキル基誘導体であり;
Xは、−H、−N3、−NH2、−OH、−SH、−CO2H、−OC(O)CH=CH2、および、−CH=CH2からなる群から選択される基であって;
Xyl−Am結合は、Xylのヒドロキシ基とAmのヒドロキシ基との間で、アセタール結合、または、エーテル結合を形成し;
Am−L結合は、Amのカルボキシ基とLの−NH−との間で、または、Amのアミノ基またはカルバミル基とLの−C(O)−との間で、アミド結合を形成する。)
上記方法において、前記繊維芽細胞がNB1RGB細胞であってもよい。前記ヒドロキシ基を有するアミノ酸が、SerまたはThrであってもよい。Xyl−Am結合は、Xylの1位のヒドロキシ基とAmのヒドロキシ基との間で、アセタール結合を形成していてもよい。前記一般式(I)で表される化合物は、下記化学式(II)〜(V)から選択される化合物であってもよい。
Formula (I); Xyl-Am-LRX
(In the formula, Am is an amino acid having a hydroxy group or an amino acid derivative in which a carboxy group in the amino acid is substituted with a carbamyl group;
L is —C (O) — or —NH—;
R is an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms in the carbon main chain, or a part of —CH 2 —CH 2 — in the alkyl group is —S—S—, —NHCO—, or — An alkyl group derivative substituted with CH═CH—;
X is a group selected from the group consisting of —H, —N 3 , —NH 2 , —OH, —SH, —CO 2 H, —OC (O) CH═CH 2 , and —CH═CH 2. Because;
The Xyl-Am bond forms an acetal bond or an ether bond between the hydroxy group of Xyl and the hydroxy group of Am;
The Am-L bond forms an amide bond between the carboxy group of Am and -NH- of L, or between the amino group or carbamyl group of Am and -C (O)-of L. )
In the above method, the fibroblasts may be NB1RGB cells. The amino acid having a hydroxy group may be Ser or Thr. The Xyl-Am bond may form an acetal bond between the hydroxy group at the 1-position of Xyl and the hydroxy group of Am. The compound represented by the general formula (I) may be a compound selected from the following chemical formulas (II) to (V).

前記糖鎖ライブラリーが、2位が硫酸化されたイズロン酸および/または4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を含んでもよい。   The sugar chain library may include a sugar chain elongation product having a glycosaminoglycan (GAG) containing iduronic acid sulfated at the 2-position and / or N-acetylgalactosamine sulfated at the 4-position. .

本発明の他の実施態様は、上記糖鎖ライブラリー製造方法によって製造された糖鎖ライブラリーである。   Another embodiment of the present invention is a sugar chain library produced by the above sugar chain library production method.

本発明のさらなる実施態様は、上記糖鎖ライブラリーから部分的にまたは完全に精製された、2位が硫酸化されたイズロン酸および/または4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物である。   A further embodiment of the present invention is a glycoprotein comprising iduronic acid 2 position sulfated and / or N-acetylgalactosamine sulfated position 4 partially or completely purified from said glycan library. It is a sugar chain elongation product having saminoglycan (GAG).

本発明のさらなる実施態様は、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素(uronyl 2-O-sulfotransferase;UST)を強制発現させたNB1RGB細胞である。   A further embodiment of the present invention is NB1RGB cells in which uronyl 2-O-sulfotransferase (UST) is forcibly expressed.

本発明のさらなる実施態様は、上記糖鎖ライブラリーまたは上記糖鎖伸長生成物を含有する、ムコ多糖症の診断基質である。前記ムコ多糖症がII型および/またはVI型であってもよい。   A further embodiment of the present invention is a diagnostic substrate for mucopolysaccharidosis containing the sugar chain library or the sugar chain extension product. The mucopolysaccharidosis may be type II and / or type VI.

本発明のさらなる実施態様は、糖鎖合成細胞の検定方法であって、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素(uronyl 2-O-sulfotransferase;UST)を強制発現させた組換え細胞を製造する工程と、前記組換え細胞に上記一般式(I)で表される化合物を投与する工程と、前記化合物が投与された前記組換え細胞が、2位が硫酸化されたイズロン酸または4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を合成したかどうか検定する工程と、を含む検定方法である。   A further embodiment of the present invention is a method for assaying a sugar chain-synthesizing cell, which comprises producing a recombinant cell in which uronyl 2-O-sulfotransferase (UST) is forcibly expressed. And a step of administering the compound represented by the above general formula (I) to the recombinant cell, and the recombinant cell to which the compound has been administered is sulfated iduronic acid at position 2 or sulfate at position 4. And a step of assaying whether or not a sugar chain elongation product having a glycosaminoglycan (GAG) containing N-acetylgalactosamine is synthesized.

本発明によって、2位が硫酸化されたイズロン酸や4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を含む新規糖鎖ライブラリー、並びにその製造方法及びその使用を提供することが可能となった。   According to the present invention, a novel sugar chain library comprising a sugar chain elongation product having glycosaminoglycan (GAG) containing iduronic acid sulfated at the 2-position and N-acetylgalactosamine sulfated at the 4-position, and It has become possible to provide its manufacturing method and its use.

本発明に係る一実施例において、組み換え細胞から得られた糖鎖伸長生成物のLC/MSの結果を示した図である。結果は、+が多いほど割合が多く、−は検出されなかったことを示す。In one Example which concerns on this invention, it is the figure which showed the LC / MS result of the sugar chain | strand extension product obtained from the recombinant cell. The result shows that the more +, the greater the percentage and the-was not detected. 本発明に係る一実施例において、(A)コンドロイチン硫酸BをコンドロイチナーゼABCで処理した場合の二糖解析の結果、及び(B)Xyl-Ser-C12をNB1RGB細胞に投与して得られた糖鎖伸長生成物をコンドロイチナーゼABCで処理した場合の二糖解析の結果、を示した図である。図中、ΔHexA、HexNAc、GalNAcは、それぞれ不飽和ヘキスロン酸、N-アセチルヘキソサミン、N-アセチルガラクトサミンを表す。また、2S、4S、6Sは2-O-硫酸、4-O-硫酸、6-O-硫酸を表す。In one Example according to the present invention, (A) results of disaccharide analysis when chondroitin sulfate B was treated with chondroitinase ABC, and (B) obtained by administering Xyl-Ser-C12 to NB1RGB cells It is the figure which showed the result of the disaccharide analysis at the time of processing a sugar chain extension product with chondroitinase ABC. In the figure, ΔHexA, HexNAc, and GalNAc represent unsaturated hexuronic acid, N-acetylhexosamine, and N-acetylgalactosamine, respectively. 2S, 4S and 6S represent 2-O-sulfuric acid, 4-O-sulfuric acid and 6-O-sulfuric acid. (A)ΔHexA2S−GalNAc4S(ΔCS−2S4Sとも記される)の構造式を示した図である。(B)本発明に係る一実施例において、組み換え細胞から得られた糖鎖伸長生成物をコンドロイチナーゼABCで処理した場合の二糖解析の結果を示した図である。(A) It is the figure which showed structural formula of (DELTA) HexA2S-GalNAc4S (it is described also as (DELTA) CS-2S4S). (B) In one Example which concerns on this invention, it is the figure which showed the result of the disaccharide analysis at the time of processing the sugar chain | strand extension product obtained from the recombinant cell with chondroitinase ABC. 本発明に係る一実施例において、組み換え細胞から得られた糖鎖伸長生成物をコンドロイチナーゼBで処理した場合の二糖解析の結果を示した図である。In one Example which concerns on this invention, it is the figure which showed the result of the disaccharide analysis at the time of processing the sugar chain | strand extension product obtained from the recombinant cell with chondroitinase B.

以下、上記知見に基づき完成した本発明の実施の形態を、実施例を挙げながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention completed based on the above knowledge will be described in detail with reference to examples.

実施の形態及び実施例に特に説明がない場合には、標準的なプロトコール集に記載の方法、あるいはそれを修飾した方法や改変した方法を用いる。また、市販の試薬キットや測定装置を用いる場合には、特に説明が無い場合、標準的なプロトコール集に記載の方法、あるいはそれを修飾した方法や改変した方法に加えて、それらに添付のプロトコールを用いる。   In the case where there is no particular description in the embodiments and examples, a method described in a standard protocol collection, or a modified or modified method thereof is used. In addition, when using commercially available reagent kits and measuring devices, unless otherwise specified, in addition to the methods described in the standard protocol collection, or modified or modified methods thereof, the protocols attached to them are also included. Is used.

なお、本発明の目的、特徴、利点、および、そのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。   The objects, features, advantages, and ideas of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, and those skilled in the art can easily reproduce the present invention from the description of the present specification. it can. The embodiments and specific examples of the invention described below show preferred embodiments of the present invention and are shown for illustration or explanation, and the present invention is not limited to them. It is not limited. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made based on the description of the present specification within the spirit and scope of the present invention disclosed herein.

==糖鎖プライマーとなる化合物==
本発明に係る糖鎖プライマーは、下記一般式(I)で表される化合物である。
== Compound as a sugar chain primer ==
The sugar chain primer according to the present invention is a compound represented by the following general formula (I).

式(I);Xyl−Am−L−R−X
(式中、Amは、ヒドロキシ基を有するアミノ酸、または、前記アミノ酸中のカルボキシ基が、カルバミル基で置換されているアミノ酸誘導体であり;
Lは、−C(O)−、または、−NH−であり;
Rは、炭素主鎖の炭素数が6から20であるアルキル基、または、前記アルキル基中の一部の−CH2−CH2−が、−S−S−、−NHCO−、または、−CH=CH−で置換されているアルキル基誘導体であり;
Xは、−H、−N3、−NH2、−OH、−SH、−CO2H、−OC(O)CH=CH2、および、−CH=CH2からなる群から選択される基であって;
Xyl−Am結合は、Xylのヒドロキシ基とAmのヒドロキシ基との間で、アセタール結合(−O−C−O−)、または、エーテル結合(−O−)を形成し;
Am−L結合は、Amのカルボキシ基とLの−NH−との間で、または、Amのアミノ基またはカルバミル基とLの−C(O)−との間で、アミド結合(−NHCO−)を形成する。)
Xylは、下式のD−キシロースである。
Formula (I); Xyl-Am-LRX
(In the formula, Am is an amino acid having a hydroxy group or an amino acid derivative in which a carboxy group in the amino acid is substituted with a carbamyl group;
L is —C (O) — or —NH—;
R is an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms in the carbon main chain, or a part of —CH 2 —CH 2 — in the alkyl group is —S—S—, —NHCO—, or — An alkyl group derivative substituted with CH═CH—;
X is a group selected from the group consisting of —H, —N 3 , —NH 2 , —OH, —SH, —CO 2 H, —OC (O) CH═CH 2 , and —CH═CH 2. Because;
The Xyl-Am bond forms an acetal bond (—O—C—O—) or an ether bond (—O—) between the hydroxy group of Xyl and the hydroxy group of Am;
The Am-L bond is an amide bond (—NHCO— between the carboxy group of Am and —NH— of L, or between the amino group or carbamyl group of Am and —C (O) — of L. ). )
Xyl is D-xylose of the following formula.

前記ヒドロキシ基を有するアミノ酸の種類は特に限定されないが、入手が容易であることからαアミノ酸であることが好ましく、さらに、生体のタンパク質を構成するアミノ酸である、セリン(Ser)またはスレオニン(Thr)であることがより好ましい。   The type of amino acid having a hydroxy group is not particularly limited, but is preferably an α-amino acid because it is easily available, and further, serine (Ser) or threonine (Thr), which is an amino acid constituting a protein in a living body. It is more preferable that

ヒドロキシ基を有するアミノ酸の立体構造は特に限定されず、L体であっても、D体であっても、また、これらエナンチオマーの混合物であっても良いが、L体であることが好ましい。複数の不斉点を持つ、ヒドロキシ基を有するアミノ酸にあっては、L体であっても、D体であっても、ジアステレオマーであっても良く、また、これらエナンチオマーの混合物、ジアステレオマーの混合物、または、エナンチオマーとジアステレオマーとの混合物であっても良いが、L体であることが好ましい。   The three-dimensional structure of the amino acid having a hydroxy group is not particularly limited, and may be L-form, D-form, or a mixture of these enantiomers, but is preferably L-form. An amino acid having a plurality of asymmetric points and having a hydroxy group may be L-form, D-form, diastereomer, or a mixture of these enantiomers, diastereomers. A mixture of mers or a mixture of enantiomers and diastereomers may be used, but the L form is preferred.

例えば、Serの場合には、L−Serであっても、D−Serであっても、また、L−SerとD−Serとの混合物(例えば、ラセミ体のSer)であっても良いが、L−Serであることが好ましい。Thrの場合には、L−Thr((2S,3R)-Thr)であっても、D−Thr((2R,3S)-Thr)であっても、(2S,3S)-Thrであっても、(2R,3R)-Thrであっても良く、また、L−ThrとD−Thrとの混合物(例えば、ラセミ体のThr)であっても、(2S,3S)-Thrと(2R,3R)-Thrとの混合物であっても、L−Thrおよび/またはD−Thrと(2S,3S)-Thrおよび/または(2R,3R)-Thrとの混合物であっても良いが、L−Thrであることが好ましい。   For example, in the case of Ser, it may be L-Ser, D-Ser, or a mixture of L-Ser and D-Ser (for example, racemic Ser). L-Ser is preferred. In the case of Thr, whether it is L-Thr ((2S, 3R) -Thr) or D-Thr ((2R, 3S) -Thr), it is (2S, 3S) -Thr. (2R, 3R) -Thr, and even if it is a mixture of L-Thr and D-Thr (for example, racemic Thr), (2S, 3S) -Thr and (2R , 3R) -Thr or a mixture of L-Thr and / or D-Thr and (2S, 3S) -Thr and / or (2R, 3R) -Thr, L-Thr is preferable.

前記炭素主鎖の炭素数が6から20であるアルキル基は特に限定されず、直鎖アルキル基であっても、分岐アルキル基であっても良い。また、前記炭素数は、6から20であれば特に限定されないが、8から16であることが好ましく、10から14であることが特に好ましい。   The alkyl group having 6 to 20 carbon atoms in the carbon main chain is not particularly limited, and may be a linear alkyl group or a branched alkyl group. Further, the carbon number is not particularly limited as long as it is 6 to 20, but is preferably 8 to 16, and particularly preferably 10 to 14.

Xyl−Am結合は、Xylのいずれのヒドロキシ基とAmのヒドロキシ基との間で、アセタール結合、または、エーテル結合を形成しても良いが、Xylの1位のヒドロキシ基とAmのヒドロキシ基との間でアセタール結合を形成していることが好ましい。   The Xyl-Am bond may form an acetal bond or an ether bond between any of the hydroxyl groups of Xyl and the hydroxyl group of Am, but the hydroxyl group at the 1-position of Xyl and the hydroxyl group of Am It is preferable to form an acetal bond between them.

一般式(I)で表される化合物は、下記化学式(II)〜(V)から選択される化合物であっても良い。なお、化学式(II)で表わされる化合物を、以下、Xyl-Ser-C12とも称する。   The compound represented by the general formula (I) may be a compound selected from the following chemical formulas (II) to (V). Hereinafter, the compound represented by the chemical formula (II) is also referred to as Xyl-Ser-C12.

==糖鎖プライマーとなる化合物の製造方法==
上述の化合物は、当業者に公知の技術を用いて合成することができる。
== Method for producing a compound to be a sugar chain primer ==
The above-mentioned compounds can be synthesized using techniques known to those skilled in the art.

例えば、Nα−ラウリル−O−(β−D−キシロピラノシル)−L−セリン−アミド(以下、Xyl-Ser-C12と称する)は、D−キシロースから次の方法で合成することができる。   For example, Nα-lauryl-O- (β-D-xylopyranosyl) -L-serine-amide (hereinafter referred to as Xyl-Ser-C12) can be synthesized from D-xylose by the following method.

まず、D−キシロースに、無水酢酸と酢酸ナトリウムとを作用させることによって、テトラアセチル体へと変換する。テトラアセチル体に、ピペリジンと酢酸とを作用させることによって、1位の水酸基を選択的に遊離の状態にする。   First, D-xylose is converted to a tetraacetyl form by allowing acetic anhydride and sodium acetate to act. By allowing piperidine and acetic acid to act on the tetraacetyl compound, the hydroxyl group at the 1-position is selectively brought into a free state.

このようにして調製した2,3,4−トリ−O−アセチル−D−キシロピラノースにおける遊離の1位の水酸基に、トリクロロアセトニトリルを作用させることによって、トリクロロアセトイミデートへと変換する。トリクロロアセトイミデートに、CbZ-L-Ser-NH2とBF3・Et2Oとを作用させた後、引続き、TMSOTfで処理することによって、Nα−ベンジルオキシカルボニル−O−(2,3,4−トリ−O−アセチル−β−D−キシロピラノシル)−L−セリン−アミドが調製できる。なお、例えば、CbZ-L-Ser-NH2の代わりに、構造または立体構造が異なる、ヒドロキシ基を有するアミノ酸またはヒドロキシ基を有するアミノ酸誘導体を用いることによって、Nα−ベンジルオキシカルボニル−O−(2,3,4−トリ−O−アセチル−β−D−キシロピラノシル)−アミノ酸、または、Nα−ベンジルオキシカルボニル−O−(2,3,4−トリ−O−アセチル−β−D−キシロピラノシル)−アミノ酸−アミドを調製できる。 The thus-prepared 2,3,4-tri-O-acetyl-D-xylopyranose is converted to trichloroacetimidate by allowing trichloroacetonitrile to act on the free hydroxyl group at the 1-position. After allowing CbZ-L-Ser-NH 2 and BF 3 .Et 2 O to act on trichloroacetimidate, Nα-benzyloxycarbonyl-O- (2,3,3) was subsequently treated with TMSOTf. 4-Tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyl) -L-serine-amide can be prepared. For example, instead of CbZ-L-Ser-NH 2 , by using an amino acid having a hydroxy group or an amino acid derivative having a hydroxy group having a different structure or steric structure, Nα-benzyloxycarbonyl-O— (2 , 3,4-Tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyl) -amino acid or Nα-benzyloxycarbonyl-O- (2,3,4-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyl)- Amino acid-amides can be prepared.

得られたNα−ベンジルオキシカルボニル−O−(2,3,4−トリ−O−アセチル−β−D−キシロピラノシル)−L−セリン−アミドのCbz基を、水素添加によって脱保護した後に、遊離の状態となったアミノ基に、TEA、EDCおよびHOBtの存在下でラウリン酸を作用させる。最後に、ナトリウムメトキシドを作用させ、アセチル基を脱保護することによって、Xyl-Ser-C12を合成することができる。なお、例えば、ラウリン酸の代わりに、炭素数が異なる飽和脂肪酸や、飽和脂肪酸の一部の−CH2−CH2−が、−S−S−、−NHCO−、または、−CH=CH−で置換されている飽和脂肪酸誘導体、または、これら飽和脂肪酸または飽和脂肪酸誘導体の、カルボキシ基とは反対側の末端の−Hが、−N3、−NH2、−OH、−SH、−CO2H、−OC(O)CH=CH2、および、−CH=CH2からなる群から選択される基で置換されている誘導体を作用させることによって、Xyl-Ser-飽和脂肪酸、Xyl-Ser-飽和脂肪酸誘導体、または、Xyl-Ser-飽和脂肪酸または飽和脂肪酸誘導体の上記誘導体、を合成することができる。 The Cbz group of the obtained Nα-benzyloxycarbonyl-O- (2,3,4-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyl) -L-serine-amide was deprotected by hydrogenation and then released. In the presence of TEA, EDC, and HOBt, lauric acid is allowed to act on the amino group in the state of. Finally, Xyl-Ser-C12 can be synthesized by acting sodium methoxide to deprotect the acetyl group. For example, instead of lauric acid, a saturated fatty acid having a different number of carbon atoms, or —CH 2 —CH 2 —, which is part of the saturated fatty acid, is —SS—, —NHCO—, or —CH═CH—. Or a saturated fatty acid derivative substituted with a —H at the terminal opposite to the carboxy group of the saturated fatty acid or saturated fatty acid derivative is —N 3 , —NH 2 , —OH, —SH, —CO 2 By acting a derivative substituted with a group selected from the group consisting of H, —OC (O) CH═CH 2 , and —CH═CH 2 , Xyl-Ser-saturated fatty acid, Xyl-Ser— Saturated fatty acid derivatives or the above-mentioned derivatives of Xyl-Ser-saturated fatty acids or saturated fatty acid derivatives can be synthesized.

==糖鎖プライマー法で用いる糖鎖合成細胞==
本発明に係る糖鎖プライマー法で用いる糖鎖合成細胞は、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素(uronyl 2-O-sulfotransferase;UST)(EC:2.8.2.−)を強制発現させた繊維芽細胞である。強制発現させる発現レベルは特に限定されず、糖鎖ライブラリーを合成できる有効量であればよい。
== Glycosylated cells used in the sugar primer method ==
The sugar chain-synthesizing cells used in the sugar chain primer method according to the present invention forcibly express uronyl 2-O-sulfotransferase (UST) (EC: 2.8.2.-). Fibroblasts. The expression level for forced expression is not particularly limited as long as it is an effective amount capable of synthesizing a sugar chain library.

繊維芽細胞が由来する動物は、ヒト、サル、ラット、マウスなど、特に限定されないが、ヒトであることが好ましい。繊維芽細胞が由来する組織も、胎児や成体の結合組織など、特に限定されないが、皮膚であることが好ましい。繊維芽細胞は、培養細胞であることが好ましく、初代培養細胞であっても、樹立された株化培養細胞であってもよいが、正常ヒト皮膚繊維芽細胞であるNB1RGB細胞であることが好ましい。   The animal from which the fibroblasts are derived is not particularly limited, such as humans, monkeys, rats, mice, but is preferably a human. The tissue from which the fibroblasts are derived is also not particularly limited, such as a fetal or adult connective tissue, but is preferably skin. The fibroblasts are preferably cultured cells, and may be primary cultured cells or established established cultured cells, but are preferably NB1RGB cells that are normal human skin fibroblasts. .

ウロニル2−O−硫酸基転移酵素は、デルマタン硫酸のイズロン酸の2位に硫酸基を転移する酵素である。この酵素が由来する動物は、ヒト、サル、ラット、マウスなど、特に限定されないが、ヒトであることが好ましい。ウロニル2−O−硫酸基転移酵素をコードする遺伝子(UST遺伝子)の繊維芽細胞での強制発現方法は特に限定されず、当業者に周知の方法を用いればよい。UST遺伝子が由来する動物は、ヒト、サル、ラット、マウスなど、特に限定されないが、ヒト(Gene ID: 10090)であることが好ましい。   Uronyl 2-O-sulfotransferase is an enzyme that transfers a sulfate group to the 2-position of iduronic acid of dermatan sulfate. The animal from which this enzyme is derived is not particularly limited, such as humans, monkeys, rats, and mice, but humans are preferred. The forced expression method in fibroblasts of the gene encoding the uronyl 2-O-sulfotransferase (UST gene) is not particularly limited, and methods well known to those skilled in the art may be used. Although the animal from which the UST gene is derived is not particularly limited, such as humans, monkeys, rats, and mice, it is preferably a human (Gene ID: 10090).

==糖鎖の合成方法==
糖鎖プライマーとなる上記化合物を、上記糖鎖合成細胞に投与することによって、2位が硫酸化されたイズロン酸や4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を含む多種類の糖鎖伸長生成物を効率よく合成することができる。
== Method of synthesizing sugar chains ==
Glycosaminoglycan (GAG) containing iduronic acid sulphated at the 2-position and N-acetylgalactosamine sulphated at the 4-position by administering the compound serving as a glycan primer to the glycan synthesizing cell It is possible to efficiently synthesize a wide variety of sugar chain elongation products including sugar chain elongation products having.

糖鎖プライマーとなる化合物を糖鎖合成細胞に投与する方法は、特に限定されないが、例えば、少量のDMSOなどの溶媒に溶解させた糖鎖プライマーとなる化合物を、糖鎖合成細胞を培養するための培地中に添加することによって、投与してもよい。   The method for administering the compound serving as the sugar chain primer to the sugar chain synthetic cell is not particularly limited. For example, in order to culture the sugar chain synthetic cell with the compound serving as the sugar chain primer dissolved in a small amount of a solvent such as DMSO. It may be administered by adding to the above medium.

このようにして添加した糖鎖プライマーは、糖鎖合成細胞を培養している間に、糖鎖合成細胞に取り込まれる。そして、取り込まれた糖鎖プライマーに糖が付加されることによって、2位が硫酸化されたイズロン酸や4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を含む多種類の糖鎖が培養液中に産生される。この合成された多種類の糖鎖を糖鎖ライブラリーとして用いることができる。   The sugar chain primer added in this way is taken into the sugar chain-synthesizing cell while culturing the sugar chain-synthesizing cell. A sugar having glycosaminoglycan (GAG) containing iduronic acid sulfated at the 2-position and N-acetylgalactosamine sulfated at the 4-position by adding a sugar to the incorporated sugar chain primer Many types of sugar chains including chain extension products are produced in the culture solution. A variety of synthesized sugar chains can be used as a sugar chain library.

培養液中に産生された2位が硫酸化されたイズロン酸や4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物は、例えば、カラムクロマトグラフィー法や固相抽出法などを用いて、部分的にまたは完全に精製及び/又は単離することができる。   A sugar chain elongation product having glycosaminoglycan (GAG) containing iduronic acid sulfated at the 2-position and N-acetylgalactosamine sulfated at the 4-position produced in the culture solution is, for example, column chromatography. It can be partially or completely purified and / or isolated using graphic methods or solid phase extraction methods.

==ムコ多糖症の診断基質==
2位が硫酸化されたイズロン酸や4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンは、それぞれ、ムコ多糖症のII型及びIV型で欠損しているIduronate-2-sulfataseとN-Acetylgalactosamine-4-sulfataseが作用する構造なので、これらの構造を含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を含む糖鎖ライブラリーを診断基質として用いることで、ムコ多糖症のII型及びIV型を検査できる。なお、この糖鎖ライブラリーを部分的にまたは完全に精製及び/又は単離して得られた糖鎖伸長生成物を診断基質として用いることもできる。
== Diagnostic substrate for mucopolysaccharidosis ==
Iduronic acid sulphated at position 2 and N-acetylgalactosamine sulphated at position 4 are Iduronate-2-sulfatase and N-Acetylgalactosamine-4, which are deficient in mucopolysaccharidosis type II and IV, respectively. -Sulfurase is a structure that acts, so by using a glycan library containing glycosaminoglycan (GAG) containing these structures as a diagnostic substrate, mucopolysaccharidosis type II and type IV Can be inspected. A sugar chain elongation product obtained by partially and completely purifying and / or isolating this sugar chain library can also be used as a diagnostic substrate.

具体的には、例えば、診断対象から血液を採取し、糖鎖伸長生成物である診断基質と接触させる。そして、血液中の酵素と診断基質を適切な反応条件の下で反応させ、診断基質の量が減るかどうか、及び/又は分解産物の量が増えるかどうか、調べる。例えば、LC−MSなどにより、診断基質の量や分解産物の量を調べることができる。   Specifically, for example, blood is collected from a diagnostic object and brought into contact with a diagnostic substrate that is a sugar chain elongation product. Then, the enzyme in the blood and the diagnostic substrate are reacted under appropriate reaction conditions to check whether the amount of the diagnostic substrate decreases and / or whether the amount of degradation products increases. For example, the amount of diagnostic substrate and the amount of degradation products can be examined by LC-MS or the like.

具体的には、例えば、以下のように診断できる。(1)イズロン酸の2位が硫酸化され、N-アセチルガラクトサミンの4位が硫酸化されていないGAGを有する糖鎖伸長生成物を診断基質にした場合、イズロン酸の2位が硫酸化され、N-アセチルガラクトサミンの4位が硫酸化されていないGAGを有する糖鎖が(1−1)減少すればムコ多糖症のII型については健常であり、(1−2)減少しなければムコ多糖症のII型に罹患している。また、(2)イズロン酸の2位が硫酸化されず、N-アセチルガラクトサミンの4位が硫酸化されているGAGを有する糖鎖伸長生成物を診断基質にした場合、N-アセチルガラクトサミンの4位が硫酸化されているGAGを有する糖鎖が(2−1)減少すればムコ多糖症のVI型については健常であり、(2−2)減少しなければムコ多糖症のVI型に罹患している。また、(3)イズロン酸の2位とN-アセチルガラクトサミンの4位の両方が硫酸化されているGAGを有する糖鎖伸長生成物を診断基質にした場合、(3−1)イズロン酸の2位とN-アセチルガラクトサミンの4位の両方が硫酸化されているGAGを有する糖鎖が減少した上に、(3−1−1)イズロン酸の2位が硫酸化され、N-アセチルガラクトサミンの4位が硫酸化されていないGAGを有する糖鎖が増加すれば、ムコ多糖症のII型に罹患しているが、VI型については健常であり、(3−1−2)イズロン酸の2位が硫酸化されず、N-アセチルガラクトサミンの4位が硫酸化されているGAGを有する糖鎖が増加すれば、ムコ多糖症のII型については健常であり、VI型に罹患しており、(3−1−3)イズロン酸の2位が硫酸化され、N-アセチルガラクトサミンの4位が硫酸化されていないGAGを有する糖鎖も、イズロン酸の2位が硫酸化されず、N-アセチルガラクトサミンの4位が硫酸化されているGAGを有する糖鎖も減少すれば、ムコ多糖症のII型についてもVI型についても健常であり、(3−2)イズロン酸の2位とN-アセチルガラクトサミンの4位の両方が硫酸化されているGAGを有する糖鎖が減少しなければ、ムコ多糖症のII型とVI型の両方に罹患している。   Specifically, for example, diagnosis can be performed as follows. (1) When a sugar chain elongation product having GAG in which 2-position of iduronic acid is sulfated and 4-position of N-acetylgalactosamine is not sulfated is used as a diagnostic substrate, 2-position of iduronic acid is sulfated , N-acetylgalactosamine is healthy for type II of mucopolysaccharidosis if (1-1) the sugar chain having GAG that is not sulfated at position 4 is reduced; (1-2) Suffers from type II of saccharosis Further, (2) When a sugar chain elongation product having GAG in which the 2-position of iduronic acid is not sulfated and the 4-position of N-acetylgalactosamine is sulfated is used as a diagnostic substrate, 4 of N-acetylgalactosamine If the sugar chain having GAG that is sulfated at the position is (2-1) decreased, mucopolysaccharidosis type VI is healthy, and (2-2) if it is not decreased, it is affected by mucopolysaccharidosis type VI doing. When (3) a sugar chain elongation product having a GAG in which both the 2-position of iduronic acid and the 4-position of N-acetylgalactosamine are sulfated is used as a diagnostic substrate, (3-1) 2 of iduronic acid In addition to the decrease in the sugar chain having GAG in which both the position and the 4-position of N-acetylgalactosamine are sulfated, the 2-position of (3-1-1) iduronic acid is sulfated, and the N-acetylgalactosamine If the number of sugar chains having GAG that is not sulfated at position 4 increases, it is affected by mucopolysaccharidosis type II, but type VI is healthy, and (3-1-2) iduronic acid 2 If the sugar chain with GAG in which the position is not sulfated and the 4-position of N-acetylgalactosamine is sulfated increases, mucopolysaccharidosis type II is healthy and suffers from type VI, (3-1-3) The 2-position of iduronic acid is sulfuric acid N-acetylgalactosamine sugar chain with GAG that is not sulfated at position 4 also has GAG that is not sulfated at position 2 of iduronic acid and sulfated at position 4 of N-acetylgalactosamine If the sugar chain also decreases, both type II and type VI of mucopolysaccharidosis are healthy. (3-2) GAG in which both position 2 of iduronic acid and position 4 of N-acetylgalactosamine are sulfated If the sugar chain with a decrease does not decrease, both mucopolysaccharidosis type II and type VI are afflicted.

ムコ多糖症は、上記酵素の欠損によって分解できなくなったムコ多糖が体内に蓄積することにより様々な症状を引き起こすため、本発明に係る診断基質に用いることにより、早期のうちに病気が発見できて治療を開始でき、病気の進行を食い止めることが可能となる。   Mucopolysaccharidosis causes various symptoms due to accumulation of mucopolysaccharides that can no longer be decomposed due to the enzyme deficiency in the body. Treatment can be started and the progression of the disease can be stopped.

==糖鎖合成細胞の検定方法==
本発明に係る糖鎖合成細胞の検定方法は、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素を強制発現させた組換え培養細胞に上記糖鎖プライマーを投与する工程と、糖鎖プライマーが投与された組換え細胞が、2位が硫酸化されたイズロン酸または4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を合成したかどうか検定する工程と、を含む。組換え培養細胞の製造方法は、繊維芽細胞を用いて糖鎖合成細胞を作製した上記方法と同様であるが、本検定方法では、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素を強制発現させるのに用いる培養細胞として、NB1RGB細胞を用いてもよく、NB1RGB細胞以外の細胞を用いてもよく、繊維芽細胞以外の細胞を用いてもよい。目的の糖鎖伸長生成物を合成したかどうか検定する方法は特に限定されず、例えば、LC−MSなどを利用することができる。
== Method of assaying sugar chain-synthesized cells ==
The method for assaying a sugar chain synthesizing cell according to the present invention comprises a step of administering the sugar chain primer to a recombinant cultured cell in which uronyl 2-O-sulfotransferase is forcibly expressed, and a group in which the sugar chain primer is administered. Testing whether the replacement cell has synthesized a glycosylated glycan (GAG) containing a glycosaminoglycan (GAG) containing iduronic acid sulfated at position 2 or N-acetylgalactosamine sulfated at position 4; ,including. The method for producing recombinant cultured cells is the same as that described above for producing glycosylated cells using fibroblasts, but in this assay method, uronyl 2-O-sulfotransferase is forcibly expressed. As cultured cells to be used, NB1RGB cells may be used, cells other than NB1RGB cells may be used, and cells other than fibroblasts may be used. The method for testing whether or not the target sugar chain elongation product has been synthesized is not particularly limited, and for example, LC-MS can be used.

この方法によって、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素を強制発現させた組換え培養細胞が、糖鎖プライマー法によって、2位が硫酸化されたイズロン酸や4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を合成することができるかどうかを検定することができる。   By this method, recombinant cultured cells in which uronyl 2-O-sulfotransferase is forcibly expressed are converted to iduronic acid sulfated at position 2 or N-acetyl sulfated at position 4 by the sugar chain primer method. It can be tested whether a sugar chain elongation product having a glycosaminoglycan (GAG) containing galactosamine can be synthesized.

また、複数の種類の組換え培養細胞で検定することによって、それらの細胞の中から、2位が硫酸化されたイズロン酸や4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を合成することができる細胞をスクリーニングすることができる。   Further, by assaying with a plurality of types of recombinant cultured cells, a glycosaminoglycan containing iduronic acid sulfated at the 2-position and N-acetylgalactosamine sulfated at the 4-position was selected from these cells. Cells capable of synthesizing a sugar chain elongation product having (GAG) can be screened.

[実施例1]レトロウイルスベクターの作製
本実施例では、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素を強制発現させるためのレトロウイルスベクターを作製した。
[Example 1] Production of retroviral vector In this example, a retroviral vector for forced expression of uronyl 2-O-sulfotransferase was produced.

まず、NB1RGB細胞からtotal RNAをRNeasy Plus Mini Kit(QIAGEN社)を用いて抽出した。次に、SuperScript III First-Strand Synthesis System for RT-PCR(Invitrogen社)を用いて1μgのtotal RNAからcDNAを合成した。下記プライマーを用いてPCRを行い、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素をコードするcDNAのフラグメントを増幅した(なお、プライマー中の下線は、NotI(一本下線)とXho I(2本下線)の認識配列を示す。)。PCRは、PrimeSTAR GXL DNA Polymerase(TAKARA社)を用いて98℃10秒、 62℃5秒、68℃2分のサイクルを35サイクル行った。   First, total RNA was extracted from NB1RGB cells using RNeasy Plus Mini Kit (QIAGEN). Next, cDNA was synthesized from 1 μg of total RNA using SuperScript III First-Strand Synthesis System for RT-PCR (Invitrogen). PCR was performed using the following primers to amplify a fragment of cDNA encoding uronyl 2-O-sulfotransferase (note that the underline in the primer is NotI (single underline) and Xho I (two underline)) Shows the recognition sequence.) PCR was performed using PrimeSTAR GXL DNA Polymerase (TAKARA) for 35 cycles of 98 ° C. for 10 seconds, 62 ° C. for 5 seconds, and 68 ° C. for 2 minutes.

Forward: ATAAGAATGCGGCCGATGAAGAAGAAGCAGCAGCATCCC(配列番号1)
Reverse: CCGCTCGAGTCACCTCTTATAAATATCTTCCAGCCACTTTTC(配列番号2)
PCR産物(1245bp、うちコーディング領域1221bp(配列番号3)の精製は、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (#A9282, Promega社) を用いて行った。精製したPCR産物を、StrataClone Ultra Blunt PCR Cloning Kit (Agilent Technologies社)を用いてpCS-B-amp-kanベクターへクローニングした(以下、作製したベクターをpUSTと称する)。目的の配列がクローニングされていることは制限酵素EcoRIで処理することでクローニングサイトを切り出して、遺伝子配列の解析を行うことで確認した。そして、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素をコードする遺伝子のコーディング領域を、NotI/XhoIで切り出し、レトロウイルスベクターpGCDNsam-IRES/EGFPの同じ制限酵素部位に挿入した(以下、作製した発現ベクターをpGCDNsam-UST-IRES/EGFPと称する)。
Forward: ATAAGAAT GCGGCCG ATGAAGAAGAAGCAGCAGCATCCC (SEQ ID NO: 1)
Reverse: CCG CTCGAG TCACCTCTTATAAATATCTTCCAGCCACTTTTC (SEQ ID NO : 2)
Purification of the PCR product (1245 bp, of which coding region 1221 bp (SEQ ID NO: 3)) was carried out using Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (# A9282, Promega). Cloned into the pCS-B-amp-kan vector using Cloning Kit (Agilent Technologies) (hereinafter, the prepared vector is referred to as pUST.) The target sequence has been cloned with the restriction enzyme EcoRI. The cloning site was excised with, and confirmed by analyzing the gene sequence, and the coding region of the gene encoding uronyl 2-O-sulfotransferase was excised with NotI / XhoI and the retroviral vector pGCDNsam-IRES. / EGFP was inserted into the same restriction enzyme site (hereinafter, the prepared expression vector was referred to as pGCDNsam-UST-IRES / EGFP).

[実施例2]レトロウイルスの作製とNB1RGB細胞の形質転換
まず、10μgのpGCDNsam-UST-IRES/EGFPを293gp2細胞にLipofectamine LTX with PLUS Reagent(Life Technologies社)を用いてリポフェクションした。48時間と72時間後に培養上清10mLを回収し、Millex-HV filter(0.45 μm, SLHV033RB, Millipore社)を用いて夾雑物を除去した後、4℃、6000xgで終夜遠心分離することによってウイルスを沈殿させた。その後、上清を除去し、ペレットに無血清DMEM300μLを加えて4℃で振とうし、ペレットを再度溶解した。
[Example 2] Preparation of retrovirus and transformation of NB1RGB cells First, 10 µg of pGCDNsam-UST-IRES / EGFP was lipofected into 293 gp2 cells using Lipofectamine LTX with PLUS Reagent (Life Technologies). After 48 hours and 72 hours, 10 mL of the culture supernatant was collected, and contaminants were removed using a Millex-HV filter (0.45 μm, SLHV033RB, Millipore), followed by centrifugation at 4 ° C. and 6000 × g overnight. Precipitated. Thereafter, the supernatant was removed, 300 μL of serum-free DMEM was added to the pellet and shaken at 4 ° C., and the pellet was dissolved again.

次に、1×105個/ウエルとなるように6ウエル・プレートにNB1RGB細胞を播種してプレート底面に接着させ、そこに、得られたレトロウイルスを40μL加え、さらに0.8mg/mLポリブレン(SIGMA社)20μL,1MHEPES(Gibco社)40μLを加えた。32℃、1000xgで60分間遠心することで、ウイルスを細胞に感染させた。その後、上清を除去し、新しい培地を加え、3日間培養した。ウイルス感染3日後の細胞をFACS(Fluorescence activated cell sorting)で解析し、ソーティングによりEGFP陽性細胞のみを回収した。 Next, NB1RGB cells were seeded on a 6-well plate at 1 × 10 5 cells / well and allowed to adhere to the bottom of the plate, and 40 μL of the obtained retrovirus was added thereto, and 0.8 mg / mL polybrene was further added. (SIGMA) 20 μL and 1 MHEPES (Gibco) 40 μL were added. Cells were infected with virus by centrifugation at 1000 xg for 60 minutes at 32 ° C. Thereafter, the supernatant was removed, a new medium was added, and the cells were cultured for 3 days. Cells 3 days after virus infection were analyzed by FACS (Fluorescence activated cell sorting), and only EGFP positive cells were collected by sorting.

得られたEGFP陽性細胞に対して、ウロニル2−O−硫酸基転移酵素が発現していることは、Light Cycler 480 (Roche社)を用いたリアルタイムRT-PCRおよびウエスタンブロティングによって確認された。   It was confirmed by real-time RT-PCR and Western blotting using Light Cycler 480 (Roche) that the obtained EGFP positive cells express uronyl 2-O-sulfotransferase.

[実施例3]糖鎖プライマー法による糖鎖合成
Insulin-Transferrin-Selenium-A(ITSA)(51300-044, GIBCO社)を1%添加した無血清培地RPMI1640(Phenol Red(-), 11835-030, Gibco社, Lot 1171662)で細胞を洗浄した後、2×106個の細胞を、25μMのXyl-Ser-C12プライマー含有RPMI1640培地5mLに再懸濁し、10cmディッシュに播種し、48時間培養した。PBS(−)で洗浄した後PMI1640培地で細胞を回収し、細胞懸濁液を1000rpm,4℃で5分間遠心分離し、糖鎖伸長生成物を含む上清を回収した。この上清からSep-pak C18を用いてメタノール10mLで糖鎖伸長生成物を単離した後、アミノカラムを用いて中性糖と酸性糖を分離した。
[Example 3] Sugar chain synthesis by sugar primer method
After washing cells with serum-free RPMI 1640 (Phenol Red (-), 11835-030, Gibco, Lot 1171662) supplemented with 1% Insulin-Transferrin-Selenium-A (ITSA) (51300-044, GIBCO) 2 × 10 6 cells were resuspended in 5 mL of RPMI 1640 medium containing 25 μM Xyl-Ser-C12 primer, seeded in a 10 cm dish, and cultured for 48 hours. After washing with PBS (−), the cells were collected with PMI1640 medium, and the cell suspension was centrifuged at 1000 rpm at 4 ° C. for 5 minutes, and the supernatant containing the sugar chain elongation product was collected. From this supernatant, a sugar chain elongation product was isolated with 10 mL of methanol using Sep-pak C18, and then neutral sugar and acidic sugar were separated using an amino column.

[実施例4]LC−MSによる構造解析
本実施例では、USTを強制発現させたNB1RGB細胞(NB1−USTと称する)、およびコントロール細胞として、Kusabira-Orangeを強制発現させたNB1RGB細胞(NB1−KOと称する)、緑色蛍光蛋白質EGFPだけを強制発現させたNB1RGB細胞(NB1−EGFPと称する)を用いた。
[Example 4] Structural analysis by LC-MS In this example, NB1RGB cells forcibly expressing UST (referred to as NB1-UST), and NB1RGB cells forcibly expressing Kusabira-Orange as control cells (NB1- NB) and NB1RGB cells (referred to as NB1-EGFP) in which only the green fluorescent protein EGFP was forcibly expressed were used.

得られた糖鎖伸長生成物に対し、50mM酢酸アンモニウム(pH8.0)中でコンドロイチナーゼABC(500mU)と37℃で3h、50mM酢酸アンモニウム(pH7.0)中でヘパリチナーゼ(2mU)と37℃で24h、または50mMTris−HCl(pH7.0)中でコンドロイチナーゼB(2mU)と37℃で24h反応することで、酵素分解を行った。   For the resulting sugar chain elongation product, chondroitinase ABC (500 mU) in 50 mM ammonium acetate (pH 8.0) and 37 h at 37 ° C., heparitinase (2 mU) and 37 in 50 mM ammonium acetate (pH 7.0). Enzymatic degradation was performed by reacting with chondroitinase B (2 mU) at 37 ° C. for 24 h at 24 ° C. or in 50 mM Tris-HCl (pH 7.0).

酵素分解した糖鎖伸長生成物のLC−MS測定は、Nexera UHPLC System(Shimadzu)を接続した四重極の質量装置(LC-MS8030 and LC-MS8040, Shimadzu)により行った。LCでの分離にはHypercarb(particle size 3 μm, 2.1×150 mm, Thermo)を用いた。移動相には10mM重炭酸アンモニウム(pH10)(溶媒A)と100%アセトニトリル(溶媒B)を用いた。測定試料は水で平衡化し、次の様なグラディエントで溶出した:溶媒 B: 0 min, 5%; 9 min, 18%; 10.5 min, 18%; 11 min, 70%; 11.5 min, 70%; 12 min, 5%; 23 min, 5%; 溶出速度は 0.15 ml/min; DL温度は 250℃; nebulizer gasの速度は3L/min; heat block temperatureは400℃; drying gasの速度は15L/ min、測定モードはpositive/negative ion mode。検出はmultiple reaction monitoring(MRM)モードで行った。データの解析は Labsolutions(Shimadzu)で行った。図1に、LC−MSの解析結果を示す。なお、各産物の割合は、ピーク面積の総面積に対する割合で計算した(n=3)(以降、数値のある場合は、平均値±S.D.で表す)。   LC-MS measurement of the enzymatically decomposed sugar chain elongation product was performed with a quadrupole mass device (LC-MS8030 and LC-MS8040, Shimadzu) connected with Nexera UHPLC System (Shimadzu). For separation by LC, Hypercarb (particle size 3 μm, 2.1 × 150 mm, Thermo) was used. As the mobile phase, 10 mM ammonium bicarbonate (pH 10) (solvent A) and 100% acetonitrile (solvent B) were used. The measurement sample was equilibrated with water and eluted with the following gradient: Solvent B: 0 min, 5%; 9 min, 18%; 10.5 min, 18%; 11 min, 70%; 11.5 min, 70%; 12 min, 5%; 23 min, 5%; elution rate 0.15 ml / min; DL temperature 250 ° C; nebulizer gas rate 3 L / min; heat block temperature 400 ° C; drying gas rate 15 L / min The measurement mode is positive / negative ion mode. Detection was performed in multiple reaction monitoring (MRM) mode. Data analysis was performed at Labsolutions (Shimadzu). In FIG. 1, the analysis result of LC-MS is shown. In addition, the ratio of each product was calculated as a ratio of the peak area to the total area (n = 3) (hereinafter, when there are numerical values, it is expressed as an average value ± SD).

2種類のコントロール細胞では、得られた糖鎖伸長生成物の傾向にはそれほど違いが見られなかった。しかし、NB1−USTを用いた場合、7−1,9−2,12b、14,15など、硫酸化された糖鎖伸長生成物の種類や量が増加した。   In the two types of control cells, the difference in the tendency of the obtained sugar chain elongation product was not so much. However, when NB1-UST was used, the types and amounts of sulfated sugar chain elongation products such as 7-1, 9-2, 12b, 14, and 15 increased.

[実施例5]糖鎖伸長生成物の二糖解析
実施例4で得られた糖鎖伸長生成物の構造解析として、二糖解析を行った。
[Example 5] Disaccharide analysis of sugar chain elongation product As a structural analysis of the sugar chain elongation product obtained in Example 4, a disaccharide analysis was performed.

標品としてコンドロイチン硫酸BをコンドロイチナーゼABCで処理した場合の結果を図2(A)に示した。この解析結果に基づいて、Xyl-Ser-C12をNB1RGB細胞に投与して得られた糖鎖伸長生成物の構造解析を行った結果を図2(B)に示した。表に示されたように、ΔCS−2S4Sの割合は、約0.3%程度であった。なお、ΔCS−2S4Sの構造式を図3(A)に示す。   FIG. 2 (A) shows the results when chondroitin sulfate B was treated with chondroitinase ABC as a sample. FIG. 2 (B) shows the result of structural analysis of the sugar chain elongation product obtained by administering Xyl-Ser-C12 to NB1RGB cells based on this analysis result. As shown in the table, the ratio of ΔCS-2S4S was about 0.3%. Note that a structural formula of ΔCS-2S4S is illustrated in FIG.

次に、組み換え細胞から得られた糖鎖伸長生成物の二糖解析を行った。図3(B)に結果を示すように、ΔCS−2S4Sの割合は、他の細胞が約1%以下であったところ、NB1−USTでは、約6%までに増加していた。   Next, disaccharide analysis of the sugar chain elongation product obtained from the recombinant cells was performed. As shown in FIG. 3B, the ratio of ΔCS-2S4S was increased to about 6% in NB1-UST when the other cells were about 1% or less.

[実施例6]糖鎖伸長生成物の二糖解析
本実施例では、実施例4(糖鎖合成細胞として、NB1−UST及びNB1−EGFPを用いた場合)で得られた糖鎖伸長生成物の二糖解析として、デルマタン硫酸を選択的に切断し、デルマタン硫酸型の二糖を生じさせるコンドロイチナーゼBで糖鎖伸長生成物を処理したところ、ΔCS−0S、ΔCS−6S、ΔCS−2S4Sの3種類の二糖が検出された。
[Example 6] Disaccharide analysis of sugar chain elongation product In this example, the sugar chain elongation product obtained in Example 4 (when NB1-UST and NB1-EGFP were used as sugar chain synthesis cells). As a result of the analysis of the sugar chain elongation, the glycan extension products were treated with chondroitinase B that selectively cleaves dermatan sulfate and produces dermatan sulfate-type disaccharides. ΔCS-0S, ΔCS-6S, ΔCS-2S4S 3 types of disaccharides were detected.

そこで、NB1−EGFPで得られたΔCS−0S、ΔCS−6S、およびΔCS−2S4Sの量を1とし、それぞれ得られた二糖の量を相対値で表した。その結果、図4で示すように、NB1−USTではコントロール細胞より、有意に多いΔCS−2S4Sが得られ、デルマタン硫酸型の二糖が合成されていることが確認された。   Therefore, the amount of ΔCS-0S, ΔCS-6S, and ΔCS-2S4S obtained with NB1-EGFP was set to 1, and the amount of each obtained disaccharide was expressed as a relative value. As a result, as shown in FIG. 4, NB1-UST yielded significantly more ΔCS-2S4S than control cells, and it was confirmed that dermatan sulfate-type disaccharide was synthesized.

Claims (12)

ウロニル2−O−硫酸基転移酵素(uronyl 2-O-sulfotransferase;UST)を強制発現させた繊維芽細胞に、下記一般式(I)で表される化合物を投与する工程を含む、糖鎖ライブラリー製造方法。
式(I);Xyl−Am−L−R−X
(式中、Amは、ヒドロキシ基を有するアミノ酸、または、前記アミノ酸中のカルボキシ基が、カルバミル基で置換されているアミノ酸誘導体であり;
Lは、−C(O)−、または、−NH−であり;
Rは、炭素主鎖の炭素数が6から20であるアルキル基、または、前記アルキル基中の一部の−CH2−CH2−が、−S−S−、−NHCO−、または、−CH=CH−で置換されているアルキル基誘導体であり;
Xは、−H、−N3、−NH2、−OH、−SH、−CO2H、−OC(O)CH=CH2、および、−CH=CH2からなる群から選択される基であって;
Xyl−Am結合は、Xylのヒドロキシ基とAmのヒドロキシ基との間で、アセタール結合、または、エーテル結合を形成し;
Am−L結合は、Amのカルボキシ基とLの−NH−との間で、または、Amのアミノ基またはカルバミル基とLの−C(O)−との間で、アミド結合を形成する。)
A sugar chain live comprising a step of administering a compound represented by the following general formula (I) to a fibroblast in which uronyl 2-O-sulfotransferase (UST) is forcibly expressed. Rally manufacturing method.
Formula (I); Xyl-Am-LRX
(In the formula, Am is an amino acid having a hydroxy group or an amino acid derivative in which a carboxy group in the amino acid is substituted with a carbamyl group;
L is —C (O) — or —NH—;
R is an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms in the carbon main chain, or a part of —CH 2 —CH 2 — in the alkyl group is —S—S—, —NHCO—, or — An alkyl group derivative substituted with CH═CH—;
X is a group selected from the group consisting of —H, —N 3 , —NH 2 , —OH, —SH, —CO 2 H, —OC (O) CH═CH 2 , and —CH═CH 2. Because;
The Xyl-Am bond forms an acetal bond or an ether bond between the hydroxy group of Xyl and the hydroxy group of Am;
The Am-L bond forms an amide bond between the carboxy group of Am and -NH- of L, or between the amino group or carbamyl group of Am and -C (O)-of L. )
前記繊維芽細胞がNB1RGB細胞である、請求項1に記載の糖鎖ライブラリー製造方法。   The method for producing a sugar chain library according to claim 1, wherein the fibroblasts are NB1RGB cells. 前記ヒドロキシ基を有するアミノ酸が、SerまたはThrである、請求項1または2に記載の糖鎖ライブラリー製造方法。   The method for producing a sugar chain library according to claim 1 or 2, wherein the amino acid having a hydroxy group is Ser or Thr. Xyl−Am結合は、Xylの1位のヒドロキシ基とAmのヒドロキシ基との間で、アセタール結合を形成している、請求項1〜3のいずれか1項に記載の糖鎖ライブラリー製造方法。   The sugar chain library production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the Xyl-Am bond forms an acetal bond between the hydroxy group at position 1 of Xyl and the hydroxy group of Am. . 前記一般式(I)で表される化合物は、下記化学式(II)〜(V)から選択される化合物である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の糖鎖ライブラリー製造方法。
The method for producing a sugar chain library according to any one of claims 1 to 4, wherein the compound represented by the general formula (I) is a compound selected from the following chemical formulas (II) to (V).
前記糖鎖ライブラリーが、2位が硫酸化されたイズロン酸および/または4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の糖鎖ライブラリー製造方法。   The sugar chain library includes a sugar chain elongation product having a glycosaminoglycan (GAG) containing iduronic acid sulfated at the 2-position and / or N-acetylgalactosamine sulfated at the 4-position. Item 6. The method for producing a sugar chain library according to any one of Items 1 to 5. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の糖鎖ライブラリー製造方法によって製造された糖鎖ライブラリー。   The sugar chain library manufactured by the sugar chain library manufacturing method of any one of Claims 1-6. 請求項7に記載の糖鎖ライブラリーから部分的にまたは完全に精製された、2位が硫酸化されたイズロン酸および/または4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物。   A glycosaminoglycan comprising iduronic acid sulfated at position 2 and / or N-acetylgalactosamine sulfated at position 4 partially or completely purified from the sugar chain library according to claim 7 A sugar chain elongation product having (GAG). ウロニル2−O−硫酸基転移酵素(uronyl 2-O-sulfotransferase;UST)を強制発現させたNB1RGB細胞。   NB1RGB cells in which uronyl 2-O-sulfotransferase (UST) is forcibly expressed. 請求項7に記載の糖鎖ライブラリーまたは請求項8に記載の糖鎖伸長生成物を含有する、ムコ多糖症の診断基質。   A diagnostic substrate for mucopolysaccharidosis containing the sugar chain library according to claim 7 or the sugar chain elongation product according to claim 8. 前記ムコ多糖症がII型および/またはVI型である、請求項10に記載のムコ多糖症の診断基質。   The diagnostic substrate for mucopolysaccharidosis according to claim 10, wherein the mucopolysaccharidosis is type II and / or type VI. 糖鎖合成細胞の検定方法であって、
ウロニル2−O−硫酸基転移酵素(uronyl 2-O-sulfotransferase;UST)を強制発現させた組換え細胞を製造する工程と、
前記組換え細胞に下記一般式(I)で表される化合物を投与する工程と、
式(I);Xyl−Am−L−R−X
(式中、Amは、ヒドロキシ基を有するアミノ酸、または、前記アミノ酸中のカルボキシ基が、カルバミル基で置換されているアミノ酸誘導体であり;
Lは、−C(O)−、または、−NH−であり;
Rは、炭素主鎖の炭素数が6から20であるアルキル基、または、前記アルキル基中の一部の−CH2−CH2−が、−S−S−、−NHCO−、または、−CH=CH−で置換されているアルキル基誘導体であり;
Xは、−H、−N3、−NH2、−OH、−SH、−CO2H、−OC(O)CH=CH2、および、−CH=CH2からなる群から選択される基であって;
Xyl−Am結合は、Xylのヒドロキシ基とAmのヒドロキシ基との間で、アセタール結合、または、エーテル結合を形成し;
Am−L結合は、Amのカルボキシ基とLの−NH−との間で、または、Amのアミノ基またはカルバミル基とLの−C(O)−との間で、アミド結合を形成する。)
前記化合物が投与された前記組換え細胞が、2位が硫酸化されたイズロン酸または4位が硫酸化されたN-アセチルガラクトサミンを含むグリコサミノグリカン(GAG)を有する糖鎖伸長生成物を合成したかどうか検定する工程と、を含む検定方法。
A method for assaying a glycosynthetic cell comprising:
Producing a recombinant cell in which uronyl 2-O-sulfotransferase (UST) is forcibly expressed;
Administering a compound represented by the following general formula (I) to the recombinant cells;
Formula (I); Xyl-Am-LRX
(In the formula, Am is an amino acid having a hydroxy group or an amino acid derivative in which a carboxy group in the amino acid is substituted with a carbamyl group;
L is —C (O) — or —NH—;
R is an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms in the carbon main chain, or a part of —CH 2 —CH 2 — in the alkyl group is —S—S—, —NHCO—, or — An alkyl group derivative substituted with CH═CH—;
X is a group selected from the group consisting of —H, —N 3 , —NH 2 , —OH, —SH, —CO 2 H, —OC (O) CH═CH 2 , and —CH═CH 2. Because;
The Xyl-Am bond forms an acetal bond or an ether bond between the hydroxy group of Xyl and the hydroxy group of Am;
The Am-L bond forms an amide bond between the carboxy group of Am and -NH- of L, or between the amino group or carbamyl group of Am and -C (O)-of L. )
The recombinant cell to which the compound is administered has a sugar chain elongation product having a glycosaminoglycan (GAG) containing iduronic acid sulfated at the 2-position or N-acetylgalactosamine sulfated at the 4-position. A test method comprising: testing for synthesis.
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