JP2017019763A - Prolyl tripeptidyl peptidase inhibitor - Google Patents

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忠 芳本
Tadashi Yoshimoto
忠 芳本
義隆 中嶋
Yoshitaka Nakajima
義隆 中嶋
西村 仁
Hitoshi Nishimura
仁 西村
伊藤 潔
Kiyoshi Ito
伊藤  潔
博菜 安形
Hirona Agata
博菜 安形
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide prolyl tripeptidyl peptidase (PTP) inhibitors excellent in safety, and to provide detection methods which can simply detect PTP inhibitory effects in gingiva.SOLUTION: A PTP inhibitor contains a protein consisting of a specific amino acid sequence derived from Oryza sativa, as an active ingredient. A PTP inhibitor comprises an amino acid sequence in which one or some amino acids are deleted, substituted, inserted, and/or added in the amino acid sequence; and comprises a protein having inhibitory activity to PTP, or an amino acid sequence having 90% or more homologous to the amino acid sequence; and contains as an effective ingredient a protein having inhibitory activity to PTP. A detection method of PTP inhibitory activity comprises contacting a structure containing gelatin with PTP in a medium under the presence of a PTP inhibitor to detect PTP activity.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、穀物類植物由来材料に含まれるタンパク質を有効成分として含有するプロリルトリペプチジルペプチダーゼ阻害剤および歯周病予防および/または治療剤に関する。また本発明は、プロリルトリペプチジルペプチダーゼ阻害効果の簡易な検出方法に関する。   The present invention relates to a prolyl tripeptidyl peptidase inhibitor and a periodontal disease preventive and / or therapeutic agent containing a protein contained in a cereal plant-derived material as an active ingredient. The present invention also relates to a simple method for detecting prolyl tripeptidyl peptidase inhibitory effect.

歯周病は成人の約60%が罹患していると言われている。歯周病は、発症すると歯肉の腫れ、出血、不快感をはじめ、歯を支える歯肉の退行・減少、歯肉の痛み、口臭などを呈し、悪化すると歯が抜け落ちてしまうことが知られている。歯周病菌の原因菌には、好気性あるいは嫌気性の十数種類の細菌がある。歯周病菌には、歯周病のみならず動脈硬化等の疾患への関与が認知されているものもあり、社会的問題となっている。   Periodontal disease is said to affect approximately 60% of adults. Periodontal disease is known to cause gingival swelling, bleeding, discomfort, regression / decrease of gingiva supporting the teeth, gingival pain, bad breath, etc. when periodontal disease develops. There are a dozen types of aerobic or anaerobic bacteria as the causative agents of periodontal disease bacteria. Some periodontal bacteria have been recognized not only for periodontal disease but also for diseases such as arteriosclerosis, which is a social problem.

歯周病菌は特殊な代謝系を持ち、エネルギー源として糖を利用することができず、歯肉のコラーゲンを分解してアミノ酸を摂取してエネルギーを得ている。嫌気性の細菌のポルフィロモナス・ジンジバリス(Porphyromonas gingivalis (以下単に「P. gingivalis」と称する))は、歯周病の主な原因菌と考えられている。P. gingivalisは菌体内外に多くの強力なペプチダーゼ等のプロテアーゼ酵素群を産生し、これら酵素群が歯肉のコラーゲンを分解することが知らている。P. gingivalisの産生する酵素群として、コラーゲナーゼ、ジンジパイン(トリプシン様プロテアーゼ)、プロリルトリペプチジルペプチダーゼ(以下単に「PTP」と称する)、ジペプチジルペプチダーゼIV、アミノペプチダーゼN(以下単に「APN」と称する)等が挙げられる。   Periodontopathic bacteria have a special metabolic system and cannot use sugar as an energy source. They decompose the gum collagen and ingest amino acids to obtain energy. The anaerobic bacterium Porphyromonas gingivalis (hereinafter simply referred to as “P. gingivalis”) is considered the main causative agent of periodontal disease. It is known that P. gingivalis produces many powerful protease enzymes such as peptidases inside and outside the cells, and these enzymes degrade gingival collagen. Enzymes produced by P. gingivalis include collagenase, gingipain (trypsin-like protease), prolyl tripeptidyl peptidase (hereinafter simply referred to as “PTP”), dipeptidyl peptidase IV, and aminopeptidase N (hereinafter simply referred to as “APN”). For example).

歯肉に含まれるコラーゲンは、3本螺旋構造をとり、プロリンを多く含むタンパク質である。一般的なプロテアーゼは3本螺旋構造のコラーゲンには作用できないが、コラーゲナーゼであれば作用することができる。コラーゲナーゼにより分解されて生成したペプチド断片は、プロリン(Pro)を多く含むため、APNでアミノ酸へ簡単には分解できない。PTPやジペプチジルペプチダーゼIVは、X-X-Pro単位やX-Pro単位での切断を触媒することにより、ペプチド断片からプロリンを除去する作用を有する。プロリンが除去されたペプチド断片は、APNによりアミノ酸単位にまで分解される。したがってX-X-Pro単位で切断するPTPは、Gly-X-Proの繰り返しが多いコラーゲンの分解において極めて重要な役割を持つ。   Collagen contained in the gingiva is a protein having a three-helical structure and containing a lot of proline. A general protease cannot act on collagen having a three-helical structure, but it can act on collagenase. Peptide fragments produced by degradation by collagenase contain a large amount of proline (Pro), and therefore cannot be easily decomposed into amino acids by APN. PTP and dipeptidyl peptidase IV have an action of removing proline from peptide fragments by catalyzing cleavage at X-X-Pro units or X-Pro units. The peptide fragment from which proline has been removed is decomposed into amino acid units by APN. Therefore, PTP cleaved by X-X-Pro units plays an extremely important role in the degradation of collagen with many Gly-X-Pro repeats.

PTPをコードする遺伝子はPotempaらによって単離された(非特許文献1)。本発明者らは、PTPをコードする遺伝子を大腸菌にて発現させて結晶化を行い、得られた結晶についてX線結晶回折を行うことにより、酵素の立体構造を明らかにした(非特許文献2および3)。PTPは二量体で構成されており、単量体はプロペラドメインと触媒ドメインで構成されている。活性部位はSer、His、Aspの触媒三残基で構成されている。基質を認識する機構として疎水ポケットが存在しており、基質に含まれるプロリンがPTPのポケットにはまり込むことにより認識されることが報告されている。歯周病の治療や予防を目的として、プロテアーゼ阻害剤の開発が進められており、PTPに特異的な阻害剤として、H-Ala-Ile-pyrrolidin-2-yl boronic acidが化学合成されている(非特許文献5)。PTPと当該阻害剤との複合体について構造が解明され、PTPの触媒機構の詳細が明らかとなっている。しかしながら、かかる阻害剤はPTPと共有結合してしまうため、安全性に疑問があり、医薬品としての実用化は困難である。   A gene encoding PTP was isolated by Potempa et al. (Non-patent Document 1). The inventors of the present invention clarified the steric structure of an enzyme by expressing a gene encoding PTP in E. coli and performing crystallization, and performing X-ray crystal diffraction on the obtained crystal (Non-patent Document 2). And 3). PTP is composed of a dimer, and the monomer is composed of a propeller domain and a catalytic domain. The active site is composed of three catalytic residues, Ser, His, and Asp. It has been reported that a hydrophobic pocket exists as a mechanism for recognizing a substrate, and that proline contained in the substrate is recognized by fitting into a PTP pocket. Protease inhibitors are being developed for the treatment and prevention of periodontal disease, and H-Ala-Ile-pyrrolidin-2-yl boronic acid is chemically synthesized as a PTP-specific inhibitor (Non-patent document 5). The structure of the complex of PTP and the inhibitor has been elucidated, and details of the catalytic mechanism of PTP have been clarified. However, since such an inhibitor is covalently bonded to PTP, there are doubts on safety and it is difficult to put it into practical use as a pharmaceutical product.

安全性の高い歯周病の予防剤または治療剤の有効成分の開発のために、植物等の天然物に由来するプロテアーゼ阻害剤の探索が行われている。精白米から抽出したタンパク質が、アルギニン−ジンジパインに対する阻害活性を持つことが報告されている(特許文献1)。また、イネ由来成分であるタンパク質(Os03g0277300)が、歯周病菌に対して抗菌作用を発揮することが報告されている(特許文献2)。一方、イネ由来成分であるタンパク質(Os03g0277300)には抗微生物活性が見られなかったという報告もなされている(非特許文献4)。   In order to develop an active ingredient of a highly safe preventive or therapeutic agent for periodontal disease, a search for a protease inhibitor derived from a natural product such as a plant has been conducted. It has been reported that a protein extracted from polished rice has inhibitory activity against arginine-gingipain (Patent Document 1). Moreover, it has been reported that the protein (Os03g0277300) which is a rice origin component exhibits an antibacterial action with respect to periodontal disease bacteria (patent document 2). On the other hand, it has been reported that the protein (Os03g0277300), which is a rice-derived component, did not show antimicrobial activity (Non-patent Document 4).

また従来、PTP阻害活性の検出はアラニル・フェニールアラニル・プロリル・ベータナフチルアミド(Ala-Phe-Pro-beta-naphthylamide(以下「Ala-Phe-Pro-βNA」と称する))を基質として用いて行われていた(非特許文献5)。しかしながら、かかる従来法の基質は僅か3つのアミノ酸を含む合成基質であり、更にPTP阻害活性の測定には複雑な操作を要するという問題がある。   Conventionally, PTP inhibitory activity was detected using alanyl, phenylalanyl, prolyl, and beta naphthylamide (hereinafter referred to as “Ala-Phe-Pro-βNA”) as a substrate. (Non-Patent Document 5). However, the substrate of such a conventional method is a synthetic substrate containing only 3 amino acids, and there is a problem that measurement of PTP inhibitory activity requires a complicated operation.

特開2009−84161号公報JP 2009-84161 A 特開2013−60416号公報JP 2013-60416 A

Banbula, A., Mark, P., Bugno, M., Silberring, J., Dubin, A., Nelson D., Travis, J., and Potempa, J., (1999). J. Biol. Chem. 274, 9246-9252Banbula, A., Mark, P., Bugno, M., Silberring, J., Dubin, A., Nelson D., Travis, J., and Potempa, J., (1999). J. Biol. Chem. 274, 9246-9252 Nakajima, Y., Ito, K., Xu, Y., Yamada, N., Onohara, Y., Ito T., and Yoshimoto, T., Acta Cryst. F61, 1046-1048 (2005)Nakajima, Y., Ito, K., Xu, Y., Yamada, N., Onohara, Y., Ito T., and Yoshimoto, T., Acta Cryst. F61, 1046-1048 (2005) Ito, K., Nakajima, Y., Ichihara, E., Ogawa, K., Egawa, T., Xu, Y., and Yoshimoto, T., J. Mol. Biol., 362, 228-240 (2006)Ito, K., Nakajima, Y., Ichihara, E., Ogawa, K., Egawa, T., Xu, Y., and Yoshimoto, T., J. Mol. Biol., 362, 228-240 (2006 ) Taniguchi M1, Ikeda A, Nakamichi S, Ishiyama Y, Saitoh E, Kato T, Ochiai A, Tanaka T., Peptides. 2013 Oct;48:147-55. doi: 10.1016/j.peptides.2013.08.011. Epub 2013 Aug 21.Taniguchi M1, Ikeda A, Nakamichi S, Ishiyama Y, Saitoh E, Kato T, Ochiai A, Tanaka T., Peptides. 2013 Oct; 48: 147-55.doi: 10.1016 / j.peptides.2013.08.011. Epub 2013 Aug 21. Xu, Y., Nakajima, Y., Ito, K., Zheng, H., Oyama, H., Heiser, U., Hoffmann, T., Gaertner, U-T., Demuth. H-U., and Yoshimoto, T., J. Mol. Biol., 375 (3), 708-719 (2008)Xu, Y., Nakajima, Y., Ito, K., Zheng, H., Oyama, H., Heiser, U., Hoffmann, T., Gaertner, UT., Demuth. HU., And Yoshimoto, T. , J. Mol. Biol., 375 (3), 708-719 (2008)

本発明は、安全性に優れたプロリルトリペプチジルペプチダーゼ阻害剤および歯周病予防および/または治療剤を提供することを課題とする。また本発明は、歯肉におけるプロリルトリペプチジルペプチダーゼ阻害効果を簡易に検出し得る検出方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a prolyl tripeptidyl peptidase inhibitor and a periodontal disease preventive and / or therapeutic agent excellent in safety. Moreover, this invention makes it a subject to provide the detection method which can detect easily the prolyl tripeptidyl peptidase inhibitory effect in a gingiva.

本発明者らはPTP阻害活性を有する物質につき鋭意検討した結果、米糠にPTP阻害活性を有するタンパク質が含有されていることに着目し、PTP阻害活性を有するタンパク質が、分子量25KDaのタンパク質であることを見出し、さらに当該タンパク質を精製・同定して機能の解析を行うことにより、本発明を完成した。
また本発明者らは、ゼラチンを含む構造体を歯周病モデルとして用いることにより、PTP阻害活性の検出が可能であることを見出し、本発明を完成した。
As a result of intensive studies on substances having PTP inhibitory activity, the present inventors focused on the fact that rice bran contains a protein having PTP inhibitory activity, and that the protein having PTP inhibitory activity is a protein having a molecular weight of 25 KDa. Further, the present invention was completed by analyzing the function by purifying and identifying the protein.
The present inventors have also found that PTP inhibitory activity can be detected by using a structure containing gelatin as a periodontal disease model, and completed the present invention.

すなわち、本発明は以下からなる。
1.以下の(a)〜(c)より選択されるいずれかのタンパク質を有効成分として含有する、プロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)阻害剤:
(a)配列番号1に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(b)配列番号1に示すアミノ酸配列において、1個または数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列を含み、かつ、プロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)に対する阻害活性を有するタンパク質;
(c)配列番号1に示すアミノ酸配列と90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含み、かつ、プロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)に対する阻害活性を有するタンパク質。
2.有効成分が、配列番号1に示すアミノ酸配列を含むタンパク質である、前項1に記載のプロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)阻害剤。
3.有効成分のタンパク質の分子量が25kDaである、前項1又は2に記載のプロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)阻害剤。
4.配列番号1に示すアミノ酸配列を含むタンパク質を有効成分として含有する、歯周病菌ポルフィロモナス・ジンジバリス(Porphyromonas gingivalis)のプロテアーゼ阻害剤。
5.前項1〜4のいずれか1に記載の阻害剤を含有する、歯周病菌増殖抑制剤。
6.前項1〜4のいずれか1に記載の阻害剤または前項5に記載の歯周病菌増殖抑制剤を含有する、歯周病予防および/または治療剤。
7.穀類植物由来材料から有効成分を単離することを含む、前項1〜4のいずれか1に記載の阻害剤、前項5に記載の歯周病菌増殖抑制剤、あるいは、前項6に記載の歯周病予防および/または治療剤の製造方法。
8.PTP阻害剤の存在下で、媒体中にてゼラチンを含む構造体とPTPとを接触させ、PTP活性を検出する工程を含む、PTP阻害活性の検出方法。
That is, this invention consists of the following.
1. Prolyl tripeptidyl peptidase (PTP) inhibitor containing any protein selected from the following (a) to (c) as an active ingredient:
(A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1;
(B) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, it contains an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added, and has an inhibitory activity against prolyl tripeptidyl peptidase (PTP) A protein having
(C) a protein comprising an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having an inhibitory activity against prolyl tripeptidyl peptidase (PTP).
2. 2. The prolyl tripeptidyl peptidase (PTP) inhibitor according to item 1 above, wherein the active ingredient is a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
3. 3. The prolyl tripeptidyl peptidase (PTP) inhibitor according to 1 or 2 above, wherein the protein of the active ingredient has a molecular weight of 25 kDa.
4). A protease inhibitor of periodontal disease fungus Porphyromonas gingivalis containing a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 as an active ingredient.
5. The periodontal disease bacteria growth inhibitor containing the inhibitor of any one of the preceding clauses 1-4.
6). A preventive and / or therapeutic agent for periodontal disease comprising the inhibitor according to any one of items 1 to 4 or the growth inhibitor of periodontal disease bacteria according to item 5 above.
7). The inhibitor according to any one of items 1 to 4, including the isolation of an active ingredient from a cereal plant-derived material, the periodontal disease bacterial growth inhibitor according to item 5, or the periodont according to item 6 A method for producing a disease prevention and / or treatment agent.
8). A method for detecting PTP inhibitory activity, comprising a step of contacting PTP with a structure containing gelatin in a medium in the presence of a PTP inhibitor to detect PTP activity.

本発明によるPTP阻害剤は、歯周病菌プロテアーゼ阻害剤として作用する。本発明のPTP阻害剤は穀類植物由来材料に含まれるタンパク質を有効成分とすることから、有効性のみならず安全性にも優れているという効果を奏する。さらに本発明のPTP阻害剤は、歯周病菌の増殖を抑制する作用を発揮するため有用である。本発明のPTP阻害剤は、有効成分がタンパク質であり、当該タンパク質は胃で分解されることから、副作用の可能性が低い。本発明のPTP阻害剤の有効成分は、可食部(例えば古米)または可食部を分離した後の廃棄物(例えば米糠)から製造することができる。廃棄物を有効利用することができるとともに、安価に製造することができる。
また従来のPTP阻害活性の検出方法では、合成基質(Ala-Phe-Pro-βNA)へのPTPの作用に対する阻害活性を確認していたが、本発明のPTP阻害活性の検出方法では、合成基質より歯肉のコラーゲンに近いゼラチンを基質として用いることにより、生体内における歯周病菌の生育阻害作用や歯周病における歯肉退行を抑制する作用をより正確に予測することができる。ゼラチンは天然物であるコラーゲンが変性および/または分解して得られるものであるためである。また本検出方法によれば、簡便かつ容易にPTP阻害活性、ひいては歯周病菌の生育阻害作用や歯周病における歯肉退行抑制作用を検出することができる。
The PTP inhibitor according to the present invention acts as a periodontal disease protease inhibitor. Since the PTP inhibitor of the present invention uses a protein contained in a cereal plant-derived material as an active ingredient, it has an effect that it is excellent not only in effectiveness but also in safety. Furthermore, the PTP inhibitor of the present invention is useful because it exerts an action of suppressing the growth of periodontal disease bacteria. In the PTP inhibitor of the present invention, the active ingredient is a protein, and since the protein is degraded in the stomach, the possibility of side effects is low. The active ingredient of the PTP inhibitor of the present invention can be produced from an edible part (for example, old rice) or a waste product (for example, rice bran) after separating the edible part. Waste can be used effectively and can be manufactured at low cost.
Further, in the conventional method for detecting PTP inhibitory activity, the inhibitory activity against the action of PTP on the synthetic substrate (Ala-Phe-Pro-βNA) was confirmed. However, in the method for detecting PTP inhibitory activity of the present invention, the synthetic substrate By using gelatin closer to gingival collagen as a substrate, it is possible to more accurately predict the growth inhibitory action of periodontal disease bacteria in vivo and the action of suppressing gingival regression in periodontal disease. This is because gelatin is obtained by denaturing and / or degrading natural collagen. Moreover, according to this detection method, it is possible to easily and easily detect the PTP inhibitory activity, and thus the growth inhibitory effect of periodontal disease bacteria and the gingival regression inhibitory action in periodontal disease.

米糠から、PTP阻害活性を有するタンパク質を単離・精製する工程を示す図である。(実施例1)It is a figure which shows the process of isolating and refine | purifying the protein which has PTP inhibitory activity from rice bran. Example 1 米糠からのPTP阻害活性を有するタンパク質の単離・精製の各工程における、クロマトグラフィーの分画結果(図2a〜d)とSDS-電気泳動の結果(図2e)を示す図である。(実施例1)It is a figure which shows the fractionation result (FIG. 2a-d) of a chromatography and the result of SDS-electrophoresis (FIG. 2e) in each process of isolation / purification of the protein which has PTP inhibitory activity from rice bran. Example 1 SDS-電気泳動して得られた25kDaのタンパク質について、TOF-MSを用いてアミノ酸配列の解析を行った結果を示す図である。(実施例1)It is a figure which shows the result of having analyzed the amino acid sequence about 25 kDa protein obtained by SDS-electrophoresis using TOF-MS. Example 1 本発明のPTP阻害活性を有するタンパク質を遺伝子組換えにより発現させるための組換え遺伝子の構造(図4a)と、タンパク質をSDS-電気泳動した結果(図4b)を示す図である。(実施例2)It is a figure which shows the structure (FIG. 4a) of the recombinant gene for expressing the protein which has PTP inhibitory activity of this invention by gene recombination, and the result (FIG. 4b) which carried out SDS-electrophoresis of protein. (Example 2) 遺伝子組換えにより得られたタンパク質について、PTP阻害活性を確認した結果を示す図である。(実施例2)It is a figure which shows the result of having confirmed PTP inhibitory activity about the protein obtained by gene recombination. (Example 2) 米糠から精製した本発明のタンパク質の安定性を確認した結果を示す図である。(実験例1)It is a figure which shows the result of having confirmed the stability of the protein of this invention refine | purified from the rice bran. (Experimental example 1) 歯周病モデルを用いて本発明のタンパク質によるPTP阻害活性を確認した結果を示す写真図である。(実施例3)It is a photograph figure which shows the result of having confirmed the PTP inhibitory activity by the protein of this invention using a periodontal disease model. (Example 3) 米糠から精製した本発明のタンパク質による、歯周病菌増殖抑制効果を確認した結果を示す写真図である。(実施例4)It is a photograph figure which shows the result which confirmed the periodontal disease bacteria growth inhibitory effect by the protein of this invention refine | purified from the rice bran. Example 4

本発明はPTP阻害剤に関するものであり、本発明のPTP阻害剤は歯周病菌プロテアーゼ阻害剤として作用する。歯周病の原因菌である歯周病菌として、好気性または嫌気性の十数種類の細菌が知られている。歯周病菌としては、例えば、ポルフィロモナス・ジンジバリス(Porphyromonas gingivalis (以下単に「P. gingivalis」と称する))、 タンネレラ・フォーサイセンシス(Tannerella forsythensis)、トレポネーマ・デンティコーラ(Treponema denticola)、プレボテラ・インターメディア(Prevotella intermedia)、アクチノバチラス・アクチノミセテムコミタンス(Actinobacillus actinomycetemcomitans)などが挙げられる。本発明において歯周病菌とは好ましくは、P. gingivalisである。   The present invention relates to a PTP inhibitor, and the PTP inhibitor of the present invention acts as a periodontal disease protease inhibitor. As periodontal disease bacteria that cause periodontal disease, dozens of aerobic or anaerobic bacteria are known. Examples of periodontal disease bacteria include Porphyromonas gingivalis (hereinafter simply referred to as “P. gingivalis”), Tannerella forsythensis, Treponema denticola, Prevotella interticola, Media (Prevotella intermedia), Actinobacillus actinomycetemcomitans, etc. are mentioned. In the present invention, the periodontal disease bacteria is preferably P. gingivalis.

PTPは、歯肉コラーゲンの分解に関与する酵素である。PTPは、プロリルオリゴペプチダーゼファミリ(POPファミリ)に属するセリンプロテアーゼであり、N末端から3番目の残基がProであるペプチドに対して分解活性を示す。本発明のPTP阻害剤は、PTPの分解活性を阻害する作用を有するものである。PTPは歯周病菌プロテアーゼの一つである。歯周病菌プロテアーゼとは、ペプチド結合 (-CO-NH-) の加水分解を触媒する酵素の総称であり、プロテイナーゼとペプチダーゼとが含まれる。本発明におけるP. gingivalisのプロテアーゼとしては、P. gingivalisが産生する、ジンジパイン(トリプシン様プロテアーゼ)、PTP等が例示される。   PTP is an enzyme involved in the degradation of gingival collagen. PTP is a serine protease belonging to the prolyl oligopeptidase family (POP family), and exhibits a degrading activity against peptides whose Pro is the third residue from the N-terminus. The PTP inhibitor of the present invention has an action of inhibiting the degradation activity of PTP. PTP is one of periodontal disease proteases. Periodontal disease protease is a general term for enzymes that catalyze the hydrolysis of peptide bonds (-CO-NH-) and includes proteinases and peptidases. Examples of the protease of P. gingivalis in the present invention include gingipain (trypsin-like protease), PTP and the like produced by P. gingivalis.

本発明のPTP阻害剤に有効成分として含まれるタンパク質は、(a)〜(c)より選択されるいずれかのタンパク質である。
(a)配列番号1に示すアミノ酸配列を含むタンパク質。
(b)配列番号1に示すアミノ酸配列において、1個または数個(好ましくは1個〜15個)のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列を含み、かつ、PTPに対する阻害活性を有するタンパク質。
(c)配列番号1に示すアミノ酸配列と90%以上(好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上)の相同性を有するアミノ酸配列を含み、かつ、PTPに対する阻害活性を有するタンパク質。
上記(b)欠失、置換、挿入および/または付加等の変異を有するタンパク質や(c)の特定の相同性を有するタンパク質は、天然に存在するものであってよく、また天然由来の遺伝子に基づいて変異を導入して得たものであってもよい。変異を導入する手段は自体公知であり、例えば、部位特異的変異導入法、遺伝子相同組換え法、プライマー伸長法またはポリメラーゼ連鎖反応(以下、PCRと略称する)などを単独でまたは適宜組合せて使用できる。例えば成書に記載の方法(サムブルック(Sambrook)ら編、「モレキュラークローニング,ア ラボラトリーマニュアル 第2版」、1989年、コールドスプリングハーバーラボラトリー;村松正實編、「ラボマニュアル遺伝子工学」、1988年、丸善株式会社)に準じて、あるいはそれらの方法を改変して実施することができ、ウルマーの技術(ウルマー(Ulmer, K.M.)、「サイエンス(Science)」、1983年、第219巻、p.666-671)を利用することもできる。タンパク質の場合、変異の導入において、当該タンパク質の基本的な性質(物性、機能、生理活性または免疫学的活性等)を変化させないという観点からは、例えば、同族アミノ酸(極性アミノ酸、非極性アミノ酸、疎水性アミノ酸、親水性アミノ酸、陽性荷電アミノ酸、陰性荷電アミノ酸および芳香族アミノ酸等)の間での相互の置換は容易に想定される。
The protein contained as an active ingredient in the PTP inhibitor of the present invention is any protein selected from (a) to (c).
(A) A protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
(B) in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, comprising one or several (preferably 1 to 15) amino acid sequences deleted, substituted, inserted and / or added, and against PTP A protein having inhibitory activity.
(C) a protein comprising an amino acid sequence having homology of 90% or more (preferably 95% or more, more preferably 98% or more) with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having an inhibitory activity against PTP.
The protein (b) having a mutation such as deletion, substitution, insertion and / or addition or the protein having a specific homology of (c) may exist in nature, and It may be obtained by introducing a mutation on the basis thereof. Means for introducing mutations are known per se. For example, site-directed mutagenesis, gene homologous recombination, primer extension or polymerase chain reaction (hereinafter abbreviated as PCR) is used alone or in appropriate combination. it can. For example, the method described in the book (edited by Sambrook et al., “Molecular Cloning, Laboratory Manual Second Edition”, 1989, Cold Spring Harbor Laboratory; Muramatsu Masami, “Lab Manual Genetic Engineering”, 1988, Maruzen Co., Ltd.) or by modifying those methods. Ulmer's technology (Ulmer, KM, Science), 1983, Vol. 219, p.666 -671) can also be used. In the case of a protein, from the viewpoint of not changing the basic properties (physical properties, functions, physiological activity, immunological activity, etc.) of the protein upon introduction of mutation, for example, homologous amino acids (polar amino acids, nonpolar amino acids, Mutual substitution between hydrophobic amino acids, hydrophilic amino acids, positively charged amino acids, negatively charged amino acids, aromatic amino acids, etc.) is readily envisioned.

配列番号1に示すアミノ酸配列を以下に示す:
Met Ala Leu Arg Thr Leu Ala Ser Arg Lys Thr Leu Ala Ala Ala Ala Leu Pro Leu Ala Ala Ala Ala Ala Ala Arg Gly Val Thr Thr Val Ala Leu Pro Asp Leu Pro Tyr Asp Tyr Gly Ala Leu Glu Pro Ala Ile Ser Gly Glu Ile Met Arg Leu His His Gln Lys His His Ala Thr Tyr Val Ala Asn Tyr Asn Lys Ala Leu Glu Gln Leu Asp Ala Ala Val Ala Lys Gly Asp Ala Pro Ala Ile Val His Leu Gln Ser Ala Ile Lys Phe Asn Gly Gly Gly His Val Asn His Ser Ile Phe Trp Asn Asn Leu Lys Pro Ile Ser Glu Gly Gly Gly Asp Pro Pro His Ala Lys Leu Gly Trp Ala Ile Asp Glu Asp Phe Gly Ser Phe Glu Ala Leu Val Lys Lys Met Ser Ala Glu Gly Ala Ala Leu Gln Gly Ser Gly Trp Val Trp Leu Ala Leu Asp Lys Glu Ala Lys Lys Leu Ser Val Glu Thr Thr Ala Asn Gln Asp Pro Leu Val Thr Lys Gly Ala Asn Leu Val Pro Leu Leu Gly Ile Asp Val Trp Glu His Ala Tyr Tyr Leu Gln Tyr Lys Asn Val Arg Pro Asp Tyr Leu Ser Asn Ile Trp Lys Val Met Asn Trp Lys Tyr Ala Gly Glu Val Tyr Glu Asn Ala Thr Ala
配列番号1のアミノ酸配列は、Os05g0323900として、Rice Annotation Project Database(RAP-DB、http://rapdb.dna.affrc.go.jp/)に登録された遺伝子の塩基配列に基づくものである。配列番号1のアミノ酸配列は、Os05g0323900の遺伝子の1〜693番目の塩基配列によりコードされるものであり、アミノ酸残基数は231個、推定分子量は24998.26である。上記配列番号1に示すアミノ酸配列を有するタンパク質は、液体に溶解した状態であっても経時安定性が高く、応用面での有用性に優れている。また当該タンパク質は、合成基質より歯肉のコラーゲンに近いゼラチンに対するPTPの作用を阻害する活性を有する。歯周病においてPTPは、コラーゲナーゼにより分解されたペプチド断片に対して作用するものであり、歯周病菌の生育・増殖または歯周病における歯肉退行の律速になる酵素であると考えられる。本発明のPTP阻害剤は、歯周病菌の生育・増殖や、歯周病においてPTPが引き起こす歯肉退行を、効果的に抑制し得ることが期待される。
The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is shown below:
Met Ala Leu Arg Thr Leu Ala Ser Arg Lys Thr Leu Ala Ala Ala Ala Leu Pro Leu Ala Ala Ala Ala Ala Ala Arg Gly Val Thr Thr Val Ala Leu Pro Asp Leu Pro Tyr Asp Tyr Gly Ala Leu Glu Pro Ala Ile Ser Gly Glu Ile Met Arg Leu His His Gln Lys His His Ala Thr Tyr Val Ala Asn Tyr Asn Lys Ala Leu Glu Gln Leu Asp Ala Ala Val Ala Lys Gly Asp Ala Pro Ala Ile Val His Leu Gln Ser Ala Ile Lys Phe Asn Gly Gly Gly His Val Asn His Ser Ile Phe Trp Asn Asn Leu Lys Pro Ile Ser Glu Gly Gly Gly Asp Pro Pro His Ala Lys Leu Gly Trp Ala Ile Asp Glu Asp Phe Gly Ser Phe Glu Ala Leu Val Lys Lys Met Ser Ala Glu Gly Ala Ala Leu Gln Gly Ser Gly Trp Val Trp Leu Ala Leu Asp Lys Glu Ala Lys Lys Leu Ser Val Glu Thr Thr Ala Asn Gln Asp Pro Leu Val Thr Lys Gly Ala Asn Leu Val Pro Leu Leu Gly Ile Asp Val Trp Glu His Ala Tyr Tyr Leu Gln Tyr Lys Asn Val Arg Pro Asp Tyr Leu Ser Asn Ile Trp Lys Val Met Asn Trp Lys Tyr Ala Gly Glu Val Tyr Glu Asn Ala Thr Ala
The amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 is based on the base sequence of the gene registered in Rice Annotation Project Database (RAP-DB, http://rapdb.dna.affrc.go.jp/) as Os05g0323900. The amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 is encoded by the 1st to 693rd base sequence of the gene of Os05g0323900, the number of amino acid residues is 231 and the estimated molecular weight is 24998.26. The protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 has high temporal stability even in a state dissolved in a liquid, and has excellent utility in application. The protein also has an activity of inhibiting the action of PTP on gelatin closer to gingival collagen than a synthetic substrate. In periodontal disease, PTP acts on a peptide fragment decomposed by collagenase, and is considered to be an enzyme that controls the growth and proliferation of periodontal disease bacteria or gingival regression in periodontal disease. The PTP inhibitor of the present invention is expected to be able to effectively suppress the growth and proliferation of periodontal disease bacteria and gingival regression caused by PTP in periodontal disease.

本発明の有効成分であるタンパク質は、当該タンパク質の一部であっても全部であってもよい。本発明の有効成分であるタンパク質は、全体としては、SDS電気泳動を用いて検出した場合に約25kDaの分子量を持つ。また、本発明の阻害剤として用いることのできるタンパク質の一部(部分ペプチド)は、PTP阻害活性を示しうる活性部位の領域を含んでなるものである。かかる部分ペプチドのサイズは特に限定されないが、総アミノ酸残基数が約100以下、より好ましくは約50残基以下、さらに好ましくは約20残基以下である。サイズが小さいほど取り扱いが簡便であり、製造効率が向上し、抗原性等の副作用が軽減されると考えられる。さらに本発明の有効成分であるタンパク質は、当該タンパク質がPTP阻害活性を示しうる構造であれば、他のタンパク質や低分子化合物等の他の物質との複合体であってもよい。当該複合体の分子量は、いかなるものであってもよい。当該複合体における他のタンパク質は、例えば、本発明の有効成分であるタンパク質を可溶化させる機能を有するもの等が挙げられる。   The protein which is the active ingredient of the present invention may be a part or all of the protein. The protein, which is the active ingredient of the present invention, as a whole has a molecular weight of about 25 kDa when detected using SDS electrophoresis. A part of the protein (partial peptide) that can be used as the inhibitor of the present invention comprises an active site region that can exhibit PTP inhibitory activity. The size of the partial peptide is not particularly limited, but the total number of amino acid residues is about 100 or less, more preferably about 50 residues or less, and still more preferably about 20 residues or less. It is considered that the smaller the size, the easier the handling, the higher the production efficiency, and the reduction of side effects such as antigenicity. Furthermore, the protein which is an active ingredient of the present invention may be a complex with another substance such as another protein or a low molecular compound as long as the protein can exhibit PTP inhibitory activity. The molecular weight of the complex may be anything. Examples of the other protein in the complex include those having a function of solubilizing the protein that is the active ingredient of the present invention.

また本発明の有効成分であるタンパク質は、PTP阻害活性を示し得るものであれば、当該タンパク質の誘導体であってもよい。当該タンパク質の誘導体は、タンパク質のアミノ酸配列のアミノ基やカルボキシル基、水酸基やチオール基等の官能基の一部若しくは全部が、適当な他の置換基(リン酸基やアセチル基など)によって修飾を受けた場合をいう。さらに本発明のタンパク質の誘導体には、当該タンパク質の薬学上許容されうる塩も包含されうる。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、フマル酸塩、コハク酸塩、酢酸塩などの有機酸塩などが挙げられる。さらには、タンパク質を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、エタノール和物などのアルコール和物、およびエーテル和物などが挙げられる。   The protein that is the active ingredient of the present invention may be a derivative of the protein as long as it can exhibit PTP inhibitory activity. In the protein derivatives, some or all of the functional groups such as amino group, carboxyl group, hydroxyl group and thiol group in the amino acid sequence of the protein are modified with other appropriate substituents (such as phosphate group and acetyl group). When you receive it. Furthermore, the derivative of the protein of the present invention may include a pharmaceutically acceptable salt of the protein. Preferred examples of the salt include alkali metal or alkaline earth metal salt such as sodium salt or calcium salt, hydrohalide salt such as hydrofluoric acid salt, hydrochloride salt, nitrate salt, sulfate salt, phosphate salt and the like. Inorganic acid salts, lower alkyl sulfonates such as ethane sulfonate, organic acid salts such as fumarate, succinate, and acetate. Furthermore, the protein may be a solvate. Examples of such solvates include hydrates, alcohol solvates such as ethanol solvates, and ether solvates.

本発明の有効成分であるタンパク質は、穀類植物由来材料から抽出して製造することができる。穀類植物由来材料としては、穀類植物、好ましくはイネ科植物、より好ましくは、米、大麦、小麦、ライ麦、あわ、ひえ、とうもろこし等が挙げられ、最も好ましくは米である。本発明の穀類植物由来材料としては、穀類植物から可食部を採取した後に生じる廃棄物が挙げられ、例えば、精米後に生じる米糠が例示される。なお穀類植物由来材料は、廃棄物のみならず、可食部を含んでいてもよい。穀類植物由来材料は、米の胚乳部分を主要材料としてもよく、古米を利用することもできる。穀類植物由来材料からは、慣用の方法に従って、タンパク質画分を分離することができる。例えば、タンパク質画分は、穀類植物由来材料を水またはリン酸緩衝液のような溶媒中で磨砕または懸濁した後、ろ過または遠心分離により上清を集め、必要に応じて希釈や濃縮することにより得ることができる。その後、硫酸アンモニウム等を用いた塩析、有機溶媒による沈殿、疎水性クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、およびゲル濾過クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー法など、タンパク質の分離精製に一般に用いられる方法を使用することにより、目的のタンパク質画分を分離することができる。なお、有効成分であるタンパク質は、分離精製して用いてもよいが、当該タンパク質を有効量含むものであれば、分離精製したものではなく、抽出物等をそのままを使用してもよい。本発明のタンパク質は、穀類植物由来材料を溶媒中で磨砕または懸濁した後、ろ過または遠心分離により上清を集め、希釈や濃縮を行った後に塩析を行い、有機溶媒により沈殿させ、その後疎水性クロマトグラフィーにかけて、活性を有する画分を回収して得たタンパク質画分を用いてもよい。   The protein which is an active ingredient of the present invention can be extracted and produced from a cereal plant-derived material. Examples of the cereal plant-derived material include cereal plants, preferably gramineous plants, more preferably rice, barley, wheat, rye, cotton, corn, corn, and the like, and most preferably rice. Examples of the cereal plant-derived material of the present invention include waste generated after collecting an edible part from a cereal plant, and examples include rice bran that is generated after milling. The cereal plant-derived material may contain not only waste but also an edible portion. The cereal plant-derived material may use the endosperm portion of rice as a main material, and may use old rice. The protein fraction can be separated from the cereal plant-derived material according to a conventional method. For example, the protein fraction can be obtained by grinding or suspending cereal plant-derived material in a solvent such as water or phosphate buffer, collecting the supernatant by filtration or centrifugation, and diluting or concentrating as necessary. Can be obtained. Then, use methods commonly used for protein separation and purification, such as salting out using ammonium sulfate, precipitation with organic solvents, hydrophobic chromatography, ion exchange chromatography, and gel filtration chromatography. Thus, the target protein fraction can be separated. The protein that is the active ingredient may be used after separation and purification. However, as long as it contains an effective amount of the protein, the extract or the like may be used as it is without separation and purification. The protein of the present invention is obtained by grinding or suspending the cereal plant-derived material in a solvent, collecting the supernatant by filtration or centrifugation, performing salting out after dilution or concentration, and precipitating with an organic solvent, Thereafter, the protein fraction obtained by collecting the active fraction by hydrophobic chromatography may be used.

有効成分であるタンパク質は、公知の遺伝子工学的手法によっても製造できる。すなわち、Os05g0323900に示される塩基配列に基づき、有効成分であるタンパク質をコードする遺伝子を単離または合成して、組換え発現ベクターを構築し、これを適当な宿主細胞に導入して組換えタンパク質として発現させることにより製造することができる。または、in vitro転写・翻訳系によって製造することができる。本発明の有効成分であるタンパク質が他のタンパク質との複合体である場合は、公知の手法によりこれらのタンパク質を融合タンパク質として発現させて製造することもできる。宿主細胞が大腸菌である場合は、後述する配列番号2に示す塩基配列からなるDNAにより、組換えタンパク質を作製することができる。   Proteins that are active ingredients can also be produced by known genetic engineering techniques. That is, based on the base sequence shown in Os05g0323900, a gene encoding a protein that is an active ingredient is isolated or synthesized, a recombinant expression vector is constructed, and this is introduced into an appropriate host cell as a recombinant protein. It can be produced by expression. Alternatively, it can be produced by an in vitro transcription / translation system. When the protein which is an active ingredient of the present invention is a complex with other proteins, these proteins can be produced by expressing them as fusion proteins by a known technique. When the host cell is Escherichia coli, a recombinant protein can be prepared from DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 described later.

有効成分であるタンパク質は、公知の一般的なペプチド合成のプロトコールに従って、固相合成法(Fmoc法、Boc法)もしくは液相合成法により製造することもできる。   A protein as an active ingredient can also be produced by a solid phase synthesis method (Fmoc method, Boc method) or a liquid phase synthesis method according to a known general peptide synthesis protocol.

得られたタンパク質がPTP阻害活性を有することは、公知のPTP活性測定方法により確認することができる。具体的には、後述する実施例に記載のAla-Phe-Pro-βNAを基質として用いたPTP阻害活性確認実験により行うことができる。あるいは、歯肉のコラーゲンにより近いゼラチンを基質として用いた本発明のPTP阻害活性の検出方法により行うことができる。さらにタンパク質が歯周病菌プロテアーゼ阻害作用を有することは、公知の歯周病菌プロテアーゼ活性測定方法により確認することができる。   That the obtained protein has PTP inhibitory activity can be confirmed by a known method for measuring PTP activity. Specifically, it can be performed by a PTP inhibitory activity confirmation experiment using Ala-Phe-Pro-βNA described in Examples described later as a substrate. Alternatively, it can be carried out by the method for detecting PTP inhibitory activity of the present invention using gelatin closer to gingival collagen as a substrate. Furthermore, it can be confirmed by a known method for measuring periodontal disease protease activity that the protein has a periodontal disease protease inhibitory action.

さらに本発明のPTP阻害剤は、歯周病菌の増殖を抑制する作用を発揮するものであり、歯周病菌増殖抑制剤としても利用可能なものである。加えて本発明のPTP阻害剤は、歯周病予防および/または治療剤に使用することができる。また本発明は、PTP阻害剤を用いた歯周病の予防方法および/または治療方法にも及ぶ。生体内においては、コラーゲナーゼの作用により歯肉組織から大きなペプチド断片としてゼラチンが生成する。しかしながらゼラチンの状態では歯周病菌はこれを資化できない。生成したゼラチンをPTPの作用によりさらに小さなアミノ酸にまで分解することで、初めて歯周病菌に取り込まれて歯周病菌の生育が可能になる。本発明のPTP阻害剤は、PTPによるゼラチンの分解を阻害することから歯周病菌の生育を阻害することができると考えられる。本発明のPTP阻害剤によれば、歯周病菌の増殖も抑制し得、歯肉の退行を抑制し得ることから、歯周病の予防および/または治療に有利に用いられる。   Furthermore, the PTP inhibitor of the present invention exhibits an action of suppressing the growth of periodontal disease bacteria, and can also be used as a periodontal disease bacteria growth inhibitor. In addition, the PTP inhibitor of the present invention can be used as an agent for preventing and / or treating periodontal disease. The present invention also extends to a method for preventing and / or treating periodontal disease using a PTP inhibitor. In vivo, gelatin is produced as a large peptide fragment from gingival tissue by the action of collagenase. However, periodontal disease bacteria cannot assimilate this in the gelatin state. By decomposing the produced gelatin into even smaller amino acids by the action of PTP, it is taken up by periodontal pathogens for the first time, allowing growth of periodontal pathogens. Since the PTP inhibitor of the present invention inhibits the degradation of gelatin by PTP, it is considered that the growth of periodontal disease bacteria can be inhibited. The PTP inhibitor of the present invention can be advantageously used for the prevention and / or treatment of periodontal disease because it can also suppress the growth of periodontal disease bacteria and suppress the regression of gingiva.

本発明のPTP阻害剤は組成物であってもよく、当該組成物における有効成分の配合割合または含有割合は、所望のPTP阻害効果が得られるのに十分な量であれば特に限定されない。通常全組成物の約0.0001〜20質量%であり、好ましくは0.001〜10質量%、より好ましくは0.001〜5質量%である。本発明のPTP阻害剤は有効成分のPTP阻害作用を妨げない範囲で、有効成分以外の成分を含有してもよい。有効成分以外の成分はとくに限定されず、後述する用途に応じて適宜選択することができる。   A composition may be sufficient as the PTP inhibitor of this invention, and the compounding ratio or content ratio of the active ingredient in the said composition will not be specifically limited if it is sufficient quantity for the desired PTP inhibitory effect being acquired. Usually, it is about 0.0001-20 mass% of the whole composition, Preferably it is 0.001-10 mass%, More preferably, it is 0.001-5 mass%. The PTP inhibitor of the present invention may contain components other than the active ingredient as long as the PTP inhibitory action of the active ingredient is not hindered. Ingredients other than the active ingredient are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the use described later.

本発明のPTP阻害剤は、飲食品、医薬品、医薬部外品、飼料、食品添加剤、飼料添加剤等として用いることができる。なかでも、飲食品、医薬品、医薬部外品に用いることが好ましい。本発明のPTP阻害剤は、口腔用組成物であることが好ましい。本発明の歯周病菌プロテアーゼ阻害剤は、ヒトを含む哺乳動物に投与される口腔用組成物であり、家畜動物や愛玩動物等の非ヒト哺乳動物への投与も可能である。   The PTP inhibitor of the present invention can be used as food and drink, pharmaceuticals, quasi drugs, feed, food additives, feed additives, and the like. Especially, it is preferable to use for food-drinks, a pharmaceutical, and a quasi drug. The PTP inhibitor of the present invention is preferably an oral composition. The periodontal disease protease inhibitor of the present invention is an oral composition administered to mammals including humans, and can also be administered to non-human mammals such as domestic animals and pet animals.

本発明のPTP阻害剤を含有してなる飲食品は、食品衛生上許容される添加剤を混合して、特別用途食品、特定保健用食品、栄養機能食品、健康食品、栄養補助食品、経腸栄養食品、飲料等に加工することができる。飲食品の形態は特に限定されず、固形食品、飲料を含む液状食品、その他の各種の形態の飲食品として提供することができる。飲料としては、具体的には、果汁飲料、清涼飲料、アルコール飲料等が挙げられる。また、摂取時に水等を用いて希釈して摂取される形態であってもよい。固形食品としては、例えば、飴、トローチ等を含む錠剤(タブレット)や糖衣錠の形態、顆粒の形態、粉末飲料等の粉末形態、ビスケット等のブロック菓子類の形態、カプセル、ゼリー等の形態等、種々の形態の食品が挙げられる。半固形食品としては、例えば、ジャム等のペーストの形態、チューイングガム等のガムの形態が挙げられる。   The food and drink comprising the PTP inhibitor of the present invention is mixed with food hygienically acceptable additives, special purpose food, food for specified health use, nutritional functional food, health food, nutritional supplement, enteral It can be processed into nutritional foods and beverages. The form of the food or drink is not particularly limited, and can be provided as a solid food, a liquid food including a beverage, or other various forms of food or drink. Specific examples of the beverage include fruit juice beverages, soft drinks, and alcoholic beverages. Further, it may be in a form of being diluted with water or the like when ingested. Examples of the solid food include tablets (tablets) and sugar-coated tablets including candy, troches, etc., granule forms, powder forms such as powdered drinks, forms of block confectionery such as biscuits, forms of capsules, jelly, etc. There are various forms of food. Examples of the semi-solid food include a paste form such as jam and a gum form such as chewing gum.

飲食品には本発明のPTP阻害剤の他に、目的の効果が損なわれない範囲で、食品素材、食品添加物を配合することができる。食品素材とは、一般に食品の原材料として使用される素材のことであり、薬事法で規定される医薬品および医薬部外品と、食品衛生法で規定される食品添加物を除き、飲食に供される全てのものが含まれる。食品添加物とは、食品の加工または保存の目的で添加される物質のことである。食品添加物の例としては、厚生労働省の「指定添加物リスト」、「既存添加物名簿収載品目リスト」、「天然香料基原物質リスト」、「一般に食品として飲食に供させている物であって添加物として使用される品目リスト」等に収載される食品添加物、JECFA等の国際機関で安全性が確認されたもの、米国・欧州等の諸外国で使用が認可されている食品添加物等が挙げられ、保存料・日持向上剤、酸化防止剤、甘味料、着色料・色素、乳化剤、増粘ゲル化剤、品質改良剤、調味料、酸味料、強化剤、香料、酵素等に分類される。   In addition to the PTP inhibitor of the present invention, food materials and food additives can be blended in the food and drink as long as the intended effects are not impaired. A food material is a material that is generally used as a raw material for food. Except for pharmaceuticals and quasi-drugs specified by the Pharmaceutical Affairs Law and food additives specified by the Food Sanitation Law, they are used for food and drink. Everything is included. A food additive is a substance added for the purpose of processing or storing food. Examples of food additives are those specified by the Ministry of Health, Labor and Welfare's “designated additive list”, “existing additive list item list”, “natural fragrance-based raw material list”, and “food that is generally used for food and drink. Food additives listed in the “List of Items Used as Additives”, etc., those whose safety has been confirmed by international organizations such as JECFA, and food additives that have been approved for use in other countries such as the US and Europe Preservatives, shelf-life improvers, antioxidants, sweeteners, colorants / pigments, emulsifiers, thickening gelling agents, quality improvers, seasonings, acidulants, strengthening agents, fragrances, enzymes, etc. are categorized.

本発明のPTP阻害剤を含有してなる医薬品、医薬部外品は、当該PTP阻害剤以外に、薬学的に許容される担体、さらに添加剤を適宜配合して製剤化することができる。具体的には錠剤、被覆錠剤、丸剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤、液剤、懸濁剤、乳剤等の経口剤とすることができる。配合できる担体または添加剤は特に制限されないが、例えば、水、生理食塩水、その他の水性溶媒、水性または油性基剤等の各種担体;賦形剤、結合剤、pH調整剤、崩壊剤、吸収促進剤、滑沢剤、着色剤、矯味剤、香料等の各種添加剤が挙げられる。   The pharmaceutical and quasi drug containing the PTP inhibitor of the present invention can be formulated by appropriately blending a pharmaceutically acceptable carrier and additives in addition to the PTP inhibitor. Specifically, oral preparations such as tablets, coated tablets, pills, powders, granules, capsules, solutions, suspensions and emulsions can be used. Carriers or additives that can be blended are not particularly limited. For example, various carriers such as water, physiological saline, other aqueous solvents, aqueous or oily bases; excipients, binders, pH adjusters, disintegrants, absorption Various additives such as an accelerator, a lubricant, a colorant, a corrigent, and a fragrance are included.

添加剤としては結合剤、結晶性セルロースのような賦形剤、アルギン酸などのような膨化剤、ステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤、ショ糖、乳糖またはサッカリンのような甘味剤、ペパーミント、アカモノ油またはチェリーのような香味剤などが用いられる。調剤単位形態がカプセルである場合には、上記タイプの材料にさらに油脂のような液状担体を含有することができる。また、緩衝剤(例えば、リン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液)、無痛化剤(例えば、塩化ベンザルコニウム、塩酸プロカインなど)、安定剤(例えば、ヒト血清アルブミン、ポリエチレングリコールなど)、保存剤(例えば、ベンジルアルコール、フェノールなど)、酸化防止剤などと配合してもよい。   Additives include binders, excipients such as crystalline cellulose, swelling agents such as alginic acid, lubricants such as magnesium stearate, sweeteners such as sucrose, lactose or saccharin, peppermint, red mono oil Alternatively, a flavoring agent such as cherry is used. When the dispensing unit form is a capsule, a liquid carrier such as fats and oils can be further contained in the above type of material. Buffers (eg, phosphate buffer, sodium acetate buffer), soothing agents (eg, benzalkonium chloride, procaine, etc.), stabilizers (eg, human serum albumin, polyethylene glycol, etc.), storage You may mix | blend with an agent (for example, benzyl alcohol, phenol, etc.), antioxidant, etc.

また本発明のPTP阻害剤を含有してなる口腔用組成物は、有効成分の加えて、公知の有効(薬効)成分、研磨剤、湿潤剤、増粘剤、界面活性剤、香料、甘味料、着色料、防腐剤、pH調整剤等を、適宜選択して配合することができる。具体的には、酵素、抗歯垢剤、抗菌剤、ビタミン類、フッ化物、金属塩等の有効(薬効)成分;リン酸水素カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、無水ケイ酸等の研磨剤;ラクチトールのような糖アルコール、1,3-ブチレングリコール、1,2-ペンタンジオール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコールのような多価アルコール等の湿潤剤;ポリエチレングリコール、グリセリン、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC・ナトリウム塩)、カラギーナン、キサンタンガム等の増粘剤;ラウリル硫酸ナトリウム等の界面活性剤;メントール、ハッカ油、l-カルボン等の香料、サッカリン、ステビオサイド類等の甘味料、各種色素等の着色料等が例示される。   In addition, the composition for oral cavity containing the PTP inhibitor of the present invention comprises known active (medicinal) ingredients, abrasives, wetting agents, thickeners, surfactants, fragrances, sweeteners in addition to the active ingredients. Colorants, preservatives, pH adjusters, and the like can be appropriately selected and blended. Specifically, effective (medicinal) components such as enzymes, anti-plaque agents, antibacterial agents, vitamins, fluorides, metal salts; calcium hydrogen phosphate, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, anhydrous silicic acid, etc. Wetting agents such as sugar alcohols such as lactitol, 1,3-butylene glycol, 1,2-pentanediol, polypropylene glycol, dipropylene glycol, etc .; polyethylene glycol, glycerin, sodium carboxymethylcellulose (CMC / sodium salt), thickeners such as carrageenan and xanthan gum; surfactants such as sodium lauryl sulfate; fragrances such as menthol, mint oil, l-carvone, sweeteners such as saccharin and steviosides, various pigments, etc. Coloring agents and the like are exemplified.

本発明のPTP阻害剤の有効成分は、穀類植物由来材料に含有される成分であり、安全性が高く、作用がマイルドであり、長期間の摂取または使用が好ましい。また、本発明のPTP阻害剤について、他の抗菌剤等と併用することにより、相加的または相乗的な効果の向上が期待できる。また本発明のPTP阻害剤は、ヒト以外のイヌ等の哺乳動物の歯周病菌プロテアーゼに対しても阻害作用を有することが期待される。   The active ingredient of the PTP inhibitor of the present invention is an ingredient contained in the cereal plant-derived material, has high safety, has a mild action, and is preferably taken or used for a long time. In addition, when the PTP inhibitor of the present invention is used in combination with other antibacterial agents, an additive or synergistic effect can be expected. The PTP inhibitor of the present invention is also expected to have an inhibitory action on periodontal disease bacterial proteases of mammals such as dogs other than humans.

本発明は、PTP阻害剤の存在下で、媒体中にてゼラチンを含む構造体とPTPとを接触させ、PTP活性を検出する工程を含む、PTP阻害活性の検出方法を包含する。本発明の検出方法においては、PTP阻害剤の非存在下におけるPTP活性もしくは別のPTP阻害剤の存在下におけるPTP活性を基準とし、目的のPTP阻害剤の存在下におけるPTP活性を当該基準となるPTP活性と比較することにより、PTP阻害活性を検出することができる。基準となるPTP活性は、目的のPTP阻害剤の存在下におけるPTP活性と同時に検出したものであってもよいし、予め検出したものを用いてもよい。   The present invention includes a method for detecting PTP inhibitory activity, which comprises the step of contacting PTP with a structure containing gelatin in a medium in the presence of a PTP inhibitor and detecting PTP activity. In the detection method of the present invention, the PTP activity in the absence of a PTP inhibitor or the PTP activity in the presence of another PTP inhibitor is used as a reference, and the PTP activity in the presence of the target PTP inhibitor is used as the reference. By comparing with PTP activity, PTP inhibitory activity can be detected. The reference PTP activity may be detected at the same time as the PTP activity in the presence of the target PTP inhibitor, or may be detected in advance.

さらに、本検出方法は、以下の1)および2)の工程を含むことが好ましい。
1)PTP阻害剤の存在下および非存在下で、媒体中にてゼラチンを含む構造体とPTPとを接触させる工程;
2)PTP阻害剤の存在下と非存在下におけるPTP活性を比較することにより、PTP阻害剤によるPTP阻害活性を検出する工程。
本発明のPTP阻害活性の検出方法における、ゼラチンを含む構造体とPTPとを接触させる実験系は、歯肉のコラーゲンに近いゼラチンを基質として用いることから、歯周病モデル(歯肉モデル)として利用可能であると考えられる。また、本発明の検出方法に用いられるPTP阻害剤はPTP阻害剤の候補物質であってもよく、PTP阻害活性が確認されていないものであってもよい。本発明の検出方法は、PTP阻害剤のスクリーニング方法としても利用可能である。生体内においては、コラーゲナーゼの作用により歯肉組織から大きなペプチド断片としてゼラチンが生成し、生成したゼラチンをPTPの作用によりさらに小さなアミノ酸にまで分解する。アミノ酸まで分解されて初めて歯周病菌に取り込まれて歯周病菌の生育が可能になる。本発明のPTP阻害活性を検出する方法は、歯肉の退行を抑制する作用および/または歯周病菌の生育を阻害する作用を有する物質をスクリーニングする方法として用いることができ、さらには歯周病菌の治療剤および/または抑制剤をスクリーニングする方法として用いることができる。
なお、PTP阻害剤の非存在下で、媒体中にてゼラチンを含む構造体とPTPとを接触させる工程を含む方法は、PTP活性の検出方法としても利用可能である。
Furthermore, this detection method preferably includes the following steps 1) and 2).
1) contacting a structure containing gelatin with PTP in a medium in the presence and absence of a PTP inhibitor;
2) A step of detecting PTP inhibitory activity by a PTP inhibitor by comparing PTP activity in the presence and absence of the PTP inhibitor.
In the method for detecting PTP inhibitory activity of the present invention, the experimental system in which a structure containing gelatin and PTP are brought into contact can be used as a periodontal disease model (gingiva model) because gelatin close to gingival collagen is used as a substrate. It is thought that. In addition, the PTP inhibitor used in the detection method of the present invention may be a candidate substance for a PTP inhibitor or may not have been confirmed to have a PTP inhibitory activity. The detection method of the present invention can also be used as a screening method for PTP inhibitors. In vivo, gelatin is produced as a large peptide fragment from gingival tissue by the action of collagenase, and the produced gelatin is broken down into smaller amino acids by the action of PTP. Only after the amino acid is decomposed, it is taken up by periodontal disease bacteria, and periodontal disease bacteria can grow. The method for detecting the PTP inhibitory activity of the present invention can be used as a method for screening a substance having an action of suppressing gingival regression and / or an effect of inhibiting the growth of periodontal bacteria. It can be used as a method for screening therapeutic agents and / or inhibitors.
Note that a method including a step of bringing a structure containing gelatin into contact with PTP in a medium in the absence of a PTP inhibitor can also be used as a method for detecting PTP activity.

工程1)において、媒体とは水や緩衝液等のPTPの作用および/またはPTP阻害剤の作用に影響を与えないものであればよい。好ましくはTris-HCl緩衝液、リン酸緩衝液等を用いることができる。ゼラチンを含む構造体とPTPを接触させる条件(温度、時間等)は、PTPの作用およびPTP阻害剤の作用を確認可能であればよく、特に限定されない。例えば、室温で、1時間〜7日間接触させればよい。   In step 1), the medium may be any medium that does not affect the action of PTP and / or the action of the PTP inhibitor, such as water or a buffer solution. Preferably, a Tris-HCl buffer solution, a phosphate buffer solution or the like can be used. The conditions (temperature, time, etc.) for bringing the structure containing gelatin into contact with PTP are not particularly limited as long as the action of PTP and the action of the PTP inhibitor can be confirmed. For example, the contact may be performed at room temperature for 1 hour to 7 days.

分解酵素阻害剤による分解酵素阻害効果の検出方法としては、分解酵素が媒体(水性液体)に含まれる系と、分解酵素と分解酵素阻害剤が媒体(水性液体)に含まれる系との二つの系の基質に対する作用を対比して、阻害活性が確認される。阻害活性の確認には、指標物質を用いることが簡便である。本発明のPTP阻害活性の検出方法では、ゼラチンを含む構造体が上記二つの系の媒体に接触し、PTPがゼラチンを分解する。ゼラチンが分解されることにより、ゼラチン層中に含まれている指標物質が媒体(水性液体)中に流出し、又はゼラチン層が分解して消失することによりゼラチン層の下層にあった指標物質が媒体(水性液体)中に流出し、指標物質が媒体中に含まれるようになる。その結果、媒体に含まれることとなった指標物質を、外観、濃度測定等により検知し、PTP阻害物質の効果を検出または判定することができる。構造体に含まれる指標物質は、それ自体が呈色を示す色素等であってもよい。あるいは、本発明のPTP阻害活性の検出方法では、指標物質が、ゼラチン又はゼラチンがPTPにより分解されて生成する分解物質と反応することにより呈色等するものであってもよい。かかる指標物質を媒体(水性液体)中に含有させておき、呈色等により検知し、PTP阻害活性を検出または判定してもよい。指標物質が色素であれば、外観でも、簡単な比色計でも検知が容易なため好ましい。   There are two methods for detecting the degrading enzyme inhibitory effect of a degrading enzyme inhibitor: a system in which a degrading enzyme is contained in a medium (aqueous liquid) and a system in which a degrading enzyme and a degrading enzyme inhibitor are contained in a medium (aqueous liquid) Inhibitory activity is confirmed by comparing the action of the system on the substrate. In order to confirm the inhibitory activity, it is convenient to use an indicator substance. In the method for detecting a PTP inhibitory activity of the present invention, a structure containing gelatin contacts the medium of the above two systems, and PTP decomposes gelatin. When the gelatin is decomposed, the indicator substance contained in the gelatin layer flows out into the medium (aqueous liquid), or when the gelatin layer decomposes and disappears, the indicator substance in the lower layer of the gelatin layer is It flows into the medium (aqueous liquid) and the indicator substance is contained in the medium. As a result, the index substance contained in the medium can be detected by appearance, concentration measurement, etc., and the effect of the PTP inhibitor substance can be detected or determined. The indicator substance contained in the structure may be a pigment or the like that exhibits color itself. Alternatively, in the method for detecting PTP inhibitory activity of the present invention, the indicator substance may be colored by reacting with gelatin or a degradation substance produced by degrading gelatin with PTP. Such an indicator substance may be contained in a medium (aqueous liquid) and detected by coloration or the like to detect or determine the PTP inhibitory activity. If the indicator substance is a dye, it is preferable because it is easy to detect even with an external appearance or a simple colorimeter.

ゼラチンを含む構造体とは、少なくともゼラチンを含んでいる構造体であって、表面の一部または全部がゼラチンで被覆されてなる構造体、又は、例えば板ゼラチンのようなゼラチン単体でもよい。当該構造体は、単一または複数のゼラチン層を含むゼラチン膜により、その表面の一部または全部が被覆されているものでもよい。PTP阻害活性の検出を短時間で行うためには、構造体の表面積が大きいことが好ましい。表面積の大きな構造体として、例えばシート状の構造体が好ましい。ゼラチンを含む構造体は、指標物質、好ましくは色素を含むものが好適である。指標物質は、構造体表面のゼラチン層が分解されることにより、指標物質が溶出する態様で、構造体に含まれていればよい。例えば、一定の厚みのゼラチン層の下に指標物質があれば、一定の厚みのゼラチンが分解される時間を評価することができる。指標物質は、ゼラチン層の下に別途指標物質層を設けることにより構造体に含まれてもよく、ゼラチン層に含まれることにより構造体に含まれてもよい。可溶性の指標物質がゼラチン層に含まれていれば、ゼラチンの分解に応じて指標物質が媒体液中に溶出する。ゼラチンの品質、ゼラチン層の厚み、指標物質の濃度、指標物質層の厚み等の均一性を適宜調節することにより、精度よくPTP阻害活性を検出することが可能となる。PTPによりゼラチンが分解されると、構造体の形態が変化したり、あるいは構造体に含まれる指標物質が媒体に溶出されることとなり、PTP活性を検出することができる。   The structure containing gelatin is a structure containing at least gelatin, and may be a structure in which part or all of the surface is coated with gelatin, or a single gelatin such as plate gelatin. The structure may be one in which part or all of the surface thereof is covered with a gelatin film including a single or a plurality of gelatin layers. In order to detect PTP inhibitory activity in a short time, the surface area of the structure is preferably large. For example, a sheet-like structure is preferable as the structure having a large surface area. The structure containing gelatin is preferably one containing an indicator substance, preferably a dye. The indicator substance may be contained in the structure in such a manner that the indicator substance is eluted when the gelatin layer on the surface of the structure is decomposed. For example, if there is an indicator substance under a gelatin layer having a certain thickness, it is possible to evaluate the time for which the gelatin having a certain thickness is decomposed. The indicator substance may be included in the structure by separately providing an indicator substance layer below the gelatin layer, or may be included in the structure by being included in the gelatin layer. If a soluble indicator substance is contained in the gelatin layer, the indicator substance is eluted in the medium liquid in accordance with the decomposition of gelatin. By appropriately adjusting the uniformity of the quality of gelatin, the thickness of the gelatin layer, the concentration of the indicator substance, the thickness of the indicator substance layer, etc., it becomes possible to detect the PTP inhibitory activity with high accuracy. When gelatin is decomposed by PTP, the form of the structure changes, or the indicator substance contained in the structure is eluted into the medium, and PTP activity can be detected.

ゼラチンは、約10万の分子量を持つコラーゲン分子をもとにして、これを熱や酸、アルカリ等を用いて処理することにより、水に可溶性である1本鎖のポリペプチド鎖に変性および/または分解したものであり、数万〜数百万の範囲の分子量分布を有する高分子鎖の集合体である。本発明におけるゼラチンには、写真フィルムや印画紙等に用いられている酸処理ゼラチンやその他の各種変性ゼラチン(重合ゼラチンを含む)も好ましく用いることが出来る。   Gelatin is denatured and / or converted into a single polypeptide chain that is soluble in water by treating collagen molecules having a molecular weight of about 100,000 with heat, acid, alkali, or the like. Alternatively, it is a polymer chain aggregate that has been decomposed and has a molecular weight distribution in the range of tens of thousands to millions. As the gelatin in the present invention, acid-treated gelatin and other various modified gelatins (including polymerized gelatin) used for photographic film and photographic paper can be preferably used.

本発明のゼラチンを含む構造体として、銀塩カラー写真フィルム(好ましくはカラーネガフィルム又はカラーポジフィルム、リバーサルフィルム)を用いることが好ましい。或いは、紙ベースのカラー写真印画紙も同様に好ましく用いることが出来る。銀塩カラー写真フィルムやカラー写真印画紙等は量産されている市販のものを用いることができる。これらは、安価で入手が容易であり、ゼラチンの品質、ゼラチン層の厚み、色素の濃度、色素層の厚み等の均一性が極めて高いからである。銀塩写真フィルムは、ポリエステル、アセテート等のシート状(もしくはフィルム状)のベース材料に、銀粒子や発色剤(カプラー)を、ゼラチンとともに塗布して乾燥させて製造されたものであり、ベース材料上にゼラチン層を設けた構造を持つものである。ポリエステルとして具体的にはポリエチレンテレフタレートが例示され、アセテートとして具体的にはセルロースアセテートが例示される。銀粒子は、ハロゲン化銀粒子である。銀粒子とカプラーをゼラチンとともに多層同時塗布して乾燥することにより、ベース材料上に積層ゼラチン層を設けた構造を持つ銀塩写真フィルムが得られる。なお、ゼラチン層は適当な架橋剤により架橋耐水化されており、現像処理中に溶解することを防止されていることが好ましい。銀塩カラー写真フィルムとしては、3層乳剤内式カラーフィルムが好ましい。3層乳剤内式カラーフィルムは、赤感性層 、緑感性層、青感性層を有し、結果として赤、緑、青に発色する各々のカプラーがゼラチン中に分散した各層を積層して構成されるものである。銀塩カラー写真フィルムは露光させ現像処理を行ったものを用いることができる。露光光は白色光であっても、特定の波長光、例えば赤、青、緑、等であってもよく、露光条件を調整して現像後に吸光分析に適した色相に発色させてもよい。露光させたフィルムは通常の現像処理を行い、現像処理でカプラーが発色現像されるのと並行して、還元し生成した銀粒子は漂白工程でハイポ銀に酸化され、定着工程で溶解除去されたものを用いるのが好ましい。現像処理された銀塩カラー写真フィルムにおいては、カプラーにより形成された色素分子がゼラチン層中に含まれることとなる。   As the structure containing gelatin of the present invention, a silver salt color photographic film (preferably a color negative film, a color positive film, or a reversal film) is preferably used. Alternatively, paper-based color photographic printing paper can be preferably used as well. Commercially-produced silver salt color photographic films and color photographic printing papers can be used. This is because they are inexpensive and easily available, and have extremely high uniformity such as gelatin quality, gelatin layer thickness, dye concentration, and dye layer thickness. Silver salt photographic film is produced by applying silver particles and color former (coupler) together with gelatin to a sheet (or film) base material such as polyester or acetate and drying it. It has a structure in which a gelatin layer is provided thereon. Specific examples of the polyester include polyethylene terephthalate, and specific examples of the acetate include cellulose acetate. Silver grains are silver halide grains. A silver salt photographic film having a structure in which a laminated gelatin layer is provided on a base material can be obtained by simultaneously coating and drying silver particles and a coupler together with gelatin. The gelatin layer is preferably water-resistant by crosslinking with an appropriate crosslinking agent, and is preferably prevented from being dissolved during development processing. The silver salt color photographic film is preferably a three-layer emulsion type color film. The three-layer emulsion type color film has a red-sensitive layer, a green-sensitive layer, and a blue-sensitive layer. As a result, each coupler that develops red, green, and blue colors is laminated in gelatin. Is. A silver salt color photographic film that has been exposed and developed can be used. The exposure light may be white light or light of a specific wavelength, such as red, blue, green, etc., and the color may be developed to a hue suitable for absorption analysis after development by adjusting the exposure conditions. The exposed film was subjected to normal development processing. In parallel with the color development of the coupler in the development processing, the reduced silver particles were oxidized to hypo silver in the bleaching step and dissolved and removed in the fixing step. It is preferable to use one. In the developed silver salt color photographic film, the dye molecules formed by the coupler are contained in the gelatin layer.

また「PTP」はPTP酵素であれば限定されず、抽出物でも、合成物であってもよい。例えば非特許文献3の記載に沿って遺伝子組換えにより発現させた可溶性のPTPを用いればよい。   “PTP” is not limited as long as it is a PTP enzyme, and may be an extract or a synthetic product. For example, soluble PTP expressed by gene recombination according to the description in Non-Patent Document 3 may be used.

工程2)においては、PTP阻害剤の存在下と非存在下において、PTP活性を比較する。PTP活性はゼラチンの分解による溶解の程度を確認することにより検出することができる。本検出方法においては、ゼラチンの分解の程度を、ゼラチン自体の形態変化(水中への溶解や膨潤の程度)や、指標物質量(例えば指標物質の媒体への溶出)を確認すればよい。PTP阻害剤の存在下または非存在下におけるPTP活性を比較することにより、PTP阻害剤によるPTP阻害活性を検出することができる。本検出方法において、PTP阻害剤の非存在下におけるPTP活性の検出は毎回行っても、行わなくてもよいが、毎回行うことが好ましい。ゼラチンの形態の変化および指標物質の溶出は視認することができ、簡便にPTP阻害剤によるPTP阻害活性を測定または検出することができる。特に色素の溶出によれば、特定の波長の吸光度を測定すること等により定量することも可能である。   In step 2), PTP activity is compared in the presence and absence of a PTP inhibitor. PTP activity can be detected by confirming the degree of dissolution due to gelatin degradation. In this detection method, the degree of degradation of gelatin may be confirmed by confirming the morphological change of gelatin itself (degree of dissolution or swelling in water) and the amount of indicator substance (for example, elution of the indicator substance into the medium). By comparing the PTP activity in the presence or absence of the PTP inhibitor, the PTP inhibitory activity by the PTP inhibitor can be detected. In this detection method, detection of PTP activity in the absence of a PTP inhibitor may or may not be performed every time, but is preferably performed every time. The change in the form of gelatin and the elution of the indicator substance can be visually confirmed, and the PTP inhibitory activity by the PTP inhibitor can be measured or detected easily. In particular, the elution of the dye can be quantified by measuring the absorbance at a specific wavelength.

以下に本発明の代表例を実施例により説明するが、本発明の技術範囲は実施例および実験例により限定されるものではない。   Hereinafter, representative examples of the present invention will be described with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited to the examples and experimental examples.

(実施例1)米糠からのPTP阻害活性を有するタンパク質の精製
1.試薬
非特許文献3に記載の方法に従って、歯周病菌のPTP遺伝子を大腸菌で発現させ、可溶性のPTPを調製した。ネスラー試薬は、和光純薬より購入した。合成基質のAla-Phe-Pro-βNAはBACHEMより購入した。電気泳動用ゲル(e-PAGELはアトーより購入した)、Toyopearl HW-65、DEAE-Toyopearlは東洋ソーダ社製品を用いた。Sephacryl S-200とNi-Sepharose Fast FlowはGEヘルスケア・ジャパン株式会社製を用いた
(Example 1) Purification of protein having PTP inhibitory activity from rice bran Reagent According to the method described in Non-Patent Document 3, the PTP gene of periodontal disease bacteria was expressed in Escherichia coli to prepare soluble PTP. Nessler's reagent was purchased from Wako Pure Chemical. The synthetic substrate Ala-Phe-Pro-βNA was purchased from BACHEM. Toyopearl HW-65 and DEAE-Toyopearl gels from Toyo Soda were used for electrophoresis gel (e-PAGEL purchased from Ato). Sephacryl S-200 and Ni-Sepharose Fast Flow were manufactured by GE Healthcare Japan

2.米糠からのサンプルの調製
まず、米糠に緩衝液(20mM Tris-HCl pH7.2)を混合して、原料液を調製した。原料液を遠沈管にいれ、遠心分離機で15000rpm、10分間、5℃で遠心分離した。遠心分離後に上清をサンプル保管用のガラス容器に入れた。使用するまで、-80℃で保存した。
2. Preparation of sample from rice bran First, a buffer solution (20 mM Tris-HCl pH 7.2) was mixed with rice bran to prepare a raw material solution. The raw material solution was placed in a centrifuge tube and centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes at 5 ° C. with a centrifuge. After centrifugation, the supernatant was placed in a glass container for sample storage. Stored at -80 ° C until use.

3.PTP阻害活性確認実験
96穴プレートに緩衝液(20mM Tris-Hcl pH7.2)70μL、合成基質2mM(Ala-Phe-Pro-βNA)10μL、タンパク質溶液(阻害剤)10μLを加えて、37℃の恒温槽で少し保温した。酵素10μl加えた後、10分後にFast Garnet GBC(4M酢酸緩衝液pH4.0にTriton X-100 10%を含む)を50μL加えて、反応を停止させた。反応を停止させた後、吸光度計でOD550nmの吸光度を測定した。
酵素阻害率は次のようにして算出した。まず測定した吸光度(OD)から、ブランクのODを引いた値ΔODを算出した。ブランクはサンプルの代わりに緩衝液を10μL加えたものである。次いで、次の式で酵素阻害率を算出した。
酵素阻害率=100−{ΔOD(阻害剤あり)/ΔOD(阻害剤なし)}×100
3. PTP inhibitory activity confirmation experiment
Add buffer (20 mM Tris-Hcl pH7.2) 70 μL, synthetic substrate 2 mM (Ala-Phe-Pro-βNA) 10 μL, protein solution (inhibitor) 10 μL to 96-well plate, and keep warm in a 37 ° C constant temperature bath. did. After 10 μl of enzyme was added, 10 minutes later, 50 μL of Fast Garnet GBC (containing 4% acetate buffer pH 4.0 containing Triton X-100 10%) was added to stop the reaction. After stopping the reaction, the absorbance at OD 550 nm was measured with an absorptiometer.
The enzyme inhibition rate was calculated as follows. First, a value ΔOD obtained by subtracting the blank OD from the measured absorbance (OD) was calculated. Blank is 10 μL of buffer instead of sample. Subsequently, the enzyme inhibition rate was calculated by the following formula.
Enzyme inhibition rate = 100− {ΔOD (with inhibitor) / ΔOD (without inhibitor)} × 100

4.PTP阻害活性を有するタンパク質の精製
米糠約500gを、20g/50mLで緩衝液(20mM Tris-HCl pH7.2)を添加して、医療用ガーゼでろ過したものを15000rpm、15分間、5℃で遠心分離した。遠心分離後に分離した上清に硫酸アンモニウムを40%飽和になるように加え、冷蔵庫中5℃で約1日放置し、再び、15000rpm、15分間、5℃で遠心分離した。
遠心分離後に分離した上清に硫酸アンモニウムを80%飽和になるように加え、冷蔵庫中5℃で約1日放置し、再び、15000rpm、15分間、5℃で遠心分離した。なおPTP阻害活性を有するタンパク質の精製実験では、タンパク質の失活を防ぐため、保管、クロマトグラフィーおよび遠心分離を含む全ての操作を5℃で行った。
4). Purification of protein with PTP inhibitory activity About 500 g of rice bran was added with a buffer solution (20 mM Tris-HCl pH 7.2) at 20 g / 50 mL, filtered with medical gauze, and centrifuged at 15,000 rpm for 15 minutes at 5 ° C. separated. To the supernatant separated after centrifugation, ammonium sulfate was added so as to be 40% saturated, left in a refrigerator at 5 ° C. for about 1 day, and centrifuged again at 5 ° C. for 15 minutes at 15000 rpm.
Ammonium sulfate was added to the supernatant separated after centrifugation so as to be 80% saturation, left in a refrigerator at 5 ° C. for about 1 day, and centrifuged again at 5 ° C. for 15 minutes at 15000 rpm. In the purification experiment of the protein having PTP inhibitory activity, all operations including storage, chromatography and centrifugation were performed at 5 ° C. in order to prevent inactivation of the protein.

遠心分離後に上清を廃棄して沈殿物を得た。沈殿物を、40%飽和硫酸アンモニウムを含む20mM Tris-HCl pH7.2の溶液に溶解し、低温室(4℃)にてToyopearl HW-65Cで疎水性クロマトグラフィーにかけた(カラムサイズ5cm X 15 cm)。各フラクションについて280nmの吸光度を測定してタンパク質量を測定するとともに、PTP阻害活性確認実験によりPTP阻害活性の測定を行った。結果を図2aに示す。PTP阻害活性がピークである部分を回収し、回収した溶液に硫酸アンモニウムが80%飽和になるように加え、冷蔵庫で約1日間放置し、15000rpm、15分間、5℃で遠心分離した。   After centrifugation, the supernatant was discarded to obtain a precipitate. The precipitate was dissolved in a solution of 20 mM Tris-HCl pH 7.2 containing 40% saturated ammonium sulfate and subjected to hydrophobic chromatography with Toyopearl HW-65C in a cold room (4 ° C.) (column size 5 cm × 15 cm). . For each fraction, the amount of protein was measured by measuring the absorbance at 280 nm, and the PTP inhibitory activity was measured by a PTP inhibitory activity confirmation experiment. The result is shown in FIG. The portion where the peak of PTP inhibitory activity was collected was collected, added to the collected solution so that ammonium sulfate was 80% saturated, left in a refrigerator for about 1 day, and centrifuged at 15,000 rpm for 15 minutes at 5 ° C.

遠心分離後に上清を廃棄して沈殿物を得た。沈殿物を、20mM Tris-HCl pH7.2で溶解した。溶液をヴィスキングチューブを用いて透析した。透析は、ネスラー試薬が変色しなくなるまで外液を交換して行った。透析後の溶液を低温室(4℃)でDEAE Toyopearlでイオン交換クロマトグラフィーにかけた(カラムサイズ 5cm X 15 cm)。結果を図2bに示す。各フラクションについて280nmの吸光度を測定してタンパク質量を測定するとともに、PTP阻害活性確認実験によりPTP阻害活性の測定を行った。PTP阻害活性がピークである部分を回収した。回収した溶液に硫酸アンモニウムが80%飽和になるように加え、冷蔵庫で約1日間放置し、15000rpm、15分間、5℃で遠心分離した。   After centrifugation, the supernatant was discarded to obtain a precipitate. The precipitate was dissolved with 20 mM Tris-HCl pH 7.2. The solution was dialyzed using a Visking tube. Dialysis was performed by changing the external solution until the Nessler reagent did not change color. The dialyzed solution was subjected to ion exchange chromatography using DEAE Toyopearl in a low temperature chamber (4 ° C.) (column size: 5 cm × 15 cm). The result is shown in FIG. For each fraction, the amount of protein was measured by measuring the absorbance at 280 nm, and the PTP inhibitory activity was measured by a PTP inhibitory activity confirmation experiment. The part having the peak PTP inhibitory activity was collected. To the collected solution, ammonium sulfate was added so as to become 80% saturated, and left in a refrigerator for about 1 day, followed by centrifugation at 15,000 rpm for 15 minutes at 5 ° C.

遠心分離後に上清を廃棄して沈殿物を得た。沈殿物をTris-HCl pH7.2で溶解した。溶液をヴィスキングチューブを用いて透析を行った。透析は、ネスラー試薬が変色しなくなるまで外液を交換して行った。透析後の溶液を低温室(4℃)でSephacryl S-200でゲル濾過クロマトグラフィーにかけた(カラムサイズ 2.5cm X 35cm)。結果を図2cに示す。各フラクションについて280nmの吸光度を測定してタンパク質量を測定するとともに、PTP阻害活性確認実験によりPTP阻害活性の測定を行った。PTP阻害活性がピークである部分を回収した。回収した溶液に硫酸アンモニウムが80%飽和になるように加え、冷蔵庫で約1日間放置し、15000rpm、15分間、遠心分離し上清を廃棄して沈殿物を得た。   After centrifugation, the supernatant was discarded to obtain a precipitate. The precipitate was dissolved with Tris-HCl pH 7.2. The solution was dialyzed using a Visking tube. Dialysis was performed by changing the external solution until the Nessler reagent did not change color. The dialyzed solution was subjected to gel filtration chromatography using Sephacryl S-200 in a cold room (4 ° C.) (column size 2.5 cm × 35 cm). The result is shown in FIG. For each fraction, the amount of protein was measured by measuring the absorbance at 280 nm, and the PTP inhibitory activity was measured by a PTP inhibitory activity confirmation experiment. The part having the peak PTP inhibitory activity was collected. To the collected solution, ammonium sulfate was added to 80% saturation, left in a refrigerator for about 1 day, centrifuged at 15000 rpm for 15 minutes, and the supernatant was discarded to obtain a precipitate.

得られたタンパク質は、不純物を少し含んでいたので、再度上記と同じ方法によりSephacryl S-200でゲル濾過クロマトグラフィー(リクロマト)を行った。PTP阻害活性がピークである部分を回収し、常法に従ってサンプルを加熱と非加熱でSDS電気泳動を行った。共通して25kDaの分子量を有する濃いバンドと、非加熱でマイナーなバンドが見られた(図2e)。   Since the obtained protein contained a small amount of impurities, gel filtration chromatography (rechromatography) was again performed using Sephacryl S-200 by the same method as described above. The portion where the peak of PTP inhibitory activity was collected was collected, and the sample was subjected to SDS electrophoresis with and without heating according to a conventional method. A dark band having a molecular weight of 25 kDa in common and a minor band that was not heated were observed (FIG. 2e).

5.PTP阻害活性を有するタンパク質の同定
分離したタンパク質のうち、25kDaの分子量を有するタンパク質画分について、常法により電気泳動ゲルから切り取り、マトリックス支援レーザーイオン化(MALDI)−飛行時間型(TOF)質量分析計(AXIMA Performance:(株)島津製作所製)を用いてMS/MS分析を行った(図3a)。得られたMS/MSデータから、データベース(Rice Annotation Project DataBase(http://rapdb.dna.affrc.go.jp/index.html))を用いて配列を検索し、タンパク質を同定した(図3b)。
その結果、精製して得られた25kDaの分子量を有するタンパク質が、イネのOs05g0323900に該当することがわかった。
5. Identification of a protein having PTP inhibitory activity Among the separated proteins, a protein fraction having a molecular weight of 25 kDa is cut out from an electrophoresis gel by a conventional method, and matrix-assisted laser ionization (MALDI) -time-of-flight (TOF) mass spectrometer MS / MS analysis was performed using AXIMA Performance (manufactured by Shimadzu Corporation) (FIG. 3a). From the obtained MS / MS data, a sequence was searched using a database (Rice Annotation Project DataBase (http://rapdb.dna.affrc.go.jp/index.html)) to identify a protein (FIG. 3b). ).
As a result, it was found that the protein having a molecular weight of 25 kDa obtained by purification corresponds to rice Os05g0323900.

(実施例2)遺伝子組換えによるPTP阻害活性を有するタンパク質の作製
常法により、Os05g0323900タンパク質をコードするcDNAを制限酵素処理した後、制限酵素処理した断片を、Trx(チオレドキシン)をコードするポリヌクレオチドおよびHis-Tagと融合させ、ベクターpET-32aに導入した(図4a)。なおOs05g0323900タンパク質をコードするcDNAは、大腸菌で発現させるために、イネデータベースからの当該タンパク質のアミノ酸配列をコードする塩基配列を大腸菌コドンに最適化させ、化学合成により調製した。化学合成したcDNAを以下に示す。以下の塩基配列では、5'側にBamHIサイト(ggatcc)、3'側にXhoIサイト(ctcgag)がクローニング用に付加されている。
Os05g0323900タンパク質をコードするcDNA(配列番号2):
ggatccATGGCCCTTCGGACTCTCGCCTCGCGCAAAACCTTGGCCGCCGCAGCGCTGCCACTCGCTGCGGCAGCAGCTGCACGTGGTGTTACCACAGTGGCATTGCCGGATCTGCCCTATGACTATGGCGCGTTAGAACCGGCCATTAGTGGCGAGATTATGCGCCTGCATCACCAGAAACACCATGCCACGTATGTGGCGAACTACAACAAAGCCCTTGAACAGCTGGATGCTGCAGTAGCGAAAGGGGATGCACCAGCGATTGTCCATCTGCAGAGTGCGATCAAGTTCAATGGTGGAGGCCACGTGAATCACAGCATCTTCTGGAACAACCTCAAACCGATCTCTGAAGGAGGTGGTGATCCGCCTCATGCGAAACTGGGTTGGGCAATTGACGAGGATTTTGGCTCCTTTGAAGCTCTGGTCAAAAAGATGAGCGCGGAAGGTGCGGCGTTGCAAGGCTCAGGGTGGGTTTGGTTAGCCCTGGACAAAGAAGCGAAAAAGCTGTCGGTGGAAACCACTGCGAATCAAGACCCTCTTGTAACGAAAGGCGCTAATCTGGTTCCGTTACTAGGGATAGATGTCTGGGAGCATGCCTATTACCTGCAGTACAAGAACGTTCGTCCGGATTATCTGAGCAACATCTGGAAAGTGATGAACTGGAAATATGCGGGCGAAGTGTACGAGAATGCTACCGCCctcgag
(Example 2) Production of a protein having PTP inhibitory activity by gene recombination After subjecting a cDNA encoding Os05g0323900 protein to restriction enzyme treatment by a conventional method, the restriction enzyme-treated fragment is converted into a polynucleotide encoding Trx (thioredoxin). And fused with His-Tag and introduced into the vector pET-32a (FIG. 4a). The cDNA encoding the Os05g0323900 protein was prepared by chemical synthesis by optimizing the base sequence encoding the amino acid sequence of the protein from the rice database to the E. coli codon for expression in E. coli. The chemically synthesized cDNA is shown below. In the following base sequences, a BamHI site (ggatcc) is added on the 5 ′ side, and an XhoI site (ctcgag) is added on the 3 ′ side for cloning.
CDNA encoding Os05g0323900 protein (SEQ ID NO: 2):
ggatccATGGCCCTTCGGACTCTCGCCTCGCGCAAAACCTTGGCCGCCGCAGCGCTGCCACTCGCTGCGGCAGCAGCTGCACGTGGTGTTACCACAGTGGCATTGCCGGATCTGCCCTATGACTATGGCGCGTTAGAACCGGCCATTAGTGGCGAGATTATGCGCCTGCATCACCAGAAACACCATGCCACGTATGTGGCGAACTACAACAAAGCCCTTGAACAGCTGGATGCTGCAGTAGCGAAAGGGGATGCACCAGCGATTGTCCATCTGCAGAGTGCGATCAAGTTCAATGGTGGAGGCCACGTGAATCACAGCATCTTCTGGAACAACCTCAAACCGATCTCTGAAGGAGGTGGTGATCCGCCTCATGCGAAACTGGGTTGGGCAATTGACGAGGATTTTGGCTCCTTTGAAGCTCTGGTCAAAAAGATGAGCGCGGAAGGTGCGGCGTTGCAAGGCTCAGGGTGGGTTTGGTTAGCCCTGGACAAAGAAGCGAAAAAGCTGTCGGTGGAAACCACTGCGAATCAAGACCCTCTTGTAACGAAAGGCGCTAATCTGGTTCCGTTACTAGGGATAGATGTCTGGGAGCATGCCTATTACCTGCAGTACAAGAACGTTCGTCCGGATTATCTGAGCAACATCTGGAAAGTGATGAACTGGAAATATGCGGGCGAAGTGTACGAGAATGCTACCGCCctcgag

当該ベクターを大腸菌に導入して、大腸菌内にて、TrxとOs05g0323900が融合したタンパク質(Trx-Os05g0323900融合タンパク質)を発現させた。大腸菌を培養した後、大腸菌を遠心分離(15000rpm,15min)して回収した。回収した大腸菌を、10 mM Naを含む20 mM Tris-HCl, pH7.4で洗浄し、ヌクレアーゼを含む溶液で溶菌し、遠心分離後、上清に7倍量の20 mM Naリン酸緩衝液に溶かし、Ni-Sepharose カラム(Ni-Sepharose Fast Flow、GEヘルスケア・ジャパン株式会社製)に吸着させ、250 mM Imidazoleを含む同じリン酸緩衝液で溶出し、Trx-Os05g0323900融合タンパク質を単離精製した(図4b)。Trxの分子量は18786であり、Trx-Os05g0323900融合タンパク質の分子量は約44kDaであった。
精製したTrx-Os05g0323900融合タンパク質を、タンパク質量が430μg/mLとなるように20 mM Tris緩衝液に溶解し、サンプルを調製した。なおタンパク質量は280nmの吸光度により定量した。調製したサンプルを用いて、タンパク質溶液の添加量を変化させる以外は実施例1と同様にして、PTP阻害活性確認実験を行った。なお対照として、Trxのみを含むタンパク質をTrx-Os05g0323900融合タンパク質と同様にして発現させ、タンパク質量が430μg/mLとなるように20 mM Tris緩衝液に溶解し、対照サンプルを調製した。
The vector was introduced into E. coli, and a protein in which Trx and Os05g0323900 were fused (Trx-Os05g0323900 fusion protein) was expressed in E. coli. After culturing the E. coli, the E. coli was collected by centrifugation (15000 rpm, 15 min). The recovered E. coli is washed with 20 mM Tris-HCl, pH 7.4 containing 10 mM Na, lysed with a solution containing nuclease, centrifuged, and then the supernatant is added to a 7-fold amount of 20 mM Na phosphate buffer. Dissolved and adsorbed on a Ni-Sepharose column (Ni-Sepharose Fast Flow, manufactured by GE Healthcare Japan Co., Ltd.) and eluted with the same phosphate buffer containing 250 mM Imidazole to isolate and purify the Trx-Os05g0323900 fusion protein (Figure 4b). The molecular weight of Trx was 18786, and the molecular weight of the Trx-Os05g0323900 fusion protein was about 44 kDa.
The purified Trx-Os05g0323900 fusion protein was dissolved in 20 mM Tris buffer so that the amount of protein was 430 μg / mL to prepare a sample. The amount of protein was quantified by absorbance at 280 nm. A PTP inhibitory activity confirmation experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of the protein solution added was changed using the prepared sample. As a control, a protein containing only Trx was expressed in the same manner as the Trx-Os05g0323900 fusion protein, dissolved in 20 mM Tris buffer so that the protein amount was 430 μg / mL, and a control sample was prepared.

その結果、対照のTrxのみを含むタンパク質はPTP阻害活性を示さなかったのに対して、Trx-Os05g0323900融合タンパク質(図5中の「Trx-Os05g0323900」)は、PTP阻害活性を示すことが分かった(図5)。   As a result, it was found that the protein containing only the control Trx did not show PTP inhibitory activity, whereas the Trx-Os05g0323900 fusion protein (“Trx-Os05g0323900” in FIG. 5) showed PTP inhibitory activity. (FIG. 5).

(実験例1) 米糠から精製したPTP阻害活性を有するタンパク質の安定性の確認
PTP阻害活性を有するタンパク質として、実施例1と同様にして、疎水性クロマトグラフィーまでの工程により精製したタンパク質を用いた。当該タンパク質は精製後、凍結乾燥をし、室温にて約2カ月間、保管していたものを用いた。タンパク質を、20mM Tris-HCl pH7.2の緩衝液に溶解して1mg/mLのPTP阻害剤溶液を調製した。調製したPTP阻害剤溶液を37℃にて保温し、0時間後、0.25時間後、1日後、4日後、6日後、12日後、15日後に阻害活性を確認した。阻害活性の確認は、実施例1の3.と同様の実験により行った。
(Experimental example 1) Confirmation of stability of protein having PTP inhibitory activity purified from rice bran
As a protein having PTP inhibitory activity, a protein purified by the steps up to hydrophobic chromatography in the same manner as in Example 1 was used. The protein was lyophilized after purification and stored at room temperature for about 2 months. The protein was dissolved in 20 mM Tris-HCl pH 7.2 buffer to prepare a 1 mg / mL PTP inhibitor solution. The prepared PTP inhibitor solution was kept at 37 ° C., and inhibitory activity was confirmed after 0 hours, 0.25 hours, 1 day, 4 days, 6 days, 12 days, and 15 days. Confirmation of the inhibitory activity was carried out in 3 of Example 1. The same experiment was conducted.

その結果を図6に示す。PTP阻害剤は溶液に溶解した状態で、2週間37℃で保温した場合であっても90%以上の阻害活性を維持しており、安定性が高いことがわかった。   The result is shown in FIG. The PTP inhibitor dissolved in the solution and maintained an inhibitory activity of 90% or more even when kept at 37 ° C. for 2 weeks, indicating that the stability was high.

(実施例3) 歯周病モデルにおけるPTP阻害活性を有するタンパク質の作用の確認
本発明のPTP阻害活性を有するタンパク質による、歯肉の分解抑制作用を確認するために、写真フィルムに用いられるゼラチン膜に対するPTPの分解抑制を評価した。PTP阻害活性を有するタンパク質として、実施例1と同様にして、疎水性クロマトグラフィーまでの工程により精製したタンパク質を用いた。カラー写真フィルムは、発色剤であるカプラーとともにハロゲン化銀粒子を含むゼラチン膜がプラスチックフィルム表面に多層コーティングされたものである。ゼラチン膜は架橋剤を用いて耐水化されているため、通常、室温で長時間水に浸漬しても溶解することはない。本実施例では、写真フィルムとしてカラー写真ネガフィルムを白色光により露光させ、現像・漂白・定着処理を行った後のフィルム(富士写真フイルム社製、品番:FUJICOLOR SUPERIA X-TRA400)を用いた。3色のカプラーによる発色からゼラチン膜中に3色の色素がそれぞれのゼラチン層に含まれることで全体として灰色に着色した写真フィルムを本実施例で使用した。PTP 1mg/mL(実施例1で調製したもの)と、実施例1に記載の米糠から精製したPTP阻害活性を有するタンパク質 5mg/mLを含む20mM Tris-HCl pH7.2溶液中に上記写真フィルムを浸漬し、4時間後、4日後に変化を観察した。本実験は、室温で行った。
(Example 3) Confirmation of action of protein having PTP inhibitory activity in periodontal disease model In order to confirm the action of inhibiting the degradation of gingiva by the protein having PTP inhibitory activity of the present invention, it was applied to a gelatin film used for photographic film. The inhibition of PTP degradation was evaluated. As a protein having PTP inhibitory activity, a protein purified by the steps up to hydrophobic chromatography in the same manner as in Example 1 was used. A color photographic film is obtained by multilayer coating of a plastic film surface with a gelatin film containing silver halide grains together with a coupler as a color former. Since the gelatin film is water-resistant using a cross-linking agent, it usually does not dissolve even when immersed in water for a long time at room temperature. In this example, a color photographic negative film was exposed to white light as a photographic film and developed (bleached by Fuji Photo Film, product number: FUJICOLOR SUPERIA X-TRA400) after being developed, bleached and fixed. A photographic film colored in gray as a whole by using three color couplers to form a gelatin film containing three color dyes in each gelatin layer was used in this example. The above photographic film was placed in a 20 mM Tris-HCl pH 7.2 solution containing 1 mg / mL PTP (prepared in Example 1) and 5 mg / mL of a protein having PTP inhibitory activity purified from rice bran as described in Example 1. After immersion, changes were observed after 4 hours and 4 days. This experiment was performed at room temperature.

その結果を、図7に示す。図7上段は4時間後の結果であり、図7下段は4日後の結果である。(A)はPTP阻害活性を有するタンパク質を含まず、PTPのみを含むコントロールの溶液、(B)はPTPとPTP阻害活性を有するタンパク質を含む溶液の結果である。写真フィルム上の架橋したゼラチン膜をPTPが溶解することで、ゼラチン膜中に含まれる色素分子が溶解し、溶液が着色された。(A)では4時間後には溶液の着色が認められたことからゼラチン膜の少なくとも部分的な溶解が認められたが、(B)では外観上変化が認められず、ゼラチン膜に変化は認められなかった。さらに、(A)では4日後に写真フィルム表面に存在したゼラチン膜が完全に溶解したことが確認されたが、一方(B)ではゼラチン膜がフィルムから剥離したものの、剥離したゼラチン膜自体は溶解せずに元のままの膜形状で残っていた。よって本発明のPTP阻害活性を有するタンパク質は、ゼラチンに対するPTPの作用も阻害し得ることが示された。   The result is shown in FIG. The upper part of FIG. 7 shows the results after 4 hours, and the lower part of FIG. 7 shows the results after 4 days. (A) does not contain a protein having PTP inhibitory activity, and is a control solution containing only PTP, and (B) shows the result of a solution containing PTP and a protein having PTP inhibitory activity. By dissolving PTP in the crosslinked gelatin film on the photographic film, the dye molecules contained in the gelatin film were dissolved and the solution was colored. In (A), coloring of the solution was observed after 4 hours, so that at least partial dissolution of the gelatin film was observed. In (B), no change was observed in appearance, and a change was observed in the gelatin film. There wasn't. Further, in (A), it was confirmed that the gelatin film existing on the surface of the photographic film was completely dissolved after 4 days. On the other hand, in (B), although the gelatin film was peeled off from the film, the peeled gelatin film itself was dissolved. Without leaving the original film shape. Therefore, it was shown that the protein having PTP inhibitory activity of the present invention can also inhibit the action of PTP on gelatin.

(実施例4)PTP阻害活性を有するタンパク質の歯周病菌(P. gingivalis)の増殖への影響
米ぬかから精製したPTP阻害活性を有するタンパク質について、歯周病菌(P. gingivalis)(JCM12257株:理化学研バイオリソースセンターより入手(ATCC 33277株))の増殖への影響を確認した。培地は、トリプティカーゼ大豆血液(Trypticase Soy blood agar)培地を用いた。同培地は、トリプティカーゼ大豆寒天(Trypticase soy agar)(ベクトン・ディッキンソン社)40g、ウマ血液(Horse blood)(コスモバイオ社)50ml、滅菌水 950mlを含むものであり、通常の殺菌条件により殺菌したものを用いた。PTP阻害活性を有するタンパク質としては、実施例1と同様の手法により、疎水性クロマトグラフィーにより精製し凍結乾燥したものを、緩衝液(20mM Tris-HCl pH7.2)に、1mg/mlで溶解した溶液を用いた。培養は、37℃で、三菱ガス化学(株)製の嫌気培養キットを用いてプレートを用いて嫌気条件で行った。
(Example 4) Effect of a protein having PTP inhibitory activity on the growth of periodontal disease bacteria (P. gingivalis) About a protein having PTP inhibitory activity purified from rice bran, P. gingivalis (JCM12257 strain: RIKEN) The effect on proliferation of the product obtained from Kenken BioResource Center (ATCC 33277) was confirmed. As the medium, Trypticase Soy blood agar medium was used. The medium contains Trypticase soy agar (Becton Dickinson) 40g, Horse blood (Cosmo Bio) 50ml, and sterilized water 950ml. What was done was used. As a protein having PTP inhibitory activity, a protein purified by hydrophobic chromatography and freeze-dried by the same method as in Example 1 was dissolved in a buffer solution (20 mM Tris-HCl pH 7.2) at 1 mg / ml. The solution was used. The culture was performed at 37 ° C. under anaerobic conditions using a plate using an anaerobic culture kit manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.

下記(A)および(B)の2通りの方法により、PTP阻害活性を有するタンパク質の添加と歯周病菌の植菌を行った。なお(A)および(B)では、プレートの裏面にマジックで線を引き、プレートを左右に分けた。また歯周病菌は予め別のプレート上で生育させておいたものを用いた。
(A)植菌前に、プレート左半分のみに、PTP阻害活性を有するタンパク質の溶液(1mg/ml)をピペットを用いて無菌的に均一に滴下して培地に吸収させ、乾燥させた。プレート右半分はPTP阻害活性を有するタンパク質の溶液(1mg/ml)は吸収させなかった。予め生育させておいた歯周病菌(P. gingivalis)を、通常の植菌方法に従ってエーゼを左右に動かしながらプレートの全面に塗布した。
(B)プレート上の全面に(A)と同様にしてエーゼで歯周病菌を塗布した。その後プレート左半分にPTP阻害活性を有するタンパク質の溶液(1mg/ml)を注意深く(A)と同様にして吸収させた。プレート右半分はPTP阻害活性を有するタンパク質の溶液(1mg/ml)は吸収させなかった。
By the following two methods (A) and (B), addition of a protein having PTP inhibitory activity and inoculation of periodontal disease bacteria were performed. In (A) and (B), a magic line was drawn on the back surface of the plate, and the plate was divided into left and right. In addition, periodontopathic fungi previously grown on a separate plate were used.
(A) Before inoculation, a protein solution (1 mg / ml) having a PTP inhibitory activity was aseptically and evenly added dropwise to the left half of the plate using a pipette, absorbed into the medium, and dried. The right half of the plate did not absorb a protein solution (1 mg / ml) having PTP inhibitory activity. Periodontal disease bacteria (P. gingivalis) that had been grown in advance were applied to the entire surface of the plate while moving the ase left and right according to a normal inoculation method.
(B) Periodontopathic fungi were applied to the entire surface of the plate with ase as in (A). Thereafter, a protein solution having PTP inhibitory activity (1 mg / ml) was carefully absorbed in the left half of the plate in the same manner as in (A). The right half of the plate did not absorb a protein solution (1 mg / ml) having PTP inhibitory activity.

結果を図8に示す。図8の上段は各々、上記(A)および(B)の方法により植菌した後、37℃で2日間培養した後の写真である。写真に示された左右の境界線は、プレートの裏面の線に基づくものである。図8の下段はコントロールであり、PTP阻害活性を有するタンパク質の溶液を吸収させていないプレートに歯周病菌を植菌した後、37℃で2日間培養した後の写真である。
(A)および(B)の両方において、プレート左半分(図中「(PTPI)と示した側)では、歯周病菌の増殖が阻害されており、プレート右半分(図中「(NON)」と示した側)では、増殖は阻害されなかった。よって、米ぬかから精製したPTP阻害活性を有するタンパク質は、歯周病菌の増殖を阻止する傾向が確認された。トリプティカーゼ大豆寒天に含まれるタンパク質(プロリン結合部を含む)の歯周病菌PTPによる分解を、本発明のタンパク質が阻害したことにより、歯周病菌の増殖が抑制されたと考えられた。
The results are shown in FIG. The upper part of FIG. 8 is a photograph after inoculating by the above methods (A) and (B) and culturing at 37 ° C. for 2 days. The left and right boundary lines shown in the photograph are based on the lines on the back of the plate. The lower part of FIG. 8 is a control and is a photograph after inoculating periodontal pathogens on a plate that has not absorbed a protein solution having PTP inhibitory activity and then culturing at 37 ° C. for 2 days.
In both (A) and (B), in the left half of the plate (the side labeled “(PTPI)” in the figure), the growth of periodontal disease bacteria is inhibited, and the right half of the plate (“(NON)” in the figure). On the side marked as), growth was not inhibited. Therefore, it was confirmed that the protein having PTP inhibitory activity purified from rice bran tends to prevent the growth of periodontal disease bacteria. It was considered that the growth of periodontopathic bacteria was suppressed by inhibiting the degradation of the protein (including proline-binding portion) contained in trypticase soybean agar by periodontal pathogen PTP.

以上説明したとおり、穀類植物由来材料から、新規なPTP阻害活性を有するタンパク質を単離し、精製することができた。当該タンパク質は、遺伝子組換えにより発現させた場合であっても、PTP阻害活性を有するものであった。当該タンパク質を有効成分とする本発明のPTP阻害剤は、有効性のみならず安全性にも優れているという効果を奏する。さらに本発明のPTP阻害剤は、歯周病菌の増殖を抑制する作用を発揮することから、歯周病の治療や予防に幅広く使用することができ、オ−ラルケアを中心とした健康管理に大きく貢献することができる。加えて、本発明のPTP阻害剤は、有効成分がタンパク質であり、当該タンパク質は胃で分解されることから、副作用の可能性が低い。さらには、本発明のPTP阻害剤の有効成分は、可食部(例えば古米)または可食部を分離した後の廃棄物(例えば米糠)から製造することができる。廃棄物を有効利用することができるとともに、安価に製造することができる。
また本発明のPTP阻害活性の検出方法によると、合成基質より歯肉のコラーゲンに近いゼラチンへのPTPの作用に対する阻害活性を確認することができる。本検出方法によれば、歯周病菌の生育阻害作用や歯周病における歯肉退行を抑制する作用をより正確に予測することができる。また本発明は簡便かつ容易に検出を行うことができ、有用である。
As explained above, a protein having a novel PTP inhibitory activity could be isolated and purified from a cereal plant-derived material. The protein had PTP inhibitory activity even when expressed by genetic recombination. The PTP inhibitor of the present invention containing the protein as an active ingredient has an effect that it is excellent not only in effectiveness but also in safety. Furthermore, since the PTP inhibitor of the present invention exerts an action of suppressing the growth of periodontal disease bacteria, it can be widely used for the treatment and prevention of periodontal disease, and is greatly used for health management centering on oral care. Can contribute. In addition, in the PTP inhibitor of the present invention, the active ingredient is a protein, and the protein is degraded in the stomach, so that the possibility of side effects is low. Furthermore, the active ingredient of the PTP inhibitor of the present invention can be produced from the edible part (for example, old rice) or the waste (for example, rice bran) after separating the edible part. Waste can be used effectively and can be manufactured at low cost.
Further, according to the method for detecting PTP inhibitory activity of the present invention, the inhibitory activity against the action of PTP on gelatin closer to gingival collagen than the synthetic substrate can be confirmed. According to this detection method, the growth inhibitory effect of periodontal disease bacteria and the action of suppressing gingival regression in periodontal disease can be predicted more accurately. Further, the present invention is useful because it can be easily and easily detected.

Claims (8)

以下の(a)〜(c)より選択されるいずれかのタンパク質を有効成分として含有する、プロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)阻害剤:
(a)配列番号1に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(b)配列番号1に示すアミノ酸配列において、1個または数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列を含み、かつ、プロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)に対する阻害活性を有するタンパク質;
(c)配列番号1に示すアミノ酸配列と90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含み、かつ、プロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)に対する阻害活性を有するタンパク質。
Prolyl tripeptidyl peptidase (PTP) inhibitor containing any protein selected from the following (a) to (c) as an active ingredient:
(A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1;
(B) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, it contains an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added, and has an inhibitory activity against prolyl tripeptidyl peptidase (PTP) A protein having
(C) a protein comprising an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having an inhibitory activity against prolyl tripeptidyl peptidase (PTP).
有効成分が、配列番号1に示すアミノ酸配列を含むタンパク質である、請求項1に記載のプロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)阻害剤。 The prolyl tripeptidyl peptidase (PTP) inhibitor according to claim 1, wherein the active ingredient is a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. 有効成分のタンパク質の分子量が25kDaである、請求項1又は2に記載のプロリルトリペプチジルペプチダーゼ(PTP)阻害剤。 The prolyl tripeptidyl peptidase (PTP) inhibitor according to claim 1 or 2, wherein the protein of the active ingredient has a molecular weight of 25 kDa. 配列番号1に示すアミノ酸配列を含むタンパク質を有効成分として含有する、歯周病菌ポルフィロモナス・ジンジバリス(Porphyromonas gingivalis)のプロテアーゼ阻害剤。 A protease inhibitor of periodontal disease fungus Porphyromonas gingivalis containing a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 as an active ingredient. 請求項1〜4のいずれか1に記載の阻害剤を含有する、歯周病菌増殖抑制剤。 The periodontal disease bacteria growth inhibitor containing the inhibitor of any one of Claims 1-4. 請求項1〜4のいずれか1に記載の阻害剤または請求項5に記載の歯周病菌増殖抑制剤を含有する、歯周病予防および/または治療剤。 The periodontal disease prevention and / or treatment agent containing the inhibitor of any one of Claims 1-4, or the periodontal disease bacteria growth inhibitor of Claim 5. 穀類植物由来材料から有効成分を単離することを含む、請求項1〜4のいずれか1に記載の阻害剤、請求項5に記載の歯周病菌増殖抑制剤、あるいは、請求項6に記載の歯周病予防および/または治療剤の製造方法。 The inhibitor of any one of Claims 1-4 including isolation of an active ingredient from a cereal plant-derived material, the periodontal disease bacteria growth inhibitor of Claim 5, or Claim 6. Of the preparation of a preventive and / or therapeutic agent for periodontal disease. PTP阻害剤の存在下で、媒体中にてゼラチンを含む構造体とPTPとを接触させ、PTP活性を検出する工程を含む、PTP阻害活性の検出方法。 A method for detecting PTP inhibitory activity, comprising a step of contacting PTP with a structure containing gelatin in a medium in the presence of a PTP inhibitor to detect PTP activity.
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