JP6360738B2 - Method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains - Google Patents

Method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains Download PDF

Info

Publication number
JP6360738B2
JP6360738B2 JP2014141999A JP2014141999A JP6360738B2 JP 6360738 B2 JP6360738 B2 JP 6360738B2 JP 2014141999 A JP2014141999 A JP 2014141999A JP 2014141999 A JP2014141999 A JP 2014141999A JP 6360738 B2 JP6360738 B2 JP 6360738B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sugar chain
labeled
disaccharide
glycosaminoglycan
sequence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014141999A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016015942A (en
Inventor
杉浦 信夫
信夫 杉浦
達政 塩入
達政 塩入
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichi Medical University
Original Assignee
Aichi Medical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aichi Medical University filed Critical Aichi Medical University
Priority to JP2014141999A priority Critical patent/JP6360738B2/en
Publication of JP2016015942A publication Critical patent/JP2016015942A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6360738B2 publication Critical patent/JP6360738B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

本発明は、コンドロイチン硫酸などのグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法に関する。   The present invention relates to a method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains such as chondroitin sulfate.

生体内に広く分布する主な酸性多糖体であるグリコサミノグリカンは、コンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸とヘパラン硫酸/ヘパリンである。グリコサミノグリカンは成長因子や細胞受容体と結合および相互作用することにより、多様で重要な生理機能を発揮している。グリコサミノグリカンは、分子量が通常数千から数万Daであり、原則として直鎖構造である。グリコサミノグリカンは、基本的にはウロン酸とアミノ糖の二糖が繰り返した構造をとっており、その糖水酸基に多数の硫酸基が結合して、複雑で多様な修飾構造をした多糖体である。   Glycosaminoglycans, which are the main acidic polysaccharides widely distributed in the living body, are chondroitin sulfate / dermatan sulfate and heparan sulfate / heparin. Glycosaminoglycans exert diverse and important physiological functions by binding and interacting with growth factors and cell receptors. Glycosaminoglycans usually have a molecular weight of several thousand to several tens of thousands of Da, and in principle have a linear structure. Glycosaminoglycans basically have a structure in which disaccharides of uronic acid and amino sugar are repeated, and a polysaccharide that has a complex and diverse modified structure with many sulfate groups bonded to the sugar hydroxyl group. It is.

主要なグリコサミノグリカンの1つであるコンドロイチン硫酸は、ウロン酸としてD−グルクロン酸(GlcA)とアミノ糖としてN−アセチル−D−ガラクトサミン(GalNAc)の繰り返し二糖構造を基本骨格とする。コンドロイチン硫酸は、多数の硫酸基が複雑かつ多様に結合した構造を有している。図1に示すように、コンドロイチン硫酸の主要な二糖単位として、硫酸基がないコンドロイチン二糖(O)、GalNAc残基の4位が硫酸化されたコンドロイチン硫酸A二糖(A)、およびGalNAc残基6位が硫酸化されたコンドロイチン硫酸C二糖(C)などがある。   Chondroitin sulfate, which is one of the major glycosaminoglycans, has a basic skeleton of a repeating disaccharide structure of D-glucuronic acid (GlcA) as uronic acid and N-acetyl-D-galactosamine (GalNAc) as amino sugar. Chondroitin sulfate has a structure in which a large number of sulfate groups are bound in a complex and diverse manner. As shown in FIG. 1, the chondroitin sulfate main disaccharide units include chondroitin disaccharide (O) having no sulfate group, chondroitin sulfate A disaccharide (A) in which the 4-position of GalNAc residue is sulfated, and GalNAc. There is chondroitin sulfate C disaccharide (C) in which the residue 6 is sulfated.

グリコサミノグリカンの生理機能は、その直鎖多糖構造内部に存在する特異で複雑な硫酸化糖鎖配列に依存すると考えられている。しかし、その構造解析手法は、非特許文献1で示されるように、分解酵素などで完全分解した後の二糖組成を分析する方法や、数個の糖より形成される短い糖鎖配列を決定する方法しか知られていなかった。   Physiological functions of glycosaminoglycans are thought to depend on unique and complex sulfated sugar chain sequences present within the linear polysaccharide structure. However, as shown in Non-Patent Document 1, the structure analysis method is a method for analyzing a disaccharide composition after complete decomposition with a degrading enzyme or the like, and determining a short sugar chain sequence formed from several sugars. Only the way to do was known.

Anal.Biochem.(1989)vol.177,pp327−332Anal. Biochem. (1989) vol. 177, pp 327-332

しかしながら、非特許文献1の方法では、その活性糖鎖の配列を決定することができないという問題があった。また、従来の他の方法を用いたとしても、特に十糖を越えるような長い糖鎖の配列を決定することができないという問題があった。   However, the method of Non-Patent Document 1 has a problem that the sequence of the active sugar chain cannot be determined. In addition, even when other conventional methods are used, there is a problem in that it is not possible to determine a long sugar chain sequence that particularly exceeds decasaccharide.

そのため、他の生体内高分子である核酸やタンパク質に比べ、多糖体の生理機能解析と構造活性相関研究が遅れていた。グリコサミノグリカンの糖鎖配列を決定する方法が開発されれば、活性構造の同定などの基礎研究が促進されるだけでなく、活性糖鎖配列を利用した医薬品や診断薬の開発などの臨床応用も促進される。   As a result, the physiological function analysis and structure-activity relationship research of polysaccharides were delayed compared to other in vivo macromolecules such as nucleic acids and proteins. If a method for determining the glycosaminoglycan sequence is developed, basic research such as identification of the active structure will be promoted, as well as clinical development such as the development of pharmaceuticals and diagnostics using the active sugar sequence. Application is also promoted.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、グリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法は、グリコサミノグリカン糖鎖の還元末端に第1の標識化合物を結合させて標識グリコサミノグリカン糖鎖を生成するステップと、加水分解酵素を用いて、標識グリコサミノグリカン糖鎖を限定分解するステップと、限定分解された標識グリコサミノグリカン糖鎖を、二糖ずつ糖鎖長が異なるグリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれに分離するステップと、脱離酵素を用いて、分離された標識グリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれを二糖に分解し、非標識二糖と第1の標識化合物により標識された第1の標識二糖を生成するステップと、非標識二糖の還元末端を、第2の標識化合物を結合させて第2の標識二糖を形成するステップと、第2の標識二糖と、第1の標識二糖との組成を、二糖ずつ糖鎖長が異なるグリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれについて決定するステップと、決定されたそれぞれのグリコサミノグリカン糖鎖の組成に基づいて、グリコサミノグリカン糖鎖の配列を決定するステップと、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, a method for determining the sequence structure of a glycosaminoglycan sugar chain according to an aspect of the present invention includes the step of binding a first labeled compound to the reducing end of a glycosaminoglycan sugar chain to label glycosaminoglycan sugar chain. A step of generating a saminoglycan sugar chain, a step of limitedly degrading a labeled glycosaminoglycan sugar chain using a hydrolase, and a limited glycosaminoglycan sugar chain that has been decomposed into two sugars Separating each of the glycosaminoglycan sugar chains having different lengths, and desorbing each of the separated labeled glycosaminoglycan sugar chains into disaccharides using a desorption enzyme; Generating a first labeled disaccharide labeled with the labeled compound of step (a), forming a second labeled disaccharide by binding the reducing end of the unlabeled disaccharide with the second labeled compound, 2 Determining the composition of the disaccharide and the first labeled disaccharide for each glycosaminoglycan sugar chain having a different sugar chain length for each disaccharide, and for each determined glycosaminoglycan sugar chain Determining the sequence of glycosaminoglycan sugar chains based on the composition.

この態様によると、グリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を容易に決定することができる。   According to this embodiment, the sequence structure of the glycosaminoglycan sugar chain can be easily determined.

第1の標識化合物と、第2の標識化合物として、互いに異なる化合物を用いることが好ましい。この態様によると、検出を容易にすることによって糖鎖配列の決定の効率を高めることができる。   It is preferable to use different compounds as the first labeling compound and the second labeling compound. According to this aspect, the efficiency of determination of the sugar chain sequence can be increased by facilitating detection.

グリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法において、グリコサミノグリカン糖鎖は、コンドロイチン硫酸であってもよい。この態様によると、より容易に糖鎖の配列を決定することができる。   In the method for determining the sequence structure of a glycosaminoglycan sugar chain, the glycosaminoglycan sugar chain may be chondroitin sulfate. According to this embodiment, the sugar chain sequence can be determined more easily.

グリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法において、グリコサミノグリカン糖鎖は、配列の異なる複数の糖鎖を含んでもよい。この態様によると、各糖鎖の配列をまとめて決定することができる。   In the method for determining the sequence structure of a glycosaminoglycan sugar chain, the glycosaminoglycan sugar chain may include a plurality of sugar chains having different sequences. According to this embodiment, the sequence of each sugar chain can be determined collectively.

本発明によれば、グリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を容易に決定することができる。   According to the present invention, the sequence structure of a glycosaminoglycan sugar chain can be easily determined.

コンドロイチン硫酸の主要な二糖単位構造を示す図である。It is a figure which shows the main disaccharide unit structure of chondroitin sulfate. 本実施の形態にかかるコンドロイチン硫酸オリゴ十二糖の配列構造決定方法を示す概念図である。図2(A)は、試料であるCSA12を示す図である。図2(B)は、CSA12の還元末端に第1の標識化合物a(PA)を結合させて標識CSA12を形成させた状態を示す図である。図2(C)は、分解された標識CSA12を修飾基PAの蛍光にて検出することにより、非還元末端から二糖ずつ切断された十糖、八糖、六糖のPA標識体を分離する手順を示す図である。図2(D)は、分解前の標識CSA12を、脱離酵素を用いて完全分解し、第2の標識化合物b(AB)を結合させた状態を示す図である。図2(E)は、標識CSA12の限定分解物十糖(PA化十糖)を、脱離酵素を用いて完全分解し、第2の標識化合物b(AB)を結合させた状態を示す図である。図2(F)は、標識CSA12の限定分解物八糖(PA化八糖)を、脱離酵素を用いて完全分解し、第2の標識化合物b(AB)を結合させた状態を示す図である。図2(G)は、標識CSA12の限定分解物六糖(PA化六糖)を、脱離酵素を用いて完全分解し、第2の標識化合物b(AB)を結合させた状態を示す図である。It is a conceptual diagram which shows the sequence structure determination method of the chondroitin sulfate oligo dodecasaccharide concerning this Embodiment. FIG. 2A shows a CSA 12 that is a sample. FIG. 2B is a diagram showing a state in which labeled CSA12 is formed by binding the first labeled compound a (PA) to the reducing end of CSA12. FIG. 2 (C) shows separation of decasaccharide, octasaccharide, and hexasaccharide PA-labeled products that are cleaved by disaccharides from the non-reducing end by detecting the decomposed labeled CSA12 by fluorescence of the modifying group PA. It is a figure which shows a procedure. FIG. 2 (D) is a diagram showing a state in which labeled CSA12 before decomposition is completely decomposed using a desorption enzyme and second labeled compound b (AB) is bound thereto. FIG. 2 (E) is a diagram showing a state in which the limited degradation product decasaccharide (PA-decasaccharide) of labeled CSA12 is completely decomposed using a desorbing enzyme and the second labeled compound b (AB) is bound thereto. It is. FIG. 2 (F) is a diagram showing a state where the limited degradation product octasaccharide (PA-modified octasaccharide) of labeled CSA12 is completely decomposed using a desorbing enzyme and the second labeled compound b (AB) is bound thereto. It is. FIG. 2 (G) is a diagram showing a state in which the limited degradation product hexasaccharide (PA-hexasaccharide) of labeled CSA12 is completely decomposed using a desorbing enzyme and the second labeled compound b (AB) is bound thereto. It is. 飽和および不飽和二糖標準品のAB標識体の蛍光HPLCパターンを示す図である。It is a figure which shows the fluorescence HPLC pattern of AB labeled body of a saturated and unsaturated disaccharide standard.

今まで不可能であった糖鎖の長いグリコサミノグリカン糖鎖の配列決定法を確立すべく誠意研究を重ねた。その結果、本研究者らは、加水分解酵素の限定分解と、脱離酵素による完全分解、複数の糖鎖還元末端標識方法、および飽和糖と不飽和糖を分離・定量する技術を駆使することで、グリコサミノグリカン糖鎖の配列決定方法を確立した。   We conducted sincere research to establish a method for determining the glycosaminoglycan sugar chain, which has been impossible until now. As a result, the present researchers should make full use of limited hydrolysis of hydrolase, complete decomposition by desorbing enzyme, multiple sugar chain reducing end labeling methods, and technology for separating and quantifying saturated and unsaturated sugars. Thus, a method for sequencing glycosaminoglycan sugar chains was established.

本発明者らは、分解酵素である加水分解酵素および脱離酵素(リアーゼ)によって形成される切断糖鎖構造の違いを利用して、糖鎖配列決定を行う方法を開発すべく研究を重ねた。具体的には、糖の加水分解酵素は、糖と糖をつなぐ脱水結合であるグリコシド結合を加水分解で切断する酵素である。加水分解酵素による切断箇所には通常の飽和糖鎖が現れる。一方、脱離酵素(リアーゼ)は加水分解を伴わない分解酵素である。グリコサミノグリカン糖鎖の場合、脱離酵素(リアーゼ)はアミノ糖とウロン酸の間のグリコシド結合を切断する。その際、切断箇所のウロン酸残基は4−5位間で脱水反応が起こり、2重結合が形成され、非還元末端に不飽和ウロン酸残基をもつ分解産物が生成する。   The present inventors have repeated research to develop a method for determining a sugar chain by utilizing the difference in the structure of a cleaved sugar chain formed by hydrolase and lyase, which are degrading enzymes. . Specifically, a sugar hydrolase is an enzyme that cleaves a glycosidic bond, which is a dehydration bond that connects sugar and sugar, by hydrolysis. A normal saturated sugar chain appears at the site cleaved by the hydrolase. On the other hand, a desorption enzyme (lyase) is a degrading enzyme that does not involve hydrolysis. In the case of glycosaminoglycan sugar chains, the elimination enzyme (lyase) cleaves the glycosidic bond between amino sugar and uronic acid. At that time, the uronic acid residue at the cleavage site undergoes a dehydration reaction between positions 4-5, a double bond is formed, and a degradation product having an unsaturated uronic acid residue at the non-reducing end is generated.

ここで、糖鎖は一般に可視および紫外吸収が少ないため、検出感度が低いことが問題となる。そこで、糖鎖還元末端に検出感度を高める標識分子を結合させることによって、微量で分析可能とする。さらに、糖鎖還元末端を標識することで、酵素分解後に生成する還元末端遊離糖分解物と、元の糖鎖還元末端を含む還元末端標識糖鎖分解物を識別および分離することができる。さらに、元の長鎖グリコサミノグリカン糖鎖と、分解後の二糖を異なった分子で標識し、各々の標識体の混合試料であっても検出方法を変えれば、それぞれの標識体を識別して分析することができる。   Here, since sugar chains generally have little visible and ultraviolet absorption, low detection sensitivity is a problem. Therefore, analysis can be performed in a very small amount by binding a labeled molecule that enhances detection sensitivity to the sugar chain reducing end. Furthermore, by labeling the sugar chain reducing end, it is possible to distinguish and separate a reducing end free sugar degradation product generated after enzymatic degradation and a reducing end labeled sugar chain degradation product including the original sugar chain reducing end. In addition, the original long-chain glycosaminoglycan sugar chain and the disaccharide after degradation are labeled with different molecules, and each labeled product can be identified by changing the detection method even for mixed samples of each labeled product. Can be analyzed.

本発明は、このような分解酵素と分子標識および分析方法を組み合わせて、グリコサミノグリカン糖鎖の配列構造の決定方法を提供するものである。   The present invention provides a method for determining the sequence structure of a glycosaminoglycan sugar chain by combining such a degrading enzyme with a molecular labeling and analysis method.

以下、本実施の形態に係るグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法について詳細に説明する。   Hereinafter, a method for determining the sequence structure of the glycosaminoglycan sugar chain according to the present embodiment will be described in detail.

グリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法は、以下のステップを含む。
(ステップ1)グリコサミノグリカン糖鎖の還元末端に第1の標識化合物aを結合させて標識グリコサミノグリカン糖鎖を生成するステップ。
(ステップ2)加水分解酵素を用いて、標識グリコサミノグリカン糖鎖を限定分解するステップ。
(ステップ3)限定分解された標識グリコサミノグリカン糖鎖を、二糖ずつ糖鎖長が異なるグリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれに分離するステップ。
(ステップ4)脱離酵素(リアーゼ)を用いて、分離された標識グリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれを二糖に分解し、非標識二糖と第1の標識化合物aにより標識された第1の標識二糖を生成するステップ。
(ステップ5)非標識二糖の還元末端を、第2の標識化合物bを結合させて第2の標識二糖を形成するステップ。
(ステップ6)第2の標識二糖と、第1の標識二糖の組成を、二糖ずつ糖鎖長が異なるグリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれについて決定するステップ。
(ステップ7)決定されたそれぞれのグリコサミノグリカン糖鎖の組成に基づいて、グリコサミノグリカン糖鎖の配列を決定するステップ。
The method for determining the sequence structure of a glycosaminoglycan sugar chain includes the following steps.
(Step 1) A step of producing a labeled glycosaminoglycan sugar chain by binding the first labeled compound a to the reducing end of the glycosaminoglycan sugar chain.
(Step 2) A step of limitedly decomposing the labeled glycosaminoglycan sugar chain using a hydrolase.
(Step 3) A step of separating the limited glycosaminoglycan sugar chain subjected to limited decomposition into glycosaminoglycan sugar chains each having a different sugar chain length for each disaccharide.
(Step 4) Using the desorption enzyme (lyase), each of the separated labeled glycosaminoglycan sugar chains is decomposed into disaccharides, and the first labeled with the unlabeled disaccharide and the first labeled compound a Producing a labeled disaccharide.
(Step 5) A step of binding the second labeled compound b to the reducing end of the unlabeled disaccharide to form a second labeled disaccharide.
(Step 6) determining the composition of the second labeled disaccharide and the first labeled disaccharide for each glycosaminoglycan sugar chain having a different sugar chain length for each disaccharide.
(Step 7) A step of determining the sequence of the glycosaminoglycan sugar chain based on the determined composition of each glycosaminoglycan sugar chain.

以下、これらのステップを順に説明する。一例として、分析対象のグリコサミノグリカン糖鎖のモデル分子として、合成酵素により調製したコンドロイチン硫酸A十二糖(CSA12)を用いて、本実施の形態に係るグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法を具体的に示す(図2)。CSA12は、6つの二糖単位から構成される。   Hereinafter, these steps will be described in order. As an example, using a chondroitin sulfate A dodecasaccharide (CSA12) prepared by a synthetic enzyme as a model molecule of a glycosaminoglycan sugar chain to be analyzed, the sequence structure of the glycosaminoglycan sugar chain according to the present embodiment A method for determining the value is specifically shown (FIG. 2). CSA12 is composed of six disaccharide units.

(ステップ1)
まず、試料であるCSA12(図2(A))の還元末端に第1の標識化合物aを結合させて標識CSA12を形成させる(図2(B))。第1の標識化合物aとしては、蛍光標識体2−アミノピリジン(PA)を好適に使用することができる。第1の標識化合物aとして使用可能な他の物質については、第2の標識化合物bと合わせて後述する。
(Step 1)
First, the labeled CSA12 is formed by binding the first labeled compound a to the reducing end of the sample CSA12 (FIG. 2A) (FIG. 2B). As the first labeling compound a, a fluorescent label 2-aminopyridine (PA) can be suitably used. Other substances that can be used as the first labeling compound a will be described later together with the second labeling compound b.

(ステップ2)
次に、加水分解酵素を用いて、標識CSA12を限定分解する。加水分解酵素は、グリコサミノグリカン糖鎖をエンド型に切断するヒアルロニダーゼ(睾丸由来)を好適に使用することができる。その反応混合物から、たとえば還元糖吸着クロマトグラフィーを用いて還元末端標識分解物と還元末端遊離分解物を分離することが好ましい。
(Step 2)
Next, the labeled CSA 12 is limitedly decomposed using a hydrolase. As the hydrolase, hyaluronidase (derived from testicles) that cleaves glycosaminoglycan sugar chains into endo-types can be preferably used. It is preferable to separate the reducing end labeled degradation product and the reducing end free degradation product from the reaction mixture using, for example, reducing sugar adsorption chromatography.

(ステップ3)
次に、標識CSA12の限定分解物を、二糖ずつ糖鎖長が異なる標識グリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれに分離する。すなわち、還元末端が第1の標識化合物aにより標識された糖鎖の分解物(還元末端a標識分解物)をその糖鎖長に応じて分離精製する。これにより、糖鎖試料の非還元末端から糖鎖が二糖ずつ切除された還元末端a標識分解物のそれぞれが取得できる。これらの分画物において、それぞれの非還元末端は飽和ウロン酸である。一方、還元末端は第1の標識化合物aで修飾され二糖ずつ糖鎖長が異なる糖鎖(a標識限定分解糖鎖)である。
(Step 3)
Next, the limited degradation product of labeled CSA12 is separated into labeled glycosaminoglycan sugar chains each having a different sugar chain length for each disaccharide. That is, a degradation product of a sugar chain in which the reducing end is labeled with the first labeling compound a (reducing end a-labeled degradation product) is separated and purified according to the sugar chain length. Thereby, each of the reducing end a-labeled degradation products in which the sugar chains are excised from the non-reducing end of the sugar chain sample by two sugars can be obtained. In these fractions, each non-reducing end is saturated uronic acid. On the other hand, the reducing end is a sugar chain (a-labeled limited degradation sugar chain) modified with the first labeling compound a and having different sugar chain lengths for each disaccharide.

具体的には、たとえばゲルろ過クロマトグラフィーによって、標識CSA12の分解産物を分離し、修飾基PAの蛍光にて検出する(図2(C))。これにより、非還元末端から二糖ずつ切断された十糖、八糖、六糖、および必要な場合には四糖のPA標識体が分取できる。   Specifically, the degradation product of labeled CSA12 is separated by, for example, gel filtration chromatography and detected by the fluorescence of the modifying group PA (FIG. 2C). As a result, a decasaccharide, an octasaccharide, a hexasaccharide, and, if necessary, a tetrasaccharide PA-labeled product obtained by cleaving disaccharides from the non-reducing end can be separated.

(ステップ4)脱離酵素(リアーゼ)を用いて、分離された鎖長が異なる標識グリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれを二糖に分解し、非標識二糖と第1の標識化合物aにより標識された第1の標識二糖を生成させる。脱離酵素(リアーゼ)は、第1の標識化合物aにより標識され加水分解酵素により限定分解された糖鎖を特異的に完全脱離分解する酵素である。その結果、それぞれのa標識限定分解糖鎖に由来する非還元末端の飽和二糖と中間の脱離反応によって生じた不飽和二糖、および還元末端に由来する不飽和二糖の第1の標識化合物aによる標識体(不飽和二糖a標識体)が生成される。 (Step 4) Using a desorption enzyme (lyase), each of the separated glycosaminoglycan sugar chains with different chain lengths is decomposed into disaccharides and labeled with unlabeled disaccharide and the first labeled compound a A first labeled disaccharide is produced. The desorbing enzyme (lyase) is an enzyme that specifically completely desorbs and decomposes a sugar chain that is labeled with the first labeling compound a and limitedly decomposed by a hydrolase. As a result, the first label of the unsaturated disaccharide derived from the non-reducing end saturated disaccharide and the intermediate elimination reaction derived from the respective a-labeled limited degradation sugar chains, and the unsaturated disaccharide derived from the reducing end A labeled product (unsaturated disaccharide a labeled product) with compound a is produced.

具体的には、分離精製したPA化限定分解物(PA化十糖、PA化八糖、およびPA化六糖)並びに分解前の十二糖のPA標識体を脱離分解酵素(コンドロイチンリアーゼC−ACII(以下、単にACIIともいう))で完全分解する(図2(D)〜(G))。これにより、それぞれの非還元末端の飽和二糖と中間の不飽和二糖、および還元末端に由来する不飽和二糖PA標識体が得られる。   Specifically, the separated and purified PA-decomposed degradation product (PA-decasaccharide, PA-octasaccharide, and PA-hexasaccharide) and the PA label of the dodecasaccharide before degradation are desorbed and degraded (chondroitin lyase C). -Complete decomposition with ACII (hereinafter also simply referred to as ACII) (FIGS. 2D to 2G). Thereby, a saturated disaccharide and an intermediate unsaturated disaccharide at each non-reducing end, and an unsaturated disaccharide PA label derived from the reducing end are obtained.

(ステップ5)
次に、非標識二糖の還元末端を、第2の標識化合物bを結合させて第2の標識二糖を形成させる。つまり、分解産物である二糖の還元末端に第2の標識化合物bを結合させる反応を行う。これにより、既に第1の標識化合物aで標識されている還元末端二糖以外のすべての二糖分解物が第2の標識化合物bによって標識される。第2の標識化合物bとして、2−アミノベンズアミド(AB)を好適に使用することができる。
(Step 5)
Next, the second labeled compound b is bound to the reducing end of the unlabeled disaccharide to form a second labeled disaccharide. That is, a reaction for binding the second labeled compound b to the reducing end of the disaccharide that is the degradation product is performed. As a result, all the disaccharide degradation products other than the reducing end disaccharide already labeled with the first labeling compound a are labeled with the second labeling compound b. As the second labeling compound b, 2-aminobenzamide (AB) can be preferably used.

第1の標識化合物aと第2の標識化合物bは、検出を容易にするために異なることが好ましいが、同一の化合物であってもよい。同一の化合物を用いる場合は、中間糖鎖と還元末端糖鎖の区別がつかないため、完全配列を決定するためには、六糖以上に加えて、四糖分解物についても解析する必要がある。また、第1の標識化合物aおよび第2の標識化合物bとして、2−aminobenzoic acid、2−aminoacridone、1−pyrenebutanoic acid hydrazideなどの蛍光標識体を用いることもできる。また、第1の標識化合物aと第2の標識化合物bは、還元末端に修飾して検出可能な標識体であれば、蛍光標識体以外の物質を使用することもできる。例えば、第1の標識化合物aと第2の標識化合物bの少なくとも一方は、放射性同位元素(H、14C、32P、35S、125I)を含んだ基であっても良い。また、[H]−NaBHによる還元末端[H]標識なども好適である。 The first labeling compound a and the second labeling compound b are preferably different in order to facilitate detection, but may be the same compound. When the same compound is used, it is not possible to distinguish between the intermediate sugar chain and the reducing terminal sugar chain, so in order to determine the complete sequence, it is necessary to analyze the tetrasaccharide degradation products in addition to the hexasaccharide or more. . Further, as the first labeling compound a and the second labeling compound b, fluorescent labels such as 2-aminobenzoic acid, 2-aminoacidone, and 1-pyrenebutanoic acid hydride can be used. In addition, the first labeling compound a and the second labeling compound b may be substances other than the fluorescent label as long as they are detectable labels after modification at the reducing end. For example, at least one of the first labeling compound a and the second labeling compound b may be a group containing a radioisotope ( 3 H, 14 C, 32 P, 35 S, 125 I). In addition, a reducing end [ 3 H] labeling with [ 3 H] -NaBH 4 is also suitable.

(ステップ6)
次に、第2の標識化合物bが結合した第2の標識二糖と、第1の標識化合物aにより標識された第1の標識二糖の組成を、二糖ずつ糖鎖長が異なるグリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれについて決定する。つまり、第2の標識化合物bにより標識された飽和二糖(飽和二糖b標識体)と第2の標識化合物bにより標識された不飽和二糖(不飽和二糖b標識体)を分離できる分析方法を用いて、標識化合物bを検出する。これにより、二糖ずつ糖鎖長が異なる限定分解物それぞれの非還元末端由来の飽和二糖b標識体と中間の不飽和二糖b標識体を同定および定量することができる。また、二糖分解物に対して、不飽和二糖a標識体を分離できる分離方法および第1の標識化合物aを検出する方法を用いることで、第1の標識化合物aにより標識された不飽和二糖の構造を同定できる。それは当初のグリコサミノグリカン糖鎖の還元末端二糖構造である。以上の方法により、グリコサミノグリカン糖鎖試料の全二糖配列が決定できる。
(Step 6)
Next, the composition of the second labeled disaccharide to which the second labeled compound b is bound and the first labeled disaccharide labeled with the first labeled compound a are converted into glycosami having different sugar chain lengths for each disaccharide. Determine for each of the noglycan sugar chains. That is, the saturated disaccharide labeled with the second labeling compound b (saturated disaccharide b-labeled product) and the unsaturated disaccharide labeled with the second labeling compound b (unsaturated disaccharide b-labeled product) can be separated. The labeled compound b is detected using an analytical method. This makes it possible to identify and quantify the saturated disaccharide b-labeled product and the intermediate unsaturated disaccharide b-labeled product derived from the non-reducing end of each limited degradation product having a different sugar chain length for each disaccharide. Further, by using a separation method capable of separating the unsaturated disaccharide a-labeled product from the disaccharide degradation product and a method for detecting the first labeling compound a, the unsaturation labeled with the first labeling compound a The structure of the disaccharide can be identified. It is the reducing terminal disaccharide structure of the original glycosaminoglycan sugar chain. By the above method, the entire disaccharide sequence of the glycosaminoglycan sugar chain sample can be determined.

具体的には、分解された標識体の混合物を、食塩濃度勾配を利用した溶出によって、ABの蛍光波長で検出する蛍光高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を行うことにより、硫酸化の位置及び数が異なる飽和および不飽和二糖のAB標識体が明確に分離されて検出される(図3)。このとき、ABの蛍光励起波長にて測定するためPA化二糖は検出されないので、PAによってAB標識体の解析は妨害されない。なお、還元端不飽和PA−二糖はアミノ化シリカゲルで充填したHPLCカラムでリン酸カリウムの濃度勾配によりクロマトグラフィーを行い、PAの蛍光励起波長で測定することで検出できる。   Specifically, by performing fluorescence high performance liquid chromatography (HPLC) in which the mixture of the decomposed labeled bodies is detected at the fluorescence wavelength of AB by elution using a salt concentration gradient, the position and number of sulfation are determined. AB labels of different saturated and unsaturated disaccharides are clearly separated and detected (FIG. 3). At this time, since the PA-ized disaccharide is not detected because it is measured at the fluorescence excitation wavelength of AB, the analysis of the AB labeled body is not hindered by PA. The reducing end unsaturated PA-disaccharide can be detected by performing chromatography with a concentration gradient of potassium phosphate on an HPLC column packed with aminated silica gel and measuring at the fluorescence excitation wavelength of PA.

(ステップ7)
最後に、決定されたそれぞれのグリコサミノグリカン糖鎖の組成に基づいて、グリコサミノグリカン糖鎖の配列を決定する。それぞれの分解物から飽和二糖として検出および同定されるものが各々の非還元末端二糖単位であり、PA標識二糖として検出および同定されるものは還元末端二糖である。これらの結果を合わせることで、元の硫酸化コンドロイチン硫酸十二糖の全糖鎖配列構造が決定できる。
(Step 7)
Finally, the sequence of the glycosaminoglycan sugar chain is determined based on the determined composition of each glycosaminoglycan sugar chain. Each non-reducing terminal disaccharide unit is detected and identified as a saturated disaccharide from each degradation product, and what is detected and identified as a PA-labeled disaccharide is a reducing terminal disaccharide. By combining these results, the entire sugar chain sequence structure of the original sulfated chondroitin sulfate dodecasaccharide can be determined.

すなわち、n個の二糖単位からなる2n糖のグリコサミノグリカンを本実施の形態の方法により、二糖ずつ糖鎖長が異なる限定分解a標識糖鎖を調製し、それらa標識糖鎖を脱離完全分解後b標識し、それらの非還元末端b標識飽和二糖単位をそれぞれ単一構造として同定し、還元末端a標識不飽和二糖も単一構造として同定する。この場合、分解前の糖鎖から長い順に同定された非還元末端のb標識飽和二糖単位の構造を並べ、最後に還元末端のa標識不飽和二糖単位構造で終わる配列が、もとの2n糖のグリコサミノグリカンの全糖鎖配列である。   That is, a 2n sugar glycosaminoglycan composed of n disaccharide units is prepared by the method of the present embodiment to prepare limited-decomposed a-labeled sugar chains having different sugar chain lengths for each disaccharide. After desorption and complete decomposition, they are labeled with b, their non-reducing end b-labeled saturated disaccharide units are each identified as a single structure, and the reducing end a-labeled unsaturated disaccharide is also identified as a single structure. In this case, the structures of non-reducing terminal b-labeled saturated disaccharide units identified in the long order from the sugar chain before degradation are arranged, and finally the sequence ending with the reducing-terminal a-labeled unsaturated disaccharide unit structure is the original sequence. It is the entire sugar chain sequence of glycosaminoglycan of 2n sugar.

本ステップの労力は、グリコサミノグリカン糖鎖の硫酸化の程度や、サンプルに何種類の糖鎖が混在しているかに依存する。本ステップの労力を考慮すると、サンプル中に配列の異なる複数の配列が含まれる場合には、後述する実施例1および2に示すように、それらの長さおよび硫酸化の程度は互いに同一であることが好ましい。少なくとも還元末端から所定長における硫酸化の程度は同一であることが好ましい。   The labor of this step depends on the degree of sulfation of glycosaminoglycan sugar chains and how many kinds of sugar chains are mixed in the sample. Considering the labor of this step, when a plurality of sequences having different sequences are included in the sample, as shown in Examples 1 and 2 described later, their lengths and the degree of sulfation are the same. It is preferable. It is preferable that the degree of sulfation at least from the reducing end to the predetermined length is the same.

たとえば2n糖鎖長のサンプル中に特定の硫酸基修飾二糖構造SがX個存在している場合、本実施の形態の方法により同定された糖鎖配列のうち、非還元末端からNa,Nb,・・・・,Nm番目(m<n)の二糖構造が未硫酸化二糖Oと硫酸化構造Sが混在していると想定する。また、それぞれのS構造の割合がSa,Sb,・・・・,Smで、その他の位置の二糖構造はOまたはSのみと決定できた場合で、その決定済みのSの数は全てのS構造の数Xより1小さい場合(X−1)であったと想定する。このときサンプル中の糖鎖は糖鎖位置Na,Nb,・・・・,Nmのいずれか1箇所が硫酸化構造Sであるm種の糖鎖で構成されていることになる。それぞれの糖鎖の存在比はSa,Sb,・・・・,Smとなる(ただし、Sa+Sb+・・・・+Sm=1)。さらに、サンプル中に硫酸化の候補部位がn箇所あるn個の糖鎖配列が含まれる場合には、n元1次方程式を解けばサンプル中に含まれるこれらの糖鎖配列の割合を算出することができる。また、硫酸化の候補部位の数と糖鎖配列数が異なる場合にも、同様に算出することができる。   For example, when there are X specific sulfate group-modified disaccharide structures S in a sample having a 2n sugar chain length, among the sugar chain sequences identified by the method of the present embodiment, Na, Nb ,..., Suppose that the Nm-th (m <n) disaccharide structure is a mixture of unsulfated disaccharide O and sulfated structure S. In addition, when the ratio of each S structure is Sa, Sb,..., Sm and the disaccharide structure at other positions can be determined to be only O or S, the number of determined S is all It is assumed that this is a case where (X-1) is smaller than the number X of the S structure. At this time, the sugar chain in the sample is composed of m kinds of sugar chains in which any one of sugar chain positions Na, Nb,. The abundance ratio of each sugar chain is Sa, Sb,..., Sm (provided that Sa + Sb +... + Sm = 1). Further, when n sugar chain sequences having n candidate sites for sulfation are contained in the sample, the ratio of these sugar chain sequences contained in the sample is calculated by solving the n-ary linear equation. be able to. Further, when the number of candidate sites for sulfation is different from the number of sugar chain sequences, it can be calculated in the same manner.

一方、サンプル中に含まれる複数の糖鎖配列間で硫酸化の程度が異なる場合には、実施例で示すようにイオン交換クロマトグラフィーやゲルろ過クロマトグラフィーなどを用いて、同一の硫酸化程度を持つ糖鎖に分離してから、本ステップの糖鎖配列決定方法を実施することが好ましい。   On the other hand, if the degree of sulfation differs between multiple sugar chain sequences contained in the sample, the same degree of sulfation can be achieved using ion exchange chromatography or gel filtration chromatography as shown in the Examples. It is preferable to carry out the sugar chain sequencing method of this step after separating the sugar chains.

(対象)
二糖ずつ長さが異なる限定分解物の分離が可能でさえあれば、解析対象とするグリコサミノグリカン糖鎖試料の糖鎖長に制限はない。現在のゲルろ過クロマトグラフィーにおいて、長さが二糖分異なる2つの糖鎖を分離する性能から考えると、糖鎖長は約6〜約30糖であることが好ましく、約12糖〜約20糖であることがより好ましい。糖鎖は、完全長の配列が決定される必要はなく、たとえば還元末端側から一部の配列のみが決定されてもよい。あるいは非還元末端側から一部の配列のみが決定されてもよい。
(Target)
There is no limitation on the sugar chain length of the glycosaminoglycan sugar chain sample to be analyzed as long as it is possible to separate limited degradation products having different lengths for each disaccharide. In view of the ability to separate two sugar chains having different lengths in the current gel filtration chromatography, the sugar chain length is preferably about 6 to about 30 sugars, and about 12 sugars to about 20 sugars. More preferably. The sugar chain does not need to be determined as a full-length sequence. For example, only a partial sequence may be determined from the reducing end side. Alternatively, only a part of the sequence may be determined from the non-reducing terminal side.

または、一度に長さが決定できない(ゲルろ過クロマトグラフィーにより分離できない)程度に長い糖鎖Xについて、図2(B)の操作のあとに第1の標識化合物aにより標識された還元末端側の糖鎖Xと標識されていない非還元末端側の糖鎖を分離する。次に、標識されていない非還元末端側の糖鎖について、図2(A)〜(B)の操作を行うことにより、還元末端側の糖鎖Xを得る。元の糖鎖の長さに応じてこの操作を繰り返すことにより、元の糖鎖の非還元末端を含む糖鎖Xを得る。これら糖鎖X〜Xの配列を図2(C)〜(G)の操作によってそれぞれ決定した上で、最終的にこれらの配列をつなげることによって、元の糖鎖Xの配列を決定してもよい。この場合には、配列の異なる複数種類の糖鎖配列が含まれていてもよい。 Alternatively, for a sugar chain X that is so long that the length cannot be determined at once (cannot be separated by gel filtration chromatography), the reducing end side labeled with the first labeling compound a after the operation of FIG. separating the non-reducing terminal of the sugar chains which are not sugar X 1 and labeled. Next, the non-reducing end of the sugar chains which are not labeled, by performing the operation of FIG. 2 (A) ~ (B) , obtaining a sugar chain X 2 in the reducing end side. By repeating this operation according to the length of the original sugar chain, a sugar chain Xn including the non-reducing end of the original sugar chain is obtained. The sequences of these sugar chains X 1 to X n are determined by the operations shown in FIGS. 2 (C) to (G), respectively, and finally these sequences are connected to determine the original sugar chain X sequence. May be. In this case, multiple types of sugar chain sequences with different sequences may be included.

サンプル中に複数の糖鎖配列が含まれる場合には、グリコサミノグリカン糖鎖試料の糖鎖長は必ずしも単一である必要はない。試料の還元末端を標識するので、還元末端を基点とした配列構造を決定できるためである。つまり、配列として還元末端がそろった糖鎖試料であれば、鎖長が異なる試料の還元末端側からの配列構造を決定できる。また、試料の糖鎖長が不揃いでも本実施の形態の方法によって、試料の非還元末端二糖の同定が可能である。   When a sample includes a plurality of sugar chain sequences, the sugar chain length of the glycosaminoglycan sugar chain sample is not necessarily single. This is because the reducing end of the sample is labeled, so that the sequence structure based on the reducing end can be determined. That is, in the case of a sugar chain sample having a reduced end as a sequence, the sequence structure from the reducing end side of samples having different chain lengths can be determined. Further, even if the sugar chain length of the sample is not uniform, the non-reducing terminal disaccharide of the sample can be identified by the method of the present embodiment.

さらに、上述のように、試料が完全に均一な分子ではなくても、すなわち配列や長さの異なる複数の糖鎖が混ざった混合物であってもよい。この場合でも、特定の糖鎖配列位置に存在する異なった二糖単位が存在している割合が決定できるため、試料に含まれる複数の糖鎖配列を同定し、その量的な割合も算定することができる。   Furthermore, as described above, the sample may not be a completely uniform molecule, that is, a mixture in which a plurality of sugar chains having different sequences and lengths are mixed. Even in this case, it is possible to determine the proportion of different disaccharide units present at a specific sugar chain sequence position, so multiple sugar chain sequences contained in the sample are identified and their quantitative ratio is also calculated. be able to.

本実施の形態の方法は、グリコサミノグリカン糖鎖すべてに適用可能である。コンドロイチン硫酸以外のグリコサミノグリカンとしては、デルマタン硫酸や、ヘパラン硫酸/ヘパリン糖鎖、あるいはヒアルロン酸などに適用可能である。   The method of the present embodiment is applicable to all glycosaminoglycan sugar chains. As glycosaminoglycans other than chondroitin sulfate, it can be applied to dermatan sulfate, heparan sulfate / heparin sugar chain, hyaluronic acid and the like.

デルマタン硫酸の配列を決定する場合には、コンドロイチン硫酸の解析方法において、脱離分解酵素をコンドロイチンリアーゼABCあるいはコンドロイチンリアーゼBを併用する。ヘパラン硫酸/ヘパリンの配列を決定する場合には、コンドロイチン硫酸の解析方法において、ヘパラン硫酸/ヘパリンに特異的に反応する加水分解酵素(へパラナーゼ)と脱離分解酵素(ヘパリチナーゼ、へパリチンリアーゼ)とを組み合わせる。ヒアルロン酸の配列を決定する場合には、動物由来の加水分解酵素ヒアルロニダーゼと脱離酵素ヒアルロン酸リアーゼ(微生物由来ヒアルロニダーゼ)を組み合わせる。一般的にヒアルロン酸は硫酸基修飾はなされていないため、配列決定する意義は低いが、人工的あるいは生合成後に側鎖の修飾を受けたヒアルロン酸の分析に適用できる。   In the case of determining the sequence of dermatan sulfate, chondroitin lyase ABC or chondroitin lyase B is used in combination as the degrading enzyme in the chondroitin sulfate analysis method. When determining the sequence of heparan sulfate / heparin, in the analysis method of chondroitin sulfate, a hydrolase (heparanase) that specifically reacts with heparan sulfate / heparin and a degrading enzyme (heparitinase, heparitin lyase) And combine. When the sequence of hyaluronic acid is determined, an animal-derived hydrolase hyaluronidase and a desorption enzyme hyaluronic acid lyase (microorganism-derived hyaluronidase) are combined. In general, hyaluronic acid is not modified with a sulfate group, so the significance of sequencing is low, but it can be applied to the analysis of hyaluronic acid that has undergone side chain modification after artificial or biosynthesis.

以上、本実施の形態に係るグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法を用いると、成長因子やサイトカインなどの生理活性分子と相互作用し、生理機能を発揮するグリコサミン糖鎖の配列を調べることにより、生理活性分子との特異的に結合する配列構造を決定できる。また、グリコサミノグリカン糖鎖を介した感染を行うバクテリアやウイルスとの結合配列構造や、グリコサミノグリカン特異的受容体を持つ神経細胞や免疫細胞などの細胞表面と相互作用する糖鎖配列構造を決定できる。また、人工的に硫酸転移酵素などのグリコサミノグリカン合成酵素を作用させて調製した糖鎖の配列構造を決定することにより、硫酸基転移酵素などの酵素反応位置や優先順位を明確に示すことができるため、生合成機構の解明にもつながる。   As described above, when the method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains according to the present embodiment is used, the sequence of glycosamine sugar chains that interact with physiologically active molecules such as growth factors and cytokines and exert physiological functions can be obtained. By examining this, it is possible to determine a sequence structure that specifically binds to a physiologically active molecule. In addition, structures of binding sequences with bacteria and viruses that infect via glycosaminoglycan sugar chains, and sugar chain sequences that interact with cell surfaces such as neurons and immune cells that have glycosaminoglycan-specific receptors The structure can be determined. In addition, by determining the sequence structure of the sugar chain prepared by artificially acting on glycosaminoglycan synthase such as sulfate transferase, the position and priority of enzyme reaction such as sulfate transferase should be clearly indicated. Can lead to the elucidation of the biosynthetic mechanism.

(有用性)
コンドロイチン硫酸などのグリコサミノグリカン糖鎖は、成長因子や細胞受容体など多くの生理活性分子との強い結合性を見せ、多様で重要な生理機能を発揮している。これらの生理機能として、例えば、癌抑制作用、中枢神経再生制御作用や、免疫細胞活性化作用、ウイルス感染防御作用などが知られている。グリコサミノグリカン糖鎖は、医薬品あるいは診断薬としての臨床応用が期待されている。しかし、従来は活性構造の糖鎖配列構造を解析する手法がなかったために、臨床応用に結びつく活性糖鎖開発が進展しなかった。本実施の形態に係る方法を用いて上記生理機能を示すグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定することによって、医薬品や診断薬開発などの臨床応用に結びつけることが可能となる。
(Usefulness)
Glycosaminoglycan sugar chains such as chondroitin sulfate exhibit strong binding properties to many physiologically active molecules such as growth factors and cell receptors, and exhibit diverse and important physiological functions. As these physiological functions, for example, a cancer suppressing action, a central nerve regeneration controlling action, an immune cell activating action, a virus infection protecting action and the like are known. Glycosaminoglycan sugar chains are expected to be clinically applied as pharmaceuticals or diagnostics. However, since there was no conventional method for analyzing the sugar chain sequence structure of the active structure, the development of active sugar chains linked to clinical application did not progress. By determining the sequence structure of the glycosaminoglycan sugar chain exhibiting the above physiological function using the method according to the present embodiment, it is possible to link to clinical applications such as development of pharmaceuticals and diagnostic agents.

(コンドロイチン硫酸A十二糖の合成)
Sugiuraらの方法(Glycoconj.J.(2008)vol.25、pp521−530)を用いて合成したコンドロイチン十二糖(CH−12)を、J.Biol.Chem.(2012)vol.287、pp43390−43400に記載の方法に準じて、組換えコンドロイチン4−硫酸基転移酵素−1(C4ST−1)を用いて酵素合成コンドロイチン硫酸A十二糖(CSA12)を合成した。この標品は6個あるGalNAc残基の4位水酸基に硫酸基が修飾された構造であり、その修飾硫酸基数と糖鎖配列における修飾位置が異なる糖鎖の混合物である。この標品をイオン交換樹脂カラム(mono Q HR 5/10、GEヘルスケア社製)にアプライし、50mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.0)から0.5Mの食塩を含有する同緩衝液への直線濃度勾配クロマトグラフィーにより溶出した。すると当該標品CSA12は複数の画分に分離され、その主要な画分を低塩濃度の溶出から順にCSA12−a、CSA12−bとした。二糖組成分析結果からそれぞれの画分の硫酸基修飾数は12糖あたり1個、2個と推定された。
(Synthesis of chondroitin sulfate A dodecasaccharide)
Chondroitin dodecasaccharide (CH-12) synthesized using the method of Sugiura et al. (Glycoconj. J. (2008) vol. 25, pp521-530) Biol. Chem. (2012) vol. 287, pp 43390-43400, an enzyme-synthesized chondroitin sulfate A dodecasaccharide (CSA12) was synthesized using recombinant chondroitin 4-sulfotransferase-1 (C4ST-1). This sample has a structure in which a sulfate group is modified at the 4-position hydroxyl group of six GalNAc residues, and is a mixture of sugar chains having different numbers of modified sulfate groups and modified positions in the sugar chain sequence. This sample was applied to an ion exchange resin column (mono Q HR 5/10, manufactured by GE Healthcare) and changed from 50 mM sodium acetate buffer (pH 4.0) to the same buffer containing 0.5 M sodium chloride. Was eluted by linear gradient chromatography. Then, the sample CSA12 was separated into a plurality of fractions, and the main fractions were designated CSA12-a and CSA12-b in order from the elution of the low salt concentration. From the results of disaccharide composition analysis, the number of sulfate group modifications in each fraction was estimated to be 1 or 2 per 12 sugars.

[実施例1]
(コンドロイチン硫酸A十二糖の還元末端蛍光標識(PA化))
上記イオン交換クロマトグラフィーで分離した分子内に1個の硫酸基が結合した酵素合成コンドロイチン硫酸A十二糖画分(CSA12−a、9.4nmol)を0.025 mg/μLの2−アミノピリジン(PA)および0.024mg/μLのナトリウムシアノボロヒドリド(NaBHCN)の30%酢酸−ジメチルスルホキシド(DMSO)溶液(5μL)を加え溶解し、60℃で2時間加熱した。反応液を室温まで冷却後、0.2M酢酸アンモニウム水溶液で平衡化したSuperdex Peptide HR 10/300カラム(GEヘルスケア社製)にアプライし、ゲルろ過クロマトグラフィーを行った。溶出液を励起波長(Ex)310nm、放出波長(Em)370nmの蛍光波長で検出し、当該画分を集め、還元末端蛍光標識コンドロイチン硫酸十二糖画分a(PA−CSA12−a)を得た。
[Example 1]
(Reductive end fluorescent labeling of chondroitin sulfate A dodecasaccharide (PA))
0.025 mg / μL of 2-aminopyridine containing an enzyme-synthesized chondroitin sulfate A dodecasaccharide fraction (CSA12-a, 9.4 nmol) in which one sulfate group is bonded in the molecule separated by the ion exchange chromatography (PA) and 0.024 mg / μL of sodium cyanoborohydride (NaBH 3 CN) in 30% acetic acid-dimethylsulfoxide (DMSO) solution (5 μL) were added and dissolved, followed by heating at 60 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, it was applied to a Superdex Peptide HR 10/300 column (manufactured by GE Healthcare) equilibrated with 0.2 M aqueous ammonium acetate solution, and subjected to gel filtration chromatography. The eluate is detected at an excitation wavelength (Ex) of 310 nm and an emission wavelength (Em) of 370 nm, and the fractions are collected to obtain a reducing end fluorescently labeled chondroitin sulfate dodecasaccharide fraction a (PA-CSA12-a). It was.

(PA化コンドロイチン硫酸A十二糖の加水分解酵素による限定分解)
上記PA化コンドロイチン硫酸A十二糖画分a(PA−CSA12−a)を150mM食塩を含む50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.8)20μLで溶解し、ヒツジ睾丸由来ヒアルロニダーゼ(シグマ社製)を加えて、37℃で30分間インキュベートした。100℃で1分間加熱処理後、室温にまで冷却し、BlotGlycoカラム(住友ベークライト社製)に反応液を通し、水200μLを2回カラムに通し、PA化糖を回収した。このとき酵素分解によって生成する還元端遊離糖鎖はカラムに吸着される。通過液および洗浄液を集め、Superdex 30HR 16/600カラム(GEヘルスケア社製)にアプライし、0.2M酢酸アンモニウム水溶液で溶出した。溶出液をEx310nm、Em370nMの蛍光波長で検出し、部分分解されたPA化オリゴ糖(十糖、八糖、六糖)画分を分取した。
(Limited degradation of PA chondroitin sulfate A dodecasaccharide by hydrolase)
The PA chondroitin sulfate A dodecasaccharide fraction a (PA-CSA12-a) was dissolved in 20 μL of 50 mM sodium phosphate buffer (pH 6.8) containing 150 mM sodium chloride, and sheep testicle-derived hyaluronidase (manufactured by Sigma) was dissolved. In addition, it was incubated at 37 ° C. for 30 minutes. After heat treatment at 100 ° C. for 1 minute, the mixture was cooled to room temperature, the reaction solution was passed through a BlotGlyco column (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.), and 200 μL of water was passed twice through the column to collect PA sugar. At this time, the free sugar chain at the reducing end produced by enzymatic degradation is adsorbed to the column. The passing solution and the washing solution were collected, applied to a Superdex 30HR 16/600 column (manufactured by GE Healthcare), and eluted with a 0.2 M aqueous ammonium acetate solution. The eluate was detected at a fluorescence wavelength of Ex 310 nm and Em 370 nM, and fractionated PA oligosaccharides (decasaccharide, octasaccharide, hexasaccharide) were fractionated.

(PA化オリゴ糖の脱離酵素による分解と蛍光標識(AB化))
各PA化オリゴ糖(十糖、八糖、六糖)および分解前のPA化十二糖画分a(PA−CSA12−a)(各50〜200pmol)をそれぞれ、脱離酵素であるコンドロイチンリアーゼ(コンドロイチナーゼ)ACII(生化学工業社製)10mUを含む50mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)50μLに溶解し、37℃で1時間反応させた。反応液を減圧濃縮し、2−アミノベンズアミド(AB)およびNaBHCNの30%酢酸−DMSO溶液(5μL)を加え溶解後、60℃で2時間反応させた。反応液に水200μLを加え、酢酸エチル(200μL)で4回抽出を行い、過剰の反応試薬を除去した。その水層を減圧濃縮・凍結乾燥し、50μLの水で再溶解した。再溶解液には、それぞれの限定分解オリゴ糖画分由来の非還元末端AB化飽和二糖、中間のAB化不飽和二糖、および還元末端PA化不飽和二糖が含まれる。
(Degradation of PA-oligosaccharides by desorbing enzyme and fluorescent labeling (AB conversion))
Each PA oligosaccharide (decasaccharide, octasaccharide, hexasaccharide) and pre-degradation PA dodecasaccharide fraction a (PA-CSA12-a) (each 50 to 200 pmol) are each a chondroitin lyase that is a desorption enzyme. (Chondroitinase) ACII (manufactured by Seikagaku Corporation) was dissolved in 50 μL of 50 mM sodium acetate buffer (pH 6.0) containing 10 mU and reacted at 37 ° C. for 1 hour. The reaction solution was concentrated under reduced pressure, and 2-aminobenzamide (AB) and a 30% acetic acid-DMSO solution (5 μL) of NaBH 3 CN were added and dissolved, followed by reaction at 60 ° C. for 2 hours. 200 μL of water was added to the reaction solution, and extraction was performed 4 times with ethyl acetate (200 μL) to remove excess reaction reagent. The aqueous layer was concentrated under reduced pressure and lyophilized, and redissolved with 50 μL of water. The redissolved solution contains non-reducing terminal AB-saturated disaccharides, intermediate AB-saturated disaccharides, and reducing-terminal PA-unsaturated disaccharides derived from the respective limited degradation oligosaccharide fractions.

得られた再溶解液をSenshu PAK DC−1151カラム(4.6×150mm、センシュウ科学社製)を用いて、1.2mMのテトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロゲン硫酸(TBAS)、8.5%アセトニトリルを含み、2mM〜140mMの食塩濃度勾配によるHPLCシステムで分離した。HPLC溶出液をEx330nm、Em420nmの蛍光波長で検出して、二糖分解物AB標識体を検出した。別途飽和及び不飽和二糖のAB蛍光標識体、飽和コンドロイチン二糖−AB(sO−AB)、不飽和コンドロイチン二糖−AB(ΔO−AB)、飽和コンドロイチン硫酸A二糖−AB(sA−AB)、不飽和コンドロイチン硫酸A二糖−AB(ΔA−AB)、飽和コンドロイチン硫酸C二糖−AB(sC−AB)、および不飽和コンドロイチン硫酸C二糖−AB(ΔC−AB)(各20pmol)を標準品として同HPLCシステムで分析を行い(図3)、標準品の溶出時間と蛍光強度を基準にして、本表品のAB標識二糖成分を分別定量した。その結果を表1に示す。PA−CSA10−a、PA−CSA8−a、PA−CSA6−aは、それぞれ分解後のPA化十糖画分a、PA化八糖画分a、PA化六糖画分aをあらわす。   Using the Senshu PAK DC-1151 column (4.6 × 150 mm, manufactured by Senshu Kagaku Co., Ltd.), the obtained redissolved solution was 1.2 mM tetra-n-butylammonium hydrogen sulfate (TBAS), 8.5%. Separation by HPLC system with acetonitrile containing 2 mM to 140 mM NaCl gradient. The HPLC eluate was detected at a fluorescence wavelength of Ex 330 nm and Em 420 nm to detect a disaccharide degradation product AB label. Separately, saturated and unsaturated disaccharide AB fluorescent labels, saturated chondroitin disaccharide-AB (sO-AB), unsaturated chondroitin disaccharide-AB (ΔO-AB), saturated chondroitin sulfate A disaccharide-AB (sA-AB) ), Unsaturated chondroitin sulfate A disaccharide-AB (ΔA-AB), saturated chondroitin sulfate C disaccharide-AB (sC-AB), and unsaturated chondroitin sulfate C disaccharide-AB (ΔC-AB) (each 20 pmol) Was analyzed using the same HPLC system as a standard product (FIG. 3), and the AB-labeled disaccharide component of this product was fractionally determined based on the elution time and fluorescence intensity of the standard product. The results are shown in Table 1. PA-CSA10-a, PA-CSA8-a, and PA-CSA6-a represent the PA-ized decasaccharide fraction a, the PA-octasaccharide fraction a, and the PA-hexasaccharide fraction a after degradation, respectively.

Figure 0006360738
Figure 0006360738

図2を用いて説明したように、各限定分解オリゴ糖の還元末端二糖はPA化されている。そのため、PA化された還元末端二糖は、AB化二糖の解析では蛍光波長の違いによって検出されなかった。図2を用いて説明したように、AB化二糖の解析において検出された飽和二糖は、各限定分解オリゴ糖の非還元末端二糖に相当する。検出された不飽和二糖は中間の二糖単位であり、十二糖で4個、十糖で3個、八糖で2個、六糖で1個に相当する。これら図2の原理から導き出せる飽和糖と不飽和糖の個数に基づいて、表1に示した飽和・不飽和二糖組成比を、飽和糖、不飽和糖に分けて分析糖単位数に換算した値を表2に示す。   As explained using FIG. 2, the reducing terminal disaccharide of each limited degradation oligosaccharide is PA-ized. For this reason, PA-modified reducing terminal disaccharides were not detected by the difference in fluorescence wavelength in the analysis of AB-ized disaccharides. As described with reference to FIG. 2, the saturated disaccharide detected in the analysis of the AB-ized disaccharide corresponds to the non-reducing terminal disaccharide of each limited degradation oligosaccharide. The detected unsaturated disaccharide is an intermediate disaccharide unit, which corresponds to 4 for the dodecasaccharide, 3 for the decasaccharide, 2 for the octasaccharide, and 1 for the hexasaccharide. Based on the number of saturated sugars and unsaturated sugars that can be derived from the principle of FIG. 2, the composition ratio of saturated / unsaturated disaccharides shown in Table 1 was divided into saturated sugars and unsaturated sugars and converted to the number of analytical sugar units. Values are shown in Table 2.

Figure 0006360738
Figure 0006360738

また、還元末端のPA化不飽和二糖の検出は、リアーゼ酵素分解物をPolyAmineカラム(4.6×250mm、YMC社製)またはUK aminoカラム(4.6 ×250mm、インタクト社製)を用いて、1mM TBAS含有40〜800mM リン酸2水素カリウム水溶液の濃度勾配によるHPLCシステムで、Ex310nm、Em370nmの蛍光波長で溶出液を測定することで行った。測定の結果、還元末端二糖は、すべて硫酸化されていないPA化不飽和コンドロイチン二糖(ΔO−PA)であった。本コンドロイチン硫酸画分CSA12−aは、十二糖中に1つの硫酸基が修飾されている。以上のデータから、十二糖の二糖単位を非還元末端から I、II、III、IV、V、VIとすると、それぞれの割合は表3のように概算できる。   For detection of PA-unsaturated disaccharide at the reducing end, a lyase enzyme degradation product was used with a PolyAmine column (4.6 × 250 mm, manufactured by YMC) or a UK amino column (4.6 × 250 mm, manufactured by Intact). In addition, the eluate was measured at a fluorescence wavelength of Ex 310 nm and Em 370 nm with an HPLC system based on a concentration gradient of 40 mM to 800 mM potassium dihydrogen phosphate aqueous solution containing 1 mM TBAS. As a result of the measurement, the reducing end disaccharide was all PA-unsaturated chondroitin disaccharide (ΔO-PA) that was not sulfated. This chondroitin sulfate fraction CSA12-a has one sulfate group modified in the dodecasaccharide. From the above data, assuming that the disaccharide unit of the dodecasaccharide is I, II, III, IV, V, VI from the non-reducing end, the respective ratios can be estimated as shown in Table 3.

Figure 0006360738
Figure 0006360738

したがって、本コンドロイチン硫酸十二糖画分であるCSA12−aの糖鎖配列は、以下のように、非還元末端から3番目ないし4番目のいずれかの二糖単位が硫酸化されており、2種類の1硫酸化十二糖で構成されていることが分かった。ここでは、硫酸基がないコンドロイチン二糖をO、GalNAc残基の4位が硫酸化されたコンドロイチン硫酸A二糖をAで示す。
I II III IV V VI
糖鎖配列1:O − O − A − O − O − O
糖鎖配列2:O − O − O − A − O − O
Therefore, in the sugar chain sequence of CSA12-a, which is the chondroitin sulfate dodecasaccharide fraction, any of the third to fourth disaccharide units from the non-reducing end is sulfated as follows: It was found to be composed of one kind of monosulfated dodecasaccharide. Here, chondroitin disaccharide having no sulfate group is represented by O, and chondroitin sulfate A disaccharide in which the 4-position of the GalNAc residue is sulfated is represented by A.
I II III IV V VI
Glycan sequence 1: O—O—A—O—O—O
Glycan sequence 2: O—O—O—A—O—O

表3より、糖鎖配列1と2の存在率が0.47:0.36であること、つまりCSA12−aには糖鎖配列1:O−O−A−O−O−Oが約57%、糖鎖配列2:O−O−O−A−O−Oが約43%含まれることが算定された。   From Table 3, the abundance ratio of the sugar chain sequences 1 and 2 is 0.47: 0.36, that is, the CSA12-a contains about 57 of the sugar chain sequence 1: O—O—A—O—O—O. %, Sugar chain sequence 2: it was calculated that about 43% of O—O—O—A—O—O was contained.

[実施例2]
(コンドロイチン硫酸A十二糖の還元末端蛍光標識(PA化))
実施例1のイオン交換クロマトグラフィーで分離した分子内に2個硫酸基が存在する酵素合成コンドロイチン硫酸A十二糖の画分b(CSA12−b)について、実施例1と同様の方法で還元末端PA化標識を行った。続いてSuperdex Peptide HR 10/300カラムでゲルろ過クロマトグラフィーを行い、還元末端蛍光標識(PA化)コンドロイチン硫酸十二糖画分b(PA−CSA12−b)を得た。
[Example 2]
(Reductive end fluorescent labeling of chondroitin sulfate A dodecasaccharide (PA))
For the fraction b (CSA12-b) of the enzyme-synthesized chondroitin sulfate A dodecasaccharide in which two sulfate groups exist in the molecule separated by the ion exchange chromatography of Example 1, the reducing end was obtained in the same manner as in Example 1. PA labeling was performed. Subsequently, gel filtration chromatography was performed using a Superdex Peptide HR 10/300 column to obtain a reducing end fluorescently labeled (PA-ized) chondroitin sulfate dodecasaccharide fraction b (PA-CSA12-b).

(PA化コンドロイチン硫酸A十二糖の加水分解酵素による限定分解)
得られたPA化コンドロイチン硫酸A十二糖画分b(PA−CSA12−b)を実施例1と同様に、ヒツジ睾丸由来ヒアルロニダーゼで限定分解し、BlotGlycoカラムでPA化糖を回収した。さらに、Superdex 30 HR 16/600カラムにより、PA化コンドロイチン硫酸A十二糖画分bの部分分解オリゴ糖(十糖、八糖、六糖)を分取した。
(Limited degradation of PA chondroitin sulfate A dodecasaccharide by hydrolase)
The obtained PA-ized chondroitin sulfate A dodecasaccharide fraction b (PA-CSA12-b) was subjected to limited digestion with sheep testicle-derived hyaluronidase in the same manner as in Example 1, and the PA-ized sugar was recovered using a BlotGlyco column. Furthermore, the partially decomposed oligosaccharide (decasaccharide, octasaccharide, hexasaccharide) of PA-ized chondroitin sulfate A dodecasaccharide fraction b was fractionated using a Superdex 30 HR 16/600 column.

(PA化オリゴ糖の脱離酵素による分解と蛍光標識(AB化))
各PA化オリゴ糖および分解前のPA化十二糖(PA−CSA12−b)を実施例1と同様にして、コンドロイチンリアーゼACIIで分解し、その後AB標識反応を行った。得られた標品をSenshu PAK DC−1151カラムを用いて飽和及び不飽和二糖のAB蛍光標識体を分離定量した。その結果を表4に示す。
(Degradation of PA-oligosaccharides by desorbing enzyme and fluorescent labeling (AB conversion))
Each PA oligosaccharide and PA dodecasaccharide (PA-CSA12-b) before decomposition were decomposed with chondroitin lyase ACII in the same manner as in Example 1, and then AB labeling reaction was performed. The obtained sample was subjected to separation and quantification of AB fluorescent labels of saturated and unsaturated disaccharides using a Senshu PAK DC-1151 column. The results are shown in Table 4.

Figure 0006360738
Figure 0006360738

各オリゴ糖鎖の非還元末端二糖1単位に相当する飽和糖と、十二糖で4個、十糖で3個、八糖で2個、六糖で1個の糖鎖中の二糖単位に相当する不飽和糖の換算糖鎖数値を表5に示す。   Saturated sugar corresponding to 1 unit of non-reducing terminal disaccharide of each oligosaccharide chain, disaccharide in 4 sugar chains, 3 sugars, 2 sugars, 2 sugars and 1 sugar Table 5 shows the converted sugar chain values of unsaturated sugar corresponding to the unit.

Figure 0006360738
Figure 0006360738

また、還元末端のPA化不飽和二糖は、100%硫酸化されていないPA化不飽和コンドロイチン二糖(ΔO−PA)であった。以上の結果から、本コンドロイチン硫酸画分CSA12−bの二糖単位を非還元末端からI、II、III、IV、V、VIとすると、それぞれ二糖単位組成の割合は表6のように概算できる。   The PA-unsaturated disaccharide at the reducing end was a PA-unsaturated chondroitin disaccharide (ΔO-PA) that was not 100% sulfated. From the above results, assuming that the disaccharide unit of the chondroitin sulfate fraction CSA12-b is I, II, III, IV, V, VI from the non-reducing end, the ratio of the disaccharide unit composition is estimated as shown in Table 6, respectively. it can.

Figure 0006360738
Figure 0006360738

したがって、本コンドロイチン硫酸十二糖画分CSA12−bは、糖鎖配列が以下のように、II、III、IVの位置の二糖のいずれか2カ所が硫酸化された3種類の配列構造をもった十二糖(α、β、γ)で構成されていることが分かった。
I II III IV V VI
糖鎖配列α:O − A − A − O − O − O
糖鎖配列β:O − A − O − A − O − O
糖鎖配列γ:O − O − A − A − O − O
Accordingly, the chondroitin sulfate dodecasaccharide fraction CSA12-b has three types of sequence structures in which any two sugars at positions II, III, and IV are sulfated as shown below. It was found to be composed of dodecasaccharide (α, β, γ).
I II III IV V VI
Sugar chain sequence α: O-A-A-O-O-O
Glycan sequence β: O-A-O-A-O-O
Glycan sequence γ: O—O—A—A—O—O

表6から、IIがCSAである割合は0.45、IIIがCSAである割合は0.60、IVがCSAである割合は0.57であることから、以下の式(1)〜(3)が成り立つ。
(α+β)÷2=0.45・・・・・(1)
(α+γ)÷2=0.60・・・・・(2)
(β+γ)÷2=0.57・・・・・(3)
これらの式より、α、β、γの値を求める。まず式(1)、(2)を変形することにより、以下の式(4)および(5)が得られる。
β=0.90−α ・・・・・(4)
γ=1.20−α ・・・・・(5)
式(4)および(5)を式(3)に導入すると、αが以下のように算出される。
α=(0.90+1.20−1.14)÷2=0.48
また、式(4)および(5)から、βとγが以下のように算出される。
β=0.90−0.48=0.42
γ=1.20−0.48=0.72
From Table 6, since the ratio that II is CSA is 0.45, the ratio that III is CSA is 0.60, and the ratio that IV is CSA is 0.57, the following formulas (1) to (3 ) Holds.
(Α + β) ÷ 2 = 0.45 (1)
(Α + γ) ÷ 2 = 0.60 (2)
(Β + γ) ÷ 2 = 0.57 (3)
From these equations, values of α, β, and γ are obtained. First, the following equations (4) and (5) are obtained by modifying equations (1) and (2).
β = 0.90−α (4)
γ = 1.20−α (5)
When equations (4) and (5) are introduced into equation (3), α is calculated as follows.
α = (0.90 + 1.20-1.14) ÷ 2 = 0.48
Further, β and γ are calculated from the equations (4) and (5) as follows.
β = 0.90-0.48 = 0.42
γ = 1.20−0.48 = 0.72

したがって、CSA12−bの3種の構成糖の存在比(α:β:γ)は、0.48:0.42:0.72、つまり糖鎖配列α:O−A−A−O−O−Oが約30%、糖鎖配列β:O−A−O−A−O−Oが約26%、糖鎖配列γ:O−O−A−A−O−Oが約44%であると算出された。   Therefore, the abundance ratio (α: β: γ) of the three constituent sugars of CSA12-b is 0.48: 0.42: 0.72, that is, the sugar chain sequence α: O-A-A-O-O. -O is about 30%, sugar chain sequence [beta]: O-A-O-A-O-O is about 26%, sugar chain sequence [gamma]: O-O-A-A-O-O is about 44%. And calculated.

以上、本発明を上述の実施の形態や各評価試験を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態や各評価試験に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態おける組合せやステップの順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。   The present invention has been described with reference to the above-described embodiment and each evaluation test. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment and each evaluation test, and the configurations of the embodiments are appropriately combined. Those that have been replaced or replaced are also included in the present invention. In addition, it is possible to appropriately change the combinations and the order of steps in the embodiments based on the knowledge of those skilled in the art and to add various modifications such as various design changes to the embodiments. The described embodiments can also be included in the scope of the present invention.

Claims (4)

グリコサミノグリカン糖鎖の還元末端に第1の標識化合物を結合させて標識グリコサミノグリカン糖鎖を生成するステップと、
加水分解酵素を用いて、前記標識グリコサミノグリカン糖鎖を限定分解するステップと、
限定分解された前記標識グリコサミノグリカン糖鎖を、二糖ずつ糖鎖長が異なるグリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれに分離するステップと、
脱離酵素を用いて、分離された前記標識グリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれを二糖に分解し、非標識二糖と前記第1の標識化合物により標識された第1の標識二糖を生成するステップと、
前記非標識二糖の還元末端を、第2の標識化合物を結合させて第2の標識二糖を形成するステップと、
前記第2の標識二糖と、前記第1の標識二糖との組成を、前記二糖ずつ糖鎖長が異なるグリコサミノグリカン糖鎖のそれぞれについて決定するステップと、
決定されたそれぞれのグリコサミノグリカン糖鎖の組成に基づいて、グリコサミノグリカン糖鎖の配列を決定するステップと、を含むグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法。
Binding a first labeled compound to the reducing end of the glycosaminoglycan sugar chain to produce a labeled glycosaminoglycan sugar chain;
Limited hydrolysis of the labeled glycosaminoglycan sugar chain using a hydrolase;
Separating the labeled glycosaminoglycan sugar chain that has been limitedly decomposed into each glycosaminoglycan sugar chain having a different sugar chain length for each disaccharide;
Using a desorption enzyme, each of the separated labeled glycosaminoglycan sugar chains is decomposed into disaccharides to produce a first labeled disaccharide labeled with an unlabeled disaccharide and the first labeled compound. And steps to
Attaching a reducing end of the unlabeled disaccharide to a second labeled compound to form a second labeled disaccharide;
Determining the composition of the second labeled disaccharide and the first labeled disaccharide for each glycosaminoglycan sugar chain having a different sugar chain length for each disaccharide;
Determining the sequence of the glycosaminoglycan sugar chain based on the determined composition of each glycosaminoglycan sugar chain, and determining the sequence structure of the glycosaminoglycan sugar chain.
前記第1の標識化合物と、前記第2の標識化合物として、互いに異なる化合物を用いる請求項1に記載のグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法。   The method for determining a sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains according to claim 1, wherein different compounds are used as the first labeling compound and the second labeling compound. 前記グリコサミノグリカン糖鎖は、コンドロイチン硫酸である請求項1または2に記載のグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法。   The method for determining the sequence structure of a glycosaminoglycan sugar chain according to claim 1 or 2, wherein the glycosaminoglycan sugar chain is chondroitin sulfate. 前記グリコサミノグリカン糖鎖は、配列の異なる複数の糖鎖を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン糖鎖の配列構造を決定する方法。   The method for determining the sequence structure of a glycosaminoglycan sugar chain according to any one of claims 1 to 3, wherein the glycosaminoglycan sugar chain includes a plurality of sugar chains having different sequences.
JP2014141999A 2014-07-10 2014-07-10 Method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains Active JP6360738B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014141999A JP6360738B2 (en) 2014-07-10 2014-07-10 Method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014141999A JP6360738B2 (en) 2014-07-10 2014-07-10 Method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016015942A JP2016015942A (en) 2016-02-01
JP6360738B2 true JP6360738B2 (en) 2018-07-18

Family

ID=55231713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014141999A Active JP6360738B2 (en) 2014-07-10 2014-07-10 Method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6360738B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5100778A (en) * 1989-10-03 1992-03-31 Monsanto Company Oligosaccharide sequencing
GB9109842D0 (en) * 1991-05-07 1991-06-26 Oxford Glycosystems Ltd Sequencing of oligosaccharides
GB9421819D0 (en) * 1994-10-29 1994-12-14 Cancer Res Campaign Tech Sequence analysis of saccharide material
IL129835A (en) * 1999-05-06 2008-03-20 Ofer Markman Polysaccharide sequencing and structure determination
JP2007228896A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Kikkoman Corp Method for measuring hyaluronic acid
JP5926484B2 (en) * 2010-11-18 2016-05-25 株式会社セルシード A novel method for the analysis of glycosaminoglycans

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016015942A (en) 2016-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7728589B2 (en) Method for sequence determination using NMR
Zaia On‐line separations combined with MS for analysis of glycosaminoglycans
Sisu et al. Modern developments in mass spectrometry of chondroitin and dermatan sulfate glycosaminoglycans
Bauer Mass spectrometry for characterizing plant cell wall polysaccharides
Osago et al. Quantitative analysis of glycosaminoglycans, chondroitin/dermatan sulfate, hyaluronic acid, heparan sulfate, and keratan sulfate by liquid chromatography–electrospray ionization–tandem mass spectrometry
Pepi et al. Developments in mass spectrometry for glycosaminoglycan analysis: a review
Chen et al. Structural analysis of heparin-derived 3-O-sulfated tetrasaccharides: antithrombin binding site variants
Karlsson et al. Use of graphitised carbon negative ion LC–MS to analyse enzymatically digested glycosaminoglycans
O Staples et al. Analysis of glycosaminoglycans using mass spectrometry
Lamari et al. Analysis of glycosaminoglycan‐derived disaccharides in biologic samples by capillary electrophoresis and protocol for sequencing glycosaminoglycans
EP3232193B1 (en) Diagnosis of mps i disorders by measuring non-reducing ends of gags after enzymatic digest
Zamfir et al. Structural characterization of chondroitin/dermatan sulfate oligosaccharides from bovine aorta by capillary electrophoresis and electrospray ionization quadrupole time‐of‐flight tandem mass spectrometry
Linhardt et al. Search for the heparin antithrombin III-binding site precursor.
Wu et al. Negative electron transfer dissociation sequencing of 3-O-sulfation-containing heparan sulfate oligosaccharides
Zappe et al. State‐of‐the‐art glycosaminoglycan characterization
Bielik et al. Multistage tandem mass spectrometry of chondroitin sulfate and dermatan sulfate
Chi et al. Mass spectrometry for the analysis of highly charged sulfated carbohydrates
Sugahara et al. Structure determination of the octa-and decasaccharide sequences isolated from the carbohydrate-protein linkage region of porcine intestinal heparin
Zhang et al. Characterization of epimerization and composition of heparin and dalteparin using a UHPLC-ESI-MS/MS method
An et al. Oligosaccharide mapping analysis by HILIC-ESI-HCD-MS/MS for structural elucidation of fucoidan from sea cucumber Holothuria floridana
Antia et al. Heparan sulfate disaccharide measurement from biological samples using pre-column derivatization, UPLC-MS and single ion monitoring
JP6360738B2 (en) Method for determining the sequence structure of glycosaminoglycan sugar chains
Sugiura et al. Sequential synthesis of chondroitin oligosaccharides by immobilized chondroitin polymerase mutants
Hermannová et al. Arrival time distributions of product ions reveal isomeric ratio of deprotonated molecules in ion mobility–mass spectrometry of hyaluronan‐derived oligosaccharides
Du et al. Ion-pairing liquid chromatography with on-line electrospray ion trap mass spectrometry for the structural analysis of N-unsubstituted heparin/heparan sulfate

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170707

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180605

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180625

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6360738

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250