DE2659808B2 - Proteingebundene Polysaccharide und deren Verwendung zur Bekämpfung von Tumoren - Google Patents
Proteingebundene Polysaccharide und deren Verwendung zur Bekämpfung von TumorenInfo
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Description
2. Verfahren nach Anspruch i dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (b) Substanzen mit niederem
Molekulargewicht durch UltrafilUation entfernt werden.
3. Verwendung der gemäß Anspruch 1 hergestellten proteingebundenen Polysacchariden bei der
intraperitonealen oder oralen Bekämpfung von Tumoren, insbesondere von Sarkom, Ehrlichkarzinom
und Ascites hepotoma. ,
Zur Bekämpfung von Tumoren sind z. B. aus der DE-OS 20 43 971 auf Nukleinsäuren aufgebautem und
ausgehend von Streptococcus haemolyticus erhaltene Substanzen mit Absorptionsbanden zwischen
1650cm-' und 1070 cm-' bekannt,deren Antitumoraktivität
auf einer direkten Zerstörung der Tumorzellen beruht. Diese Substanzen sind jedoch nicht wärmestabil
und ihre Wirkung beruht nicht auf einer aktivierenden Wirkung auf die Immunität des Patienten. Ferner sind
aus der JP-PS 1647/1963 Verfahren zur Erzeugung einer
Antitumorsubstanz durch Aufbrechen der Zellen von Streptococcus haemolyticus, Extrahieren der so zerstörten
Zellen, Zugabe eines organischen Lösungsmittels zu dem Extrakt und Aufnahme der Niederschläge als soche
bekannt; diese Produkte zeigen ebenfalls keine überlegene Antitumorwirkung.
Aus »Nature« Vol. 233 (Okt. 1971): 486-488 sind Polvsaccharide mit einer Antitumorwirkung bekannt.
nämlich Carboxymethylpachymarane, die von Pachymaran,
nämlich einem 0-(l— 3)-linearen Glukan erhalten werden, indem man 0,95 Mol eines Carboxymethylrestes
in eine Glukoseeinheit des Polysaccharides Pachymaran einbaut, um ein wasserlösliches Derivat zu
erhalten; diese Antitumorsubstanzen sind jedoch nur bei intraperitonealer Verabfolgung wirksam und zeigen
keine Antitumorwirkung bei oraler Verabreichung.
Aus der DE-OS 20 50 714 sind ferner Substanzen mit
Aus der DE-OS 20 50 714 sind ferner Substanzen mit
ίο Antitumorwirkung bekannt, die aus verschiedenen
Basidiomycetes Arten gewonnen werden. Diese als PS-K bezeichneten Substanzen haben Polysaccharidstruktur
und besitzen zwar bei intraperitonealer Verabreichung eine Antitumorwirkung bzw. Wirksamkeit
gegen Karzinome, zeigten sich aber bei oraler Verabreichung als nur sehr gering wirksam. Diese
Substanzen sind daher fü;· wissenschaftliche I Intersuchungen
von Bedeutung, haben aber kaum praktischen Nutzen.
Es ist auch bekannt, daß die durch Extrahieren von Coriolus Fungi mit einem wäßrigen Lösungsmittel
erhaltenen Extrakte, überwiegend aus an Protein gebundenen Polysacchariden bestehen. Da tliese Extrakte
aus nativen Basidiomyceten gewonnen werden und komplizierte Verbindungen aus verschiedenen
Arten von an Proteine gebundenen Polysacchariden enthaiten, erfolgte jedoch noch keine genaue Aufklärung
der Bestandteile dieser Extrakte mit Antitumorwirksamkeit. So offenbart die japanische Patentanmel-
jo dung 17149/1971 ein Verfahren zur Erzeugung eines
Antitumor-Polysaccharides durch Extraktion von nativem Coriolus versicolor mit einem wäßrigen Lösungsmittel
und Weiterbehandlung des Extraktes durch Dialyse oder Ultrafiltrierung. Da diese Substanz jedoch
j5 inerte Komponenten enthält, ist es erforderlich,
erheblich große Mengen von etwa 500 mg/kg intraperiloneal zu verabfolgen, um eine Inhibierungsrate von
mehr als 90% gegen Mäuse Sarkoma-180 zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue proteingebundene Polysaccharide mit gesteigerter
Antitumorwirkung vorzuschlagen, die insbesondere auch oral verabfolgt werden können. Sie beruht auf
Untersuchungen von wäßrigen Extrakten aus den verschiedensten Basidiomycetes Arten von Coriolus
41) Fungi (Mycel und/oder Fruchtkörper), die nicht nur bei
intraperitonealer, sondern auch bei oraler Verabreichung auf ihre Antitumorwirkung untersucht wurden.
Zur Lösung der Aufgabe werden daher neue proteingebundene Polysaccharide aus Mycelen und/oder Fruchtet)
körpern von Coriolus versicolor (FFR.) Quel. FERM-P Nr. 2412-2426 (Stamm Nr. CM 101 -115) vorgeschlagen,
die erhältlich sind durch
(a) Extrahieren der Mycele und/oder Fruchtkörper mit Y) wäßrigen Lösungsmitteln und Einengung des
erhaltenen Extraktes,
(b) Aussalzen des Konzentrates durch Zugabe von Ammoniumsulfat, Lösen der Fällung und Entsalzen
durch Dialyse,
to (c) Zweistufiges fraktioniertes Fällen der aufgearbeiteten
und konzentrierten Lösung mit Ammoniumsulfat, wobei bei der ersten Fraktionierung Ammoniumsulfat
bis 25% des Sättigungswertes eingesetzt und der erhaltene Niederschlag verworfen wird
und in der zweiten Fraktionierung Ammoniumsulfat bis 40% des Sättigungswertes in der von dem
ersten Niederschlag befreiten Lösung eingesetzt und der zweite Niederschlag isoliert wird,
(d) Auflösen des nach (c) erhaltenen zweiten Niederschlages in Wasser und anschließendes Oialysieren
der Lösung,
(e) Adsorption des Dialysates an einer Die'hviamiiioethyl-Zellulose-Säule,
Waschen der adsorbierten Substanzen in der Säule mit Wasser und Eluieren
der in der Adsorptions-Säule verbliebenen Substanzen mit Kochsalzlösung,
(f) nochmaliges Fraktionieren des nach (e) erhaltenen Eluats durch Versetzen mit Ammoniumsulfat bis
der Sättigungswert der Reaktionslösung 40% ausmacht und Auflösen der erhaltenen Fällung in
Wasser, Entsalzen durch Dialyse und Sprühtrocknen der konzentrierten Lösung.
Vorteilhafterweise werden in Stufe (b) Substanzen mit niederem Molekulargewicht durch Ultrafiltration
entfernt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die ei findungsgemäße Substanz sehr viel höhere Inhibierungsraten
von z. B. 98 bis 100% bei den verschiedensten Tumoren wie Ehrlichkarzinom, Ascites hepotoma
und Mäuse Sarkoma-180 durch orale oder intraperitoneale
Verabfolgung von äußerst geringen Dosen wie 10 mg/kg zeigen.
Demzufolge betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung der neuartigen proteingebundenen
Polysaccharide bei der intraperitonealen oder oralen Bekämpfung von Tumoren, insbesondere von Sarkom,
Ehrlichkarzinom und Ascites hepotoma.
Die erfindungsgemäßen neuen Verbindungen sind Protein-gebundene Polysaccharide mit einem durch
Ultrazentrifugation ermittelten Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 300 000 und charakteristischen
Farbreaktionen für Saccharide in der «-Naphthol-Schwefelsäure-, Indol-Schwefelsäure-, Antron-Schwefelsäure-,
Phenol-Schwefelsäure- und Tryptophan-Schwefelsäure-Reiktion sowie charakteristischen Farbreaktionen
für Aminosäure in der Ninhydrin-Reaktion
10
15
20
25
JO
35 nach der Hydrolyse mit Chlorwasserstoffoaure und
Peptidbindungen nach der Lowry-Folin-Methode, sowie Absorptionsbereichen der Polysaccharide im NMR-Spektrum
bei 05 ± 0,1 ppm, 1,2 ± 0,1 ppm,
2,0 ± C.1 ppm, 4,5 ± 0,1 ppm, 4,7 ± 0,1 ppm und einer
breiten Absorption bei 3.0 bis 4,4 ppm, einem Polysaccharid/Protein-Verhältnis
von 55/45 bis 95/5, mit der Maßgabe, daß die Protonenstärke des Proteinanteils bei
0,5 bis 2,5 ppm und die des Polysaccharidanteils bei 2,5 bis 6,0 ppm ist der Polysaccharidanteil aus ^-Glucan
besteht und keine auf a-Glucan zurückzuführende Absorption bei 4,9 bis 6,0 ppm zeigt und der
Proteinanteil aus Asparaginsäure, Threonin, Serin, Glutaminsäure, Prolin, Glycin, Alanin, Cystein, Valin,
Methionin, Isoleucin, Leucin, Tyrosin, Tryptophan, Phenaialanin, Lysin, Histidin und Arginin aufgebaut ist.
Im folgenden soll die Erfindung näher erläutert werden; in den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 das IR-Absorptionsspektrum der erfindungsgemäßen
an Protein gebundenen Polysaccharide;
Fig.2-1, 2-2, 2-3 und 2-4 das NMR-Spektrum der
erfindungsgemäßen Verbindungen;
F i g. 3 das NMR-Spektrum von PS-K als Kontrolle.
In den erfindungsgemäßen Verbindungen ist Protein an einen Polysaccharidanteil gebunden. Die erfindungsgemäßen
Verbindungen sind geruchs- und geschmackslos, wasserlöslich und haben eine hellbraune oder
braune Farbe. Sie weisen keinen definierten Schmelzpunkt auf, sondern verfärben sich allmählich schwarz
und zersetzen sich bei einer Temperatur von mehr als 1200C.
Physikalische und chemische Eigenschaften
(1) Farbreaktionen
(1) Farbreaktionen
Farbreaktionstests wurden an wäßrigen Lösungen der erfindungsgemäßen Verbindungen durchgeführt. Es
wurden die in der Tabelle 1 zusammengestellten Ergebnisse erhalten.
Farbreaktion
Farbe
Ergebnisse
a-Naphtol-Schwefelsäure-Reaktion (Molish-Reaktion)
Indol-Schwefelsäure-Reaktion (Dische-Reaktion)
Anthron-Schwefelääure-Reaktion
Phenol-Schwefelsäure-Reaktion
Tryptophan-Schwefelsäure-Reaktion
Lowry-Folin- Verfahren
Anthron-Schwefelääure-Reaktion
Phenol-Schwefelsäure-Reaktion
Tryptophan-Schwefelsäure-Reaktion
Lowry-Folin- Verfahren
Ninhydrin-Reaktion nach der Hydrolyse mit Chlorwasserstoffsäure (6n-HCl, 110'C, 20Std.)
Aus den Farbreaktionstests geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen Saccharide und e>o
Protein enthalten.
(2) Löslichkeit
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind in Wasser löslich und nahezu unlöslich in Methanol, Pyridin,
Chloroform, Benzol und Hexan.
b5
purpurfarben | Saccharide |
braun | Saccharide |
grünlichblau | Saccharide |
braun | Saccharide |
pupurbraun | Saccharide |
blau | Peptidbindungen, |
Tyrosin, Tryptophan | |
Cystein | |
purpurblau | ^-Aminosäuren |
(3) Hygroskopizität
Zur Ermittlung der Hygroskopizität der erfindungsgemäßen Verbindungen wurden verschiedene Proben in
einen Exsikkator gegeben, der, wie in Tabelle 2 gezeigt, mit gesättigten Salzlösungen jeweils auf einer bestimmten
Luftfeuchtigkeit gehalten wurde. Der Feuchtigkeitsgehalt der einzelnen Proben wurde durch Feststellung
der Gewichtsveränderung innerhalb einer bestimmten Zeit ermittelt. Die erzielten Ergebnisse sind in der
Tabelle 2 aufgeführt.
(Feuchtigkeitsaufnahme in Abhängigkeit von der Zeit bei der angegebenen relativen Luftfeuchtigkeit)
Bedingungen | Feuchtigkeitsgehalt, % | 3 | 7 | 24 | 48 | 72 | 96 | 144 |
Zeil, Std. | 12,5 | 16,0 | 22,5 | 25,5 | 27,0 | 27,0 | 27,0 | |
1 | 9,5 | 11,7 | 15,0 | 15,5 | 16,0 | 16,6 | 17,0 | |
98% RH 20 C | 10,0 | 9,5 | 11,7 | 15,0 | 15,3 | 15,5 | 15,7 | 16,0 |
79% RH 25 C | 9,0 | 8,5 | 9,0 | 10,0 | 12,5 | 12,5 | 12,5 | 12,5 |
52 % RH 20 C | 9,0 | |||||||
32% RH 16,4 C | 8,0 | |||||||
Verwendete gesättigte Lösung:
bei 32% RH, gesättigte Natriumchlorid-Kaliumnitrat-Lösung
bei 52% RH1 gesättigte Natriumbichromatlösung
bei 79% RH. gesättigte Ammoniumchloridlösijng
bei 98% RH, gesättigte Bleinitratlösung
bei 79% RH. gesättigte Ammoniumchloridlösijng
bei 98% RH, gesättigte Bleinitratlösung
Die Tabelle 2 zeigt, daß alle Proben nur eine geringe Veränderung erlitten, und Anzeichen einer Verflüssigung,
die durch Feuchtigkeitsabsorption verursacht werden könnten, nicht festgestellt wurden.
(4) pH-Wert
Der pH-Wert der erfindungsgemäßen Verbindungen wurde dadurch festgestellt, daß man 1 g Proben in
100 ml Wasser löste. Man stellte fest, daß der pH-Wert im Bereich von 6,6 bis 7,2 lag, was bedeutet, daß die
erfindungsgemäßen Verbindungen im wesentlichen neutral sind.
(5) Optische Drehung
Die optische Drehung wurde an einer 0,25%igen wäßrigen Lösung der Proben ermittelt. Der [α] ,'-Wert
lag im Bereich von 0 bis 30. Daraus läßt sich schließen, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen hauptsächlich
aus j9-Gh.can bestehen, dessen optische Drehung in
der Nähe ven 0 liegt.
(6) IR-Absorptionsspektrum
Das IR-Absorptionsspektrum wurde in einer Kaliumbromidscheibe
festgestellt und ist in F i g. 1 abgebildet. Die breite Absorptionsbande bei 3600 bis 3200 cm-1
wird den a»-OH zugeschrieben, die in verschiedenem Grad an Wasserstoff gebunden sind. Dies läßt sich zum
Beispiel daraus schließen, daß sich die breite Absorptionsbande verringert oder vergrößert, wenn die
Hydroxygruppen im Polysaccharidanteil der Probe methoxyliert sind. Die Absorptionen bei 1600 cm-1 und
1530 cm-' werden der Deformationsvibration von — NH2 bzw. — NHi zugeschrieben, und es ist anerkannt,
daß dieses Phänomen vom Proteinanteil in der Probe herrührt Andererseits werden die breiten Absorptionsbanden bei 1200 bis 1000 cm-1 der antisymmetrischen
Dehnungsvibration der C—O—C-Bindung in den
Pyranoseringen des Polysaccharidanteils zugeschrieben.
Eine charakteristische Absorption, die von der ^-Bindung der Glucose im Polysaccharidanteil herrührt, wird
auch bei 890 cm-' beobachtet eine charakteristische Absorption von der «-Bindung bei 840 cm-' wird
jedoch kaum festgestellt
Struktureigenschaften
(1) Struktur des Polysaccharidanteils
(1) Struktur des Polysaccharidanteils
Zur Ermittlung der strukturellen Eigenschaften des Polysaccharidanteils in den erfindungsgemäßen Verbindungen
wurden 10 mg Proben mit 3%iger Chlorwasserstoffsäure in Methanol versetzt, um bei 1000C während
16 Stunden eine Methanolyse zu bewirken. Nach der Trimethylsilierung unter Anwendung einer herkömmlichen
Methode wurde dann gaschromatographisch analysiert. Die erzielten Ergebnisse zeigen, daß die
Glucose mehr als 99% der gesamten Saccharide ausmacht und andere Saccharidkomponenten, wie
j« Mannose, Galactose, Xylose und Fructose, nur sehr
spärlich auftreten. Um die Art der Glucose (D oder L) zu ermitteln, wurden Glucosekristalle aus den Hydrolysaten
der erfindungsgemäßen Verbindung abgetrennt. Man stellte fest, daß der Schmelzpunkt der abgetrennten
Glucose bei 143 bis 145°C lag und beim Vermischen der Glucosekristalle mit Standard-D-Glucose keine
Schmelzpunktdepression auftrat. Die den Polysaccharidanteil in den erfindungsgemäßen Verbindungen
ausmachende Glucose wurde daher als D-Glucose identifiziert.
(2) Art der Bindung der den
Polysaccharidanteil ausmachenden Saccharide
Polysaccharidanteil ausmachenden Saccharide
Die Stellung der Glycosidbindung wurde in folgender Weise festgestellt Das Bindungsschema von
G1 — (G1 -► bedeutet die Glucosestruktur),
4Gi
und
wurde durch Analyse der durch Perjodatoxydation oder die Smith-Zersetzungsmethode erhaltenen Monosaccharide
bestätigt Die Konstitutionsverhältnisse wurden durch Methylierung nach Haworth ermittelt Die durch
Hydrolyse der methylierten Verbindungen erhaltenen Saccharide wurden gaschromatographisch als Alditol-Acetat
und Methylglucosid identifiziert Weiter wurden die einzelnen Hydrolysate durch Flüssigkeitssäulenchromatographie
isoliert und dann kristallisiert oder zur Bestätigung in kristalline Derivate übergeführt Die
Molverhältnisse der verschiedenen Bindungen in der erfindungsgemäßen Substanz sind in der Tabelle 3 durch
Bezeichnung des Molverhältnisses der G' -»· -Bindung als 1 aufgeführt Die Molverhältnisse in der Tabelle 3
wurden aus den Bereichsverhältnissen auf dem Gaschromatogramm
des Alditol-Acetats ermittelt
Hydrolysate der
methylierten Zucker
methylierten Zucker
Bindung Molverhältnis
2,3,4,6-Tetra-O-methyl-G
2,3,6-Tri-O-methyl-G
2,3-Di-O-methyl-G
2,3-Di-O-methyl-G
2,6-Di-O-methyl-G
2,4,6-Tri-O-methyl-G
2,4-Di-O-methyl-G
2,4-Di-O-methyl-G
-'Gl-
3-12
0,5-3
0,5-3
0,1-2,5
2 oder weniger 2 oder weniger
Aus der vorstehenden Tabelle geht hervor, daß der Polysaccharidanteil der erfindungsgemäßen Substanz
überwiegend aus ß-1,4-Bindungen aufgebaut ist, daß
ahpr auch <?-!,3-Bindungen sowie viele Verzweigungen
im Polysaccharidanteil vorliegen. Man kann daraus entnehmen, daß der Polysaccharidanteil in der erfindungsgemäßen
Substanz eine Struktur hat, bei der Seitenketten an die Haupiketten der Zellulose gebunden
sind und gestreut ß-\,3-Bindungen auftreten.
(3) Charakteristische Eigenschaften
des Proteinanteils
des Proteinanteils
Der Proteinanteil der erfindungsgemäßen Substanz wurde in herkömmlicher Weise hydrolysiert, und die
Aminosäuren des Hydrolysats wurden unter Verwendung einer Aminosäuren-Analysiervorrichtung ermittelt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengestellt.
(Aminosäuren des Proteinanteils)
Art der Aminosäure | Gew.-% |
Asparaginsäure | 13-19 |
Threonin | 6-10 |
Serin | 6-11 |
Glutaminsäure | 12-18 |
Prolin | Spur- 8 |
Glycin | 6- 9 |
Alanin | 6-13 |
Cystein | Spur |
Valin | 5-11 |
Methionin | 1- 4 |
Isoleucin | 3- 5 |
Leucin | 6- 8 |
Tyrosin | Spur- 3 |
Phenylalanin | 3- 6 |
Tryptophan | Spur- 2 |
Lysin | 2- 4 |
Histidin | Spur- 2 |
Arginin | 2-4 |
Ammonialc | 2- 6 |
Substanz ist auch, daß Asparaginsäure, Threonin, Serin, Glutaminsäure, Glycin, Alanin, Valin und Leucin
zusammen mehr als 70% aller im Proteinanteil gefundenen Aminosäuren ausmachen.
5 Obgleich die Aminosäureanalyse auch die Gegenwart von Glucosamin bestätigte, beträgt dessen Menge weniger als 1 Gew.-% der gesamten Proteinmenge.
5 Obgleich die Aminosäureanalyse auch die Gegenwart von Glucosamin bestätigte, beträgt dessen Menge weniger als 1 Gew.-% der gesamten Proteinmenge.
Hinsichtlich der Bindung der Aminosäuren an den Polysaccharidanteil nimmt man an, daß die Aminosäu-
K) ren fest in Form des Oligopeptids oder Peptids an den
Polysaccharidanteil gebunden sind. Diese Annahme ergibt sich aus den Ergebnissen verschiedener, weiter
unten aufgeführter Tests.
Zunächst zeigt die Untersuchung mit der Sevag-Methode, die oft zur Entfernung von mit einer Probe vermischtem Protein angewandt wird, daß Proben der erfindungsgemäßen Substanz keine Fällung ergeben. Diese Methode besteht darin, daß man 7s Volumen Chloroform und V25 Volumen n-Butanol zu der wäßrigen Lösung einer Probe gibt, wobei der pH-Wert der Lösung vorteilhaft auf 4 bis 5 eingesteili wird, dann sorgfältig schüttelt und dann genau untersucht, ob sich eine gelähnliche Fällung gebildet hat oder nicht. Wenn der Polysaccharidanteil und das Protein in der Probe nur in Form einer Mischung vorliegen, wird das Protein denaturiert und geliert und bildet zwischen der Wasserschicht und der Chloroformschicht eine Fällung, während eine solche Fällung nicht entsteht, wenn das Polysaccharid und das Protein in gebundener Form ζ 30 vorliegen.
Zunächst zeigt die Untersuchung mit der Sevag-Methode, die oft zur Entfernung von mit einer Probe vermischtem Protein angewandt wird, daß Proben der erfindungsgemäßen Substanz keine Fällung ergeben. Diese Methode besteht darin, daß man 7s Volumen Chloroform und V25 Volumen n-Butanol zu der wäßrigen Lösung einer Probe gibt, wobei der pH-Wert der Lösung vorteilhaft auf 4 bis 5 eingesteili wird, dann sorgfältig schüttelt und dann genau untersucht, ob sich eine gelähnliche Fällung gebildet hat oder nicht. Wenn der Polysaccharidanteil und das Protein in der Probe nur in Form einer Mischung vorliegen, wird das Protein denaturiert und geliert und bildet zwischen der Wasserschicht und der Chloroformschicht eine Fällung, während eine solche Fällung nicht entsteht, wenn das Polysaccharid und das Protein in gebundener Form ζ 30 vorliegen.
Ein anderer Fällungstest, der ähnlich unter Verwendung von Trifluortrichloräthan durchgeführt wird,
führte bei Verwendung von Proben der erfindungsgemäßen Substanz ebenfalls nicht zur Bildung einer
Fällung.
Proben der erfindungsgemäßen Substanz zeigten auch keine Veränderung des Proteingehalts an, wenn
man Protease, ein proteolytisches Enzym, auf die Proben einwirken ließ.
Aufgrund der Ergebnisse verschiedener Testarten, wie der oben genannten, nimmt man an, daß in der
erfindungsgemäßen Substanz das Polysaccharid und das Protein nicht nur als Gemisch, sondern in gegenseitiger
chemisch gebundener Form vorliegen.
Was die Bindung des Polysaccharidanteils und des Proteinanteils in der erfindungsgemäßen Substanz
anbelangt, so sind folgende Zucker-Protein-Bindungen allgemein bekannt: Bindungen vom N-Acylglycosilamin-Typ,
vom O-Glycosid-Typ und vom Glycosidester-Typ. Da aber in der erfindungsgemäßen Substanz
die Bindungen mit schwachem Alkali sich nur schwer aufspalten lassen und die Aminosäureanalyse nach der
Hydrolyse der erfindungsgemäaßen Substanz die Gegenwart von Glucosamin anzeigte, nimmt man an,
daß die Bindungen vom N-Acylglycosilamin-Typ über-
Aus der vorstehenden Tabelle geht hervor, daß der Protetnanteil der erfindungsgemäßen Substanz IS
Aminosäurearten enthält, in denen die sauren Aminosäuren und die neutralen Aminosäuren überwiegen und
die basischen Aminosäuren nur in sehr geringer Menge auftreten. Charakteristisch für die erfindungsgemäße
wiegen.
(4)NMR-Spektrum
Das NMR-{100-MHz-)Spektrum der erfindungsgemäßen
Substanz wurde unter Verwendung von schwerem Wasser als Lösungsmittel und Natrium-22-dimethyl-2-sflanopentan-5-sulfonat
{DSS) als innerem Standard gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig.2
wiedergegeben. Wenn man in der F i g. 2 annimt, daß die Absorption bei 03 bis £5 ppm unter dem DSS-Standard
den Seitenketten-Protonen des Proteinantefles und die Absorption bei 23 bis 6,0 ppm den Protonen des
Polysaccharidanteiles zuzuschreiben ist, und, wenn man die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Substanz
unter den oben angegebenen Bedingungen als Verhältnis der Protonenstärke zwischen beiden ausdrückt, liegt
dieses Verhältnis im Bereich von 95/5 bis 55/45. Bei den obigen NMR-Messungen wurden zur Eliminierung des
Einflusses von restlichem leichten Wasser in schwerem Wasser die Werte nach der Korrektur unter Zugrundelegung
der Lorenz-Kurve verwendet.
Der markante Anstieg der Absorption des Polysaccharidanteils bei 2,5 bis 4,1 ppm wird durch die
Methyienprotonen in den Stellungen 2 bis 6 der Pyranoseringe in der Zuckerkette verursacht. Zum
Beispiel zeigt Fig.3 das NMR-Spektrum eines Produkts,
das aus einem Extrakt von Coriolus versicolor (FR.) Quel. (Polystictus versicolor Fr.) erhalten wurde,
wenn man den Extrakt einer Filtration unter Druck, einer Hitzesterilisation und einer Sprühtrocknung
unterwarf. Dieses Produkt wird nachfolgend als PS-K bezeichnet. Der größte Unterschied zwischen PS-K und
der erfir.dungsgerrsäßen Substanz beim Vergleich der
F i g. 2 mit der F i g. 3 besteht darin, daß die erfindungsgemäße Substanz im Bereich von 4,9 bis 6,0 ppm
keinerlei auf «-Bindungen zurückgehende Absorption zeigt. Dies bestätigt, daß sich der Polysaccharidanteil
der erfindungsgemäßen Substanz allein aus /3-D-Glucan aufbaut.
Es ist bekannt, daß in Fig.2 die Absorption bei
4,5 ppm mit /J-(I-4) und /3-(J-* 6) in den Methinprotonen
in der 1-Stellung und die Absorption bei 4,7 ppm mit ]3-( 1 —* 3) und /J-(I-* 2) in den Methinprotonen in
1-Stellung assoziiert ist so daß das Verhältnis /J-(I-4)
und /S-(I-6)//?-( 1—3) und /J-(I- 2) ermittelt werden
kann. Da aber auch eine Verzweigung vorliegt, muß die oben angeführte Methylierungsmethode zur Aufklärung
der Feinstruktur herangezogen werden.
Was den Proteinanteil anbelangt, so ist es schwierig, dessen Struktur allein aufgrund von Messungen des
NMR-Spektrums festzustellen. Da die erfindungsgemäße
Substanz jedoch Absorptionen in bestimmten gegebenen Bereichen zeigt, wie nachfolgend erläutert
ist wird diese Methode dennoch als vorteilhaft für die Identifizierung betrachtet.
Die erfindungsgemäße Substanz zeigt chrakteristische Absorptionen bei 0,9 ± 0,1 ppm, 1,2 ± 0,1 ppm,
2,0 ± 0,1 ppm, 4,5 ± 0,1 ppm und 4,7 ± 0,1 ppm, keine Absorption im Bereich 4,9 bis 6,0 ppm und eine breite
Absorption im Bereich 3,0 bis 4,4 ppm.
(5) Molekulargewicht
Das durch Ultrazentrifugation ermittelte Molekulargewicht der erfindungsgemäßen Substanz liegt im
Bereich von 5000 bis 300 000, das durchschnittliche Molekulargewicht im Bereich von 10 000 bis 100 000.
Die unter Anwendung anderer Verfahren ermittelten Werte, zum Beispiel durch fraktionierte Ultrafiltration,
zeigten ebenfalls auf den Bereich 10 000 bis 100 000. Es
ist daher anzunehmen, daß das durchschnittliche Molekulargewicht der erfindungsgemäßen Substanz im
Bereich von 10 000 bis 100 000 liegt fco
Damit ist klargestellt daß die erfindungsgemäße Substanz die, wie das NMR-Spektrum zeigt kein
«-Glucan enthält und aus an Proteine gebundenen Polysacchariden (PS-K) gewonnen wird, die von
Coriolus Fungi stammen, neu und von PS-K verschieden ist Sie kann leicht aufgrund der spezifischen Absorptionen
im NMR-Spektrum identifiziert werden. Diese Methode eignet sich ganz generell für die Charakterisierung
komplizierter hochmolekularer Substanzen aus natürlichen Quellen.
Da die erfindungsgemäße Substanz durch Abtrennung von den Mucopolysacchariden (PS-K) erhalten
wird, sollte sie hohe Antitumorwirksamkeit besitzen. Sie hat diese auch bei oraler Verabreichung.
Akute Toxizität Akute Toxizität bei Mäusen und Ratten
Als Versuchstiere wurden 4 bis 5 Wochen alte Mäuse vom lCR-ICL-Stamm mit einem Gewicht von 21 bis
24 g sowie 4 bis 5 Wochen alte Ratten vom Donryu-Stamm mit einem Gewicht von 100 bis 150 g
verwendet. Die erfindungsgemäße Substanz wurde auf den folgenden vier Wegen verabreicht: intravenös,
subkutan, intraperitoneal und oral. Innerhalb des Zeitraums von 7 Tagen nach der Verabreichung der
Substanz wurden die allgemeinen Symptome, Tod und Körpergewicht beobachtet. Dann wurden die Tiere
getötet und einer Autopsie unterzogen. Die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle 5 zusammengestellt Es
starb kein Versuchstier, selbst wenn die erfindungsgemäße Substanz in der maximalen Dosis sowohl an die
Ratten als auch an die Mäuse verabreicht wurde. Es war daher praktisch unmöglich, den LDso-Wert zu errechnen.
Tabelle 5
Akute Toxizität bei Mäusen und Ratten
Akute Toxizität bei Mäusen und Ratten
Ver | Verabreichungs | LD50 (mg/kg) | männlich |
suchs tier |
weg | weiblich | > 1300 |
Maus | intravenös | > 1300 | > 5000 |
subkutan | > 5000 | > 5000 | |
intraperitoneal | > 5000 | >20000 | |
oral | >20000 | > 600 | |
Ratte | intravenös | > 600 | > 5000 |
subkutan | > 5000 | > 5000 | |
intraperitoneal | > 5000 | >20000 | |
oral | >20000 | ||
Test zur Ermittlung der Antitumorwirksamkeit
(1) Antitumorwirksamkeit in vitro
(I)-I In-vitro-Hemmwirkungauf
das Wachstum von ascites hepatoma AH-13 Zellen
Es wurde die 50%ige Hemmkonzentration IC50 ermittelt. Die erfindungsgemäße Substanz wurde in
stufenweiser Verdünnung zu einer Suspension von ascites hepatoma AH-i3 Zeilen gegeben und nach 48
Stunden wurden die lebenden Zellen durch Anfärben gezählt um die Wachstumshemmung festzustellen. Die
IC50 der erfindungsgemäßen Substanz wurde mit 100 μg/ml festgestellt
(1)-2 In-vitro-Wirksamkeit gegen das
Wachstum von Ehrlich ascites Zellen von Mäusen
Es wurde der Einfluß der erfindungsgemäßen Substanz auf die Aufnahme von 3H-Uridin und
3H-Thymidin durch Ehrlich ascites Zellen von Mäusen,
die nachfolgend als EC-Zellen bezeichnet sind, untersucht Die EC-Zellen (5 χ 105ZmI) wurden zwei Stunden
bei 37°C in Eagle MEM Kulturmedien bebrütet die 500,
12
1000 und 2000μg/ml der erfindungsgemäßen Substanz
sowie 0,5 Ci/ml 3H-Uridin oder 3H-Thymidin enthielten.
Als Kontrolle wurde anstelle der erfindungsgeniäßen Substanz sterile physiologische Kochsalzlösung zugefügt.
Die erfindungsgemäße Substanz vermochte nach 2 Std. die Aufnahme von 3H-Uridin in die RNA von
EC-Zellen bei einer Konzentration von 500 μ^/ηιΙ auf
etwa 70% der Kontrolle, bei einer Konzentration von 1000 μg/ml auf etwa 65% der Kontrolle und bei einer
Konzentration von 2000 μg/ml auf etwa 60% der Kontrolle zu verringern. Die Aufnahme von 3H-Thymidin
in die DNA von EC-Zellen wurde nach 2 Stunden bei einer Konzentration von 500 μg/ml auf etwa 65%, bei
einer Konzentration von 1000 μg/ml auf etwa 60% und
bei einer Konzentration von 2000 μζ/νη] auf etwa 50%
reduziert.
(2) Antitumorwirksamkeit in vitro und in vivo
(Unterdrückungswirkung der
erfindungsgemäßen Substanz auf das Wachstum von
Ehrlich ascites Zellen)
Es wurde die Unterdrückungswirkung der erfindungsgemäßen Substanz auf das Wachstum von Ehrlich
ascites Zellen von Mäusen, die nachfolgend als EC-Zellen bezeichnet sind, untersucht. Die EC-Zellen
(5 χ 106 Zellen/ml) wurden drei Stunden bei 37°C in
Hanks-Lösung bebrütet, die 5000 μg/ml der erfindungsgemäßen
Substanz enthielt. Nach der Bebrütung impfte man die EC-Zellen in einer Menge von 106 Zellen je
Maus in die peritonealen Höhen von weiblichen JCR-JCL-Mäusen (10 Mäuse je Gruppe) und stellte fest,
wieviel Mäuse innerhalb eines Zeitraums von 20 Tagen starben.
ίο Innerhalb dieser 20 Tage starb kein einziges der mit
den EC-Zellen, die mit der erfindungsgemäßen Substanz behandelt worden waren, beimpften Tiere. Einige
Mäuse zeigten keine Unterleibsödeme. Auf der anderen Seite starben alle Mäuse der Kontrollgruppe, die mit
den EC-Kontrollzellen beimpft worden waren, innerhalb
der 20 Tage an Tumor.
(3) Test zur
Ermittlung der Antitumorwirkung in vivo
Ermittlung der Antitumorwirkung in vivo
Die Ergebnisse der Tests zur Ermittlung der Antitumorwirkung in vivo bei Mäusen und Ratten sind
in der Tabelle 6 zusammengestellt. Die erfindungsgemäße Substanz zeigte in jedem Fall hohe Antitumorwirkung.
Antitumorwirkung in vivo bei Mäusen und Ratten, die mit Tumorzellen beimpft wurden
Tumor | Maus oder Ratte, Stamm |
Beimpfung und Verab- reichungs- form |
Anzahl der ein geimpften Zellen je Tier |
Zeit bis zum Beginn der Verabrei chung nach der Beimpfung |
Dosis, mg/kg, Tag x Anzahl der Verab reichungen |
Zeit bis zur Auswertung der Wirkung (Tage nach d. Beimpfung) |
Tumor-Hemm wirkung, % |
Sarkom-180 | ICR-JCL | s.c.-i.p. | 106 | 24 Std. | 500X10 | 32 | 97-100 |
(fest) | s.c.-i.p. | 106 | 24 Std. | 250 X 10 | 32 | 97-100 | |
s.c.-p.o. | 106 | 24 Std. | 1000X10 | 32 | 85- 90 | ||
s.c.-p.o. | 106 | 24 Std. | 500X10 | 32 | 83- 89 | ||
S.C.—i.p. | 10" | 24 Std. | 10X11 | 32 | 97-100 | ||
Ehrlich Karzinom (fest) |
ICR-JCL | s.c.-i.p. | 10" | 24 Std. | 50X10 | 35 | 100 |
Ascites hepatomas AH-13 |
Donryu | i.p.-i.p. | 10* | 7 Tage | 250 x 10 | 60 | mehr als 70 % der Tiere wur den geheilt und |
überlebten
Herstellung der erfindungsgemäßen Substanz
Für die Erzeugung der ernndungsgemäSen Substanz
können nicht nur die angegebenen Stämme von Coriolus versicolor (Fr.) Quel. (Polystictus versicolor Fr.)
— Fermentation Research Institute of Agency of Industrial Science and Technology Deposit FERM-P Nr.
2412—2426 (Stamm Nr. CM 101 — 115) —, sondern auch
andere Stämme von Coriolus versicolor (Fr.) QueL sowie Stämme verwendet werden, die zu anderen Arten
gehören, zum Beispiel Coriolus consors (Berk.) Imaz.
[Irpex consors Berlc], Coriolus pubescens (Fr.) Quel.
[Polyporus pubescens Schum. ex Fr-; Tyromyces
pubenscens (Fr.) Imaz.], Coriolus biformis (Klotz.) PaL
[Polystictus biformis (KL) Fr.], Coriolus hirsutus (Fr.)
Quel. FPolystictus hirsutus Fr.], Coriolus conchifer
(Schw.) Pat. [Polysticius cuiichifcr (Schw.) Sacc:
Poronidulus conchifer iSchw.) Murr.], Coriolus pargamenus
(Fr.) FaL [Pölysticius pargamenus Fr.]. Für die
technische Herstellung ist es jedoch am vorteilhaftesten, den oben angegebenen CM-101-Stamm zu verwenden,
da er die höchste Ausbeute an erfindungsgemäßer Substanz liefert.
ω Diese ist in den Extrakten der Fruchtkörper und
Mycelien von Coriolus enthalten.
Die Fungi werden vorkultiviert und die Mycelmatte, die sich auf der Oberfläche des Kulturmediums gebildet
hat, wird mit physiologischer Kochsalzlösung homogenisiert,
um den Impfstoff für die eigentlichen Kulturen zu liefern. Diese werden zur Bildung des Mycels, das mit
einem wäßrigen Lösungsmittel, zum Beispiel heißem Wasser oder verdünnter alkalischer Lösung extrahiert
wird, als stationäre oder submerse Kulturen gezüchtet.
Der erhaltene Extrakt wird nach der Entfernung des Rückstandes eingeengt und darauf mit Ammoniumsulfat
ausgesalzen oder einer Ultrafiltration unterworfen, um die Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht zu
entfernen. Der so gereinigte Extrakt wird bis auf 5 bis 10
Gew.-% eingeengt Die konzentrierte Lösung wird mit weiterem Ammoniumsulfat in einer Menge, die 25% des
Sättigungswertes entspricht, versetzt, um eine fraktionierte
Fällung zu erreichen, worauf die gebildete Fällung entfernt wird Die entstehende Lösung wird
nochmals mit Ammoniumsulfat in einer Menge versetzt, die 40% des Sättigungswertes entspricht Die ausgeschiedene
Fällung wird gesammelt mit Wasser gelöst und durch Dialyse entsalzt Die erhaltene Lösung wird
über eine Diäthylaminoäthyl-Zellulose Säule geführt und die von der Säule adsorbierte Substanz mit Wasser
gewaschen und darauf mit 1 n-Kochsalzlösung eluiert. Das erhaltene Eluat wird nochmals mit Ammoniumsulfat
in einer Menge, die 40% des Sättigungswertes entspricht, versetzt, um eine Fällung zu bilden, die
erneut in Wasser gelöst und dann durch Dialyse entsalzt wird. Das entstandene gereinigte Produkt wird getrocknet,
um die erfindungsgemäße Substanz zu erhalten.
Wie schon angegeben, zeigt das erfindungsgemäße Protein gebundene Polysaccharid bei oraler Verabreichung
ausgezeichnete Antitumorwirkung. Die erfindungsgemäße Substanz verstärkt auch die Immunreaktion
des Wirts und verhindert oder verringert weitgehend eine Abnahme der Immunität oder körperlichen
Widerstandskraft von Patienten, die verschiedenen Behandlungen ausgesetzt waren, zum Beispiel einer
chemotherapeutischen oder radiotherapeutischen Behandlung, einem chirurgischen Eingriff oder einer
Bluttransfusion, und zwar unabhängig davon, ob sie von einem Karzinom befallen sind oder nicht. Die
erfindungsgemäße Substanz schützt Patienten auch wirksam vor infektiösen Erkrankungen, wie Hepatitis
oder Pneumonie, die durch Viren oder Bakterien verursacht werden können, wenn die Betroffenen nicht
mehr ausreichend immun oder in schlechter körperlicher Verfassung sind.
Die erfind'jngsgemäße Substanz führt bei oraler
Verabreichung an den Patienten nicht nur zu einer Verbesserung des allgemeinen körperlichen Zustands,
sondern bewirkt auch in erstaunlicher Weise eine Förderung der Darmtätigkeit und erhöht den Appetit.
Außerdem erweist sie sich als außerordentlich hilfreich bei der Unterstützung eines regelmäßigen Stuhlgangs,
wenn ein Patient sehr lange bettlägerig ist.
Die folgenden Beispiele erläutern bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung.
Beispiele 1 bis 4
200-ml-Erlenmeyer-Kolben, die 30 ml eines Kulturmediums
der folgenden Zusammensetzung enthielten:
5% Glucose,
0,2% Peplon,
0,3% Hefeextrakt,
0,1% KH2PO4und
0,1% MgSO4 · 7H2O
0,2% Peplon,
0,3% Hefeextrakt,
0,1% KH2PO4und
0,1% MgSO4 · 7H2O
wurden jeweils mit Stämmen von CM-101 (Fermentation
Research Institute of Agency of Industrial Science and Technology Deposit FERM-P. Nr. 2412), CM-102
(FERM-P. Nr. 2413) und CM-103 (FERM-P. Nr. 2414), dieCoriolus versicolor(Fr.-)Quel. (Polystictus versicolor
Fr.) angehören, beimpft. Innerhalb von 10 Tagen wurden
b0 bei 25 bis 27° C stationäre Kulturen gebildet Die auf der
Oberfläche des Kulturmediums entstandene Mycelmatte wurde zur Herstellung von Impfstoff mit physiologischer
Kochsalzlösung homogenisiert Der Impfstoff wurde dann in 1,0-Liter-KuIturflaschen übertragen, die
2GO ml des gleichen Kulturmediums enthielten und bei 25 bis 27° C 25 Tage bebrütet Die Mycelausbeute betrug
4 bis 43 g je Kolben für CMlOl,2,0 bis 2,5 g für CM-102
und 2,7 bis 3,2 g für CM-103.
Dann wurden 3 Liter destilliertes Wasser zu jeweils 100 g der erhaltenen Mycele gegeben, und die Mycele
wurden jeweils unter Rühren 3 Stunden bei 98° C extrahiert Nach beendeter Extraktion wurden die
einzelnen Lösungen in Extrakt und Extraktionsrückstand getrennt, worauf der Extraktionsrückstand nochmals
der gleichen Extraktionsbehandlung wie zuvor unterworfen wurde, wofür man die in der Tabelle 7
aufgeführten wäßrigen Lösungsmittel verwendete. Dann wurden die einzelnen Extrakte gesammelt und
eingeengt Die eingeengte Extraktlösung wurde zur Bildung einer Fällung mit Ammoniumsulfat gesättigt
Die erhaltene Fällung wurde nochmals in Wasser gelöst und durch Dialyse unter Verwendung einer Zellulosemembran
en„alzt. Die so erhaltene Lösung wurde bis auf 5 Gew.-% eingeengt dann mit Ammoniumsulfat in
einer Menge versetzt, die 25% des Sättigimgswertes entsprach. Nach der Entfernung der durch diese
Behandlung verursachten Fällung wurde die Lösung nochmals mit Ammoniumsulfat in einer Menge versetzt,
die 40% des Sättigungswertes entsprach. Die erhaltene Fällung wurde in Wasser gelöst und auf die gleiche
Weise wie oben entsalzt. Dann wurde sie über eine Diäthylaminoäthyl-Zellulose Säule geführt. Die von der
Säule adsorbierte Substanz wurde mit Wasser gewaschen und darauf mit 1 Mol Kochsalzlösung eluiert. Das
Eluat wurde wiederum mit Ammoniumsulfat in einer Menge versetzt, die 40% des Sättigungswertes entsprach.
Die gebildete Fällung wurde gesammelt und erneut in Wasser gelöst Dann wurde die erhaltene
Lösung durch Dialyse entsalzt, eingeengt und sprühgetrocknet, worauf man die erfindungsgemäße Substanz
erhielt. Die Eigenschaften dieser Substanz und die in Tierversuchen erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle
7 zusammengestellt Die »Alkaliextraktionsmethode«, die Alkali als Lösungsmittel verwendet und in Tabelle 7
aufgeführt ist, entsprach dem oben angegebenen Verfahren mit der Abweichung, daß '/io n-Ätznatronlösung
anstelle von Wasser bei der erneuten Extraktion des Rückstandes verwendet und der pH-Wert nach
Beendigung der Extraktion mit '/to n-Chlorwasserstoffsäure
auf den neutralen Wert eingestellt wurde.
Die in der Tabelle 7 angegebenen Werte des IR-Absorptionsspektrums, das unter Verwendung einer
Kaliumbromidscheibe aufgenommen wurde, sind grafisch in der Fi g. 1 dargestellt, das heißt, es wurde eine
Absorption von v-OH bei 2600 bis 3200 cm-', Deformationsvibrationen von — NH2 und -NH bei
1600 cm-' bzw. 1530cm-', eine breite Absorption bei 1200 bis 10O0cm-', eine asymmetrische Dehnungsvibration
der C—O—C-Bindung in den Pyranoseringen des Polysaccharidteils und eine spezifische Absorption
bei 890 cm-' aufgrund der ^-Bindung der Glucose aber
kaum eine Absorption (α-Bindung) bei 840 cm-' beobachtet.
Da hinsichtlich des IR-Absorptionsspektrums kein
wesentlicher Unterschied zwischen den verschiedenen Proben bestand, sind die Ergebnisse des Beispiels 1
allein als repräsentativ gezeigt.
Das NMR-Spektrum wurde unter Verwendung von
DSS als innerem Standard und schwerem Wasser als Lösungsmittel aufgenommen. In der Tabelle 7 sind die
Werte nach Korrektur unter Zugrundelegung der Lorenz-Kurve zur Eliminierung des Einflusses von
restlichem leichten Wasser in schwerem Wasser aufgeführt.
Das Molekulargewicht der erfindungsgemäßen Substanz wurde durch Ultrazentrifugation ermittelL Es lag
bei allen Proben im Bereich von 5000 bis 300 000. Für die Messungen wurden das Sedimentationsgleichgewicht
und das synthetische Grenzmuster unter Verwendung eines optischen Interferenzsystems angewandt.
Die Versuchsbedingungen waren wie folgt: Konzentration der Probe 0,3%; Lösungsmittel Vio m-KCl;
Temperatur 25°C; Länge der Lösungskolonne 1,7 mm; Geschwindigkeit 22 000 U/Min.; Meßzeit 5 Stunden.
Die Aminosäureanalyse wurde nach einer herkömmlichen Methode durch Zugabe von 4 ml 6 n-Chlorwasserstoffsäure
zu 10 mg jeder Probe, Gefriertrocknung mit Trockeneis-Aceton, Verschließen in einem Rohr
unter vermindertem Druck, 24stündige Hydrolyse bei 110° C, Trocknen und darauf Lösen in 30 bis 40 ml einer
Zitronensäure-Pufferlösung vom pH 2,20 durchgeführt.
Zur Ermittlung der spezifischen Drehung wurde zuerst die optische Drehung mit der Natrium-D-Linie
(589 ιτιμ) unter Verwendung einer 0,25%igen wäßrigen
Lösung jeder Probe und 5-cm-Zellen gemessen und die spezifische Drehung [α] ; aus der gemessenen optischen
Drehung α errechnet.
Die Zusammensetzung der Monosaccharide der erfindungsgemäßen Substanz wurde in folgender Weise
untersucht. 3 mg jeder Probe wurden in eine 5-mm-Glasampulle gegeben, die man mit 10 ml 3%igem
Chlorwasserstoff in Methanol versetzte, um innerhalb von 16 Stunden bei 1000C eine Mcthanolyse zu
bewirken. Das gebildete Produkt wurde mit Silbercarbonat neutralisiert und bei Raumtemperatur filtriert.
Das Filtrat wurde eingedampft und zur Trockene gebracht. Anschließend wurde in 0,5 ml trockenem
Pyridin gelöst. Die erhaltene Lösung wurde mit 0,2 ml Hexamethyldisilazan und 0,3 ml Trimethylchlorsilan
versetzt. Die gebildete Mischung ließ man zur Trimethylsilierung 30 Minuten bei Raumtemperatur
stehen. Nach Beendigung dieser Umsetzung wurde das Gemisch in Chloroform gelöst, und nach der Entfernung
des überschüssigen Reaktionsmittels durch Waschen
mit Wasser wurde die erhaltene Lösung zur Trockene eingedampft. Die so behandelte Substanz (Trimethylsilat)
wurde in Tetrachlorkohlenstoff gelöst und gaschromatographisch untersucht
Die Art der Bindung der Saccharide wurde nach der Methode von Haworth ermittelt Danach wurden 2 g
jeder Probe in 10 ml 1 n-NaOH-Lösung gelöst und, während man das Gemisch unter einem Stickstoffstrom
auf 40 bis 50° C hielt und heftig rührte, wurden innerhalb
ίο mehrerer Stunden 20 ml Dimethylschwefelsäure und
40 ml 30%ige Natriumhydroxidlösung tropfenweise zugefügt. Nachdem das Gemisch über Nacht gestanden
hatte, wurde es der gleichen Behandlung mit der gleichen Menge Methylierungsmittel unterworfen. Die
Reaktionslösung wurde nach der Neutralisation in fließendes Wasser dialysiert Das Dialysat wurde unter
vermindertem Druck eingeengt und dreimal der Methylierung unterworfen, worauf man nach weiterer
Neutralisation und Dialyse das Gemisch unter verringertem Druck zur Trockene eindampfte Die zurückgebliebene
Substanz wurde in 20 ml einer Mischung aus Chloroform und Methanol im Verhältnis 10:1 gelöst,
worauf man eine Mischung aus Petroläther und Äther im Verhältnis 1 :1 zugab, um die methylierte Substanz
auszufällen. Anschließend wurden etwa 20 mg dieser methylierten Substanz mit 1 n-Schwefelsäure 16 Stunden
bei 100° C hydrolysiert. Das Hydrolysat wurde nach einem herkömmlichen Verfahren in das Alditol-Acetat
übergeführt und das Molverhältnis aus dem Spitzenbereich des Gaschromatogramms ermittelt. Um zwischen
2.3,6-Tri-O-Me-G und 2,3,4-Tri-O-Me-G zu unterscheiden,
wurden 20 mg der methylierten Substanz 16 Stunden bei 100° C in einem verschlossenen Rohr einer
Methanolyse unterworfen, wofür man 3% Chlorwasser-
J5 stoff in Methanol verwendete. Die Gegenwart von
2,3,4-Tri-O-Me-G wurde durch die gaschromatographische Analyse des Methanolyse-Produkts nicht bestätigt.
Jedes der obigen abgebauten Produkte wurde unter Verwendung eines Standards gaschromatographisch
identifiziert. Ferner wurde jedes der oben genannten abgebauten Produkte unter Anwendung einer Flüssigkeitssäulenchromatographie
und Kristallisation oder Überführung in ein kristallines Derivat isoliert.
Die Eigenschaften, strukturellen Charakteristika und die Antitumorwirkung der so erhaltenen an Protein gebundenen Polysaccharidsubstanzen sind in zusammengefaßter Form in der Tabelle 7 wiedergegeben.
Die Eigenschaften, strukturellen Charakteristika und die Antitumorwirkung der so erhaltenen an Protein gebundenen Polysaccharidsubstanzen sind in zusammengefaßter Form in der Tabelle 7 wiedergegeben.
Beispiel Nr. | 2 | 3 | 4 | |
1 | Nr. 2412 | Nr. 2413 | Nr. 2414 | |
Hinterlegungsnummer FERM-P | Nr. 2412 | CM-101 | CM-102 | CM-103 |
Stamm Nr. | CM-101 | Alkali | heißes Wasser | Alkali |
Extraktionsmethode | heißes Wasser | 0,9 | 0,3 | 0,4 |
Ausbeute in g je 100 g trockener Fungi | 0,7 | 0,5-28 | 1,0-19 | 0,8-29 |
Molekulargewicht x 104 | 0,8-25 | 9,0 | 4,7 | 8,9 |
Durchschnittliches Molekulargewicht X ΊΟ4 | 6,8 | |||
Farbreaktion (Saccharid) | purpur | purpur | purpur | |
cr-Naphthol-Schwefelsäure-Reaktion | purpur | farben | farben | farben |
farben | ||||
Indol-Schwefelsäure-Reaktion
braun
braun
braun
Fortsetzung | 26 59 808 | 2 | 18 | 4 | |
17 | grünlich- | grünlich | |||
blau | blau | ||||
Anthron-Schwefelsäure-Reaktion | Beispiel Nr. | braun | 3 | braun | |
1 | purpur | grünlich | purpur | ||
Phenol-Schwefelsäure-Reaktion | grünlich | farbenbraun | blau | farbenbraun | |
Trypiophan-Schwefelsäure-Reaktion | blau | braun | |||
braun | blau | purpur | blau | ||
Farbreaktion (Protein) | purpur | purpur | farbenbraun | purpur | |
Lowry-Folin-Methode | farbenbraun | farbenblau | farbenblau I I |
||
Ninhydrin-Reaktion nach der Hydrolyse mit | + 2 | blau | vorhanden | ||
Chlorwasserstofifsäure (6n-HCl, 20 Stunden) | blau | purpur | vorhanden | ||
Spezifische Drehung, [a]j} | purpur | vorhanden | farbenblau | vorhanden | |
IR-Absorptionsspektren | farbenblau | vorhanden | + 1 | vorhanden | |
3600-3200 cm"1 | ei' | vorhanden | vorhanden | ||
1600 cm"1 | vorhanden | vorhanden | fehlt | ||
1530 cm"1 | vorhanden | vorhanden | vorhanden | Fig. 2-4 | |
1200-1000 cm"1 | vorhanden | fehlt | vorhanden | ||
890 cm"' | vorhanden | Fig. 2-2 | vorhanden | vorhanden | |
840 cm"1 | vorhanden | vorhanden | vorhanden | ||
NMR-Spektren (Zeichnung) | vorhanden | vorhanden | fehlt | vorhanden | |
Absorptionsbereich (ppm) | rehlt | vorhanden | Fig. 2-3 | vorhanden | |
0,9 ± 0,1 | Fig. 2-1 | vorhanden | vorhanden | ||
1,2 ±0,1 | vorhanden | vorhanden | fehlt | ||
2,0 ±0,1 | vorhanden | vorhanden | vorhanden | fehlt | |
4,5 ± 0,1 | vorhanden | fehlt | vorhanden | vorhanden | |
4,7 ± 0,1 | vorhanden | fehlt | vorhanden | ||
5,0 ±0,1 | vorhanden | vorhanden | vorhanden | 85,5 | |
5,4 ±0,4 | vorhanden | fehlt | 14,5 | ||
3,0 ± 4,4 | fehlt | 79,8 | fehlt | ||
Absorptionsintensität Verhältnis | fehlt | 20,2 | vorhanden | 7,0 | |
Polysaccharid | vorhanden | 0,7 | |||
Protein | 3,5 | 86,2 | 1,3 | ||
Glycosid-Analyse (Art der Bindung) | {!6,1 | 0,1 | 13,8 | 0,2 | |
-1G4- | 13,9 | 0,9 | 0,4 | ||
-1G3- | 0,3 | 8,0 | 1 | ||
-ψ | 5,3 | Spur | 2,0 | Glucose über 99 I |
|
-1GI- | 0,7 | 1 | 2,0 | 14,6 | |
0,8 | Glucose | 1,0 | 9,2 | ||
1G- | 2,0 | über 99 | 0,2 | 7,2 | |
Monosaccharidkomponente | (!,3 | I | 13,1 | ||
Anteil, % | 1 | 14,8 | Glucose | 1,8 | |
Aminosäureanalyse | Glucose | 8,1 | über 99 | 7,1 | |
Asparaginsäure | über 99 | 6,4 | |||
Threonin | 14,0 | 13,5 | |||
Serin | 18,4 | 3,8 | 7,3 | ||
Glutaminsäure | 7,1 | 7,4 | 7,0 | ||
Prolin | 6,4 | 14,0 | |||
Glycin | 12,3 | 1,5 | |||
1,7 | 7,8 | ||||
7,6 | |||||
19
Fortsetzung
20
Beispiel Nr.
1
Aminosäureanalyse
Alanin 7,8
Cystein +
Valin
Methionin Isoleucin Leucin Tyrosin Phenylalanin Tryptophan I ysin
Histidin Arginin (Ammoniak)
Methionin Isoleucin Leucin Tyrosin Phenylalanin Tryptophan I ysin
Histidin Arginin (Ammoniak)
Gesamtmenge an Asparaginsäure, Serin, 75,1
Glutaminsäure, Glycin, Alanin, Valin und Leucin
Akute Toxizitä't, Maus, LD5n, mg/kg
intravenös männlich
weiblich subkutan männlich weiblich
intraperitoneal männlich weiblich
oral
männlich weiblich
Akute Toxizität, Ratte, LD50, mg/kg
intravenös männlich weiblich
subkutan männlich weiblich
intraperitoneal männlich weiblich
oral
männlich weiblich
Antitumorwirkung Hemmwirkung in vitro auf das Wachstum
von ascites hepatoma AH-13 Zellen IC50, |xg/ml
9,5
8,5
74,7
73,7
8,9
7,5 | 7,4 | 7,6 | 7,6 |
1,4 | 1,5 | 1,7 | 1,7 |
4,6 | 4,3 | 4,7 | 4,7 |
8,0 | 7,1 | 8,0 | 7,9 |
2,2 | 1,8 | 1,8 | 2,0 |
5,0 | 4,3 | 5,2 | 5,0 |
+ | 0,9 | + | |
2,8 | 2,4 | 2,8 | 2,4 |
1,5 | 1,4 | 1,7 | 1,5 |
3,4 | 2,9 | 2,8 | 2,8 |
2,3 | 2,9 | 3,2 | 2,5 |
75,6
über | 1300 | über | 1300 | über | 1300 | über | 1300 |
über | 1300 | über | 1300 | über | 1 300 | über | 1300 |
über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 | über |
c ηπΛ
J UUU |
über | 5 000 | über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 |
über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 |
über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 |
über | 20 000 | über | 20000 | über | 20 000 | über | 20000 |
über | 20000 | über | 20000 | über | 20 000 | über | 20000 |
über | 600 | über | 600 | über | 600 | über | 600 |
über | 600 | über | 600 | über | 600 | über | 600 |
über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 |
über | 5000 | über | 5 000 | über | 5000 | über | 5000 |
über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 | über | 5000 |
über | 5000 | über | 5 000 | über | 5000 | über | 5000 |
über | 20000 | über | 20000 | über | 20000 | über | 20000 |
über | 20 000 | über | 20000 | über | 20 000 | über | 20000 |
97
100
98
Fortsetzung
Beispiel Nr. | 71 | 2 | 70 | 3 | 72 | 4 | 73 | |
1 | 64 | 65 | 65 | 63 | ||||
Hemmwirkung in vitro auf das Wachstum | 59 | 60 | 60 | 59 | ||||
von Ehrlich ascites Zellen (EC-Zellen) | ||||||||
von Mäusen | ||||||||
nach 120 Minuten Aufnahme von 3H-Uridin | ||||||||
in die RNA von EC-Zellen (die Kontrolle | 63 | 65 | 64 | 65 | ||||
ist mit 100 angegeben) | 60 | 61 | 59 | 60 | ||||
500 |xg/ml | 50 | 51 | 52 | 51 | ||||
1000 |J-g/ml | ||||||||
2000 μg/ml | ||||||||
nach 120 Minuten Aufnahme von | alle | alle | alle | alle | ||||
3H-Thymindin in die DNA von EC-Zellen | überlebten | überlebten | überlebten | überlebten | ||||
(die Kontrolle ist mit 100 angegeben) | ||||||||
500 μg/ml | ||||||||
1000 μg/ml | ||||||||
2000 μg/ml | 98 | 99 | 100 | 99 | ||||
Unterdrückung des Wachstums von | 100 | 100 | 98 | 98 | ||||
Ehrlich ascites Zellen | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||
300 μg/ml | 85 | 84 | 85 | 86 | ||||
90 | 87 | 89 | 90 | |||||
Antitumorwirksamkeit in vivo | ||||||||
(Wachstumshemmung) | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||
Maus Sarkom-180 | ||||||||
i.p. 10 mg/kg | ||||||||
250 mg/kg | ||||||||
500 mg/kg | ||||||||
p.o. 500 mg/kg | ||||||||
1000 mg/kg | ||||||||
Maus Ehrlich | ||||||||
i.p. 50 mg/kg |
Ratte AH-I." (Überlebende/Zahl der
verwendeten Ratten, nach 60 Tagen)
verwendeten Ratten, nach 60 Tagen)
i.p. 250 mg/kg
7/10 8/10
8/10
8/10
Vergleichsversuche
Zum Vergleich des Inhibierungsvermögens der erfindungsgemäßen Substanzen gegenüber denen der
DE-OS 20 50 714 bei experimentell auf Tiere transplantierten Tumoren wurden folgende Versuche durchgeführt:
1. Eine Maus der Gattung ICR-JCL mit einem Gewicht von 20 g wurde intraperitoneal mit
Sarkoma-180-Tumorzellen beimpft Als nach einer
Woche ein hinreichender Anstieg von ascitischer Flüssigkeit in der Maus beobachtet wurde, wurden
IO6 Zellen des Sarkom-Tumors der Maus subkutan
den Axillarbereich anderer Mäuse subkutan
transplantiert, und zwar jeweils in aus je 10 Mäusen
bestehende Gruppen von Mäusen. Der Mäusegruppe 1 wurde nur eine Salzlösung verabfolgt, da diese
als Kontrollgnippe diente. Den anderen Mäuse-
60
65 gruppen wurden die zu untersuchenden Polysacchariden, die ebenfalls in einer Salzlösung gelöst
waren, in verschiedenen Konzentrationen oder in verschiedenen Voiumenmengen verabfolgt. Die
erste Verabfolgung der Polysaccharide wurde eine Woche nach der Transplantation intraperitoneal
durchgeführt und danach jeden zweiten Tag insgesamt 9mal wiederholt Die von den transplantierten
Tumorzellen in der Maus gebildeten Tumore wurden tagtäglich beobachtet; 5 Tage nach
der letzten Verabfolgung des Polysaccharids, also nach der 10. Verabfolgung, wurde die durchschnittliche
Körpergewichtszunahme der Maus bei jeder Gruppe bestimmt; anschließend wurden die Mäuse
abgetötet und bei einer Autopsie auf Nebenwirkungen untersucht; femer wurde das Gewicht des
exzisierten Tumors jeweils bestimmt Die Körpergewichte der jeweiligen Mäuse zeigten keine
wesentlichen Unterschiede.
Das prozentuale Inhibierungsverhältnis berechnet sich nach der folgenden Formel:
IV in % =
100,
in der C das Durchschnittsgewicht des Tumors in Gramm bedeutet, der bei jeder einzelnen Mausjder
Kontrollgruppe exzisiert worden ist, während Tdas Durchschnittsgewicht derTumore bedeutet, die bei
den einzelnen Mäusen der mit der jeweiligen Polysaccharid-Verbindung behandelten Mäusegruppe
exzisiert worden sind.
Hierbei wurden folgende Werte erhalten
Hierbei wurden folgende Werte erhalten
Vers.- Gesamtdosis
mg/kg
Snhibierungsvcrhäitnis
in%
Vergleich Gemäß
gemäß Erfindung DE-OS
2050714
gemäß Erfindung DE-OS
2050714
10
15
20
100 = 10X10
1000 = 10X100
3000 = 10X300
1000 = 10X100
3000 = 10X300
68,8
72,4
80,0
72,4
80,0
99,0
100,0
100,0
100,0
100,0
25
Diese Tabelle zeigt, daß das erfindungsgemäße Produkt bereits bei sehr kleinen Dosen ein höheres
Inhibiemngsverhältnis von 99 gegenüber einem
Wert von 68,8 zeigt. Dieses bedeutet, daß das erfindungsgemäße Produkt 1,44mal aktiver als das
Vergleichsprodukt ist, das gemäß Beispiel 13 in der DE-OS 20 50 714 beschrieben worden ist.
2. Bei einem weiteren Vergleichsversuch wurden die zu untersuchenden Produkte 24 Stunden nach der Transplantation täglich im Verlaufe von 20 Tagen verabfolgt, und zwar einmal mit einer Dosis von 500 mg/kg Körpergewicht und zum anderen mit 1000 mg/kg Körpergewicht. Am 25. Tage nach der Transplantation wurde wiederum das Inhibierungsverhältnis berechnet, wobei folgende Werte erhalten wurden:
2. Bei einem weiteren Vergleichsversuch wurden die zu untersuchenden Produkte 24 Stunden nach der Transplantation täglich im Verlaufe von 20 Tagen verabfolgt, und zwar einmal mit einer Dosis von 500 mg/kg Körpergewicht und zum anderen mit 1000 mg/kg Körpergewicht. Am 25. Tage nach der Transplantation wurde wiederum das Inhibierungsverhältnis berechnet, wobei folgende Werte erhalten wurden:
Inhibierungsverhältnis bei einer Dosis von
500 llXX)
mg/kg/Tag mg/kg/Tag
Mit dem erfindungsgemäßen Produkt
(Tabelle 7 Nr. 1)
(Tabelle 7 Nr. 1)
Mit dem Vergleichsprodukt gemäß
DE-OS 2050714
DE-OS 2050714
90
75,8
Diese Werte zeigen deutlich, daß das erfindungsgemäße Produkt l,2fach wirksamer als das Vergleichsprodukt ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:J. Proteingebundene Polysaccharide aus Mycelen und/oder Fruchtkörpem von Coriolus versicolor (FR.) QueL FERM-P Nr. 2412-2426 (Stamm Nr. CM — 115) erhältlich durch(a) Extrahieren der Mycele und/oder Fruchtkörper mit wäßrigen Lösungsmitteln und Einengung des erhaltenen Extraktes,(b) Aussalzen des Konzentrates durch Zugabe von Ammoniumsulfat, Lösen der Fällung und Entsalzen durch Dialyse,(c) Zweistufiges fraktioniertes Fällen der aufgearbeiteten und entsalzten Lösung mit Ammoniumsulfat, wobei bei der ersten Fraktionierung Ammoniumsulfat bis 25% des Sättigungswertes eingesetzt und der erhaltene Niederschlag verworfen wird und in der zweiten Fraktionierung Ammoniumsulfat bis 40% des Sättigungswertes in der von dem ersten Niederschlag befreiten Lösung eingesetzt und der zweite Niederschlag isoliert wird,(d) Auflösen des nach (c) erhaltenen zweiten Niederschlages in Wasser und anschließendes Dialysieren der Lösung,(e) Adsorption des Dialysates an einer Diethylaminoethyl-Zellulose-Säule, Waschen der adsorbierten Substanzen in der Säule mit Wasser und Eluieren der in der Adsorptions-Säule verbliebenen Substanzen mit Kochsalzlösung,(f) nochmaliges Fraktionieren des nach (e) erhalte-: nen Eluats durch Versetzen mit Ammoniumsul-· fat bis der Sättigungswert der Reaktionslösung 40% ausmacht und Auflösen der erhaltenen Fällung in Wasser, Entsalzen durch Dialyse und Sprühtrocknen der konzentrierten Lösung.
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---|---|---|---|
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- 1974-12-29 PH PH19310A patent/PH14773A/en unknown
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- 1976-12-30 DD DD7600196772A patent/DD129794A5/de unknown
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