JP2005533878A - 非常に大きい硫酸化度を持つk5多糖体のエピマー化誘導体 - Google Patents

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Abstract

エピK5-N-硫酸を過硫酸化して、非常に高い硫酸化度を持つエピK5-アミン-O-過硫酸を得る方法を開示する。該生成物は、続くN-硫酸化によって、硫酸化度少なくとも4を持ち、基本的に凝固パラメーターに対する活性を有しておらず、化粧品又は医薬品の分野において有用である新規なエピK5-N,O-過硫酸誘導体を提供する。さらに、相当するlmw-エピK5-N,O-過硫酸誘導体の製造における中間体として有用な低分子量エピK5-N-硫酸を開示する。

Description

本発明は、非常に大きい硫酸化度を持つK5多糖体の新規誘導体、その製法、その合成において有用な高度にO-硫酸化された新規中間体、及び基本的に凝固に関する活性を持たない有効成分としてK5多糖体の前記誘導体を含有する医薬組成物に関する。
特に、本発明は、予めN-脱アセチル化、N-硫酸化及び少なくとも20%C5-エピマー化したK5-多糖体を原料として、好適な条件下におけるO-過硫酸化及び続くN-硫酸化を介して、抗血管形成(antiangiogenetic)活性及び抗ウイルス活性の前記エピK5-N,O-過硫酸及びエピ-K5-N-硫酸とする、エピK5-N,O-過硫酸の製法に関する。
ヘパリン、ヘパラン硫酸、デルマタン硫酸、コンドロイチン硫酸及びヒアルロン酸の如きグリコサミノグリカンは、各種の動物の臓器から産業的に抽出される生体高分子である。
特に、主にブタの腸粘膜又はウシの肺からの抽出によって得られるヘパリンは、ofa鎖混合体(基本的に、ウロン酸(グルクロン酸又はイズロン酸)及びα-1→4又はβ-1→4結合によって結合されたアミノ糖(グルコサミン)でなる)でなる、分子量分布約3,000〜約30,000Dを持つ多分散コポリマーである。ヘパリンでは、ウロン酸単位は、2位において硫酸化され、グルコサミン単位は、存在するグルコサミン単位の約0.5%で、N-アセチル化又はN-硫酸化、6-O-硫酸化、及び3-O-硫酸化される。
哺乳動物におけるヘパリンの特性及び天然の生合成は、Lindahlらにより、1986年に、Lane D. 及びLindahal U. (編集), ヘパリン−化学的及び生物学的特性;Clinical Applications, Edward Arnold, London, p.159-190に、Lindahal U., Feingold, D.S. 及びRoden L. によって、1986 TIBS, 11, 221-225 に、及びConrad H.E.によって、ヘパリン結合タンパク質, Chapter 2:ヘパリノイドの構造, Academic Press, 1998に記載されている。ヘパリンの生合成は、鎖混合物(反復単位グルクロニル-β-1→4-N-アセチルグルコサミンでなる)でなる、その前駆体N-アセチル-ヘパロサンを原料として生ずる。前記前駆体は、N-アセチル基を部分的に加水分解して、これをSO3 -基によって置換し、グルクロン酸の一部の5位におけるカルボキシル基をエピマー化して、これらをイズロン酸に変化させ、及びO-硫酸基を導入する酵素変性を受けて、一旦工業的に抽出されると、ジサッカライド単位当たり、カルボキシ基と比べて、約2倍の数の硫酸基を有する生成物を生成する。これらの酵素変性は、これ以外にも、抗トロンビンIII(ATIII)への結合のペンタサッカライド領域(活性ペンタサッカライドと称される)の生成を生じ、この領域は、ATIIIへのヘパリンの高親和性結合に必要な構造体であり、ヘパリン活性自体の抗凝固及びアンチトロンビン活性にとって必須である。このペンタサッカライド(ヘパリンを形成する鎖のいくつか内にのみ存在する)は、3位に硫酸化されたグルコサミン単位、及びイズロン酸を含有するジサッカライド間で間隔を置いたグルクロン酸を含有する。
本質的に、活性ペンタサッカライドの生成は、グルクロニル-C5-エピメラーゼによって行われる、グルクロン酸単位の一部のカルボキシル基のイズロン酸単位へのエピマー化反応によって、及び硫酸化(グルコサミンの3位におけるヒドロキシキル基における硫酸基の導入をもたらす)によって可能になる。さらに詳述すれば、本質的に、活性ペンタサッカライドの生成は、C5-エピマー化がクラスターにおいて、すなわち、鎖の部分上で、かつ広範囲に生じ、グルクロン酸よりもイズロン酸単位を多く含有する生成物を生ずるとの事実によって可能である。実際、市販のヘパリンは、イズロン酸単位約70%及びグルクロン酸単位30%を含有する。
主な抗凝固及び抗トロンビン活性と共に、ヘパリンは、抗高脂血症、抗増殖性物質、抗ウイルス、抗腫瘍及び癌転移予防活性を発揮するが、医薬品としての使用は、抗凝固作用による副作用(出血を生じうる)によって妨げられている。
大腸菌(Escherichia Coli)から単離された莢膜多糖体K5(Vann W.F.らによってEuropean Journal of Biochemistry, 1981, 116, 359-364(「Vann 1981」)に開示されている)は、反復ジサッカライド単位グルコロニル-β-1→4-N-アセチルグルコサミンでなる鎖混合体でなり、従って、ヘパリンのN-アセチル-ヘパラン前駆体の同じ反復配列(A)
Figure 2005533878
を示すことが知られている。莢膜多糖体(以後、「K5-多糖体」又はより簡単に「K5」と表示する)は、Lormeauらによって米国特許第5,550,116号に、及びCasuらによってCarbohydrate Research, 1994, 263, 271-284に開示されているように化学的に変性される。抗腫瘍、癌転移予防、特に抗-HIV活性を有するK5-O-硫酸は、ヨーロッパ特許第333243号及び国際出願公開98/34959号に開示されている。K5は、動物の臓器から抽出されたヘパリン(抽出ヘパリン)と同じタイプの凝固に関するインビトロ生物学的活性を示す生成物を得るためにも、化学的及び酵素的に変性されている。
抽出ヘパリンのものと同じタイプの凝固に対する活性を有する生成物の獲得は、天然由来のものを原料として、D-グルクロニルC5-エピメラーゼによるC5-エピマー化を全体のキー工程とする方法によって行われる。
イタリー国特許第1,230,785号、国際出願公開92/17507号、国際出願公開96/14425号及び国際出願公開97/43317号に開示されている方法は、原料物質としてK5を使用する。発酵由来のK5を、N-脱アセチル化し、続いて、N-硫酸化を行い、このようにして得られたK5-N-硫酸について、溶液中において、C5-エピメラーゼ(マウスの肥満細胞腫からの(イタリー国特許第1,230,785号)又はウシの肝臓からの(国際出願公開92/17507号、国際出願公開96/14425号及び国際出願公開97/43317号)ミクロソーム酵素の溶液のクロマトグラフィーによって得られたもの)でのC5-エピマー化を行う。
ウシ肝臓からのD-グルクロニルC5-エピメラーゼは、Campbell, P.らによって精製されている(J. Biol. Chem., 1994, 269/43, 26953-26958: 「Compbell 1994」)。Campbellらは、また、アミノ酸における組成を提供し、K5-N-硫酸の相当する30%エピマー化生成物への変換のための溶液中での使用を開示しており、イズロン酸の生成を、HPLC法、続くジサッカライドへの完全亜硝酸解重合によって実証している。
国際出願公開98/48006号は、D-グルクロニルC5-エピメラーゼをコードするDNA配列、及び前記DNAを含有する組み換え発現ベクターから得られた組み換えD-グルクロニルC5-エピメラーゼを開示しており、この組み換えエピメラーゼは、Jin-Ping L.らによってJ. Biol. Chem., 2001, 276, 20069-20077(「Jin-Ping 2001」)に記載されているように、その後、Campbellらによって精製されている。
完全なC5-エピメラーゼ配列は、Crawford B.E.らによって、J. Biol. Chem., 2001, 276(24), 21538-21543(「Crawford 2001」)に開示されている。
国際出願公開01/72848号は、ウロン酸の総量に関してイズロン酸の少なくとも40%がエピマー化され、分子量2,000〜30,000を有し、ATIIIに関する高度の親和性鎖25〜50%を含有し、及び抗凝固活性及び抗トロンビン活性(HCII/抗Xa比として表される)1.5〜4を有するK5-多糖体のN-脱アセチル化N-硫酸誘導体の製法を開示している。この文献は、40〜60%エピマー化されたK5-N-硫酸の過硫酸化を開示し、得られた生成物(その13C-RMNが示されている)は、ジサッカライド単位当たり2〜3.5個の硫酸基含量を有することを示している。記載された条件下にて上記の過硫酸化を追試し、13C-RMNを検討したところ、得られる生成物は、実際には、6-O-硫酸含量が80〜95%であり、アミノ糖上の3-O-硫酸含量は30%であるが、硫酸化度は3.2である遊離アミンであることが確認された。また、国際特許公開01/72848号に開示された過硫酸化条件下では、3.2より大きい硫酸化度は得られないことも観察された。米国特許公開第2002/0062019号は、硫酸化度2.3〜2.9及び分子量2,000〜30,000、又は4,000〜8,000、又は18,000〜30,000を有する、凝固の制御において活性なエピK5-N,O-硫酸の製法を開示している。この方法は、(p-a)K5-多糖体のN-脱アセチル化及び得られたK5-アミンのN-硫酸化;(p-b)K5-N-硫酸のエピマー化;(p-c)エピK5-硫酸のO-過硫酸化;(p-d)部分的O-脱硫酸化;(p-e)選択的6-O-硫酸化;(p-f)このようにして得られた生成物のN-硫酸化の工程を包含し、工程(p-b)〜(p-f)の1工程の終了時に得られる生成物は、解重合に供されうる。かかる文献は、上記工程(p-a)〜(p-f)、続く工程(p-f)終了時における亜硝酸解重合によって得られる、分子量7,400を有し、硫酸化度2.3〜2.9を持つエピK5-N,O-硫酸を開示している。
また、同文献は、分子量約5,000を持つK5モイエティーを開示しており、このK5モイエティーは工程(p-a)〜(p-f)にも供される。
用語を標準化し、テキストをより理解されうるものとするため、本明細書にでは、一般的な用語又は表現を、単数又は複数の形で使用する。特に:
−「K5」又は「K5多糖体」は、発酵によって大腸菌から得られた莢膜多糖体、すなわち、上記のように、非還元末端に、任意に二重結合を含有する多糖体単位(A)でなる鎖混合物(いずれの場合にも、文献、特に、Vann 1981、又はManzoni M.ら, Journal of Bioactive Compatible Polymers, 1996, 11, 301-311(「Manzoni 1996」)、又は国際特許公開01/72848号及び国際特許公開02/068447号に開示された方法に従って調製及び精製される)を意味する(当業者にとって、以後に示すものは、いずれのN-アセチルヘパロサンにも適用されることは明白である);
−「C5-エピメラーゼ」は、いずれの場合にも、特に、Campbell 1994、国際特許公開98/48006、Jin-Pingら, J. Biol. Chem., 2001, 276, 20069-20077(「Jin-Ping 2001」)又はCrawford 2001に開示されているようにして調製、単離及び精製された抽出又は組み換えによるD-グルクロニルC5-エピメラーゼを意味する。
−「K5-アミン」は、少なくとも95%脱アセチル化されたK5(ただし、N-アセチル基は、通常のNMR装置では検知されない)を意味する;
−「K5-N-硫酸」は、少なくとも95%N-脱アセチル化され及びN-硫酸化された(通常100%)K5(N-アセチル基が、後述のように、通常のNMR装置では検知されないため);
−「エピK5」は、グルクロン酸単位の20〜60%が、イズロン酸単位にC5-エピマー化されたK5及びその誘導体を意味する;
−「エピK5-N-硫酸」は、グルクロン酸単位の20〜60%が、イズロン酸単位にC5-エピマー化されたK5-N-硫酸を意味する;
−「エピK5-アミノ-O-過硫酸」は、少なくとも3.4の硫酸化度を持つエピK5-アミン-O-硫酸を意味する;
−「エピK5-N,O-過硫酸」は、少なくとも4の硫酸化度を持つエピK5-アミン-O-硫酸化、100%N-硫酸化生成物を意味する。
加えて、
−上記の一般的な用語及び表現は、発酵後、単離された、一般に、分子量分布約1,500〜約50,000、平均分子量約10,000〜25,000、有利には、15,000〜25,000を持つK5に関し;
−上記の一般的な用語及び表現は、頭文字「lmw(low molecular weight:低分子量)」が先頭に付けられる場合(例えば、lmw-K5-N-硫酸、lmw-エピK5-N-硫酸)、分別によって又はK5-N-硫酸の解重合によって得られ、100%N-硫酸化生成物について算定して平均分子量約1,500〜12,000を有するK5-N-硫酸からなり又は誘導される低分子量生成物を表示する;
−上記の一般的な用語及び表現は、後に「誘導体」が付けられる場合、全体として、本来のK5からの誘導体及び低分子量のものの両方を表示する;
−分子量に関する用語「約」は、エピK5-N-硫酸誘導体の場合461として、硫酸化度4.26を持つエピ-K5-N,O-過硫酸誘導体の場合806として算定される(ナトリウムの重量を含む)ジサッカライド単位の粘度測定法によって測定された分子量±理論的重量を意味する;
−表現「主な化学種」は、lmw-エピK5-N-硫酸、lmw-エピK5-アミン-O-過硫酸又はlmw-エピK5-N,O-過硫酸を構成する混合物において、HPLCによって測定された分子量曲線のピークによって決定された最も代表的なタイプである化合物を意味する;
−他に特別に述べない限り、「硫酸化度」は、Casu B.らによりCarbohydrate Research, 1975, 39, 168-176(「Casu 1975」)に開示された導電率法(同方法は、国際特許公開01/72848においても利用されている)にて測定されたSO3 -/COO-比(ジサッカライド単位当たりの硫酸基の数としても表示される)を意味する;
−「O-過硫酸化の条件」は、例えば、B. CasuらによってCarbohydrate Research, 1994, 263, 271-284(「Casu 1994」)に開示された方法Cに従って行われる過激なO-硫酸化を意味する;
−用語「アルキル」は、直鎖状又は分枝状のアルキルを意味し、「テトラブチルアンモニウム」は、テトラ-n-ブチルアンモニウム基を示す。
驚くべきことには、イタリー国特許第1,230,785号、国際特許公開92/17507号、国際特許公開96/14425号、国際特許公開97/43317号、国際特許公開01/72848号及び米国特許公開第2002/0062019号に開示された方法によって行われるものとは異なり、エピK5-N-硫酸を原料として、pHを同じ有機塩基にて約7に維持しながら、反応混合物を、30〜60分間静置して、前記エピK5-N-硫酸の3級又は4級有機塩基との塩を調製し、ついで、得られた塩を、O-過硫酸化の条件下、O-硫酸化剤にて処理することによって、文献、例えば、国際特許公開01/72848号に開示された他のエピK5-アミン-O-硫酸よりも大きい硫酸化度を持つエピK5-アミン-O-過硫酸が得られることが新たに見出された。
このようにして得られたエピK5-アミン-O-過硫酸をN-硫酸化に供する場合、イタリー国特許第1,230,785号、国際特許公開92/17507号、国際特許公開96/14425号、国際特許公開97/43317号、国際特許公開01/72848号及び米国特許公開第2002/0062019号に開示された生成物とは異なり、凝固に関する活性を持たず、医薬品、特に、抗血管形成活性及び抗ウイルス活性の医薬組成物又は化粧品組成物の製造に有用である新規なエピK5-N,O-過硫酸が得られる。
前記エピK5-N,O-過硫酸の亜硝酸での解重合によって、凝固に関する活性を持たず、抗血管形成活性及び抗ウイルス活性を持つ新規なlmw-エピK5-N,O-過硫酸が得られる。
国際特許公開01/72848号に開示された方法に従って、ウロン酸の総量に関してイズロン酸の少なくとも40%がエピマー化されたK5多糖体のN,O-硫酸N-脱アセチル化誘導体を調製する場合、方法の最終N-硫酸化工程の終了時において得られる高分子量の生成物の解重合は、一般に、すべての凝固パラメーターに関して、それらが生ずる高分子量生成物のものよりもかなり低い活性を示すいくつかの解重合生成物を生ずるため、異なった結果を生ずることが確認された。これは、亜硝酸による減成が硫酸基の存在に影響されることによるものと考えられる。特に、グルコサミンの3位の硫酸基は、NagasawaらによってThrombosis Research, 1992, 65, 463-467(Nagasawa 1992)に開示されているように、異種起源の生成物をもたらす。
ウロン酸の総量に関してイズロン酸含量が20〜60%、有利には40〜60%、好ましくは約50%であるエピK5-N-硫酸を亜硝酸解重合に供する場合、異なる生物学的パラメーターに関する高度の活性を有し、凝固パラメーターに関する活性を持つ又は持たないlmw-エピK5-N,O-過硫酸の調製用の新規、かつ効果的な中間体を構成する、lmw-エピK5-N-硫酸が得られることが新たに見出された。特に、エピK5-N-硫酸を解重合することによって、平均分子量約2,000〜約4,000の新規なlmw-エピK5-N-硫酸、さらに詳しくは、主な化合物が、デカサッカライド又はドデカサッカライド又はテトラデカサッカライドである混合物でなる特殊なlmw-エピK5-N-硫酸が得られることが見出された。他の方法では得られないこれらのlmw-エピK5-N-硫酸も、興味深い生物学的特性を有し、抗ウイルス活性及び/又は抗血管形成活性の、驚くべきことには凝固に関する活性を持たないlmw-エピK5-N,O-過硫酸化生成物の調製用の有用な中間体である。
lmw-エピK5-N-硫酸を、同じ有機塩基にてpHを約7に維持しながら、反応混合物を30〜60分間静置して、上述の3級又は4級有機塩基での塩化に供し、ついで、得られた塩を、O-過硫酸化条件下、O-硫酸化剤にて処理することによって、新規なlmw-エピK5-アミン-O-過硫酸が得られる。lmw-エピK5-アミン-O-過硫酸をN-硫酸化に供することによって、驚くべきことには、凝固に関する活性持たず、抗ウイルス活性及び/又は抗血管形成活性であり、医薬又は化粧品組成物の調製に有用である新規なN-硫酸化及びO-過硫酸化誘導体(lmw-エピK5-N,O-過硫酸)が得られる。
これらのlmw-エピK5-N-硫酸は、K5-N-硫酸を原料として、単離され、精製され、固体支持体上に不動化された組み換えC5-エピメラーゼによる、カルシウム、マグネシウム、バリウム及びマンガンの中から選ばれる2価カチオンの存在下、温度約30℃、pH約7、12〜24時間でのエピマー化反応、続く、このようにして得られたエピマー化生成物の亜硝酸解重合、又はその逆によって得られる。
驚くべきことには、上述の条件下におけるエピマー化反応の過程で行った観察から、自然界でのヘパリンの生合成における場合に反して、基質の普通の及び非「クラスター」タイプのC5-エピマー化は、グルクロン酸単位2個毎に生じ、グルクロン酸単位によって分離され、後にイズロン酸単位が続く、又はその逆のグルコサミン単位2個でなる反復テトラサッカライド単位によって特徴付けられるエピK5-N-硫酸誘導体を生ずる。
このように、1態様によれば、本発明は、エピK5-N,O-過硫酸誘導体を製造する方法であって、
(a)酸形のエピK5-N-硫酸誘導体を、3級又は4級有機塩基にて処理し、反応混合物を、同じ3級又は4級有機塩基の添加によって、溶液のpHを7に維持しながら、30〜60分間静置し、前記有機塩基との塩を単離し;
(b)エピK5-N-硫酸誘導体の有機塩基との前記塩を、O-過硫酸化条件下、O-硫酸化剤にて処理し;
(c)このようにして得られたエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体を、N-硫酸化剤にて処理し、このようにして得られたエピK5-N,O-過硫酸誘導体を単離する、
ことを特徴とするエピK5-N,O-過硫酸誘導体の製法を提供する。
一般に、エピK5-N,O-過硫酸誘導体は、ナトリウム塩の形で単離され、任意に、このナトリウム塩は、他の化学的に又は薬学的に許容される塩に変換される。
この明細書では、用語「化学的に許容される」は、化学合成で使用されるカチオン、例えば、ナトリウム、アンモニウム、(C1-C4)テトラアルキルアンモニウムイオン、又は生成物の精製に関するものであり、一方、「薬学的に許容される」は説明を要しない。
有利なカチオンは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、(C1-C4)テトラアルキルアンモニウム、アルミニウム及び亜鉛に由来するものである。好適なカチオンは、ナトリウム、カルシウム及びテトラブチルアンモニウムイオンである。
方法の有利な態様によれば、工程(a)は、平均分子量約1,000〜約25,000、有利には、約1,500〜約25,000を有するエピK5-N-硫酸誘導体、すなわち、予めN-脱アセチル化、N-硫酸化(通常100%)及び20〜60%C5-エピマー化し、任意に、亜硝酸にて解重合したK5多糖体のナトリウム塩の溶液を、例えば、IR-120 H+タイプの酸形イオン交換樹脂を通過させ、樹脂の洗浄水を含む溶出液を集め、3級又は4級有機塩基、好ましくは、水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液にて溶出液を中和することによって行われる。溶液を、そのpHを同じ塩基の添加によって7に維持しながら1時間静置し、このようにして得られた塩を凍結乾燥にて単離する。
工程(b)では、過剰量のO-硫酸化剤を使用し、非プロトン性の極性溶媒中、温度20〜70℃において24時間未満で操作することによって、O-過硫酸化を行う。
有利には、工程(a)において単離された、平均分子量約1,000〜約25,000、有利には、約1,500〜約25,000を有するエピK5-N-硫酸誘導体、すなわち、予めN-脱アセチル化、N-硫酸化(好ましくは100%)及び20〜60%C5-エピマー化し、及び任意に、亜硝酸にて解重合したK5多糖体の3級又は4級有機塩基との塩を、ジメチルホルムアミドに溶解し、各遊離水酸基当たりO-硫酸化剤2〜10モルにより、温度40〜60℃において10〜20時間処理する。O-硫酸化剤として、有利には、ピリジン・SO3付加物が、ジサッカライド当たり2.5〜5モル、好ましくは、2.5〜4モルの量で使用され、反応は、有利には、50〜60℃、好ましくは55℃において、一夜で行われる。反応終了時に得られた生成物を、水0.1〜1容の添加によって単離し、好ましくは、水酸化ナトリウムにて中和し、塩化ナトリウムの飽和アセトン溶液にて沈殿させ、濾過、及び可及的に限外濾過する。
このようにして得られた生成物は、一般に、ウロン酸の総量の20〜60%のイズロン酸含量を有し、平均分子量約3,500〜約40,000、有利には、約4,500〜約40,000及び硫酸化度少なくとも3.4、有利には、少なくとも3.5、さらに有利には、3.55〜4、好ましくは、3.55〜3.8を有するエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体のナトリウム塩である。このようにして得られたナトリウム塩は、他の塩に変換される。例えば、限外濾過膜にて操作することによって、カルシウムイオンとの交換が行われる。
工程(c)では、文献公知のN-硫酸化法を使用して、非常に大きい硫酸化度を持つエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体をN-硫酸化する。
実際には、N-硫酸化は、工程(b)からのエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体を含有する水溶液を、炭酸ナトリウム及びN-硫酸化剤、例えば、(C1〜C4)トリアルキルアミン・SO3又はピリジン・SO3付加物にて、混合物を30〜50℃に維持しながら、8〜24時間処理し、例えば、ダイアフィルトレーションにより、所望のエピK5-N,O-過硫酸誘導体を単離することによって行われる。任意に、N-硫酸化工程は、95%以上の置換、好ましくは完全な置換が達成されるまで繰り返される。
このようにして得られた新規なエピK5-N,O-過硫酸誘導体は、一般に、ナトリウム塩形である。このナトリウム塩は、他の化学的又は薬学的に許容される塩に変換される。特に有利な塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属の塩、アンモニウム、(C1〜C4)テトラアルキルアンモニウム、アルミニウム及び亜鉛の塩である。
本発明の方法の工程(a)に供される原料のエピK5-N-硫酸は、予めN-脱アセチル化、N-硫酸化(通常100%)及び20〜60%C5-エピマー化し(有利には、40〜60%)、任意に、亜硝酸にて解重合した、平均分子量約1,000〜約25,000、有利には、約1,500〜約25,000を有するK5多糖体から誘導される。好ましくは、このような原料物質は、平均分子量10,000〜25,000を有するエピK5-N-硫酸、又は平均分子量約1,000〜約12,000、有利には、約1,000〜約10,000、好ましくは、約1,500〜約8,000を有するlmw-エピK5-N-硫酸である。
エピK5-N-硫酸(K5-N-硫酸のC5-エピマー化によって調製される)は、文献においてよく知られており、例えば、国際特許公開92/17507号、国際特許公開01/72848号、国際特許公開98/14425号、国際特許公開97/43317号又は米国特許公開第2002/0062019号に広く開示されている。K5-N-硫酸のグルクロン酸単位のD-グルクロニルC5-エピメラーゼでのC5-エピマー化による調製は、この明細書において引用する文献に開示されている。
平均分子量5,000を有するK5モイエティーのN-脱アセチル化、N-硫酸化及びC5-エピマー化によって得られるイズロン酸単位含量約20%を有するlmw-エピK5-N-硫酸は、国際特許公開92/17507号に開示されている。しかし、このようなlmw-エピK5-N-硫酸は、かなりの量のアセチル基を含有する。
原料物質として特に有利なイズロン酸含量40〜60%を持つエピK5-N-硫酸は、国際特許公開02/068477号に開示された、実質的にアセチル基を含有しないK5-N-硫酸(それ自体、特に純粋な、特に親油性物質を含有しないK5から調製される)のエピマー化によって得られたものである。方法の良好な態様によれば、エピマー化によって、国際特許公開02/068477号に開示されたものと同様の親油性物質を含有しないK5から得られ、このC5-エピマー化は、単離され、精製され、固体支持体上に不動化されたD-グルクロニルC5-エピメラーゼにて、カルシウム、マグネシウム、バリウム及びマンガンの中から選ばれる少なくとも1つの2価イオンの存在下、pH約7、温度約30℃において、12〜24時間で行われる。
高イズロン酸単位含量、特に、40〜60%、好ましくは、50〜55%を有するlmw-エピK5-N-硫酸は新規であり、lmw-エピK5-N,O-過硫酸誘導体の調製における原料物質として特に有利な生成物である。
上述のように、lmw-エピK5-N-硫酸は、いずれかの順序で、K5-N-硫酸を、
(i)単離され、精製され、溶液中に存在する又は固体支持体上に不動化されたD-グルクロニルC5-エピメラーゼによる、カルシウム、マグネシウム、バリウム及びマンガンの中から選ばれる少なくとも1つの2価イオンの存在下、pH約7、温度約30℃における12〜24時間のC5-エピマー化に:及び
(ii)亜硝酸解重合、続いて、任意に、通常ナトリウムボロヒドリッドによる還元に供することを特徴とする方法によって調製される。
表現「いずれかの順序で」とは、方法が、順序(i)-(ii)、すなわち、上述の順序、及び逆の順序、すなわち、順序(ii)-(i)(K5-N-硫酸を、初めに、亜硝酸解重合に供し、任意に、ナトリウムボロヒドリッドによる還元を行った後、上述の条件下でC5-エピマー化を行う)の両方で、差なく行われることを示す。順序(ii)-(i)は、平均分子量約4,000以上を有するlmw-K5-N-硫酸を原料とする場合、好ましくは、約6,000を持つものを原料とする場合に、好適に使用される。例えば、エピK5-N-硫酸1gを原料として、分子量4,000より大、特に、少なくとも6,000を持つlmw-エピK5-N-硫酸を生成して、lmw-エピK5-N,O-過硫酸の調製のための有用な中間体を得ることを可能にする亜硝酸ナトリウムの量を決定することができる。実際、この場合には、工程(ii)において最適なエピマー化の百分率が得られる。
本発明の好適な態様によれば、C5-エピメラーゼは、不活性な固体支持体上に不動化される。
例えば、Cambell 1994、国際特許公開98/48006号、Jin-Ping 2001又はCrawford 2001に従って、単離し、精製した、好ましくは組み換えのC5-エピメラーゼを、基質の存在下、すなわち、原料のK5-N-硫酸の存在下、又は有利には平均分子量4,000以上、好ましくは、少なくとも6,000を有するlmw-エピK5-N-硫酸の存在下において、不活性支持体上に不動化される。不動化は、例えば、国際特許公開01/72848号に開示されているように、一般的な方法に従って行われる。
C5-エピマー化反応は、基質(K5-N-硫酸又は好ましくは平均分子量4,000より大、特に、少なくとも6,000を有するlmw-エピK5-N-硫酸)0.001〜10g及びカルシウムマグネシウム、バリウム及びマンガンの中から選ばれる濃度10〜60mMのカチオンを含有するpH約7の25mM HEPES溶液20〜1,000mlを、pHを約7に維持しながら、約30℃、流量30〜220ml/時間で、12〜24時間、有利には、15〜24時間、不動化酵素1.2×107〜3×1011cpmを収容するカラムを循環させることによって行われる。好ましくは、上記溶液を、流量約200ml/時間で一夜(15〜20時間)循環させる。得られた生成物を精製し、公知の方法、例えば、限外濾過及びエタノールでの沈澱によって分離する。このようにして得られた生成物は、エピK5-N-硫酸(この場合、水に溶解され、解重合に供される)又はlmw-エピK5-N-硫酸(この場合、最終生成物を構成する)でなる。エピマー化の百分率(実際には、グルクロン酸単位に対するイズロン酸単位の量)は、国際特許公開96/4425号に開示された方法によって1H-RMNを使用して算定される。
亜硝酸解重合は、例えば、ヨーロッパ特許第37319号、国際特許公開82/03627号に開示された方法に従い、ヘパリンの解重合による公知の方法に従って、又は、ヨーロッパ特許第544592号に開示されたK5-N-硫酸の解重合による方法に従って(ただし、0〜10%以下、好ましくは、5%以下のアセチル基を含有するK5-N-硫酸又はエピK5-N-硫酸を原料とする)行われる。好ましくは、亜硝酸ナトリウム及び塩酸を使用し、実質的にアセチル基を含有しないエピK5-N-硫酸について行った解重合では、続いて、ナトリウムボロヒドリッドによるその場での還元を行う。
実際には、エピK5-N-硫酸の冷たい水溶液を、塩酸にて酸性pH(約2)とし、なお冷たい間に、温度(約4℃)及びpH(約2)を一定に維持しながら、亜硝酸ナトリウムにて処理し、解重合(約15〜30分間)の終了後、溶液を水酸化ナトリウムにて中和し、なお4℃において、ナトリウムボロヒドリッドの水溶液にて処理する。還元(約4時間)の終了後、過剰のナトリウムボロヒドリッドを塩酸にて破壊し、溶液を水酸化ナトリウムにて中和し、解重合された(及び還元された)生成物を、例えば、エタノール又はアセトンでの簡単な沈澱による公知の方法に従って単離する。解重合の終了時に得られた生成物は、lmw-エピK5-N-硫酸(この場合、最終生成物を構成する)又はlmw-K5N-硫酸(この場合、上記のように、直接C5-エピマー化に供され、その後、単離されるか又は予め単離されることなく溶液中に存在する)であり、特に、平均分子量4,000より大、好ましくは、少なくとも6,000を有する場合には、抗血管形成活性及び抗ウイルス活性のlmw-K5-N,O-過硫酸を調製するために使用される。特に、各種の量の亜硝酸ナトリウム/塩酸を使用して、解重合反応を適切に制御することによって、平均分子量約1,500〜約12,000、有利には、約1,500〜約10,000、好ましくは、約1,500〜約7,500(2,5-アンヒドロマンニトールのC2によるシグナルと、多糖体鎖内のグルコサミンのアノマー炭素によるシグナルとの積分を介して、13C-RMNスペクトルにおいて算定される)を有するlmw-K5-N-硫酸又はlmw-エピK5-N-硫酸が得られる。方法の一般的態様によれば、例えば、エピK5-N-硫酸1gを原料とする場合、原料を脱イオン水100〜200mlに溶解し、4℃に維持する。ついで、所望の平均分子量、例えば、約2,000〜約4,000が得られるような量の亜硝酸ナトリウムを添加する。従って、BioRad BioSil 250カラム及び既知分子量のヘパリン基準を使用するHPLC方法にて測定して分子量20,000を有するエピK5-N-硫酸を原料とする場合、0.2%水溶液中に溶解した亜硝酸ナトリウム330〜480mgの添加が必要である。エピK5-N-硫酸及び亜硝酸ナトリウムを含有する溶液を4℃に維持し、4℃に冷却した0.1N HClの添加を介してpH2とする。ゆっくりと攪拌しながら、20〜40分間反応させ、ついで、0.1N NaOHにて中和する。得られた生成物を室温とし、還元剤、例えば、ナトリウムボロヒドリッド(水50〜100mlに溶解した250〜500mg)にて処理し、4〜8時間反応させる。0.1N HClにてpHを5〜5.5とすることによって、過剰のナトリウムボロヒドリッドを除去し、さらに2〜4時間放置する。その後、0.1N NaOHにて中和し、生成物を、アセトン又はエタノールでの沈澱によって回収し、減圧下での蒸発によって生成物を濃縮する。
同様に、K5-N-硫酸又はエピK5-N-硫酸1gを原料として、分子量4,000〜約12,000、有利には、約4,000〜約7,500、特に、6,000〜7,500を持つlmw-K5-N-硫酸又はlmw-エピK5-N-硫酸の調製を可能にする亜硝酸ナトリウムの量が決定される。
イズロン酸含量20〜60%、有利には、40〜60%、好ましくは、50〜55%を持ち、NH2基及びN-アセチル基を実質的に含有せず、平均分子量約1,500〜約12,000、有利には、約1,500〜約10,000、好ましくは、約1,500〜約7,500を有する、このようにして得られたlmw-エピK5-N-硫酸及びその化学的又は薬学的に許容される塩は、lmw-エピK5-N,O-過硫酸の調製における特に興味深い原料物質として有用な新規生成物を構成するだけでなく、それら自体、医薬品又は化粧品組成物の有効成分として有用であり、本発明の他の態様を構成する。
有利には、本発明のエピK5-N,O-過硫酸誘導体の調製における原料物質は、鎖の少なくとも90%が、式(I)
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;nは2〜100、有利には、3〜100の整数であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなるエピK5-N-硫酸誘導体である。
さらに有利には、原料のエピK5-N-硫酸誘導体は、鎖の少なくとも90%が、式(I)(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸でなり;nは2〜100、有利には、3〜100の整数であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなる。好適な原料物質は、鎖の少なくとも90%が、式(I)(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%、有利には、40〜60%、好ましくは、50〜55%がイズロン酸でなり;nは2〜20、有利には、3〜15の整数であり;対応するカチオンは、化学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなる上記のlmw-エピK5-N-硫酸である。
実際、上記の好適なlmw-エピK5-N-硫酸は、鎖の少なくとも90%が、式(I')
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%、有利には、40〜60%、好ましくは、50〜55%がイズロン酸でなり;qは2〜20、有利には、3〜15の整数であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなる。
この明細書において、用語「化学的」は、化学合成で使用されるカチオン、例えば、ナトリウム、アンモニウム、(C1-C4)テトラアルキルアンモニウムイオンに関するものであり、又は生成物の精製に関するものである。
有利なカチオンは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、(C1-C4)テトラアルキルアンモニウム、アルミニウム及び亜鉛に由来するものである。好適なカチオンは、ナトリウム、カルシウム及びテトラブチルアンモニウムイオンである。
鎖の少なくとも90%が、上記式(I')を有するものである鎖混合物でなり、対応するエピK5-N-硫酸の亜硝酸解重合及び続く可及的な還元(例えば、ナトリウムボロヒドリッドによる)によって得られるlmw-エピK5-N-硫酸は特に興味深い。これらの中でも、主な化学種が、式(I'a)
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、60〜40%がグルクロン酸でなり、40〜60%がイズロン酸でなり;pは4〜8の整数である)を有するものである鎖混合物でなるlmw-エピK5-N-硫酸が好適である。これら生成物の平均分子量は、約2,000〜約4,000であり、対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである。
亜硝酸解重合工程からのこれらエピK5-N-硫酸の源は、前記鎖混合物における大部分の鎖の還元末端における、2,5-アンヒドロマンノース単位又は、例えば、ナトリウムボロヒドリッドでの還元の場合には、構造(a)
Figure 2005533878
(ここで、Xは、ホルミル基又はヒドロキシメチル基を表す)で表される構造の2,5-アンヒドロマンニトールの存在を包含する。従って、大部分(鎖の60〜70%)の還元末端は、実際には、構造(b)
Figure 2005533878
(ここで、Xは上記のとおりである)で表される。
硫酸化は1又は2個の硫酸基の導入を生ずるが、この導入は、O-硫酸化誘導体の硫酸化度を格別変動させるものではないため、構造(a)の存在は、エピK5-N-硫酸及びその誘導体の化学特性に何ら影響を及ぼさない。しかし、本発明の方法によれば、前記lmw-エピK5-N-硫酸は、硫酸化及びアセチル化反応に供されるが、これら反応の、構造(a)の2,5-アンヒドロマンノース(Xはホルミルを表す)のホルミル基に対する影響は未知であるため、亜硝酸解重合に続いて、例えば、ナトリウムボロヒドリッドでの還元を行うことは好適である。さらに、構造(a)の存在は、低分子量ヘパリンに関して、Φstergaard P.B.らによって実証された(Thrombosis Reaserch, 1987, 45, 739-749(「Φstergaard 1987」))ように、生成物の生物学的活性に影響を及ぼさない。
本発明による特に有利なlmw-エピK5-N-硫酸は、主な化学種が、式(I'b)
Figure 2005533878
(ここで、Xは、ホルミル基又は、好ましくは、ヒドロキシメチル基であり;mは4、5又は6であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものであり;グルクロン酸単位又はイズロン酸単位を原料とする場合、グルクロン酸単位とイズロン酸単位とが交互に存在する)を有するものである鎖混合物でなる。このような場合、グルクロン酸単位/イズロン酸単位の比は、45/55〜55/45、例えば、ほぼ50/50である。
従って、上述の条件下においてC5-エピメラーゼ(好ましくは、固体支持体上に不動化された、好ましくは、組み換え酵素)を使用しても、自然界において生ずるような(ただし、通常のタイプである)、K5-N-硫酸誘導体のエピK5-N-硫酸誘導体への「クラスター」エピマー化は生じない。
このように、他の1態様によれば、本発明は、単離し、精製したC5-エピメラーゼの使用であって、K5-N-硫酸誘導体の、グルクロン酸単位によって分離され、後にイズロン酸単位が続く、又はイズロン酸単位によって分離され、後にグルクロン酸単位が続く2つのグルコサミン単位でなる反復テトラサッカライド単位によって特徴付けられる相当するエピK5-N-硫酸誘導体への変換における使用を提供する。
前記エピマー化は、平均分子量4,000より大、好ましくは、6,000〜7,500を有するK5-N-硫酸誘導体について行われる場合に生ずる。
本発明によれば、好ましくは、100%N-硫酸化された原料のエピK5-N-硫酸誘導体(特に、鎖の少なくとも90%が、式(I)又は(I')を有するものである、又は主な化学種が、式(I'a)又は(I'b)(ここで、Xはヒドロキシメチル基である)を有するものである鎖混合物でなるエピK5-N-硫酸誘導体)を、上述の工程(a)及び(b)に供し、終了後、対応する、新規な、通常ナトリウム塩形のエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体(アミンは未置換である)を単離し、該生成物は、他の化学的又は薬学的に許容される塩に変換される。特に有利な塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、(C1〜C4)テトラアルキルアンモニウム、アルミニウム及び亜鉛の塩であり、これらの中でも、ナトリウム、カルシウム及びテトラブチルアンモニウムの塩が好ましい。
このように、他の態様によれば、本発明は、新規なエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体及びその化学的又は薬学的に許容される塩に関し、これら化合物は、
(a)酸形のエピK5-N-硫酸誘導体を、3級又は4級有機塩基にて処理し、反応混合物を、溶液のpHを、前記3級又は4級有機塩基の添加によって7に維持しながら、30〜60分間静置し、前記有機塩基との塩を単離し;
(b)エピK5-N-硫酸誘導体の有機塩基との前記塩を、O-過硫酸化条件下、O-硫酸化剤にて処理し、エピK5-アミン-O-過硫酸誘導体を単離することを特徴とする方法によって得られる。
工程(a)の有利な原料物質として、鎖の少なくとも90%が、式(I)(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;nは3〜100の整数であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなるエピK5-N-硫酸誘導体を使用する場合、工程(b)の終了時、鎖の少なくとも90%が、式(II)
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;nは、2〜100、好ましくは、3〜100の整数であり;硫酸化度少なくとも3.4、有利には、少なくとも3.5、さらに有利には、3.55〜4、好ましくは、3.55〜3.8に関して、R、R'、R''は、水素又はSO3 -であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなるエピK5-アミノ-O-過硫酸誘導体が得られる。
これらの非常に高い硫酸化度を持つエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体は、基本的に、凝固パラメーターに関する活性を持たないが、他の興味ある薬理特性を有するそのN-硫酸又はN-(C2〜C4)アセチル化誘導体の調製における有用な新規生成物である。
非常に高い硫酸化度を持つ有利なエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体は、鎖の少なくとも90%が、式(II)(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸でなり;nは2〜100、好ましくは、3〜100の整数であって、平均分子量は、約2,000〜約40,000、有利には、約4,500〜約40,000を有し;Rは少なくとも40%、好ましくは、50〜80%がSO3 -であり、R'及びR''は、共にSO3 -であるか、又は一方が水素であり、他方は、モノ硫酸化グルクロン酸において5〜10%がSO3 -であり、モノ硫酸化イズロン酸において10〜15%がSO3 -であり;硫酸化度は、3.4より大、有利には、少なくとも3.5、さらに有利には、3.55〜4、好ましくは、3.55〜3.8であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものであるofa鎖混合物でなる。
非常に高い硫酸化度を持つ好適なエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体は、鎖の少なくとも90%が、式(II)(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%、好ましくは、50〜55%がイズロン酸でなり;Rは、少なくとも40%、有利には、50〜80%、好ましくは、約65%がSO3 -であり、R'及びR''は、共にSO3 -であるか、又は一方が水素であり、他方は、グルクロン酸において5〜10%がSO3 -であり、イズロン酸において10〜15%がSO3 -であり;nは2〜20、有利には、3〜15の整数であって、平均分子量は、約4,000〜約8,000を有し;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものであるofa鎖混合物でなるlmw-エピK5-アミン-O-過硫酸である。
実際に、前記の好適なlmw-エピK5-アミン-O-過硫酸は、鎖の少なくとも90%が、式(II')
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸であり;qは、2〜20、有利には、3〜15の整数であり;硫酸化度少なくとも3.4、有利には、少なくとも3.5、さらに有利には、3.55〜4,好ましくは、3.55〜3.8に関して、R、R'及びR''は、水素又はSO3 -であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるイオンである)を有するものである鎖混合物でなる。
これらのlmw-エピK5-アミン-O-過硫酸の中でも、主な化学種が、式(II'a)
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸であり;pは4〜8の整数であり;R、R'及びR''は、上記のとおりであり;硫酸化度は、少なくとも3.4、有利には、少なくとも3.5、さらに有利には、3.55〜4、好ましくは、3.55〜3.8である)を有するものである鎖混合物でなるものが好適である。
lmw-エピK5-硫酸から、亜硝酸解重合及び続く、例えば、ナトリウムボロヒドリッドによる還元によってlmw-エピK5-アミン-O-過硫酸を得るためには、前記鎖混合物における大部分の鎖の還元末端における構造(a')
Figure 2005533878
(ここで、R''は、水素又はSO3 -である)の2,5-アンヒドロマンニトール硫酸化単位の存在が必要である。
このように、前記鎖混合物における大部分の鎖の還元末端は、構造(b')
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、グルクロン酸単位又はイズロン酸単位である)によって表される。
上述の新規なlmw-エピK5-アミン-O-過硫酸の中でも、主な化学種が、式(II'b)
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸であり;mは4、5又は6であり;硫酸化度少なくとも3.4、有利には、少なくとも3.5、さらに有利には、3.55〜4、好ましくは、3.55〜3.8に関して、R、R'及びR''は、水素又はSO3 -であり、X''は、OH又はOSO3 -であり;グルクロン酸単位又はイズロン酸単位を原料とする場合、イズロン酸単位は交互に存在し;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるイオンである)を有する化合物である鎖混合物でなるものが好適である。
これらの非常に高い硫酸化度を持つlmw-エピK5-アミン-O-過硫酸誘導体は、いずれも、新規なN-硫酸化エピK5-アミン-O-過硫酸誘導体の調製用の有用な中間体であり、従って、本発明のさらに他の態様を構成する。
特に、他の態様によれば、本発明は、新規なN-置換、特に、N-硫酸化又はN-アセチル化エピK5-アミン-O-過硫酸誘導体の調製における、上記エピK5-アミン-O-過硫酸誘導体の使用に関する。
本発明の方法の工程(c)(工程(c)は、工程(b)の終了時に得られたエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体(特に、鎖の少なくとも90%が、式(II)又は(II')を有するものである又は主な化学種が式(II'a)又は(II'b)を有するものである鎖混合物でなるエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体)のN-アセチル化でなる)の終了時、イズロン酸単位含量が、ウロン酸の総量の20〜60%であり、硫酸化度が、少なくとも4、好ましくは、4〜4.6であるエピK5-N,O-過硫酸誘導体が得られる。
このように、他の態様によれば、本発明は、O-硫酸化及びN-硫酸化され、ウロン酸単位の総量の少なくとも20%においてイズロン酸にC5-エピマー化され、平均分子量約2,000〜約45,000、硫酸化度少なくとも4を有するK5多糖体の新規なN-脱アセチル化誘導体を提供し、これら誘導体は、基本的に、凝固パラメーターに関して不活性である。
上記と同様に、上記の新規な誘導体は、全体として、その分子量とは無関係に、一般的用語「エピK5-N,O-過硫酸誘導体」で示される。
特に、平均分子量は、前記誘導体が、発酵によるK5のN-脱アセチル化及びN-硫酸化によって、又は後者の亜硝酸解重合によって得られるエピK5-N-硫酸に由来するため、約2,000〜約45,000である。前記亜硝酸解重合を制御することによって、上記の範囲の実質的に全てにおいて、低分子量誘導体を得ることが可能である。しかし、本発明の誘導体の医薬品又は化粧品としての使用に関しては、平均分子量約2,000〜約16,000、有利には、約3,500〜約13,000、分子量分布約1,000〜約15,000、好ましくは、約4,500〜約9,000を持つ、又は分子量分布約2,000〜約10,000を持つ低分子量誘導体、又は平均分子量約20,000〜約45,000を持ち、分子量分布約2,000〜約70,000を持つ、未分別K5を起源とする高分子量誘導体を調製することが有利である。
本発明のエピK5-N,O-過硫酸誘導体では、硫酸化度は非常の高く、好ましくは、4〜4.6であり、グルコサミンの窒素は、実質的に100%が硫酸化される。さらに、エピK5-N,O-過硫酸誘導体は、硫酸化度が少なくとも4であるとすると、そのグルコサミン単位において、100%6-O-硫酸化され、50〜80%3-O-硫酸化され、グルクロン酸単位において、5〜10%3-O-モノ硫酸化され、イズロン酸単位において10〜15%O-モノ硫酸化され、残りのウロン酸単位において2,3-ジ-O-硫酸化される。
本発明によるエピK5-N,O-過硫酸誘導体は、それ自体、鎖の少なくとも90%が、上記式(I)(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;nは2〜100、有利には、3〜100の整数であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなるエピK5-N-硫酸誘導体から調製されるエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体を介して得られる。
このようなケースでは、新規なエピK5-N,O-過硫酸誘導体は、鎖の少なくとも90%が、式(III)
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;nは2〜100、好ましくは、3〜100の整数であり;R、R'、R''は、水素又はSO3 -であり;ZはSO3 -であり;硫酸化度は、少なくとも4、好ましくは、4〜4.6であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなる。
上記カチオンは、有利には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、(C1〜C4)テトラアルキルアンモニウム、アルミニウム及び亜鉛のカチオンであり、これらの中でも、ナトリウム、カルシウム及びテトラブチルアンモニウムの塩が好適である。
上記の新規なエピK5-N,O-過硫酸誘導体の中でも、鎖の少なくとも90%が、式(III)(ここで、Rは、前記鎖の50〜80%、好ましくは、約65%においてSO3 -であり;及び硫酸化度は、少なくとも4、有利には、4〜4.6、好ましくは、4〜4.3である)を有するものである鎖混合物でなるものが好適である。
有利には、非常に高い硫酸化度を持つエピK5-N,O-過硫酸誘導体は、鎖の少なくとも90%が、式(III)(ここで、ZはSO3 -であり;ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸でなり;nは、2〜100、好ましくは、3〜100の整数であって、平均分子量約2,000〜約45,000、有利には、約4,500〜約45,000を持ち;Rは、少なくとも40%、好ましくは、50〜80%SO3 -であり、R'及びR''は、共にSO3 -であるか、又は一方が水素であり、他方が、モノ硫酸化グルクロン酸において5〜10%SO3 -及びモノ硫酸化イズロン酸において、10〜15%SO3 -であり;硫酸化度は、少なくとも4、有利には、4〜4.6であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものであるofa鎖混合物でなる。
好適なN-置換エピK5-アミン-O-過硫酸誘導体は、鎖の少なくとも90%が、式(III)(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%、好ましくは、50〜55%がイズロン酸でなり;Rは、少なくとも40%、有利には、50〜80%、好ましくは、約65%がSO3 -であり、R'及びR''は、共にSO3 -であるか、又は一方が水素であり、他方が、グルクロン酸において5〜10%SO3 -及びイズロン酸において10〜15%SO3 -であり;Zは、100%SO3 -又は(C2〜C4)アシルであり;nは、2〜20、好ましくは、3〜15の整数であって、平均分子量約4,000〜約8,500を持ち;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものであるofa鎖混合物でなるlmw-エピK5-アミン-O-過硫酸誘導体である。
実際、上記の非常に高い硫酸化度を持つ好適なエピK5-N,O-硫酸誘導体は、鎖の少なくとも90%が、式(III')
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;qは2〜20、有利には、3〜15の整数であり;硫酸化度少なくとも4、好ましくは、4〜4.6に関して、R、R'及びR''は、水素又はSO3 -基であり、ZはSO3 -であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるイオンである)を有するものである鎖混合物でなる。
特に、式(III')(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%、好ましくは、50〜55%がイズロン酸でなり;Rは、少なくとも40%、有利には、50〜80%、好ましくは、約65%がSO3 -であり、R'及びR''は、共にSO3 -であるか、又は一方が水素であり、他方が、グルクロン酸において5〜10%がSO3 -、イズロン酸において10〜15%がSO3 -であり;nは2〜20、有利には、3〜15の整数であって、平均分子量約2,000〜約16,000、有利には、約3,500〜約13,000、好ましくは、約4,500〜約9,000を持ち;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有する鎖混合物である。
これらのlmw-エピK5-N,O-過硫酸の中でも、主な化学種が、式(III'a)
Figure 2005533878
(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;pは4〜8の整数であり;硫酸化度少なくとも4、好ましくは、4〜4.6に関して、ZはSO3 -であり、R、R'及びR''は、水素又はSO3 -であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなるものである。
lmw-エピK5-硫酸から、亜硝酸解重合及び続く、例えば、ナトリウムボロヒドリッドによる還元によって新規なlmw-エピK5-N,O-過硫酸を得るためには、前記鎖混合物における大部分の鎖の還元末端における上記構造(a')(ここで、R''は、水素又はSO3 -である)の硫酸化2,5-アンヒドロマンニトール単位の存在が必要である。
このように、前記鎖における大部分の還元末端は、構造(b'')
Figure 2005533878
(ここで、ZはSO3 -を表し;及びウロン酸単位は、グルクロン酸又はイズロン酸である)で表される。
上記の新規なlmw-エピK5-N,O-過硫酸の中でも、主な化学種が、式(III'b)
Figure 2005533878
(ここで、硫酸化度少なくとも4、好ましくは、4〜4.6に関して、R、R'及びR''は水素又はSO3 -であり、ZはSO3 -であり、X''はOH又はOSO3 -であり、mは4、5又は6であり;グルクロン酸単位又はイズロン酸単位を原料とする場合、ウロン酸単位は交互に存在し;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるイオンである)を有する化合物である鎖混合物でなるものが好適である。前記カチオンは、有利には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、(C1〜C4)テトラアルキルアンモニウム、アルミニウム及び亜鉛のカチオンであり、これらの中でも、ナトリウム、カルシウム及びテトラブチルアンモニウムのイオンが好適である。
本発明の方法における原料エピK5-誘導体としてエピK5、すなわち、予めN-脱アセチル化、通常100%N-硫酸化及び20〜60%C5-エピマー化され、解重合されていないK5多糖体を使用する場合には、工程(c)の終了時、エピK5-N,O-過硫酸を単離し、これを亜硝酸解重合及び、可能であれば、続いて、例えば、ナトリウムボロヒドリッドによる還元に供して、同じ硫酸化度を有する対応するlmw-エピK5-N,O-過硫酸を得る。特に、鎖の少なくとも90%が、式(III')又は式(III'a)(ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;硫酸化度少なくとも4、好ましくは、4〜4.6に関して、q、R、R'、R''及びZは、上記の意義を有し;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるイオンである)を有するものである鎖混合物でなるlmw-エピK5-N,O-過硫酸が得られる。このようなケースにおいて、解重合反応及び可能であれば、続く、例えば、ナトリウムボロヒドリッドによる還元から、これらlmw-エピK5-N,O-過硫酸を得るには、前記鎖混合物における大部分の鎖の還元末端での、構造(a'')
Figure 2005533878
(ここで、Xは、ホルミル基又はヒドロキシメチル基であり;R''は、水素又はSO3 -を表す)の2,5-アンヒドロマンノ単位の存在が必要である。
新規なlmw-エピK5-N,O-過硫酸誘導体(特に、塩形)は、フリーラジカルを捕捉しうる高度にアニオン性の生成物であり、化粧品工業では、脱毛症に対するアジュバントとして、又は老化防止クリームの調製に使用され、医薬品工業では、皮膚炎の治療用製品として使用される。さらに、本発明のエピK5-N,O-過硫酸誘導体(特に、lmw-エピK5-N,O-過硫酸)は、抗血管形成活性及び抗ウイルス活性を有し、従って、医薬品の調製における有効成分を構成する。
このように、他の1態様によれば、本発明は、有効成分の1つとして、薬学的に有効な量の、上記エピK5-N,O-過硫酸誘導体又はその薬学的に許容される塩の1つを、医薬賦形剤との混合物の形で含む医薬組成物を提供する。
経口、皮下、静脈内、経皮又は局所投与用の本発明の医薬組成物では、有効成分は、好ましくは、典型的な医薬賦形剤又はビヒクルとの混合物として、用量単位の形で投与される。薬量は、患者の年齢、体重、及び健康状態に応じて、広い範囲で変動する。この薬量として、静脈内、皮下、経口、経皮又は局所投与によって、1日1〜3回、用量1〜1000mg、有利には、10〜750mg、好ましくは、250〜500mgの投与を包含する。本発明の医薬組成物は、各種の投与方法に適した従来の賦形剤と配合される。クリーム、軟膏、リニメント、ジェル、フォーム、バルサム、膣ペッサリー、坐剤、局所投与用の溶液又は懸濁液の形の処方が特に有利である。
有利には、本発明の組成物は、その有効成分の1つとして、上記方法の工程(a)、(b)及び(c)に従って、エピK5-誘導体を原料として、又は上記方法の工程(a)、(b)及び(c)に従い、工程(c)の後、続いて、亜硝酸解重合を行うことによって、解重合されていないエピK5-誘導体を原料として得られるエピK5-N,O-過硫酸誘導体又はその薬学的に許容される塩の1を、医薬賦形剤との混合物として含む。有利には、前記エピK5-N,O-過硫酸誘導体は、鎖の少なくとも90%が、式(III)又は(III')有するものである、又は、主な化学種が、式(III'a)又は(III'b)を有する化合物である鎖混合物でなる。好適な有効成分は、硫酸化度少なくとも4、好ましくは、4〜4.6を有し、有利には、平均分子量約3,500〜約11,000、より有利には、約3,500〜約5,200を有し、及び基本的にN-アセチル基を含有しないlmw-エピK5-N,O-過硫酸である。
最後に、他の態様によれば、本発明は、有効な量のエピK5-N,O-過硫酸誘導体又はその薬学的に許容される塩の1つを、化粧品賦形剤との混合物の形で含む化粧品組成物を提供する。
エピK5-N,O-過硫酸誘導体、特に、鎖の少なくとも90%が、式(III)又は(III')有するものである、又は、主な化学種が、式(III'a)又は(III'b)を有する化合物である鎖混合物でなるもののナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛の塩でなる群から選ばれる塩は、本発明の化粧品組成物の有効成分を構成する。
下記の実施例は本発明を説明するためのものであって、本発明は、これらに限定されない。
調製例I
大腸菌(Escherichia coli)からのK5多糖体の調製
初めに、下記の組成の培地:
脱脂大豆ミール 2 g/l
K2HPO4 9.7 g/l
KH2PO4 2 g/l
MgCl2 0.11 g/l
クエン酸アンモニウム 0.5g/l
硫酸ナトリウム 1 g/l
グルコース 2 g/l
湧水 1000 ml
pH 7.3
を使用し、三角フラスコにおいて発酵を行う。培地を、120℃において20分間殺菌する。グルコース溶液を別個に調製し、これを120℃において30分間殺菌し、無菌状態で培地に添加する。三角フラスコに、トリプシン大豆寒天培地において保持された斜面培地に由来する大腸菌細胞 Bi 8337/41(O10:K5:H4)の懸濁液を接種し、制御した撹拌(160rpm、
6cmストローク)下、37℃において24時間インキュベートする。細菌の生育を、顕微鏡を使用して細胞を計数することによって測定する。続く操作において、上記のものと同一の培地を収容するChemap-Braun発酵槽(14L)に、上記三角フラスコの培養物を0.1%で接種し、通気1vvm(vvm:空気の容積/液体の容積/分)、撹拌400rpm及び温度37℃にて、発酵を18時間行う。発酵の間、pH、酸素、残留グルコース、生成したK5多糖体及び細菌の生育を測定する。発酵終了時、温度を10分間80℃とする。10,000rpmでの遠心分離によって、細胞を培地から分離し、カットオフ800〜10,000Dを持つPES膜を具備するSS 316 (MST)モジュールを使用して、上澄み液を限外濾過し、容積を1/5に減少させる。ついで、4℃のアセトン4容を添加してK5多糖体を沈殿させ、4℃において一夜沈降させる。最後に、10,000rpm、20分間の遠心分離又は濾過によって、K5多糖体を回収する。得られた固体タンパク質の除去を、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus orizae)からのタイプIIプロテアーゼを使用し、SDS(0.5%ナトリウムドデシルスルフェート)(濾液10mg/l)を含有する0.1M NaCl及び0.15M EDTAの緩衝液(pH8)中、37℃において90分間で実施する。得られた溶液を、カットオフ10,000Dの膜を具備するモデル SS 316にて限外濾過し、1M NaClにて2回抽出し、濾液において吸収が消失するまで水によって洗浄する。ついで、K5多糖体をアセトンにて沈殿させ、発酵槽1L当たり850mgの収率が得られる。得られた多糖体の純度を、ウロン酸(カルバゾール法)、プロトン及び13C-NMR、UV及びタンパク質含量の測定を介して測定した。純度は、80%以上である。
得られた多糖体は、異なる分子量、それぞれ、30,000及び5,000D(Pharmacia 75 HRカラムを使用するHPLCによる測定から決定)の2つのモイエティー及びBio-sil SEC 250(Bio Rad)の2個の連続カラム及び移動相としてNa2SO4を使用し、室温及び流速0.5ml/分で操作する際の保持時間約9分を持つシングルモイエティーからなる。
このようにして得られた精製K5の1H-RMNスペクトルは、親油性物質のメチルによる各種のシグナルを示す。
調製例II
K5の精製
4℃において恒温とした塩化ナトリウム飽和水溶液100mlに、調製例Iの終了時に得られたK5 1gを溶解し、このようにして得られた溶液に、冷たいイソプロパノール3容を添加する。算定した量の飽和塩化ナトリウム溶液を添加することによって、溶液の塩濃度を3Mとし、得られた溶液を、冷たい環境(約4℃)に一夜放置する。形成された沈澱を、10,000rpm、20分間の遠心分離によって分離し、生成物の純粋性を、一夜の透析及び続く1H-RMNスペクトルの測定(1.5ppm以下の領域にはシグナルが存在してはならない)によってチェックする。任意に、NaClにて飽和した水における分離及びイソプロパノールでの沈澱の操作を繰り返し行う。沈殿物を水に溶解し、塩が消失するまで、カットオフ10,000DのMiniplate Millipore膜上にて限外濾過する。このようにして、純度少なくとも99%を有するK5が得られ、その1H-RMNスペクトルから、1.5ppm以下の領域には、痕跡量の親油性不純物が存在しないことが認められる。
調製例III
K5-N-硫酸の調製
(i)N-脱アセチル化
調製例IIに記載のようにして調製された純粋なK5多糖体10gを、2N水酸化ナトリウム溶液1000mlに溶解し、このようにして調製された溶液を60℃に24時間放置する。溶液を室温とし、ついで、6N塩酸にて中性pH(pH7)とする。
(ii)N-硫酸化
40℃に維持した脱アセチル化K5を含有する溶液に、炭酸ナトリウム16gを添加し、その後、4時間で、ピリジン・SO3付加物16gを添加する。反応終了時(24時間後)、溶液を室温とし、ついで、5%塩酸溶液にてpH6.5〜7とする。螺旋状に巻いた1,000Dの膜(prepscaleカートリッジ, Millipore)を使用するダイアフィルトレーションによって、生成物を塩から精製する。透過物の伝導度が1000μS未満、好ましくは、100μS未満の時点で操作を終了する。濃縮透析システムにおいて同じものを使用して、多糖体の10%濃縮が達成されるまで、内部透析(intradialysis)を低減させる。濃縮された溶液を、凍結乾燥によって乾燥させる。13C-RMNスペクトル分析では、N-アセチル又はNH2残基は認められない。
調製例IV
lmw-K5-N-硫酸
国際特許公開02/068477号の実施例1、工程(i)及び(ii)に記載されたようにして得られた生成物を、亜硝酸での減成法によって解重合し、続いて、精製したアルデヒドの還元を行う。続いて、K5-N-硫酸1gを蒸留水200mlに溶解し、蒸留水240mlに溶解した亜硝酸ナトリウム480mgを添加する。ついで、溶液を4℃とし、0.1N HClにてpH2とし、30分間維持する。反応終了時、溶液を、0.1M NaOHにてpH7とし、ついで、室温とする。ついで、溶液にNaBH4 450mgを添加し、4時間反応させる。HClにてpHを5〜6にすることによって、過剰のNaBH4を除去する。0.1M NaOHにて中和した生成物を、4℃のアセトン3容での沈澱、濾過ロートでの濾過によって回収し、真空オーブンにおいて、40℃で乾燥させる。平均分子量約2,000を有し、主な化学種が式(I'b)(ここで、mは4であり;ウロン酸単位はグルクロン酸のものである)を有する化合物である鎖混合物でなるlmw-K5-N-硫酸900mgが得られる。
LMW-エピK5-N-硫酸 順序(i)→(ii)
(i)K5-N-硫酸のエピマー化
国際特許公開02/068477号の実施例1、工程(i)及び(ii)に記載されたようにして得られたK5-N-硫酸(その1H-RMNスペクトルから、アセチル基及びNH2基に関するシグナルは認められない)10gを、濃度50mMでCaCl2を含有する25mM HEPES緩衝液(pH7)600mlに溶解し、このようにして得られた溶液を、国際特許公開01/72848号の実施例1に記載されたように不動化した組み換えC5-エピメラーゼ5gを含有するSepharose 4B樹脂を充填した50mlカラムを通して循環させる。反応を、30℃、pH7、流速200ml/時間で24時間行う。得られた生成物を、限外濾過及びエタノールでの沈澱によって精製する。このようにして、イズロン酸含量が54%であるエピK5-N-硫酸が得られる。
(ii)エピK5-N-硫酸の解重合
このようにして得られた生成物1gを含有する蒸留水25mlの溶液に、蒸留水115mlに溶解した亜硝酸ナトリウム230mgを添加する。ついで、溶液を4℃とし、0.1N HClにてpHを2とし、30分間維持する。反応終了時、溶液を室温とし、0.1M NaOHにてpHを7とする。ついで、溶液に、NaBH4 450mgを添加し、4時間反応させる。生成物を、4℃のアセトン3容での沈澱、濾過ロートでの濾過によって回収し、真空オーブンにおいて、40℃で乾燥させる。イズロン酸含量54%及び分子量分布1,000〜4,000(HPLC法にて測定)を持つlmw-エピK5-N-硫酸900mgが得られる。
LMW-エピK5-N-硫酸 順序(ii)→(i)
(ii)K5-N-硫酸の解重合
国際特許公開02/068477号の実施例1、工程(i)及び(ii)に記載されたようにして得たK5-N-硫酸2gを、調製例Iに記載のように、亜硝酸ナトリウム100mg及びナトリウムボロヒドリッド300mgを使用して、解重合する。平均分子量5,000を持つlmw-K5-N-硫酸1.8gが得られる。
(i)lmw-K5-N-硫酸のエピマー化
上記の工程(ii)で得られたlmw-K5N硫酸1gを、実施例1の工程(i)に記載のように処理する。原料では0/100の比であるのに対して、イズロン酸/グルクロン酸の比44/56、分子量分布2,000〜10,000及び平均分子量5,000Dを持つエピマー化生成物が得られる。収率(カルバゾール法(Bitter及びMuir, Anal. Biochem. 1971, 39, 88-92)により標準に対するウロン酸含量を測定することによって算定)は90%である。
lmw-エピK5-N-硫酸 順序(i)→(ii)
(i)K5-N-硫酸のエピマー化
国際特許公開02/068477号の実施例1、工程(i)及び(ii)に記載されたようにして得たK5-N-硫酸2gを、50mM CaCl2を含有する25mM HEPES緩衝液(pH7)120mlに溶解した。得られた溶液を、国際特許公開96/14425号に記載されたようにして得られた不動化酵素を含有する樹脂を充填した50mlカラムを通して循環させる。この操作を、30℃、流速200ml/時間で24時間行う。得られた生成物を、1000D膜上での限外濾過及びIR-120 H+イオン交換樹脂上の通過及び溶出液の1N NaOHでの中和を介して精製する。サンプルを、エタノール又はアセトンでの沈澱によって回収する。原料では0/100の比であるのに対して、イズロン酸/グルクロン酸の比55/45を持つエピマー化生成物が得られる。エピマー化の百分率(カルバゾール法(Bitter及びMuir, Anal. Biochem. 1971, 39, 88-92)により標準に対するウロン酸含量を測定することによって算定)は90%である。
(ii)エピK5-N-硫酸の解重合
工程(i)で得られた生成物1gを、亜硝酸での減成法によって解重合し、続いて、生成したアルデヒドの還元を行う。続いて、生成物を蒸留水25mlに溶解し、蒸留水115mlに溶解した亜硝酸ナトリウム230mgを添加する。ついで、溶液を4℃とし、0.1N HClにてpH2とし、30分間維持する。反応終了時、溶液を、室温とし、0.1M NaOHにてpH7とする。ついで、溶液にNaBH4 450mgを添加し、4時間反応させる。4℃のアセトン3容での沈澱、濾過ロートでの濾過によって、生成物を回収し、真空オーブンにおいて、40℃で乾燥させる。分子量分布(HPLC法により測定)1,000〜4,000及びグルクロン酸含量45%及びイズロン酸含量55%を有するlmw-K5-N硫酸900mgが得られる。
エピK5-N,O-過硫酸
(a)エピK5-N-硫酸のテトラブチルアンモニウム塩
実施例1の工程(i)の終了時に得られたエピK5-N-硫酸400mgの水(40ml)溶液を、4℃で恒温とし、ついで、4℃の水で予調整したIR-120 H+イオン交換樹脂上を通過させる。得られた溶出液(pH1.94の溶液100mlでなる)を、15%水酸化テトラブチルアンモニウム溶液にて中和し、15%水酸化テトラブチルアンモニウム溶液の添加によってpHを7に維持しながら、室温において1時間放置し、最終的に、凍結乾燥させる。このようにして、エピK5-N-硫酸のテトラブチルアンモニウム塩805mgが得られる。
(b)エピK5-アミン-O-過硫酸
ジメチルホルムアミド30ml中に、上記のようにして得られた塩805mgを含有する溶液を、55℃にセットし、ピリジン・SO3付加物2.26gを含有するジメチルホルムアミド30mlにて処理する。55℃において、反応を一夜続け、ついで、混合物に水60mlを添加する。1N NaOHにて中和した後、生成物を、NaClにて飽和したアセトン3容にて沈殿させ、4℃において一夜放置する。沈殿物を、guch G4上での濾過によって回収し、ついで、1000D TFF Milliporeシステムにて限外濾過し、減圧下で乾燥させる。イズロン酸含量54%、グルコサミン-6-O-硫酸含量100%、グルコサミン-3-O-硫酸含量60%、モノ硫酸化グルクロン酸含量10%、モノ硫酸化イズロン酸含量15%を有し、ウロン酸単位の残部がジ硫酸化されており、硫酸化度(「Causeら 1975」に従い、伝導度法によって測定)3.35を持つエピK5-アミン-O-過硫酸550mgが得られる。
(c)エピK5-アミン-O-過硫酸化-N-硫酸
工程(b)で得られたエピK5-アミン-O-過硫酸250mgの水(15ml)溶液に、炭酸ナトリウム400mgを添加し、ついで、このようにして得られた混合物に、固体状のピリジン・SO3付加物400mgを、少量ずつ、4時間で添加する。反応混合物を一夜55℃に維持し、ついで、0.1N HClにてpHを7とすることによって反応を停止させる。1000D膜上での限外濾過の後、塩化ナトリウムにて飽和したアセトン3容を添加し、沈殿物を、5000rpm、5分間の遠心分離によって回収する。このようにして、硫酸化度(「Casueら 1975」に従い、伝導度法によって測定)が4.25であるエピK5-N,O-過硫酸244mgが得られる。1H-RMNスペクトルの分析によって、このようにして得られたエピK5-アミン-O-過硫酸は、イズロン酸含量54%、6-O-硫酸含量100%、N-硫酸含量100%、グルコサミン-3-O-硫酸含量60%、モノ硫酸化グルクロン酸含量10%、モノ硫酸化イズロン酸含量15%を有し、ウロン酸単位の残部がジ硫酸化されていることが示される。1H-RMNスペクトルから、硫酸化度4.35が算定され、これは、方法の誤差を考慮して、工程(b)の終了時に得られたエピK5-アミン-O-過硫酸の硫酸化度が、100%N-硫酸化であることに相当する。従って、硫酸基の特定の百分率以上では、生成物の強いアニオン性により、硫酸化度(伝導度法によって測定)の過小評価を生ずることが推測される。

Claims (70)

  1. エピK5-N,O-過硫酸誘導体を製造する方法であって、
    (a)平均分子量約1,500〜約25,000を有する酸形のエピK5-N-硫酸誘導体を、3級又は4級有機塩基にて処理し、反応混合物を、pH約7において30〜60分間静置し、前記有機塩基との塩を単離し;
    (b)エピK5-N-硫酸誘導体の有機塩基との前記塩を、O-過硫酸化条件下、O-硫酸化剤にて処理し;
    (c)このようにして得られたエピK5-アミン-O-過硫酸誘導体の3級又は4級有機塩基との塩を、N-硫酸化剤にて処理し、得られたエピK5-N,O-過硫酸誘導体を単離する、
    ことを特徴とするエピK5-N,O-過硫酸誘導体の製法。
  2. エピK5-N,O-過硫酸誘導体をナトリウム塩の形で単離し、任意に、他の化学的に又は薬学的に許容される塩に変換することを特徴とする請求項1に記載の製法。
  3. 工程(a)において、有機塩基として、水酸化テトラブチルアンモニウムを使用することを特徴とする請求項1又は2に記載の製法。
  4. 工程(b)において、O-過硫酸化を、O-硫酸化剤2〜4モル/利用できるOH/ジサッカライドを使用し、ジメチルホルムアミド中、温度40〜60℃において、15〜20時間で行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製法。
  5. 原料として、平均分子量約1,000〜約25,000を有するエピK5-N-硫酸誘導体を使用することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の製法。
  6. 原料のエピK5-N-硫酸誘導体が、40〜60%C5-エピマー化されたものであることを特徴とする請求項5に記載の製法。
  7. 原料のエピK5-N-硫酸誘導体が、平均分子量約1,500〜約25,000を有するものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の製法。
  8. 原料のエピK5-N-硫酸誘導体が、平均分子量10,000〜25,000を有するものであることを特徴とする請求項7記載の製法。
  9. 原料が、平均分子量約1,000〜約12,000を有するものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の製法。
  10. 原料が、平均分子量約1,500〜約8,000を有するものであることを特徴とする請求項9に記載の製法。
  11. 原料として、鎖の少なくとも90%が、式(I)
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;nは2〜100の整数であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなるエピK5-N-硫酸誘導体を使用することを特徴とする請求項5に記載の製法。
  12. 原料が、鎖の少なくとも90%が、式(I)(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸でなるである)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項11に記載の製法。
  13. 式(I)において、nが3〜100の整数であることを特徴とする請求項11又は12に記載の製法。
  14. 原料が、鎖の少なくとも90%が、式(I')
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;qは2〜20の整数であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項5に記載の製法。
  15. 原料が、鎖の少なくとも90%が、式(I')(ここで、qは3〜15の整数である)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項14に記載の製法。
  16. 原料が、主な化学種が、式(I'a)
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、60〜40%がグルクロン酸でなり、40〜60%がイズロン酸でなり;pは4〜8の整数であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項5に記載の製法。
  17. 原料の平均分子量が約2,000〜約4,000であることを特徴とする請求項16に記載の製法。
  18. 原料が、主な化学種が、式(I'b)
    Figure 2005533878
    (ここで、Xはヒドロキシメチルであり;mは4、5又は6であり;グルクロン酸単位又はイズロン酸単位を持つものを原料とする場合、グルクロン酸単位とイズロン酸単位とが交互に存在する)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項16又は17に記載の製法。
  19. 原料が、基本的に親油性物質を含まないK5のN-脱アセチル化から及びN-硫酸化からのものであることを特徴とする請求項5〜18のいずれかに記載の製法。
  20. 請求項1〜19のいずれかに記載の製法によって得られたエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  21. イズロン酸含量20〜60%、平均分子量約2,000〜約45,000及び硫酸化度少なくとも4を有するエピK5-N,O-過硫酸誘導体、又はその化学的又は薬学的に許容される塩の1つであって、前記誘導体は、凝固パラメーターに対して基本的に非活性である、エピK5-N,O-過硫酸誘導体又はその塩。
  22. 平均分子量が約15,000〜約45,000である請求項21に記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  23. 平均分子量が約4,500〜約8,500である請求項21に記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  24. 硫酸化度が4〜4.6であることを特徴とする請求項21〜23のいずれかに記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  25. グルコサミン単位において、100%6-O-硫酸化及び50〜80%3-O-硫酸化され、グルクロン酸単位において5〜10%O-モノ硫酸化され、イズロン酸単位において10〜15%3-O-モノ硫酸化され、及び残りのウロン酸単位において2,3-ジ-O-硫酸化されていることを特徴とする請求項21〜24のいずれかに記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  26. 鎖の少なくとも90%が、式(III)
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;R、R'、R''は、水素又はSO3 -を表し、Rは鎖混合物の少なくとも40%においてSO3 -であり;ZはSO3 -であり;nは2〜100の整数であり;硫酸化度は、少なくとも4であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項21〜25のいずれかに記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  27. 鎖の少なくとも90%が、式(III)(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸でなる)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項26に記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  28. 鎖の少なくとも90%が、式(III)(ここで、nは3〜100の整数である)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項26又は27に記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  29. 鎖の少なくとも90%が、式(III')
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;qは2〜20の整数であり;硫酸化度少なくとも4、好ましくは、4〜4.6に関して、R、R'、R''は、水素又はSO3 -を表し、ZはSO3 -であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるイオンである)を有するものである鎖混合物でなるlmw-エピK5-N,O-過硫酸であることを特徴とする請求項26〜28のいずれかに記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  30. 鎖の少なくとも90%が、式(III')(ここで、qは3〜15の整数である)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項29に記載のlmw-エピK5-N,O-過硫酸。
  31. 鎖の少なくとも90%が、式(III')(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸でなる)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項30に記載のlmw-エピK5-N,O-過硫酸。
  32. イズロン酸含量が50〜55%であることを特徴とする請求項31記載のlmw-エピK5-N,O-過硫酸。
  33. 鎖の少なくとも90%が、式(III')(ここで、Rは、少なくとも40%がSO3 -であり、R'及びR''は、共にSO3 -であるか、又は一方が水素であり、他方は、グルクロン酸において5〜10%がSO3 -及びイズロン酸において10〜15%がSO3 -である)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項29〜32のいずれかに記載のlmw-エピK5-N,O-過硫酸。
  34. 平均分子量約2,000〜約16,000を有することを特徴とする請求項33に記載のlmw-エピK5-N,O-過硫酸。
  35. 分子量約4,500〜約9,000を有することを特徴とする請求項34に記載のlmw-エピK5-N,O-過硫酸。
  36. 鎖の少なくとも90%が、式(III')(ここで、Rは、50〜80%がSO3 -である)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項33〜35のいずれかに記載のlmw-エピK5-N,O-過硫酸。
  37. 主な化学種が、式(III'a)
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;pは4〜8の整数であり;硫酸化度4〜4.6に関して、ZはSO3 -であり、R、R'及びR''は、水素又はSO3 -であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項32〜36のいずれかに記載のlmw-エピK5-N,O-過硫酸。
  38. 主な化学種が、式(III'b)
    Figure 2005533878
    (ここで、硫酸化度4〜4.6に関して、R、R'及びR''は、水素又はSO3 -であり、ZはSO3 -であり、X''は、OH又はOSO3 -であり、mは、4、5又は6であり;グルクロン酸単位又はイズロン酸単位を原料とする場合、グルクロン酸単位及びイズロン酸単位は交互に存在し;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項33〜37のいずれかに記載のlmw-エピK5-N,O-過硫酸。
  39. 化学的又は薬学的に許容される塩又はカチオンが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、(C1〜C4)テトラアルキルアンモニウム、アルミニウム及び亜鉛の塩又はカチオンであることを特徴とする請求項20〜38のいずれかに記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  40. 化学的又は薬学的に許容される塩又はカチオンが、ナトリウム、カルシウム又はテトラブチルアンモニウムの塩又はカチオンであることを特徴とする請求項39に記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体。
  41. 請求項1に記載の製法の工程(a)及び(b)に従って得られ、ナトリウム塩の形で単離され、任意に、他の化学的又は薬学的に許容される塩に変換される、エピK5-アミノ-O-過硫酸誘導体又はその化学的又は薬学的に許容される塩の1つ。
  42. イズロン酸含量が、総ウロン酸量の20〜60%であり、平均分子量約2,000〜約40,000及び硫酸化度少なくとも3.4を有するエピK5-アミノ-O-過硫酸誘導体又はその化学的又は薬学的に許容される塩の1つ。
  43. 鎖の少なくとも90%が、式(II)
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;nは2〜100の整数であり;R、R'、R''は、水素又はSO3 -であり;硫酸化度は、少なくとも3.4であり;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項42に記載のエピK5-アミノ-O-過硫酸誘導体。
  44. 式(II)において、nが3〜100の整数であることを特徴とする請求項43に記載のエピK5-アミノ-O-過硫酸誘導体。
  45. 鎖の少なくとも90%が、式(II)(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸でなり;平均分子量約2,000〜約40,000を有し;Rは少なくとも40%がSO3 -であり、R'及びR''は、共にSO3 -であるか、又は一方が水素であり、他方は、モノ硫酸化グルクロン酸において5〜10%がSO3 -であり、モノ硫酸化イズロン酸において10〜15%がSO3 -である)を有するものであるofa鎖混合物でなることを特徴とする請求項42〜45のいずれかに記載のエピK5-アミノ-O-過硫酸誘導体。
  46. 鎖の少なくとも90%が、式(II)(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸でなり;Rは、少なくとも40%がSO3 -であり、R'及びR''は、共にSO3 -であるか、又は一方が水素であり、他方は、グルクロン酸において5〜10%がSO3 -であり、イズロン酸において10〜15%がSO3 -であり;nは3〜15の整数であり;平均分子量約4,000〜約8,000を有し;及び対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものであるofa鎖混合物でなるlmw-エピK5-アミノ-O-過硫酸であることを特徴とする請求項42〜45のいずれかに記載のエピK5-アミノ-O-過硫酸誘導体。
  47. 主な化学種が、式(II'a)
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸であり;pは4〜8の整数であり;R、R'及びR''は、水素又はSO3 -であり;硫酸化度は少なくとも3.4である)を有するものである鎖混合物でなるlmw-エピK5-アミノ-O-過硫酸であることを特徴とする請求項42〜46のいずれかに記載のエピK5-アミノ-O-過硫酸誘導体。
  48. 主な化学種が、式(II'b)
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸であり;mは4、5又は6であり;硫酸化度少なくとも3.4に関して、R、R'及びR''は、水素又はSO3 -であり、X''は、OH又はOSO3 -であり;グルクロン酸単位又はイズロン酸単位を原料とする場合、イズロン酸単位は交互に存在する)を有する化合物である鎖混合物でなることを特徴とする請求項47に記載のlmw-エピK5-アミノ-O-過硫酸。
  49. 実質的にNH2及びN-アセチル基を含有せず、イズロン酸含量20〜60%及び平均分子量約1,500〜約12,000を有するlmw-エピK5-N-硫酸又はその化学的又は薬学的に許容される塩の1つ。
  50. イズロン酸含量が40〜60%であり、及び平均分子量が約1,500〜約10,000であることを特徴とする請求項49に記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  51. イズロン酸含量が50〜55%であり、及び平均分子量が約1,500〜約7,500であることを特徴とする請求項49に記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  52. K5-N-硫酸を、いずれかの順序で、
    (i)単離し、精製した、溶液中に存在する又は固体支持体上に不動化したD-グルクロニルC5-エピメラーゼによる、pH約7、温度約30℃、カルシウム、マグネシウム、バリウム及びマンガンから選ばれる少なくとも1の2価イオンの存在下、12〜24時間でのC5-エピマー化;及び
    (ii)亜硝酸解重合及び続く任意の還元
    に供することを特徴とする方法によって得られた、請求項49〜51のいずれかに記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  53. 工程(ii)において、解重合に続いて、ナトリウムボロヒドリッドによる還元を行うことを特徴とする請求項52に記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  54. 鎖の少なくとも90%が、式(I')
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、20〜60%がイズロン酸でなり;qは2〜20の整数であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項53に記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  55. 鎖の少なくとも90%が、式(I')(ここで、ウロン酸単位は、40〜60%がイズロン酸でなる)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項54に記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  56. 鎖の少なくとも90%が、式(I')(ここで、nは3〜15の整数である)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項54又は55に記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  57. 主な化学種が、式(I'a)
    Figure 2005533878
    (ここで、ウロン酸単位は、60〜40%がグルクロン酸でなり、40〜60%がイズロン酸でなるであり;pは4〜8の整数であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるものである)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項54又は55に記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  58. 主な化学種が、式(I'b)
    Figure 2005533878
    (ここで、Xはヒドロキシメチルであり;mは4、5又は6であり;対応するカチオンは、化学的又は薬学的に許容されるイオンであり;及びグルクロン酸単位又はイズロン酸単位を持つものを原料とする場合、グルクロン酸単位とイズロン酸単位とが交互に存在する)を有するものである鎖混合物でなることを特徴とする請求項15〜57のいずれかに記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  59. 塩又はカチオンが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、(C1〜C4)テトラアルキルアンモニウム、アルミニウム及び亜鉛の塩又はカチオンから選ばれるものであることを特徴とする請求項49〜58のいずれかに記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  60. 塩又はカチオンが、ナトリウム、カルシウム又はテトラブチルアンモニウムの塩又はカチオンから選ばれるものであることを特徴とする請求項59に記載のlmw-エピK5-N-硫酸。
  61. K5-N-硫酸を、いずれかの順序で、
    (i)単離し、精製した、溶液中に存在する又は固体支持体上に不動化したD-グルクロニルC5-エピメラーゼによる、pH約7、温度約30℃、カルシウム、マグネシウム、バリウム及びマンガンから選ばれる少なくとも1の2価イオンの存在下、12〜24時間でのC5-エピマー化;及び
    (ii)亜硝酸解重合及び続く任意の還元
    に供することを特徴とするlmw-エピK5-N-硫酸の製法。
  62. 工程(i)−(ii)の順序で行うことを特徴とする請求項61に記載のlmw-エピK5-N-硫酸の製法。
  63. 工程(ii)−(i)の順序で行うことを特徴とする請求項61に記載のlmw-エピK5-N-硫酸の製法。
  64. 解重合の終了時に得られた生成物が、C5-エピマー化に直接供されるlmw-エピK5-N-硫酸であることを特徴とする請求項63に記載の製法。
  65. lmw-エピK5-N-硫酸が、平均分子量約4,000より大を有することを特徴とする請求項64に記載の製法。
  66. 有効成分の1つとして、医薬品賦形剤との混合物の形で、請求項20〜40のいずれかに記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体を、薬学的に有効な量で含有することを特徴とする医薬組成物。
  67. 化粧品賦形剤との混合物の形で、請求項20〜40のいずれかに記載のエピK5-N,O-過硫酸誘導体を、有効量で含有することを特徴とする化粧品組成物。
  68. 単離し、精製したC5-エピメラーゼの使用であって、K5-N-硫酸誘導体の、グルクロン酸単位によって分離され、後にイズロン酸単位が続く、又はイズロン酸単位によって分離され、後にグルクロン酸単位が続く2つのグルコサミン単位でなる反復テトラサッカライド単位によって特徴付けられる相当するエピK5-N-硫酸誘導体への変換における使用。
  69. K5-N-硫酸誘導体が、平均分子量4,000より大を有するものであることを特徴とする請求項68に記載の使用。
  70. 平均分子量が6,000〜7,500であることを特徴とする請求項69に記載の使用。
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