JP2002518057A - ムンバイスタチン、その製造法およびその医薬としての使用 - Google Patents
ムンバイスタチン、その製造法およびその医薬としての使用Info
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Abstract
Description
ンバイスタチン(Mumbaistatin)と命名された化合物、その医薬的に許容される
塩および誘導体に関する。ムンバイスタチンはグルコース−6−ホスフェートト
ランスロカーゼの阻害剤であり、糖尿病の治療に使用される。本発明は、さらに
、ムンバイスタチンの製造方法、微生物HIL−008003(DSM 11641)、ムン
バイスタチンおよびその医薬的に許容される塩および誘導体の医薬としての使用
、特に糖尿病の治療におけるそれらの使用、ならびに、ムンバイスタチンまたは
その医薬的に許容される塩もしくは誘導体からなる医薬組成物に関する。
ン非依存性糖尿病(NIDDM)における空腹時血漿グルコースレベルは肝臓の
グルコース排出と強い相関がある。肝臓におけるグルコースの産生には、糖の新
生とグリコーゲンの分解の2つの経路がある。両経路の最終工程はいずれも、血
中のグルコースレベルの恒常的調節における鍵酵素、ミクロソームのグルコース
−6−ホスファターゼによって触媒される。この酵素のレベルも、糖尿病の実験
的および病理学的条件の両者で上昇することが知られている。したがって、この
酵素系への干渉は肝臓のグルコース産生を低下させるはずである。
わち、グルコース−6−ホスフェートトランスロカーゼ(T1)、グルコース−
6−ホスフェートホスホヒドロラーゼおよびホスフェート/ピロホスフェートト
ランスロカーゼ(T2)からなる多重成分系である。グルコース−6−ホスフェ
ートトランスロカーゼは、網様体(endoplasmic reticulum)(ER)の管腔内
へのグルコース−6−ホスフェートの輸送を容易にする。その活性部位がERの
管腔表面にあるホスホヒドロラーゼはグルコース−6−ホスフェートを加水分解
して、管腔内にグルコースとリン酸塩を放出する。ホスフェートのエフラックス
はホスフェート/ピロホスフェートトランスロカーゼによって促進されるが、グ
ルコースのエフラックスの正確な機構はまだ明らかではない。
れは糖尿病の治療における薬理学的関与のための標的になる可能性が考えられる
。すなわち、生理学的に存在する糖ホスフェートの中でグルコース−6−ホスフ
ェートのみがこのトランスロカーゼによって輸送される。逆にこのホスファター
ゼは非特異的で、種々の有機リン酸エステルを加水分解することが知られている
。
、たとえば、フロリジン(J. Biol. Chem. 242, 1955-1960, 1967)、5,5′−
ジチオ−ビス−2−ニトロ安息香酸(Biochem. Biophys. Res. Commun. 48, 694
-699, 1972)、2,2′−ジイソチオシアナトスチルベンおよび2−イソチオシ
アナト−2′−アセトキシスチルベン(J. Biol. Chem. 255, 1113-1119, 1980
)がある。最初に治療的に利用されたグルコース−6−ホスファターゼ系の阻害
剤は、欧州特許出願EP-A-587 087およびEP-A-587 088に提案されている。
国際特許出願PCT/EP98/02247に記載されているコダイスタチンA、B、
CおよびDは微生物起源の最初のグルコース−6−ホスフェートトランスロカー
ゼの阻害剤である。
ホスフェートトランスロカーゼの高い阻害活性を有する新規な化合物が得られた
。したがって、本発明は、分子式C28H20O12を有し、下記に示した物理化学的
およびスペクトル的性質の1つ以上、例えば図9の1H NMRスペクトルに示し
た1H NMRスペクトル分析データおよび図10の13C NMRスペクトルに示
した13C NMRスペクトル分析データを特徴とする、ムンバイスタチンと命名
された化合物およびそのすべての立体異性体および互変異性体型ならびにその医
薬的に許容される塩および誘導体たとえばそのエステル、エーテルおよび自明な
化学的均等物に関する。
新規な構造を有する。その分子式を検索のキーに用いたChemical Abstractの文
献検索によって、ムンバイスタチンは新規な化合物であることが確立された。他
の化合物でムンバイスタチンの構造的特徴を示すものはなかった。
974(以下HIL−008003という)と呼ばれる微生物の培養によって得られる。
ムンバイスタチンの産生に用いられた微生物は、インド、MaharashtraのAmboli
付近におけるHiranyakeshiの河床から収集した土壌のサンプルから単離された。
微生物HIL−008003は、Streptomyces litmocidiniとして同定されている。こ
の微生物は、1997年7月4日にGerman Collection of Microorganisms and Cell
Cultures(DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkultur
en GmbH),Mascheroder Weg 1b, D-38124, Braunschweig, Germany に寄託され
、受入番号DSM 11641を与えられた。
然変異体および変異体からムンバイスタチンと命名された新規な化合物ならびに
その医薬的に許容される塩および誘導体を製造する方法を提供する。上記方法は
培養菌番号HIL−008003、その突然変異体または変異体を1種または2種以上
の炭素源および1種または2種以上の窒素源ならびに任意の栄養無機塩および/
または微量元素を含有する栄養培地中好気条件下に培養し、ついで上記化合物を
単離し、ついで慣用方法により精製することからなる。
素を含有する。炭素源はたとえばデンプン、グルコース、スクロース、デキスト
リン、フルクトース、糖蜜、グリセロール、ラクトースまたはガラクトースであ
り、好ましくはグルコースである。窒素源はたとえば、大豆ミール、ピーナッツ
ミール、酵母エキス、牛肉エキス、ペプトン、トリプトン、モルトエキス、コー
ンスティープリカー、ゼラチンまたはカサミノ酸であり、好ましくは、大豆ミー
ルおよびコーンスティープリカーである。栄養無機塩および微量元素はたとえば
リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、塩化ナトリウム、塩化コバルト、
塩化カルシウム、炭酸カルシウム、硝酸カリウム、硫酸アンモニウムまたは硫酸
マグネシウムであり、好ましくは塩化コバルトおよび炭酸カルシウムである。
のpHで行われる。好ましくは培養菌番号HIL−008003は27℃(±1℃)お
よびpH7.0で培養される。
タチンの至適収率が得られるまで実施される。発酵は約40〜48時間、液内培
養条件下に、たとえば振盪フラスコ中および実験室用のファーメンター中で行う
のが特に好ましい。所望によりファーメンター中に、Desmophen(登録商標、ポ
リプロピレンオキシド)を消泡剤として使用することもできる。発酵の進行およ
びムンバイスタチンの形成は、マイクロタイタープレート中、非処理の Triton
X-100(登録商標)分解ラット肝ミクロソームにおけるグルコース−6−ホスフ
ェートトランスロカーゼの阻害を室温で、Methods in Enzymology 174, 58-67,
1989 に記載の方法をわずかに改変して比色法により測定して検出することがで
きる。得られた培養ブロス中、ムンバイスタチンは主として培養ろ液中に存在し
、したがって培養ろ液を水非混和性溶媒たとえば酢酸エチル、ジクロロメタン、
クロロホルムまたはブタノールによりpH5〜8で抽出して回収するか、または
ポリマー樹脂たとえば、Diaion HP-20(登録商標、Mitsubishi Chemical Indust
ries Limited, Japan)、AmberliteXAD(登録商標、Rohm and Haas Industries,
USA)、活性炭もしくはイオン交換クロマトグラフィーを用いてpH5〜8で疎
水性相互作用クロマトグラフィーによって回収する。好ましい方法は Diaion HP
-20(登録商標)上への吸着ついでその化合物の、溶出剤、たとえば水、メタノ
ール、アセトン、アセトニトリル、n-プロパノール、イソプロパノールまたは
それらの組み合わせを用いる脱着である。活性な溶出液を濃縮し、凍結乾燥する
と粗製の化合物が得られる。
なわち、静止相としてアルミナもしくはシリカゲル、溶出液として酢酸エチル、
クロロホルム、メタノールもしくはそれらの組み合わせを用いる正常相クロマト
グラフィー;静止相としてRP−18とも呼ばれるジメチルオクタデシルシリル
シリカゲルもしくはRP−8とも呼ばれるジメチルオクチルシリルシリカゲルの
ような逆相シリカゲル、溶出液として水、緩衝液たとえばリン酸塩、酢酸塩、ク
エン酸塩緩衝液(pH2〜8)および有機溶媒たとえばメタノール、アセトニト
リル、アセトン、テトラヒドロフランもしくはそれらの組み合わせを用いる逆相
クロマトグラフィー;溶媒たとえばメタノール、クロロホルム、アセトン、酢酸
エチルもしくはそれらの組み合わせ中においてSephadex(登録商標)LH-20(Pha
rmacia Chemical Industries, Sweden)、TSKgel Toyopearl(登録商標)HW-40F
(TosoHaas, Tosoh Corporation, Japan)、水中においてSephadex(登録商標)G
-10およびG-25のような樹脂を用いるゲル浸透クロマトグラフィー;水、メタノ
ール、エタノール、イソプロパノール、n-プロパノール、テトラヒドロフラン
、アセトン、アセトニトリル、メチレンクロリド、クロロホルム、酢酸エチル、
石油エーテル、ベンゼンおよびトルエンのような2種以上の溶媒から作成した二
相性の溶出系を用いる向流クロマトグラフィーを使用することができる。これら
の技術は、繰り返し、または別の技術と組み合わせて使用できる。好ましい方法
は Toyopearl(登録商標)上でのクロマトグラフィーついで改良シリカゲル(RP
-18)上での逆相クロマトグラフィーである。
ステルおよびエーテルならびに他の自明の化学的均等物に変換することが可能で
あり、これらはすべて本発明の範囲に包含される。本発明はまた、それら自体は
医薬としての使用に適当ではないが、医薬的に許容される塩および誘導体の製造
における中間体として使用できるすべてのムンバイスタチンの塩および誘導体も
包含する。本発明は、すべての立体異性型および互変異性型のムンバイスタチン
ならびにその塩および誘導体を包含する。塩および誘導体は、本技術分野の熟練
者には既知の標準操作を用いて製造することができる。たとえば、ナトリウムお
よびカリウム塩のような塩は、ムンバイスタチンを適当なナトリウムおよびカリ
ウム塩基で処理して製造することができる。エステルはムンバイスタチンをカル
ボン酸とジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)の存在下に反応させるか、
またはその化合物をアシル化剤たとえば酸クロリドで処理して製造することがで
きる。エステルを製造する他の方法は文献たとえば J. March, Advanced Organi
cSynthesis, 4版,John Wiley & Sons, 1992 に記載されている。
ラクトンが包含される。本発明の主題としてとくに取り上げられる化合物は、L
970860と命名された化合物ならびにその医薬的に許容される塩および誘導体のす
べての立体異性型および互変異性型である。化合物L970860 は、ムンバイスタ
チンのトルフルオロ酢酸処理により得られる。それは分子式C28H18O11を有し
、下記に示した物理化学的およびスペクトル的性質の1つ以上、例えば、図7の1 H NMRスペクトルに示した1H NMRスペクトル分析データおよび図8の13
C NMRスペクトルに示した13C NMRスペクトル分析データを特徴とする。
L970860を与えるムンバイスタチンのラクトン化は、ムンバイスタチンの単離ま
たは精製に使用することができる。
化剤との反応によって製造することができる。エーテルの他の製造方法は、文献
たとえば、J. March, Advanced Organic Synthesis, 4版,John Wiley & Sons,
1992 に記載されている。
トランスロカーゼを強力に阻害する。薬理学試験で得られた結果を、以下に示す
。すなわち、ムンバイスタチンならびにその医薬的に許容される塩および誘導体
は、医薬の活性成分としてとくに糖尿病の治療に有用であり、さらに一般的には
グルコース−6−ホスフェートトランスロカーゼの活性の上昇により引き起こさ
れるかもしくはそれに伴う状態、またはグルコース−6−ホスフェートトランス
ロカーゼ活性の低下が意図される状態の治療または予防に有用である。ムンバイ
スタチンならびにその医薬的に許容される塩および誘導体は、動物、好ましくは
哺乳動物、とくにヒトに、それ自体で、他の医薬と混合して、および経口または
非経口的投与が可能な医薬組成物として投与することができる。したがって、本
発明はまた、医薬として使用するためのムンバイスタチンならびにその医薬的に
許容される塩および誘導体、およびグルコース−6−ホスフェートトランスロカ
ーゼ活性を低下させるための医薬、とくに糖尿病の治療用医薬の製造におけるム
ンバイスタチンならびにその医薬的に許容される塩および誘導体の使用に関する
。本発明はさらに、ムンバイスタチンおよび/または1種もしくは2種以上のそ
の医薬的に許容される塩および/またはその誘導体の有効量を医薬的に許容され
る担体とともに含有する医薬組成物に関する。
投与することができる。ムンバイスタチンまたはその医薬的に許容される塩もし
くは誘導体を含有する医薬組成物は、単独でまたは配合して、この化合物を1種
または2種以上の医薬的に許容される賦形剤および/または補助剤、たとえば充
填剤、乳化剤、滑沢剤、遮蔽フレーバー、着色剤または緩衝物質と混合し、この
混合物を適当な医薬剤形たとえば錠剤、コート錠、カプセルまたは経口または非
経口投与に適当な懸濁剤もしくは溶液に変換することにより製造することができ
る。
、ラクトース、タルク、寒天、ポリグリコール、エタノールおよび水を挙げるこ
とができる。水への懸濁剤または溶液が、非経口投与には適当であり、好ましい
。活性物質はそのまま、ビヒクルまたは希釈剤を使用しないで適当な剤形、たと
えばカプセルとして投与することも可能である。ムンバイスタチンまたはその医
薬的に許容される塩もしくは誘導体からなる医薬組成物にはまた、他の医薬活性
成分を添加してもよい。
治療される種およびそれぞれの症状または疾患の状態に依存し、本技術分野で知
られている方法を用いて至適化される。
ンバイスタチンならびにその塩および誘導体はまた、診断の目的たとえばインビ
トロ診断において、およびグルコース−6−ホスフェートトランスロカーゼの阻
害を追求する研究目的での生化学的研究において、補助剤としても使用すること
ができる。
ない。 略号:MeOH メタノール;DMSO ジメチルスルホキシド;TFA トリ
フルオロ酢酸。
におけるHiranyakeshiの河床から収集した土壌10gを取り、これに滅菌した鉱
物質除去水90mlを加えて、2時間ロータリーシェーカー上で振盪した(220
rpm)。上述の土壌懸濁液をついで10から10-5までの段階に系列希釈した。
最後の希釈液から、1mlの懸濁液を滅菌ガラスペトリ皿(直径15cm)の中央に
置き、抗菌剤としてアンフォテリシンB 25μg/mlを補充した上記単離メジウ
ム約50mlを注いだ。このメジウムは注加する前に45℃に冷却し、プレートを
完全に回転させた。土壌懸濁液およびメジウムの混合物を、放置して沈積させ、
28℃(±1℃)で7日間インキュベートした。ペトリプレートを周期的に観察
して、微生物培養菌HIL−008003(培養菌Y−9645974)を増殖する微生物中
から単離した。
121℃で20分間滅菌した。ついで試験管を冷却し、傾斜した位置で放置して
固化させた。傾斜寒天を、針金ループにより、増殖した培養菌HIL−008003を
画線培養し、良好な増殖が観察されるまで28℃(±1℃)でインキュベートし
た。よく増殖した培養菌は冷蔵庫内に8℃で保存した。
し、121℃で20分間オートクレーブ処理した。フラスコを室温に冷却し、つ
いで各フラスコに、実施例2に上述したよく増殖した培養菌ループ1杯を接種し
、ロータリーシェーカー上27℃(±1℃)で72時間、種培養菌が得られるま
で240rpmで振盪した。
、121℃で20分間オートクレーブ処理した。フラスコを室温に冷却し、つい
で上述の種培養菌(1%v/v)を接種した。発酵はロータリーシェーカー上温度
27℃(±1℃)で40〜48時間、240rpmで実施した。
の阻害を測定してモニターした。収穫後、培養ブロスを遠心分離し、ムンバイス
タチンを培養ろ液から単離し、実施例5に記載するようにして精製した。
分配し、20分間オートクレーブ処理した。これらのフラスコ中で実施例3に記
載したように種培養菌を増殖させた。
種メジウムをインシトゥで121℃において20分間滅菌し、27℃±1℃に冷
却し、上述の種培養菌4.5Lを接種した。 発酵は以下のパラメーターで実施した。 温度 27℃(±0.5℃) 撹拌 80rpm 通気 50lpm 収穫時間 24時間
造メジウムを、消泡剤としてのDesmophen(登録商標、ポリプロピレンオキシド
)150mlとともにインシトゥにおいて121℃で45分間滅菌し、27℃±1
℃に冷却し、段階2からの種培養菌75Lを接種した。 発酵は以下のパラメーターで実施した。 温度 27℃(±0.5℃) 撹拌 50rpm 通気 450lpm 収穫時間 40〜44時間 化合物の産生はグルコース−6−ホスフェートトランスロカーゼの阻害を測定
してモニターした。発酵を停止したときの培養ブロスのpHは6.0〜7.0であ
った。収穫後、培養ブロスを遠心分離し、以下の実施例5に記載するように、グ
ルコース−6−ホスフェートトランスロカーゼ阻害剤、ムンバイスタチンを培養
ろ液から単離した。
分離した。所望の化合物、ムンバイスタチンは主として培養ろ液中に存在するこ
とが見いだされた。培養ろ液(730L)をDiaion(登録商標)HP−20(2
8L,3〜4%v/v)のカラムを通過させた。カラムを鉱物質除去水(250L
)で完全に洗浄し、ついで水中MeOHの段階勾配によって溶出した。すなわち
、溶出は10%MeOH(120L)および40%MeOH(300L)で行っ
た。15Lサイズで分画を収集した。40%MeOHで得られた活性な溶出液(
15×16L)を合わせて、10〜100mmHgの減圧下、35℃で濃縮し、凍結
乾燥すると、IC50 5μg/mlを示す240gの活性な粗製物質が生成した。
を鉱物質除去水(150L)で完全に洗浄し、ついで水中MeOHの段階勾配に
よって溶出した。すなわち、溶出は20%MeOH(80L)および40%Me
OH(100L)で行った。それぞれ10Lサイズおよび2Lサイズで分画を収
集した。40%MeOHで得られた活性な溶出液(2×30L)を合わせて、1
0〜100mmHgの減圧下、35℃で濃縮し、凍結乾燥すると、IC50 1μg/ml
を示す20gの濃縮された物質が生成した。
商標)LH−20上、2連続ゲル浸透クロマトグラフィーによって精製した。す
なわち、上述の濃縮された物質を、各5gの4ロットとして別個に、4cm×12
0cmのガラスカラム中に充填したSephadex(登録商標)LH−20(1.5L)
を通過させた。移動相は水とし、流速は2.5ml/分に維持した。25mlサイズ
で分画を収集した。活性な溶出液は0.1%TFA水溶液〜CH3CNの勾配を用
い、20分間、流速1ml/分でLichrocart(登録商標)100 RP−18(2
50mm×4mm)カラム上HPLCによってモニターし、270nmで検出した。所
望の成分を含む活性溶出液をプールし、10〜100mmHgの減圧下35℃で濃縮
し、凍結乾燥すると、IC50 0.1〜0.3μg/mlを示す高度に濃縮された物
質1gが得られた。
10cm)中に充填したSephadex(登録商標)LH−20に通過させて精製した。
移動相は水とし、流速は0.5ml/分に維持した。6mlサイズで分画を収集した
。分画をHPLC(条件は上述)に基づいてプールした。所望の化合物を含む活
性分画をプールし、10〜100mmHgの減圧下35℃で濃縮して、凍結乾燥する
と、IC50 0.06μg/mlを示す半純粋な化合物160mgが得られた。
0×16mm)カラム上、分取HPLCによって、水中5%メタノール〜水中40%
メタノール勾配を用い、30分で精製した。流速は6ml/分に維持し、純粋なム
ンバイスタチンを得るため検出は270nmで行った(70mg)。
を与えた。したがって、親化合物、ムンバイスタチンの特性解析は最初は実施例
6に記載の方法を用いてムンバイスタチンのTFAによる処理で得られたラクト
ン、L970860のスペクトル解析に基づいて行われた。
0ml)を加え、反応混合物を50℃で1時間加熱した。ついで混合物を10〜1
00mmHgの減圧下35℃で蒸発乾固した。このようにして得られた反応生成物を
分取HPLCによりEurosphere(登録商標)100 C18、10μ(250mm
×16mm)カラム上、0.1%TFA中30%CH3CN〜0.1%TFA中80
%CH3CNの勾配を用い、流速は6ml/分、20分で精製して、純粋なL97086
0を得るために検出は270nmで行った(55mg)。
クトル的性質を表1にまとめる。化合物のスペクトル分析データは図2、3およ
び5〜10に示す。図1〜4はHPLCクロマトグラムを示す。個々の図の内容
は表1に指示する。
ランスロカーゼの活性を、IC50約25nMで強力に阻害する。これに反し、ムン
バイスタチンは、界面活性剤で破壊したミクロソーム中のホスファターゼ活性を
IC50約>100μMで阻害し、トランスロカーゼへの高度の特異性が指示され
る。さらに、ムンバイスタチンは、ホスフェート/ピロホスフェートトランスロ
カーゼの活性には影響しなかった。ムンバイスタチンはグルコース−6−ホスフ
ェートトランスロカーゼの可逆性競合的阻害剤である。
対する作用を評価した。それは、フルクトース誘発糖新生およびグルカゴン誘発
グリコーゲンの加水分解をそれぞれ、約0.3μMおよび0.6μMのIC50値で
阻害する。
ロカーゼの活性を、約1.8μMのIC50で阻害する。
。
である。
である。
、たとえば、フロリジン(J. Biol. Chem. 242, 1955-1960, 1967)、5,5′−
ジチオ-ビス−2−ニトロ安息香酸(Biochem. Biophys. Res. Commun. 48, 694-
699, 1972)、2,2′−ジイソチオシアナトスチルベンおよび2−イソチオシア
ナト−2′−アセトキシスチルベン(J. Biol. Chem. 255, 1113-1119, 1980)
がある。最初に治療的に利用されたグルコース−6−ホスファターゼ系の阻害剤
は、欧州特許出願EP-A-587 087およびEP-A-587 088に提案されている。国
際特許出願WO 98/47888に記載されているコダイスタチンA、B、CおよびD
は微生物起源の最初のグルコース−6−ホスフェートトランスロカーゼの阻害剤
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 その1H NMRスペクトル(図9)およびその13C NMR
スペクトル(図10)によって特徴づけられる分子式C28H20O12の化合物のす
べての立体異性体および互変異性体型におけるムンバイスタチンならびにその医
薬的に許容される塩および誘導体。 - 【請求項2】 炭素源および窒素源を含有する栄養培地中、好気条件下に微
生物ストレプトマイセス種HIL−008003(DSM 11641)の培養、ついで慣用
方法での単離および精製により得られる分子式C28H20O12の化合物のすべての
立体異性体および互変異性体型におけるムンバイスタチンならびにその医薬的に
許容される塩および誘導体。 - 【請求項3】 その1H NMRスペクトル(図7)およびその13C NMR
スペクトル(図8)によって特徴づけられる分子式C28H18O11の化合物のすべ
ての立体異性体および互変異性体型におけるラクトンL980860、ならびにその医
薬的に許容される塩および誘導体。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載のムンバイスタチンまたはそ
の塩もしくは誘導体の製造方法において炭素源および窒素源を含有する栄養培地
中好気条件下に微生物ストレプトマイセス種HIL−008003(DSM 11641)の
培養、ついで慣用方法での単離および精製からなる方法。 - 【請求項5】 ストレプトマイセス種HIL−008003(DSM 11641)。
- 【請求項6】 医薬として使用するための請求項1〜3のいずれかに記載の
ムンバイスタチンまたはその医薬的に許容される塩もしくは誘導体。 - 【請求項7】 請求項1〜3のいずれかに記載のムンバイスタチンまたはそ
の医薬的に許容される塩もしくは誘導体の有効量および医薬的に許容される担体
からなる医薬組成物。 - 【請求項8】 グルコース−6−ホスフェートトランスロカーゼの阻害剤と
して使用するための請求項1〜3のいずれかに記載のムンバイスタチンまたはそ
の医薬的に許容される塩もしくは誘導体。 - 【請求項9】 糖尿病の治療において使用するための請求項1〜3のいずれ
かに記載のムンバイスタチンまたはその医薬的に許容される塩もしくは誘導体。
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