JPH1033194A - Carbohydrate and complex carbohydrate - Google Patents

Carbohydrate and complex carbohydrate

Info

Publication number
JPH1033194A
JPH1033194A JP21405396A JP21405396A JPH1033194A JP H1033194 A JPH1033194 A JP H1033194A JP 21405396 A JP21405396 A JP 21405396A JP 21405396 A JP21405396 A JP 21405396A JP H1033194 A JPH1033194 A JP H1033194A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
saccharide
lacto
carbohydrate
complex
type
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.)
Pending
Application number
JP21405396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Onoki
宏 大野木
Mutsumi Sano
睦 佐野
Akihiro Kondo
昭宏 近藤
Ikunoshin Katou
郁之進 加藤
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.)
Takara Shuzo Co Ltd
Original Assignee
Takara Shuzo Co Ltd
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 Takara Shuzo Co Ltd filed Critical Takara Shuzo Co Ltd
Priority to JP21405396A priority Critical patent/JPH1033194A/en
Publication of JPH1033194A publication Critical patent/JPH1033194A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently obtain the subject compound which is useful in the fields of glycotechnology and medicines by rearranging a specific saccharide in the presence of a glycosidase specifically acting only on the lacto-N-bioside of a type 1 carbohydrate structure. SOLUTION: In the presence of a lacto-N-biosidase originating from Streptomyces sp 142 (FERM BP-4569) as a glycosidase specifically acting on only the lacto-N-bioside bond of a type 1 carbohydrate structure, a saccharide of the type 1 carbohydrate structure represented by formula I (Gal is galactose; GlcNac is N-acetyl-glucosamine; X is a chemical substance which can become a saccharide, conjugated polysaccharide or aglycon), for example, p- nitrophenyl-β-lacto-N-bioside or a combination thereof with a conjugated polysaccharide is subjected to rearrangement reaction to readily give the objective saccharide or conjugated polysaccharide of formula II (Y is a saccharide or conjugated polysaccharide substance).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、糖鎖工学又は医薬
分野等に有用な、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、並びに該製造
方法により得られた糖質又は複合糖質に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a remodeled carbohydrate or complex carbohydrate utilizing the carbohydrate transfer ability of an enzyme, which is useful in the field of carbohydrate engineering or medicine, and a method for producing the carbohydrate or complex carbohydrate. It relates to the obtained saccharide or complex saccharide.

【0002】[0002]

【従来の技術】糖質及び複合糖質(糖タンパク質、糖脂
質、プロテオグリカン等)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、そ
れら生体内で様々な重要な生理活性に関与しているとい
うことが知られている。それ故に、近年、その生理活性
を医薬品として利用しようという試みが盛んに行われて
いる。更に、糖質及び複合糖質の糖鎖の修飾、又は置換
を行い、その生理活性を改変し新しいタイプの医薬を創
製しようという試みも行われている。糖質及び複合糖質
の糖鎖の修飾、又は置換を行うには化学的な方法と酵素
的方法がある。これらの方法のうち酵素的方法が、タン
パク質の変性を起こすことのない緩衝液等の水溶液中で
実施可能であり、また酵素が特異的に作用するという点
で利用されている。現在広く利用されているリモデリン
グの手法は、ヨーロピアン ジャーナル オブ バイオ
ケミストリー(European Journal of Biochemistry) 、
第191巻、第75〜83頁(1990)に記載されて
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、ジャーナル オブ バイオロジカル ケ
ミストリー(Journal of Biological Chemistry)、第2
61巻、第12000〜12005頁(1986)に記
載のフラボバクテリウム メニンゴセプチカム(Flavob
acterium meningosepticum) 由来のエンド−β−N−ア
セチルグルコサミニダーゼF(エンド−F)に関するも
のと、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)に記載のディプロコッカス ニューモニエ(Diploc
occus 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がある。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。一方、糖質や複合糖質が直接アクセプターとなる糖
鎖のリモデリング機構の報告としては、特開平5−64
594号公報に記載のアルスロバクター プロトホルミ
エ(Arthrobacter protophormiae) 由来のエンド−β−
N−アセチルグルコサミニダーゼ(エンド−A)に関す
るものと、特開平7−59587号公報に記載のエンド
−β−N−アセチルグルコサミニダーゼ(エンド−M)
に関するものがある。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理活性が天然の複合糖質に
比べて増強されれば、医薬品に応用した場合、非常に有
利である。また糖鎖において、その非還元末端にタイプ
1型のGalβ1−3GlcNAc構造及びタイプ2型
のGalβ1−4GlcNAc構造の2種類の構造がし
ばしば見出される。それらの糖鎖構造と機能の解析を行
う上で、該糖鎖構造を糖加水分解酵素によって除いた
り、逆に糖転移酵素によって付加するといった糖鎖リモ
デリング手法は極めて有用である。しかしながら、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う必要があり、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−Fやディ
プロコッカス ニューモニエ由来のエンド−α−N−ア
セチルガラクトサミニ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
い。一方、エンド−Aやエンド−Mを用いる糖転移反応
は、糖質や複合糖質が直接アクセプターとなる糖鎖のリ
モデリング反応であり、現在、最も簡便で実用的な糖鎖
のリモデリング方法である。しかしながら、これらは糖
鎖において、その非還元末端のタイプ1型糖鎖構造又は
タイプ2型糖鎖構造を特異的にリモデリングすることは
できない。
2. Description of the Related Art Carbohydrates and glycoconjugates (glycoproteins, glycolipids, proteoglycans, etc.) are present in living cells, body fluids, fruits, seeds, microbial cells or cultures thereof, and are found in living organisms. It is known that it is involved in various important physiological activities. Therefore, in recent years, attempts have been made actively to utilize the physiological activity as a pharmaceutical. Further, attempts have been made to modify or replace sugar chains of saccharides and complex saccharides to modify their physiological activities to create new types of drugs. There are chemical methods and enzymatic methods for modifying or substituting sugar chains of saccharides and glycoconjugates. Among these methods, the enzymatic method can be carried out in an aqueous solution such as a buffer solution that does not cause protein denaturation, and is used because the enzyme acts specifically. Currently widely used remodeling techniques include the European Journal of Biochemistry,
Vol. 191, pp. 75-83 (1990). Sequential conversion of sugar chains from non-reducing ends using exoglycosidase or glycosyltransferase. In addition, reports of glycosyltransfer reactions using endoglycosidases can be found in the Journal of Biological Chemistry, Vol.
Vol. 61, 12000-1200 (1986), Flavobacterium meningosepticum (Flavob)
acterium meningosepticum) and those of endo-β-N-acetylglucosaminidase F (endo-F) and Journal of Biological Chemistry, Vol. 264, pp. 1989-19897 (198).
9) Diplococcus pneumoniae (Diploc
occus pneumoniae). The former is a report that glycerol becomes an acceptor, and the latter is a report that glycerol, tris, p-nitrophenol, serine, and threonine become acceptors. On the other hand, as a report on a remodeling mechanism of a sugar chain in which a carbohydrate or a complex carbohydrate directly serves as an acceptor, see JP-A-5-64
No. 594, an endo-β-derived from Arthrobacter protophormiae.
Those relating to N-acetylglucosaminidase (Endo-A) and those disclosed in JP-A-7-59587.
There is something about. As described above, if the stability and physiological activity of glycoconjugates obtained by remodeling sugar chains are enhanced as compared with natural glycoconjugates, it is very advantageous when applied to pharmaceuticals. In the sugar chain, two types of structures, a type 1 type Galβ1-3GlcNAc structure and a type 2 type Galβ1-4GlcNAc structure, are often found at the non-reducing end. In order to analyze the sugar chain structure and function, a sugar chain remodeling technique of removing the sugar chain structure with a sugar hydrolase or adding the sugar chain structure with a glycosyltransferase is extremely useful. However, in the conventional remodeling method using exoglycosidase or glycosyltransferase, it is necessary to carry out an enzymatic reaction for each sugar residue, and the number of reaction steps increases, which is very complicated. Also, in the case of the above-described glycosyltransfer reaction using endo-F or endo-α-N-acetylgalactosaminidase derived from Diprococcus pneumoniae, carbohydrates and complex carbohydrates do not become acceptors. On the other hand, a transglycosylation reaction using Endo-A or Endo-M is a remodeling reaction of a sugar chain in which a carbohydrate or a complex carbohydrate directly serves as an acceptor. It is. However, these cannot specifically remodel the type 1 or type 2 sugar chain structure at the non-reducing end of the sugar chain.

【0003】本発明者らは以前タイプ1型糖鎖構造に特
異的に作用しラクト−N−ビオースを遊離させる酵素、
ラクト−N−ビオシダーゼを見出している〔プロシーデ
ィングズ オブ ザ ナショナル アカデミー オブ
サイエンシーズ オブ ザUSA(Proceedings of the
National Academy of Sciences of the USA)、第
89巻、第8512〜8516頁(1992)、ジャー
ナル オブ バイオロジカル ケミストリー、第268
巻、第18560〜18566頁(1993)〕。この
酵素の特異性により糖鎖中のタイプ1型構造とタイプ2
型構造を識別することができるようになり、構造解析が
極めて容易になった。しかしながら、糖質及び複合糖質
にタイプ1型糖鎖構造及びタイプ2型糖鎖構造を付加さ
せることは容易ではなく、いままでのところは厳密な転
移特異性を示す2種の糖転移酵素の作用、つまり、β−
N−アセチルグルコサミルトランスフェラーゼの働きに
続き、β−1、3及びβ−1、4ガラクトシルトランス
フェラーゼの働きを用いる方法が知られている。
[0003] The present inventors previously had an enzyme that specifically acts on the type 1 sugar chain structure to release lacto-N-biose,
Lacto-N-biosidase [Proceedings of the National Academy of
Sciences of the USA (Proceedings of the USA)
National Academy of Sciences of the USA), Vol. 89, pp. 8512-8516 (1992), Journal of Biological Chemistry, 268.
Vol. 18560-18566 (1993)]. Due to the specificity of this enzyme, the type 1 structure in the sugar chain and the type 2 structure
The type structure can be identified, and the structural analysis has become extremely easy. However, it is not easy to add a type 1 type sugar chain structure and a type 2 type sugar chain structure to carbohydrates and complex carbohydrates. So far, two types of glycosyltransferases exhibiting strict transfer specificity have been proposed. Action, that is, β-
It is known to use the action of β-1,3 and β-1,4 galactosyltransferase following the action of N-acetylglucosamyltransferase.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、酵素法
を用いた糖鎖のリモデリングは、反応条件が温和なこと
などから有用性が高い。しかしながら、従来のエキソグ
リコシダーゼやエンドグリコシダーゼでは、タイプ1型
糖鎖を特異的に、しかも簡便に付加させることはでき
ず、またβ−N−アセチルグルコサミルトランスフェラ
ーゼとβ−1、3ガラクトシルトランスフェラーゼを用
いる方法は、反応条件の設定や反応ステップが多くなり
大変煩雑になるなどの問題から極めて困難であった。本
発明の目的は、タイプ1型糖鎖を特異的に、かつ簡便に
付加するリモデリング反応、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。
As described above, sugar chain remodeling using an enzymatic method is highly useful due to mild reaction conditions and the like. However, conventional exoglycosidase and endoglycosidase cannot specifically and simply add a type 1 sugar chain, and use β-N-acetylglucosamyltransferase and β-1,3 galactosyltransferase. The method has been extremely difficult due to problems such as setting reaction conditions and increasing the number of reaction steps, making the method very complicated. An object of the present invention is to provide a remodeling reaction for specifically and simply adding a type 1 sugar chain, and a simple method for producing a saccharide or a complex saccharide using the remodeling reaction.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第1の発明は糖質又は複合糖質の製造方法に関す
る発明であって、タイプ1型糖鎖構造のラクト−N−ビ
オシド結合のみに特異的に作用するグリコシダーゼの存
在下、下記式(化1):
SUMMARY OF THE INVENTION In summary, the first invention of the present invention relates to a method for producing a saccharide or a complex saccharide, and comprises a lacto-N-type having a type 1 sugar chain structure. In the presence of a glycosidase that specifically acts only on a bioside bond, the following formula (Formula 1):

【0006】[0006]

【化1】Galβ1−3GlcNAc−X + Y →
Galβ1−3GlcNAc−Y + X
Embedded image Galβ1-3GlcNAc-X + Y →
Galβ1-3GlcNAc-Y + X

【0007】(式中Galはガラクトース、GlcNA
cはN−アセチルグルコサミン、Xは糖質、複合糖質、
若しくはアグリコンとなりうる化学物質、Y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。 また、本発明の第2の発明は、本発明の第1
の発明の製造方法により得られた糖質又は複合糖質に関
する。
(Where Gal is galactose, GlcNA)
c is N-acetylglucosamine, X is saccharide, complex saccharide,
Or a chemical substance that can be an aglycone, and Y represents a carbohydrate or a complex carbohydrate). Further, the second invention of the present invention is the first invention of the present invention.
The present invention relates to a saccharide or a complex saccharide obtained by the production method of the invention.

【0008】本発明者らは、タイプ1型糖鎖を特異的
に、かつ1段階の反応で転移を行えることが期待できる
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、タイ
プ1型糖鎖構造を特異的に認識し糖質及び複合糖質へ転
移を行う活性を有する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。本発明
は、タイプ1型糖鎖構造のラクト−N−ビオシド結合の
みに特異的に作用す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
糖質及び複合糖質の製造方法である。
[0008] The present inventors use a glycosidase which can be expected to be able to transfer type 1 sugar chains specifically and in a one-step reaction, and transfer the sugar chains to carbohydrates and complex carbohydrates. In order to produce new carbohydrates and glycoconjugates with enhanced conventional stability and activity, we conducted intensive research and found that type 1 type sugar chains are specifically recognized and transferred to carbohydrates and glycoconjugates. As a result of finding a glycosidase having activity and further studying a reaction method thereof, the present invention has been completed. The present invention provides a saccharide and a saccharide characterized by remodeling the sugar chain of a saccharide and a complex saccharide using a glycosidase specifically acting only on a lacto-N-bioside bond of a type 1 sugar chain structure. This is a method for producing a glycoconjugate.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明におけるタイプ1型糖鎖構造のラクト−N−
ビオシド結合のみに特異的に作用するグリコシダーゼと
しては、ストレプトミセス sp 142(Streptomyc
es sp 142 ) 由来のラクト−N−ビオシダーゼ〔プロシ
ーディングズ オブザ ナショナル アカデミー オブ
サンエンシーズ オブ ザ USA、第89巻、第8
521〜8516頁(1992)〕が挙げられる。該酵
素は下記式(化2)で表される糖鎖に作用してラクト−
N−ビオシド結合のみを加水分解するという基質特異性
が述べられている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. Lacto-N- having a type 1 sugar chain structure in the present invention
Glycosidases specifically acting only on bioside bonds include Streptomyces sp 142 (Streptomyc
es sp 142)) [Proceedings of the National Academy of Sun Encies of the USA, Vol. 89, No. 8,
521-8516 (1992)]. The enzyme acts on a sugar chain represented by the following formula (Formula 2) to produce lacto-
Substrate specificity of hydrolyzing only N-bioside bonds is described.

【0010】[0010]

【化2】 Galβ1−3GlcNAc−R(Rは糖残基を表す)Embedded image Galβ1-3GlcNAc-R (R represents a sugar residue)

【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。糖鎖又は複合
糖質へのラクト−N−ビオース転移反応は、本発明者ら
が初めて見出したものである。また、これらに限定され
るものではなく、タイプ1型糖鎖構造のラクト−N−ビ
オシド結合のみに特異的に作用するグリコシダーゼで転
移活性を有するものであればネーディブ(Native) な酵
素及び遺伝子工学的に得られた酵素、例えば、目的とす
る酵素をコードする遺伝子をベクターに導入し、該ベク
ターを宿主(例えば、大腸菌)に形質転換して得られた
形質転換体を培養し、該培養物から調製した組換体酵
素、目的とする酵素をコードする遺伝子を部位特異的変
異導入法等を用いて改変し、ベクターに導入し、該ベク
ターを宿主(例えば、大腸菌)に形質転換して得られた
形質転換体を培養し、該培養物から調製した組換体酵素
も本発明のタイプ1型糖鎖構造のラクト−N−ビオシド
結合のみに特異的に作用するグリコシダーゼに含まれ
る。
However, it is not known that this enzyme preserves the activity of performing a sugar chain transfer reaction. The lacto-N-biose transfer reaction to a sugar chain or glycoconjugate has been found for the first time by the present inventors. The present invention is not limited to these, and native enzymes and genetic engineering can be used as long as the glycosidase has a transfer activity and specifically acts only on the lacto-N-bioside bond of the type 1 sugar chain structure. A gene obtained by introducing an enzyme, such as a gene encoding a target enzyme, into a vector, and transforming the vector into a host (eg, Escherichia coli), culturing a transformant, and culturing the culture The recombinant enzyme prepared from the above, the gene encoding the enzyme of interest is modified using site-directed mutagenesis, etc., introduced into a vector, and the vector is transformed into a host (eg, Escherichia coli). The transformed enzyme is cultured, and the recombinant enzyme prepared from the culture is also included in the glycosidase specifically acting only on the lacto-N-bioside bond of the type 1 sugar chain structure of the present invention. .

【0012】本発明において、前述の式(化1)中のX
は糖質、複合糖質若しくはアグリコンとなりうる化学物
質であり、本発明のラクト−N−ビオシダーゼを用いる
場合、グルコース、マンノース、N−アセチルグリコサ
ミン、ガラクトース、フコース、キシロース、p−ニト
ロフェニルグリコシド誘導体、メチルグリコシド誘導体
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があ
り、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、ニトロフェニル誘導体、3−インドール誘導
体、4−メチルウンベリフェロン誘導体、ナフチル誘導
体、レゾルフィン誘導体等のアグリコンとなりうる化学
物質でもよい。また、Yは糖質又は複合糖質であり、本
発明のラクト−N−ビオシダーゼを用いる場合、グルコ
ース、マンノース、N−アセチルグリコサミン、ガラク
トース、フコース、キシロース、p−ニトロフェニルグ
リコシド誘導体、メチルグリコシド誘導体等の単糖、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があり、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が例示さ
れる。特に、Yについては、その非還元末端にC−3位
が遊離の糖を有する糖質又は複合糖質を選択することが
好ましい。
In the present invention, X in formula (1)
Is a chemical substance that can be a carbohydrate, a complex carbohydrate or an aglycone, and when the lacto-N-biosidase of the present invention is used, glucose, mannose, N-acetylglycosamine, galactose, fucose, xylose, p-nitrophenyl glycoside derivative And monosaccharides such as methylglycoside derivatives, homooligomers of these two or more monosaccharides, and carbohydrates such as heterooligomers composed of two or more of these components, and a polypeptide bound to Asn or a terminal via Asn. Glycoconjugate, Thr or Ser at the end
Alternatively, a chemical substance which can be an aglycone such as a glycoconjugate having a polypeptide bonded thereto via Thr or Ser, a nitrophenyl derivative, a 3-indole derivative, a 4-methylumbelliferone derivative, a naphthyl derivative, a resorufin derivative, or the like may be used. Y is a saccharide or a complex saccharide, and when using the lacto-N-biosidase of the present invention, glucose, mannose, N-acetylglycosamine, galactose, fucose, xylose, a p-nitrophenyl glycoside derivative, methyl glycoside There are carbohydrates such as monosaccharides such as derivatives, homo-oligomers of these two or more mono-saccharides, and hetero-oligomers composed of these two or more components, and complex carbohydrates having Asn or a polypeptide bound via Asn at the end thereof. Examples thereof include Thr or Ser at the end thereof, and glycoconjugates to which a polypeptide is bound via Thr or Ser. In particular, for Y, it is preferable to select a saccharide or complex saccharide having a free sugar at the C-3 position at its non-reducing terminal.

【0013】本発明の転移反応は、通常、原料の糖質又
は複合糖質、ラクト−N−ビオシダーゼ、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く、通常、200mM以
上のアクセプターを使用する。ラクト−N−ビオシダー
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4〜10程度の好適な緩衝液を用いれば
良く、通常はpH5付近で酢酸緩衝液中で反応を行うこ
とが好ましい。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、例えばアセトニトリルを用いれば、水
難溶性の糖質又は複合糖質を使用することができる。ラ
クト−N−ビオシダーゼの場合、40%のアセトニトリ
ル存在下でもよく反応する。本発明の転移反応は、ラク
ト−N−ビオシダーゼを用いる場合、通常、室温〜60
℃程度、好ましくは30〜40℃程度の温度下及びpH
4〜10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〜60分程度、好ましくは
10〜40分程度で終了する。本発明の転移反応により
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、凍結乾燥等を行うことにより
得ることができる。
The transfer reaction of the present invention is usually carried out by adding the acceptor saccharide or complex saccharide to a starting solution containing the starting saccharide or complex saccharide, lacto-N-biosidase, and a buffer. The amounts of the raw material and the acceptor are not particularly limited, and they can be used up to the saturated amount. However, it is preferable that the acceptor is present in excess, and usually, an acceptor of 200 mM or more is used. The amount of lacto-N-biosidase used is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range. However, it is usually 1 mU or more, more preferably about 10 mU to 10 U per 1 ml of the starting solution. As the buffer, a suitable buffer having a pH of about 4 to 10 may be used, and it is usually preferable to carry out the reaction at about pH 5 in an acetate buffer. In the transfer reaction of the present invention, an organic solvent, an inorganic salt, and the like are added to the starting solution, and the reaction may be well changed to a hydrophobic state,
If, for example, acetonitrile is used as the organic solvent, a poorly water-soluble saccharide or complex saccharide can be used. Lact-N-biosidase reacts well in the presence of 40% acetonitrile. When the lacto-N-biosidase is used, the transfer reaction of the present invention is usually carried out at room temperature to 60 ° C.
℃, preferably at a temperature of about 30-40 ℃ and pH
The reaction is carried out under a pH condition of about 4 to 10, and the transfer reaction is usually completed in about 5 to 60 minutes, preferably about 10 to 40 minutes, depending on the reaction conditions. The remodeled saccharide or complex saccharide produced by the transfer reaction of the present invention can be easily separated and purified from the reaction-terminated liquid according to known means. For example, it can be obtained by separating the remodeled saccharide or complex saccharide from the reaction-terminated liquid by gel filtration column chromatography, ion exchange resin column chromatography, or the like, and further performing concentration, desalting, freeze-drying, or the like. it can.

【0014】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、ラクト−N
−ビオシダーゼの存在下、Glc−X(5−ブロモ−4
−クロロ−3−インドリル−D−グルコシド)を作用さ
せ、得られるGalβ1−3GlcNAc−Glc−X
は、試料中のラクト−N−ビオシ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、Glc−Xが遊離し、次にα−グリコシダ
ーゼを作用させれば遊離の5−ブロモ−4−クロロ−3
−インドールが青色を呈し、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。
The carbohydrate or complex carbohydrate produced by the method of the present invention also serves as a substrate for various carbohydrate-degrading enzymes, and can be used for searching for various useful enzymes. For example, lacto-N
-Glc-X (5-bromo-4) in the presence of biosidase
-Chloro-3-indolyl-D-glucoside), and Galβ1-3GlcNAc-Glc-X obtained
Can be used for the detection and measurement of lacto-N-biosidase in a sample. That is, if the target enzyme is present in the sample, Glc-X is released. Then, when α-glycosidase is acted on, the free 5-bromo-4-chloro-3 is released.
-The indole has a blue color, and the enzyme activity in the sample can be measured without the need for a radioisotope or a fluorometer. As the sample, for example, a culture solution of a microorganism, a purified product from the culture solution, a preparation from an animal, a plant, or the like can be used.

【0015】上述したように、本発明の製造方法を用い
ることにより、簡便に医薬品である糖タンパク質に糖鎖
を付加したり、あるいは既に存在する糖鎖の構造の変更
を行うことが可能となり、生体内での安全性や生物活性
が従来品に比べて増強された医薬品を得ることが可能と
なる。特に、癌の転移、浸潤にはタイプ1型糖鎖構造
(Galβ1−3GlcNAc)を基本とする糖鎖が関
与することが知られており、本発明の製造方法は、これ
らの癌転移抑制又は阻止のための医薬品の開発に非常に
有用である。更に、本発明の製造方法で得られた糖鎖又
は複合糖質は、糖質分解酵素の基質として用いることも
可能であり、有用糖質分解酵素の検索に有用である。
As described above, by using the production method of the present invention, it is possible to easily add a sugar chain to a glycoprotein, which is a pharmaceutical product, or to change the structure of an existing sugar chain. It is possible to obtain a drug whose safety in vivo and biological activity are enhanced as compared with conventional products. In particular, it is known that metastasis and invasion of cancer involve a sugar chain based on a type 1 sugar chain structure (Galβ1-3GlcNAc), and the production method of the present invention suppresses or prevents these cancer metastasis. Very useful in the development of medicines for. Furthermore, the sugar chain or glycoconjugate obtained by the production method of the present invention can be used as a substrate for a carbohydrate-degrading enzyme, and is useful for searching for a useful carbohydrate-degrading enzyme.

【0016】[0016]

【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、本発明は以下の実施例の範囲のみに限定さ
れるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the scope of the following examples.

【0017】実施例1 ラクトースへの糖鎖の転移反応 (1)プロシーディングズ オブ ザ ナショナル ア
カデミー オブ サイエンシーズ オブ ザ USAに
記載の方法に従って、ストレプトミセス sp142を
培養し、ラクト−N−ビオシダーゼを調製し、以下実施
例に使用した。該菌株は、Streptomyces sp 142 と表示
し、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所にF
ERM BP−4569として寄託されている。1Mの
ラクトース(ナカライテスク社製)の水溶液1.6ml
に、50mM酢酸緩衝液(pH4.5)を2.0ml
と、ラクト−N−ビオシダーゼを100mU含む酵素溶
液0.2mlを加え、次いで5mM p−ニトロフェニ
ル−β−ラクト−N−ビオシド(ナカライテスク社製)
を0.2ml添加し、37℃で30分間反応させた。そ
の後、反応液を100℃にて3分間加熱処理し、反応を
停止させた。こうして得られ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ピリジル
−(2)−アミノ化(以下、PA化と略記する)を行
い、HPLCにて精製した。このようにしてPA化され
た転移生成物であるGalβ1−3GlcNAcβ1−
3Galβ1−4Glc−PAを得た。次にこのPA化
物の組成分析、NMR分析を行い、その糖鎖構造がGa
lβ1−3GlcNAcβ1−3Galβ1−4Glc
−PAであることを確認した。
Example 1 Transfer reaction of sugar chain to lactose (1) Streptomyces sp142 is cultured according to the method described in Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA to prepare lacto-N-biosidase. And used in the examples below. The strain was designated as Streptomyces sp 142 and was reported to the Institute of Biotechnology and Industrial Technology by the Ministry of International Trade and Industry of Japan.
Deposited as ERM BP-4569. 1.6 ml of 1 M lactose (Nacalai Tesque) aqueous solution
, 2.0 ml of 50 mM acetate buffer (pH 4.5)
And 0.2 ml of an enzyme solution containing 100 mU of lacto-N-biosidase, and then 5 mM p-nitrophenyl-β-lacto-N-bioside (Nacalai Tesque)
Was added and reacted at 37 ° C. for 30 minutes. Thereafter, the reaction solution was heated at 100 ° C. for 3 minutes to stop the reaction. After freeze-drying the reaction solution thus obtained, pyridyl- (2) -amination (hereinafter, abbreviated as PA) was carried out according to the method described in JP-A-1-1177, and purified by HPLC. The transfer product, Galβ1-3GlcNAcβ1-
3Galβ1-4Glc-PA was obtained. Next, composition analysis and NMR analysis of this PA compound were performed, and the sugar chain structure was Ga
1β1-3GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glc
-PA was confirmed.

【0018】(2)上記(1)と同様の条件で転移反応
を行い、反応開始後、20分、40分、60分、120
分後にそれぞれをサンプリングし、反応を停止した。こ
うして得られた反応液を凍結乾燥後、上記(1)と同様
にPA化生成物を調製し、その収率を求めた。その結果
を図1に示す。すなわち、図1はラクト−N−ビオシダ
ーゼを用い、p−ニトロフェニル−β−ラクト−N−ビ
オシドにラクトースを転移させた際の収率を示す図であ
り、横軸に反応時間(分)、縦軸に収率(%)を示す。
図1からわかるように、反応40分後で約3%の収率を
示した。
(2) A transfer reaction is carried out under the same conditions as in (1) above, and after the start of the reaction, 20 minutes, 40 minutes, 60 minutes, 120 minutes
After one minute each was sampled and the reaction was stopped. After freeze-drying the reaction solution thus obtained, a PA product was prepared in the same manner as in the above (1), and the yield was determined. The result is shown in FIG. That is, FIG. 1 is a diagram showing the yield when lactose was transferred to p-nitrophenyl-β-lacto-N-bioside using lacto-N-biosidase, and the horizontal axis represents the reaction time (minutes). The vertical axis shows the yield (%).
As can be seen from FIG. 1, a yield of about 3% was obtained after 40 minutes of the reaction.

【0019】[0019]

【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、タイプ1型糖鎖を特異的に、かつ
1段階の反応で、簡便に行える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、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有用である。ま
た、本発明の製造方法で得られた糖質又は複合糖質は、
糖質分解酵素の基質として用いることが可能であり、各
種有用酵素の検索に有用である。
Industrial Applicability According to the present invention, a type 1 type sugar chain having a carbohydrate or a complex carbohydrate directly as an acceptor can be remodeled easily and simply by a one-step reaction. A method is provided. The method can efficiently and easily produce a target saccharide or complex saccharide, has a small amount of by-products, easily separates and purifies the target saccharide or complex saccharide, and has an important function in vivo. It is useful in the production of a substance obtained by remodeling the sugar chain of a physiologically active substance showing the following. Further, the saccharide or complex saccharide obtained by the production method of the present invention,
It can be used as a substrate for carbohydrate degrading enzymes, and is useful for searching for various useful enzymes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ラクト−N−ビオシダーゼの転移反応時間と収
率との関係の1例を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing an example of the relationship between the transfer reaction time of lacto-N-biosidase and the yield.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 郁之進 滋賀県大津市瀬田3丁目4番1号 寳酒造 株式会社中央研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Ikunoyuki Kato 3-4-1, Seta, Otsu City, Shiga Prefecture Inside Takara Shuzo Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 タイプ1型糖鎖構造のラクト−N−ビオ
シド結合のみに特異的に作用するグリコシダーゼの存在
下、下記式(化1): 【化1】Galβ1−3GlcNAc−X + Y →
Galβ1−3GlcNAc−Y + X (式中Galはガラクトース、GlcNAcはN−アセ
チルグルコサミン、Xは糖質、複合糖質、若しくはアグ
リコンとなりうる化学物質、Y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。
In the presence of a glycosidase which specifically acts only on a lacto-N-bioside bond of a type 1 sugar chain structure, Galβ1-3GlcNAc-X + Y →
Galβ1-3GlcNAc-Y + X (Gal is galactose, GlcNAc is N-acetylglucosamine, X is a chemical substance that can be a carbohydrate, a complex carbohydrate, or an aglycone, and Y is a carbohydrate or a carbohydrate). A method for producing a saccharide or a complex saccharide, wherein the saccharide or the complex saccharide is subjected to a rearrangement reaction.
【請求項2】 グリコシダーゼがラクト−N−ビオシダ
ーゼである請求項1記載の糖質又は複合糖質の製造方
法。
2. The method for producing a saccharide or complex saccharide according to claim 1, wherein the glycosidase is lacto-N-biosidase.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の製造方法
により得られた糖質又は複合糖質。
3. A saccharide or complex saccharide obtained by the production method according to claim 1 or 2.
JP21405396A 1996-07-26 1996-07-26 Carbohydrate and complex carbohydrate Pending JPH1033194A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21405396A JPH1033194A (en) 1996-07-26 1996-07-26 Carbohydrate and complex carbohydrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21405396A JPH1033194A (en) 1996-07-26 1996-07-26 Carbohydrate and complex carbohydrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1033194A true JPH1033194A (en) 1998-02-10

Family

ID=16649489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21405396A Pending JPH1033194A (en) 1996-07-26 1996-07-26 Carbohydrate and complex carbohydrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1033194A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6797496B1 (en) 1999-08-19 2004-09-28 Showa Sangyo Co., Ltd. Process for producing glycosides
KR100668882B1 (en) * 2005-09-30 2007-01-12 현대자동차주식회사 A cup holder for vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6797496B1 (en) 1999-08-19 2004-09-28 Showa Sangyo Co., Ltd. Process for producing glycosides
KR100668882B1 (en) * 2005-09-30 2007-01-12 현대자동차주식회사 A cup holder for vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2716117B2 (en) Method for controlling the regioselectivity of glycosidic bonds
TWI546385B (en) A method for producing a sugar chain containing sialic acid
JPH0686684A (en) Synthesis of sialo conjugation
CZ301895A3 (en) Synthesis of amino-deoxy-disaccharides and amino-deoxy-oligosaccharides
JP3375129B2 (en) Enzymatic synthesis of carbohydrates
US5372937A (en) Process for producing an oligosaccharide compound by using glycosidases from a mollusc
Moracci et al. Glycosynthases: new enzymes for oligosaccharide synthesis
JP5150896B2 (en) Production method of sugar chain polymer
US5955324A (en) Process for producing carbohydrate or glycoconjugate
JPH1033194A (en) Carbohydrate and complex carbohydrate
JP3105306B2 (en) Method for producing carbohydrate or complex carbohydrate
Ogata Chemoenzymatic synthesis and function of chitin derivatives
JP3002113B2 (en) Method for producing carbohydrate or complex carbohydrate
JP3532593B2 (en) Method for producing carbohydrate or complex carbohydrate
JP3553075B2 (en) Novel oligoside derivative, its preparation method and its use
US6183994B1 (en) N-containing saccharides and method for the synthesis of N-containing saccharides from amino-deoxy-disaccharides and amino-deoxy-oligosaccharides
JPH09510694A (en) Method for producing lactose amine derivative
JP2863263B2 (en) Novel hetero-branched cyclodextrin in which a galactosyl group is transfer-linked to the side chain part of a branched cyclodextrin by β-bond, and method for producing the same
Kitov et al. Preparative-Scale Chemoenzymatic Synthesis of Large Carbohydrate Assemblies Using α (1→ 4)-Galactosyltransferase⧸ UDP-4′-Gal-Epimerase Fusion Protein
US5936075A (en) Amino-deoxy-disaccharides and amino-deoxy-oligosaccharides
JP3045509B2 (en) Method for producing mannose-containing oligosaccharides
JP5892750B2 (en) Method for preparing sugar derivative in which N-acetylglucosamine is bonded with α
JP3811527B2 (en) Process for producing new glycoconjugates
WO2000012747A1 (en) Method for enzymatic synthesis of glycosides, disaccharides, and oligosaccharides
JP3732871B2 (en) Method for producing complex carbohydrate