JP2008285472A - Extracellular matrix splitting enzyme inhibitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細胞外マトリックス分解酵素阻害剤に関する。 The present invention relates to an extracellular matrix degrading enzyme inhibitor.
ピログルタミン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、乳酸、酢酸、酒石酸といった有機酸は、自然食品等に含有されており、食品分野や化学分野等において工業的に広く使用されている。 Organic acids such as pyroglutamic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, lactic acid, acetic acid and tartaric acid are contained in natural foods and the like, and are widely used industrially in the food and chemical fields.
ピログルタミン酸は、アミノ酸の一種であり、PCA(Pyrrolidone Carboxylic Acid)とも呼ばれる。生体内で、遊離グルタミン酸が温度やpHの影響を受けることにより、そのアミノ基と側鎖のカルボキシル基とが結合して環化し、ピログルタミン酸が生成する。ピログルタミン酸は、野菜、果物、乳製品、肉等の食品素材に広く含まれており、人間の脳や脊髄液、血液の中にも大量に存在する。従来、ピログルタミン酸は、神経伝達物質の活動や産生と関わり、脳を刺激して記憶力を強化することが知られている(特許文献1参照)。 Pyroglutamic acid is a kind of amino acid and is also called PCA (Pyrrolidene Carboxylic Acid). In vivo, free glutamic acid is affected by temperature and pH, whereby the amino group and the carboxyl group of the side chain are bonded and cyclized to produce pyroglutamic acid. Pyroglutamic acid is widely contained in food materials such as vegetables, fruits, dairy products, and meat, and is also present in large amounts in human brain, spinal fluid, and blood. Conventionally, pyroglutamic acid is known to be involved in the activity and production of neurotransmitters and stimulate the brain to enhance memory (see Patent Document 1).
クエン酸、コハク酸、乳酸、酒石酸等は、食品添加物として醸造工業や飲料、食品の製造に用いられる。リンゴ酸は、酸味料として清涼飲料や加工食品に、また乳化安定剤や消臭剤、洗剤、中和剤として工業用途に用いられる。酢酸は、写真、試薬、染色、食用、医薬等に幅広く用いられる(非特許文献1)。
しかしながら、このように多くの自然食品素材に含まれ、安全性が高く入手が容易な有機酸には、更なる有用な用途が見出されることが期待されている。 However, organic acids that are contained in many natural food materials and are highly safe and easily available are expected to find further useful applications.
すなわち、本発明の目的は、有機酸の新たな用途を提供することにある。 That is, an object of the present invention is to provide a new use of an organic acid.
本発明者らは、有機酸について、更なる有用な用途に関する検討を行なった結果、有機酸が細胞外マトリックス分解酵素活性阻害作用を有することを発見し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、有機酸からなる細胞外マトリックス分解酵素阻害剤を提供するものである。 As a result of studies on further useful uses of the organic acid, the present inventors have found that the organic acid has an inhibitory activity on extracellular matrix degrading enzyme activity, and have completed the present invention. That is, the present invention provides an extracellular matrix degrading enzyme inhibitor comprising an organic acid.
有機酸は、ピログルタミン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、乳酸、酒石酸、マロン酸、酢酸、フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。これら有機酸を用いることにより、阻害活性のすぐれた細胞外マトリックス分解酵素阻害剤を提供することができる。 The organic acid preferably contains at least one selected from the group consisting of pyroglutamic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, lactic acid, tartaric acid, malonic acid, acetic acid, phenylalanine, tryptophan, and tyrosine. By using these organic acids, an extracellular matrix degrading enzyme inhibitor having excellent inhibitory activity can be provided.
本発明の細胞外マトリックス分解酵素阻害剤は、特にゼラチナーゼA阻害活性を有することによって、優れた抗シワ効果を発揮する。 The extracellular matrix degrading enzyme inhibitor of the present invention exhibits an excellent anti-wrinkle effect particularly by having gelatinase A inhibitory activity.
本発明によれば、有機酸の細胞外マトリックス分解酵素阻害剤としての新たな用途を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the new use as an extracellular-matrix degradation enzyme inhibitor of an organic acid can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
本発明の細胞外マトリックス分解酵素阻害剤は、有機酸からなる。 The extracellular matrix degrading enzyme inhibitor of the present invention comprises an organic acid.
本発明における有機酸の内、ピログルタミン酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンは、その立体異性体及び互変体を含むものである。すなわち、ピログルタミン酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンには2つの立体異性体(D及びL)があるが、いずれも細胞外マトリックス分解酵素阻害剤として機能する。従って、本発明の細胞外マトリックス分解酵素阻害剤は、一方の立体異性体のみからなっていても、2つの立体異性体の任意の比の混合物であってもよい(例えば、ラセミ体であってもよい)。 Among the organic acids in the present invention, pyroglutamic acid, malic acid, tartaric acid, lactic acid, phenylalanine, tryptophan and tyrosine include their stereoisomers and tautomers. That is, pyroglutamic acid, malic acid, tartaric acid, lactic acid, phenylalanine, tryptophan, and tyrosine have two stereoisomers (D and L), all of which function as extracellular matrix degrading enzyme inhibitors. Accordingly, the extracellular matrix degrading enzyme inhibitor of the present invention may consist of only one stereoisomer or a mixture of two stereoisomers in any ratio (for example, a racemate) Is good).
なお、D−ピログルタミン酸は、D−ピロリドンカルボン酸等の名称でも知られ、L−ピログルタミン酸は、L−ピロリドンカルボン酸等の名称でも知られている。 D-pyroglutamic acid is also known by a name such as D-pyrrolidonecarboxylic acid, and L-pyroglutamic acid is also known by a name such as L-pyrrolidonecarboxylic acid.
細胞外マトリックス分解酵素阻害剤は、細胞外マトリックス分解酵素活性阻害作用を有する物質である。細胞外マトリックス分解酵素は、マトリックスメタロプロテアーゼ、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP:Matrix Metallo Proteinase)等とも呼ばれる、細胞外マトリックスの代謝に関わる酵素である。 An extracellular matrix degrading enzyme inhibitor is a substance having an inhibitory action on extracellular matrix degrading enzyme activity. The extracellular matrix-degrading enzyme is an enzyme involved in extracellular matrix metabolism, also called matrix metalloproteinase, matrix metalloproteinase (MMP), or the like.
一般に、動物の結合組織は、コラーゲンやプロテオグリカンを主成分とする細胞外マトリックスにより構成されている。細胞外マトリックスの代謝は、細胞外マトリックス分解酵素(以下「MMP」という。)と生体内阻害因子(TIMP:Tissue Inhibitor of Metallo Proteinase)とのバランスにより調節されているが、このうち、MMPは、細胞外マトリックスを分解又は変性することにより、皮膚の弾力性の低下、及びそれに伴うシワやタルミの発生の原因となると考えられている。 In general, connective tissues of animals are composed of an extracellular matrix mainly composed of collagen or proteoglycan. The metabolism of extracellular matrix is regulated by the balance between extracellular matrix degrading enzyme (hereinafter referred to as “MMP”) and in vivo inhibitory factor (TIMP: Tissue Inhibitor of Metalloproteinase). Among these, MMP is It is believed that degradation or denaturation of the extracellular matrix causes a decrease in skin elasticity and the generation of wrinkles and talmi associated therewith.
MMPのうち、MMP1(コラゲナーゼ)は、真皮に分布する膠原繊維であるI型コラーゲン等を基質とし、MMP2(ゼラチナーゼA)は、基底膜に分布するIV型コラーゲンや変性コラーゲンであるゼラチン、真皮に分布するV型コラーゲンや弾性繊維であるエラスチン、軟結合組織及び基底膜に分布する糖タンパク質であるフィブロネクチン等を基質とする。 Among the MMPs, MMP1 (collagenase) uses collagen I, which is a collagen fiber distributed in the dermis, as a substrate. Distributing V-type collagen, elastin, which is an elastic fiber, fibronectin, which is a glycoprotein distributed in soft connective tissue and basement membrane, and the like are used as substrates.
MMP1及びMMP2は、このように、皮膚のハリを保つ上で重要な基質を分解又は変性するため、皮膚のシワやタルミの発生と特に関わりがあると考えられている。また、MMP1及びMMP2は、皮膚に紫外線が当たると活性化されるため、紫外線による皮膚マトリックスの損傷にも関わっていると考えられている。 Thus, MMP1 and MMP2 are considered to be particularly related to the generation of wrinkles and talmi in the skin because they decompose or denature important substrates for maintaining skin firmness. Moreover, since MMP1 and MMP2 are activated when ultraviolet rays are applied to the skin, it is considered that MMP1 and MMP2 are also involved in damage to the skin matrix by ultraviolet rays.
本発明のMMP阻害剤は、これらMMPの中でも特にMMP2(ゼラチナーゼA)の活性を阻害することにより、皮膚のシワやタルミの発生を防止し、皮膚のハリを保つ効果を発揮する。すなわち、本発明のMMP阻害剤は、皮膚シワ防止剤、皮膚タルミ防止剤、皮膚ハリ改善剤等として機能する。 The MMP inhibitor of the present invention inhibits the activity of MMP2 (gelatinase A) among these MMPs, thereby preventing the occurrence of skin wrinkles and talmi, and exerting the effect of keeping the skin firm. That is, the MMP inhibitor of the present invention functions as a skin wrinkle inhibitor, a skin talmi inhibitor, a skin tension improving agent, and the like.
本発明のMMP阻害剤は、皮膚外用剤として用いることができる。その場合、直接皮膚に塗布することもできるし、他の物質を混ぜて用いてもよい。 The MMP inhibitor of the present invention can be used as a skin external preparation. In that case, it can be applied directly to the skin, or other substances may be mixed and used.
本発明のMMP阻害剤は、化粧品、トイレタリー、オーラルケア製品、食品、飲料又は医薬品に含ませて用いることができる。本発明のMMP阻害剤を含む化粧品、食品、飲料又は医薬品は、有効成分である有機酸の他、浸潤剤、油性成分、保湿剤、粉体、色素、乳化剤、分散助剤、可溶化剤、洗浄剤、紫外線吸収剤、増粘剤、薬剤、香料、樹脂、賦形剤、防菌防黴剤、消臭・脱臭剤、酵素、精製水、アルコールを含んでもよい。また、他のMMP阻害剤を添加してもよい。 The MMP inhibitor of the present invention can be used in cosmetics, toiletries, oral care products, foods, beverages or pharmaceuticals. Cosmetics, foods, beverages or pharmaceuticals containing the MMP inhibitor of the present invention include an organic acid as an active ingredient, a wetting agent, an oily component, a moisturizer, a powder, a pigment, an emulsifier, a dispersion aid, a solubilizer, It may contain a cleaning agent, an ultraviolet absorber, a thickener, a drug, a fragrance, a resin, an excipient, an antibacterial and antifungal agent, a deodorant / deodorant, an enzyme, purified water, and alcohol. Further, other MMP inhibitors may be added.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、特に明記しない限り、「%」は「質量%」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these Examples. Further, unless otherwise specified, “%” represents “mass%”.
(実施例1)
有機酸のMMP2阻害活性
試料として、乳酸、酢酸、蟻酸、プロピオン酸、ピルビン酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、クエン酸及びピログルタミン酸を用いた。
Example 1
MMP2 inhibitory activity of organic acids Lactic acid, acetic acid, formic acid, propionic acid, pyruvic acid, fumaric acid, maleic acid, malonic acid, tartaric acid, malic acid, succinic acid, citric acid and pyroglutamic acid were used as samples.
反応容器に、58mU/μLのE.coli recombinant human(大腸菌組み換えヒト)MMP2酵素液と、試料を緩衝液(50mM HEPES、10mM CaCl2、0.05% Brij−35、1mM DTNB、pH7.5)に溶解した溶液と、を添加し、1%濃度の試料を含有する反応液を調製した。37℃にて60分間インキュベートした後、細胞外マトリックス模擬基質溶液として1mM Thiopeptolide溶液(主成分はオリゴタンパク質Ac−PLG−[2−mercapto−4−methyl−pentanoyl]−LG−OC2H5)を反応液に加えた。MMP2がThiopeptolideを切断して生じるsulfhydryl(スルフヒドリル)基がDTNB(5,5’−dithiobis(2−nitrobenzoic acid)のジスルフィド結合を切断して生じるチオールを、412nmの吸光度で検出した。試料の緩衝液溶液の代わりに緩衝液を加えたものをコントロールとして用いた。 In a reaction vessel, 58 mU / μL of E. coli. E. coli recombinant human (E. coli recombinant human) MMP2 enzyme solution and a solution of the sample dissolved in buffer (50 mM HEPES, 10 mM CaCl 2 , 0.05% Brij-35, 1 mM DTNB, pH 7.5), A reaction solution containing a 1% concentration sample was prepared. After incubation at 37 ° C. for 60 minutes, 1 mM Thiopeptide solution (main component is oligoprotein Ac-PLG- [2-mercapto-4-methyl-pentanoyl] -LG-OC 2 H 5 ) as an extracellular matrix simulated substrate solution. Added to the reaction. A thiol produced by the cleavage of the disulfide bond of DTNB (5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid) by the sulfurhydryl (sulfhydryl) group generated by cleaving Thiopeptide by MMP2 was detected at an absorbance of 412 nm. What added the buffer instead of the solution was used as control.
インキュベーション後に細胞外マトリックス模擬溶液を加えた時点から、412nmにおける吸光度を60分間測定した。60分間の経時的な吸光度の上昇を一次式で近似し、その傾きを吸光度変化量とした。得られた吸光度変化量を用いて、下記式により阻害率を求めた。下記式において、ΔABS試料及びΔABSコントロールはそれぞれ、試料(反応液)及びコントロールについて得られた吸光度変化量を表す。
阻害率(%)=[(ΔABSコントロール−ΔABS試料)/ΔABSコントロール]×100
Absorbance at 412 nm was measured for 60 minutes from the time when the simulated extracellular matrix solution was added after incubation. The increase in absorbance over time for 60 minutes was approximated by a linear equation, and the slope was defined as the amount of change in absorbance. The inhibition rate was calculated | required by the following formula using the obtained change amount of absorbance. In the following formulas, ΔABS sample and ΔABS control represent the amount of change in absorbance obtained for the sample (reaction solution) and the control, respectively.
Inhibition rate (%) = [(ΔABS control− ΔABS sample ) / ΔABS control ] × 100
表1は、各試料の、1%濃度におけるMMP2阻害活性を、上記阻害率(%)で示したものである。
表1に示されるように、各有機酸の1%溶液におけるMMP2阻害活性が確認された。中でも、ピログルタミン酸、マレイン酸、リンゴ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸及びクエン酸の1%溶液におけるMMP2阻害活性は他の有機酸と比べて高かった。 As shown in Table 1, MMP2 inhibitory activity in a 1% solution of each organic acid was confirmed. Among them, MMP2 inhibitory activity in a 1% solution of pyroglutamic acid, maleic acid, malic acid, malonic acid, succinic acid, tartaric acid and citric acid was higher than that of other organic acids.
(実施例2)
更に、阻害活性の高かった有機酸のうち、ピログルタミン酸、クエン酸、リンゴ酸及びコハク酸について、種々の濃度でのMMP2活性を測定した。
(Example 2)
Further, among the organic acids having high inhibitory activity, MMP2 activity at various concentrations was measured for pyroglutamic acid, citric acid, malic acid and succinic acid.
表2は、MMP2活性を50%阻害するときの各試料の濃度(IC50値:50%阻害濃度)を示したものである。
表2に示されるように、ピログルタミン酸、クエン酸、リンゴ酸及びコハク酸は、IC50値が非常に低く、MMP2阻害剤として有用であることが確認された。 As shown in Table 2, it was confirmed that pyroglutamic acid, citric acid, malic acid and succinic acid have very low IC50 values and are useful as MMP2 inhibitors.
(実施例3)
試料として、L−フェニルアラニン、L−トリプトファン及びL−チロシンを用いた。
(Example 3)
As a sample, L-phenylalanine, L-tryptophan, and L-tyrosine were used.
反応容器に、58mU/μLのE.coli recombinant human(大腸菌組み換えヒト)MMP2酵素液と、試料を緩衝液(50mM HEPES、10mM CaCl2、0.05% Brij−35、pH7.5)に溶解した溶液と、を添加し、表3に示す濃度の試料を含有する反応液を調製した。37℃にて30分間インキュベートした後、細胞外マトリックス模擬基質溶液として0.4mMの「OmniMMP fulorogenic substrate peptide」(BIOMOL社製、商品名)を反応液に加えた。MMP2により切断された基質から340nmの励起光により生じる380nmの蛍光を検出した。試料の緩衝液溶液の代わりに緩衝液を加えたものをコントロールとして用いた。 In a reaction vessel, 58 mU / μL of E. coli. E. coli recombinant human (E. coli recombinant human) MMP2 enzyme solution and a solution prepared by dissolving the sample in a buffer solution (50 mM HEPES, 10 mM CaCl 2 , 0.05% Brij-35, pH 7.5) were added. A reaction solution containing a sample with the indicated concentration was prepared. After incubation at 37 ° C. for 30 minutes, 0.4 mM “OmniMMP fluorogenic substrate peptide” (trade name, manufactured by BIOMOL) was added to the reaction solution as an extracellular matrix simulated substrate solution. From the substrate cleaved by MMP2, 380 nm fluorescence generated by 340 nm excitation light was detected. What added the buffer instead of the sample buffer solution was used as control.
インキュベーション後に細胞外マトリックス模擬基質溶液を加えた時点から、380nmにおける蛍光強度を20分間測定した。20分間の経時的な蛍光強度の上昇を一次式で近似し、その傾きを蛍光強度変化量とした。一方で、上記基質溶液が加えられていない反応液又はコントロールに標準蛍光試薬「OmniMMP fluorogenic control peptide」(BIOMOL社製、商品名)を濃度段階的に加えた溶液を用いて検量線を作製し、その傾きを変換係数とした。得られた蛍光強度変化量及び変換係数を用いて、下記式により阻害率を求めた。下記式において、ΔABU試料及びΔABUコントロールはそれぞれ、試料(反応液)及びコントロールについて得られた蛍光強度変化量を表す。また、CF試料及びCFコントロールはそれぞれ、試料(反応液)及びコントロールについて得られた変換係数を表す。
阻害率(%)=[((ΔABUコントロール/CFコントロール)−(ΔABU試料/CF試料))/(ΔABUコントロール/CFコントロール)]×100
The fluorescence intensity at 380 nm was measured for 20 minutes from the time when the extracellular matrix simulated substrate solution was added after the incubation. The increase in fluorescence intensity over time for 20 minutes was approximated by a linear expression, and the slope was defined as the amount of change in fluorescence intensity. On the other hand, a calibration curve is prepared using a solution in which the standard fluorescent reagent “OmniMMP fluorogenic control peptide” (manufactured by BIOMOL, trade name) is added in a concentration step to the reaction solution or control to which the substrate solution is not added, The slope was used as a conversion coefficient. Using the obtained fluorescence intensity change amount and conversion coefficient, the inhibition rate was determined by the following formula. In the following formulas, ΔABU sample and ΔABU control represent the amount of change in fluorescence intensity obtained for the sample (reaction solution) and the control, respectively. CF sample and CF control represent the conversion coefficients obtained for the sample (reaction solution) and the control, respectively.
Inhibition rate (%) = [((ΔABU control / CF control ) − (ΔABU sample / CF sample )) / (ΔABU control / CF control )] × 100
表3は、各試料の、表に示す濃度(%)におけるMMP2阻害活性を、上記阻害率(%)で示したものである。
表3に示されるように、フェニルアラニン及びトリプトファンは、IC50値がそれぞれ0.24%及び0.16%と非常に低く、チロシンは、0.04%という非常に低い濃度において、41%という高いMMP2阻害活性を有することが確認された。すなわち、フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンがMMP2阻害剤として有用であることが確認された。 As shown in Table 3, phenylalanine and tryptophan have very low IC50 values of 0.24% and 0.16%, respectively, and tyrosine has an MMP2 as high as 41% at a very low concentration of 0.04%. It was confirmed to have inhibitory activity. That is, it was confirmed that phenylalanine, tryptophan and tyrosine are useful as MMP2 inhibitors.
本発明により提供されるMMP阻害剤は、化粧品、トイレタリー、オーラルケア製品、食品、飲料又は医薬品として好適に用いられる。 The MMP inhibitor provided by the present invention is suitably used as cosmetics, toiletries, oral care products, foods, beverages or pharmaceuticals.
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