教員詳細
教授
田村 純一
Jun-ichi TAMURA
研究の概要
糖鎖の機能を明らかにし、科学の発展に寄与する。
生命の第3の鎖と呼ばれる「糖鎖」。遺伝子のもつ情報を、時間軸を含めた四次元で表現する分子の機能はダイナミックで魅力的です。わずかな構造の違いが真反対の情報を伝えることさえある「糖鎖」には未知の機能が満載され、それらの機能は多彩な分子（糖鎖）構造が支えます。医薬品や食品として「糖鎖」が役に立つように、糖鎖構造と機能の関係を化学合成と天然糖鎖の構造解析の両面から解明します。
遺伝子を生命の第一の鎖、その情報をもとに生合成されるペプチドやタンパク質を生命の第二の鎖とすると、ペプチドやタンパク質から構成される酵素によって生合成される糖鎖は「生命の第三の鎖」といえます。糖鎖は遺伝子の二次産物であるため、置かれた環境によってさまざまな多様性を見せ、時間要素も加えると四次元的な環境の中で生まれる生体分子といえます。また、糖鎖の多くはオリゴ糖や多糖の形で表現され、生理活性や構造機能も併せ持つ複雑かつ多能な生体分子です。当研究室では、糖鎖が持つ神秘的な機能の解明を、「化学合成」と「構造解析」の両面から進めています。
主な研究テーマ
機能性糖鎖の化学合成〜コンドロイチン硫酸〜
コンドロイチン硫酸は、いろいろな硫酸化パターンの繰返し二糖から構成される多糖です。硫酸化パターンの違いにより、さまざまな情報を生体の内外に送り出しています。天然のコンドロイチン硫酸はこれら二糖のランダムな直列多糖ですが、糖鎖の微細構造と生理活性との関係がよくわかっていません。当研究室ではこれまでに、コンドロイチン硫酸などの種々の硫酸化オリゴ糖鎖を精密に化学合成しました。得られる糖鎖の生理活性を調べることで、ランダムな天然糖鎖の持つ複雑な機能を解明しています。
複合糖質の一種であるコンドロイチン硫酸は、いろいろな種類の硫酸化パターンを持つ繰返し二糖から構成されています。硫酸化パターンの違いにより、さまざまな情報を生体の内外に送り出しています。
機能性糖鎖の化学合成〜マトリグリカン：筋肉を支える糖鎖〜
身近な組織である「筋肉」の微細構造が最近になって、ようやく明らかになりました。意外なことに、筋肉組織を支えているのは「糖鎖」であり、その生合成が破綻すると筋ジストロフィー症を発症します。多くの場合は、何種類もの酵素が関与する複雑な糖鎖の生合成のわずかなステップの不全が原因です。そのステップを補完できるように、正確に化学合成したバイパス糖鎖を外部から投与することで、症状改善につなげる試みをしています。
ラミニンと親和性の高いオリゴ糖鎖（マトリグリカン）が細胞骨格と基底膜をつなぎ、筋肉組織を形成しています。
天然糖鎖の構造決定と機能解明
動物組織に含まれる糖鎖の量や微細構造は、動物種によって類似します。一方、生物学的に近い関係にある動物でも、生息環境などが糖鎖構造に違いを与えることもあります。例えば、沿岸性のサメと回遊性のサメでは、含まれるコンドロイチン硫酸の硫酸化パターンが大きく異なります。これは糖鎖が遺伝子の二次産物であることを示しており、環境や生態に合わせて糖鎖の微細構造を変化させるようです。
