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バイオ医薬品開発における糖鎖技術    
Glycotechnology for Development of Biotechnology Protein Products
[コードNo.2011T827]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 早川堯夫掛樋一晃平林淳
■体裁/ B5判 252ページ
■発行/ 2011年11月 (株)シーエムシー出版
■定価/ 71,280円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-0486-1

 
★糖鎖構造を制御したバイオ医薬品"バイオベター"の開発に注目が集まっている
★本書では、バイオ医薬品開発の現状、糖タンパク質合成、糖鎖の供給、糖鎖の分析に大きく分け、タンパク質性医薬品
  開発でカギとなる糖鎖の最新技術を解説!

キーワード

バイオ医薬品/抗体医薬/糖鎖/糖鎖修飾/糖タンパク質/バイオベター/バイオシミラー/不均一性/ヒト型/合成/分析

刊行にあたって

 バイオ医薬品(特にタンパク質性医薬品)開発における根本的な問題は、多くのバイオ医薬品が糖タンパク質であるという事実に帰結する。アルブミンを除くほとんどの分泌タンパク質には多様な糖鎖が付加していて、タンパク質の水溶性やプロテアーゼに対する抵抗性、さらには組織標的性を左右していると考えられている。そればかりでなく、抗体のADCC活性を2桁近くも上昇させる糖鎖構造の存在も明らかにされている。このことは、たとえタンパク質構造は同一でも、糖鎖構造を修飾(あるいは収束)することで、従来品と比べ効能や安定性が改善したバイオ医薬品(バイオベター)が開発される可能性を示している。
 糖タンパク質医薬品の開発にはきわめて多くのプレーヤーが必要であり、その重み付けを現時点で判断することは難しい。その意味で、本書がバイオ医薬品開発に関わる人たちに、吟味の「題材」を提供できれば幸いである。
本書「はじめに」より一部抜粋

著者一覧


早川堯夫近畿大学 薬学総合研究所 所長、特任教授
毛利善一日本ケミカルリサーチ(株) 理事
鬼塚正義徳島大学 大学院ソシオテクノサイエンス研究部 学術研究員
大政健史徳島大学 大学院ソシオテクノサイエンス研究部 教授
伊藤孝司徳島大学 大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 創薬生命工学分野 教授
稲津敏行東海大学 工学部 応用化学科 教授;東海大学 糖鎖科学研究所
梅川碧里University of Michigan Life Sciences Institute Research fellow
芦田久京都大学大学院 生命科学研究科 准教授
山本憲二石川県立大学 生物資源工学研究所 教授
竹川薫九州大学 大学院農学研究院 生命機能科学部門 教授
藤田清貴鹿児島大学 農学部 生物資源化学科 助教
長島生(独)産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門 テクニカルスタッフ
清水弘樹(独)産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門 主任研究員
正田晋一郎東北大学 大学院工学研究科 バイオ工学専攻 教授
野口真人東北大学 大学院工学研究科 バイオ工学専攻 助教
千葉靖典(独)産業技術総合研究所 糖鎖医工学研究センター 主任研究員
三ア亮大阪大学 生物工学国際交流センター 助教
藤山和仁大阪大学 生物工学国際交流センター 教授
岡本亮大阪大学 大学院理学研究科 化学専攻 助教
梶原康宏大阪大学 大学院理学研究科 化学専攻 教授
安部博子(独)産業技術総合研究所 健康工学研究部門 主任研究員
白井孝公益財団法人野口研究所 常務理事
菅原州一旭化成(株) 新事業本部 先端技術研究所 主幹研究員
中北愼一香川大学 研究推進機構・総合生命科学研究センター 糖鎖機能解析研究部門 准教授
住吉渉香川大学 研究推進機構・総合生命科学研究センター 糖質バイオ研究部門 助教
山田佳太香川大学 研究推進機構・総合生命科学研究センター 糖質バイオ研究部門 助教
松崎祐二東京化成工業(株) 王子研究所 糖鎖技術部 マネージャー
松尾一郎群馬大学 工学研究科 応用化学生物化学専攻 教授
木下充弘近畿大学 薬学部 創薬科学科 生物情報薬学研究室 講師
掛樋一晃近畿大学 薬学部 創薬科学科 生物情報薬学研究室 教授
大久保明子住友ベークライト(株) S-バイオ事業部 マーケティング・営業部 担当課長
五十嵐幸太住友ベークライト(株) S-バイオ事業部 マーケティング・営業部
亀山昭彦(独)産業技術総合研究所 糖鎖医工学研究センター 糖鎖分子情報解析チーム チーム長
久野敦(独)産業技術総合研究所 糖鎖医工学研究センター 主任研究員
武石俊作(株)GPバイオサイエンス 研究開発本部 研究主幹
平林淳(独)産業技術総合研究所 糖鎖医工学研究センター 副センター長
矢木宏和名古屋市立大学 大学院薬学研究科 生命分子構造学分野 助教
加藤晃一名古屋市立大学 大学院薬学研究科 生命分子構造学分野 特任教授;自然科学研究機構 岡崎統合バイオサイエンスセンター 生命分子研究部門 教授;(株)グライエンス 取締役;お茶の水女子大学 糖鎖科学教育研究センター 客員教授
構成および内容

【第1編 序論】

第1章バイオ医薬品開発の主流を占める糖タンパク質 早川堯夫
1はじめに
2糖タンパク質が医薬品の有効成分の候補となる契機
3糖タンパク質は承認されたバイオ医薬品の6割を占め、さらに増加の一途を辿る
4糖タンパク質を巡る我が国独自の技術革新によるバイオ医薬品開発の新展開
4.1糖タンパク質の効率的製造技術開発と糖鎖付加制御技術開発
4.2世界最高水準を行く我が国の糖鎖解析技術
4.2.1目的糖タンパク質性医薬品原薬における糖鎖解析
4.2.2糖タンパク質性医薬品の品質管理における糖鎖分析
4.2.3糖タンパク質性医薬品の糖鎖解析における先駆性を武器に国際競争における優位性を確保
5糖タンパク質性バイオ医薬品の水先案内、牽引力、推進力たる指針
6糖タンパク質性医薬品は後続バイオ医薬品開発の中心課題
6.1後続タンパク質性医薬品に関する国策としての視点
6.2科学的な視点からみた後続品問題
6.3後続組換えタンパク質性製品開発への合理的アプローチ
6.4糖鎖関連技術が核となる我が国の後続タンパク質性医薬品の今後の展望
7おわりに

【第2編 我が国におけるバイオ医薬品開発の現状と課題】

第2章エリスロポエチン後続品の開発―糖タンパク医薬品の承認事例― 毛利善一
1はじめに
2開発の背景
3開発の経緯
3.1臨床開発を進めるにあたって
3.2第T相試験
3.3既承認薬との比較
3.4対象疾患患者での臨床薬理試験(比較)
3.5第U/V相二重盲検比較臨床試験
3.6長期試験
4JR-013の製造販売承認申請
5バイオ後続品ガイドラインとJR-013
6バイオ後続品の承認申請項目
7バイオ後続品の薬価とJR-013
8バイオ後続エリスロポエチンEPO製剤の製品名と市販後調査
9おわりに
第3章動物細胞を用いた糖タンパク質医薬品生産―CHO細胞を中心にした糖鎖修飾制御 鬼塚正義、大政健史
1はじめに―動物細胞と微生物細胞は一体何が異なるのか―工学的な側面から
2動物細胞における糖鎖修飾とは
3糖鎖修飾制御を目指したセルエンジニアリング
4おわりに
第4章リソソーム病治療への応用を目指した糖鎖修飾型組換えリソソーム酵素の開発 伊藤孝司
1はじめに
2リソソーム酵素に付加される糖鎖の生物機能を利用したリソソーム病の酵素補充療法
3マンノース6-リン酸含有N-グリカンが付加される組換えヒトリソソーム酵素とそのレセプターをデリバリー標的とした酵素補充療法
4組換えリソソーム酵素に付加されるN-グリカンのM6P含量を増大させるための糖鎖工学的アプローチ
5リソソーム酵素に関する構造生物学的情報を利用したM6P含有糖鎖追加型リソソーム酵素のデザインと作製
6中枢神経障害を伴うリソソーム病に対する脳脊髄液内酵素補充療法の開発と治療的ポテンシャル
7おわりに

【第3編 合成】

第5章概論:ケミカルグライコバイオロジーと糖タンパク質合成 稲津敏行
1ケミカルグライコバイオロジーの時代
2グライコバイオロジクスと化学構造
3Sugaring Tag法によるタンパク質の糖鎖修飾
4Endo-Mの糖鎖受容体認識
5疑似糖ペプチドの創出
6おわりに
第6章エンドM酵素による糖鎖の効率的な転移付加と均一化 梅川碧里、芦田 久、山本憲二
1はじめに
2糖加水分解酵素の糖転移活性
3Endo-Mの変異酵素による糖転移反応
4Endo-Mの反応機構を利用した効率的な糖鎖の付加反応
5改変型Endo-Mを用いた機能性糖鎖複合体の合成
6改変型Endo-Mを用いた糖タンパク質糖鎖のすげ替えと糖鎖の均一化
7おわりに
第7章エンドAの構造から糖タンパク質合成の最適条件を探る 竹川 薫、藤田清貴
1はじめに
2Endo-A、Endo-Mの反応機構
3ENGaseのアミノ酸配列から探るGH85ファミリーの進化
4Endo-Aの立体構造解析から同定された重要なアミノ酸
5ENGaseの糖転移効率を高めるための戦略―究極の酵素を目指して―
第8章酵素化学合成法による糖鎖生産技術 長島 生、清水弘樹
1はじめに
2糖鎖合成
2.13つの糖鎖合成法
2.2酵素を利用した糖鎖ケモエンザイム合成法(酵素化学合成法)
3糖転移酵素の活用
3.1酵素活性
3.2糖転移酵素反応
3.3ラクトサミン骨格に作用する高活性糖転移酵素群
3.4実際の高活性糖転移酵素の反応例
3.5非天然型糖鎖の合成
3.6固定化酵素の利用
4糖ペプチド合成への応用
5おわりに
第9章オキサゾリン基質中間体と糖タンパク質医薬品 正田晋一郎、野口真人
1はじめに
2オキサゾリンを用いるグリコシル化反応の基本原理
2.1今なぜオキサゾリン基質なのか
2.2糖オキサゾリンを供与体とするグリコシル化反応
2.3糖オキサゾリンは遷移状態アナログ基質である
2.4遷移状態アナログ基質と低活性酵素の組み合わせによる高効率グリコシル化
3オキサゾリンを鍵物質とする糖タンパク質合成への展開
3.1エンド-Mの発見とSubstrate Assisted Catalysis
3.2エンド-M酵素による加水分解もオキサゾリニウムイオン中間体を経由する
3.3水中における分子内脱水反応による糖オキサゾリンの一段階合成
4おわりに
第10章微生物を利用した糖鎖モデリング技術の開発 千葉靖典
1はじめに
2なぜ酵母を利用するのか?
3ヒト適応可能なN-型糖鎖改変技術の開発
4Ogataea minuta株を用いた物質生産と糖鎖改変
5酵母リン酸化糖鎖とライソゾーム病治療薬の生産
6ヒト適応O-型糖鎖の改変
7まとめ
第11章植物生産系を利用した糖タンパク質合成技術 三ア 亮、藤山和仁
1植物由来糖タンパク質糖鎖構造の解析
2ヒト由来β1、4-GalTを発現するBY2細胞の構築
3BY2細胞およびGT6細胞での抗体生産
4植物細胞へのSia合成経路の導入
5細胞内局在が及ぼす糖鎖構造への影響
6今後の展望
第12章ヒト型糖鎖をもつエリスロポエチン誘導体の精密化学合成 岡本 亮、梶原康宏
1はじめに
2エリスロポエチン(EPO)誘導体の合成計画
3EPO(1-32)の糖ペプチドチオエステルセグメントの合成
4EPO(33-166)のセグメント調製
5EPO(1-166)誘導体の合成
6糖タンパク質EPO誘導体9のフォールディング操作、および生理活性評価
7おわりに
第13章新規育種技術を利用したヒト型糖タンパク質生産に適した酵母株の開発 安部博子
1はじめに
2糖タンパク質生産のための宿主としての出芽酵母
3出芽酵母を用いたN-結合型糖鎖改変の課題
4ヒト高マンノース型糖タンパク質高生産酵母株の開発
5出芽酵母の糖鎖欠損による増殖能を補う遺伝子について
6出芽酵母O-結合型糖鎖の改変
7まとめ

【第4編 糖鎖供給】

第14章シアリルオリゴ糖ペプチド(SGP)の工業的生産 白井 孝、菅原州一
1シアリルグリコペプチドは、鶏卵卵黄に含まれている
2卵黄には多種類のN-結合型糖鎖が存在している
3SGPが単離された理由(推論)
4SGPの生合成機構
5SGPの存在意義
6SGPは様々な研究に広く用いられている
7ヒト型糖ペプチドの合成
8SGP工業的製造について
9Fmoc-SGNの製造方法について
10SGP機能活用について
第15章ヒト型糖鎖ライブラリーの開発とバイオ医薬品への応用 中北愼一、住吉 渉、山田佳太
1はじめに
2糖鎖戦略地図の作製およびヒト型糖鎖ライブラリーの開発
3糖タンパク質糖鎖の大量切り出し反応の確立
4天然型糖鎖への変換
5糖鎖戦略地図を利用した生体資材からの有用糖鎖や有用糖ペプチドの調製
6おわりに
第16章有機合成法を中心とする糖鎖の工業的生産システム 松崎祐二
1はじめに
2合成ブロック中間体の共通性
3ブロック中間体の大量合成
4アノマー位の保護基(4-メトキシフェニルグリコシド)
5大型反応装置による大量グリコシル化反応
5.1Neuα2-3/6Gal誘導体(I,II)
5.2Galβ1-3GlcNPhth/N3誘導体(III,IV)
5.3Galα1-4Galβ1-4Glc誘導体(V)
6ブロック中間体を用いる機能性糖鎖への展開
6.1グロボ系糖鎖
6.2ガングリオ系糖鎖
6.3ラクト系・ネオラクト系糖鎖および周辺糖鎖
7グライコシンターゼ(Endo-M-N175Q)による糖鎖の導入
8機能性糖鎖複合体
9おわりに
第17章有機化学的手法による生体糖鎖合成の最先端 松尾一郎
1はじめに
2アスパラギン結合型糖タンパク質糖鎖の生合成戦略と構造多様性
3アスパラギン結合型糖鎖の合成戦略
4複合型糖鎖の合成研究
5高マンノース型糖鎖の合成研究
6おわりに

【第5編 分析】

第18章概論:糖タンパク質性バイオ医薬品に求められる分析技術 木下充弘、掛樋一晃
1はじめに
2糖タンパク質性バイオ医薬品の不均一性とその対応
3糖タンパク質の構造的特徴と解析に必要な技術
3.1単糖組成分析
3.2糖鎖構造の解析
3.3糖ペプチドの分析
3.3.1糖タンパク質の断片化
3.3.2糖ペプチドの分離
3.3.3糖ペプチドの質量分析
3.3.4LC/MSによるペプチドマッピング
3.4糖タンパク質グライコフォームの分析
3.4.1SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法
3.4.2等電点電気泳動法
3.4.3キャピラリー電気泳動法
4今後の展開
第19章BlotGlyco®キットを用いた糖鎖分析のためのサンプル前処理法 大久保明子、五十嵐幸太
1はじめに
2糖鎖分析における課題とBlotGlyco®キットのコンセプト
3BlotGlyco®キットの原理と操作
4BlotGlyco®キットの基本特性
5BlotGlyco®キットの応用
6まとめと今後
第20章質量分析計を用いた糖タンパク質糖鎖分析の新展開 亀山昭彦
1はじめに
2バイオ医薬の糖鎖構造解析
2.1多段階タンデム質量分析スペクトルDBを用いた糖鎖構造解析
2.2再構成スペクトルを用いた糖鎖構造推定
2.3糖鎖断片化の一般則について
3分子マトリクス電気泳動法によるムチンおよびグリコサミノグリカンの簡易分析
4おわりに
第21章レクチンマイクロアレイのタンパク質医薬品生産プロセス開発への活用 久野 敦、武石俊作、平林 淳
1はじめに
2レクチンマイクロアレイ概説
2.1レクチンマイクロアレイの特徴
2.2レクチンアレイの高感度化
3レクチンアレイによるタンパク質医薬品の糖鎖評価
3.1プロコグニアの取り組み
3.2高感度レクチンアレイによるタンパク質医薬品の糖鎖評価
4混合溶液中微量標的タンパク質の糖鎖プロファイリング(ALP)法
5ALP法による細胞培養初期段階タンパク質上糖鎖評価とその活用シーン
6おわりに
第22章多次元HPLCマッピングによる糖タンパク質糖鎖の定量的プロファイリング 矢木宏和、加藤晃一
1はじめに
2多次元HPLC法の原理
3溶出時間に基づく未知糖鎖の同定
4異性体の識別
5HPLCマップを利用したIgGの糖鎖構造解析
6おわりに



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