JPH0564594A - 糖質又は複合糖質の製造方法 - Google Patents
糖質又は複合糖質の製造方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 糖鎖のリモデリング反応を利用した簡便な糖
質又は複合糖質の製造方法を提供する。 【構成】 エンドグリコシダーゼの存在下、下記式(化
1): 【化1】X−GlcNAc−Y + Z → X−Gl
cNAc−Z + Y (式中Xは糖質、GlcNAcはN−アセチルグルコサ
ミン、Yは糖質又は複合糖質、Zは糖質又は複合糖質を
示す)で表される転移反応を行う糖質又は複合糖質の製
造方法。 【効果】 副生物の生成も少なく、目的の糖質を効率良
く容易に製造でき、分離精製も容易である。生理活性物
質の機能増強に有用である。
質又は複合糖質の製造方法を提供する。 【構成】 エンドグリコシダーゼの存在下、下記式(化
1): 【化1】X−GlcNAc−Y + Z → X−Gl
cNAc−Z + Y (式中Xは糖質、GlcNAcはN−アセチルグルコサ
ミン、Yは糖質又は複合糖質、Zは糖質又は複合糖質を
示す)で表される転移反応を行う糖質又は複合糖質の製
造方法。 【効果】 副生物の生成も少なく、目的の糖質を効率良
く容易に製造でき、分離精製も容易である。生理活性物
質の機能増強に有用である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は酵素の糖質転移能を利用
した、リモデリングした糖質又は複合糖質の製造方法に
関する。
した、リモデリングした糖質又は複合糖質の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】糖質及び複合糖質(糖タンパク質、糖脂
質、グルコサミノグリカン等)は、生物の細胞、体液、
果実、種や、微生物の細胞又はその培養液中に存在して
おり、重要な生物活性を有していることが知られてい
る。最近その生物活性を医薬品として利用しようという
試みが、遺伝子組換え技術の発展と共に盛んに行われる
ようになってきた。例えば、インターフェロン、エリス
ロポエチン、ティシュプラスミノーゲンアクチベーター
などがそれであり、培養動物細胞で生産され、薬剤とし
て使用されている。しかし、これらの複合糖質は、投与
後体内での代謝速度が早く、大量投与が必要であり、そ
の副作用も問題にされている。複合糖質中の糖鎖が体内
での代謝(例えば、レセプターへの結合、プロテアーゼ
による分解等)の速度に深く関与しており、その糖鎖の
構造を変えることにより、複合糖質の機能増強(代謝速
度や活性の調節等)に役立つと考えられている。現在広
く用いられている糖鎖のリモデリングの手法は、D.
H.ジョジアッセ(D.H.Joziasse)ら〔ヨーロピア
ン ジャーナル オブ バイオケミストリー( Eur. J.
Biochem.)、第191巻、第75〜83頁(199
0)〕が記載しているように、エキソグリコシダーゼ又
はグリコシルトランスフェラーゼを用いたものであり、
糖鎖の非還元末端からの逐次変換である。また、エンド
グリコシダーゼを用いた糖転移反応の報告は、R.B.
トリムブル(R.B.Trimble)ら〔ジャーナル オブ
バイオロジカル ケミストリー(J.Biol. Chem.)、第
261巻、第12000〜12005頁(1986)〕
のフラボバクテリウム メニンゴセプチカム( Flavobac
terium meningosepticum)由来のエンド−Fに関するも
のと、R.M.バーデールス(R.M.Bardales)ら
〔ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー、
第264巻、第19893〜19897頁(198
9)〕のデイプロコッカス ニューモニエ( Diplococcu
s pneumoniae )由来のエンド−α−N−アセチルガラク
トサミニダーゼに関するものである。前者はグリセロー
ルがアクセプターとなるという報告であり、後者は、グ
リセロール、トリス、p−ニトロフェノール、セリン、
スレオニンがアクセプターとなるという報告である。
質、グルコサミノグリカン等)は、生物の細胞、体液、
果実、種や、微生物の細胞又はその培養液中に存在して
おり、重要な生物活性を有していることが知られてい
る。最近その生物活性を医薬品として利用しようという
試みが、遺伝子組換え技術の発展と共に盛んに行われる
ようになってきた。例えば、インターフェロン、エリス
ロポエチン、ティシュプラスミノーゲンアクチベーター
などがそれであり、培養動物細胞で生産され、薬剤とし
て使用されている。しかし、これらの複合糖質は、投与
後体内での代謝速度が早く、大量投与が必要であり、そ
の副作用も問題にされている。複合糖質中の糖鎖が体内
での代謝(例えば、レセプターへの結合、プロテアーゼ
による分解等)の速度に深く関与しており、その糖鎖の
構造を変えることにより、複合糖質の機能増強(代謝速
度や活性の調節等)に役立つと考えられている。現在広
く用いられている糖鎖のリモデリングの手法は、D.
H.ジョジアッセ(D.H.Joziasse)ら〔ヨーロピア
ン ジャーナル オブ バイオケミストリー( Eur. J.
Biochem.)、第191巻、第75〜83頁(199
0)〕が記載しているように、エキソグリコシダーゼ又
はグリコシルトランスフェラーゼを用いたものであり、
糖鎖の非還元末端からの逐次変換である。また、エンド
グリコシダーゼを用いた糖転移反応の報告は、R.B.
トリムブル(R.B.Trimble)ら〔ジャーナル オブ
バイオロジカル ケミストリー(J.Biol. Chem.)、第
261巻、第12000〜12005頁(1986)〕
のフラボバクテリウム メニンゴセプチカム( Flavobac
terium meningosepticum)由来のエンド−Fに関するも
のと、R.M.バーデールス(R.M.Bardales)ら
〔ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー、
第264巻、第19893〜19897頁(198
9)〕のデイプロコッカス ニューモニエ( Diplococcu
s pneumoniae )由来のエンド−α−N−アセチルガラク
トサミニダーゼに関するものである。前者はグリセロー
ルがアクセプターとなるという報告であり、後者は、グ
リセロール、トリス、p−ニトロフェノール、セリン、
スレオニンがアクセプターとなるという報告である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、糖鎖を
リモデリングした複合糖質の安定性や生物活性が天然の
複合糖質に比して増強されれば、医薬品に応用した場合
非常に有用である。しかし、従来のエキソグリコシダー
ゼ又はグリコシルトランスフェラーゼを用いたリモデリ
ングの手法では糖残基1つ1つについて、酵素反応を行
わなければならず、反応ステップが多くなり大変煩雑で
ある。また、前述のエンドグリコシダーゼを用いた糖転
移反応の場合も、糖質や複合糖質がアクセプターとなる
ものではなく、これまでに糖質や複合糖質が直接アクセ
プターとなる糖鎖のリモデリングの機構は見出されてい
ない。本発明の目的は、糖質や複合糖質が直接アクセプ
ターとなる糖鎖のリモデリング反応を見出し、該反応を
利用した簡便な糖質又は複合糖質の製造方法を提供する
ことにある。
リモデリングした複合糖質の安定性や生物活性が天然の
複合糖質に比して増強されれば、医薬品に応用した場合
非常に有用である。しかし、従来のエキソグリコシダー
ゼ又はグリコシルトランスフェラーゼを用いたリモデリ
ングの手法では糖残基1つ1つについて、酵素反応を行
わなければならず、反応ステップが多くなり大変煩雑で
ある。また、前述のエンドグリコシダーゼを用いた糖転
移反応の場合も、糖質や複合糖質がアクセプターとなる
ものではなく、これまでに糖質や複合糖質が直接アクセ
プターとなる糖鎖のリモデリングの機構は見出されてい
ない。本発明の目的は、糖質や複合糖質が直接アクセプ
ターとなる糖鎖のリモデリング反応を見出し、該反応を
利用した簡便な糖質又は複合糖質の製造方法を提供する
ことにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は糖質又は複合糖質の製造方法に関し、エンドグリ
コシダーゼの存在下、下記式(化1):
発明は糖質又は複合糖質の製造方法に関し、エンドグリ
コシダーゼの存在下、下記式(化1):
【0005】
【化1】 X−GlcNAc−Y + Z → X−GlcNAc−Z + Y
【0006】(式中Xは糖質、GlcNAcはN−アセ
チルグルコサミン、Yは糖質又は複合糖質、Zは糖質又
は複合糖質を示す)で表される転移反応を行うことを特
徴とする。
チルグルコサミン、Yは糖質又は複合糖質、Zは糖質又
は複合糖質を示す)で表される転移反応を行うことを特
徴とする。
【0007】本発明者らは、1段階の反応で糖鎖の転移
反応を行えることが期待できるエンドグリコシダーゼを
用いて、糖質及び複合糖質に糖鎖を転移させ、従来の安
定性及び活性が増強された新規糖質及び複合糖質の製造
をすべく、鋭意研究したところ、この目的にかなうエン
ドグリコシダーゼを見出し、その反応方法を更に研究し
た結果本発明を完成した。
反応を行えることが期待できるエンドグリコシダーゼを
用いて、糖質及び複合糖質に糖鎖を転移させ、従来の安
定性及び活性が増強された新規糖質及び複合糖質の製造
をすべく、鋭意研究したところ、この目的にかなうエン
ドグリコシダーゼを見出し、その反応方法を更に研究し
た結果本発明を完成した。
【0008】本発明は、糖鎖の転移反応能を持つエンド
グリコシダーゼを用いて、糖質及び複合糖質の糖鎖をリ
モデリングすることを特徴とする新規糖質及び複合糖質
の製造方法である。
グリコシダーゼを用いて、糖質及び複合糖質の糖鎖をリ
モデリングすることを特徴とする新規糖質及び複合糖質
の製造方法である。
【0009】本発明におけるエンドグリコシダーゼとし
ては、例えばK.タケガワ(K.Takegawa)ら〔アプラ
イド アンド エンバイロメンタルマイクロバイオロジ
ー( Appl. Environ. Microbiol.)、第55巻、第310
7〜3112頁(1989)〕によって報告されてい
る、アルスロバクター プロトホルミエ( Arthrobacter
protophormiae )AKU 0647によって生産される
エンド−β−N−アセチルグルコサミニダーゼ(以下、
本酵素をエンドAと称す)があり、該酵素は例えば下記
式(化2)のオリゴマンノース型の糖鎖の矢印の部分を
よく分解するという基質特異性が述べられている。
ては、例えばK.タケガワ(K.Takegawa)ら〔アプラ
イド アンド エンバイロメンタルマイクロバイオロジ
ー( Appl. Environ. Microbiol.)、第55巻、第310
7〜3112頁(1989)〕によって報告されてい
る、アルスロバクター プロトホルミエ( Arthrobacter
protophormiae )AKU 0647によって生産される
エンド−β−N−アセチルグルコサミニダーゼ(以下、
本酵素をエンドAと称す)があり、該酵素は例えば下記
式(化2)のオリゴマンノース型の糖鎖の矢印の部分を
よく分解するという基質特異性が述べられている。
【0010】
【化2】
【0011】しかしこの酵素が糖鎖の転移反応を行う活
性を保存していることは知られていない。確かに前述の
ごとくエンドFやディプロコッカス由来のエンド−α−
N−アセチルガラクトサミニダーゼの糖鎖転移反応の報
告はあるが、糖又は糖鎖又は糖ペプチド又は糖タンパク
質への糖鎖転移反応は、本発明者らが始めて見出したも
のである。
性を保存していることは知られていない。確かに前述の
ごとくエンドFやディプロコッカス由来のエンド−α−
N−アセチルガラクトサミニダーゼの糖鎖転移反応の報
告はあるが、糖又は糖鎖又は糖ペプチド又は糖タンパク
質への糖鎖転移反応は、本発明者らが始めて見出したも
のである。
【0012】前述の本発明の転移反応において、Xは糖
質を示し、酵素としてエンドAを用いる場合、Xとして
はマンノース、グルコース等より構成されるホモオリゴ
マー、マンノース、グリコース、N−アセチルグルコサ
ミン等の2成分以上より成るヘテロオリゴマーによく作
用する。
質を示し、酵素としてエンドAを用いる場合、Xとして
はマンノース、グルコース等より構成されるホモオリゴ
マー、マンノース、グリコース、N−アセチルグルコサ
ミン等の2成分以上より成るヘテロオリゴマーによく作
用する。
【0013】Yは糖質又は複合糖質であり、本発明のエ
ンドAを用いる場合、グリコース、マンノース、N−ア
セチルグルコサミン等の単糖、これらの2単糖以上のホ
モオリゴマー、これらの2成分以上より成るヘテロオリ
ゴマー等の糖質によく作用し、またその末端にAsn
や、Asnを介しポリペプチドが結合した複合糖質、そ
の末端にThr又はSerや、Thr又はSerを介し
ポリペプチドが結合した複合糖質等でもよい。
ンドAを用いる場合、グリコース、マンノース、N−ア
セチルグルコサミン等の単糖、これらの2単糖以上のホ
モオリゴマー、これらの2成分以上より成るヘテロオリ
ゴマー等の糖質によく作用し、またその末端にAsn
や、Asnを介しポリペプチドが結合した複合糖質、そ
の末端にThr又はSerや、Thr又はSerを介し
ポリペプチドが結合した複合糖質等でもよい。
【0014】また、エンドAを用いた転移反応のアクセ
プターのZとしては、その非還元末端にC−4位が遊離
の糖を有する糖質又は複合糖質をアクセプターとする場
合よく反応する。該アクセプターのC−4位が遊離の糖
の中でもそのC−4位及びC−6位がグルコースと同じ
立体配座をもつものが特によく、グルコース、グルコサ
ミン、N−アセチルグルコサミン、マンノース、マンノ
サミン、N−アセチルマンノサミン、アロース等の単
糖、又はこれらの糖を非還元末端とする糖質、又は複合
糖質によく作用する。またこれらの糖質のα−及びβ−
メチルグリコシド、又はα−及びβ−p−ニトロフェニ
ルグリコシド、グルコース−1−リン酸、マンノース−
1−リン酸等の糖質にも作用する。
プターのZとしては、その非還元末端にC−4位が遊離
の糖を有する糖質又は複合糖質をアクセプターとする場
合よく反応する。該アクセプターのC−4位が遊離の糖
の中でもそのC−4位及びC−6位がグルコースと同じ
立体配座をもつものが特によく、グルコース、グルコサ
ミン、N−アセチルグルコサミン、マンノース、マンノ
サミン、N−アセチルマンノサミン、アロース等の単
糖、又はこれらの糖を非還元末端とする糖質、又は複合
糖質によく作用する。またこれらの糖質のα−及びβ−
メチルグリコシド、又はα−及びβ−p−ニトロフェニ
ルグリコシド、グルコース−1−リン酸、マンノース−
1−リン酸等の糖質にも作用する。
【0015】本発明の転移反応は、通常、原料の糖質又
は複合糖質、エンドグリコシダーゼ、及び緩衝液を含む
出発溶液に、アクセプターの糖質又は複合糖質を加えて
行われる。原料及びアクセプターの使用量は特に制限さ
れず、その飽和量まで使用できるが、アクセプターが過
剰に存在する状態が好ましい。エンドグリコシダーゼの
使用量も特に制限されず広い範囲から適宜選択できる
が、出発溶液1ml当り、通常1mU以上、より好ましく
は10mU〜10U程度使用すれば良い。緩衝液として
は、pHが5〜11程度の好適な緩衝液を用いれば良
く、通常はpH6付近で酢酸緩衝液中で反応を行う。
は複合糖質、エンドグリコシダーゼ、及び緩衝液を含む
出発溶液に、アクセプターの糖質又は複合糖質を加えて
行われる。原料及びアクセプターの使用量は特に制限さ
れず、その飽和量まで使用できるが、アクセプターが過
剰に存在する状態が好ましい。エンドグリコシダーゼの
使用量も特に制限されず広い範囲から適宜選択できる
が、出発溶液1ml当り、通常1mU以上、より好ましく
は10mU〜10U程度使用すれば良い。緩衝液として
は、pHが5〜11程度の好適な緩衝液を用いれば良
く、通常はpH6付近で酢酸緩衝液中で反応を行う。
【0016】本発明の転移反応は、出発溶液に有機溶
媒、無機塩等を加えて疎水性状態としてもよく反応し、
有機溶媒として、例えばメタノールを用いれば、水難溶
性の糖質又は複合糖質を使用することができる。エンド
Aの場合、40%メタノールの存在下でもよく反応し、
50%メタノールの存在下でも約80%の相対活性を示
す。また、DMSO(ジメチルスルホキシド)やDMF
(N,N−ジメチルホルムアミド)なども用いることが
できる。
媒、無機塩等を加えて疎水性状態としてもよく反応し、
有機溶媒として、例えばメタノールを用いれば、水難溶
性の糖質又は複合糖質を使用することができる。エンド
Aの場合、40%メタノールの存在下でもよく反応し、
50%メタノールの存在下でも約80%の相対活性を示
す。また、DMSO(ジメチルスルホキシド)やDMF
(N,N−ジメチルホルムアミド)なども用いることが
できる。
【0017】本発明の転移反応は、エンドAを用いる場
合、通常室温〜60℃程度、好ましくは30〜40℃程
度の温度下及びpH5〜11程度のpH条件下に行わ
れ、その反応条件にもよるが、転移反応は通常5分〜3
0分程度、好ましくは10〜20分程度で終了する。
合、通常室温〜60℃程度、好ましくは30〜40℃程
度の温度下及びpH5〜11程度のpH条件下に行わ
れ、その反応条件にもよるが、転移反応は通常5分〜3
0分程度、好ましくは10〜20分程度で終了する。
【0018】生成するリモデリングした糖質又は複合糖
質は、公知の手段に従って反応終了液から容易に分離・
精製することができる。例えば、ゲルろ過カラムクロマ
トグラフィー、イオン交換樹脂カラムクロマトグラフィ
ー等により反応終了液から、リモデリングした糖質又は
複合糖質を分離し、更に濃縮、脱塩、凍結乾燥等を行え
ばよい。
質は、公知の手段に従って反応終了液から容易に分離・
精製することができる。例えば、ゲルろ過カラムクロマ
トグラフィー、イオン交換樹脂カラムクロマトグラフィ
ー等により反応終了液から、リモデリングした糖質又は
複合糖質を分離し、更に濃縮、脱塩、凍結乾燥等を行え
ばよい。
【0019】また、本発明の方法で製造した糖質又は複
合糖質は各種糖質分解酵素の基質ともなり、各種有用酵
素の検索にも用いることができる。例えば、エンドAの
存在下、(Man)6 (GlcNAc)2 Asnにα−
p−ニトロフェニルグルコース(p−NP−α−Gl
c)を作用させ、得られる(Man)6 (GlcNA
c)1 (Glc)1 −α−PNPは試料中のエンド−β
−N−アセチルグルコサミニダーゼの検出及び測定に用
いることができる。すなわち試料中の目的の酵素が存在
すれば、p−NP−α−Glcが遊離し、次にα−グリ
コシダーゼを作用させれば遊離のp−ニトロフェノール
が黄色を示し、ラジオアイソトープや蛍光計などを必要
とせず、試料中の酵素活性を測定することができる。試
料としては例えば、微生物の培養液、培養液からの精製
物、動物、植物等からの調製物等を用いることができ
る。またp−NP−α−Glcの替りに例えば、X−G
lc(5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−D−
グルコシド)を用いることができ、この場合は最終的に
は青色の呈色が示される。
合糖質は各種糖質分解酵素の基質ともなり、各種有用酵
素の検索にも用いることができる。例えば、エンドAの
存在下、(Man)6 (GlcNAc)2 Asnにα−
p−ニトロフェニルグルコース(p−NP−α−Gl
c)を作用させ、得られる(Man)6 (GlcNA
c)1 (Glc)1 −α−PNPは試料中のエンド−β
−N−アセチルグルコサミニダーゼの検出及び測定に用
いることができる。すなわち試料中の目的の酵素が存在
すれば、p−NP−α−Glcが遊離し、次にα−グリ
コシダーゼを作用させれば遊離のp−ニトロフェノール
が黄色を示し、ラジオアイソトープや蛍光計などを必要
とせず、試料中の酵素活性を測定することができる。試
料としては例えば、微生物の培養液、培養液からの精製
物、動物、植物等からの調製物等を用いることができ
る。またp−NP−α−Glcの替りに例えば、X−G
lc(5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−D−
グルコシド)を用いることができ、この場合は最終的に
は青色の呈色が示される。
【0020】また、例えば本発明のPNP化糖質を還元
し、p−アミノフェニル糖質を調製し、次に、例えば活
性化カルボキシルアガロースや臭化シアン活性化アガロ
ース等に結合させることにより、糖質が結合した担体を
容易に調製することができる。この糖質結合担体は各種
レクチンの精製や、グリコシダーゼ、グリコシルトラン
スフェラーゼのアフィニティー担体として有用である。
また、例えば本発明のメチルグリコシド化糖質を用いて
も、該糖質はエポキシ活性化アガロース等に容易に固定
化することができ、調製した糖質結合担体は上記と同様
の目的で使用することができる。
し、p−アミノフェニル糖質を調製し、次に、例えば活
性化カルボキシルアガロースや臭化シアン活性化アガロ
ース等に結合させることにより、糖質が結合した担体を
容易に調製することができる。この糖質結合担体は各種
レクチンの精製や、グリコシダーゼ、グリコシルトラン
スフェラーゼのアフィニティー担体として有用である。
また、例えば本発明のメチルグリコシド化糖質を用いて
も、該糖質はエポキシ活性化アガロース等に容易に固定
化することができ、調製した糖質結合担体は上記と同様
の目的で使用することができる。
【0021】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
【0022】実施例1 GlcNAcへの糖鎖の転移反
応 (1)前出、アプライド アンド エンバイロメンタル
マイクロバイオロジーに記載の方法に従って、アルス
ロバクター プロトホルミエ AKU 0647を培養
し、エンドAを調製し、以下実施例に使用した。該菌株
は、Arthrobacterprotophormiae AKU 0647と表
示し、工業技術院微生物工業技術研究所に微工研菌寄第
12430号(FERM P−12430)として寄託
されている。1.3MのGlcNAc(和光純薬社製)
の水溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)
を20μlと、エンドAを10mU含む酵素溶液50μ
lを加え、37℃にて10分間予備インキュベーション
した。次いで(Man)6 (GlcNAc)2 −Asn
(バイオカーブケミカルズ社製)(13mg/ml)を10
0μl添加し、37℃で20分間反応させた後、100
℃にて3分間加熱処理し、反応を止めた。反応液を凍結
乾燥後、特開平1−10177号公報に記載の方法に準
じ2−ピリジルアミノ化(以下PA化と略記する)を行
い、HPLCにて精製し、PA化された転移生成物であ
る(Man)6 (GlcNAc)2−PAを得た。次に
このPA化物の組成分析、NMR及びMS分析を行い、
その糖鎖構造を確認した。 (2)上記と同様の条件で転移反応を行い、反応開始
後、5分、10分、20分、30分、及び60分後にサ
ンプリングを行い、上記と同様にPA化生成物を調製
し、その収率を求めた。図1は反応時間(分、横軸)と
収率(%、縦軸)との関係を示す図であり、20分後で
約50%の収率を示した。
応 (1)前出、アプライド アンド エンバイロメンタル
マイクロバイオロジーに記載の方法に従って、アルス
ロバクター プロトホルミエ AKU 0647を培養
し、エンドAを調製し、以下実施例に使用した。該菌株
は、Arthrobacterprotophormiae AKU 0647と表
示し、工業技術院微生物工業技術研究所に微工研菌寄第
12430号(FERM P−12430)として寄託
されている。1.3MのGlcNAc(和光純薬社製)
の水溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)
を20μlと、エンドAを10mU含む酵素溶液50μ
lを加え、37℃にて10分間予備インキュベーション
した。次いで(Man)6 (GlcNAc)2 −Asn
(バイオカーブケミカルズ社製)(13mg/ml)を10
0μl添加し、37℃で20分間反応させた後、100
℃にて3分間加熱処理し、反応を止めた。反応液を凍結
乾燥後、特開平1−10177号公報に記載の方法に準
じ2−ピリジルアミノ化(以下PA化と略記する)を行
い、HPLCにて精製し、PA化された転移生成物であ
る(Man)6 (GlcNAc)2−PAを得た。次に
このPA化物の組成分析、NMR及びMS分析を行い、
その糖鎖構造を確認した。 (2)上記と同様の条件で転移反応を行い、反応開始
後、5分、10分、20分、30分、及び60分後にサ
ンプリングを行い、上記と同様にPA化生成物を調製
し、その収率を求めた。図1は反応時間(分、横軸)と
収率(%、縦軸)との関係を示す図であり、20分後で
約50%の収率を示した。
【0023】実施例2 (GlcNAc)2 への糖鎖の
転移反応 1.3Mの(GlcNAc)2 (生化学工業社製)の水
溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を2
0μlと、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵
素溶液50μlを加え、37℃にて10分間予備インキ
ュベーションした。次いで(Man)6 (GlcNA
c)2 −Asn(13mg/ml)を100μl添加し、3
7℃で20分間反応させた後、100℃にて3分間加熱
処理し、反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1
に準じPA化した。HPLCを用いて精製し、PA化さ
れた転移生成物である(Man)6 (GlcNAc)3
−PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、NMR及
びMS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
転移反応 1.3Mの(GlcNAc)2 (生化学工業社製)の水
溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を2
0μlと、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵
素溶液50μlを加え、37℃にて10分間予備インキ
ュベーションした。次いで(Man)6 (GlcNA
c)2 −Asn(13mg/ml)を100μl添加し、3
7℃で20分間反応させた後、100℃にて3分間加熱
処理し、反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1
に準じPA化した。HPLCを用いて精製し、PA化さ
れた転移生成物である(Man)6 (GlcNAc)3
−PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、NMR及
びMS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
【0024】実施例3 (GlcNAc)3 への糖鎖の
転移反応 1.3Mの(GlcNAc)3 (生化学工業社製)の水
溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を2
0μlと、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵
素溶液50μlを加え、37℃にて10分間予備インキ
ュベーションした。次いで(Man)6 (GlcNA
c)2 −Asn(13mg/ml)を100μl添加し、3
7℃で20分間反応させた後、100℃にて3分間加熱
処理し、反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1
に準じPA化した。HPLCを用いて精製し、PA化さ
れた転移生成物である(Man)6 (GlcNAc)4
−PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、NMR及
びMS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
転移反応 1.3Mの(GlcNAc)3 (生化学工業社製)の水
溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を2
0μlと、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵
素溶液50μlを加え、37℃にて10分間予備インキ
ュベーションした。次いで(Man)6 (GlcNA
c)2 −Asn(13mg/ml)を100μl添加し、3
7℃で20分間反応させた後、100℃にて3分間加熱
処理し、反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1
に準じPA化した。HPLCを用いて精製し、PA化さ
れた転移生成物である(Man)6 (GlcNAc)4
−PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、NMR及
びMS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
【0025】実施例4 Glcへの糖鎖の転移反応 1.3MのGlc(和光純薬社製)の水溶液100μl
に、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を20μlと、実施
例1に記載のエンドAを10mU含む酵素溶液50μl
を加え、37℃にて10分間予備インキュベーションし
た。次いで(Man)6 (GlcNAc)2 −Asn
(13mg/ml)を100μl添加し、37℃で20分間
反応させた後、100℃にて3分間加熱処理し、反応を
止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1に準じPA化し
た。HPLCを用いて精製し、PA化された転移生成物
である(Man)6 (GlcNAc)1 −(Glc)1
−PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、NMR及
びMS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
に、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を20μlと、実施
例1に記載のエンドAを10mU含む酵素溶液50μl
を加え、37℃にて10分間予備インキュベーションし
た。次いで(Man)6 (GlcNAc)2 −Asn
(13mg/ml)を100μl添加し、37℃で20分間
反応させた後、100℃にて3分間加熱処理し、反応を
止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1に準じPA化し
た。HPLCを用いて精製し、PA化された転移生成物
である(Man)6 (GlcNAc)1 −(Glc)1
−PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、NMR及
びMS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
【0026】実施例5 ゲンチオビオース〔(Glc)
2 〕への糖鎖の転移反応 1.3Mの(Glc)2 (生化学工業社製)の水溶液1
00μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を20μl
と、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵素溶液
50μlを加え、37℃にて10分間予備インキュベー
ションした。次いで(Man)6 (GlcNAc)2 −
Asn(13mg/ml)を100μl添加し、37℃で2
0分間反応させた後、100℃にて3分間加熱処理し、
反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1に準じP
A化した。HPLCを用いて精製し、PA化された転移
生成物である(Man)6 (GlcNAc)1 −(Gl
c)2 −PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、N
MR及びMS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
2 〕への糖鎖の転移反応 1.3Mの(Glc)2 (生化学工業社製)の水溶液1
00μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を20μl
と、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵素溶液
50μlを加え、37℃にて10分間予備インキュベー
ションした。次いで(Man)6 (GlcNAc)2 −
Asn(13mg/ml)を100μl添加し、37℃で2
0分間反応させた後、100℃にて3分間加熱処理し、
反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1に準じP
A化した。HPLCを用いて精製し、PA化された転移
生成物である(Man)6 (GlcNAc)1 −(Gl
c)2 −PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、N
MR及びMS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
【0027】実施例6 Manへの糖鎖の転移反応 1.3MのMan(和光純薬社製)の水溶液100μl
に、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を20μlと、実施
例1に記載のエンドAを10mU含む酵素溶液50μl
を加え、37℃にて10分間予備インキュベーションし
た。次いで(Man)6 (GlcNAc)2 −Asn
(13mg/ml)を100μl添加し、37℃で20分間
反応させた後、100℃にて3分間加熱処理し、反応を
止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1に準じPA化し
た。HPLCを用いて精製し、PA化された転移生成物
である(Man)6 (GlcNAc)1 (Man)1 −
PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、NMR及び
MS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
に、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を20μlと、実施
例1に記載のエンドAを10mU含む酵素溶液50μl
を加え、37℃にて10分間予備インキュベーションし
た。次いで(Man)6 (GlcNAc)2 −Asn
(13mg/ml)を100μl添加し、37℃で20分間
反応させた後、100℃にて3分間加熱処理し、反応を
止めた。反応液を凍結乾燥後、実施例1に準じPA化し
た。HPLCを用いて精製し、PA化された転移生成物
である(Man)6 (GlcNAc)1 (Man)1 −
PAを得た。次にこのPA化物の組成分析、NMR及び
MS分析を行い、その糖鎖構造を確認した。
【0028】実施例7 GlcNAc−Asnへの糖鎖
の転移反応 1.3MのGlcNAc−Asn(バイオカーブケミカ
ルズ社製)の水溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(p
H6.0)を20μlと、実施例1に記載のエンドAを
10mU含む酵素溶液50μlを加え、37℃にて10
分間予備インキュベーションした。次いで(Man)6
(GlcNAc)2 (13mg/ml)を100μl添加
し、37℃で20分間反応させた後、100℃にて3分
間加熱処理し、反応を止めた。反応液をダンシル化(以
下Dns化と略記する)した後、HPLCを用いて精製
し、Dns化された転移生成物である(Man)6 (G
lcNAc)2 −Asn−Dnsを得た。次にこのDn
s化物の組成分析、NMR及びMS分析を行い、その糖
鎖構造を確認した。
の転移反応 1.3MのGlcNAc−Asn(バイオカーブケミカ
ルズ社製)の水溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(p
H6.0)を20μlと、実施例1に記載のエンドAを
10mU含む酵素溶液50μlを加え、37℃にて10
分間予備インキュベーションした。次いで(Man)6
(GlcNAc)2 (13mg/ml)を100μl添加
し、37℃で20分間反応させた後、100℃にて3分
間加熱処理し、反応を止めた。反応液をダンシル化(以
下Dns化と略記する)した後、HPLCを用いて精製
し、Dns化された転移生成物である(Man)6 (G
lcNAc)2 −Asn−Dnsを得た。次にこのDn
s化物の組成分析、NMR及びMS分析を行い、その糖
鎖構造を確認した。
【0029】実施例8 PNP−α−Glcへの糖鎖の
転移反応 1.3MのPNP−α−Glc(生化学工業社製)の水
溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を2
0μlと、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵
素溶液50μlを加え、37℃にて10分間予備インキ
ュベーションした。次いで(Man)6 (GlcNA
c)2 −Asn(13mg/ml)を100μl添加し、3
7℃で20分間反応させた後、100℃にて3分間加熱
処理し、反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、HPLC
を用いて精製し、転移生成物である(Man)6 (Gl
cNAc)1 (Glc)1 −PNPを得た。次にこの生
成物の組成分析、NMR及びMS分析を行い、その糖鎖
構造を確認した。
転移反応 1.3MのPNP−α−Glc(生化学工業社製)の水
溶液100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を2
0μlと、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵
素溶液50μlを加え、37℃にて10分間予備インキ
ュベーションした。次いで(Man)6 (GlcNA
c)2 −Asn(13mg/ml)を100μl添加し、3
7℃で20分間反応させた後、100℃にて3分間加熱
処理し、反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、HPLC
を用いて精製し、転移生成物である(Man)6 (Gl
cNAc)1 (Glc)1 −PNPを得た。次にこの生
成物の組成分析、NMR及びMS分析を行い、その糖鎖
構造を確認した。
【0030】参考例1 (Man)6 (GlcNAc)
1 (Glc)1 −PNPを用いたエンド−β−N−アセ
チルグルコサミニダーゼのスクリーニング 96穴プレートに、基質として飽和の(Man)6 (G
lcNAc)1 (Glc)1 −PNPを含む100mM
酢酸ナトリウム緩衝液50μlを入れ、土壌分離細菌の
33株を各ウエルに植菌し、8時間、37℃にてインキ
ュベーション後、酵母由来のα−グルコシダーゼ(シグ
マ社製)5U/mlを20μl加え、3時間、37℃にて
インキュベーションした後、0.1MのNa2 CO3 溶
液を50μl添加した。供試した33菌株中、4菌株を
植菌したウエルの反応液が黄色を呈し、これらの菌株が
エンド−β−N−アセチルグルコサミニダーゼ活性を有
することが明確となった。上記方法を用いれば、該酵素
を持った試料の場合、反応溶液が遊離したp−ニトロフ
ェノールにより黄色に着色するため、容易に多数検体の
スクリーニングを行うことができる。
1 (Glc)1 −PNPを用いたエンド−β−N−アセ
チルグルコサミニダーゼのスクリーニング 96穴プレートに、基質として飽和の(Man)6 (G
lcNAc)1 (Glc)1 −PNPを含む100mM
酢酸ナトリウム緩衝液50μlを入れ、土壌分離細菌の
33株を各ウエルに植菌し、8時間、37℃にてインキ
ュベーション後、酵母由来のα−グルコシダーゼ(シグ
マ社製)5U/mlを20μl加え、3時間、37℃にて
インキュベーションした後、0.1MのNa2 CO3 溶
液を50μl添加した。供試した33菌株中、4菌株を
植菌したウエルの反応液が黄色を呈し、これらの菌株が
エンド−β−N−アセチルグルコサミニダーゼ活性を有
することが明確となった。上記方法を用いれば、該酵素
を持った試料の場合、反応溶液が遊離したp−ニトロフ
ェノールにより黄色に着色するため、容易に多数検体の
スクリーニングを行うことができる。
【0031】実施例9 Glc−OMeへの糖鎖の転移
反応 1.3MのGlc−OMe(生化学工業社製)の水溶液
100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を20μ
lと、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵素溶
液50μlを加え、37℃にて10分間予備インキュベ
ーションした。次いで(Man)6 (GlcNAc)2
−Asn(13mg/ml)を100μl添加し、37℃で
20分間反応させた後、100℃にて3分間加熱処理
し、反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、HPLCを用
いて精製し、転移生成物である(Man)6 (GlcN
Ac)1 (Glc)1 −OMeを得た。次にこの生成物
の組成分析、NMR及びMS分析を行い、その糖鎖構造
を確認した。
反応 1.3MのGlc−OMe(生化学工業社製)の水溶液
100μlに、1M酢酸緩衝液(pH6.0)を20μ
lと、実施例1に記載のエンドAを10mU含む酵素溶
液50μlを加え、37℃にて10分間予備インキュベ
ーションした。次いで(Man)6 (GlcNAc)2
−Asn(13mg/ml)を100μl添加し、37℃で
20分間反応させた後、100℃にて3分間加熱処理
し、反応を止めた。反応液を凍結乾燥後、HPLCを用
いて精製し、転移生成物である(Man)6 (GlcN
Ac)1 (Glc)1 −OMeを得た。次にこの生成物
の組成分析、NMR及びMS分析を行い、その糖鎖構造
を確認した。
【0032】実施例10 糖タンパク質への糖鎖の転移
反応 糖タンパク質としてはリボヌクレアーゼB(シグマ社
製)を用い、酵素はエンド−β−N−アセチルグルコサ
ミダーゼ(生化学工業社製)を使用し、K.ヤマモト
(K.Yamamoto)ら〔ジャーナル オブ ファーメンテ
ーションテクノロジー(J.Ferment. Technol.)、第6
4巻、第397〜403頁(1986)〕の方法に従い
GlcNAc−Asn−(タンパク質)の状態の糖タン
パク質を調製した。次に該タンパク質を3mg含む10μ
lの1M酢酸緩衝液(pH6.0)に実施例1に記載の
エンドAを3mU含む酵素液15μlを加え、10分間
インキュベーションした後、(Man)6 (GlcNA
c)2 −Asnを375μg加え、37℃で10分間反
応を行った。次にSDS−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動を行い、糖鎖が転移した(Man)6 (GlcNA
c)2 Asn−(タンパク質)の生成を確認し、SDS
−ポリアクリルアミドゲルより抽出した生成物の糖組成
分析によっても確認した。
反応 糖タンパク質としてはリボヌクレアーゼB(シグマ社
製)を用い、酵素はエンド−β−N−アセチルグルコサ
ミダーゼ(生化学工業社製)を使用し、K.ヤマモト
(K.Yamamoto)ら〔ジャーナル オブ ファーメンテ
ーションテクノロジー(J.Ferment. Technol.)、第6
4巻、第397〜403頁(1986)〕の方法に従い
GlcNAc−Asn−(タンパク質)の状態の糖タン
パク質を調製した。次に該タンパク質を3mg含む10μ
lの1M酢酸緩衝液(pH6.0)に実施例1に記載の
エンドAを3mU含む酵素液15μlを加え、10分間
インキュベーションした後、(Man)6 (GlcNA
c)2 −Asnを375μg加え、37℃で10分間反
応を行った。次にSDS−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動を行い、糖鎖が転移した(Man)6 (GlcNA
c)2 Asn−(タンパク質)の生成を確認し、SDS
−ポリアクリルアミドゲルより抽出した生成物の糖組成
分析によっても確認した。
【0033】
【発明の効果】本発明により、糖質又は複合糖質を直接
アクセプターとする簡便な糖質又は複合糖質のリモデリ
ング方法が提供される。該方法は目的の糖質又は複合糖
質を効率良く容易に製造できる。また、副生物の生成も
少なく、目的の糖質又は複合糖質の分離精製も容易であ
り、生体内で重要な働きを示す生理活性物質の糖鎖をリ
モデリングした物質の製造において特に有用である。
アクセプターとする簡便な糖質又は複合糖質のリモデリ
ング方法が提供される。該方法は目的の糖質又は複合糖
質を効率良く容易に製造できる。また、副生物の生成も
少なく、目的の糖質又は複合糖質の分離精製も容易であ
り、生体内で重要な働きを示す生理活性物質の糖鎖をリ
モデリングした物質の製造において特に有用である。
【図1】本発明における転移反応時間と収率との関係の
1例を示す図である。
1例を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 エンドグリコシダーゼの存在下、下記式
(化1): 【化1】 X−GlcNAc−Y + Z → X−GlcNAc−Z + Y (式中Xは糖質、GlcNAcはN−アセチルグルコサ
ミン、Yは糖質又は複合糖質、Zは糖質又は複合糖質を
示す)で表される転移反応を行うことを特徴とする糖質
又は複合糖質の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03248388A JP3105306B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 糖質又は複合糖質の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03248388A JP3105306B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 糖質又は複合糖質の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0564594A true JPH0564594A (ja) | 1993-03-19 |
JP3105306B2 JP3105306B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=17177369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03248388A Expired - Fee Related JP3105306B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 糖質又は複合糖質の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3105306B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0769550A2 (en) | 1995-10-27 | 1997-04-23 | Takara Shuzo Co. Ltd. | Gene encoding endo-beta-n-acetyl glucosaminidase A |
US5645918A (en) * | 1994-09-14 | 1997-07-08 | Toray Industries, Inc. | Magnetic recording medium having an aromatic polyamide substrate |
US5955324A (en) * | 1994-03-30 | 1999-09-21 | Takara Shuzo Co., Ltd. | Process for producing carbohydrate or glycoconjugate |
US6962809B1 (en) | 2001-07-02 | 2005-11-08 | Hitachi, Ltd. | Sugar chain synthesizer |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP03248388A patent/JP3105306B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5955324A (en) * | 1994-03-30 | 1999-09-21 | Takara Shuzo Co., Ltd. | Process for producing carbohydrate or glycoconjugate |
US5645918A (en) * | 1994-09-14 | 1997-07-08 | Toray Industries, Inc. | Magnetic recording medium having an aromatic polyamide substrate |
EP0769550A2 (en) | 1995-10-27 | 1997-04-23 | Takara Shuzo Co. Ltd. | Gene encoding endo-beta-n-acetyl glucosaminidase A |
US5985637A (en) * | 1995-10-27 | 1999-11-16 | Takara Shuzo Co., Ltd. | Gene encoding endo-β-N-acetylglucosaminidase A |
US6962809B1 (en) | 2001-07-02 | 2005-11-08 | Hitachi, Ltd. | Sugar chain synthesizer |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3105306B2 (ja) | 2000-10-30 |
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