JP2003516412A - オリゴ糖混合物 - Google Patents
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Abstract
Description
ユニットから構成されるオリゴ糖のオリゴ糖混合物に、および胃腸機能の疾患を
解消するための当該オリゴ糖混合物の使用に関するものである。
3〜13モノマーから構成される、ヒトミルク中に存在する約80種の異なるオ
リゴ糖がそれらの構造で記載されうる:Newburg, D.S. and Neubauer, S.H. (19
95) Carbohydrates in milk; Analysis, quantities and significance, in: Ha
ndbook of Milk Composition, Jensen, R.G., editor. Academic press, 273-34
9。これらのオリゴ糖の様々な構造において、構造上の及び位置的な異性が重要
な働きを果たす。アシル化(酸性)に対する中性のオリゴ糖またはオリゴ糖構造
物の関係は、成熟ヒトミルクにおいて約10:1である。
下記のような重要な役割を果たす: 1.ヒトミルク由来のオリゴ糖は、ビフィドバクテリウム属の基質源を構成す
る。ゆえに、これらは、胃腸管の機能に必要な正常な腸内細菌叢を支持し、病原
菌を抑制する;Rose, C.S., Kuhn, R., Zilliken, F. und Gyorgy, P. (1954),
Bifidus factor. V. the activity of alpha- and beta-methyl-N-acetyl-D-glu
cosaminides, Arch. Biochem. Biophys. 49, 123-129。
がこれにより防止される点で、細菌、毒素及び真核寄生生物等の病原菌および/
または物質の付着を防止する。様々なインビトロのアッセイにおいて、最も多様
な病原性微生物に対するオリゴ糖の付着防止作用が示されうる;Kunz, C. and R
udioff, S. (1993) Biological functions of oligosaccharides in human milk
, Acta paediatr. 82, 903-912。
は、感染に対する防御を促進する。特定のオリゴ糖構造物の免疫調節作用は、イ
ンターロイキン10産生量の増加によって動物での試験において示されうる;Ve
lupillai, P. and Harn, D.A. (1994) Oligosaccharide-specific instruction
of interleukin 10 production by B 220+ cells from schistosome-infected m
ice: a mechanism for regulation of CD4+ T-cell subsets, Proc. Natl. Acad
. Sci. 91, 1-2。
は、ヒトミルクオリゴ糖から多くの点で逸脱している。定量的には、さらには定
性的には、オリゴ糖組成物が関係する限り数多くの相違が存在する。哺乳動物の
ミルクのオリゴ糖含量の種に特異的な相違は、個々の成分の濃度の相違に、さら
には同等の特徴を有する構造物に、およびまた、それ自体基礎的な構造物に圧倒
的に関係する。単糖の配列、さらには結合は、ヒトミルクのオリゴ糖と比較する
と相違する。加えて、ほとんどの動物のミルクにおけるほとんどの個々の成分の
量は、ヒトの母親のミルクにおけるのに比して有意に少ない。
左右されると考えられる。これらの要求は異なる種によって非常に強く変わる。
このような要求に左右される相違は、新生児(newborn child)及び生まれたばか
りの動物間のみならず、様々な生まれたばかりの動物間での比較でも異なる。こ
の相違は、新生児の胃腸管の機能的な条件に、免疫系の成熟度合いに、種に依存
する好ましい栄養に、さらにはそれぞれの種の非常に特異的な細菌培地に帰する
ものである。
を使用しようとすると、現在までの知見によると、単一の動物種のミルクは、ヒ
トミルクで見られるような、オリゴ糖に関する不均質な構造上の多様性を持たな
いという問題に直面する。
最大限にヒトミルク由来のオリゴ糖と一致する、一または幾つかの動物ミルクか
ら得られるオリゴ糖のオリゴ糖混合物を提供することである。
る。
合物によって、動物ミルクのオリゴ糖の抗感染および/または前生物的(prebiot
ic)活性が促進されることが見出された。この理由により、本発明のオリゴ糖混
合物は、それぞれが少なくとも2種の異なるオリゴ糖を含む、少なくとも2種の
オリゴ糖画分から構成される。これにより、オリゴ糖画分は、一の動物ミルク由
来であってもあるいは幾つかの動物ミルク由来であってもよい。それ自体いうま
でもないことではあるが、動物ミルクとしては、ヒトミルクは考えられないとい
う事実を参考する。
うなオリゴ糖は、異なっていると考えられ、これは少なくとも一の特性に関して
相違する。ゆえに、例えば、同じ単糖ユニットから構成されるが異なって結合す
る2種の2糖は、異なるオリゴ糖であると考えられるであろう。ゆえに、この相
違は、構造上のものでありえるが、組成によるものであってもよい。
な方法で一の種のまたは様々な種の動物ミルク由来のオリゴ糖画分から構成され
ることにある。当然、新規な組成または混合方法において保証されなければなら
ず、一の動物ミルクに存在するまたは幾つかの動物ミルクに存在する元の混合物
と一致する混合物は存在しない。この理由により、オリゴ糖混合物中に存在する
オリゴ糖の全スペクトルは、これからオリゴ糖画分が得られる、一動物ミルクま
たは複数の動物ミルクのものとは異なるものでなければならない。本発明のオリ
ゴ糖混合物が、例えば、一の動物ミルクのみから得られる場合には、これは全ス
ペクトルに関する後者の特性によって表わされなければならず、当該単一の動物
ミルクから得られるオリゴ糖画分の新規な組成物または混合物は元の動物ミルク
を再度生じるものではない。オリゴ糖混合物が幾つかの動物ミルクから得られる
場合には、新規な構成または混合方法によって、得られたオリゴ糖混合物が元に
使用された動物ミルクのオリゴ糖組成の一と一致するようにはならならい。
合には、酸性オリゴ糖に対する中性オリゴ糖の関係は、90〜60:10〜40
重量%である。換言すると、中性のオリゴ糖画分は、酸性のオリゴ糖画分と共に
存在する。これらの画分は双方とも、少なくとも2種の異なるオリゴ糖を含む。
酸性オリゴ糖に対する中性オリゴ糖の動物ミルク中に元々存在する割合に比べた
場合の中性オリゴ糖画分に対する酸性オリゴ糖画分の割合を修飾することにより
、特有の効率の向上がこれらの生理的作用において達成されうる。
る際には、新規な組成または新規な混合は、2種の異なる動物ミルクから得られ
るオリゴ糖がそれぞれオリゴ糖混合物中に全体に存在するオリゴ糖の少なくとも
10重量%に達するように行なわれなければならない。ゆえに、オリゴ糖が2種
の動物ミルクから得られる場合には、一の動物ミルクから得られるオリゴ糖は少
なくとも10重量%に達するのに対して、他の動物ミルクから得られるオリゴ糖
も同様に少なくとも10重量%及び最大90重量%に達し、この際、逆もまた同
様である。しかしながら、オリゴ糖が3またはそれ以上の動物ミルクから得られ
る場合には、2種の動物ミルクのみのオリゴ糖が少なくとも10重量%にならな
ければならない。他の動物ミルクからのオリゴ糖は10重量%未満であってもよ
い。
用でき、この際、ウシ、ヤギ、ヒツジ、雌ウマ、ラクダ及びバッファローミルク
の画分が好ましく使用される。
抽出は、セパレーターを用いた密度遠心によって行なわれてもよい。タンパク質
の分離は、限外瀘過または溶剤(例えば、エタノール、アセトン)による沈殿に
よって行なわれてもよい。ラクトースは、下記方法:結晶化、瀘過プロセス、さ
らにはクロマトグラフィー方法(リガンド交換クロマトグラフィー、ゲル瀘過、
溶出クロマトグラフィー、リサイクリングクロマトグラフィー、及び誘導向流ク
ロマトグラフィー(SMB))の一または幾つかによって分解されうる。無機物
質は、電気透析、ナノ瀘過、イオン交換および/または逆浸透によって分離され
る。オリゴ糖の中性または酸性オリゴ糖への分画は、上記クロマトグラフィー方
法および/またはアニオン交換クロマトグラフィーの一、さらには、または、瀘
過方法を用いて行なわれる。
得られるものである、本発明のオリゴ糖混合物は、この場合もまた、酸性オリゴ
糖に対する中性オリゴ糖の割合が90〜60:10〜40重量%であるように、
新たに構成される。
ともすべての積分中間値もまた、カバー、開示され、例えば、89:11、88
:12、87:13、85:15、80:20、79:21、75:25、74
:26、73:27、72:28、68:32、67:33、66:34、65
:35、64:36、63:37、62:38、61:39がある。
グルコース、D−ガラクトース、D−N−アセチル−グルコサミン、D−N−ア
セチル−ガラクトサミン、L−フコース、D−マンノース、D−体のシアル酸(
例えば、D−N−アセチルノイラミン酸及びD−N−グリコリルノイラミン酸)
ならびにこれらのO−アセチル化、硫酸化及びリン酸化誘導体の一または幾つか
によって構成される。
用されるオリゴ糖画分を構成する動物ミルクから得られるオリゴ糖の中にカウン
トされない。しかしながら、遊離ラクトースは、本発明に従って使用されるオリ
ゴ糖画分とは別に、本発明のオリゴ糖混合物中に存在してもよい。
得られ、2または幾つかの単糖ユニットから構成されるオリゴ糖画分からのみ構
成されてもよく、この際、遊離ラクトースはこれに含まれない(pertain to)。し
かしながら、上述したように、オリゴ糖混合物は、動物ミルク由来であるまたは
由来でないにかかわらず、遊離ラクトースを含んでもよい。さらに、オリゴ糖混
合物は、動物ミルク由来でない一のオリゴ糖または幾つかのオリゴ糖を含んでい
てもよい。ゆえに、本発明のオリゴ糖混合物は、例えば、食品の及び特に乳児用
調製粉乳の調製を目的として使用される一般的な糖と混合されてもよい。加えて
、このようなオリゴ糖はまた本発明のオリゴ糖混合物中に存在してもよく、これ
らは、化学的、酵素的および/または技術的変換によって本発明で使用されるオ
リゴ糖またはオリゴ糖画分を得る際に糖脂質および/または糖タンパク質から放
出される。
に動物ミルクから得られる上記オリゴ糖を意味する。これとは別に、他のオリゴ
糖が、同様に、上記で説明したように、存在してもよく、これによりこの環境が
記載されるまたは本明細書から生じる。
および/または完全に除去された乳製品である。加工及び分画は、クリームを得
ることにより生じるラクトース無機画分、カゼイン画分及び含まれる他の成分な
どの生成物を用いるとかなり簡単にできる。医薬品ラクトースの調製から得られ
る過剰分もまた様々なオリゴ糖の適当な出発源を構成する。画分の実際の単離を
行なう前に、一の動物種のまたは様々な動物種由来のミルクまたはラクトシーラ
ム(lactoserum)を、単一の構造または構造群を有する活性のあるオリゴ糖組成に
必要であるなどのように、オリゴ糖の分画の前に所望の割合で混合してもよい。
、例えば、食物不耐性後の抗生物質または腸内細菌叢に影響を与える他の薬剤の
投与後の、腸内細菌叢の疾患など)またはウィルス感染が役割を果たす胃腸機能
の疾患の場合において非常に濃縮されたまたは純粋な形態で使用されうる。本発
明のオリゴ糖混合物はまた、このような胃腸の感染症に対する予防に使用されて
もよい。これを目的として、本発明のオリゴ糖混合物は、乳児用調製粉乳、食事
療法食または薬剤中に混合されてもよい。
を構成するものであってもよい。このような食品としては、例えば、ベビーフー
ドまたは乳児用調製粉乳および完全な臨床栄養の調製物がある。さらに、これは
、正常な胃腸機能を保持する(予防の意味で)ために、さらには胃腸管の悪い細
菌またはウィルスの集落化(colonization)が役割を果たす疾患後の胃腸機能の改
善のために、一般的な食料への添加物として使用されてもよい。
た、即席食品の完全物への添加物として希釈形態で存在してもよい。
g〜4g/kg体重の量で適用され、これらのミリグラム値は動物ミルクから得
られた本発明のオリゴ糖混合物におけるこれらのオリゴ糖に関するものである。
このため、ラクトース及び動物ミルク由来でないオリゴ糖などの、場合によって
は、存在する他のオリゴ糖は、考慮に入れられていない。特に好ましくは、約1
00mg/kgが、1日に、体重当たり投与される。
う。
ないミルクをエタノール沈殿(最終濃度:66%エタノール)によって除蛋白す
る。沈殿物をセパレーターで分離する。エタノール及び水の一部を、40lの容
積が得られるように、ダウンフローエバポレーター(downflow evaporator)によ
って蒸発させる。ここに、約40kgのラクトース、1kgの無機物質及び水溶
性ビタミン、尿素またはクエン酸塩等の他の可溶性成分を含ませる。オリゴ糖の
割合は約10gに達する。オリゴ糖画分の組成は、およそ等しい部分の中性及び
アシル化構造物から構成される。AG 1×2によるアニオン交換クロマトグラ
フィーによって、中性(溶出手段:脱イオン水)及び酸性画分(溶出手段:30
0mM酢酸アンモニウム)への分離を行なう。中性画分を、結晶化方法によって
60%のラクトースに分解する。Toyopearl HW 40(S)によるゲルクロマトグラフ
ィーによって、5gの中性オリゴ糖画分が得られ、その残存ラクトース含量は約
10%である。アシル化オリゴ糖の画分を、電気透析によってアニオン交換溶出
バッファー(酢酸アンモニウム)から遊離し、中性オリゴ糖画分と同様にしてフ
リーズドライする。これにより、4.5gのアシル化オリゴ糖画分が得られる。
新たな1gの酸性画分を5gの中性画分と構成することによって、天然の組成と
一致するものに比べてより高い活性を有する混合物が得られる。
toserum)を、4000lの全ラクトシーラム量が3種の異なる動物種由来で利用
できるように、加工する前に3:1:1の割合で混合する。ポリスルホン膜(カ
ットオフ 20kDa)による限外瀘過によって、残存脂肪、溶液中に存在する
グリコマクロペプチド(glycomacropeptide)、及びラクトシーラムタンパク質を
分離する。次に、透過物を900lにまで逆浸透によって濃縮してもよい。上記
したのと同様にさらに加工することによって、ラクトース結晶化をまず行ない、
さらにターゲットによるアニオン交換クロマトグラフィーによってペプチドを分
離する。溶出段階の画分、脱イオン水及び300mM酢酸アンモニウムを合わせ
、濃縮し、電気透析し、フリーズドライする。3種の異なる種のオリゴ糖混合物
が、570gの量で得られる。ゲル瀘過及び電気透析による脱塩を用いたさらな
る分離によって、ターゲット生成物がフリーズドライによって得られる。ゲル瀘
過、HPAEC及びMALDI−MSによる分析によって、使用されたミルクに
及び混合比によって、中性に対する酸性オリゴ糖の割合は1:5であることが示
される。ガラクトシルラクトースの部分は、ヤギのラクトシーラムの高い割合に
より、120gであると示される。ヒツジのミルクでは、N−グリコリルノイラ
ミン酸が、酸性オリゴ糖の重要な成分としてN−アセチルノイラミン酸に比して
勝っている。したがって、グリコリルノイラミニルオリゴ糖(glycolyl neuramin
yl oligosaccharide)の割合がヤギまたはウシミルクに比べて増加する。
lのミルクを使用する。遠心、エタノールによるタンパク質沈殿及び分離による
炭水化物−無機物質画分を、それぞれの場合で得る。ロータリーエバポレーター
を使用することによって、溶液をそれぞれ8lに強化する(fortify)。AG 5
01×8(Ca2+形態)によるリガンド交換クロマトグラフィー及び脱イオン水
による溶出によって、一方では、ラクトース及び単糖のクロマトグラフィーによ
る分離、ならびに他方では、オリゴ糖のサブ分画を良好に行なう。排除容積及び
4糖の溶出範囲の間で、雌ウマ由来の画分を集めて、これをオリゴ糖の後の(ult
erior)新規な組成に使用するであろう。同相におけるヤギミルク由来の炭水化物
−無機物質画分の分離によって、ラクトースが分解されかつ単糖が分解された全
オリゴ糖画分が得られる。それぞれの画分の脱塩及びナノ瀘過による同時の強化
後、フリーズドライを行なう。2種の画分を2:5(雌ウマオリゴ糖画分:ヤギ
オリゴ糖画分)の混合比で混合する。
よるアニオン交換クロマトグラフィーによって、酸性画分を得、これの主成分は
2,3’−及び2,6’−シアリルラクトース及び2,3’−及び2,6’−N
−グリコリルノイラミニルラクトースである。得られた画分が2,3’−及び2
,6’−グリコリルノイラミニルから構成されるように、この画分をさらに逆相
材料によるクロマトグラフィーによって分離する。これを、電気透析によって脱
塩し、噴霧乾燥し、後の混合に使用するために用意する。
クトシルラクトース、1種のフコシル化ラクトサミン及びそれぞれ、N−アセチ
ルガラクトサミン及びN−アセチルグルコサミンによって拡張される2種のラク
トースユニットの画分の単離を良好に行なう。
状態のウシラクトシーラム由来の3糖の中性画分と1:7の比で混合し、給餌試
験を目的として用意する。
−N−ネオ−ヘキサオース(lacto-N-neo-hexaose)を、上記方法を用いて雌ウマ
から単離する。これらのオリゴ糖はヒトミルク中でも存在する。
ーによって単離し、フリーズドライする。
用いて単離する。
ミルクOS)の混合比で混合する。
たテトラオースおよび、さらに単糖組成が今日まで不明であるペンタオース及び
ヘキサオース(2種のヘキソサミン及び4種のヘキソースまたは2種のヘキソサ
ミン及び4種のヘキソースならびに3種のヘキソサミン及び3種のヘキソース)
から構成される。
ース及び2種の異なるグリコリルノイラミニルラクトースから構成される組成を
有する混合物が得られるように、アニオン交換クロマトグラフィーによって分画
する。より長い鎖長を有する酸性オリゴ糖、さらには中性ガラクトシルラクトー
スは、新規なオリゴ糖混合物の新たな組成に使用されない。この単離された酸性
及び中性画分を2:1の比で混合する。
、N−及びO−グリカンの形態の数多くの結合オリゴ糖をも含む。ゆえに、グリ
コマクロペプチドはO−グリコシル化され、ラクトフェリンはN−グリコシル化
される。相当するグリカン構造物は、かなりアシル化される。中性に対する酸性
グリカンまたはオリゴ糖の元の割合は、約1:1と示される。中性オリゴ糖の方
に割合がシフトするように、アニオン交換クロマトグラフィーを行なう。すべて
のアセチル化及び結合酸性オリゴ糖(画分2)はゲルマトリックスに結合し、中
性オリゴ糖(画分1)は脱イオン水で溶出される。すべての荷電成分は、高いイ
オン強度で溶出され(例えば、1M NaCl)、さらに加工される。pH 2
.0及び45℃で数時間、弱い加水分解条件することによって、シアル酸の分離
が達成される。NaOH溶液で中和後、当該画分2を中性オリゴ糖(画分1)と
合わせる。次に、酸性に対する中性オリゴ糖の割合を、中性オリゴ糖の方にシフ
トさせる。
Claims (9)
- 【請求項1】 オリゴ糖混合物が遊離ラクトースがこれに属しない少なくと
も2種の異なるオリゴ糖によって構成される少なくとも2種のオリゴ糖画分を含
み、 オリゴ糖混合物中に存在するオリゴ糖の全スペクトルがこれからオリゴ糖画分が
得られる一動物ミルクまたは複数の動物ミルクのものとは異なり、さらに a)オリゴ糖が一の動物ミルクのみから得られる際には、酸性オリゴ糖に対する
中性オリゴ糖の割合が90〜60:10〜40重量%である、または b)オリゴ糖が少なくとも2種の動物ミルクから得られる際には、2種の異なる
動物ミルクから得られるオリゴ糖がそれぞれオリゴ糖混合物中に存在するオリゴ
糖の全量の少なくとも10重量%に達することを特徴とする、 一または幾つかの動物ミルクから得られ、2またはそれ以上の単糖ユニットから
構成されるオリゴ糖を基礎とするオリゴ糖混合物。 - 【請求項2】 オリゴ糖が少なくとも2種の動物ミルクから得られる際には
、酸性オリゴ糖に対する中性オリゴ糖の割合が90〜60:10〜40重量%で
あることを特徴とする、請求項1に記載のオリゴ糖混合物。 - 【請求項3】 オリゴ糖は、下記単糖ユニット:D−グルコース、D−ガラ
クトース、D−N−アセチル−グルコサミン、D−N−アセチル−ガラクトサミ
ン、L−フコース、D−マンノース、D−体のシアル酸(D−N−アセチルノイ
ラミン酸及びD−N−グリコリルノイラミン酸)ならびにこれらのO−アセチル
化、硫酸化及びリン酸化誘導体の一または幾つかによって構成されることを特徴
とする、請求項1または2に記載のオリゴ糖混合物。 - 【請求項4】 オリゴ糖は、下記動物ミルク:ウシ、ヤギ、ヒツジ、雌ウマ
、ラクダ及びバッファローミルクの一または幾つかから得られることを特徴とす
る、請求項1〜3のいずれか1項に記載のオリゴ糖混合物。 - 【請求項5】 オリゴ糖は、貯留されない若しくは貯留されたミルク若しく
はラクトシーラムからまたは一若しくは幾つかの動物種の貯留されない若しくは
貯留されたミルク製品から得られることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか
1項に記載のオリゴ糖混合物。 - 【請求項6】 オリゴ糖またはオリゴ糖画分とは別に、これからオリゴ糖が
得られる一動物ミルクまたは複数の動物ミルク由来でありえる、ラクトースがま
た存在し、一動物ミルク由来でない一のまたは幾つかのオリゴ糖が存在するおよ
び/または糖タンパク質および/または糖脂質から放出されるオリゴ糖の化学的
、酵素的および/または技術的反応によってオリゴ糖を得る際に存在することを
特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のオリゴ糖混合物。 - 【請求項7】 オリゴ糖混合物は乳児用調製粉乳、食事療法食若しくは薬剤
中に含まれるまたは栄養完全物自体への添加物を構成することを特徴とする、請
求項1〜6のいずれか1項に記載のオリゴ糖混合物。 - 【請求項8】 胃腸管の細菌若しくはウィルス集落化によって引き起こされ
る胃腸管機能の疾患を解消することを目的とする、または正常な胃腸機能を維持
することを目的とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のオリゴ糖混合物の使
用。 - 【請求項9】 オリゴ糖混合物が1日当たり10mg/kg〜4g/kg体
重の量で適用される、請求項8に記載の使用。
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