マイクロリアクターの近未来

1. •「マイクロリアクターによる糖鎖合成技術：多様性へのチャレンジ」マイクロリアクターによる合成技術と工業生産, Science & Technology, 2009, pp188-197.
   

2. •Ono, Y. et al. "Sequential enzymatic glycosyltransfer reactions on a microfluidic device: Synthesis of a glycosaminoglycan  linkage region tetrasaccharide" Lab. on a Chip., 2008, 8. 2168-2173.
   

3. •「マイクロリアクター、並びに、それを用いた多段階酵素反応方法、及び、糖鎖合成方法」、発明者：蟹江　治、小野康成、大黒周作、北島元裕、出願者：三菱化学、特願２００７―１２００８９.
   

　１９９６年くらいだったと思いますが、アフィメトの核酸のフォトマスキング技術と合成を融合した論文や、ゲルろ過チップの論文を見て、「未来が見える」とか言っていた頃にどうしても自分たちでもやりたかった記憶があります。

　それから１０年してようやく専門の研究員に参加してもらってmy versionを始めました。様々な非常に興味深い現象やアイデアはあるのですが、唯一の論文と、特許と、book chapterを書いただけでまたこの分野から離れざるを得ない状況となりました。皆さんの参考になればと願っています。

　専門家にはしかられそうですが、分子にとってはマイクロ空間は限りなく広い空間です。私はマイクロリアクターにおいて見られる反応性や選択性等の通常反応との差は、追求すれば必ず単純な理由があると思っています。例えば、「微細流路」内で反応を行えば例えば単純に溶液と反応容器の関係を考えただけでも、表面積／体積の比が全く異なります。液−液分配の分配効率の関係と同じです。

　私たちが２基質型の酵素反応をマイクロリアクター内で酵素を固定化して行ったときの「当たり前」の発見は、通常観測される生成物阻害が見られないこと。面白いですね。これは、基質や生成物と共に阻害を起こす生成物も下流に流され常にフレッシュな溶液が酵素に供給され続けるために起こる現象です。細胞内で糖鎖が合成されるのはゴルジ体内で、ここには「固定化酵素」と供に生成物阻害を起こす核酸をアンチポートする糖核酸輸送体が「好都合」にも存在しています。本当にそのような「絵に描いた餅」のような反応が起こっているのでしょうか？ゴルジ体はゴルジ博士が見た「例の形」とは限りません。流動的にダイナミックに変化するマトリクスです。

　やる（検証する）べき重要なことはたくさんあるのですが極めて残念です。

今年の論文引用数は...

　今年も年の瀬、早１年が過ぎようとしています。

　私が三菱生命研に来てちょうど１０年が経ちました。研究所は４０年の歴史に幕を引こうとしています。経済だか、費用対効果だか、なんだか知りませんが、基本的には自分が納得のできる「仕事」を各々が行っていること、ただそれだけが大切です。もちろん個人差はあるでしょう。だからと言って、仕事量や質で優劣を付けることは、本当の意味での評価ではありません。私たち人類はもっともっと長い時間スケールで物事を考えなければいけません。本当のLIFEの質とは調和ではないかと最近思っています。

　そんなことを考えながら、この１年を振り返り、たまたまElsevier journalのreviewerをした時に、Scopusで今年１年の自分のcitationを調べてみました。130程度でした。論文がまあまあ、認識されているということと思っています。

　

　この数年は、特に重要な成果がまとまってきて「自信作」を出しています。とは言っても、私の研究の場合、引用されるのは出版してから最低でも１年経過してからですので、引用数は主にそれ以前のものと云うことになります。

　ともあれ、１年の終わりにこのような研究を実際におこなってくれたメンバー各人に、また、そのような成果を引用してくださった研究者の皆さんにも感謝したいと思います。最近、シンポジウム講演等で必ず言うことがあります。それは、成果や評価や何よりもそのようなものを供に生み出し、そのような時間を共に過ごしてきた仲間が一番の財産であるということ。

　経済に翻弄される愚かな者でありながら、それでも、本当はそんなことが大事なことではないと誰もが気付いている。迷わずそのようにしてまっすぐに進めば何も恐れるものは無い。

Comparative RP-HPLC for rapid identification of glycopeptides and application in off-line LC-MALDI-MS analysis

1. Kanie, Y. et al. Carbohydr. Res. 2008, 343, 758-768.
   

2. Top 25 Hottest Articlesに採択されました。　
   

　糖タンパク質のプロテアーゼ消化物中の糖ペピプドに由来するピークを特定するために２種類の緩衝液を用いて逆相カラムによるHPLCを消化物混合物に対して行いました。このとき、一方は通常使用されるリン酸緩衝液を、他方は、水酸基と反応しエステルを形成すると同時に負電荷を分子に付与するホウ酸緩衝液を用いました。これら両者の溶出位置の差から糖ペプチドピークを特定することにより、その後の質量分析法による配列解析を容易にすることができました。

論文引用動向.

　多く引用していただいていることは知っていましたが、改めて皆さんに感謝。...それにしても国内評価がついてこない...

　これからも地味にコツコツがんばります

　まずはバントで出塁（就職）か　...かにえ

多くの引用に感謝.

　学術雑誌に多く引用していただいていることは知っていましたが、成書にこれほど引用され、紹介されているとは論文執筆者本人も知りませんでした。みなさんに感謝します。ほとんどが日本語ではないですが...

　これからもがんばります...かにえ

A proof of no anomerization in gas phase.

1. Kanie, O. et al. Proc. Jpn Acad. Ser. B, 2009, 85, 204-215.
   

　私たちは質量分析装置内(Mass spectrometer)でイオンが衝突誘起解離(Collision-induced dissociation)する際の詳細な解析を行っています。このときヘミアセタールにナトリウムが付加したイオンを用いて、気相においてはアノマー化(Anomerization)が起こらないことを突き止め、私たちが開発したSDC法（二つ下のコラム参照）を用いて証明しました。これは今後の質量分析法による立体配置の解析も含めた糖鎖構造解析において極めて重要な基礎となります。

　この発見とアノマー異性体を見極める方法によりエンドグリコセラミダーゼの反応機序が立体保持型であるとことも知ることができました。

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Details of glycoform of a large glycoprotein revealed.

1. Kanie, Y. et al. PLoS ONE, 2009, 4, e5434.
   

　ショウジョウバエの目（光受容細胞）に多く存在するケーオプチンと呼ばれる糖タンパク質は、視細胞の形を作り出すのに重要といわれています。この糖タンパク質を精製し、プロテアーゼ消化して得られる糖ペプチドを質量分析法により分析し、１３カ所に及ぶアスパラギン結合糖鎖位置各々における糖鎖構造の多様性（グリコフォーム）の解析を半定量的に達成しました。この手法により今後多くの重要な糖タンパク質の配列解析が可能となることが期待されます。

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Mass spectrometry tells you “pureness” of an unknown oligosaccharide sample.

1. Daikoku, S. et al. Carbohydr. Res. 2009, 344, 384-394.

   

   
   

　多段MS/MS（MSn）の特徴を利用して、個々の物質が独自の活性化エネルギーを持っていることを見極める方法を開発してきました。SDC（Stage-discriminated Correlation）法と名付けた方法によれば、まったく未知サンプルが構造異性体の不純物を含んでいるかどうかを質量分析法のみで見抜くことができます。これは、質量分析法が発明されて以来初の成果です。

　この方法は、あるサンプルを質量分析装置で解析使用するとき、前段階に非常に役に立ちます。解析を進めて行ったとしてもサンプルそのものが構造異性体の混合物の場合には、通常は何の情報も得ることができません。このため、HPLC等で純度を自分で確認する必要があるわけです。SDC法はHPLCを用いること無くサンプル中の同一質量を有する物質の混入について議論ができます。

　実際、研究過程で市販の糖鎖が混合物であったことを見抜いたこともあり、実用レベルの方法です。

　ただし、全くの未知サンプルに対していも議論が可能ですが、純度を決めるための方法ではありません。このためには「物質毎に異なるイオン化の効率の問題を克服する必要」があります。この問題克服のためのアイデアはありますので是非近々試してみたいと考えています。

　注）この論文は受理されるにあたり「抵抗」に会いました（そう感じました）。もう一報一年通らない論文（PJAに掲載されました）があるのですが、ようやく理由が分かってきました。タブーに触れていました。「定義」によると「MS/MSとは、特定の前駆イオンをフラグメント化し得られたフラグメントを更にフラグメント化する」とあります。我々の視点は、前駆イオンが異性体混合物てある場合やフラグメント化の条件下で異性化の可能性がある場合には、得られたMS/MSスペクトルは異性体混合物のスペクトルとなる可能性があります。したがって、このような場合には、フラグメント化の条件下で異性化しないことを予め知っておかないと解析そのものの意義が損なわれてしまいます。そこで、前駆イオンをフラグメント化の条件下、一部分解し残存する前駆イオン（と同一のm/zのイオン種）をさらにフラグメント化して、この２段階のスペクトルを比較することにより異性化の存在を判別する分析法を開発しました。 したがって、私たちがおこなっている実験は、「定義からすると実験そのものが存在しない」のだというわけです。 もちろん定義には当てはまっていませんが、実験の内容から類推して拡大解釈できる範囲です。こんな単純な論理が分からずに規則をリジェクとの理由にするとは卑怯ですね。

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Sequential enzymatic synthesis of tetrasaccharide in a microfluidic system.

1. Ono, Y. et al. Lab. Chip. 2008, 8, 2168-2173.
   

2. Hot Articleに採択されました。　
   

　私たちはこのようなマイクロチップをもちいて、ゴルジ体内で進行する糖鎖の合成過程や様々な代謝系のシミュレーションが可能とすることを目指しています。

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Stereospecific synthesis of hemiacetals in gas phase.

1. Suzuki, K. et al. Anal. Chem. 2007, 79, 9022-9029.
   

2. Shioiri, Y. et al. J. Mass Spectrom. 2008, 43, 1132-1139.
   

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Blockbuster Paper

　「一つの論文が過去七年の間に50回以上引用されたとき，その論文を Blockbuster paper と呼ぶ。」藤井　敏博、環境研ニュース14巻６号"研究評価"

　これによれば、４報のblockbuster paperを持っていて誇るべきなのだとか。ピンとこない。確かにこれらの成果について招待講演は多かったが...そう言えば、確かに一つ学会賞をいただきました（ありがとうございます）。

　「こんなこと」ならどんどんやるぞ！

1. Carbohydrate Research, 1993, 243, 139-164.
   

2. 　　８回連続（１９９９ー２００６）
   

3. Journal of the American Chemical Society, 1994, 116, 12073-12074.
   

4. 　１０回連続（２０００ー２００９）
   

5. Congratulations !!!
   

6. Angewandte Chemie International Edition, 1996, 35, 2510-2512.
   

7. 　　４回連続（２００２ー２００５）
   

8. Angewandte Chemie International Edition, 1998, 37, 1524-1528.
   

9. 　　３回連続（２００５ー２００７）
   

　うれしいのはこれらの論文の息が長いことですが、評価できるようになるまでに６年もかかってしまう。これでは現状の評価システムの中では生きていけないな（評価前にクビ...現実になるとは！）。解決策は、即座に引用されるような論文を書く（また、そのような研究を行う）こと。しかし、そうした論文は一般に短期間の評価にとどまります。これらは、どちらが優れているというものではありません。単にスタイルの違いですね。もちろん、できればその両者が達成できれば良い訳ですが、そうすればノーベル賞は簡単！？に取れることでしょう。

Chemoinformatics

見落とされた視点

コンビナトリアルライブラリーと構造情報:

　コンビナトリアルケミストリーは、製薬分野においてbreakthroughとなり得る概念として注目された。定義は、分子に二つ以上の可変項を用意し、これらの組合わせにより多様な分子群を構築する方法。この方法により合成された化合物群をコンビナトリアルライブラリーと呼ぶ。コンビナトリアルケミストリーは、これに続くハイスループットスクリーニングとの対でしばしば用いられ、多くの化合物を組合わせの論理に従って合成し、効率良く医薬品シーズなどのスクリーニングをおこなおうとするものです。

　コンビナトリアルケミストリーとハイスループットスクリーニングについては注目されますが、重要な要素が欠落してしまう欠点を方法論そのものが持っています。すなわち、「ヒット」化合物を探索するため、せっかく合成してもヒットしなかった物質についての情報を収集しようとしないわけです。特にスプリット＆ミックスの手法によるコンビナトリアルケミストリーにおいては、ヒット化合物を含まないロットは「ゴミ」となります。

　「どこに問題があるのか？」と、しかられそうですが、その考え方に問題があります。”標的がはっきりしていてそれ以外は興味が無い場合”はこれでよいわけです。合成した分子は、将来の財産としてとらえるべきではないでしょうか？そうでないと、都度コンビナトリアルケミストリーをおこなう必要ができてしまいます。なんとも効率がよろしいことです。

　さらに、合成分子には様々な構造情報が埋没しています。このような情報を取得、蓄積することで、将来のシーズ探索に重要な知見を与えてくれるデータベースを提供してくれるはずです。一般的には、このような情報の取り扱いについてケモインフォーマティクスという言葉が定義されていますが、必然的にコンビナトリアルケミストリーとハイスループットスクリーニングで成立するシーズ探索の中での議論にとどまってしまいます。

　私たちは、今日の技術のみに立脚して物事を判断しがちですが、明日の自分は別のことを望んでいるかもしれません。広い視野に基づいて研究活動ができる寛容な体制と洞察力が必要です。