糖鎖の機能解明や糖鎖構造分析のための標準品を合成するための一つの手段として，糖転移酵素の利用が考えられる．糖転移酵素は基質特異性が明確である一方，酵素自体が不安定で大量に生産することが難しいため，糖転移酵素を利用した糖鎖合成の産業的な利用は難しいと考えられてきた．一方，安価な生産のためには大量生産技術が確立している酵母等の代替宿主を用いることが期待されているが，ヒトの糖転移酵素を多量に発現させた例はあまりない．われわれは動物細胞(HEK293T細胞)とメタノール資化性酵母( Ogataea minuta )を宿主としてヒト糖転移酵素の生産法の開発と応用を検討した．既知の情報ならびに当センターで新規にクローニングした遺伝子を含め，糖鎖合成関連遺伝子をライブラリー化した．糖転移酵素のほとんどはHEK293T細胞で可溶型酵素として発現が可能であった．ビーズ上に固定した糖転移酵素を利用し，さまざまな糖鎖・糖ペプチドの合成を行った．また合成した糖鎖の一部は基板上に固定し，糖鎖チップの生産を行った．今後はさらに糖鎖の種類を増やすことで，糖鎖と結合するタンパク質の特異性をより厳密に決定に利用できると考えている．一方，酵母の発現系については，導入した糖転移酵素の半数程度しか発現が確認されなかったため，種々の条件の最適化等を検討した．その結果，従来の条件では活性がほとんどみられなかった糖転移酵素も活性が確認できるようになり，ある酵素では数百倍の生産性の向上に成功した．次に，天然からは大量調製が困難な N -型多分岐糖鎖の調製を行った．アガラクト型複合型2分岐鎖を出発材料とし，糖転移酵素を逐次作用させることにより，アシアロ型3分岐，4分岐型糖鎖の生産に成功した．今後，酵素法による糖鎖の大量調製が可能となり，糖鎖チップへの応用や糖タンパク質医薬品の原料への活用が期待できる．本研究はNEDO「糖鎖機能活用技術開発」プロジェクトにおいて実施したものである．