JP2006151843A - Cathepsin k inhibitor and food imparted with the function of the inhibitor - Google Patents

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Seinosuke Shimada
田 清之助 島
Yoshiki Aoyanagi
柳 芳 喜 青
Takaaki Ogasawara
貴 哲 小笠原
Yasushi Yoshida
田 康 吉
Masao Shinpo
保 正 雄 新
Naoto Murohashi
橋 直 人 室
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SHIMADA KAGAKU KOGYO KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cathepsin K inhibitor having excellent safety and applicable to foods as well as medicines, and provide a composition or food usable for the treatment, prevention, etc., of diseases or conditions induced by the increase of bone loss or bone resorption. <P>SOLUTION: The invention relates to a cathepsin K inhibitor containing a protein of a plant of the family Gramineae as an active component and to a composition or food containing a protein of a plant of the family Gramineae as an active component and usable for the treatment, prevention or amelioration of diseases or conditions which can be treated, prevented or ameliorated by the inhibition of cathepsin K. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

発明の背景Background of the Invention

発明の分野
本発明は、カテプシンK阻害活性を有する阻害剤およびその機能が付与された食品に関する。より詳しくは、前記阻害剤は、天然物に由来する成分を有効成分とするものである。また本発明は、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善に用いられる組成物に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an inhibitor having cathepsin K inhibitory activity and a food provided with the function. More specifically, the inhibitor has a component derived from a natural product as an active ingredient. The present invention also relates to a composition for use in the treatment, prevention or amelioration of a disease or condition that can be treated, prevented or ameliorated by inhibiting cathepsin K.

背景技術
高齢化社会の進行に伴い、「寝たきり老人」の増加は、社会的および経済的に大きな問題となっている。「寝たきり老人」となる主要な原因として挙げられるのが、脳卒中、老衰、および、骨粗鬆症に起因する骨折である。特に骨粗鬆症を予防することは、高齢者のQOL(生活の質)を維持し、その向上を図る上でも重要な課題である。
BACKGROUND ART With the progress of an aging society, the increase of “bedridden elderly people” has become a major social and economic problem. The main causes of “old bedridden people” are strokes, old age, and fractures caused by osteoporosis. In particular, prevention of osteoporosis is an important issue in maintaining and improving the quality of life (QOL) of the elderly.

体内における骨量は、間葉系の骨芽細胞による骨形成と、造血系の破骨細胞による骨吸収とのバランスによって維持されていることが知られている。このバランスが破綻して、骨吸収のレベルが骨形成を上回ることになると、骨量が減少し、最終的には骨粗鬆症に至ることがある。また、骨吸収の亢進は、骨粗鬆症のみならず、変形性関節症や慢性関節リウマチなどの疾患とも関わっていることが知られており、これらの疾患を予防または治療するための重要な標的とされているのが破骨細胞である。   It is known that bone mass in the body is maintained by a balance between bone formation by mesenchymal osteoblasts and bone resorption by hematopoietic osteoclasts. If this balance breaks down and the level of bone resorption exceeds bone formation, bone mass may decrease and ultimately osteoporosis. In addition, it is known that increased bone resorption is associated with not only osteoporosis but also diseases such as osteoarthritis and rheumatoid arthritis, and is an important target for preventing or treating these diseases. It is the osteoclast.

破骨細胞は、多核の巨大細胞で、骨表面に付着し、波状縁と骨表面の間に吸収窩を形成する。破骨細胞は、この吸収窩において、プロテアーゼによるI型コラーゲンなどのタンパク質の分解、および、放出する酸によるヒドロキシアパタイトの溶解を行う。破骨細胞が発現するプロテアーゼは、カテプシンB、カテプシンHやカテプシンLなど多岐にわたることが報告されているが、その中でも、カテプシンKが、各種病態との関連において注目を集めている。   Osteoclasts are multinucleated giant cells that attach to the bone surface and form resorption pits between the wavy edge and the bone surface. In this resorption fossa, osteoclasts decompose proteins such as type I collagen with protease and dissolve hydroxyapatite with the acid to be released. It has been reported that proteases expressed by osteoclasts are diverse, such as cathepsin B, cathepsin H and cathepsin L. Among them, cathepsin K is attracting attention in relation to various pathological conditions.

カテプシンKは、システインプロテアーゼの一種であり、そのmRNAが破骨細胞で選択的に高レベル発現していること[J. Biol. Chem. (1996) 271:12511](非特許文献1)、カテプシンKが破骨細胞に特異的に局在していることが報告されている[Bone (1997) 20:81](非特許文献2)。また、カテプシンKのアンチセンスオリゴヌクレオチドが、破骨細胞による骨吸収を阻害するという知見も報告されており[J. Biol. Chem. (1997) 272:8109; Mol. Carcinog. (2001) 32:84](それぞれ非特許文献3および4)、骨吸収におけるカテプシンKの重要性が指摘されている。さらに、カテプシンKは、破骨細胞腫[Biol. Chem. Hoppe-Seyler (1995) 376:379]、コレステリン腫における骨侵食[Mod. Pathol. (2001) 14:1226]、前立腺癌の転移[J. Bone Miner. Res. (2003) 18:222]、肥満[J. Cell Physiol. (2003) 195:309]、肺線維症[Am. J. Pathol. (2004) 164:2203]、および、骨巨細胞腫[Am. J. Pathol. (2004) 165:593]などのような病態生理にも重要な役割を果たしていることが推察されている。   Cathepsin K is a kind of cysteine protease, and its mRNA is selectively expressed at high levels in osteoclasts [J. Biol. Chem. (1996) 271: 12511] (Non-patent document 1), cathepsin. It has been reported that K is localized specifically in osteoclasts [Bone (1997) 20:81] (Non-patent Document 2). It has also been reported that an antisense oligonucleotide of cathepsin K inhibits bone resorption by osteoclasts [J. Biol. Chem. (1997) 272: 8109; Mol. Carcinog. (2001) 32: 84] (Non-Patent Documents 3 and 4 respectively), the importance of cathepsin K in bone resorption has been pointed out. In addition, cathepsin K is an osteoclastoma [Biol. Chem. Hoppe-Seyler (1995) 376: 379], bone erosion in cholesteatoma [Mod. Pathol. (2001) 14: 1226], prostate cancer metastasis [ J. Bone Miner. Res. (2003) 18: 222], obesity [J. Cell Physiol. (2003) 195: 309], pulmonary fibrosis [Am. J. Pathol. (2004) 164: 2203], and It is speculated that it plays an important role in pathophysiology such as giant cell tumor of bone [Am. J. Pathol. (2004) 165: 593].

このため、カテプシンKは、疾病治療や予防の標的分子として注目を集めるようになり、カテプシンK阻害剤の研究開発も精力的に行われている。これまでに、カテプシンK阻害剤として、例えば、ジペプチジルケトン阻害剤[Bioorg. Med. Chem. (1999) 7:581]、ジアミノピリジノン阻害剤[Bioorg. Med. Chem. Lett. (1999) 9:1907]、ジアシルカルボヒドラジド阻害剤[Biochemistry (1999) 38:15893]、ピリドキサルプロピオネート誘導体[Biochem. Biophys. Res. Commun. (2000) 267:850]、環状ケトン誘導体[J. Med. Chem. (2001) 44:725]、アリルアミノエチルアミド誘導体[J. Med. Chem. (2002) 45:2352; Bioorg Med. Chem. Lett. (2003) 13:1997]、4−アミノ−アゼパン−3−オン阻害剤[特表2003−533432]、3−アリルアミノ−アゼチジン−2−オン阻害剤[Bioorg. Med. Chem. Lett. (2003) 13:139]やケトアミド誘導体[Bioorg. Med. Chem. Lett. (2004) 14:4897]などが報告されている。   For this reason, cathepsin K has been attracting attention as a target molecule for disease treatment and prevention, and research and development of cathepsin K inhibitors have been actively conducted. So far, as cathepsin K inhibitors, for example, dipeptidyl ketone inhibitors [Bioorg. Med. Chem. (1999) 7: 581], diaminopyridinone inhibitors [Bioorg. Med. Chem. Lett. (1999) 9 : 1907], diacylcarbohydrazide inhibitors [Biochemistry (1999) 38: 15893], pyridoxal propionate derivatives [Biochem. Biophys. Res. Commun. (2000) 267: 850], cyclic ketone derivatives [J. Med] Chem. (2001) 44: 725], allylaminoethylamide derivatives [J. Med. Chem. (2002) 45: 2352; Bioorg Med. Chem. Lett. (2003) 13: 1997], 4-amino-azepane. -3-one inhibitors [Special Table 2003-533432], 3-allylamino-azetidin-2-one inhibitors [Bioorg. Med. Chem. Lett. (2003) 13: 139] and ketoamide derivatives [Bioorg. Med. Chem] Lett. (2004) 14: 4897] has been reported.

しかしながら、これら既知のカテプシンK阻害剤は全て合成化合物であり、医薬品以外の形態で摂取するには安全性の面などから不安があった。このため、食品などを介した日常摂取への応用を図るには困難な点もあったといえる。
J. Biol. Chem. (1996) 271:12511 Bone (1997) 20:81 J. Biol. Chem. (1997) 272:8109 Mol. Carcinog. (2001) 32:84
However, all of these known cathepsin K inhibitors are synthetic compounds, and there was anxiety from the viewpoint of safety when taking them in forms other than pharmaceuticals. For this reason, it can be said that it was difficult to apply it to daily intake through foods.
J. Biol. Chem. (1996) 271: 12511 Bone (1997) 20:81 J. Biol. Chem. (1997) 272: 8109 Mol. Carcinog. (2001) 32:84

発明の概要Summary of the Invention

本発明者らは今般、イネ科植物、例えばイネ(Oryza sativa)に含まれるタンパク質が、カテプシンKを阻害する優れた活性を有していることを見出した。イネ科植物に含まれるタンパク質が、カテプシンKを阻害する活性を有することは従来全く知られていなかった。イネ科植物に含まれるタンパク質が、カテプシンKを阻害する活性を有することは、思いがけないことであったといえる。また本発明者らは、カテプシンKを阻害する活性を有するこれらタンパク質は、主として、オリザシスタチン−I、オリザシスタチン−II等のオリザシスタチン類であることも見出した。さらに本発明者らは、カテプシンKを阻害する活性を有する新規なタンパク質として、オリザシスタチン−IIIも見出した。本発明はこれら知見に基づくものである。 The present inventors have now found that a protein contained in a gramineous plant such as rice ( Oryza sativa ) has an excellent activity of inhibiting cathepsin K. It has never been known at all that a protein contained in a grass family has an activity to inhibit cathepsin K. It can be said that it was unexpected that the protein contained in the gramineous plant has the activity to inhibit cathepsin K. The present inventors have also found that these proteins having the activity of inhibiting cathepsin K are mainly oryzasistatins such as oryzastatin-I and oryzasistatin-II. Furthermore, the present inventors also discovered oryzasistatin-III as a novel protein having an activity of inhibiting cathepsin K. The present invention is based on these findings.

したがって、本発明は、医薬品としてのみならず、安全性に優れ、食品への応用が可能な、カテプシンK阻害剤、および骨喪失もしくは骨吸収の亢進により誘発されうる疾患または状態の治療または予防等に用いられる組成物または食品の提供をその目的とする。   Therefore, the present invention provides a cathepsin K inhibitor that is excellent not only as a pharmaceutical product but also excellent in safety and can be applied to foods, and treatment or prevention of a disease or condition that can be induced by bone loss or enhanced bone resorption. The purpose of the present invention is to provide a composition or food used in the above.

本発明によるカテプシンK阻害は、イネ科植物に含まれるタンパク質を有効成分として含んでなる。
本発明によれば、前記したイネ科植物に含まれるタンパク質を有効成分として含んでなる、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善に用いられる、組成物が提供される。
Cathepsin K inhibition according to the present invention comprises a protein contained in a grass family plant as an active ingredient.
According to the present invention, a composition comprising, as an active ingredient, a protein contained in the aforementioned gramineous plant, which is used for treatment, prevention, or improvement of a disease or condition that can be treated, prevented, or ameliorated by inhibiting cathepsin K. Is provided.

本発明の別の態様によれば、本発明による食品は、前記タンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善に用いられる食品である。
本発明のさらに別の態様によれば、本発明による食品は、前記タンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンK阻害に用いられる食品である。
本発明の別の態様によれば、オリザシスタチン−IIIタンパク質およびその相同体が提供される。
According to another aspect of the present invention, the food according to the present invention is a food comprising an effective amount of the above protein, and is capable of treating, preventing or ameliorating a disease or condition that can be treated, prevented or ameliorated by inhibiting cathepsin K. It is a food used in
According to still another aspect of the present invention, the food according to the present invention is a food comprising an effective amount of the protein and used for cathepsin K inhibition.
According to another aspect of the present invention, there is provided oryzasistatin-III protein and homologues thereof.

本発明において使用する有効成分は、イネ科植物に由来するものであり、イネ科植物は、例えばイネのように主食用の穀類として古来より摂取されていることが多く、食品として摂取経験が豊富であり、安全性の面で問題のほとんどないものといえる。このため、本発明によるカテプシンK阻害剤および組成物は、医薬品のみならず、医薬部外品、機能性食品をはじめとする食品類などの用途に使用することができる。したがって、本発明によるカテプシンK阻害剤、組成物および食品は、消費者が長期間にわたって服用または摂取しても副作用が少なく、比較的安価であり、安全性が高いものである。   The active ingredient used in the present invention is derived from a gramineous plant, and the gramineous plant is often ingested as a staple food cereal, for example, like rice, and has abundant experience as a food. Therefore, it can be said that there is almost no problem in terms of safety. For this reason, the cathepsin K inhibitor and composition by this invention can be used for uses, such as not only a pharmaceutical but foodstuffs including a quasi-drug and a functional food. Therefore, the cathepsin K inhibitor, the composition and the food according to the present invention have few side effects, are relatively inexpensive and highly safe even if they are taken or ingested over a long period of time.

発明の具体的説明Detailed description of the invention

有効成分およびその製造法
本発明によるカテプシンK阻害剤および食品の有効成分は、前記したように、イネ科植物に含まれるタンパク質である。ここで、イネ科植物とは、植物分類学上のイネ科に属する植物をいい、例えば、イネ、コムギ、オオムギ、トウモロコシ、アワ、ヒエなどが挙げられる。好ましくは、イネ科植物はイネ(Oryza sativa)である。
Active ingredient and production method thereof As described above, the cathepsin K inhibitor according to the present invention and the active ingredient of food are proteins contained in the grass family. Here, the gramineous plant refers to a plant belonging to the gramineous family in plant taxonomy, and examples thereof include rice, wheat, barley, corn, millet, and millet. Preferably, the gramineous plant is rice ( Oryza sativa ).

本発明の好ましい態様によれば、有効成分であるイネ科植物に含まれるタンパク質は、オリザシスタチン−I、オリザシスタチン−II、オリザシスタチン−III、またはそれらの部分ペプチドである。   According to a preferred embodiment of the present invention, the protein contained in the grass plant which is an active ingredient is oryzasistatin-I, oryzasistatin-II, oryzatistatin-III, or a partial peptide thereof.

ここで、オリザシスタチン−Iは、下記のアミノ酸配列:
MSSDGGPVLGGVEPVGNENDLHLVDLARFAVTEHNKKANSLLEFEKLVSVKQQVVAGTLYYFTIEVKEGDAKKLYEAKVWEKPWMDFKELQEFKPVDASANA(配列番号1)
で定義される分子量11,000のイネタンパク質であり、パパインなどのプロテアーゼの活性を阻害するシステインプロテアーゼインヒビターであることが報告されている[Agric. Biol. Chem. (1987) 51:2763、J. Biol. Chem. (1987) 262: 16793]。
Here, oryzasistatin-I has the following amino acid sequence:
MSSDGGPVLGGVEPVGNENDLHLVDLARFAVTEHNKKANSLLEFEKLVSVKQQVVAGTLYYFTIEVKEGDAKKLYEAKVWEKPWMDFKELQEFKPVDASANA (SEQ ID NO: 1)
It is reported that it is a rice protein having a molecular weight of 11,000 as defined in the above and is a cysteine protease inhibitor that inhibits the activity of proteases such as papain [Agric. Biol. Chem. (1987) 51: 2763, J. Biol. Chem. (1987) 262: 16793].

また、オリザシスタチン−IIは、下記アミノ酸配列:
MAEEAQSHAREGGRHPRQPAGRENDLTTVELARFAVAEHNSKANAMLELERVVKVRQQVVGGFMHYLTVEVKEPGGANKLYEAKVWERAWENFKQLQDFKPLDDATA(配列番号2)
で定義される分子量12,000のイネタンパク質であり、オリザシスタチン−Iと同様に、パパインなどのプロテアーゼの活性を阻害するシステインプロテアーゼインヒビターであることが報告されている[J. Biol. Chem. (1990) 265: 15832]。
Orizacystatin-II has the following amino acid sequence:
MAEEAQSHAREGGRHPRQPAGRENDLTTVELARFAVAEHNSKANAMLELERVVKVRQQVVGGFMHYLTVEVKEPGGANKLYEAKVWERAWENFKQLQDFKPLDDATA (SEQ ID NO: 2)
It is reported that it is a cysteine protease inhibitor that inhibits the activity of proteases such as papain in the same manner as oryzasistatin-I [J. Biol. Chem. 1990) 265: 15832].

なお、オリザシスタチン−IおよびIIのシステインプロテアーゼ阻害活性について、パパイン、フィシン、カテプシンHを阻害する一方で、システインプロテアーゼに属するカテプシンBやカテプシンLについては阻害しないことが報告されている[J. Biol. Chem. 265:15832-15837, 1990]。同様に、サトウキビのシスタチンは、パパイン、カテプシンL、カテプシンK等を阻害する一方で、システインプロテアーゼに属するフィシンやブロメラインについては阻害しないことが報告されている[Biochem. Biophys. Res. Commun. 320:1082-1086, 2004]。したがって、パパインのような他のシステインプロテアーゼ阻害活性を有することから、カテプシンK阻害剤の有無およびその程度は予測することは困難であり、オリザシスタチン−IおよびII等が、カテプシンK阻害を有することは、予想外のことであったといえる。   Regarding the cysteine protease inhibitory activity of oryzasistatin-I and II, it has been reported that papain, ficin and cathepsin H are inhibited, whereas cathepsin B and cathepsin L belonging to cysteine protease are not inhibited [J. Biol. Chem. 265: 15832-15837, 1990]. Similarly, it has been reported that sugarcane cystatin inhibits papain, cathepsin L, cathepsin K and the like, but not ficin and bromelain belonging to cysteine protease [Biochem. Biophys. Res. Commun. 320: 1082-1086, 2004]. Therefore, since it has other cysteine protease inhibitory activities such as papain, it is difficult to predict the presence and level of cathepsin K inhibitors, and oryzasistatin I and II have cathepsin K inhibition. Was unexpected.

さらに、オリザシスタチン−IIIは、アミノ酸配列:
MAEEAQQPRGVKVGGIHDAPAGRENDLTTVELARFAVAEHNSKANAMLELERVVKVRQQVVGGFMHYLTVEVKEPGGANKLYEAKVWERAWENFKQLQDFKPLDDATA(配列番号3)
で定義される分子量12,000のイネタンパク質であり、ここではじめてそのタンパク質が得られ、配列が同定されたものである。
Furthermore, oryzasistatin-III has the amino acid sequence:
MAEEAQQPRGVKVGGIHDAPAGRENDLTTVELARFAVAEHNSKANAMLELERVVKVRQQVVGGFMHYLTVEVKEPGGANKLYEAKVWERAWENFKQLQDFKPLDDATA (SEQ ID NO: 3)
A rice protein having a molecular weight of 12,000 as defined in (1), wherein the protein was obtained for the first time and the sequence was identified.

またここで、「部分ペプチド」とは、本発明の有効成分であるタンパク質の全アミノ酸配列の一部分からなるペプチドであって、タンパク質のカテプシンK阻害活性を示しうる活性部位の領域を少なくとも含んでなるものをいう。「部分ペプチド」は、有効成分であるタンパク質の製造過程において得られるか、または、得られたタンパク質を慣用のアミノ酸配列切断手段によって切断し、後述する活性試験により活性の有無を確認することによって、得ることができる。   Here, the “partial peptide” is a peptide consisting of a part of the entire amino acid sequence of the protein that is the active ingredient of the present invention, and at least includes an active site region capable of exhibiting cathepsin K inhibitory activity of the protein. Say things. "Partial peptide" is obtained in the process of producing a protein as an active ingredient, or the obtained protein is cleaved by a conventional amino acid sequence cleaving means, and the presence or absence of activity is confirmed by an activity test described later, Obtainable.

本明細書において、タンパク質というときには、タンパク質の誘導体も包含する意味で用いられる。ここでタンパク質の誘導体とは、前記したカテプシンK阻害活性を有するものであって、かつ、該タンパク質のアミノ酸配列のアミノ末端(N末端)のアミノ基または各アミノ酸の側鎖のアミノ基の一部もしくは全部、および/または該タンパク質のアミノ酸配列のカルボキシル末端(C末端)のカルボキシル基または各種アミノ酸の側鎖のカルボキシル基の一部もしくは全部、および/または、該タンパク質の各アミノ酸の側鎖のアミノ基およびカルボキシル基以外の官能基(例えば、水素基、チオール基、アミド基等)の一部もしくは全部が、適当な他の置換基(例えば、リン酸基)によって修飾を受けたものをいう。このような適当な他の置換基による修飾は、例えば、タンパク質中に存在する官能基の保護、安全性および組織移行性の向上、または活性の増強等を目的として行われることがある。   In the present specification, the term protein refers to a protein derivative. Here, the protein derivative has the cathepsin K inhibitory activity described above, and is part of the amino group at the amino terminus (N terminus) of the amino acid sequence of the protein or the amino group at the side chain of each amino acid. Alternatively, all and / or the carboxyl group at the carboxyl terminus (C-terminus) of the amino acid sequence of the protein or part or all of the carboxyl groups of the side chains of various amino acids, and / or the amino acids of the side chains of the respective amino acids of the protein A functional group (for example, a hydrogen group, a thiol group, an amide group, etc.) other than a group and a carboxyl group is partially or entirely modified with another appropriate substituent (for example, a phosphate group). Such modifications with other appropriate substituents may be performed for the purpose of, for example, protecting functional groups present in proteins, improving safety and tissue migration, or enhancing activity.

または前記タンパク質の誘導体には、本発明によるタンパク質の薬学上許容されうる塩も包含される。このような塩の好ましい例としては、ナトリウム塩またはカルシウム塩のようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩、フッ化水素酸塩、塩酸塩のようなハロゲン化水素酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩などの無機酸塩、エタンスルホン酸塩のような低級アルキルスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩のようなアリールスルホン酸塩、フマル酸、コハク酸塩、酢酸塩のような有機酸塩、およびアミノ酸塩などが挙げられる。さらに本発明によるタンパク質は溶媒和物としてもよい。このような溶媒和物としては、水和物、アルコール和物(例えば、メタノール和物、エタノール和物)、およびエーテル和物が挙げられる。   Alternatively, the protein derivatives include pharmaceutically acceptable salts of the protein according to the present invention. Preferable examples of such salts include alkali metal or alkaline earth metal salts such as sodium salt or calcium salt, hydrohalides such as hydrofluoride and hydrochloride, nitrates, sulfates, phosphorus Inorganic acid salts such as acid salts, lower alkyl sulfonates such as ethane sulfonate, aryl sulfonates such as benzene sulfonate, organic acid salts such as fumaric acid, succinate, acetate, and Examples include amino acid salts. Furthermore, the protein according to the present invention may be a solvate. Such solvates include hydrates, alcohol solvates (eg, methanol solvates, ethanol solvates), and ether solvates.

本明細書において、アミノ酸とは、光学異性体、すなわちD体およびL体のいずれをも包含する。また、ここでいうアミノ酸には、天然のタンパク質を構成する20種のα−アミノ酸のみならず、それら以外のα−アミノ酸、ならびにβ−、γ−、δ−アミノ酸および非天然のアミノ酸等が包含されてもよい。   In this specification, amino acids include both optical isomers, that is, D-form and L-form. The amino acids here include not only 20 kinds of α-amino acids constituting natural proteins, but also other α-amino acids, β-, γ-, δ-amino acids and unnatural amino acids. May be.

本発明の一つの好ましい態様によれば、有効成分であるタンパク質は、下記(a)〜(d)からなる群より選択されるものであることができる:
(a) 配列番号1〜3に示されるアミノ酸配列からなる群より選択されるアミノ酸配列を含んでなる、タンパク質、
(b) 前記(a)のアミノ酸配列の一部からなる部分ペプチドであって、カテプシンK阻害活性を有する、部分ペプチド、
(c) 前記(a)のアミノ酸配列を含んでなるタンパク質と少なくとも90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含んでなり、かつカテプシンK阻害活性を有する、タンパク質、および
(d) 前記(a)のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基が欠失、置換、付加もしくは挿入されたアミノ酸配列を含んでなり、かつカテプシンK阻害活性を有する、タンパク質。
According to one preferred embodiment of the present invention, the protein as the active ingredient can be selected from the group consisting of the following (a) to (d):
(A) a protein comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 3,
(B) a partial peptide consisting of a part of the amino acid sequence of (a), having a cathepsin K inhibitory activity,
(C) a protein comprising an amino acid sequence having at least 90% homology with the protein comprising the amino acid sequence of (a) and having cathepsin K inhibitory activity, and (d) the above (a) A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are deleted, substituted, added or inserted, and having cathepsin K inhibitory activity.

さらに本発明の別の態様によれば、下記(a')〜(d')からなる群より選択されるタンパク質が提供される。
(a') 配列番号3に示されるアミノ酸配列からなる群より選択されるアミノ酸配列を含んでなる、タンパク質、
(b') 前記(a')のアミノ酸配列の一部からなる部分ペプチドであって、カテプシンK阻害活性を有する、部分ペプチド、
(c') 前記(a')のアミノ酸配列を含んでなるタンパク質と少なくとも90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含んでなり、かつカテプシンK阻害活性を有する、タンパク質、および
(d') 前記(a')のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基が欠失、置換、付加もしくは挿入されたアミノ酸配列を含んでなり、かつカテプシンK阻害活性を有する、タンパク質。
Furthermore, according to another aspect of the present invention, there is provided a protein selected from the group consisting of the following (a ′) to (d ′).
(A ′) a protein comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3;
(B ′) a partial peptide consisting of a part of the amino acid sequence of (a ′), which has a cathepsin K inhibitory activity,
(C ′) a protein comprising an amino acid sequence having at least 90% homology with the protein comprising the amino acid sequence of (a ′) and having cathepsin K inhibitory activity, and (d ′) A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are deleted, substituted, added or inserted in the amino acid sequence of (a ′) and having cathepsin K inhibitory activity.

前記(c)または(c')のタンパク質は、前記(a)または(a')のアミノ酸配列のタンパク質と、少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列からなり、このとき、前記相同性は、好ましくは、95%以上であり、より好ましくは98%以上である。
なお、本明細書において示した相同性の数値はいずれも、当業者に公知の相同性検索プログラムを用いて算出される数値であればよく、例えばFASTA、BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)等においてデフォルト(初期設定)のパラメータを用いることにより、容易に算出することができる。
The protein of (c) or (c ′) consists of an amino acid sequence having at least 90% homology with the protein of the amino acid sequence of (a) or (a ′), wherein the homology is Preferably, it is 95% or more, more preferably 98% or more.
In addition, any numerical value of homology shown in the present specification may be any numerical value calculated using a homology search program known to those skilled in the art. For example, in FASTA, BLAST (Basic Local Alignment Search Tool), etc. By using default (initial setting) parameters, it can be easily calculated.

ここで、「カテプシンK阻害活性」とは、生体内におけるカテプシンKの活性を阻害することができる性質のことをいう。「カテプシンK阻害活性」を有することは、例えば、後述する実施例の評価試験「カテプシンK阻害活性の測定」の項と同様の条件において測定した場合にカテプシンK阻害活性が認められたと評価される場合を意味する。   Here, “cathepsin K inhibitory activity” refers to a property capable of inhibiting the activity of cathepsin K in vivo. Having “cathepsin K inhibitory activity” is evaluated, for example, that cathepsin K inhibitory activity was observed when measured under the same conditions as in the section of the evaluation test “measurement of cathepsin K inhibitory activity” in Examples described later. Means the case.

前記(d)または(d')において、配列番号1〜3に示されるアミノ酸配列に対して、欠失、置換、挿入もしくは付加されてもよいアミノ酸残基の数は、好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜3個、さらに好ましくは1〜2個、さらにより好ましくは1個である。   In the above (d) or (d ′), the number of amino acid residues that may be deleted, substituted, inserted or added to the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 1 to 3 is preferably 1 to 5. More preferably, it is 1 to 3, more preferably 1 to 2, and still more preferably 1.

本発明の好ましい態様によれば、前記(d)または(d')のタンパク質は、 前記(a)または(a')のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基が保存的に置換されてなるアミノ酸配列を含んでなり、かつカテプシンK阻害活性を有するものである。   According to a preferred embodiment of the present invention, the protein of (d) or (d ′) has one or several amino acid residues conservatively substituted in the amino acid sequence of (a) or (a ′). And having cathepsin K inhibitory activity.

ここで「保存的置換」とは、該ペプチドの活性を実質的に改変しないように、1もしくは複数個のアミノ酸残基を、別の化学的に類似したアミノ酸残基で置き換えることを意味する。例えば、ある疎水性残基を別の疎水性残基によって置換する場合、ある極性残基を同じ電荷を有する別の極性残基によって置換する場合などが挙げられる。このような保存的置換を行うことができる機能的に類似のアミノ酸は、アミノ酸毎に当該技術分野において公知である。具体例を挙げると、非極性(疎水性)アミノ酸としては、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、プロリン、トリプトファン、フェニルアラニン、メチオニン等が挙げられる。極性(中性)アミノ酸としては、グリシン、セリン、スレオニン、チロシン、グルタミン、アスパラギン、システイン等が挙げられる。陽電荷をもつ(塩基性)アミノ酸としては、アルギニン、ヒスチジン、リジン等が挙げられる。また、負電荷をもつ(酸性)アミノ酸としては、アスパラギン酸、グルタミン酸等が挙げられる。なお、本発明によるペプチドは通常、極性(中性)アミノ酸から構成されている。   As used herein, “conservative substitution” means that one or more amino acid residues are replaced with another chemically similar amino acid residue so as not to substantially alter the activity of the peptide. For example, when a certain hydrophobic residue is substituted by another hydrophobic residue, a certain polar residue is substituted by another polar residue having the same charge, and the like. Functionally similar amino acids that can make such conservative substitutions are known in the art for each amino acid. Specifically, examples of nonpolar (hydrophobic) amino acids include alanine, valine, isoleucine, leucine, proline, tryptophan, phenylalanine, methionine, and the like. Examples of polar (neutral) amino acids include glycine, serine, threonine, tyrosine, glutamine, asparagine, cysteine and the like. Examples of positively charged (basic) amino acids include arginine, histidine, and lysine. Examples of negatively charged (acidic) amino acids include aspartic acid and glutamic acid. The peptides according to the present invention are usually composed of polar (neutral) amino acids.

本発明において、有効成分であるタンパク質は、イネ科植物の葉、茎、皮、根、種子などからの抽出物から、慣用の方法にしたがって、タンパク質画分を分離して得ることができる。ここで、前記抽出物の製法は特に限定されないが、例えば、該抽出物は、イネ科植物の葉、茎、皮、根、種子などの植物体部分を、水またはリン酸緩衝液のような溶媒中で磨砕した後、ろ過または遠心分離により上清を集め、これを必要に応じて溶媒で希釈することにより得ることができる。また、抽出物からのタンパク質画分の分離精製は、その方法は特に限定されないが、例えば、前記抽出物に硫酸アンモニウムを加えて、析出したタンパク質を遠心分離により集め、さらにリン酸緩衝液などを用いて溶解させて、これを透析やゲルろ過などを適用して低分子画分等と取り除くことにより分離精製を行うことができる。また、有効成分には、前記したように所望のタンパク質を精製したものを用いてもよいが、有効成分であるタンパク質を有効量含むのであれば、植物体組織またはその乾燥品、粉砕品、抽出物をそのまま有効成分として使用しても良い。なお、乾燥品や粉砕品の調製方法も本発明による有効成分を含んで得ることが出来る限り、特に限定されない。   In the present invention, the protein as an active ingredient can be obtained by separating a protein fraction from extracts from leaves, stems, skins, roots, seeds, and the like of gramineous plants according to a conventional method. Here, the method for producing the extract is not particularly limited. For example, the extract can be used to remove plant parts such as leaves, stems, skins, roots, and seeds of grasses such as water or phosphate buffer. After triturating in a solvent, the supernatant can be collected by filtration or centrifugation, and this can be obtained by diluting with a solvent if necessary. The method for separating and purifying the protein fraction from the extract is not particularly limited. For example, ammonium sulfate is added to the extract, the precipitated protein is collected by centrifugation, and a phosphate buffer is used. It can be separated and purified by removing it as a low molecular fraction by applying dialysis or gel filtration. As described above, the active ingredient may be purified from the desired protein as described above, but if it contains an effective amount of the active ingredient protein, the plant tissue or its dried product, pulverized product, extraction You may use a thing as an active ingredient as it is. In addition, the preparation method of a dried product or a pulverized product is not particularly limited as long as the active ingredient according to the present invention can be obtained.

さらに本発明における有効成分であるタンパク質は、そのアミノ酸配列が予めわかっている場合には、慣用のペプチド合成手法にしたがって、合成することができる。例えば、オリザシスタチンI〜IIIのアミノ酸配列は前記のとおりである。したがって、該タンパク質は、化学的の合成して得られたものであることができる。   Furthermore, when the amino acid sequence of the protein, which is an active ingredient in the present invention, is known in advance, it can be synthesized according to a conventional peptide synthesis technique. For example, the amino acid sequences of oryzasistatin I to III are as described above. Therefore, the protein can be obtained by chemical synthesis.

また、本発明によるタンパク質は、遺伝子工学的手法により製造されたものであってもよい。すなわち、本発明によるタンパク質は、それを示すアミノ酸配列をコードするDNAを入手、もしくは製造することができる場合には、そのDNAによって宿主細胞を形質転換させた形質転換細胞において、製造することができる。すなわち、本発明によるタンパク質は、それを示すアミノ酸配列をコードするDNA断片を、宿主細胞内で複製可能でかつ同遺伝子が発現可能な状態で含むDNA、特に組換えベクター、の形態とし、それを用いて宿主細胞の形質転換を行い、得られた形質転換体を培養することによって製造することができる。このとき、該タンパク質の製造に際し、所謂宿主−ベクター系を使用してもよい。なお、このような宿主−ベクター系を適用するにあたっては、この技術分野において慣用されている各種の発現ベクター(組換えベクター)作成法および形質転換法を使用することができる。   The protein according to the present invention may be produced by a genetic engineering technique. That is, the protein according to the present invention can be produced in a transformed cell obtained by transforming a host cell with the DNA, when DNA encoding the amino acid sequence indicating it can be obtained or produced. . That is, the protein according to the present invention is in the form of a DNA, particularly a recombinant vector, which contains a DNA fragment encoding the amino acid sequence indicating it in a state in which it can be replicated in a host cell and the gene can be expressed. It can be produced by transforming a host cell and culturing the resulting transformant. At this time, a so-called host-vector system may be used for the production of the protein. In applying such a host-vector system, various expression vector (recombinant vector) production methods and transformation methods commonly used in this technical field can be used.

用途
本発明による有効成分であるタンパク質は、カテプシンKを阻害する活性を有する(実施例の評価試験「カテプシンK阻害活性の測定」の項)。
Use The protein which is an active ingredient by this invention has the activity which inhibits cathepsin K (section of the evaluation test "measurement of cathepsin K inhibitory activity" of an Example).

カテプシンKは、前記したように、(i) そのmRNAが破骨細胞で選択的に高レベル発現していること[J. Biol. Chem. (1996) 271:12511]、および (ii) カテプシンKが破骨細胞に特異的に局在していること[Bone (1997) 20:81]が報告されている。また、カテプシンKの阻害が、破骨細胞による骨吸収を阻害すること[J. Biol. Chem. (1997) 272:8109; Mol. Carcinog. (2001) 32:84]が報告されており、このことは、骨吸収に関連する疾患の予防または治療にカテプシンKを阻害することが有効であることを示唆しているといえる。また、カテプシンK阻害剤に関しては、カテプシンK阻害剤であるSB331750の作用をラットで検討した結果、SB331750が骨吸収を阻害することが報告されている[Bone (2002) 30:746-53]。この文献にも、骨吸収に関連する疾患の予防または治療にカテプシンKを阻害することが有効であることを示唆しているといえる。したがって、カテプシンKを阻害されると、骨喪失または骨吸収の亢進が阻害または抑制され、これら亢進によって誘発される可能性のある疾患、例えば、骨粗鬆症、変形性関節症、慢性関節リウマチ等を、治療、予防、改善、状態の緩和、またはその進行の遅延をすることが可能である。さらにカテプシンKは、破骨細胞腫、コレステリン腫における骨侵食、前立腺癌の転移、肥満、肺線維症、および、骨巨細胞腫などのような病態生理にも重要な役割を果たしていることが、前記従来技術の項で示した文献で報告されており、カテプシンKを阻害することが、腫瘍の転移や肥満の治療、予防、改善、状態の緩和などに有効であることが示唆されている。したがって、本発明による有効成分は、カテプシンKを阻害する活性を有する(実施例の評価試験「カテプシンK阻害活性の測定」の項)ので、カテプシンKを阻害する目的で使用することができ、さらに、本発明による有効成分は、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善に用いることができる。   Cathepsin K, as described above, (i) that its mRNA is selectively expressed at high levels in osteoclasts [J. Biol. Chem. (1996) 271: 12511], and (ii) cathepsin K Has been reported to be specifically localized to osteoclasts [Bone (1997) 20:81]. In addition, it has been reported that inhibition of cathepsin K inhibits bone resorption by osteoclasts [J. Biol. Chem. (1997) 272: 8109; Mol. Carcinog. (2001) 32:84]. This suggests that inhibiting cathepsin K is effective in preventing or treating diseases related to bone resorption. Regarding cathepsin K inhibitors, as a result of examining the action of SB331750, which is a cathepsin K inhibitor, in rats, it has been reported that SB331750 inhibits bone resorption [Bone (2002) 30: 746-53]. This document also suggests that it is effective to inhibit cathepsin K for the prevention or treatment of diseases related to bone resorption. Therefore, when cathepsin K is inhibited, bone loss or bone resorption enhancement is inhibited or suppressed, and diseases that can be induced by such enhancement, such as osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc. It is possible to treat, prevent, ameliorate, alleviate the condition, or delay its progression. Furthermore, cathepsin K may play an important role in pathophysiology such as osteoclastoma, bone erosion in cholesteroma, metastasis of prostate cancer, obesity, pulmonary fibrosis, and giant cell tumor of bone. As reported in the literature shown in the above-mentioned prior art section, it has been suggested that inhibition of cathepsin K is effective in the treatment, prevention, improvement and alleviation of the condition of tumor metastasis and obesity. . Therefore, since the active ingredient according to the present invention has an activity to inhibit cathepsin K (Evaluation Test of Example, “Measurement of Cathepsin K Inhibitory Activity”), it can be used for the purpose of inhibiting cathepsin K. The active ingredient according to the present invention can be used for the treatment, prevention or amelioration of a disease or condition that can be treated, prevented or ameliorated by inhibiting cathepsin K.

なお、本明細書において、疾患または状態の「治療、予防または改善」は、疾患または状態の、調節、進行の遅延、緩和、発症予防、再発予防、抑制などを包含する意味で使用される。   In the present specification, “treatment, prevention or amelioration” of a disease or condition is used in a sense including regulation, delay of progression, alleviation, prevention of onset, prevention of recurrence, suppression of the disease or condition.

ここで、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態としては、骨喪失または骨吸収の亢進によって誘発されうる疾患または状態、腫瘍の転移、肥満などが包含される。さらに詳しくは、骨喪失または骨吸収の亢進によって誘発されうる疾患または状態としては、例えば、骨粗鬆症、変形性関節症、慢性関節リウマチ、またはこれに関連する状態が挙げられる。好ましくは、前記疾患または状態は、骨粗鬆症、変形性関節症、慢性関節リウマチ、またはこれに関連する状態である。   Here, diseases or conditions that can be treated, prevented, or ameliorated by inhibition of cathepsin K include diseases or conditions that can be induced by bone loss or enhanced bone resorption, tumor metastasis, obesity, and the like. More specifically, diseases or conditions that can be induced by bone loss or increased bone resorption include, for example, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, or conditions related thereto. Preferably, the disease or condition is osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, or a condition related thereto.

本発明の別の態様によれば、本発明の有効成分であるタンパク質の有効量を、哺乳動物に投与することを含んでなる、カテプシンKの阻害方法が提供される。なおここで「有効量」とは、投与によって、体内における所望の領域において、カテプシンKを阻害活性を発揮しうるのに十分な量である。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for inhibiting cathepsin K, comprising administering to a mammal an effective amount of a protein that is an active ingredient of the present invention. Here, the “effective amount” is an amount sufficient to exert cathepsin K inhibitory activity in a desired region in the body by administration.

本発明の別の一つの態様によれば、本発明の有効成分であるタンパク質の治療上有効量を、哺乳動物に投与することを含んでなる、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療の治療、予防または改善する方法が提供される。なおここで「治療上有効量」とは、治療が望まれる疾患または状態に通常伴う1以上の症状を緩解するのに十分な量である。予防的な使用に関するときには、この用語は、疾患または状態の発症を防止または遅延させるのに十分な量を意味する。   According to another embodiment of the present invention, it can be treated, prevented or ameliorated by inhibiting cathepsin K, comprising administering to a mammal a therapeutically effective amount of a protein which is an active ingredient of the present invention. Methods of treating, preventing or ameliorating treatment of a disease or condition are provided. As used herein, “therapeutically effective amount” is an amount sufficient to ameliorate one or more symptoms usually associated with the disease or condition for which treatment is desired. When referring to prophylactic use, the term means an amount sufficient to prevent or delay the onset of the disease or condition.

組成物および食品
本発明による組成物は、前記したように、前記したイネ科植物に含まれるタンパク質を有効成分として含んでなるものである。
ここで「有効成分として含んでなる」とは、所望する製品形態に応じた生理学的に許容されうる担体を含んでいてもよいことは当然として、併用可能な他の補助成分を含有する場合も包含する意味である。すなわち、本発明による組成物は、有効成分であるタンパク質を用いて、生理学的に許容されうる担体、賦形剤、結合剤、希釈剤などと混合することにより製造できる。本発明による組成物は、経口または非経口的に投与または摂取することができる。経口用の形態としては、食品、顆粒剤、散剤、錠剤(糖衣錠を含む)、丸剤、カプセル剤、シロップ剤、乳剤、懸濁剤が挙げられる。非経口用の形態としては、注射剤(例えば、皮下注射剤、静脈内注射剤、筋肉内注射剤、腹腔内注射剤)、点滴剤、外用剤(例えば、経鼻投与製剤、経皮製剤、軟膏剤)、坐剤(例えば、直腸坐剤、膣坐剤)が挙げられる。これらの製剤は、当分野で通常行われている手法により、薬学的に許容される担体(例えば、賦形剤、添加剤)とともに製剤化することができる。薬学的に許容される賦形剤や添加剤としては、担体、結合剤、香料、緩衝剤、増粘剤、着色剤、安定剤、乳化剤、分散剤、懸濁化剤、防腐剤等が挙げられる。薬学的に許容される担体としては、例えば、炭酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、タルク、砂糖、ラクトース、ペクチン、デキストリン、澱粉、ゼラチン、トラガント、メチルセルロース、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、低融点ワックス、カカオバター等が挙げられる。
Composition and Food As described above, the composition according to the present invention comprises a protein contained in the aforementioned gramineous plant as an active ingredient.
Here, “comprising as an active ingredient” may contain a physiologically acceptable carrier according to a desired product form, and may contain other auxiliary ingredients that can be used in combination. It means to include. That is, the composition according to the present invention can be produced by mixing a protein as an active ingredient with a physiologically acceptable carrier, excipient, binder, diluent and the like. The composition according to the present invention can be administered or ingested orally or parenterally. Examples of oral forms include foods, granules, powders, tablets (including sugar-coated tablets), pills, capsules, syrups, emulsions, and suspensions. Examples of parenteral forms include injections (eg, subcutaneous injections, intravenous injections, intramuscular injections, intraperitoneal injections), drops, and external preparations (eg, nasal preparations, transdermal preparations, Ointment) and suppositories (for example, rectal suppositories, vaginal suppositories). These preparations can be formulated together with a pharmaceutically acceptable carrier (for example, an excipient or an additive) by a technique usually performed in the art. Examples of pharmaceutically acceptable excipients and additives include carriers, binders, fragrances, buffers, thickeners, colorants, stabilizers, emulsifiers, dispersants, suspending agents, preservatives, and the like. It is done. Examples of the pharmaceutically acceptable carrier include magnesium carbonate, magnesium stearate, talc, sugar, lactose, pectin, dextrin, starch, gelatin, tragacanth, methylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, a low melting wax, cocoa butter and the like. It is done.

製剤は、例えば下記のようにして製造できる。製剤化の例として経口剤を挙げる。
経口剤は、有効成分に、例えば賦形剤(例えば、乳糖、白糖、デンプン、マンニトール)、崩壊剤(例えば、炭酸カルシウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム)、結合剤(例えば、α化デンプン、アラビアゴム、カルボキシメチルセルロース)または滑沢剤(例えば、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ポリエチレングリコール)を添加して圧縮成形し、さらに必要に応じて、味のマスキング、腸溶性または持続性の目的のために公知の方法を適用してコーティングすることにより、製造することができる。コーティング剤としては、例えばエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなど公知のものを用いることができる。
The preparation can be produced, for example, as follows. An oral preparation is given as an example of formulation.
Oral preparations contain active ingredients such as excipients (eg lactose, sucrose, starch, mannitol), disintegrants (eg calcium carbonate, carboxymethylcellulose calcium), binders (eg pregelatinized starch, gum arabic, carboxy Methylcellulose) or lubricants (eg, talc, magnesium stearate, polyethylene glycol) and compression molded, and if necessary, known methods for taste masking, enteric or persistent purposes It can be manufactured by applying and coating. As the coating agent, for example, known ones such as ethyl cellulose and hydroxymethyl cellulose can be used.

製剤化にあたっては、本発明による有効成分以外の1種以上の医療上有効な有効成分をさらに添加し配合してもよい。また本発明による有効成分の投与にあたっては、本発明による有効成分以外の1種以上の医療上有効な有効成分を組み合わせて投与してもよい。
また製剤の形態は、目的とする疾患または状態に応じて適宜選択することができる。投与経路も、製剤の形態、疾患の種類、治療目的等に応じて適宜選択することができる。
In formulating, one or more medically effective active ingredients other than the active ingredient according to the present invention may be further added and blended. In administration of the active ingredient according to the present invention, one or more kinds of medically effective active ingredients other than the active ingredient according to the present invention may be administered in combination.
Moreover, the form of a formulation can be suitably selected according to the target disease or condition. The administration route can also be appropriately selected according to the form of the preparation, the type of disease, the purpose of treatment, and the like.

本発明による組成物および阻害剤は、医薬品への適用のみならず、食品への適用も意図されている。本発明の組成物および阻害剤の食品への適用にあたっては、後述する食品に関する記述を参照することができる。   The compositions and inhibitors according to the invention are intended not only for pharmaceutical applications but also for foods. In the application of the composition and the inhibitor of the present invention to foods, reference can be made to the description relating to foods described below.

本発明による食品は、本発明による有効成分を有効量含んでなるものである。
ここで「有効成分を有効量含んでなる」とは、個々の飲食品を通常喫食される量摂取した結果に、後述するような範囲で有効成分が摂取されるような量で有効成分を含有することをいう。本発明による食品には、本発明による有効成分をそのまままたは上記のような組成物または阻害剤の形態で、食品に配合することができる。より具体的には、本発明による食品は、本発明による有効成分を、そのまま食品として調製したもの、各種タンパク質、糖類、脂肪、微量元素、ビタミン類等をそれらにさらに配合して調製したもの、液状、半液体状若しくは固体状にしたもの、ペースト状にしたもの、または、一般の飲食品へ添加したものであってもよい。
The food according to the present invention comprises an effective amount of the active ingredient according to the present invention.
Here, “comprising an effective amount of an active ingredient” means that the active ingredient is contained in such an amount that the active ingredient is ingested in the range described later, as a result of ingesting the amount of each food or drink normally consumed. To do. In the food according to the present invention, the active ingredient according to the present invention can be blended in the food as it is or in the form of the composition or inhibitor as described above. More specifically, the food according to the present invention is prepared by directly mixing the active ingredient according to the present invention as a food, various proteins, sugars, fats, trace elements, vitamins and the like, It may be a liquid, semi-liquid or solid, a paste, or a general food or drink.

本発明において、「食品」は、医薬以外のものであって、哺乳動物が摂取可能なものであれば特に制限はなく、その形態も液状、半液体状または固体状のいずれのものであってもよい。また「食品」には、健康食品、機能性食品、特定保健用食品、栄養補助食品、疾病リスク低減表示を付した食品、または、病者用食品のような分類のものも包含される。   In the present invention, the “food” is not a pharmaceutical and is not particularly limited as long as it can be ingested by mammals. The form of the food is either liquid, semi-liquid or solid. Also good. “Food” includes foods classified as health foods, functional foods, foods for specified health use, dietary supplements, foods with a disease risk reduction label, or foods for the sick.

本発明による有効成分は、骨喪失または骨吸収の亢進によって誘発されうる疾患または状態、腫瘍の転移、肥満の予防、改善、または進行の抑制作用を有する。このため、日常生活で摂取する食品、健康食品、機能性食品、サプリメント(例えば、カルシウム、マグネシウム等のミネラル類、ビタミンK等のビタミン類を1種以上含有する食品)に本発明の有効成分を配合することにより、骨喪失または骨吸収の亢進によって誘発されうる疾患または状態、腫瘍の転移、肥満の予防および改善機能を併せ持つ食品を提供することができる。   The active ingredient according to the present invention has a disease or condition that can be induced by bone loss or increased bone resorption, tumor metastasis, obesity prevention, amelioration, or suppression of progression. For this reason, the active ingredient of the present invention is added to foods, health foods, functional foods and supplements (for example, foods containing one or more vitamins such as minerals such as calcium and magnesium and vitamin K) taken in daily life. In combination, a food or a disease or condition that can be induced by bone loss or increased bone resorption, tumor metastasis, obesity prevention and improvement functions can be provided.

前記したように、本発明によれば、前記タンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善に用いられる食品が提供される。本発明の別の一つの態様によれば、前記したように、前記タンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンK阻害に用いられる食品が提供される。   As described above, according to the present invention, there is provided a food comprising an effective amount of the protein, which is used for the treatment, prevention or improvement of a disease or condition that can be treated, prevented or ameliorated by inhibiting cathepsin K. Provided. According to another aspect of the present invention, as described above, a food comprising an effective amount of the protein and used for cathepsin K inhibition is provided.

本発明の別の態様によれば、前記タンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善する機能が表示された食品が提供される。本発明のさらに別の態様によれば、前記タンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンK阻害能が表示された食品が提供される。
ここでこれら食品に付される機能表示は、製品の本体、容器、包装、説明書、添付文書、または宣伝物のいずれかにされてなることができる。
According to another aspect of the present invention, a food comprising an effective amount of the protein, and a function of treating, preventing or ameliorating a disease or condition that can be treated, prevented or ameliorated by inhibiting cathepsin K is displayed. Food is provided. According to still another aspect of the present invention, there is provided a food comprising an effective amount of the protein and displaying a cathepsin K inhibitory ability.
Here, the function indications attached to these foods can be any of the main body of the product, the container, the packaging, the instructions, the package insert, or the promotional material.

よって、本発明による食品は、例えば、骨喪失または骨吸収の亢進に関連する状態の改善または緩和機能を期待する消費者に適した食品、または、肥満の改善または緩和を期待する消費者に適した食品、すなわち所謂、特定保健用食品、として提供することができる。なお、ここでいう特定保健用食品とは、骨喪失または骨吸収の亢進によって誘発されうる疾患または状態、腫瘍の転移、肥満の予防、改善、状態の緩和等を目的として食品の製造または販売等を行う場合に、保健上の観点から、各国において法上の何らかの制限を受けることがある食品をいう。このような食品は、食品が疾病リスクを低減する可能性があること表示した食品、すなわち、疾病リスク低減表示を付した食品であることもできる。ここで、疾病リスク低減表示とは、疾病リスクを低減する可能性のある食品の表示であって、FAO/WHO合同食品規格委員会(コーデックス委員会)の定める規格に基づいて、またはその規格を参考にして、定められた表示または認められた表示であることができる。   Thus, the food according to the present invention is suitable for, for example, a food suitable for a consumer who expects an improvement or alleviation of a condition associated with bone loss or increased bone resorption, or a consumer who expects an improvement or alleviation of obesity. Food, that is, so-called food for specified health use. The food for specified health here refers to a disease or condition that can be induced by bone loss or increased bone resorption, tumor metastasis, prevention, improvement of obesity, relief of condition, etc. This means food that may be subject to some legal restrictions in each country for health reasons. Such foods can also be foods that indicate that the foods may reduce disease risk, i.e., foods with a disease risk reduction label. Here, the disease risk reduction label is a label for foods that may reduce the disease risk, and is based on or based on the standard established by the FAO / WHO Joint Food Standards Committee (Codex Committee). The display can be a defined or recognized display with reference to FIG.

本発明による食品の具体例としては、飯類、麺類、パン類およびパスタ類等の炭水化物含有食品;クッキーやケーキなどの洋菓子類、米菓、饅頭や羊羹等の和菓子類、キャンディー類、ガム類、ヨーグルトやプリンなどの冷菓や氷菓などの各種菓子類;ジュース、清涼飲料水、乳飲料、茶飲料、機能性飲料、栄養補助飲料、ノンアルコールビール等の各種飲料;ビール、発泡酒等のアルコール飲料;調味料;卵、魚介類や畜肉などを用いた加工品などが挙げられる。   Specific examples of foods according to the present invention include foods containing carbohydrates such as rice, noodles, breads and pasta; Western confectionery such as cookies and cakes; rice confectionery; Japanese confectionery such as buns and mutton; candy and gums , Various confectioneries such as frozen confectionery such as yogurt and pudding; ice confectionery; various beverages such as juice, soft drink, milk beverage, tea beverage, functional beverage, nutritional supplement beverage, non-alcohol beer; alcohol such as beer and sparkling liquor Beverages; seasonings; processed products using eggs, seafood, livestock meat, and the like.

本発明の有効成分の添加・配合の対象である食品としては、好ましくは、飲料、粉体飲料などが挙げられる。   Preferred examples of foods to which the active ingredient of the present invention is added / blended include beverages and powdered beverages.

本発明の有効成分の添加・配合の対象であるサプリメントとして摂取する健康食品や機能性食品の形態としては、例えば、ジュースや茶のような飲料、ゼリー、カプセル、顆粒剤、粒剤、ペーストが挙げられる。本発明の有効成分を、単独で、あるいは他の成分(例えば、植物素材)と組み合わせて、飲料、ゼリー、カプセル、顆粒剤、粒剤、ペーストなどの形態に加工することにより、カテプシンK阻害作用、またはこれら作用に関連する状態の改善または緩和機能を有するサプリメントなどの健康食品や機能性食品として提供することができる。特に、本発明による有効成分以外の成分であって、カテプシンK阻害作用があるとされる他の成分と組み合わせることによって、カテプシンK阻害により予防もしくは改善される状態を、予防、改善、または緩和する機能をより強化することができる。そのような他の成分は公知の成分、例えば、前記従来技術の項において示した化合物類から選択することができる。   Examples of the forms of health foods and functional foods to be ingested as supplements that are targets for addition and blending of the active ingredients of the present invention include beverages such as juice and tea, jelly, capsules, granules, granules, and pastes. Can be mentioned. Cathepsin K inhibitory action by processing the active ingredient of the present invention alone or in combination with other ingredients (for example, plant material) into a form of beverage, jelly, capsule, granule, granule, paste, etc. Alternatively, it can be provided as a health food or a functional food such as a supplement having a function of improving or alleviating a condition related to these actions. In particular, it is possible to prevent, ameliorate, or alleviate a state that is prevented or ameliorated by cathepsin K inhibition by combining with other components other than the active ingredient according to the present invention that are considered to have cathepsin K inhibitory activity. Functions can be further enhanced. Such other components can be selected from known components such as the compounds shown in the prior art section.

本発明の有効成分であるタンパク質は、人類が主食用穀類として長年摂取してきたイネ科植物由来の成分であることから、毒性も低く、哺乳動物(例えば、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ブタ、サル等)に対し安全に用いることができる。   The protein that is an active ingredient of the present invention is a component derived from the grass family that humans have taken as a staple food cereal for many years, and therefore has low toxicity, and mammals (for example, humans, mice, rats, rabbits, dogs, Cats, cows, horses, pigs, monkeys, etc.).

本発明による組成物および食品を投与または摂取する場合、本発明による有効成分の投与量または接種量は、受容者、受容者の年齢および体重、症状、投与時間、剤形、投与方法、薬剤の組み合わせ等に依存して決定できる。例えば、本発明による有効成分を医薬として経口投与する場合、該タンパク質量として、成人1人当たり(体重換算で)μg〜mgオーダーの量を一日1または数回の投与単位に分割して投与することができる。   When administering or ingesting the composition and food according to the present invention, the dose or inoculation amount of the active ingredient according to the present invention is determined by the recipient, the age and weight of the recipient, symptoms, administration time, dosage form, administration method, drug It can be determined depending on the combination. For example, when the active ingredient according to the present invention is orally administered as a pharmaceutical, the amount of the protein per 1 adult (in terms of body weight) in the order of μg to mg is divided into 1 or several daily dosage units. be able to.

本発明を以下の例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   The present invention will be described in detail by the following examples, but the present invention is not limited thereto.

例1: RNAの抽出
ジャポニカ米(品種:コシヒカリ)の種子を、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸(2mg/l;2,4−D)、スクロース(30g/l)とアガロース(8g/l)を含むDKN培地[Breed Sci. (2000) 50:197]を用いて、暗所25℃で培養することにより、カルスを誘導した。誘導したカルスは、2,4−D(1mg/l)とスクロース(30g/l)を含む液体DKN培地を用いて光照射下(300lx)で培養し[Jpn. J. Breed (1988) 38 (Suppl. 1):78]、実験に供した。
種子に由来する前記イネカルスから、ISOGEN(ニッポンジーン社製)を用いてトータルRNAを調製した。
Example 1: Extraction of RNA Japonica rice (variety: Koshihikari) seeds with 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2 mg / l; 2,4-D), sucrose (30 g / l) and agarose (8 g / l) Callus was induced by culturing at 25 ° C. in the dark using the DKN medium containing [Breed Sci. (2000) 50: 197]. The induced callus was cultured under light irradiation (300 lx) in a liquid DKN medium containing 2,4-D (1 mg / l) and sucrose (30 g / l) [Jpn. J. Breed (1988) 38 ( Suppl. 1): 78] and used for the experiment.
Total RNA was prepared from the rice callus derived from seeds using ISOGEN (manufactured by Nippon Gene).

例2a: オリザシスタチン−IをコードするcDNAの単離
イネのカルスから抽出したRNAを用いて、オリザシスタチン−IをコードするcDNAをPCRクローニングにより取得した。増幅反応にはTaKaRa One Step RNA PCR Kit(タカラバイオ株式会社製)を利用した。オリザシスタチン−I cDNAのクローニングに用いたプライマーは、5'-ATGTCGAGCGACGGAGGGCC-3'(配列番号4)と5'-GATGGGCCTTAGGCATTTGC-3'(配列番号5)であった。PCR増幅産物は、TA cloning Kit(インビトロジェン社製)によりpCR2.1にサブクローニングした。
なお、ヌクレオチド配列の決定にはDNAシークエンサー(モデル373A;アプライドバイオシステムズ社製)を使用した。
Example 2a: Isolation of cDNA Encoding Oryzasistatin-I Using RNA extracted from rice callus, cDNA encoding oryzasistatin-I was obtained by PCR cloning. For the amplification reaction, TaKaRa One Step RNA PCR Kit (manufactured by Takara Bio Inc.) was used. The primers used for cloning of oryzasistatin-I cDNA were 5′-ATGTCGAGCGACGGAGGGCC-3 ′ (SEQ ID NO: 4) and 5′-GATGGGCCTTAGGCATTTGC-3 ′ (SEQ ID NO: 5). The PCR amplification product was subcloned into pCR2.1 using TA cloning Kit (Invitrogen).
In addition, the DNA sequencer (Model 373A; manufactured by Applied Biosystems) was used for the determination of the nucleotide sequence.

例2b: オリザシスタチン−IIIをコードするcDNAの単離
クローニングに用いたプライマーを、前記配列番号4および5のものの代わりに、5'-ATGGCCGAGGAGGCGCAGAG-3'(配列番号6)と5'-CTATGTACGTTTAGGCGGTG-3'(配列番号7)を使用した以外は、前記例2aと同様にして、オリザシスタチン−IIIをコードするcDNAを単離した。
Example 2b: 5′-ATGGCCGAGGAGGCGCAGAG-3 ′ (SEQ ID NO: 6) and 5′-CTATGTACGTTTAGGCGGTG- in place of those shown in SEQ ID NOs: 4 and 5 were used for the isolation and cloning of cDNA encoding oryzastatin-III. A cDNA encoding oryzasistatin-III was isolated in the same manner as in Example 2a except that 3 ′ (SEQ ID NO: 7) was used.

例3: オリザシスタチン−Iならびにオリザシスタチン−IIIの発現プラスミドの構築
オリザシスタチン−Iならびにオリザシスタチン−IIIは、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)配列をN末に有し、GST配列とオリザシスタチン配列の間にFactor Xaによる切断部位を持つ融合タンパク質として発現させた。Factor Xa切断部位(Ile-Glu-Gly-Arg)(配列番号8)は、PCR反応を利用して、オリザシスタチン−Iならびにオリザシスタチン−IIIの翻訳シグナルの直上に付加した。そのために用いたプライマーは、オリザシスタチン−I用が5'-ATCGAAGGTCGTATGTCGAGCGACGGAGGGCC-3'(配列番号9)と5'- GATGGGCCTTAGGCATTTGC-3'(配列番号10)であり、オリザシスタチン−III用が5'- GGATCCATCGAAGGTCGTATGGCCGAGGAGGCGCAGCA-3'(配列番号11)と5'- TTAGGCGGTGGCGTCGTCGAGGGGCTTGAAATCC-3'(配列番号12)であった。PCR増幅産物は、TA cloning Kit(インビトロジェン社製)によりpCR2.1にサブクローニングした。制限酵素で切断後、Factor Xa認識部位を付加したオリザシスタチン−I配列はpGEX−4T−2(アマシャムバイオサイエンス製)、Factor Xa認識部位を付加したオリザシスタチン−III配列はpGEX−6P−2(アマシャムバイオサイエンス製)の、それぞれGSTコーディング領域の下流に挿入した。
Example 3: Construction of expression plasmids for oryzastatin-I and oryzastatin-III Oryzasistatin-I and oryzasistatin-III have a glutathione S-transferase (GST) sequence at the N-terminus, It was expressed as a fusion protein with a cleavage site by Factor Xa in between. A Factor Xa cleavage site (Ile-Glu-Gly-Arg) (SEQ ID NO: 8) was added immediately above the translation signals of oryzasistatin-I and oryzasistatin-III using a PCR reaction. The primers used for this purpose were 5′-ATCGAAGGTCGTATGTCGAGCGACGGAGGGCC-3 ′ (SEQ ID NO: 9) and 5′-GATGGGCCTTAGGCATTTGC-3 ′ (SEQ ID NO: 10) for oryzastatin-I, and 5′-ATCGAAGGTCGTATGTCGAGCGACGGAGGGCC-3 ′ (SEQ ID NO: 10). They were GGATCCATCGAAGGTCGTATGGCCGAGGAGGCGCAGCA-3 ′ (SEQ ID NO: 11) and 5′-TTAGGCGGTGGCGTCGTCGAGGGGCTTGAAATCC-3 ′ (SEQ ID NO: 12). The PCR amplification product was subcloned into pCR2.1 using TA cloning Kit (Invitrogen). After cleaving with a restriction enzyme, the oryzasistatin-I sequence added with Factor Xa recognition site is pGEX-4T-2 (Amersham Biosciences), and the oryzastatin-III sequence added with Factor Xa recognition site is pGEX-6P-2 ( Each of Amersham Biosciences), downstream of the GST coding region.

例4: オリザシスタチン−IIをコードする発現プラスミドの構築
Factor Xa認識部位をN末に付加したオリザシスタチン−II cDNAを、オリザシスタチン−III cDNAをテンプレートとするPCR反応により合成した。そのために用いたプライマーは、5'- GGATCCATCGAAGGTCGTATGGCCGAGGAGGCGCAGAGCCACGCGCGTGAAGGTGGGCGGCATCCACGACAGCCGGCCGGGCGCGAGA-3'(配列番号13)と5'- TTAGGCGGTGGCGTCGTCGAGGGGCTTGAAATCC-3'(配列番号14)であった。PCR増幅断片は、TA cloning Kit(インビトロジェン社製)によりpCR2.1にサブクローニングした。制限酵素で切断後、Factor Xa認識部位を付加したオリザシスタチン−II配列はpGEX−6P−2(アマシャムバイオサイエンス製)のGSTコーディング領域の下流に挿入した。
Example 4: Construction of an expression plasmid encoding oryzasistatin-II
Oryzasistatin-II cDNA with a Factor Xa recognition site added to the N-terminus was synthesized by PCR reaction using oryzasistatin-III cDNA as a template. The primers used for this were 5′-GGATCCATCGAAGGTCGTATGGCCGAGGAGGCGCAGAGCCACGCGCGTGAAGGTGGGCGGCATCCACGACAGCCGGCCGGGCGCGAGA-3 ′ (SEQ ID NO: 13) and 5′-TTAGGCGGTGGCGTCGTCGAGGGGCTTGAAATCC-3 ′ (SEQ ID NO: 14). The PCR amplified fragment was subcloned into pCR2.1 using TA cloning Kit (Invitrogen). After cleaving with a restriction enzyme, the oryzasistatin-II sequence added with Factor Xa recognition site was inserted downstream of the GST coding region of pGEX-6P-2 (Amersham Biosciences).

例5: 組換えオリザシスタチン−I、オリザシスタチン−II、およびオリザシスタチン−IIIの調製
GST−オリザシスタチン(−I/−II/−III)発現プラスミドを導入した大腸菌BL21株(アマシャムバイオサイエンス社製)を、100μg/mlのアンピシリンを含むLB培地を用いて、37℃下において培養した。培養開始から3時間後にIPTG(Isopropyl-1-thio-beta-D-galactoside)を1.0mMの濃度になるように添加し、さらに6時間培養を行った。培養終了後、集菌した菌体を1% Triton X-100を含むPBS(10mM NaHPO/1.8mM KHPO−140mM NaCl−2.7mM KCl)に懸濁し、超音波処理にて菌体を破壊した。次いで、その固形分を遠心分離によって除去した後、菌体破砕液から、GSTrap HPカラム(アマシャムバイオサイエンス社製)を用いて、融合タンパク質をアフィニティー精製した。融合タンパク質を含む画分を回収したあと、50mM Tris−HCl(pH8.0)−100mM NaCl−5mM CaClを用いて透析し、さらに5U/mlの濃度になるようにFactor Xa(ノバジェン社製)を加えて、25℃で2〜3時間の切断反応を行った。反応液からHiTrap Benzamidine FFカラム(アマシャムバイオサイエンス社製)を用いてFactor Xaを吸着除去した後、GSTrap HPカラムクロマトグラフィーによって切断されたGSTを除去して、オリザシスタチン−I、オリザシスタチン−II、およびオリザシスタチン−IIIの精製標品を得た。
Example 5: Preparation of Recombinant Oryzasistatin-I, Oryzastatin-II, and Oryzasistatin-III E. coli BL21 strain (manufactured by Amersham Biosciences) into which GST-oryzastatin (-I / -II / -III) expression plasmid was introduced ) Was cultured at 37 ° C. using LB medium containing 100 μg / ml ampicillin. Three hours after the start of the culture, IPTG (Isopropyl-1-thio-beta-D-galactoside) was added to a concentration of 1.0 mM, and the culture was further performed for 6 hours. After completion of the culture, the collected cells are suspended in PBS (10 mM Na 2 HPO 4 /1.8 mM KH 2 PO 4 -140 mM NaCl-2.7 mM KCl) containing 1% Triton X-100 and subjected to ultrasonic treatment. Destroyed the cells. Subsequently, the solid content was removed by centrifugation, and then the fusion protein was affinity purified from the microbial cell disruption solution using a GSTRap HP column (manufactured by Amersham Biosciences). After collecting the fraction containing the fusion protein, it was dialyzed with 50 mM Tris-HCl (pH 8.0) -100 mM NaCl-5 mM CaCl 2 and further Factor Xa (manufactured by Novagen) to a concentration of 5 U / ml. Was added, and the cleavage reaction was performed at 25 ° C. for 2 to 3 hours. After adsorbing and removing Factor Xa from the reaction solution using a HiTrap Benzamidine FF column (Amersham Biosciences), GST cleaved by GSTRap HP column chromatography was removed to obtain oryzasistatin-I, oryzatistatin-II, And a purified preparation of oryzasistatin-III was obtained.

評価試験: カテプシンK阻害活性の測定
測定用の緩衝液には0.1M 2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸−1mM EDTA−4mMジチオスレイトール−0.05% Briji35を使用した。ここに、11.6nMの組換えヒトカテプシンK(カルビオケム社製)と所定濃度のオリザシスタチン−I、オリザシスタチン−II、またはオリザシスタチン−IIIを加えて、40℃で5分間のプレインキュベーションを行った。その後、酵素基質となるZ−Phe−Arg−MCA(株式会社ペプチド研究所製)を50μMの濃度になるように添加し、酵素反応を開始させた。蛍光分光光度計(Shimadzu RF-5300PC(株式会社島津製作所製)、測定条件:励起波長380nm、吸収波長440nm)を用いて、反応の進行に伴う蛍光強度の増加を、モニタリングし、酵素反応の強さは基質から遊離するAMC(7−アミノ−4−メチル−クマリン)量で評価した。酵素活性1Uは、1μmol/分のAMC遊離を阻害する阻害剤の量と定義した。
Evaluation test: 0.1 M 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid-1 mM EDTA-4 mM dithiothreitol-0.05% Briji 35 was used as a buffer for measurement of cathepsin K inhibitory activity . To this, 11.6 nM recombinant human cathepsin K (manufactured by Calbiochem) and a predetermined concentration of oryzasistatin-I, oryzasistatin-II, or oryzasistatin-III are added and preincubated at 40 ° C. for 5 minutes. It was. Thereafter, Z-Phe-Arg-MCA (manufactured by Peptide Institute, Inc.) serving as an enzyme substrate was added to a concentration of 50 μM to initiate the enzyme reaction. Using a fluorescence spectrophotometer (Shimadzu RF-5300PC (manufactured by Shimadzu Corporation), measurement conditions: excitation wavelength 380 nm, absorption wavelength 440 nm), the increase in fluorescence intensity accompanying the progress of the reaction is monitored to The thickness was evaluated by the amount of AMC (7-amino-4-methyl-coumarin) released from the substrate. Enzyme activity 1U was defined as the amount of inhibitor that inhibits AMC release at 1 μmol / min.

結果は図1〜3に示される通りであった。なお、図1はオリザシスタチン−I、図2はオリザシスタチン−II、図3はオリザシスタチン−IIIに関するものである。
結果から、これらタンパク質は低濃度でカテプシンKの活性を強く阻害するものであった。酵素阻害の比活性は、オリザシスタチン−Iが7.40U/mg、オリザシスタチン−IIが8.57mU/mg、および、オリザシスタチン−IIIが1.98U/mgであった。
The results were as shown in FIGS. FIG. 1 relates to oryzasistatin-I, FIG. 2 relates to oryzastatin-II, and FIG. 3 relates to oryzastatin-III.
From the results, these proteins strongly inhibited the activity of cathepsin K at a low concentration. Specific activities of enzyme inhibition were 7.40 U / mg for oryzastatin-I, 8.57 mU / mg for oryzastatin-II, and 1.98 U / mg for oryzastatin-III.

オリザシスタチン−IのカテプシンK阻害活性の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the cathepsin K inhibitory activity of oryzasistatin-I. オリザシスタチン−IIのカテプシンK阻害活性の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the cathepsin K inhibitory activity of oryzasistatin-II. オリザシスタチン−IIIのカテプシンK阻害活性の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the cathepsin K inhibitory activity of oryzasistatin-III.

Claims (20)

イネ科植物に含まれるタンパク質を有効成分として含んでなる、カテプシンK阻害剤。   A cathepsin K inhibitor comprising a protein contained in a grass family plant as an active ingredient. イネ科植物がイネ(Oryza sativa)である、請求項1に記載のカテプシンK阻害剤。 The cathepsin K inhibitor according to claim 1, wherein the gramineous plant is rice ( Oryza sativa ). タンパク質が、オリザシスタチン−I、オリザシスタチン−II、またはそれらの部分ペプチドである、請求項1または2に記載のカテプシンK阻害剤。   The cathepsin K inhibitor according to claim 1 or 2, wherein the protein is oryzastatin-I, oryzastatin-II, or a partial peptide thereof. タンパク質が、配列番号3のアミノ酸配列からなるタンパク質であるオリザシスタチン−III、またはその部分ペプチドである、請求項1または2に記載のカテプシンK阻害剤。   The cathepsin K inhibitor according to claim 1 or 2, wherein the protein is oryzasistatin-III, which is a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, or a partial peptide thereof. タンパク質が、下記(a)〜(d)からなる群より選択されるものである、請求項1または2に記載のカテプシンK阻害剤:
(a) 配列番号1〜3に示されるアミノ酸配列からなる群より選択されるアミノ酸配列を含んでなる、タンパク質、
(b) 前記(a)のアミノ酸配列の一部からなる部分ペプチドであって、カテプシンK阻害活性を有する、部分ペプチド、
(c) 前記(a)のアミノ酸配列を含んでなるタンパク質と少なくとも90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含んでなり、かつカテプシンK阻害活性を有する、タンパク質、および
(d) 前記(a)のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基が欠失、置換、付加もしくは挿入されたアミノ酸配列を含んでなり、かつカテプシンK阻害活性を有する、タンパク質。
The cathepsin K inhibitor according to claim 1 or 2, wherein the protein is selected from the group consisting of the following (a) to (d):
(A) a protein comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 3,
(B) a partial peptide consisting of a part of the amino acid sequence of (a), having a cathepsin K inhibitory activity,
(C) a protein comprising an amino acid sequence having at least 90% homology with the protein comprising the amino acid sequence of (a) and having cathepsin K inhibitory activity, and (d) the above (a) A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are deleted, substituted, added or inserted, and having cathepsin K inhibitory activity.
請求項1〜5のいずれか一項に記載のタンパク質を有効成分として含んでなる、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善に用いられる、組成物。   A composition comprising the protein according to any one of claims 1 to 5 as an active ingredient, which is used for treatment, prevention or amelioration of a disease or condition that can be treated, prevented or ameliorated by inhibiting cathepsin K. 疾患または状態が、骨喪失もしくは骨吸収の亢進により誘発されうる疾患または状態である、請求項6に記載の組成物。   7. The composition of claim 6, wherein the disease or condition is a disease or condition that can be induced by bone loss or increased bone resorption. 疾患または状態が、骨粗鬆症、変形性関節症、慢性関節リウマチ、またはこれに関連する状態である、請求項6または7に記載の組成物。   The composition according to claim 6 or 7, wherein the disease or condition is osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, or a condition related thereto. 医薬の形態で提供される、請求項6〜8のいずれか一項に記載の組成物。   9. A composition according to any one of claims 6 to 8 provided in pharmaceutical form. 食品の形態で提供される、請求項6〜8のいずれか一項に記載の組成物。   The composition according to any one of claims 6 to 8, which is provided in the form of food. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のタンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善に用いられる、食品。   A food comprising an effective amount of the protein according to any one of claims 1 to 5, which is used for treatment, prevention or improvement of a disease or condition that can be treated, prevented or ameliorated by inhibiting cathepsin K. Food. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のタンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンK阻害に用いられる、食品。   A food comprising an effective amount of the protein according to any one of claims 1 to 5, wherein the food is used for cathepsin K inhibition. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のタンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンKの阻害により治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善する機能が表示された、食品   A food comprising an effective amount of the protein according to any one of claims 1 to 5, wherein a function of treating, preventing or ameliorating a disease or condition that can be treated, prevented or ameliorated by inhibiting cathepsin K is displayed. Food 請求項1〜5のいずれか一項に記載のタンパク質を有効量含んでなる食品であって、カテプシンK阻害能が表示された、食品。   A food comprising an effective amount of the protein according to any one of claims 1 to 5, wherein the food has an ability to inhibit cathepsin K. 疾患または状態が、骨喪失もしくは骨吸収の亢進により誘発されうる疾患または状態である、請求項11または13に記載の食品。   The food according to claim 11 or 13, wherein the disease or condition is a disease or condition that can be induced by bone loss or increased bone resorption. 疾患または状態が、骨粗鬆症、変形性関節症、慢性関節リウマチ、またはこれに関連する状態である、請求項11または13に記載の食品。   The food according to claim 11 or 13, wherein the disease or condition is osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, or a condition related thereto. 機能の表示が、本体、容器、包装、説明書、添付文書、または宣伝物のいずれかにされてなる、請求項13〜16のいずれか一項に記載の食品。   The food according to any one of claims 13 to 16, wherein the indication of the function is any one of a main body, a container, a packaging, a manual, a package insert, or a promotional material. 健康食品、機能性食品、特定保健用食品、栄養補助食品、疾病リスク低減表示が付された食品、または病者用食品である、請求項11〜17のいずれか一項に記載の食品。   The food according to any one of claims 11 to 17, which is a health food, a functional food, a food for specified health use, a dietary supplement, a food with a disease risk reduction label, or a food for a sick person. 下記(a')〜(d')からなる群より選択される、タンパク質:
(a') 配列番号3に示されるアミノ酸配列からなる群より選択されるアミノ酸配列を含んでなる、タンパク質、
(b') 前記(a')のアミノ酸配列の一部からなる部分ペプチドであって、カテプシンK阻害活性を有する、部分ペプチド、
(c') 前記(a')のアミノ酸配列を含んでなるタンパク質と少なくとも90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含んでなり、かつカテプシンK阻害活性を有する、タンパク質、および
(d') 前記(a')のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸残基が欠失、置換、付加もしくは挿入されたアミノ酸配列を含んでなり、かつカテプシンK阻害活性を有する、タンパク質。
A protein selected from the group consisting of the following (a ′) to (d ′):
(A ′) a protein comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3;
(B ′) a partial peptide consisting of a part of the amino acid sequence of (a ′), which has a cathepsin K inhibitory activity,
(C ′) a protein comprising an amino acid sequence having at least 90% homology with the protein comprising the amino acid sequence of (a ′) and having cathepsin K inhibitory activity, and (d ′) A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are deleted, substituted, added or inserted in the amino acid sequence of (a ′) and having cathepsin K inhibitory activity.
請求項1〜5のいずれか一項に記載のタンパク質の有効量を、哺乳動物に投与することを含んでなる、カテプシンKの阻害方法。   A method for inhibiting cathepsin K, comprising administering an effective amount of the protein according to any one of claims 1 to 5 to a mammal.
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