Glycopolymers are synthetic functional polymers containing numerous saccharide moieties in their side chains. They exhibit the “glycocluster effect,” which is a multivalent effect with glycoreceptors, such as lectins. Recently, there have been several reports on the conjugation of glycopolymers with proteins and antibodies to enhance their functionality. This review summarizes precise methods for synthesizing glycopolymers, their conjugation with proteins, and various applications of glycopolymer-modified proteins. In addition, glycopolymer-modified antibodies, which have received considerable attention in recent years, are discussed.

Glycosylation is one of the most abundant post-translational modifications and is essential for various biological phenomena. Herein, we describe the isolation, structural determination, and chemical synthesis of the N-glycan from the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis. The N-glycan from the organism possesses a unique structure including myo-inositol, which has not been found in previously characterized N-glycans. In this structure, myo-inositol is highly glycosylated and linked with a disaccharide unit through a phosphodiester. The straightforward synthesis of this glycan was accomplished through diastereoselective phosphorylation and phosphodiester construction by S_N2 coupling. As hyperthermophilic lineages diverged early during evolution, this study can be expected to open the door to approaching the primitive function of glycan modification at the molecular level.

糖鎖高分子は合成高分子の側鎖に多数の糖分子を有し、単独の糖分子よりもレクチンなどレセプター分子との相互作用が相乗的に増強する“糖クラスター効果”と呼ばれる多価効果を示す。近年、タンパク質や抗体の高機能化を目的とした糖鎖高分子との複合化が数多く報告されている。本総説では、糖鎖高分子の精密合成法、タンパク質との複合化、およびその応用について概説する。また、近年注目されている糖鎖高分子修飾抗体についても紹介する。

N-結合型糖鎖（N-グリカン）はほぼ全ての生物に保存された普遍的な翻訳後修飾であり、生命機能の維持に必須である。極限的な環境で生育する古細菌において、N-グリカンは環境応答に重要な機能を果たす。本研究では、超好熱性古細菌Thermococcus kodakarensisに着目し、そのN-グリカンの構造決定および化学合成を達成した。T. kodakarensisのN-グリカンは、高度にグリコシル化されたmyo-イノシトールがリン酸を介して還元末端の二糖と連結した非常にユニークな構造を有していた。本糖鎖の化学合成では、位置選択的なリン酸化反応とS_N2反応によるリン酸エステル構造の構築を鍵反応に達成した。T. kodakarensisは始原生物であるため、そのN-グリカンの発見と供給法の確立は進化初期の糖鎖機能へ迫る手がかりとなりうる。