特異酵素によるヒト型糖タンパク質の糖鎖工学大阪市立大学大学院理学研究科生物地球系専攻准教授伊藤和央 1 従来技術とその問題点糖タンパク質のアスパラギン結合型糖鎖の糖鎖工学のための糖鎖遊離に実用化されている酵素として、エンドＨやペプチドＮ-グリコシダーゼなどがあるが、ヒト型高分岐コンプレックス型糖鎖を遊離できない糖タンパク質を変性やペプチド状に分解しないと糖鎖を遊離できない等の問題があり、糖タンパク質の糖鎖工学的利用範囲は限定的である。 2 新技術の特徴・従来技術との比較 • 従来の酵素では遊離できないヒト型の高分岐コンプレックス型糖鎖を、エンド-β-N-アセチルグルコサミニダーゼ（エンド）ＨＳを用いることによってすべて遊離するができる。 • 従来の酵素は糖タンパク質を変性やペプチド状に分解しないと糖鎖を遊離できなったが、エンドＨＳを利用して糖タンパク質の構造や機能を損なうことなく糖鎖を遊離することができる。 • エンドＨＳによって遊離したヒト型糖タンパク質糖鎖を他の化合物に転移導入することに成功した。 • 遺伝子組換えエンドＨＳの生産と精製酵素の供給システムを構築した。 3 エンドＨＳによる糖タンパク質からのアスパラギン結合型糖鎖の遊離 (α1-AG) 組換えエンドＨＳの結晶 0 反応、反応、時間 0.5 2 20 α1-AG→ 脱糖鎖 ←α1-AG 4 糖タンパク質からのコンプレックス型糖鎖の転移導入 5 想定される用途 • バイオ医薬品開発における酵素的糖鎖改変 • 糖鎖の酵素分析による臨床診断法の開発 • 糖鎖の生体認識機能に基づく生理活性配糖体・ドラッグデリバリーシステムの設計・開発 • エンドＨＳの特徴を生かすためには、上記の用途に適用することで、薬剤開発や診断医療におけるメリットが大きくなると考えられる。 • 上記以外に、細胞表面糖タンパク質糖鎖抗原の改変の効果が得られることも期待される。 • このため、移植医療の分野に応用展開することも可能と考えられる。 6 実用化に向けた課題 • エンドＨＳを用いて、血漿などの生体試料に存在する糖タンパク質からの糖鎖遊離が可能で、遊離糖鎖の検出まで開発がすんでいる。しかし、遊離遊離糖鎖の検出、構造決定の点が未解決である。 • また、各種単糖、オリゴ糖、多価アルコール、配糖体へのヒト型糖鎖の転移導入が可能となっている。 • 今後、タンパク質や各種薬剤への糖鎖導入について実験データを取得し、糖タンパク質の糖鎖組換えや薬剤のヒト型糖鎖修飾に適用していく場合の条件設定を行っていく。 • 実用化に向けて、糖鎖の転移導入効率を向上する技術を確立する必要もある。 7 企業への期待 • 未解決の生体試料の糖タンパク質から遊離した糖鎖の高感度検出、構造決定法については、質量分析、糖鎖標識の技術により克服できると考えている。 • 糖鎖質量分析の技術を持つ企業との共同研究を希望。 • また、機能性配糖体を開発中の企業や酵素分析による糖鎖診断法の分野への展開を考えている企業、あるいは糖鎖組換えによる抗体医薬などバイオ医薬品の機能向上を考えている企業は、本技術の導入が有効と思われる。 8 本技術に関する知的財本技術に関する知的財産権 • 発明の名称：糖タンパク質の糖鎖を遊離させる活性を有する酵素およびその製造方法、該酵素を用いる糖鎖の遊離方法 • 出願番号：特願2014-548618 • 出願人：大阪市立大学 • 発明者：伊藤和央 9 産学連携産学連携の連携の経歴 • 2012年-2013年 JST研究成果展開事業研究成果最適展開支援プログラムフィージビリティスタディ【FS】ステージ探索タイプ事業に採択 10 お問い合わせ先お問い合わせ先大阪市立大学産学連携コーディネーター渡邉敏郎ＴＥＬ０６－６６０５－３４６９ＦＡＸ０６－６６０５－２０５８ e-mail ｗａｔａｎａｂｔ＠ａｄｏ.ｏｓａｋａ－ｃｕ.ａｃ.ｊｐ 11