JP2002058477A - 1,5−d−アンヒドロフルクトースまたはそれを構成糖として含有する糖鎖で修飾されたリゾチームおよび抗菌剤 - Google Patents

1,5−d−アンヒドロフルクトースまたはそれを構成糖として含有する糖鎖で修飾されたリゾチームおよび抗菌剤

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JP2002058477A
JP2002058477A JP2000249604A JP2000249604A JP2002058477A JP 2002058477 A JP2002058477 A JP 2002058477A JP 2000249604 A JP2000249604 A JP 2000249604A JP 2000249604 A JP2000249604 A JP 2000249604A JP 2002058477 A JP2002058477 A JP 2002058477A
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進 ▲桧▼作
Susumu Hisaku
Junichi Abe
淳一 安部
Toshiyasu Muroya
賢康 室屋
Kazuhiro Yoshinaga
一浩 吉永
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 pH6付近に抗菌活性の最適pHを持つリゾ
チームおよびその抗菌剤としての使用を提供すること。 【解決手段】 1,5−D−アンヒドロフルクトースま
たは、それを構成糖として含有する糖鎖でアミノ基が修
飾されたリゾチームおよびそれらの抗菌剤としての使
用。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1,5−D−アン
ヒドロフルクトースまたは、1,5−D−アンヒドロフ
ルクトースを構成糖として含有する糖鎖でアミノ基が修
飾されたリゾチームおよびその抗菌剤としての利用に関
する。
【0002】
【従来の技術】リゾチームは溶菌酵素とも呼ばれ、細菌
の細胞壁成分のN−アセチルムラミン酸とN−アセチル
グルコサミンの間のβ(1−4)結合を加水分解する酵
素である。
【0003】リゾチームは哺乳類の涙、唾液、乳、鳥類
の卵白、微生物など自然界の中に広く分布していること
が知られている。その中でも鶏卵卵白由来のリゾチーム
が最も研究されており、その構造解析や機能解析が盛ん
に行われている。また、鶏卵卵白由来リゾチームは大量
調製が可能であるため、工業的にも生産されており、食
品、飼料、化粧品、医薬品などに添加する抗菌剤として
幅広く利用されている。リゾチームの触媒活性は、基質
として非極性であるグリコールキチンを用いるとpH5
付近が最大であるにもかかわらず、抗菌活性はpH7−
8付近が最大である。これは、酸性領域では、微生物の
菌体表面が正電荷を帯びており、また、リゾチーム自体
も正電荷を帯びているため、両者に電気的な反発が生
じ、リゾチームと菌体との結合が妨げられるためと考え
られる。一方、アルカリ側ではリゾチームが負に帯電
し、微生物との電気的反発が少なくなり、容易に菌体と
リゾチームが結合するため溶菌活性が高くなるものと考
えられる。
【0004】1,5−D−アンヒドロフルクトースは澱
粉から酵素により合成される糖質で、抗菌活性、特にグ
ラム陽性菌に対して効果的であり、食品の日持ち向上剤
として利用しうることまた、この糖はアミノカルボニル
反応性が非常に高く、食品の着色剤としての利用や、ア
ミノ基を持つ物質、例えば蛋白質などと容易に結合する
ことから、アミノ化合物の修飾剤として利用しうること
が既に提案された。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、pH
6付近に抗菌活性の最適pHを持つリゾチームを提供す
ることにある。本発明の他の目的は、本発明の上記リゾ
チームを抗菌剤として利用することを提供することにあ
る。本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明か
ら明らかになろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は弱酸性側で有効
に抗菌活性を示すリゾチームについて、検討した結果、
リゾチームのアミノ基を1,5−D−アンヒドロフルク
トースで修飾すると、pH6付近の領域での活性が高ま
ることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明
によれば、本発明の上記目的および利点は、第1に、
1,5−D−アンヒドロフルクトースまたは、1,5−D
−アンヒドロフルクトースを構成糖として含有する糖鎖
でアミノ基が修飾されたリゾチームによって達成され
る。また、本発明によれば、本発明の上記目的および利
点は、第2に、1,5−D−アンヒドロフルクトースま
たは、1,5−D−アンヒドロフルクトースを構成糖と
して含有する糖鎖でアミノ基が修飾されたリゾチームの
抗菌剤としての利用によって達成される。
【0007】本発明において用いられるリゾチームは、
N−アセチルムラミン酸とN−アセチルグルコサミン間
のβ−1,4結合を加水分解する酵素のことであり、鶏
卵卵白由来、微生物由来等、またこれらの微生物より遺
伝子をクローニングし他の宿主で発現させたリゾチーム
等であることができる。本発明で用いられる1,5−D
−アンヒドロフルクトースは澱粉やグリコーゲンをα−
1,4−グルカンリアーゼで分解して得られる。
【0008】α−1,4グルカンリアーゼは海藻やきの
こに含まれることが報告されている。本発明者らは海藻
オゴノリよりα−1,4−グルカンリアーゼを精製し、
この酵素を澱粉(例えば、ワキシーコーンスターチ)に
作用させ1,5−D−アンヒドロフルクトースを合成し
た。この1,5−D−アンヒドロフルクトースを精製し
純度99%以上の1,5−D−アンヒドロフルクトース
として用いた。一方、1,5−D−アンヒドロフルクト
ースを構成糖として含む糖鎖は、オリゴ糖あるいは多糖
類等と1,5−D−アンヒドロフルクトースとを糖転移
触媒の存在下に接触をせしめて、多糖類を構成する単糖
単位もしくは部分糖鎖単位を1,5−D−アンヒドロフ
ルクトースへ転移せしめることによって製造することが
できる。
【0009】多糖類としては、例えばグルカン類が好ま
しく用いられる。これらのうち、シクロデキストリン、
澱粉、可溶性澱粉、マルトデキストリンの如きα−1,
4−グルカン鎖、α−1,6−グルカン鎖を持つ糖類お
よびその誘導体がさらに好ましい。これらの原料は糖転
移触媒の存在下に接触せしめられる。糖転移触媒として
は、例えばシクロデキストリン合成酵素、α−グルコシ
ダーゼ等糖転移活性を有する酵素を挙げることができ
る。
【0010】例えば糖鎖合成の酵素反応は1,5−D−
アンヒドロフルクトースと澱粉あるいはシクロデキスト
リン等のα−1,4−グルカンにシクロデキストリン合
成酵素を作用させることによって行うことができる。シ
クロデキストリン合成酵素はシクロデキストリン合成の
他に糖転移反応を触媒する。従って、1,5−D−アン
ヒドロフルクトースとα−1,4−グルカンの基質にこ
の酵素を作用させると、1,5−D−アンヒドロフルク
トースに種々の重合度の糖を転移し1,5−D−アンヒ
ドロフルクトースを構成糖に持つ糖鎖を合成することが
できる。
【0011】上記の糖鎖合成反応は、好ましくは、水性
媒体中で実施される。水性媒体としては、水あるいは場
合により水と水混和性有機媒体例えばアルコールからな
る混合媒体が用いられる。反応温度およびpHは使用す
る糖転移触媒の種類により至適値が異なるが、例えば1
0〜65℃および2〜8のpHの範囲で実施することが
できる。また、原料である基質の濃度は、例えば1〜4
0g/100mlであることができる。反応終了後、通
常、使用した酵素を失活させたのち、あるいは、酵素を
担体に固定化して反応を行った場合は、反応液が酵素と
の接触を終了した後、常法に従い、生成物を分離するこ
とができる。かくして、構成糖に1,5−D−アンヒド
ロフルクトースを含有する糖鎖(糖分子鎖)が製造され
る。
【0012】構成糖に1,5−D−アンヒドロフルクト
ースを含有する糖鎖としては、1,5−D−アンヒドロ
フルクトース以外の部分がマルトデキストリン糖鎖であ
ることが好ましく、糖鎖の中で1,5−D−アンヒドロ
フルクトースが還元末端に位置するのがさらに好まし
い。特に下記式 G−(G)n−AF ここで、Gはグルコース骨格であり、AFは1,5−D
−アンヒドロフルクトース骨格であり、そしてnは0〜
20の数であり、さらに、上記式に示すいずれのグルコ
ースにも側鎖としてグルコースがグリコシド結合してい
てもよい、で表わされる糖鎖が好ましく提供される。
【0013】1,5−D−アンヒドロフルクトースまた
は1,5−D−アンヒドロフルクトースを含む糖鎖が結
合したリゾチームの合成は1,5−D−アンヒドロフル
クトースまたは1,5−D−アンヒドロフルクトースを
構成糖として含む糖鎖とリゾチームを水溶液とし、次い
でそれを凍結乾燥することにより得られる。
【0014】例えば、10mg/mlの卵白リゾチーム
2mlと5mg/mlの1,5−D−アンヒドロフルク
トース2ml、500mMのリン酸緩衝液(pH 7.
5)1mlを混合し、凍結乾燥し、そして30℃で48
時間放置した。卵白リゾチーム中の修飾された遊離のア
ミノ基の割合はトリニトロベンゼンスルホン酸法により
定量した。その結果、対照実験である1,5−D−アン
ヒドロフルクトースを含まない系はアミノ基が全く修飾
されていないのに対して、1,5−D−アンヒドロフル
クトース添加系は遊離のアミノ基の45%が1,5−D
−アンヒドロフルクトースで修飾されており、卵白リゾ
チームが1,5−D−アンヒドロフルクトースで修飾さ
れていることが明かとなった。その卵白リゾチームの分
子量を飛行時間型質量分析装置(TOF−MS)で調べ
た。その結果、未処理の卵白リゾチームの分子量が1
4,265であるのに対して、1,5−D−アンヒドロフ
ルクトースを導入した卵白リゾチームは、ピークの頂点
が分子量14,960付近であり、ピーク幅は未処理と
比較して幅が広くなっていた。これは修飾された卵白リ
ゾチームには、導入された1,5−D−アンヒドロフル
クトースの数が異なる、複数の分子量の卵白リゾチーム
が存在することを示している。この卵白リゾチームの活
性の最適pHをミクロコッカスリゾディクティクスの菌
体を用いて測定した。活性測定はpH6.3に調製した
ミクロコッカスリゾディクティクスの懸濁液を基質と
し、25℃で30分リゾチームを反応させ、分光光度計
を用いて、450nmの吸収の減少を測定した。その結
果、図1に示す。図1に示されているように対照の卵白
リゾチームがpH8で最適であるのに対し、1,5−D
−アンヒドロフルクトース修飾卵白リゾチームは、pH
6付近が最適pHであった。
【0015】以上の結果から、リゾチームを1,5−D
−アンヒドロフルクトースで修飾することにより、リゾ
チームの抗菌活性およびそのpH依頼性を変化させるこ
とが出来ることが明らかとなった。以下、実施例により
本発明をさらに詳述する。
【0016】
【実施例】実施例1 10mg/ml卵白リゾチーム2mlと10mg/ml
の1,5−D−アンヒドロフルクトースとグルコースか
ら成る重合度2の糖鎖2ml、500mMのリン酸緩衝
液(pH 7.5)1mlを混合し、凍結乾燥した後、
30℃で24時間放置すると、卵白リゾチームの遊離ア
ミノ基の15%に1,5−D−アンヒドロフルクトース
含有糖鎖が導入された。この卵白リゾチームの抗菌活性
の最適pHを測定すると、pH6付近の活性が最大であ
った。
【0017】実施例2 10mg/ml卵白リゾチーム2mlと5mg/mlの
1,5−D−アンヒドロフルクトース2ml、500m
Mのリン酸緩衝液(pH 7.5)1mlを混合し凍結
乾燥した後、30℃で140時間放置することで、アミ
ノ基が50%修飾された卵白リゾチームを調製した。
【0018】実施例3 10mg/ml卵白リゾチーム2mlと5mg/mlの
1,5−D−アンヒドロフルクトースとグルコースから
なる重合度2−9の糖鎖の混合液2mlおよび500m
Mのリン酸緩衝液(pH 7.5)1mlを混合し凍結
乾燥した後、30℃で140時間放置することで、アミ
ノ基が20%修飾された卵白リゾチームを調製した。そ
の卵白リゾチームの抗菌活性の最適pHを測定すると、
pH6付近の活性が最大であった。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、pH6付近の弱酸性に
おいて最大の抗菌活性を示す修飾リゾチームおよびその
抗菌剤としての使用が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の修飾リゾチームの一具体例とリゾチーム
(対照)の抗菌活性のpH依存性を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 淳一 鹿児島県鹿児島市錦江台1丁目24−22 (72)発明者 室屋 賢康 鹿児島県鹿児島市南栄3−20 日本澱粉工 業株式会社内 (72)発明者 吉永 一浩 鹿児島県鹿児島市南栄3−20 日本澱粉工 業株式会社内 Fターム(参考) 4B021 MC01 MK07 4B050 CC02 GG01 LL02 4C084 AA02 BA34 CA59 DC22 NA05 ZB352

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1,5−D−アンヒドロフルクトースま
    たは、1,5−D−アンヒドロフルクトースを構成糖と
    して含有する糖鎖でアミノ基が修飾されたリゾチーム。
  2. 【請求項2】 1,5−D−アンヒドロフルクトースま
    たは、1,5−D−アンヒドロフルクトースを構成糖と
    して含有する糖鎖でアミノ基が修飾されたリゾチームの
    抗菌剤としての利用。
JP2000249604A 2000-08-21 2000-08-21 1,5−d−アンヒドロフルクトースまたはそれを構成糖として含有する糖鎖で修飾されたリゾチームおよび抗菌剤 Pending JP2002058477A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6372696A (ja) * 1986-09-12 1988-04-02 Nippon Kayaku Co Ltd 1,5−アンヒドロ−d−フルクト−ス及びその水和物の製造法
JPH069430A (ja) * 1992-06-25 1994-01-18 Lion Corp 安定なリゾチーム配合点眼剤

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