JP2018511684A - ゲル化デキストランエーテル - Google Patents

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Abstract

非荷電性、アニオン性および/またはカチオン性有機基を含む少なくとも1つのデキストランエーテル化合物を含む組成物が、本明細書に開示されている。1つ以上のデキストランエーテル化合物の置換度は、約0.0025〜約3.0である。開示したエーテル化合物を誘導し得るデキストランは、約5,000万〜2億ダルトンの重量平均分子量、および/または約200〜280nmのz平均慣性半径を有する。デキストランエーテル化合物を製造する方法、および、これらのエーテル化合物の種々の用途における使用方法もまた開示される。

Description

本願は、米国仮特許出願第62/142,654号明細書(2015年4月3日出願)および同第62/142,658号明細書(2015年4月3日出願)の利益を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、多糖類誘導体の分野に含まれる。例えば、本開示は、あるアニオン性、非荷電性またはカチオン性デキストランエーテル、ならびに、それらの調製方法および粘度調整剤としての使用に関する。
電子的に提出された配列表の参照
配列表の正式な写しは、2016年3月17日作成の20160317_CL6423WOPCT_SequenceListingST25.txtのファイル名の、164キロバイトのサイズを有するASCIIフォーマットの配列表としてEFS−Webを介して電子的に提出され、本明細書と同時に提出される。このASCIIフォーマットの文書内に含まれる配列表は、本明細書の一部であり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
微生物の酵素合成または遺伝子操作を使用して新規な構造の多糖類を見出したいという欲求から、研究者らは、生分解性であって、再生可能な起源の供給原料から経済的に製造できる多糖類を発見するに至った。そのような多糖類ファミリーの1つは、アルファ−グリコシド結合によって連結されたグルコースモノマーを含むポリマーであるアルファ−グルカンである。
デキストランは、アルファ−1,3−結合によって直鎖に連結された周期的な側鎖(分岐鎖)を備えるアルファ−1,6−結合グルコースモノマーの鎖を一般に含む、複雑な分岐状アルファ−グルカンの1ファミリーを表す(非特許文献1)。デキストランは、通常、細菌によるスクロースの発酵によって製造され、この場合、スクロースは、デキストラン重合のグルコース源として働く(非特許文献2;非特許文献3;非特許文献4)。デキストランは水への溶解度が高いことを前提に数種の用途(例えば、アジュバント、安定剤)において使用されているが、この高い溶解度は親水コロイド用途における増粘剤としてのそれらの一般的有用性にマイナスの影響を及ぼす可能性がある。
Ioan et al.,Macromolecules 33:5730−5739 Naessens et al.,J.Chem.Technol.Biotechnol.80:845−860 Sarwat et al.,Int.J.Biol.Sci.4:379−386 Onilude et al.,Int.Food Res.20:1645−1651
したがって、高粘性用途により適合する新規なより高粘性のデキストランポリマーを開発することへの関心が高い。
一実施形態において、開示は、(i)1位および6位で連結したグルコース、約87〜93wt%;(ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.1〜1.2wt%;(iii)1位および4位で連結したグルコース、約0.1〜0.7wt%;(iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約7.7〜8.6wt%;(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位で連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%;ならびに(vi)約0.0025〜約3.0の、少なくとも1つの有機基による置換度(DoS)を含むデキストランエーテル化合物を含む組成物であって、デキストランエーテル化合物の重量平均分子量(Mw)が約5,000万〜2億ダルトンである組成物に関する。
別の実施形態では、デキストランエーテル化合物は、(i)1位および6位で連結したグルコース、約89.5〜90.5wt%;(ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.4〜0.9wt%;(iii)1位および4位で連結したグルコース、約0.3〜0.5wt%;(iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約8.0〜8.3wt%;および(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位で連結したグルコース、約0.7〜1.4wt%を含む。
別の実施形態では、デキストランエーテル化合物は、分岐構造内で連結した鎖を含み、前記鎖は長さが類似し、かつ実質的にアルファ−1,6−グルコシド結合を含む。
別の実施形態では、デキストランエーテル化合物を誘導するデキストランは、z平均慣性半径が約200〜280nmである。
別の実施形態では、デキストランエーテル化合物を誘導するデキストランは、配列番号1、配列番号2、配列番号5、配列番号9、配列番号13、または配列番号17と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含むグルコシルトランスフェラーゼ酵素の生成物である。
別の実施形態では、デキストランエーテル化合物の少なくとも1つの有機基は、カルボキシアルキル基、アルキル基またはヒドロキシアルキル基である。別の実施形態では、少なくとも1つの有機基は、カルボキシメチル基、メチル基、エチル基、ヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシプロピル基、またはヒドロキシエチル基である。
別の実施形態では、デキストランエーテル化合物の少なくとも1つの有機基は、正電荷を持つ有機基である。別の実施形態では、少なくとも1つの正電荷を持つ有機基は、置換アンモニウム基を含む。別の実施形態では、そのような正電荷を持つ有機基は、トリメチルアンモニム基を含む。別の実施形態では、少なくとも1つの正電荷を持つ有機基は、アルキル基またはヒドロキシアルキル基を含む。別の実施形態では、そのような正電荷を持つ有機基は、第四級アンモニウムヒドロキシプロピル基である。
別の実施形態では、(i)デキストランエーテル化合物は1種の有機基を含むか、または(ii)デキストランエーテル化合物は2種以上の有機基を含む。
別の実施形態では、デキストランエーテル化合物を含む組成物は、少なくとも約3cPの粘度を有する水性組成物である。
別の実施形態では、デキストランエーテル化合物を含む組成物は、家庭用品、パーソナルケア製品、医薬品、工業用品または食品の形態である。
別の実施形態では、本開示は、デキストランエーテル化合物を製造する方法に関する。この方法は、
(a)アルカリ性条件下の反応において、デキストランを、有機基を含む少なくとも1種のエーテル化剤と接触させる工程であって、少なくとも1つの有機基はデキストランとエーテル化されてデキストランエーテル化合物を生成し、このデキストランエーテル化合物は、少なくとも1つの有機基による置換度が0.0025〜約3.0で、かつ重量平均分子量(Mw)が約5,000万〜2億ダルトンであり、デキストランは、(i)1位および6位で連結したグルコース、約87〜93wt%;(ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.1〜1.2wt%;(iii)1位および4位で連結したグルコース、約0.1〜0.7wt%;(iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約7.7〜8.6wt%;ならびに(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位で連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%を含む、工程と;
(b)任意選択的に、工程(a)で得られたデキストランエーテル化合物を単離する工程と
を含む。
別の実施形態では、本開示は、水性組成物の粘度を増大させる方法に関する。この方法は、本明細書に開示したデキストランエーテル化合物を水性組成物と接触させる工程であって、水性組成物の粘度が、デキストランエーテル化合物によって、この接触工程前の水性組成物の粘度と比べて増加する工程を含む。
別の実施形態では、本開示は、材料を処理する方法に関する。この方法は、材料を、本明細書に開示のデキストランエーテル化合物と接触させる工程を含む。
100g/Lのスクロースおよび0768gtf(配列番号1)を含むグルコシルトランスフェラーゼ反応によるスクロース消費のHPLC分析を示す図である。実施例2を参照されたい。 バチルス・サブチリス(B.subtilis)において2919gtf(配列番号5)を発現させるために使用されたプラスミドpZZHB583のマップを示す図である。実施例3を参照されたい。 バチルス・サブチリス(B.subtilis)において2918gtf(配列番号9)を発現させるために使用されたプラスミドpZZHB582のマップを示す図である。実施例4を参照されたい。 バチルス・サブチリス(B.subtilis)において、2920gtf(配列番号13)を発現させるために使用されたプラスミドpZZHB584のマップを示す図である。実施例5を参照されたい。 バチルス・サブチリス(B.subtilis)において、2921gtf(配列番号17)を発現させるために使用されたプラスミドpZZHB585のマップを示す図である。実施例6を参照されたい。 商業的に入手可能なデキストランスクラーゼを含む反応によるスクロース消費のHPLC分析を示す図である。実施例7を参照されたい。
Figure 2018511684
本明細書に引用される全ての特許文献および非特文献の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
他に特に開示しない限り、本明細書で使用する用語「1つの(a)」および「1つの(an)」は、言及した特徴の1つ以上(すなわち、少なくとも1つ)を含むものとする。
範囲が記載されている場合、別段の記載がない限り、それらは全て、包括的、かつ結合的である。例えば、「1〜5」の範囲が記載されている場合、その範囲は、「1〜4」、「1〜3」、「1〜2」、「1〜2および4〜5」、「1〜3および5」などの範囲を含んでいると理解すべきである。
本明細書では、用語「グルカン」は、グリコシド結合の1つのタイプであるグルコシド結合によって連結されているD−グルコースモノマーの多糖を意味する。本明細書では、「アルファ−グルカン」は、構成成分のD−グルコースモノマーがアルファ−D−グルコースモノマーであるグルカンを意味する。
用語「デキストラン」、「デキストランポリマー」、「デキストラン化合物」などは、本明細書では互換的に使用され、主としてアルファ−1,3−結合によって連結された側鎖(分岐)を有する、実質的に(大部分が)アルファ−1,6−結合グルコースモノマーの鎖を一般に含む複雑な分岐状アルファ−グルカンを意味する。本明細書では、用語「ゲル化デキストラン」は、本明細書に開示した1つ以上のデキストランが、(i)酵素によるデキストラン合成中、および任意選択的に、(ii)そのように合成されたデキストランが単離され(例えば、純度>90%)、その後、水性組成物中に配置されたとき、粘性溶液またはゲル様組成物を形成する能力を意味する。
本明細書のデキストラン「長鎖」は、「実質的に[もしくは大部分が]アルファ−1,6−グルコシド結合」を含むことができるが、これは、いくつかの態様では、それらが少なくとも約98.0%のアルファ−1,6−グルコシド結合を有し得ることを意味する。本明細書のデキストランは、いくつかの態様では、「分岐(branching)構造」(分岐(branched)構造)を含み得る。この構造においては、長鎖は、おそらく反復的に、他の長鎖から分岐している(例えば、長鎖は他の長鎖の分岐であり得、これは次に、その分岐自身が他の長鎖の分岐となり得、さらに……)と考えられる。この構造内の長鎖は、分岐構造内の全長鎖の少なくとも70%の長さ(DP[重合度])が、分岐構造の全長鎖の平均長の±30%内にあることを意味する「類似の長さ」を有し得ると考えられる。
いくつかの実施形態では、デキストランはまた、通常、長さが1〜3グルコースモノマーであって、かつデキストランポリマーの全グルコースモノマーの約10%未満を含む、長鎖から分岐した「短鎖」を含むことができる。そのような短鎖は、通常、アルファ−1,2−、アルファ−1,3−および/またはアルファ−1,4−グルコシド結合を含む(いくつかの態様では、長鎖内にも、少ない割合でそのような非アルファ−1,6結合が存在し得ると考えられる)。
「グリコシド結合(linkage)」、「グリコシド結合(bond)」などの用語は、本明細書では互換的に使用され、1つの炭水化物分子を別の1つの炭水化物分子に結合させる共有結合を意味する。「グルコシド結合(linkage)」、「グルコシド結合(bond)」などの用語は、本明細書では互換的に使用され、2つのグルコース分子間のグリコシド結合を意味する。本明細書で使用する用語「アルファ−1,6−グルコシド結合」は、隣接するアルファ−D−グルコース環の1位と6位の炭素によって、アルファ−D−グルコース分子を相互に結合する共有結合を意味する。本明細書で使用する用語「アルファ−1,3−グルコシド結合」は、隣接するアルファ−D−グルコース環の1位と3位の炭素によって、アルファ−D−グルコース分子を相互に結合する共有結合を意味する。本明細書で使用する用語「アルファ−1,2−グルコシド結合」は、隣接するアルファ−D−グルコース環の1位と2位の炭素によって、アルファ−D−グルコース分子を相互に結合する共有結合を意味する。本明細書で使用する用語「アルファ−1,4−グルコシド結合」は、隣接するアルファ−D−グルコース環の1位と4位の炭素によって、アルファ−D−グルコース分子を相互に結合する共有結合を意味する。本明細書では、「アルファ−D−グルコース」を、「グルコース」と呼ぶ。本明細書で開示するグルコシド結合は、別段の記載がない限り、アルファ−グルコシド結合である。
本明細書の「1位および6位で連結したグルコース(グルコースモノマー)」は、2つの隣接グルコースモノマーとの各グルコシド結合に、グルコースモノマーの1位と6位の炭素のみが関与しているデキストランのグルコースモノマーを意味する。この定義は、(i)「1位および3位で連結した」、および(ii)「1位および4位で連結した」グルコースに同様に適用され、各結合に関与する炭素位置がそれぞれに応じて異なることが考慮される。
本明細書の「1位、3位および6位で連結したグルコース(グルコースモノマー)」は、3つの隣接グルコースモノマーとの各グルコシド結合に、グルコースモノマーの1位、3位および6位の炭素が関与しているデキストランのグルコースモノマーを意味する。1位、3位および6位でのみ連結したグルコースは、分岐点である。この定義は、(i)1位、2位および6位で連結した、ならびに(ii)1位、4位および6位で連結したグルコースに同様に適用されるが、各結合に関与する炭素位置がそれぞれに応じて異なることが考慮される。
本明細書でのグルコースの位置(グルコースの炭素位置)1、2、3、4および6は、当該技術分野で知られている通りである(下記の構造に描かれている)。
Figure 2018511684
本明細書のデキストランまたはデキストランエーテル化合物のグリコシド結合プロファイルは、当該技術分野で知られた方法を用いて決定することができる。例えば、結合プロファイルは、核磁気共鳴(NMR)分光法(例えば、13C NMRまたはH NMR)を使用する方法を用いて決定することができる。使用することができるこれらの方法や他の方法は、Food Carbohydrates:Chemistry,Physical Properties,and Applications(S.W.Cui,Ed.,Chapter 3,S. W. Cui,Structural Analysis of Polysaccharides,Taylor & Francis Group LLC,Boca Raton,FL,005)に開示されており、この文献は参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書の用語「スクロース」は、アルファ−1,2−グリコシド結合によって連結されたアルファ−D−グルコース分子およびベータ−D−フルクトース分子から構成される非還元性二糖類を意味する。スクロースは、砂糖として一般に知られている。
本明細書のデキストランまたはデキストランエーテル化合物の「分子量」は、数平均分子量(M)または重量平均分子量(M)として表すことができ、それらの単位はDaまたはg/モルである。あるいは、分子量は、DP(重量平均重合度)またはDP(数平均重合度)として表すことができる。これらの分子量測定値を算出するためには、当該技術分野では、例えば、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)、またはゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を用いるなどの様々な手段が知られている。
本明細書の用語「半径慣性」(Rg)は、デキストランの平均半径を意味し、分子の重心からのデキストラン分子の成分(原子)の平均二乗距離平方根として算出される。Rgは、例えば、オングストロームまたはナノメートル(nm)単位で表すことができる。本明細書のデキストランの「z平均慣性半径」は、光散乱法(例えば、MALS)を使用して測定されるデキストランのRgを意味する。z平均Rgを測定する方法は知られており、したがって本明細書で使用することができる。例えば、z平均Rgは、米国特許第7531073号明細書、米国特許出願公開第2010/0003515号明細書、同2009/0046274号明細書、Wyatt(Anal. Chim. Acta 272:1−40)、およびMori and Barth(Size Exclusion Chromatography,Springer−Verlag,Berlin,1999)に開示されるようにして測定することができる。これらの文献は参照により本明細書に組み込まれる。
「グルコシルトランスフェラーゼ酵素」、「gtf酵素」、「gtf酵素触媒」、「gtf」、「グルカンスクラーゼ」などの用語は、本明細書では互換的に使用される。本明細書のgtf酵素の活性は、生成物であるグルカンおよびフルクトースを作成するための基質スクロースの反応を触媒する。デキストラン(グルカンの1種)を生成するgtf酵素は、またデキストランスクラーゼと呼ぶこともできる。gtf反応の他の生成物(副生物)としては、グルコース(この場合、グルコースはグルコシル−gtf酵素中間複合体から加水分解される)、および、ロイクロースなどの様々な可溶性オリゴ糖(例えば、DP2〜DP7)を挙げることができる。野生型形態のグルコシルトランスフェラーゼ酵素は、一般に、(N末端からC末端方向に)シグナルペプチド、可変ドメイン、触媒ドメインおよびグルカン結合ドメインを含有する。本明細書のgtfは、CAZy(Carbohydrate−Active EnZymes)データベース(Cantarel et al.,Nucleic Acids Res.37:D233−238,2009)によると、グリコシドヒドロラーゼファミリー70(GH70)の下に分類される。
用語「グルコシルトランスフェラーゼ触媒ドメイン」および「触媒ドメイン」は、本明細書では互換的に使用され、グルコシルトランスフェラーゼ酵素にグルカン生成活性を提供するグルコシルトランスフェラーゼ酵素のドメインを意味する。
「gtf反応」、「gtf反応溶液」、「グルコシルトランスフェラーゼ反応」、「酵素反応」、「デキストラン合成反応」、「デキストラン反応」などの用語は、本明細書では互換的に使用され、グルコシルトランスフェラーゼ酵素によって行われる反応を意味する。本明細書で使用される「gtf反応」は、一般に、スクロースおよび水、ならびに任意選択的に他の成分を含む溶液中に少なくとも1つの活性グルコシルトランスフェラーゼ酵素を最初に含む反応を意味する。gtf反応が開始された後に、gtf反応中に存在し得る他の成分としては、フルクトース、グルコース、ロイクロースなどの可溶性オリゴ糖(例えば、DP2〜DP7)、およびデキストラン生成物が挙げられる。それは、水、スクロースおよびグルコシルトランスフェラーゼ酵素を接触させる工程が実施されるgtf反応中にある。本明細書で使用する用語「好適なgtf反応条件下」は、グルコシルトランスフェラーゼ酵素活性によりスクロースからデキストランへの変換を支援するgtf反応条件を意味する。本明細書におけるgtf反応は、天然に起こるものではない。
本明細書で使用する「対照」gtf反応は、配列番号1、配列番号2、配列番号5、配列番号9、配列番号13、または配列番号17と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含んでいないグルコシルトランスフェラーゼを使用する反応を意味し得る。対照反応溶液の他の特徴(例えば、スクロース濃度、温度、pH、時間)は全て、それが比較される反応と同一であってよい。
gtf反応の「乾燥固体率」は、gtf反応中の糖全部に対するwt%を意味する。gtf反応の乾燥固体率は、例えば、反応を調製するために使用されるスクロースの量に基づいて算出することができる。
本明細書のgtf反応によるデキストランの「収率」は、反応において変換されるスクロース基質の重量に対する割合として表されるデキストラン生成物の重量を示す。例えば、反応溶液中の100gのスクロースが生成物に変換され、10gの生成物がデキストランである場合、デキストランの収率は10%となるであろう。この収率計算は、デキストランに向かう反応の選択性の度合いであると見なすことができる。
用語「ポリヌクレオチド」、「ポリヌクレオチド配列」および「核酸配列」は、本明細書では互換的に使用される。これらの用語は、ヌクレオチド配列などを包含する。ポリヌクレオチドは、一本鎖もしくは二本鎖であり、任意選択的に合成、非天然または改変ヌクレオチド塩基を含有するDNAまたはRNAのポリマーであり得る。ポリヌクレオチドは、cDNA、ゲノムDNA、合成DNA、またはこれらの混合物の1つ以上のセグメントから構成され得る。
ポリヌクレオチド配列またはポリペプチド配列に関して本明細書で使用する用語「配列同一性」または「同一性」は、特定の比較ウィンドウに最大対応で整列させた場合に同一である、2つの配列中の核酸塩基またはアミノ酸残基を意味する。したがって、「配列同一性のパーセンテージ」または「同一性率」は、比較ウィンドウに2つの最適に整列された配列を比較することによって決定される数値を意味するが、このとき、比較ウィンドウ内のポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列の部分は、2つの配列の最適整列のための参照配列(付加もしくは欠失を含まない)と比較して付加もしくは欠失(すなわち、ギャップ)を含む可能性がある。パーセンテージは、両配列内で同じ核酸塩基またはアミノ酸残基が発生する位置の数を決定して、マッチした位置の数を得、そのマッチした位置の数を比較ウィンドウ内の位置の総数で除し、その結果に100を乗じて配列同一性のパーセンテージを得ることによって算出される。DNA配列とRNA配列との間の配列同一性を計算する場合に、DNA配列のT残基がRNA配列のU残基と整列すると「同一」であると見なし得ることは理解されよう。第1および第2ポリヌクレオチドの相補率を決定するためには、例えば、(i)第1ポリヌクレオチドと第2ポリヌクレオチドの相補配列(またはその逆)との同一性率、および/または(ii)正準ワトソン・クリック型塩基対を作り出すであろう第1ポリヌクレオチドおよび第2ポリヌクレオチド間の塩基のパーセンテージを決定することによってこれを得ることができる。
例えば、本明細書に開示したポリヌクレオチド配列(BLASTNアルゴリズム)またはポリペプチド配列(BLASTPアルゴリズム)の2つまたはそれ以上の間の同一性率を測定するためには、National Center for Biotechnology Information(NCBI)ウェブサイトでオンラインで利用できるBasic Local Alignment Search Tool(BLAST)アルゴリズムを使用することができる。あるいは、配列間の同一性率は、Clustalアルゴリズム(例えば、ClustalW、ClustalVまたはClustal−Omega)を使用して行うことができる。Clustalアラインメント法を使用する多くのアラインメントのためには、デフォルト値はGAP PENALTY=10およびGAP LENGTH PENALTY=10に対応させ得る。Clustal法を使用したタンパク質配列のペアワイズアラインメントおよび同一性率の算出のためのデフォルトパラメーターは、KTUPLE=1、GAP PENALTY=3、WINDOW=5およびDIAGONALS SAVED=5であり得る。核酸では、これらのパラメーターは、KTUPLE=2、GAP PENALTY=5、WINDOW=4およびDIAGONALS SAVED=4であり得る。あるいは、さらに、配列間の同一性率は、BLOSUMマトリックス(例えば、BLOSUM62)を使用して、例えば、GAP OPEN=10、GAP EXTEND=0.5、END GAP PENALTY=false、END GAP OPEN=10、END GAP EXTEND=0.5などのパラメーターを用いるEMBOSSアルゴリズム(例えば、ニードル)を使用して実施することができる。
本明細書では、様々なポリペプチドアミノ酸配列およびポリヌクレオチド配列が、ある特定の実施形態の特徴として開示されている。本明細書に開示した配列と少なくとも約70〜85%、85〜90%または90%〜95%同一であるこれらの配列の変異体を使用することができる。あるいは、変異アミノ酸配列またはポリヌクレオチド配列は、本明細書に開示した配列と少なくとも70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の同一性を有し得る。変異アミノ酸配列またはポリヌクレオチド配列は、開示した配列と同一の機能/活性、または開示した配列の少なくとも約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の機能/活性を有し得る。
「デキストランエーテル化合物」、「デキストランエーテル」、「デキストランエーテル誘導体」などの用語は、本明細書では互換的に使用される。本明細書のデキストランエーテル化合物は、1つ以上の(非荷電性、アニオン性および/またはカチオン性の)有機基で、この化合物が約0.0025〜約3.0の、少なくとも1つの有機基による置換度(DoS)を有するようにエーテル化された化合物である。そのようなエーテル化は、例えば、デキストランの単糖モノマー単位の少なくとも30%の1つ以上のヒドロキシル基で起こり得る。
デキストランエーテル化合物は、部分構造−C−O−C(式中、「−C−」は、デキストランエーテル化合物の単糖モノマー単位の炭素原子を示し(ここで、そのような炭素原子はエーテルのデキストラン前駆体中のヒドロキシル基[−OH]に結合している)、「−C−」は、有機基の炭素原子である)を含むため、本明細書では、「エーテル」と呼ぶ。本明細書のデキストランエーテル化合物の単糖モノマー単位が、通常、エーテル結合に1つ以上の有機基を有することは理解されよう。したがって、そのような単糖モノマー単位はまた、エーテル化された単糖モノマー単位と呼ぶことができる。
本明細書で使用する「有機基」という基は、(i)式−C2n+1(すなわち、完全に飽和しているアルキル基)を有するか、または(ii)殆ど飽和しているが、他の原子もしくは官能基で置換された1つ以上の水素原子を有する(すなわち、「置換アルキル基」)、1つ以上の炭素からなる鎖を意味し得る。そのような置換は、1つ以上のヒドロキシル基、酸素原子(それにより、アルデヒド基またはケトン基を形成する)、または他のアルキル基による置換であり得る。したがって、本明細書における有機基の例としては、アルキル基、カルボキシアルキル基、またはヒドロキシアルキル基を挙げることができる。本明細書における有機基は、いくつかの実施形態では、したがって、非荷電性またはアニオン性であり得る(アニオン性有機基の例は、カルボキシアルキル基である)。
本明細書の「カルボキシアルキル」基は、アルキル基の1つ以上の水素原子がカルボキシル基で置換されている置換アルキル基を意味する。本明細書の「ヒドロキシアルキル」基は、アルキル基の1つ以上の水素原子がヒドロキシル基で置換されている置換アルキル基を意味する。
「有機基」は、あるいは、「正電荷を持つ有機基」を意味し得る。本明細書で使用する、正電荷を持つ有機基は、他の原子もしくは官能基で置換された1つ以上の水素原子を有する、1つ以上の炭素からなる鎖(「炭素鎖」)(すなわち、「置換アルキル基」)を意味する。この場合、置換の1つ以上は、正電荷を持つ基による置換である。正電荷を持つ有機基が、正電荷を持つ基による置換に加えてさらに置換を有する場合、そのような追加の置換は1つ以上のヒドロキシル基、酸素原子(それにより、アルデヒド基またはケトン基を形成する)、アルキル基、および/または、さらなる正電荷を持つ基による置換であり得る。正電荷を持つ有機基は、1つ以上の正電荷を持つ基を含むため、正味の正電荷を持つ。
「正電荷を持つ基」、「正電荷を持つイオン基」、「カチオン基」などの用語は、本明細書では互換的に使用される。正電荷を持つ基は、カチオン(正電荷を持つイオン)を含む。正電荷を持つ基の例としては、置換アンモニウム基、カルボカチオン基およびアシルカチオン基が挙げられる。
本明細書の「正電荷を持つ」または「カチオン性」組成物は、通常、電子より多くのプロトンを有し、他の正電荷を持つ物質とは反発するが、負電荷を有する物質とは引き合う。本明細書のデキストランエーテル化合物は、任意選択により、カチオン性のデキストランエーテル化合物と特徴付けることができる。
「置換アンモニウム基」、「置換アンモニムイオン」および「置換アンモニムカチオン」という用語は、本明細書では互換的に使用される。本明細書中の「置換アンモニウム基」は、下記構造Iを含む:
Figure 2018511684

構造I中のR、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アラルキル基またはアルカリル基を示す。構造I中の炭素原子(C)は、正電荷を持つ有機基の1つ以上の炭素からなる鎖(「炭素鎖」)の一部である。炭素原子は、デキストランの単糖モノマー単位に直接エーテル結合しているか、またはデキストランの単糖モノマー単位にエーテル結合した2つ以上の炭素原子からなる鎖の一部である。構造I中の炭素原子は、−CH−、−CH−(この場合、1つのHが、ヒドロキシル基などの別の基で置換されている)、または−C−(この場合、2つのHが置換されている)であり得る。
置換アンモニウム基は、構造I中のR、RおよびRの構成に応じて、「第一級アンモニウム基」、「第二級アンモニウム基」、「第三級アンモニウム基」または「第四級アンモニウム基」であり得る。本明細書中の「第一級アンモニウム基」は、R、RおよびRがいずれも水素原子である構造I(すなわち、−C−NH )を意味する。本明細書中の「第二級アンモニウム基」は、RおよびRがいずれも水素原子で、Rがアルキル基、アリール基またはシクロアルキル基である構造Iを意味する。本明細書中の「第三級アンモニウム基」は、Rが水素原子で、RおよびRがいずれもアルキル基、アリール基またはシクロアルキル基である構造Iを意味する。本明細書中の「第四級アンモニウム基」は、RおよびRがいずれもアルキル基、アリール基またはシクロアルキル基である(すなわち、R、RおよびRはいずれも水素原子ではない)構造Iを意味する。
本明細書中の第四級アンモニウムデキストランエーテルは、例えば、トリアルキルアンモニウム基(R、RおよびRがいずれもアルキル基である)を含み得る。トリメチルアンモニウム基は、トリアルキルアンモニウム基の一例であり、R、R、およびRがいずれもメチル基である。この命名で「第四級の」が意味する第4のメンバー(すなわち、R)が、デキストランの単糖モノマー単位にエーテル結合した正電荷を持つ有機基の1つ以上の炭素からなる鎖であることは理解されよう。
第四級アンモニウムデキストランエーテル化合物の一例は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルデキストランである。このエーテル化合物の正電荷を持つ基は、下記構造IIで表すことができる:
Figure 2018511684

(式中、R、RおよびRはいずれもメチル基である)。構造IIは、第四級アンモニウムヒドロキシプロピル基の一例である。
本明細書中の「ハロゲン化物」は、1つ以上のハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)を含む化合物を意味する。本明細書中のハロゲン化物は、1つ以上の、フッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物などのハロゲン化物基を含む化合物を意味し得る。ハロゲン化物基は、エーテル化剤の反応基として働き得る。
用語「エーテル化反応物」およびそれに類似した用語は、少なくともデキストランとエーテル化剤とを含む反応物を意味する。これらの成分は、通常、アルカリ性水酸化物を含む水性溶媒に溶解および/または混合される。反応物は、エーテル化剤がデキストランの単糖モノマー単位の1つ以上のヒドロキシル基をエーテル化して、デキストランエーテル化合物を得るのに適した条件(例えば、時間、温度)下に置かれる。
本明細書中の用語「アルカリ性条件」は、pHが少なくとも11または12の溶液または混合物を意味する。アルカリ性条件は、溶液または混合物にアルカリ性水酸化物を溶解するなど、当該技術分野で知られている任意の方法で作ることができる。
「エーテル化剤」、「アルキル化剤」などの用語は、本明細書では互換的に使用される。本明細書中のエーテル化剤は、デキストランの1つ以上の単糖モノマー単位の1つ以上のヒドロキシル基を有機基でエーテル化するために使用することができる化学物質を意味する。したがって、エーテル化剤は少なくとも1つの有機基を含む。
本明細書で使用する用語「置換度」(DoS)は、デキストランエーテル化合物の各モノマー単位中の置換されたヒドロキシル基の数の平均を意味する。
本明細書で使用する用語「モル置換」(M.S.)は、デキストランエーテル化合物の1モノマー単位当たりの有機基のモル数を意味する。あるいは、M.S.は、デキストランの各モノマー単位と反応させるために使用されるエーテル化剤の平均モル数を意味し得る(したがって、M.S.は、エステル化剤によるエーテル化度を表し得る)。場合によっては、デキストランのM.S.値に上限がないことがあり得ることに留意されたい。例えば、ヒドロキシル基を含む有機基(例えば、ヒドロキシエチル基またはヒドロキシプロピル基)がデキストランにエーテル化された場合、有機基のヒドロキシル基がさらに反応して、より多くの有機基をデキストランに結合させ得る。
本明細書中の「水性組成物」は、例えば、少なくとも約10wt%の水を含む液体成分を有する。水性組成物の例としては、例えば、混合物、溶液、分散液(例えば、コロイド状分散液)、懸濁液およびエマルションが挙げられる。ある実施形態の水性組成物は、水性組成物(すなわち、溶液、および通常は粘性を有する)中に溶解したデキストランを含む。
本明細書で使用する用語「コロイド状分散液」は、分散相および分散媒を有する異種系を意味する。すなわち、顕微鏡的に分散した不溶性粒子(例えば、本明細書中のデキストランエーテルのいくつかの形態)が、別の物質(例えば、水または水溶液などの水性組成物)に懸濁している。本明細書のコロイド状分散液の例は、親水コロイドである。親水コロイドなどのコロイド状分散液の粒子の全て、または一部は、本開示のある特定のデキストラン化合物を含むことができる。用語「分散剤(dispersant)」および「分散剤(dispersion agent)」は、分散液の形成および/または安定化を促進する物質を意味するため、本明細書では互換的に使用される。
用語「親水コロイド」および「ヒドロゲル」は、本明細書では互換的に使用される。親水コロイドは、水が分散媒であるコロイド系を意味する。
本明細書中の「水溶液」は、溶媒が水を含む溶液を意味する。本明細書中のある態様では、水溶液は、分散剤として機能し得る。ある実施形態におけるデキストランエーテル化合物は、水溶液中に溶解、分散または混合することができる。
本明細書で使用する用語「粘度」は、親水コロイドなどの流体または水性組成物が、それに流れを引き起こそうとする力に抵抗する程度の尺度を意味する。本明細書で使用することができる粘度の各種単位としては、センチポアズ(cP)、およびパスカル秒(Pa・s)が挙げられる。1ポアズは、0.100kg・m−1・s−1に等しい。したがって、本明細書で使用する用語「粘度調節剤(viscosity modifier)」、および「粘度調節剤(viscosity−modifying agent)」は、流体または水性組成物の粘度を改変/改質できる何らかの物質を意味する。
本明細書で使用する用語「ずり減粘挙動」は、剪断速度の上昇に伴い水性組成物の粘度が低下することを意味する。本明細書で使用する用語「ずり増粘挙動」は、剪断速度の上昇に伴い水性組成物の粘度が増加することを意味する。本明細書中の「剪断速度」は、水性組成物に漸進的剪断変形が適用される速度を意味する。剪断変形は、回転方向に適用することができる。
水性組成物の粘度を増加させる方法に関して、本明細書で使用する用語「接触させる」は、結果として水性組成物をデキストランエーテルと一緒にさせる行動を意味する。接触は、例えば、溶解、混合、振盪またはホモジナイゼーションなどの当該技術分野で知られた方法で行うことができる。
「菓子類」、「菓子」、「スイーツ」、「砂糖菓子」、「キャンディ」などの用語は、本明細書では互換的に使用される。菓子類は、甘味を有する、風味付けされた食品を意味しており、その稠度は硬質であっても軟質であってもよく、通常、口で吸う、かつ/または口腔内で噛むことによって消費される。菓子類は、砂糖を含有することができ、あるいは無糖であってもよい。
「布」、「織物」、「生地」などの用語は、本明細書では互換的に使用され、天然および/または化学繊維の網状組織を有する織布材料を意味する。そのような繊維は、例えば、糸またはヤーンであり得る。
本明細書中の「布ケア組成物」は、何らかの方法で布を処理するのに適した組成物である。そのような組成物の例には、洗濯用洗剤および布用柔軟剤が挙げられる。
「強力洗剤」、「万能洗剤」などの用語は、本明細書では、任意の温度で白物および色物の織布を標準的に洗濯するのに有用な洗剤を意味するため、互換的に使用される。「軽質洗剤」、「繊細な衣類用洗剤」などの用語は、本明細書では、ビスコース、ウール、絹、マイクロファイバーなどのデリケートな布、または特別なケアを必要とする他の布のケアに有用な洗剤を意味するため、互換的に使用される。「特別なケア」には、例えば、過剰の水を用い、軽い撹拌を用い、かつ/または漂白剤を使用しないという条件が含まれ得る。
本明細書中の「洗剤組成物」は、通常、少なくとも1種の界面活性剤(洗剤化合物)および/または少なくとも1種のビルダーを含む。本明細書中の「界面活性剤」は、これが溶解した液体の表面張力を低下させる傾向を示す物質を意味する。界面活性剤は、例えば、洗剤、湿潤剤、乳化剤、起泡剤および/または分散剤として働き得る。
本明細書中の「再付着防止剤」、「再汚染防止剤」、「黒ずみ防止剤」などの用語は、汚れが除かれた後に、これらの汚れが洗濯水中の衣類に再付着しないようにするのを助け、したがって、洗濯物の黒ずみ/変色を防止する化学物質を意味する。再付着防止剤は、汚れが洗浄水中に分散するのを助け、かつ/または布の表面に汚れが付着するのを防止することにより機能することができる。
本明細書中の「口腔ケア組成物」は、歯(dental)表面(歯(teeth)表面)および/または歯肉表面などの、口腔内の軟質または硬質の表面を処理するのに適した任意の組成物である。
本明細書中の用語「吸着」は、物質表面への化合物(例えば、本明細書のデキストランエーテル化合物)への付着を意味する。
「セルラーゼ」、「セルラーゼ酵素」などの用語は、セルロース内のベータ−1,4−D−グルコシド結合を加水分解し、それによりセルロースを部分的に、または完全に分解させる酵素を意味するため、本明細書では互換的に使用される。あるいは、セルラーゼは、例えば「ベータ−1,4−グルカナーゼ」と呼ぶことができ、エンドセルラーゼ活性(EC3.2.1.4)、エキソセルラーゼ活性(EC3.2.1.91)、またはセロビアーゼ活性(EC3.2.1.21)を有し得る。「セルロース」は、ベータ−1,4−結合D−グルコースモノマー単位の直鎖を有する不溶性多糖を意味する。
「体積によるパーセント」、「体積パーセント」、「体積%」、「v/v%」などの用語は、本明細書では互換的に使用される。溶液中の溶質の体積によるパーセントは、式:[(溶質の体積)/(溶液の体積)]×100%を用いて決定することができる。
「重量によるパーセント」、「重量パーセント(wt%)」、「重量−重量パーセント(%w/w)」などの用語は、本明細書では互換的に使用される。重量によるパーセントは、それが組成物中、混合物中または溶液中に含まれたときの質量ベースでの物質の割合を意味する。
本明細書で使用する用語「増加した」は、その増加した量または活性を比較する対象の量または活性より少なくとも約1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、50%、100%または200%上回る量または活性を意味し得る。用語「増加した」、「上昇した」、「増強された」、「より多い」、「改善された」などの用語は、本明細書では互換的に使用される。
本明細書で使用する用語「分離された」は、デキストランまたはデキストランエーテル化合物を特徴付けることができる。したがって、本開示のデキストランおよびデキストランエーテル化合物は、合成された人工化合物であり、かつ/または天然で存在するとは考えられない特性を示す。
ゲル化や他の用途により適した、新規の高粘度デキストランポリマーおよびそのエーテル誘導体の開発に対する関心が高まっている。
本開示の実施形態は、
(i)1位および6位で連結したグルコース、約87〜93wt%;
(ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.1〜1.2wt%;
(iii)1位および4位で連結したグルコース、約0.1〜0.7wt%;
(iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約7.7〜8.6wt%;
(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位で連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%;ならびに
(vi)約0.0025〜約3.0の、少なくとも1つの有機基による置換度(DoS)を含むデキストランエーテル化合物を含む組成物であって、
デキストランエーテル化合物の重量平均分子量(Mw)が約5,000万〜2億ダルトンである組成物に関する。
意義深いことに、ここに開示する、そのようなデキストランエーテル化合物は、その濃度が比較的低くとも、水性組成物中で高い粘度を示すと予想される。
本明細書のデキストランエーテル化合物は、(i)1位および6位でのみ連結したグルコース、約87〜93wt%;(ii)1位および3位でのみ連結したグルコース、約0.1〜1.2wt%;(iii)1位および4位でのみ連結したグルコース、約0.1〜0.7wt%;(iv)1位、3位および6位でのみ連結したグルコース、約7.7〜8.6wt%;ならびに(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位でのみ連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%を含む。ある実施形態では、デキストランは、(i)1位および6位でのみ連結したグルコース、約89.5〜90.5wt%;(ii)1位および3位でのみ連結したグルコース、約0.4〜0.9wt%;(iii)1位および4位でのみ連結したグルコース、約0.3〜0.5wt%;(iv)1位、3位および6位でのみ連結したグルコース、約8.0〜8.3wt%;ならびに(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位でのみ連結したグルコース、約0.7〜1.4wt%を含み得る。
いくつかの態様では、デキストランエーテル化合物は、1位および6位でのみ連結したグルコースを、約87、87.5、88、88.5、89、89.5、90、90,5、91、91.5、92,92.5または93wt%含み得る。いくつかの例では、1位および6位でのみ連結したグルコースは、約87〜92.5、87〜92、87〜91.5、87〜91、87〜90.5、87〜90、87.5〜92.5、87.5〜92、87.5〜91.5、87.5〜91、87.5〜90.5、87.5〜90、88〜92.5、88〜92、88〜91.5、88〜91、88〜90.5、88〜90、88.5〜92.5、88.5〜92、88.5〜91.5、88.5〜91、88.5〜90.5、88.5〜90、89〜92.5、89〜92、89〜91.5、89〜91、89〜90.5、89〜90、89.5〜92.5、89.5〜92、89.5〜91.5、89.5〜91、または89.5〜90.5wt%存在し得る。
いくつかの態様では、デキストランエーテル化合物は、1位および3位でのみ連結したグルコースを約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1または1.2wt%含み得る。いくつかの例では、1位および3位でのみ連結したグルコースは、約0.1〜1.2、0.1〜1.0、0.1〜0.8、0.3〜1.2、0.3〜1.0、0.3〜0.8、0.4〜1.2、0.4〜1.0、0.4〜0.8、0.5〜1.2、0.5〜1.0、0.5〜0.8、0.6〜1.2、0.6〜1.0、または0.6〜0.8wt%存在し得る。
いくつかの態様では、デキストランエーテル化合物は、1位および4位でのみ連結したグルコースを約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6または0.7wt%含み得る。いくつかの例では、1位および4位でのみ連結したグルコースは、約0.1〜0.7、0.1〜0.6、0.1〜0.5、0.1〜0.4、0.2〜0.7、0.2〜0.6、0.2〜0.5、0.2〜0.4、0.3〜0.7、0.3〜0.6、0.3〜0.5、または約0.3〜0.4wt%存在し得る。
いくつかの態様では、デキストランエーテル化合物、1位、3位および6位でのみ連結したグルコースを約7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5または8.6wt%含み得る。いくつかの例では、1位、3位および6位でのみ連結したグルコースは、約7.7〜8.6、7.7〜8.5、7.7〜8.4、7.7〜8.3、7.7〜8.2、7.8〜8.6、7.8〜8.5、7.8〜8.4、7.8〜8.3、7.8〜8.2、7.9〜8.6、7.9〜8.5、7.9〜8.4、7.9〜8.3、7.9〜8.2、8.0〜8.6、8.0〜8.5、8.0〜8.4、8.0〜8.3、8.0〜8.2、8.1〜8.6、8.1〜8.5、8.1〜8.1、8.1〜8.3、または8.1〜8.2wt%存在し得る。
いくつかの態様では、デキストランエーテル化合物は、(a)1位、2位および6位または(b)1位、4位および6位でのみ連結したグルコースを、約0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6または1.7wt%含み得る。いくつか例では、(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位でのみ連結したグルコースは、約0.4〜1.7、0.4〜1.6、0.4〜1.5、0.4〜1.4、0.4〜1.3、0.5〜1.7、0.5〜1.6、0.5〜1.5、0.5〜1.4、0.5〜1.3、0.6〜1.7、0.6〜1.6、0.6〜1.5、0.6〜1.4、0.6〜1.3、0.7〜1.7、0.7〜1.6、0.7〜1.5、0.7〜1.4、0.7〜1.3、0.8〜1.7、0.8〜1.6、0.8〜1.5、0.8〜1.4、0.8〜1.3wt%存在し得る。
本明細書のデキストランエーテル化合物のグリコシド結合プロファイルは、エーテル化合物の生成に使用されるデキストランの結合プロファイルに基づき得る。そのような結合プロファイルは本明細書に開示したプロトコルにしたがって決定することができる。好適な結合決定プロトコルの例は、実施例9に開示したプロトコルに類似または同一であってよい:例えば、約5〜30分間(例えば、10分間)、約70〜90℃(例えば、80℃)で反応物を加熱することによって不活化した0768gtf酵素反応を、MOCO12〜14kDaの透析チューブ(例えば、再生セルロース製)(例えば、Spectra/Por(登録商標)4透析チューブ、製品番号132706、Spectrum Laboratories,Inc.)内に配置する。次に、不活化した反応物を、約4〜10日間(例えば、7日間)にわたり約20〜25℃(室温)で大量の水(例えば、3〜5L)に対して透析する。この水は、透析中、毎日交換することができる。次に、デキストラン生成物を、(i)透析した不活化反応物を反応体積の約1〜2倍(1.5倍)量の100%メタノールと混合することにより沈降させ、(ii)同一体積の100%メタノールを用いて少なくとも2回洗浄し、(iii)(任意選択的に、真空下で)約40〜50℃(例えば、45℃)で乾燥させる。乾燥デキストランの溶解可能量を、ジメチルスルホキシド(DMS)またはDMSO/5%LiCl中に溶解し、その後、全ての遊離ヒドロキシル基を(例えば、NaOH/DMSOスラリー、次いでヨードメタンを連続的に添加するによって)メチル化する。メチル化したデキストランを、次に、(例えば、塩化メチレン中に)抽出し、約110〜125℃(例えば、120℃)でトリフルオロ酢酸(TFA)水溶液を使用してモノマー単位に加水分解する。次に、TFAを蒸発させ、重水素化ホウ素ナトリウムを使用して還元的開環を実施する。グリコシド結合を加水分解することにより作成されたヒドロキシルを、次に、約40〜60℃(例えば、50℃)の温度で塩化アセチルおよびTFAで処理することによってアセチル化する。次に、誘導体化試薬を蒸発させ、生じたメチル化/アセチル化モノマーをアセトニトリル中で復元させる。その後、この調製物を適切なカラム(例えば、ビスシアノプロピルシアノプロピルフェニルポリシロキサン)を使用してGC/MSにより分析する。メチルおよびアセチル官能基の相対測位は、独特の保持時間を有する種に、公表データベースと比較し得る指数および質量スペクトルを提供する。このような方法で、モノマー単位の誘導体は、各モノマーがデキストランポリマーにおいて最初にどのように連結されたかを示す。
本明細書のデキストランエーテル化合物は、その生成に使用されたデキストランと同じか、または類似した構造を有すると考えられる。本明細書のデキストランエーテル化合物の生成に使用されるデキストランは、互いに繰返し分岐する(長鎖が他の長鎖の分岐で、同様にその他の長鎖自体が他の長鎖の分岐であり得るなど)長鎖(大部分または全部がアルファ−1,6−結合を含有する)が存在する分岐構造を有すると考えられる。分岐構造はまた、長鎖から分岐した短鎖を含み得る。これらの短鎖は、大部分が、例えばアルファ−1,3および1,4−結合を含むと考えられる。デキストラン中の分岐点は、他の長鎖から分岐した長鎖からであろうと、長鎖から分岐した短鎖からであろうと、アルファ−1,6−結合内に含まれるグルコースからのアルファ−1,3、−1,4または−1,2結合を含むと思われる。平均すると、いくつかの実施形態では、デキストランの全分岐点の約20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、15〜35%、15〜30%、15〜25%、15〜20%、20〜35%、20〜30%、20〜25%、25〜35%または25〜30%が長鎖に分岐する。他の分岐点の大部分(>98%もしくは99%)または全部が、短鎖に分岐する。
いくつかの態様では、デキストラン分岐構造の長鎖は、類似した長さを有し得る。長さが類似しているとは、分岐構造内の全長鎖の少なくとも70%、75%、80%、85%または90%の長さ(DP)が、分岐構造の全長鎖の平均長の±15%(または10%、5%)の範囲内にあることを意味する。いくつかの態様では、長鎖の平均(mean)長(平均(average)長)は、約10〜50DP(すなわち、10〜50グルコースモノマー)である。例えば、長鎖の平均個別長は、約10、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45、50、10〜50、10〜40、10〜30、10〜25、10〜20、15〜50、15〜40、15〜30、15〜25、15〜20、20〜50、20〜40、20〜30、または20〜25DPであり得る。
ある実施形態では、デキストラン長鎖は、大部分のアルファ−1,6−グルコシド結合と、少量(2.0%未満)のアルファ−1,3−および/またはアルファ−1,4−グルコシド結合とを含み得る。例えば、デキストラン長鎖は、アルファ−1,6−グルコシド結合を、約、または少なくとも約、98%、98.25%、98.5%、98.75%、99%、99.25%、99.5%、99.75%または99.9%含み得る。いくつかの実施形態では、デキストラン長鎖は、アルファ−1,4−グルコシド結合を含まない(すなわち、そのような長鎖は、大部分のアルファ−1,6−結合と、少量のアルファ−1,3−結合とを有する)。これとは逆に、いくつかの実施形態では、デキストラン長鎖は、アルファ−1,3−グルコシド結合を含まない(すなわち、そのような長鎖は、大部分のアルファ−1,6−結合と、少量のアルファ−1,4−結合とを有する)。上記実施形態のデキストラン長鎖は、さらに、例えば、アルファ−1,2−グルコシド結合を含まない場合がある。さらにいくつかの態様では、デキストラン長鎖は、アルファ−1,6−グルコシド結合を100%含み得る(他の鎖から分岐するためにそのような長鎖によって使用される結合を除く)。
いくつかの態様では、デキストランの短鎖は、長さが1〜3グルコースモノマーであって、デキストランポリマーの全グルコースモノマーの約5〜10%未満を含んでいる。本明細書の短鎖の少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または全部は、長さが1〜3グルコースモノマーである。デキストランモノマーの短鎖は、例えば、デキストランの全グルコースモノマーの約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%または1%未満を含み得る。
いくつかの態様では、デキストランの短鎖は、アルファ−1,2−、アルファ−1,3−および/またはアルファ−1,4−グルコシド結合を含み得る。短鎖は、全部を一緒に(個別にではなく)検討した場合、(i)これらの結合の3つ全て、または(ii)例えば、アルファ−1,3−およびアルファ−1,4−グルコシド結合を含み得る。本明細書のデキストランの短鎖は、デキストランの他の短鎖に対して異種(すなわち、結合プロファイルにおいていくつかの変動を示す)であっても、同種(すなわち、類似の、もしくは同一の結合プロファイルを共有する)であってもよいと考えられる。
デキストランの結合プロファイルおよび分岐プロファイルに関する上記開示は、本明細書のデキストランエーテル化合物の結合プロファイルおよび分岐プロファイに同様に当てはまると考えられる。というのも、そのようなエーテル化合物は、上記開示のデキストランから誘導され得るからである。
ある実施形態では、デキストランエーテル化合物は、約、または少なくとも約、5,000万、5,500万、6,000万、6,500万、7,000万、7,500万、8,000万、8,500万、9,000万、9,500万、1.00億、1.05億、1.10億、1.15億、1.20億、1.25億、1.30億、1.35億、1.40億、1.45億、1.50億、1.55、1.60億、1.65億、1.70億、1.75、1.80億、1.85億、1.90億、1.95億または2億(あるいは、5,000万〜2億の間の任意の整数)(あるいはこれらの数値中の2つの数値間の任意の範囲)のMwを有し得る。デキストランエーテル化合物のMwは、例えば、約50〜200、60〜200、70〜200、80〜200、90〜200、100〜200、110〜200、120〜200、50〜180、60〜180、70〜180、80〜180、90〜180、100〜180、110〜180、120〜180、50〜160、60〜160、70〜160、80〜160、90〜160、100〜160、110〜160、120〜160、50〜140、60〜140、70〜140、80〜140、90〜140、100〜140、110〜140、120〜140、50〜120、60〜120、70〜120、80〜120、90〜120、100〜120、110〜120、50〜110、60〜110、70〜110、80〜110、90〜110、100〜110、50〜100、60〜100、70〜100、80〜100、90〜100,または95〜105百万であり得る。いくつかの態様では、本明細書のデキストランエーテル化合物を生成するために使用されるデキストランは、本明細書に開示した通りのMwを有する。
ある実施形態では、デキストランエーテル化合物は、約200〜280nmのz平均慣性半径(Rg)を有するデキストランから誘導され得る。例えば、z平均Rgは、約200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275もしくは280nm(または、200〜280nmの間の任意の整数)であり得る。他の例として、z平均Rgは、約200〜280、200〜270、200〜260、200〜250、200〜240、200〜230、220〜280、220〜270、220〜260、220〜250、220〜240、220〜230、230〜280、230〜270、230〜260、230〜250、230〜240、240〜280、240〜270、240〜260、240〜250、250〜280、250〜270、または250〜260nmであり得る。
いくつかの態様では、デキストランエーテル化合物の誘導に使用されるデキストランのMwおよび/またはz平均Rgは、実施例9に開示したプロトコルと類似の、または同一のプロトコルにしたがって測定することができる。例えば、本明細書のMwおよび/またはz平均Rgは、最初に、150〜250ppm(例えば、約200ppm)のNaNを含む0.05〜1.0M(例えば、約0.075M)のトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンバッファ中に、0768gtfによって生成されたデキストランを0.4〜0.6mg/mL(例えば、約0.5mg/mL)の濃度に溶解させることによって測定することができる。乾燥デキストランの溶媒和は、45〜55℃(例えば、約50℃)で12〜18時間振盪することによって達成することができる。得られたデキストラン溶液は、3つのオンライン検出器:示差屈折計(例えば、Waters 2414屈折計)、準弾性光散乱(QELS)検出器(例えば、CA、Santa BarbaraのWyatt Technologies製のQELS検出器)を備えた多角度光散乱(MALS)光度計(例えば、HeleosTM−2 18−アングル マルチアングルMALS光度計)、および示差毛細管粘度計(例えば、Wyatt製のViscoStarTM示差毛細管粘度計)に接続された分離モジュール(例えば、MA、MilfordのWaters Corporation 製のAllianceTM2695分離モジュール)を含む、好適なフローインジェクションクロマトグラフィ装置に投入することができる。デキストランポリマーピークをインジェクションピークから分離するのに、2つの好適なサイズ排除カラム(例えば、CA、Santa ClaraのAgilent Technologies製のAQUAGEL−OH GUARDカラム)を使用することができる。この場合、移動相は試料溶媒(上記)と同じとし、流量は約0.2mL/min、注入量は約0.1mL、そしてカラム温度は約30℃とすることができる。データの取得(例えば、WatersのEmpowerTMバージョン3ソフトウェア)および多検出器データ整理(WyattのAstraTM バージョン6ソフトウェア)に好適なソフトウェアを使用することができる。MALSデータは、重量平均分子量(Mw)およびz平均慣性半径(Rg)を提供することができ、QELSデータは、例えば、z平均流体力学的半径を提供することができる。
本明細書のデキストランエーテル化合物が由来するデキストランは、配列番号1、配列番号2、配列番号5、配列番号9、配列番号13、または配列番号17と100%同一であるか、または少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%同一である(かつ、gtf活性を有する)アミノ酸配列を含むか、またはそのアミノ酸配列からなるグルコシルトランスフェラーゼ酵素の生成物であってよい。配列番号1(または、関連配列)を含むグルコシルトランスフェラーゼ酵素の非限定的な例には、配列番号2と100%同一であるか、または少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%同一である(かつ、gtf活性を有する)アミノ酸配列を含むか、またはそのアミノ酸配列からなるグルコシルトランスフェラーゼ酵素が含まれる。デキストランの生成は、例えば、本明細書に開示したgtf反応を用いて行うことができる。本発明の詳細な説明において開示したデキストラン(例えば、分子量、結合および分岐プロファイル)は、任意選択により、配列番号1もしくは2(または、少なくとも90%同一である関連配列[上記])を含む、またはそれからなるグルコシルトランスフェラーゼ酵素の生成物と特徴付けることができる。いくつかの他の実施形態では、グルコシルトランスフェラーゼ酵素は、配列番号6、10、14もしくは18によってコードされるアミノ酸配列の分泌部分(すなわち、シグナルペプチドが除去されている)と100%同一であるか、または少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%同一であるアミノ酸配列を含むか、またはそれらからなる。
本明細書のグルコシルトランスフェラーゼ酵素は、細菌または真菌などの様々な微生物源由来であり得る。細菌性グルコシルトランスフェラーゼ酵素の例は、ストレプトコッカス(Streptococcus)種、ロイコノストック(Leuconostoc)種、ラクトバチルス(Lactobacillus)種またはワイセラ(Weissella)種に由来する酵素である。ストレプトコッカス(Streptococcus)種の例には、ストレプトコッカス・ソブリナス(S.sobrinus)、ストレプトコッカス・ダウネイ(S.downei)、ストレプトコッカス・サルバリウス(S.salivarius)、ストレプトコッカス・デンチロウセッティ(S.dentirousetti)、ストレプトコッカス・ミュータンス(S.mutans)、ストレプトコッカス・オラリス(S.oralis)、ストレプトコッカス・ガロリティクス(S.gallolyticus)およびストレプトコッカス・サングイニス(S.sanguinis)が含まれる。ロイコノストック(Leuconostoc)種の例には、ロイコノストック・シュードメセンテロイデス(L.pseudomesenteroides)、ロイコノストック・アメリビオスム(L.amelibiosum)、ロイコノストック・アルジェンティナム(L.argentinum)、ロイコノストック・カーノサム(L.carnosum)、ロイコノストック・シトレウム(L.citreum)、ロイコノストック・クレモリス(L.cremoris)、ロイコノストック・デキストラニカム(L.dextranicum)およびロイコノストック・フルクトーサム(L.fructosum)ラクトバチルス(Lactobacillus)種の例には、ラクトバチルス・フェルメンタム(L.fermentum)、ラクトバチルス・アシドフィルス(L.acidophilus)、ラクトバチルス・デルブレキィ(L.delbrueckii)、ラクトバチルス・ヘルベチカス(L.helveticus)、ラクトバチルス・サリバリウス(L.salivarius)、ラクトバチルス・カゼイ(L.casei)、ラクトバチルス・クルバタス(L.curvatus)、ラクトバチルス・プランタラム(L.plantarum)、ラクトバチルス・サケイ(L.sakei)、ラクトバチルス・ブレビス(L.brevis)、ラクトバチルス・ブフネリ(L.buchneri)およびラクトバチルス・ロイテリ(L.reuteri)が含まれる。ワイセラ(Weissella)種の例には、ワイセラ・シバリア(W.cibaria)、ワイセラ・コンフサ(W.confusa)、ワイセラ・ハロトレランス(W.halotolerans)、ワイセラ・ヘレニカ(W.hellenica)、ワイセラ・カンドレリ(W.kandleri)、ワイセラ・キムチイ(W.kimchii)、ワイセラ・コーリエンシス(W.koreensis)、ワイセラ・マイナー(W.minor)、ワイセラ・パラメセンテロイデス(W.paramesenteroides)、ワイセラ・ソリ(W.soli)およびワイセラ・サイランデンシス(W.thailandensis)が含まれる。いくつかの態様では、グルコシルトランスフェラーゼは、ロイコノストック・メセンテロイデス(L.mesenteroides)に由来せず、したがって、いくつかの態様では、デキストランエーテル化合物の生成に使用されるデキストランは、ロイコノストック・メセンテロイデス(Leuconostoc mesenteroides)グルコシルトランスフェラーゼ酵素の生成物ではない。
本明細書のグルコシルトランスフェラーゼ酵素の例は、本明細書に開示したアミノ酸配列、ならびに、さらにN末端および/またはC末端に1〜300(または、その間の任意の整数[例えば、10、15、20、25、30、35、40、45もしくは50])個の残基を含むアミノ酸配列のいずれかであり得る。そのような追加の残基は、例えば、グルコシルトランスフェラーゼ酵素が由来する対応する野生型配列由来であっても、(N末端もしくはC末端のいずれかにおける)エピトープタグ、または(N末端における)異種シグナルペプチドなどの異種配列であってもよい。
本明細書のデキストランを生成するために使用されるグルコシルトランスフェラーゼ酵素は、一般に、N末端シグナルペプチドが欠如する成熟形態である。本明細書の成熟グルコシルトランスフェラーゼ酵素を生成する発現系は、細胞外分泌を指示するN末端シグナルペプチドをコードする配列をさらに含む、酵素コードポリヌクレオチドを使用することができる。そのような実施形態におけるシグナルペプチドは、分泌工程中に酵素から切断される。シグナルペプチドは、グルコシルトランスフェラーゼに対して天然および異種のいずれであってもよい。本明細書において有用なシグナルペプチドの例は、細菌種(例えば、バチルス・サブチリス(B.subtilis)などのバチルス(Bacillus)種)または真菌種由来のシグナルペプチドである。細菌由来のシグナルペプチドの例は、バチルス(Bacillus)(例えば、バチルス・サブチリス(B.subtilis)、Vogtentanz et al.,Protein Expr.Purif.55:40−52を参照、この文献は参照により本明細書に組み込まれる)由来のシグナルペプチドなどの、aprEシグナルペプチドである。
配列番号1、配列番号5、配列番号9、配列番号13および配列番号17は、N末端シグナルペプチドが欠損している成熟グルコシルトランスフェラーゼ酵素の例である。これらのアミノ酸配列や関連するアミノ酸配列はメチオニン残基で始まらないので、シグナルペプチドを使用せずに(例えば、酵素が細胞内で発現し、細胞溶解物から得られる発現系を用いて)これらの酵素を発現させる場合は、N末端開始メチオニンを配列に(直接、または、エピトープなどの介在異種アミノ酸配列を介して)付加することが好ましいことは理解されよう。
ある実施形態では、グルコシルトランスフェラーゼ酵素は、当該技術分野で知られている任意の方法で生成することができる。例えば、グルコシルトランスフェラーゼ酵素は、微生物異種発現系などの異種発現系内での組換え技術により生成することができる。異種発現系の例には、細菌性(例えば、エシェリキア・コリ(E.coli)、例えばTOP10、MG1655またはBL21 DE3;バチラス(Bacillus)種、例えば、バチルス・サブチリス(B.subtilis)、および真核性(例えば、酵母、例えばピキア(Pichia)種およびサッカロミセス(Saccharomyces)種)の発現系が含まれる。
本明細書に開示したグルコシルトランスフェラーゼ酵素は、任意の精製状態(例えば、純粋または非純粋)で使用することができる。例えば、グルコシルトランスフェラーゼ酵素は、その使用前に精製および/または単離することができる。非純粋であるグルコシルトランスフェラーゼ酵素の例には、細胞溶解物の形態にある酵素が含まれる。細胞溶解物または抽出物は、その酵素を異種発現させるために使用される細菌(例えば、エシェリキア・コリ(E.coli)から調製することができる。例えば、細菌をフレンチプレッシャーセルを使用して破砕することができる。また別の実施形態では、細菌をホモジナイザー(例えば、APV、Rannie、Gaulin)を用いてホモジナイズすることができる。グルコシルトランスフェラーゼ酵素は、通常、これらのタイプの調製物に可溶である。本明細書の細菌性細胞溶解物、抽出物またはホモジネートは、スクロースからデキストランを生成するための反応物中に約0.15〜0.3(v/v)%で使用することができる。
本明細書のグルコシルトランスフェラーゼ酵素の活性は、当該技術分野で知られている任意の方法で決定することができる。例えば、グルコシルトランスフェラーゼ酵素活性は、スクロース(約50g/L)、デキストランT10(約1mg/mL)およびリン酸カリウムバッファ(pH 約6.5、50mM)を含有する反応物中で、還元糖(フルクトースおよびグルコース)の生成を測定することによって決定することができるが、このとき、溶液は約22〜25℃で約24〜30時間保持される。還元糖は、約1NのNaOH、および約0.1%の塩化トリフェニルテトラゾリウムを含有する混合物に0.01mLの反応物を加え、次に約5分間にわたってOD480nmでの吸光度の増加を監視することによって測定することができる。また、例えば、本明細書のgtf0768(配列番号1を含む)などの酵素の1単位は、100g/Lのスクロースを用いて、26℃、pH6.5、1時間で、1gのスクロースを消費するために必要な酵素量と定義することができる。
本明細書のデキストランエーテル化合物は、グルコシルトランスフェラーゼ反応物中に含まれるグルコシルトランスフェラーゼの生成物のデキストランから誘導することができる。本明細書のグルコシルトランスフェラーゼ反応の温度は、必要に応じて制御することができる。ある実施形態では、温度は約5℃〜約50℃である。あるいは、温度は、約20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39または40℃であり得る。本明細書のgtf反応の温度は、当該技術分野で知られている様々な手段で維持することができる。例えば、温度は、所望の温度に設定した空気浴もしくは水浴インキュベーター内に反応物を含有する容器を置くことによって維持することができる。
本明細書のgtf反応物中のスクロースの初期濃度は、約20g/L〜900g/L、20g/L〜400g/L、75g/L〜175g/L、または50g/L〜150g/Lであり得る。スクロースの初期濃度は、例えば、約20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、200、300、400、500、600、700、800、900、50〜150、75〜125、90〜110、50〜500、100〜500、200〜500、300〜500、400〜500、50〜400、100〜400、200〜400、300〜400、50〜300、100〜300、200〜300、50〜200、100〜200もしくは50〜100g/L(または、20〜900g/Lの間の任意の整数)であり得る。「スクロースの初期濃度」は、全ての反応成分(少なくとも、水、スクロース、gtf酵素)が加えられた直後のgtf反応物中のスクロース濃度を意味する。
ある実施形態では、グルコシルトランスフェラーゼ反応のpHは、約4.0〜約8.0の間であり得る。あるいは、pHは、約4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5または8.0であり得る。pHは、好適なバッファ、例えば、限定はされないが、リン酸塩、トリス、クエン酸塩、またはそれらの組み合わせを添加または混入することによって調節または制御することができる。gtf反応物中のバッファ濃度は、例えば、0mM〜約100mM、または約10、20もしくは50mMであり得る。
本明細書のgtf反応物は、任意選択により、例えば、撹拌または軌道振盪によってかき混ぜることができる。そのようなかき混ぜは、例えば、約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、50〜150、60〜140、70〜130、80〜120,または90〜110rpmであり得る。
反応物中のグルコシルトランスフェラーゼ酵素の濃度は、例えば、少なくとも約15、20、25、30、35もしくは40U/Lであり得る。いくつかの実施形態では、15〜35、15〜30、15〜25、20〜35、20〜30、20〜25、25〜35、25〜30,もしくは30〜35U/Lのグルコシルトランスフェラーゼを使用することができる。
本明細書のgtf反応は、完了するために約2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、18、24、30、36、48、60、72、84、96、18〜30、20〜28,または22〜26時間を要し得る。反応時間は、例えば、反応に使用されるスクロールおよびgtf酵素の量などのいくつかのパラメーターに依存し得る。
したがって、グルコシルトランスフェラーゼ反応を規定する本明細書の特徴は全て組み合わせることができる。単純に1つの例として、0768gtf(配列番号1、またはその関連配列を含む)を使用する反応は、最初に90〜110g/L(例えば、約100g/L)のスクロース、10〜30mM(例えば、約20mM)の、pH6.0〜7.0(例えば、約pH6.5)のリン酸ナトリウムバッファ、および20〜30U/L(例えば、約25U/L)の酵素を含有することができる。そのような反応は、24〜28℃(例えば、約26℃)で、50〜150rpm(例えば、約100rpm)で振盪しながら約20〜28時間(例えば、約24時間)保持することができる。
また、さらなる実施形態では、下記実施例で開示したgtf反応の実施条件を、本明細書のデキストランエーテル化合物を誘導し得るデキストランの製造に使用することができる。
本明細書に開示した有機基によりデキストランエーテル化合物の置換度(DoS)は約0.0025〜約3.0であり得る。あるいは、DoSは、約、または少なくとも約、0.0025、0.005、0.01、0.025、0.05、0.075、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9もしくは3.0であり得る。
本明細書のデキストランエーテル化合物の、有機基にエーテル結合している単糖単位の割合(すなわち、ここでは、単糖モノマー単位の1つ以上のヒドロキシル基が有機基でエーテル化されている)は、エーテル化反応において、本明細書のデキストランがエーテル化される度合いに応じて変わり得る。この割合は、例えば、少なくとも約30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%もしくは100%(または、30%〜100%の間の任意の整数)であり得る。
デキストランエーテル化合物のグルコースモノマー単位が関係するグリコシド結合に応じて、グルコースモノマー単位のいくつかの炭素原子が、独立して、有機基とのOH基に結合したり、または有機基とのエーテル結合中に存在したりし得ることは理解されよう。
ここに開示するデキストランエーテル化合物は、デキストランポリマーにエーテル結合した1つ以上の有機基を含む。本明細書に開示するエーテル化合物はいずれも、本明細書に開示するデキストランから誘導され得る。
本明細書の有機基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノ二ル基またはデシル基などのアルキル基であり得る。
あるいは、有機基は、アルキル基の1つ以上の炭素に置換基を有する置換アルキル基であり得る。置換基は、1つ以上のヒドロキシル基、アルデヒド基、ケトン基、および/またはカルボキシル基であり得る。例えば、置換アルキル基は、ヒドロキシアルキル基、ジヒドロキシアルキル基またはカルボキシアルキル基であり得る。
好適なヒドロキシアルキル基の例には、ヒドロキシメチル基(−CHOH)、ヒドロキシエチル基(例えば、−CHCHOH、−CH(OH)CH)、ヒドロキシプロピル基(例えば、−CHCHCHOH、−CHCH(OH)CH、−CH(OH)CHCH)、ヒドロキシブチル基、およびヒドロキシペンチル基がある。他の例としては、ジヒドロキシメチル基、ジヒドロキシエチル基(例えば、−CH(OH)CHOH)、ジヒドロキシプロピル基(例えば、−CHCH(OH)CHOH、−CH(OH)CH(OH)CH)、ジヒドロキシブチル基、およびジヒドロキシペンチル基などのジヒドロキシアルキル基(ジオール)が挙げられる。
好適なカルボキシアルキル基の例には、カルボキシメチル基(−CHCOOH)、カルボキシエチル基例えば、−CHCHCOOH、−CH(COOH)CH)、カルボキシプロピル基(例えば、−CHCHCHCOOH、−CHCH(COOH)CH、−CH(COOH)CHCH)、カルボキシブチル基、およびカルボキシペンチル基がある。
あるいは、また、アルキル基の1つ以上の炭素は、他のアルキル基による置換基を有していてもよい。そのような置換アルキル基の例には、メチル基、エチル基およびプロピル基がある。具体例を挙げて説明すると、有機基は、例えば、−CH(CH)CHCHまたは−CHCH(CH)CHであり得る。これらはいずれも、メチル置換基を有するプロピル基である。
上記の様々な置換アルキル基の例から明らかなように、ある実施形態では、アルキル基上の置換基(例えば、ヒドロキシル基またはカルボキシル基)は、アルキル基の末端の炭素原子に結合し得る。ここで、末端の炭素基は、デキストランエーテル化合物のモノマー単位(単糖単位)に結合したエーテル結合中の末端の反対側である。この末端置換基の例には、ヒドロキシプロピル基−CHCHCHOHがある。あるいは、置換基は、アルキル基の内部の炭素原子上にあってもよい。内部置換基の例には、ヒドロキシプロピル基−CHCH(OH)CHある。アルキル基は1つ以上の置換基を有することができ、それらは同じ(例えば、2つのヒドロキシル基[ジヒドロキシ])であっても、異なって(例えば、ヒドロキシル基とカルボキシル基)いてもよい。
本明細書に開示するある実施形態のデキストランエーテル化合物は、1つのタイプの有機基を含有し得る。そのような化合物の例は、有機基としてカルボキシアルキル基を含有する(一般的に言えば、カルボキシアルキルデキストラン)。そのような化合物の非限定的な具体例には、カルボキシメチルデキストランがある。他の例としては、有機基としてアルキル基を含有するデキストランエーテル化合物(一般的に言えば、アルキルデキストラン)が挙げられる。そのような化合物の非限定的な具体例には、メチルデキストランがある。他の例としては、有機基としてジヒドロキシアルキル基を含有するデキストランエーテル化合物(一般的に言えば、ジヒドロキシアルキルデキストラン)が挙げられる。そのような化合物の非限定的な具体例には、ジヒドロキシプロピルデキストランがある。
あるいは、本明細書に開示するデキストランは、2つ以上の異なるタイプの有機基を含有し得る。そのような化合物の例は、(i)有機基として2つの異なるアルキル基、(ii)有機基としてアルキル基とヒドロキシアルキル基(一般的に言えば、アルキルヒドロキシアルキルデキストラン)、(iii)有機基としてアルキル基とカルボキシアルキル基(一般的に言えば、アルキルカルボキシデキストラン)、(iv)有機基としてヒドロキシアルキル基とカルボキシアルキル基(一般的に言えば、ヒドロキシアルキルカルボキシアルキルデキストラン)、(v)有機基として2つの異なるヒドロキシアルキル基、または(vi)有機基として2つの異なるカルボキシアルキル基を含有する。そのような化合物の非限定的な具体例としては、エチルヒドロキシエチルデキストラン、ヒドロキシアルキルメチルデキストラン、カルボキシメチルヒドロキシエチルデキストラン、およびカルボキシメチルヒドロキシプロピルデキストランが挙げられる。
本明細書のデキストランエーテル化合物は、例えば、少なくとも1つのノニオン性有機基と、少なくとも1つのアニオン性有機基とを含み得る。他の例として、本明細書のデキストランエーテル化合物は、少なくとも1つのノニオン性有機基と、少なくとも1つの正の電荷を有する有機基とを含み得る。
あるいは、いくつかの態様では、本明細書の有機基は、正の電荷を有する有機基であり得る。本明細書の正の電荷を有する有機基は、例えば、置換アンモニウム基であり得る。置換アンモニウム基の例には、第一級、第二級、第三級および第四級アンモニウム基がある。構造Iは、構造IのR、R、およびRの構成に応じて、第一級、第二級、第三級および第四級アンモニウム基を表す。構造IのR2、およびRはそれぞれ独立して、水素原子、または、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アラルキル基もしくはアルカリル基を示す。あるいは、R、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子またはアルキル基を示し得る。アルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノ二ル基またはデシル基などのアルキル基であり得る。R、RおよびRの2つまたは3つがアルキル基の場合、それらは同じまたは異なるアルキル基であり得る。
本明細書の「第一級アンモニウムデキストランエーテル化合物」は、アンモニウム基を有する正電荷を持つ有機基を含み得る。この例では、正電荷を持つ有機基は、R、RおよびRいずれも水素原子である構造Iを含む。そのような正電荷を持つ有機基の非限定的な例は、R、RおよびRがいずれも水素原子である構造IIで示される。第一級アンモニウムデキストランエーテル化合物の例は、アンモニウムデキストランエーテルと略記することができる。上記命名で、「第一級」が意味する第1のメンバー(すなわち、R)が、エーテル化合物のデキストラン成分の単糖単位にエーテル結合した正電荷を持つ有機基の1つ以上の炭素からなる鎖であることは理解されよう。
本明細書の「第二級アンモニウムデキストランエーテル化合物」は、例えば、モノアルキルアンモニウム基を有する正電荷を持つ有機基を含み得る。この例では、正電荷を持つ有機基は、RおよびRがいずれも水素原子で、Rがアルキル基である構造Iを含む。そのような正電荷を持つ有機基の非限定的な例は、RおよびRがいずれも水素原子で、Rがアルキル基である構造IIによって示される。第二級アンモニウムデキストランエーテル化合物の例は、本明細書では、モノアルキルアンモニウムデキストランエーテル(例えば、モノメチル−、モノエチル−、モノプロピル−、モノブチル−、モノペンチル−、モノヘキシル−、モノヘプチル−、モノオクチル−、モノノニル−、またはモノデシル−アンモニウムデキストランエーテル)と略記することができる。上記命名で、「第二級」が意味する第2のメンバー(すなわち、R)が、エーテル化合物のデキストラン成分の単糖単位にエーテル結合した正電荷を持つ有機基の1つ以上の炭素からなる鎖であることは理解されよう。
本明細書の「第三級アンモニウムデキストランエーテル化合物」は、例えば、ジアルキルアンモニウム基を有する正電荷を持つ有機基を含み得る。この例では、正電荷を持つ有機基は、Rが水素原子で、RおよびRがいずれもアルキル基である構造Iを含む。そのような正電荷を持つ有機基の非限定的な例は、Rが水素原子で、RおよびRがいずれもアルキル基である構造IIによって示される。第三級アンモニウムデキストランエーテル化合物の例は、ジアルキルアンモニウムデキストランエーテル(例えば、ジメチル−、ジエチル−、ジプロピル−、ジブチル−、ジペンチル−、ジヘキシル−、ジヘプチル−、ジクチル−、ジノニル−、またはジデシル−アンモニウムデキストランエーテル)と略記することができる。上記命名で、「第三級」が意味する第3のメンバー(すなわち、R)が、エーテル化合物のデキストラン成分の単糖単位にエーテル結合した正電荷を持つ有機基の1つ以上の炭素からなる鎖であることは理解されよう。
本明細書の「第四級アンモニウムデキストランエーテル化合物」は、例えば、トリアルキルアンモニウム基を有する正電荷を持つ有機基を含み得る。この例では、正電荷を持つ有機基は、R、RおよびRアルキル基である構造Iを含む。そのような正電荷を持つ有機基の非限定的な例は、R、RおよびRがいずれもアルキル基である構造IIによって示される。第四級アンモニウムデキストランエーテル化合物の例は、トリアルキルアンモニウムデキストランエーテル(例えば、トリメチル−、トリエチル−、トリプロピル−、トリブチル−、トリペンチル−、トリヘキシル−、トリヘプチル−、トリクチル−、トリノニル−、またはジデシル−アンモニウムデキストランエーテル)と略記することができる。上記命名で、「第四級」が意味する第4のメンバー(すなわち、R)が、エーテル化合物のデキストラン成分の単糖単位にエーテル結合した正電荷を持つ有機基の1つ以上の炭素からなる鎖であることは理解されよう。
本明細書において、正電荷を持つ有機基として機能することができる置換アンモニウム基の非限定的な追加の例は、R、RおよびRがそれぞれ独立して、水素原子;メチル基、エチル基もしくはプロピル基などのアルキル基;フェニル基もしくはナフチル基などのアリール基;ベンジル基などのアラルキル基;アリカリル基;またはシクロアルキル基である構造Iで示される。R、RおよびRはいずれも、例えば、アミノ基またはヒドロキシル基をさらに含み得る。
構造Iによって示される置換アンモニウム基の窒素原子は、正電荷を持つ有機基に含まれる1つ以上の炭素からなる鎖に結合する。この1つ以上の炭素からなる鎖(「炭素鎖」)は、エーテル化合物のデキストラン成分の単糖単位にエーテル結合し、置換アンモニウム基の窒素原子による置換基に加えて1つ以上の置換基を有し得る。炭素鎖には、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10個の炭素が存在し得る。具体例を挙げて説明すると、構造IIの炭素鎖は3個の炭素原子の長さを有する。
正電荷を持つ有機基による置換の他に置換を有さない正電荷を持つ有機基の炭素鎖の例としては、−CH−、−CHCH−、−CHCHCH−、−CHCHCHCH−および−CHCHCHCHCH−が挙げられる。これらの各例において、鎖の最初の炭素原子が、エーテル化合物のデキストラン成分の単糖単位にエーテル結合し、鎖の最後の炭素原子が正電荷を持つ基に結合する。正電荷を持つ基が置換アンモニウム基である場合、これらの各例における鎖の最後の炭素原子は、構造IのCで示される。
正電荷を持つ有機基の炭素鎖が、正電荷を持つ基による置換基に加えて置換を有する場合、そのような追加の置換は、1つ以上のヒドロキシル基、酸素原子(これにより、アルデヒド基もしくはケトン基を形成する)、アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピリ、ブチル)および/またはさらなる正電荷を持つ基によるものであり得る。正電荷を持つ基は、通常、炭素鎖の末端の炭素原子に結合する。
ヒドロキシル基による1つ以上の置換を有する正電荷を持つ有機基の炭素鎖の例としては、ヒドロキシアルキル(例えば、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチル、ヒドロキシペンチル)き、およびジヒドロキシアルキル(例えば、ジヒドロキシエチル、ジヒドロキシプロピル、ジヒドロキシブチル、ジヒドロキシペンチル)基が挙げられる。ヒドロキシアルキル炭素鎖およびジヒドロキシアルキル(ジオール−ル)炭素鎖の例としては、−CH(OH)−、−CH(OH)CH、−C(OH)CH−、−CHCH(OH)CH−、−CH(OH)CHCH−、−CH(OH)CH(OH)CH−、−CHCHCH(OH)CH−、−CHCH(OH)CHCH−、−CH(OH)CHCHCH−、−CHCH(OH)CH(OH)CH−、−CH(OH)CH(OH)CHCHおよび−CH(OH)CHCH(OH)CH−が挙げられる。これらの各例においては、鎖の最初の炭素原子が、エーテル化合物のデキストラン成分の単糖単位にエーテル結合し、鎖の最後の炭素原子が正電荷を持つ基に結合する。正電荷を持つ基が置換アンモニウム基である場合、これらの各例における鎖の最後の炭素原子は、構造IのCで示される。
アルキル基による1つ以上の置換を有する正電荷を持つ有機基の炭素鎖の例としては、1つ以上の置換基のメチル基、エチル基および/またはプロピル基を有する鎖が挙げられる。メチルアルキル基の例としては、−CH(CH)CHCH−および−CHCH(CH)CH−が挙げられる。これらはいずれもメチル基による置換を有するプロピル基である。これらの各例においては、鎖の最初の炭素原子が、エーテル化合物のデキストラン成分の単糖単位にエーテル結合し、鎖の最後の炭素原子が正電荷を持つ基に結合する。正電荷を持つ基が置換アンモニウム基である場合、これらの各例における鎖の最後の炭素原子は、構造IのCで示される。
本明細書に開示するある実施形態のデキストランエーテル化合物は、1つのタイプの有機基を含有し得る。例えば、エーテル化合物のデキストラン成分の単糖単位にエーテル結合した1つ以上の正電荷を持つ有機基は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピル基(構造II)であり得る。あるいは、本明細書に開示するデキストランエーテル化合物は、2つ以上の異なるタイプの、正電荷を持つ有機基を含有し得る。
本明細書のデキストランエーテル化合物は、例えば、少なくとも1つのノニオン性有機基および/または少なくとも1つのアニオン性有機基をさらに含み得る。他の例として、デキストランエーテル化合物は、少なくとも1つのノニオン性有機基と少なくとも1つの正電荷を持つ有機基とを含み得る。
本明細書のデキストランエーテル化合物を含む組成物は、非水性(例えば、乾燥組成物)であり得る。そのような実施形態の例としては、粉末、顆粒、マイクロカプセル、フレーク、または粒状物質の他の任意の形態が挙げられる。他の例としては、ペレット、棒、穀粒、ビーズ、タブレット、スティック、または他の凝集体などの、より大きな組成物が挙げられる。本明細書の非水性または乾燥組成物がその中に含む水は、通常、3、2、1、0.5または0.1wt%未満である。非水性または乾燥組成物中の、本明細書のデキストランエーテル化合物の量は、例えば、約、または少なくとも約、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、99.5または99.9wt%であり得る。本明細書の非水性組成物は、例えば、家庭用品、パーソナルケア製品、医薬品、工業用品または食品の形態であり得る。本明細書の非水性組成物は、例えば、家庭用品、パーソナルケア製品、医薬品、工業用品または食品の形態であり得る。
本開示のある実施形態では、デキストランエーテル化合物を含む組成物は、約、または少なくとも約、3cPの粘度を有する水性組成物であり得る。あるいは、本明細書のそのような水性組成物は、例えば、約、または少なくとも約、25、50、75、100、250、500、750、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000、13000、14000、15000、16000、17000、18000、19000、20000、25000、30000、35000、40000、45000もしくは50000cP(または3〜50000cPの間の任意の整数)の粘度を有し得る。本明細書の水性組成物の例としては、親水コロイドおよび水溶液が挙げられる。
粘度は、約3℃〜約110℃の任意の温度(または3〜110℃の間の任意の整数)で本明細書の水性組成物を用いて測定することができる。あるいは、粘度は、例えば、約4℃〜30℃、または約20℃〜25℃の温度で測定することができる。粘度は、大気圧(約760トル)、またはより高い、もしくはより低い他の任意の圧力で測定することができる。
本明細書に開示した水性組成物の粘度は、粘度計もしくはレオメータを使用して、または当該技術分野で知られている他の任意の手段を用いて測定することができる。当業者であれば、レオロジー的挙動を示す(すなわち、流動条件によって変動する粘度を有する)本明細書の水性組成物の粘度の測定に粘度計もしくはレオメータを使用することができることは理解されよう。そのような実施形態の粘度は、例えば、約0.1〜1,000rpm(毎分回転数)の回転剪断速度で測定することができる。あるいは、粘度は、約10、60、150、250または600rpmの回転剪断速度で測定することができる。
ある実施形態では、粘度は、構成成分のデキストランが合成された水性組成物を用いて測定することができる。例えば、粘度は、反応が完了、またはほぼ完了している本明細書のgtf反応物について測定することができる。したがって、粘度は、構成成分のデキストランが精製されていない(例えば、組成物中に水以外の他の成分が、1、5または10wt%超含まれている)水性組成物を用いて測定することができる。そのような組成物は、1種以上の塩、バッファ、タンパク質(例えば、gtf酵素)、糖類(例えば、フルクトース、グルコース、ロイクロース、オリゴ糖)を含有する可能性がある。
本明細書に開示した水性組成物のpHは、例えば、約2.0〜約12.0の間であり得る。あるいは、pHは、例えば、約2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0;5.0〜約12.0の間;約4.0〜8.0の間;または約5.0〜8.0の間であり得る。
親水コロイドまたは水溶液などの本明細書の水性組成物は、少なくとも約10wt%の水を有する溶媒を含み得る。他の実施形態では、溶媒は、例えば、少なくとも約20、30、40、50、60、70、80、90もしくは100wt%(または10〜100wt%の間の任意の整数)の水である。
本明細書のデキストランエーテル化合物は、水性組成物中に、例えば、約、または少なくとも約0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89または90wt%含まれ得る。
本明細書の水性組成物は、デキストランエーテル化合物に加えて他の成分を含むことができる。例えば、水性組成物は、例えばナトリウム塩(例えば、NaCl、NaSO)などの1種以上の塩を含むことができる。塩の他の非限定的な例としては、(i)アルミニウム、アンモニウム、バリウム、カルシウム、クロム(IIもしくはIII)、銅(IもしくはII)、鉄(IIもしくはIII)、水素、鉛(II)、リチウム、マグネシウム、マンガン(IIもしくはIII)、水銀(IもしくはII)、カリウム、銀、ストロンチウムナトリウム、スズ(IIもしくはIV)または亜鉛カチオン、および(ii)酢酸塩、ホウ酸塩、臭素酸塩、臭化物、炭酸塩、塩素酸塩、塩化物、亜塩素酸塩、クロム酸塩、シアナミド、シアン化物、重クロム酸塩、リン酸二水素、フェリシアン化物、フェロシアン化第二鉄、フッ化物、炭酸水素、リン酸水素、硫酸水素、硫化水素、亜硫酸水素、水素化物、水酸化物、次亜塩素酸塩、ヨウ素酸塩、ヨウ化物、硝酸塩、窒化物、亜硝酸塩、シュウ酸塩、酸化物、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、過酸化物、リン酸塩、リン化物、亜リン酸塩、ケイ酸塩、スズ酸塩、亜スズ酸塩、硫酸塩、硫化物、亜硫酸塩、酒石酸塩またはチオシアン酸塩アニオンを含む塩が挙げられる。したがって、例えば、上記(i)からのカチオン、および上記(ii)からのアニオンを有する任意の塩が水性組成物中に含まれ得る。塩は、本明細書の水性組成物中に、例えば、約0.01〜約10.00(もしくは0.01〜10.00の間の任意の100分の1増分)のwt%で含まれ得る。
当業者であれば、本開示のある実施形態では、デキストランエーテル化合物が、水性組成物中にアニオンの形態で存在し得ることは理解できよう。例としては、カルボキシル基で置換されたアルキル基を含む有機基を有するデキストランエーテル化合物を挙げることができる。カルボキシアルキルデキストランエーテル化合物中のカルボキシル(COOH)基は、水性組成物中でカルボキシレート(COO)基に変換され得る。そのようなアニオン性基は、塩のカチオン、例えば、上記(i)で挙げたいずれか(例えば、カリウム、ナトリウムまたはリチウムカチオン)と相互作用し得る。したがって、デキストランエーテル化合物は、例えば、カルボキシアルキルデキストランエーテルナトリウム(例えば、カルボキシメチルデキストランナトリウム)、カルボキシアルキルデキストランエーテルカリウム(例えば、カルボキシメチルデキストランカリウム)、またはカルボキシアルキルデキストランエーテルリチウム(例えば、カルボキシメチルデキストランリチウム)などであり得る。
ある態様では、デキストランエーテル化合物は、水性組成物中に含まれると、カチオンの形態で存在する。本明細書のデキストランエーテル化合物のカチオン性の基は、水性組成物中に存在し得る塩のアニオンと相互作用し得る。そのような塩のアニオンは、例えば、上記(ii)で挙げたいずれか(例えば、塩素アニオン)であり得る。
本明細書の組成物は、任意選択により、1つ以上の活性酵素を含有することができる。好適な酵素の非限定的な例としては、プロテアーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、ペルオキシダーゼ、脂肪分解酵素(例えば、メタロ脂肪分解酵素)、キシラナーゼ、リパーゼ、ホスホリパーゼ、エステラーゼ(例えば、アリールエステラーゼ、ポリエステラーゼ)、ペルヒドロラーゼ、クチナーゼ、ペクチナーゼ、ペクチン酸リアーゼ、マンナナーゼ、ケラチナーゼ、レダクターゼ、オキシダーゼ(例えば、コリンオキシダーゼ)、フェノールオキシダーゼ、リポキシゲナーゼ、リグニナーゼ、プルラナーゼ、タンナーゼ、ペントサナーゼ、メラナーゼ、ベータ−グルカナーゼ、アラビノシダーゼ、ヒアルロニダーゼ、コンドロイチナーゼ、ラッカーゼ、メタロプロテイナーゼ、アマドリアーゼ、グルコアミラーゼ、アラビノフラノシダーゼ、フィターゼ、イソメラーゼ、トランスフェラーゼおよびアミラーゼが挙げられる。酵素が含まれる場合、酵素は、本明細書の組成物中に、活性酵素として(例えば、純粋酵素タンパク質として計算される)、例えば、約0.0001〜0.1wt%(例えば、0.01〜0.03wt%)含まれ得る。
本明細書のセルラーゼは、エンドセルラーゼ活性(EC3.2.1.4)、エキソセルラーゼ活性(EC3.2.1.91)またはセロビアーゼ活性(EC3.2.1.21)を有し得る。本明細書のセルラーゼは、セルラーゼ活性を維持するための好適な条件下で活性を有する「活性セルラーゼ」であり、そのような好適な条件を決定することは、当該技術分野の技術の範囲内である。ある実施形態のセルラーゼは、セルロースを分解することができることに加え、カルボキシメチルセルロースなどのセルロースエーテル誘導体もまた分解することができる。セルラーゼに対し安定ではないと推測されるセルロースエーテル誘導体の例は、米国特許第7012053号明細書、同7056880号明細書、同6579840号明細書、同7534759号明細書および同7576048号明細書に開示されている。
本明細書のセルラーゼは、細菌または真菌などの任意の微生物源由来であり得る。化学修飾されたセルラーゼ、またはタンパク質組み換え技術により作成された変異セルラーゼが含まれる。好適なセルラーゼとしては、バチルス(Bacillus)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、トリコデルマ(Trichoderma)属、フミコラ(Humicola)属、フザリウム(Fusarium)属、チエラビア(Thielavia)属およびアクレモニウム(Acremonium)属が挙げられるが、これらに限定されない。他の例として、セルラーゼは、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)、マイセリオフソラ・サーモフィラまたはフザリウム・オキシスポルム(Fusarium oxysporum)由来であり得る。これらの、および他のセルラーゼは、米国特許第4435307号明細書、同第5648263号明細書、同第5691178号明細書、同第5776757号明細書および同第7604974号明細書に開示されるが、これらの文献は全て参照により本明細書に組み込まれる。トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)セルラーゼの例は、米国特許第4689297号明細書、同第5814501号明細書、同第5324649、国際公開第Publ.92/06221号パンフレット、および同第92/06165号パンフレットに開示されており、これらの文献は全て参照により本明細書に組み込まれる。バチルス(Bacillus)属セルラーゼの例は、米国特許第6562612号明細書に開示されており、この文献は参照により本明細書に組み込まれる。セルラーゼ、例えば、上記のいずれかのセルラーゼは、N末端シグナルペプチドが欠損している成熟型であることが好ましい。本明細書において有用な商業的に入手可能なセルラーゼとしてはCELLUZYME(登録商標)およびCAREZYME(登録商標)(Novozymes A/S)、CLAZINASE(登録商標)およびPURADAX(登録商標)HA(DuPont Industrial Biosciences)、ならびにKAC−500(B)(登録商標)(Kao Corporation)が挙げられる。
1種以上のセルラーゼは、本明細書に開示した組成物を調製する際に、1つの成分として直接的に加えることができる。あるいは、1種以上のセルラーゼは、本明細書に開示した組成物中で間接的に(意図せずに)提供される可能性がある。例えば、セルラーゼは、組成物を調製するために使用される非セルラーゼ酵素調製物中に存在することによって本明細書の組成物中で提供され得る。セルラーゼが間接的に提供される組成物中のセルラーゼは、例えば、約0.1〜10ppb(例えば、1ppm未満)含まれ得る。デキストランエーテル化合物を使用することによって本明細書の組成物が企図した利点は、バックグラウンドセルラーゼ活性を有する可能性がある非セルラーゼ酵素調製物を、デキストランの所望の効果がそのバックグラウンドセルラーゼ活性によって無効化されるという懸念を持たずに使用できることにある。
ある実施形態におけるセルラーゼは、熱安定性であり得る。セルラーゼ熱安定性とは、ある時間(例えば、約30〜60分間)、高温(例えば、約60〜70℃)に曝露させた後もその活性を保持する酵素の能力を意味する。セルラーゼの熱安定性は、その時間の間に所定の条件下でセルラーゼ活性の半分が失われる、分、時間または日数で示される半減期(t1/2)によって測定することができる。
ある実施形態のセルラーゼは、広範囲のpH値(例えば、約7.0〜約11.0などの、中性またはアルカリ性のpH)に安定であり得る。そのような酵素は、そのようなpH条件下で所定の時間(例えば、少なくとも約15分間、30分間または1時間)、安定性が保持され得る。
本組成物中には、少なくとも1種、2種、またはそれ以上のセルラーゼが含まれ得る。その中で布が処理される水性組成物中のセルラーゼの有効濃度は、当業者であれば容易に決定することができる。布のケア加工では、セルラーゼは、布が処理される水性組成物(例えば、洗浄液)中に、例えば、少なくとも約0.01〜0.1ppmの全セルラーゼタンパク質、または約0.1〜10ppbの全セルラーゼタンパク質(例えば、1ppm未満)〜最大約100、200、500、1000、2000、3000、4000または5000ppmの全セルラーゼタンパク質の濃度で含まれ得る。
本明細書で提供されるデキストランエーテルは、セルラーゼによる分解に対して、ほとんど、または完全に安定している(耐性がある)と考えられる。例えば、1種以上のセルラーゼによる本明細書のデキストランの分解率は、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%もしくは1%未満、または0%であると考えられる。そのような分解率は、例えば、ある時間(例えば、約24時間)、セルラーゼにより処理する前および処理した後のデキストランエーテルの分子量を比較することによって決定することができる。
ある実施形態における水性組成物は、ずり減粘挙動またはずり増粘挙動を有すると考えられる。ずり減粘挙動は、剪断速度の上昇につれた水性組成物の粘度の減少として観察され、一方、ずり増粘挙動は、剪断速度の上昇につれた水性組成物の粘度の増加として観察される。本明細書の水性組成物のずり減粘挙動もしくはずり増粘挙動の変化は、水性組成物へのデキストランエーテル化合物の混合に起因する可能性がある。したがって、そのレオロジープロファイルを変化させる(すなわち、水性液、水溶液または水性混合物の流動特性を変化させる)ために、本明細書に開示した1種以上のデキストランエーテル化合物を加えることができる。また、いくつかの態様では、水性組成物の粘度を変化させるために、本明細書の1種以上のデキストランエーテル化合物を加えることができる。
本明細書の水性組成物のレオロジー特性は、回転剪断速度を(例えば、約0.1rpmから約1,000rpmへ)増加させながら粘度を測定することによって観察することができる。例えば、本明細書に開示した水性組成物のずり減粘挙動は、回転剪断速度が約10rpmから60rpmへ、10rpmから150rpmへ、10rpmから250rpmへ、60rpmから150rpmへ、60rpmから250rpmへ、または150rpmから250rpmへ増加するにつれて、粘度(cP)が少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%もしくは95%(または、5%〜95%の間の任意の整数)減少することとして観察され得る。別の例として、本明細書に開示した水性組成物のずり増粘挙動は、回転剪断速度が約10rpmから60rpmへ、10rpmから150rpmへ、10rpmから250rpmへ、60rpmから150rpmへ、60rpmから250rpmへ、または150rpmから250rpmへ増加するにつれて、粘度(cP)が少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%、125%、150%、175%もしくは200%(または、5%〜200%の間の任意の整数)増加することとして観察され得る。
本明細書に開示した水性組成物は、例えば、下記に記載した製品のいずれかなどの、家庭用品、パーソナルケア製品、医薬品、工業用品もしくは食品の形態、および/またはそれらに含まれる形態であり得る。本明細書のデキストランエーテル化合物は、例えば、これらの製品の1種以上において、増粘剤(構造剤)および/または再付着防止剤として使用することができる。そのような増粘剤は、必要に応じて、米国特許第8541041号明細書(これは参照により本明細書に組み込まれる)に開示されている増粘剤などの1種以上の他のタイプの増粘剤と併用することができる。
本明細書に開示したデキストランエーテル化合物は、パーソナルケア製品、医薬品、家庭用品、工業用品または食品に、次の物理的特性:例えば、増粘、凍結融解安定性、潤滑性、水分の保持および放出、質感、稠度、形状保持性、乳化特性、結合性、懸濁性、分散性、ゲル化性、鉱物硬度の低減などの1つ以上を付与するのに有用であると考えられる。製品中のデキストランエーテル化合物の濃度または量の例は、例えば、本明細書で提示した重量パーセントのいずれかであり得る。
本明細書のパーソナルケア製品は、特に限定はされないが、例えば、スキンケア組成物、化粧組成物、抗真菌組成物および抗細菌組成物が挙げられる。本明細書のパーソナルケア製品は、例えば、ローション、クリーム、ペースト、鉱油、軟膏、ポマード、ジェル、リキッドこれらの組み合わせなどの形態にあり得る。本明細書に開示したパーソナルケア製品は、必要に応じて、少なくとも1種の有効成分を含むことができる。有効成分は、一般に、意図した薬理学的効果を引き起こす成分であると認識されている。本明細書のパーソナルケア製品は、ある実施形態では、パーソナルケア洗浄用途で使用し得る。
ある実施形態では、スキンケア製品は、水分不足に関連する皮膚のダメージに対処するために皮膚に適用することができる。スキンケア製品は、また、皮膚の外観に対処するため(例えば、鱗状、ひび割れ、および/または赤みがかった皮膚の外観を減らすため)、ならびに/あるいは皮膚の触感に対処するため(例えば、皮膚の滑らかさおよび繊細さを改善しながら、皮膚の粗さおよび/または乾燥度を減らすため)に使用することができる。スキンケア製品は、通常、化粧効果を提供しながら、皮膚の病気を治療もしくは予防するため、または皮膚に保湿効果を提供するための少なくとも1種の有効成分、例えば、酸化亜鉛、ワセリン、白色ワセリン、鉱油、タラ肝油、ラノリン、ジメチコン、硬質脂肪、ビタミンA、アラントイン、カラミン、カオリン、グリセリンもしくはコロイド状オートミール、およびこれらの組み合わせを含み得る。スキンケア製品は、1種以上の天然保湿要素、例えば、セラミド、ヒアルロン酸、グリセリン、スクアラン、アミノ酸、コレステロール、脂肪酸、トリグリセリド、リン脂質、グリコスフィンゴ脂質、尿素、リノール酸、グリコサミノグリカン、ムコ多糖、乳酸ナトリウムまたはピロリドンカルボン酸ナトリウムを含み得る。スキンケア製品に含まれ得る他の成分としては、限定はされないが、グリセリド、杏仁油、キャノーラ油、スクアラン、スクアレン、ココナツ油、コーン油、ホホバ油、ホホバワックス、レシチン、オリーブ油、ベニバナ油、ゴマ油、シアバター、大豆油、甘扁桃油、ヒマワリ油、ティーツリー油、シアバター、パーム油、コレステロール、コレステロールエステル、ワックスエステル、脂肪酸およびオレンジ油が挙げられる。
本明細書のパーソナルケア製品はまた、例えば、メーキャップ、リップスティック、マスカラ、ルージュ、ファンデーション、チーク、アイライナー、リップライナー、リップグロス、他の化粧品、サンスクリーン、サンブロック、マニキュア液、ネイルコンディショナー、バスジェル、シャワージェル、ボディソープ、洗顔料、リップバーム、スキンコンディショナー、コールドクリーム、保湿剤、ボディースプレー、石鹸、ボディスクラブ、スクラブ剤、収れん剤、スクラッフィングローション、脱毛剤、パーマネント液、ふけ防止製剤、制汗組成物、デオドラント、シェービング製品、プレシェーブ製品、アフターシェーブ製品、クレンジング剤、スキンジェル、リンス、歯磨き組成物、練り歯磨き、またはマウスウォッシュの形態であってよい。
いくつかの態様では、パーソナルケア製品は、ヘアケア製品であり得る。本明細書のヘアケア製品の例としては、シャンプー、ヘアコンディショナー(リーブインもしくはリンスアウト)、クリームリンス、ヘアダイ、ヘアカラー製品、ヘアシャイン製品、ヘアセラム、毛髪縮れ防止製品、毛髪枝毛修復製品、ムース、ヘアスプレーおよびスタイリングジェルが挙げられる。いくつかの実施形態では、ヘアケア製品は、リキッド、ペースト、ジェル、固体または粉末の形態であり得る。本明細書に開示したヘアケア製品は、通常、ヘアケア製品の調製に一般に使用される下記の成分:アニオン性界面活性剤、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム;カチオン性界面活性剤、例えば、塩化ステアリルトリメチルアンモニウムおよび/または塩化ジステアリルトリメチルアンモニウム;ノニオン性界面活性剤、例えばグリセリルモノステレアレート、ソルビタンモノパルミテートおよび/またはポリオキシエチレンセチルエーテル;湿潤剤、例えばプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、グリセリン、ソルビトール、ピログルタミン酸塩、アミノ酸および/またはトリメチルグリシン;炭化水素、例えば液体パラフィン、ワセリン、固形パラフィン、スクアランおよび/またはオレフィンオリゴマー;高級アルコール、例えばステアリルアルコールおよび/またはセチルアルコール;過脂肪剤;ふけ防止剤;消毒剤;抗炎症剤;生薬;水様性ポリマー、例えば(本明細書に開示した1種以上のデキストランエーテルに加えて)メチルセルロース、ヒドロキシセルロースおよび/または部分脱アセチル化キチン;防腐剤、例えばパラベン;紫外線吸収剤;パール化剤;pH調整剤;香料;および顔料の内の1種以上を含む。
本明細書の医薬品は、例えば、エマルション剤、リキッド剤、エリキシル剤、ジェル剤、懸濁剤、液剤、クリーム剤もしくは軟膏剤の形態であり得る。本明細書の医薬品は、また、本明細書に開示したパーソナルケア製品のいずれかの形態、例えば抗細菌または抗真菌組成物の形態であり得る。医薬品は、薬学的に許容される担体、希釈剤、および/または薬学的に許容される塩の1種以上をさらに含むことができる。本明細書に開示したデキストランエーテル化合物はまた、医薬および薬剤用のカプセル、カプセル化材、錠剤コーティングおよび賦形剤として使用することができる。
本明細書の食品の非限定的な例としては、野菜パテ、肉パテおよび大豆パテ;再形成海産物;再形成チーズスティック;クリームスープ;グレービーおよびソース;サラダ用ドレッシング;マヨネーズ;オニオンリング;ジャム、ゼリーおよびシロップ;パイフィリング;ポテト製品、例えばフレンチフライおよび成形フライ;揚げ物、パンケーキ/ワッフルおよびケーキ用の生地;ペットフード;菓子類(キャンディ);飲料;冷菓;アイスクリーム;培養乳製品、例えばカッテージチーズ、ヨーグルト、チーズ類およびサワークリーム;ケーキアイシングおよびグレーズ;ホイップ状トッピング;イースト菌使用および不使用の焼き製品などが含まれる。
ある実施形態では、デキストランエーテル化合物は、食品または他の任意の摂取可能な物質(例えば、経腸医薬製剤)中に所望の増粘度および/または分散度を提供する量で含まれ得る。例えば、製品中のデキストランエーテルの濃度または量は、約0.1〜3wt%、0.1〜4wt%または0.1〜10wt%であり得る。
本明細書の家庭用品および/または工業用品は、例えば、ドライウォールテープ接合化合物;モルタル;グラウト;セメントプラスター;スプレープラスター;セメントスタッコ;接着剤;ペースト;壁/天井結着剤;テープキャスティング、押出成形、射出成形およびセラミック用結合剤および加工助剤;殺虫剤、除草剤および肥料用スプレー粘着剤および懸濁化/分散助剤;布ケア製品、例えば布用柔軟剤および洗濯用洗剤;硬質表面洗浄剤;空気清浄剤;ポリマーエマルション;ゲル剤、例えば水性ゲル;界面活性剤溶液;塗料、例えば水性塗料;保護コーティング;接着剤;シーラントおよびコーキング剤;インク類、例えば水性インク;金属切削液;あるいは電気めっき、リン酸塩処理、亜鉛めっきおよび/または一般の金属洗浄作業で使用するエマルション系金属洗浄液の形態であり得る。ある実施形態では、本明細書の家庭用品または工業用品は洗浄用途に使用することができ、したがって、例えば、洗剤組成物に含まれ得る。
本明細書に開示したデキストランエーテル化合物は、パーソナルケア製品、医薬品、家庭用品、工業用品または食品に、次の物理的特性:例えば、増粘、凍結融解安定性、潤滑性、水分の保持および放出、質感、稠度、形状保持性、乳化特性、結合性、懸濁性、分散性、ゲル化性、鉱物硬度の低減などの1つ以上の特性を付与するのに有用であると考えられる。製品中のデキストランエーテルの濃度または量の例は、例えば、上で示した重量パーセントのいずれかであり得る。
本明細書の食品は、例えば、菓子類の形態にあってよい。本明細書の菓子類は、甘くするために1つ以上の糖類(例えば、スクロース、フルクトース、デキストロース)を含有することができる、またはさもなければ無糖であってよい。
本明細書の菓子類の例としては、ボイルドシュガー(boiled sugar)(ハードボイルドキャンディ(hard boiled sugar)[すなわち、ハードキャンディ])、ドラジェ、ゼリーキャンディ、ガム、リコリス、チューズ、キャラメル、タフィー、ファッジ、チューイングガム、バブルガム、ヌガー、チューイペースト(chewy paste)、ハラワ(halawa)、タブレット、ロゼンジ、アイシング、フロスティング、プディングおよびジェル(例えば、フルーツゼリー、ゼラチンデザート)が挙げられる。菓子類の他の例としては、マシュマロなどの空気を含ませた菓子類、および焼き菓子が挙げられる。
本明細書の菓子類は、任意選択的に、チョコレートで任意の形態(例えば、バー、キャンディ、トリュフ、レンティル)に調製してもよい。菓子類には、例えば、チョコレートによるコーティング、糖によるコーティング、キャンディ化、グレーズ化、および/またはフィルムによるコーティングを施してもよい。フィルムコーティング加工は、通常、菓子の表面にフィルム形成液体組成物を塗布する工程を含む。組成物は、乾燥後、保護膜となる。このフィルムコーティングは、例えば、菓子に含まれる活性成分を保護し、湿分、衝撃、および/もしくは脆さから菓子そのものを保護し、かつ/または、菓子に魅力的な視覚的特性(例えば、光沢、均一な色、滑らかな表面)を付与する働きをする。
ある実施形態では、菓子類は、液状の、ペースト状の、固形の、または粉末状のフィリングを充填することができる。本明細書のデキストランエーテル化合物は、そのようなフィリングに含まれ、その場合、デキストランエーテル化合物はまた、任意選択的に、充填する菓子成分に含まれる。
本明細書の菓子類は、任意選択的に、糖フリー、すなわち、糖を含まず、通常、代わりに、1種以上の人工甘味料および/またはノンシュガー甘味料(任意選択的に、ノンカロリー)(例えば、アスパルテーム、サッカリン、ステビア、スクラロース)を含む。ある実施形態の糖フリーの菓子類は、糖の代わりに、1種以上のポリオール(例えば、エリスリトール、グリセロール、ラクチトール、マンニトール、マルチトール、キシリトール)、水溶性繊維、および/またはタンパク質を含んでもよい。
本明細書の食品は、例えば、ペットフードの形態であり得る。本明細書のペットフードは、例えば、イヌもしくはネコ(または、他の任意のコンパニオンアニマル)などの家畜用のフードであり得る。ある実施形態のペットフードは、家畜に次のものを1つ以上与える:必要栄養量、おやつ(例えば、イヌ用ビスケット)、補助食品。ペットフードの例としては、ドライペットフード(例えば、穀粒、粗びき穀物)、セミモイスト組成物、ウエットペットフード(例えば、缶入りペットフード)、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられる。ウエットペットフードは、通常、65%を超える水分含有量を有する。セミモイストペットフードは、通常、20〜65%の水分含有量を有し、かつプロピレングリコール、ソルビン酸カリウムなどの保湿剤、微生物(細菌およびカビ)の増殖を抑制する成分を含み得る。ドライペットフードは、通常、水分含有量が20%未満であり、そして、その加工は、通常、押出し、乾燥および/または焼く工程を含む。ペットフードは、任意選択的に、グレービー、ヨーグルト、粉末、懸濁液、チューズまたはおやつ(例えば、ビスケット)の形態であってよく、これらの組成物は全て、必要に応じて、ペット用補助食品として使用することもできる。ペット用おやつは、例えば、セミモイストチュアブル菓子;ドライ菓子;チュアブル骨;焼き菓子、押出し菓子もしくはスタンプ菓子;または砂糖菓子であり得る。本明細書のデキストランエーテル化合物が添加され得るペットフード組成物/配合物の例としては、米国特許出願公開第2013/0280352号明細書、および同第2010/0159103号明細書、ならびに米国特許第6977084号明細書に開示のものが挙げられる。これらの文献は全て、参照によって本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示した組成物は、衣類ケア組成物の形態であり得る。本明細書の布ケア組成物は、例えば、手による洗浄、洗濯機による洗浄、ならびに/あるいは布の浸漬および/または前処理などの他の目的に使用することができる。布ケア組成物は、例えば、洗濯用洗剤;布用柔軟剤;洗浄、すすぎ、または乾燥機に加える製品;ユニットドースまたはユニットスプレーの形態をとってもよい。液状形態の布ケア組成物は、本明細書に開示した水性組成物の形態であってもよい。他の態様では、布ケア組成物は、粒状洗剤、または乾燥機に入れる布用柔軟剤シートなどの乾燥した形態であり得る。本明細書の布ケア組成物の他の非限定的な例としては、粒状または粉末状の汎用または強力洗浄剤;液状、ゲル状またはペースト状の汎用または強力洗浄剤;繊細な布(例えば、傷みやすい布)用の液状または粉末洗剤;漂白剤、「ステインスティック」、またはプレトリートメントなどの洗浄補助剤;ドライおよびウエットのティッシュ、パッドまたはスポンジなどの基材積載製品;スプレーおよびミストなどが挙げられる。
本明細書の洗剤組成物は、例えば、粉末、顆粒、ペースト、バー、ユニットドースまたは液体などの任意の有用な形態であり得る。液体洗剤は、通常、約70wt%以下の水および0wt%〜30wt%の有機溶媒を含む水性であってよい。それはまた、僅かに約30wt%の水を含むコンパクトなゲルタイプの形態であってもよい。
本明細書の洗剤組成物は、1種以上の界面活性剤を含み、その界面活性剤は、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、双性界面活性剤、半極性ノニオン界面活性剤、およびこれらの混合物から選択される。いくつかの実施形態では、界面活性剤は、洗剤組成物の約0.1重量%〜約60重量%の濃度で含まれ、代替の実施形態では、濃度は約1重量%〜約50重量%であり、さらに他の実施形態では、濃度は約5重量%〜約40重量%である。洗剤は、通常、直鎖状アルキルベンゼンスルホン酸塩(LAS)、アルファ−オレフィンスルホン酸塩(AOS)、アルキル硫酸塩(脂肪アルコール硫酸塩)(AS)、アルコールエトキシスルフェート(AEOSまたはAES)、2級アルカンスルホン酸塩(SaS)、アルファ−スルホ脂肪酸メチルエステル、アルキルコハク酸もしくはアルケニルコハク酸、または石鹸などのアニオン界面活性剤を0wt%〜約50wt%含むであろう。さらに、洗剤組成物は、さらに、洗剤組成物は、任意選択により、アルコールエトキシレート(AEOまたはAE)、カルボキシル化アルコールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、アルキルポリグリコシド、アルキルジメチルアミンオキシド、エトキシル化脂肪酸モノエタノールアミン、脂肪酸モノエタノールアミド、またはポリヒドロキシアルキル脂肪酸アミド(例えば、国際公開第92/06154号パンフレットに開示される。この文献は参照により本明細書に組み込まれる)などのノニオン界面活性剤を0wt%〜約40wt%含み得る。
本明細書の洗剤組成物は、通常、1種以上の洗剤ビルダーまたは洗剤ビルダー系を含む。例えば、ビルダーとして、1種以上の酸化ポリアルファ−1,3−グルカン化合物を含むことができる。いくつかの態様では、例えば本明細書に開示したいずれかなどの1種以上の追加のビルダーと一緒に使用されるコビルダーとして、酸化ポリアルファ−1,3−グルカンを含むことができる。本明細書で使用する酸化ポリアルファ−1,3−グルカンは、米国特許出願公開第2015/0259439号明細書に開示されている。少なくとも1種のビルダーを含むいくつかの実施形態では、洗浄組成物は、ビルダーを組成物の少なくとも約1重量%、約3重量%〜約60重量%、または約5重量%〜約40重量%含む。ビルダーとしては、(酸化ポリアルファ−1,3−グルカンに加えて)限定はされないが、ポリリン酸のアルカリ金属塩、アンモニウム塩およびアルカノールアンモニウム塩、アルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ金属炭酸塩およびアルカリ土類金属炭酸塩、アルミノケイ酸塩、ポリカルボン酸塩化合物、エーテルヒドロキシポリカルボン酸塩、無水マレイン酸とエチレンまたはビニルメチルエーテルとのコポリマー、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン−2,4,6−トリスルホン酸、およびカルボキシメチルオキシコハク酸、ポリ酢酸の種々の、アルカリ金属塩、アンモニウム塩および置換アンモニウム塩(例えば、エチレンジアミン四酢酸およびニトリロ三酢酸)、ならびに、ポリカルボン酸塩(例えば、メリット酸、コハク酸、クエン酸、オキシジコハク酸、ポリマレイン酸、ベンゼン1,3,5−トリカルボン酸、ルボキシメチルオキシコハク酸などのポリカルボン酸、ならびに、これらの可溶性の塩)が挙げられる。実際、本開示の種々の実施形態においては、適切なビルダーであれば任意のものが使用されると考えられる。洗剤ビルダーまたは錯化剤の例としては、ゼオライト、二リン酸塩、三リン酸塩、ホスホン酸塩、クエン酸塩、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTMPA)、アルキルコハク酸およびアルケニルコハク酸、可溶性ケイ酸塩、または層状ケイ酸塩(例えば、Hoechst製のSKS−6)が挙げられる。
いくつかの実施形態では、ビルダーは、クエン酸塩、およびポリリン酸塩(例えば、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム6水和物、トリポリリン酸カリウム、およびミックストリポリリン酸ナトリウム・カリウムなど)などの水溶性の硬質イオン錯体(例えば、金属イオン封鎖ビルダー)を形成する。本開示の実施形態では、この分野で知られたものを含む、任意の好適なビルダーが使用されると考えられる(例えば、欧州特許第2100949号明細書を参照)。
いくつかの実施形態では、好適なビルダーとして、リン酸塩ビルダーおよび非リン酸塩ビルダーを挙げ得る。いくつかの実施形態では、ビルダーはリン酸塩ビルダーである。いくつかの実施形態では、ビルダーは非リン酸塩ビルダーである。ビルダーは、本組成物の0.1重量%〜80重量%、5重量%〜60重量%、または10重量%〜50重量%の濃度で使用され得る。いくつかの実施形態では、本生成物は、リン酸塩ビルダーおよび非リン酸塩ビルダーの混合物を含む。好適なリン酸塩ビルダーとしては、一リン酸塩、二リン酸塩、三リン酸塩またはオリゴマーポリリン酸塩、例えば、これらの化合物のアルカリ金属塩、例えば、ナトリウム塩が挙げられる。いくつかの実施形態では、ビルダーは、トリポリリン酸ナトリウム(STPP)であり得る。さらに、組成物は、炭酸塩および/またはクエン酸塩、好ましくは、中性pH組成物の達成を助けるクエン酸塩を含み得る。他の好適な非リン酸塩ビルダーとしては、ポリカルボン酸のホモポリマーおよびコポリマー、ならびにそれらを部分的に、または完全に中和した塩、ポリカルボン酸モノマーおよびヒドロキシカルボン酸モノマー、ならびにそれらの塩が挙げられる。いくつかの実施形態では、上記化合物の塩として、アンモニウム塩、および/またはアルカリ金属塩、すなわち、リチウム塩、ナトリウム塩およびカリウム塩、例えばナトリウム塩が挙げられる。好適なポリカルボン酸としては、非環式、脂環式、複素環式および芳香族のカルボン酸は挙げられ、いくつかの実施形態では、それらは少なくとも2つのカルボキシル基を含み得、それらのカルボキシル基は、いずれの場合も互いに分離され、ある場合には、2個以下の炭素原子によって分離される。
本明細書の洗剤組成物は、少なくとも1種のキレート剤を含んでもよい。好適なキレート剤としては、限定はされないが、銅キレート剤、鉄キレート剤および/またはマンガンキレート剤、ならびにこれらの混合物が挙げられる。少なくとも1種のキレート剤を使用する実施形態では、組成物は、組成物の約0.1重量%〜約15重量%、または約3.0重量%〜約10重量%のキレート剤を含む。
本明細書の洗剤組成物は、少なくとも1種の沈澱助剤を含んでもよい。好適な沈澱助剤としては、限定はされないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ炭酸塩、ポリテレフタル酸などの防汚ポリマー、カオリナイト、モンモリロナイト、アタパルジャイト、イライト、ベントナイト、ハロイサイト、およびこれらの混合物などのクレーが挙げられる。
本明細書の洗剤組成物は、1種以上の染料移行防止剤を含んでもよい。好適な高分子染料移行防止剤としては、限定はされないが、ポリビニルピロリドンポリマー、ポリアミンN−オキシドポリマー、N−ビニルピロリドンおよびN−ビニルイミダゾールのコポリマー、ポリビニルオキサゾリドンおよびポリビニルイミダゾール、またはこれらの混合物が挙げられる。さらなる染料移行防止剤としては、マンガンフタロシアニン、ペルオキシダーゼ、ポリビニルピロリドンポリマー、ポリアミンN−オキシドポリマー、ポリアミンN−オキシドポリマー、N−ビニルピロリドンおよびN−ビニルイミダゾールのコポリマー、ポリビニルオキサゾリドンおよびポリビニルイミダゾール、ならびに/またはこれらの混合物;キレート剤、例えば、エチレンジアミン四酢酸(EDTA);ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン(DTPMP);ヒドロキシエタンジホスホン酸(HEDP);エチレンジアミンN,N’−ジコハク酸(EDDS);メチルグリシンメチルグリシン二酢酸(MGDA);ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA);プロピレンジアミン四酢酸(PDTA);2−ヒドロキシピリジン−N−オキシド(HPNO);またはメチルグリシン二酢酸(MGDA);グルタミン酸N,N−二酢酸(N,N−ジカルボキシメチルグルタミン酸4ナトリウム塩)(GLDA);ニトリロ三酢酸(NTA);4,5−ジヒドロキシ−m−ベンゼンジスルホン酸;クエン酸およびその塩;N−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、トリエチレンテトラアミン六酢酸(TTHA)、N−ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HEIDA)、ジヒドロキシエチルグリシン(DHEG)、エチレンジアミンテトラプロピオン酸(EDTP)、およびこれらの誘導体が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、上記のいくつかを組み合わせて使用してもよい。少なくとも1種の染料移行防止剤を使用する実施形態では、本明細書の組成物は、組成物の約0.0001重量%〜約10重量%、約0.01重量%〜約5重量%、または約0.1重量%〜約3重量%の染料移行防止剤を含み得る。
本明細書の洗剤組成物は、ケイ酸塩を含み得る。これらの実施形態もいくつかでは、ケイ酸ナトリウム(例えば、二ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、および/またはフィロケイ酸塩)が使用される。いくつかの実施形態では、ケイ酸塩は、組成物の約1重量%〜約20重量%の濃度で含まれる。いくつかの実施形態では、ケイ酸塩は、組成物の約5重量%〜約15重量%の濃度で含まれる。
本明細書の洗剤組成物は、分散剤を含んでもよい。好適な水溶性有機材料としては、限定はされないが、ホモポリマー酸もしくはコポリマー酸、またはそれらの塩が挙げられ、これらにおいては、ポリカルボン酸は、2個以下の炭素原子によって互いに分離している少なくとも2つのカルボキシル基を含む。
本明細書の洗剤組成物は、さらに、1種以上の酵素を含んでもよい。酵素の例としては、任意に組み合わされる、プロテアーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、ペルオキダーゼ、脂肪分解酵素(例えば、メタロ脂肪分解酵素)、キシラナーゼ、リパーゼ、ホスホリパーゼ、エステラーゼ(例えば、アリールエステラーゼ、ポリエステラーゼ)、ペルヒドラーゼ、クチナーゼ、ペクチナーゼ、ペクチン酸リアーゼ、マンナナーゼ、ケラチナーゼ、レダクターゼ、オキシダーゼ(例えば、コリンオキシダーゼ、フェノールオキシダーゼ)、フェノールオキシダーゼ、リポキシゲナーゼ、リグニナーゼ、プルラナーゼ、タンナーゼ、ペントサナーゼ、マラナーゼ、ベータ−グルカナーゼ、アラビノシダーゼ、ヒアルロニダーゼ、コンドロイチナーゼ、ラッカーゼ、メタロプロテイナーゼ、アマドリアーゼ、グルコアミラーゼ、アルファ−アミラーゼ、ベータ−アミラーゼ、ガラクトシダーゼ、ガラクタナーゼ、カタラーゼ、カラギナーゼ(carageenase)、ヒアルロニダーゼ、ケラチナーゼ、ラクターゼ、リグニナーゼ、ペルオキダーゼ、ホスファターゼ、ポリガラクツロナーゼ、プルラナーゼ、ラムノガラクツロナーゼ、タンナーゼ、トランスグルタミナーゼ、キシログルカナーゼ、キシロシダーゼ、メタロプロテアーゼ、アラビノフラノシダーゼ、フィターゼ、イソメラーゼ、トランスフェラーゼおよびアミラーゼが挙げられる。
いくつかの実施形態では、洗剤組成物は、各酵素が組成物の約0.00001重量%〜約10重量%の濃度で含まれる1種以上の酵素(例えば、本明細書で開示したいずれか)と、組成物の残りの洗浄助剤とを含み得る。いくつかの他の実施形態では、洗剤組成物はまた、各酵素を組成物の約0.0001重量%〜約10重量%、約0.001重量%〜約5重量%、約0.001重量%〜約2重量%、または約0.005重量%〜約0.5重量%の濃度で含み得る。
本明細書の洗剤組成物に含まれ得る酵素は、従来の安定剤、例えば、プロピレングリコールまたはグリセロールなどのポリオール;糖または糖アルコール;乳酸;ホウ酸またはホウ酸誘導体(例えば、芳香族ホウ酸エステル)を用いて安定化してもよい。
ある実施形態の洗剤組成物は、本明細書に開示したデキストランエーテル化合物に加えて1種以上の他のタイプのポリマーを含むことができる。他の好適なポリマーの例としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリ(ビニルピロリドン)(PVP)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ(ビニルアルコール)(PVA)、ポリアクリル酸塩などのポリカルボン酸塩、マレイン酸/アクリル酸コポリマー、およびラウリルメタクリレート/アクリル酸コポリマーが挙げられる。
本明細書の洗剤組成物は、漂白系を含有してもよい。漂白系は、例えば、過ホウ酸塩または過カルボン酸塩などのH源を含み得、それは、テトラアセチルエチレンジアミン(TAED)またはノナノイルオキベンゼンスルホン酸塩(NOBS)などの過酸形成漂白活性化剤と併用してもよい。あるいは、漂白系は、ペルオキシ酸(例えば、アミド型、イミド型またはスルホン型ペルオキシ酸)を含んでもよい。あるいはさらに、漂白系は、例えば、ペルヒドロラーゼを含む酵素漂白系、例えば、国際公開第2005/056783号パンフレットに記載の系であってもよい。
本明細書の洗剤組成物は、また、布用コンディショナー、クレー、起泡力増進剤、抑泡剤、防食剤、土壌懸濁剤、再汚染防止剤、染料、殺菌剤、変色防止剤、蛍光増白剤、または香料などの従来の洗剤成分を含有してもよい。本明細書の洗剤組成物のpH(使用濃度の水溶液で測定)は、通常、中性またはアルカリ性(例えば、約7.0〜約11.0のpH)である。
本明細書のデキストランエーテル化合物は、必要に応じて、布ケア組成物などの洗剤組成物中に、再付着防止剤および/または粘土質土壌除去剤として含まれ得ると考えられる(ある態様では、そのような薬剤は、任意選択により、白色維持剤であると特徴付けることができる)。本明細書における好適な他の再付着防止剤および/または粘土質土壌除去剤の例としては、ポリエトキシ双性界面活性剤、アクリル酸またはメタクリル酸と、アクリル酸またはメタクリル酸−エチレンオキシド縮合物との水溶性コポリマー(例えば、米国特許第3719647号明細書)、カルボキシメチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース誘導体(例えば、米国特許第3597416号明細書および同第3523088号明細書)、ならびに、ノニオン性アルキルポリエトキシ界面活性剤、ポリエトキシアルキル第四級カチオン界面活性剤および脂肪アミド界面活性剤(例えば、米国特許第4228044号明細書)が挙げられる。他の好適な再付着防止剤および粘土質土壌除去剤の非限定的な例は、米国特許第4597898号明細書および同4891160号明細書、ならびにAppl.国際公開第95/32272号パンフレットに開示されており、これらの文献は参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示した目的に適合させることのできる洗剤組成物の特定の形態は、例えば、米国特許出願公開第2009/0209445A1号明細書、同第2010/0081598A1号明細書、米国特許第7001878B2号明細書、欧州特許第1504994B1号明細書、国際公開第2001/085888A2号パンフレット、同第2003/089562A1号パンフレット、同第2009/098659A1号パンフレット、同第2009/098660A1号パンフレット、同第2009/112992A1号パンフレット、同第2009/124160A1号パンフレット、同第2009/152031A1号パンフレット、同第2010/059483A1号パンフレット、同第2010/088112A1号パンフレット、同第2010/090915A1号パンフレット、同第2010/135238A1号パンフレット、同第2011/094687A1号パンフレット、同第2011/094690A1号パンフレット、同第2011/127102A1号パンフレット、同第2011/163428A1号パンフレット、同第2008/000567A1号パンフレット、同第2006/045391A1号パンフレット、同第2006/007911A1号パンフレット、同第2012/027404A1号パンフレット、欧州特許第1740690B1号明細書、国際公開第2012/059336A1号パンフレット、米国特許第6730646B1号明細書、国際公開第2008/087426A1号パンフレット、同第2010/116139A1号パンフレット、および同第2012/104613A1号パンフレットに開示されている。これらの文献は全て、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書の洗濯用洗剤組成物は、任意選択的に強力(万能)洗濯用洗剤組成物であってよい。典型的な強力洗濯用洗剤組成物は、洗浄性アニオン界面活性剤(直鎖、分岐鎖もしくはランダム鎖の置換もしくは非置換アルキルスルフェート、アルキルスルホネート、アルコキシル化アルキルスルフェート、アルキルホスフェート、アルキルホスホネート、アルキルカルボキシレートおよび/またはそれらの混合物の群から選択される)、および、任意選択的に、ノニオン界面活性剤(直鎖、分岐鎖もしくはランダム鎖の置換もしくは非置換アルコキシル化アルコールアルキル、例えば、C8〜C18エトキシル化アルキルアルコールおよび/またはC6〜C12アルキルフェノールアルコキシレートの群から選択される)洗浄性界面活性剤(10重量/重量%〜40重量/重量%)を含み、洗浄性アニオン界面活性剤(6.0〜9の親水性指数(HIc)を有する)と洗浄性ノニオン界面活性剤の重量比は1:1より大きい。好適な洗浄性界面活性剤としては、また、洗浄性カチオン界面活性剤(アルキルピリジニウム化合物、アルキル第四級アンモニウム化合物、アルキル第四級ホスホニウム化合物、アルキル三元スルホニウム化合物および/またはそれらの混合物からの群から選択される);双性および/または両性の洗浄性界面活性剤(アルカノールアミンスルホベタインの群から選択される);両性界面活性剤;半極性ノニオン性界面活性剤、ならびにそれらの混合物が挙げられる。
強力洗濯用洗剤組成物などの本明細書の洗剤には、任意選択的に、両親媒性アルコキシル化グリース洗浄ポリマー(1群の分岐親水性および疎水性を有するアルコキシル化ポリマー、例えば0.05wt%〜10wt%の範囲のアルコキシル化ポリアルキレンイミンの群から選択される)、および/またはランダムグラフトポリマー(典型的には、不飽和C1〜C6カルボン酸、エーテル、アルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、糖単位、アルコキシ単位、無水マレイン酸、グリセロールなどの飽和ポリアルコール、ならびにそれらの混合物からなる群から選択されるモノマーを含む親水性骨格からなる);ならびに、C4〜C25アルキル基、ポリプロピレン、ポリブチレン、飽和C1〜C6モノ−カルボン酸のビニルエステル、アクリル酸もしくはメタクリル酸のC1〜C6アルキルエステルおよびそれらの混合物からなる群から選択される疎水性側鎖からなる界面活性増強性ポリマーが含まれてもよい。
強力洗濯用洗剤組成物などの本明細書の洗剤には、任意選択的に、追加のポリマー、例えば、防汚ポリマー(アニオンでエンドキャップされたポリエステル、例えばSRP1、サッカライド、ジカルボン酸、ポリオールおよびそれらの組み合わせから選択される少なくとも1種のモノマー単位を含むランダムもしくはブロック構造のポリマー、エチレンテレフタレートをベースとする、ランダムもしくはブロック構造のポリマーおよびそれらのコポリマー、例えばREPEL−O−TEX SF、SF−2及びAND SRP6、TEXCARE SRA100、SRA300、SRN100、SRN170、SRN240、SRN300およびSRN325、MARLOQUEST SLが挙げられる)、本明細書の再付着防止剤(0.1wt%〜10wt%)カルボキシレートポリマー、例えばアクリル酸、マレイン酸(もしくは無水マレイン酸)、フマル酸、イタコン酸、アコニット酸、メサコン酸、シトラコン酸、メチレンマロン酸およびそれらの任意の混合物から選択される少なくとも1種のモノマーを含むポリマー、ビニルピロリドンホモポリマーおよび/またはポリエチレングリコール(500〜100,000Daの範囲の分子量);ならびにポリマーカルボキシレート(例えば、マレエート/アクリレートランダムコポリマーまたはポリアクリレートホモポリマー)が含まれてもよい。
強力洗濯用洗剤組成物などの本発明の洗剤には、任意選択的に、さらに飽和もしくは不飽和脂肪酸、好ましくは飽和もしくは不飽和C12〜C24脂肪酸(0wt%〜10wt%);本明細書に開示したデキストラン化合物に加えて沈着助剤(その例としては、多糖類、セルロースポリマー、ポリジアリルジメチルアンモニウムハロゲン化物(DADMAC)、およびランダムもしくはブロック構造の、DAD MACとビニルピロリドン、アクリルアミド、イミダゾール、イミダゾリウムハロゲン化物およびこれらの混合物、カチオン性グアーガム、カチオン性デンプン、カチオン性ポリアクリルアミド、ならびにこれらの混合物が挙げられる)が含まれてもよい。
強力洗濯用洗剤組成物などの本明細書の洗剤にはさらに、任意選択的に、その例として、マンガンフタロシアニン、ペルオキシダーゼ、ポリビニルピロリドンポリマー、ポリアミンN−オキシドポリマー、N−ビニルピロリドンとN−ビニルイミダゾールのコポリマー、ポリビニルオキサゾリドン、およびポリビニルイミダゾールならびに/またはそれらの混合物が挙げられる染料移行阻害剤;その例として、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸(DTPMP)、ヒドロキシ−エタンジホスホン酸(HEDP)、エチレンジアミンN,N’−ジコハク酸(EDDS)、メチルグリシン二酢酸(MGDA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、プロピレンジアミン四酢酸(PDTA)、2−ヒドロキシピリジン−N−オキシド(HPNO)、またはメチルグリシン二酢酸(MGDA)、グルタミン酸N,N−二酢酸(N,N−ジカルボキシメチルグルタミン酸四ナトリウム塩(GLDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、4,5−ジヒドロキシ−m−ベンゼンジスルホン酸、クエン酸、およびそれらの塩、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、トリエチレンテトラアミン六酢酸(TTHA)、N−ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HEIDA)、ジヒドロキシエチルグリシン(DHEG)、エチレンジアミンテトラプロピオン酸(EDTP)、およびそれらの誘導体が挙げられるキレート剤が含まれてもよい。
強力洗濯用洗剤組成物などの本明細書の洗剤には、任意選択的に、シリコーンもしくは脂肪酸をベースとする石鹸泡抑制剤;色相染料(hueing dye)、カルシウムおよびマグネシウムカチオン、視覚信号化成分(visual signaling ingredient)、消泡剤(0.001wt%〜約4.0wt%)、ならびに/またはジグリセリドおよびトリグリセリド、エチレングリコールジステアレート、微結晶セルロース、マイクロファイバーセルロース、バイオポリマー、キサンタンガム、ゲランガムおよびそれらの混合物からなる群から選択されるストラクチュラント/増粘剤(0.01wt%〜5wt%)が含まれてもよい。そのようなストラクチュラント/増粘剤は、ある実施形態では、洗剤に含まれる1種以上のデキストランエーテル化合物に追加されるであろう。ストラクチュラントは、構造剤とも呼ぶことができる。
本明細書の洗剤は、例えば、強力乾燥/固体洗濯用洗剤組成物の形態であってよい。そのような洗剤には、(i)洗浄性界面活性剤、例えば、本明細書に開示した洗浄性アニオン界面活性剤、本明細書に開示した洗浄性ノニオン界面活性剤、本明細書に開示した洗浄性カチオン界面活性剤、本明細書に開示した双性および/または両性洗浄性界面活性剤、両性界面活性剤、半極性ノニオン界面活性剤、およびこれらの混合物;(ii)ビルダー、例えば、リン酸塩を含まないビルダー(例えば、0wt%〜10wt%未満の範囲のゼオライトビルダー)、リン酸塩ビルダー(例えば、0wt%〜10wt%未満の範囲のトリポリリン酸ナトリウム)、クエン酸、クエン酸塩およびニトリロ三酢酸、ケイ酸塩(例えば、0wt%〜10wt%未満の範囲のケイ酸ナトリウムもしくはカリウム、またはメタケイ酸ナトリウム);炭酸塩(例えば、0wt%〜80wt%未満の範囲の炭酸ナトリウムおよび/または重炭酸ナトリウム)、およびこれらの混合物;(iii)漂白剤、例えば、光漂白剤(例えば、スルホン化亜鉛フタロシアニン、スルホン化アルミニウムフタロシアニン、キサンテン染料、およびこれらの混合物)、疎水性もしくは親水性漂白活性化剤(例えば、ドデカノイルオキシベンゼンスルホネート、デカノイルオキシベンゼンスルホネート、デカノルオキシ安息香酸もしくはその塩、3,5,5−トリメチルヘキサノイルオキシベンゼンスルホネート、テトラセチルエチレンジアミン−TAED、ノナノイルオキシベンゼンスルホネート−NOBS、ニトリルクアット、およびこれらの混合物)、過酸化水素の任意の起源(例えば、その例には過ホウ酸塩、過炭酸塩、過硫酸塩、過リン酸塩もしくは過ケイ酸塩のモノもしくはテトラハイドレートナトリウム塩が含まれる無機ペルハイドレート塩)、予備成形親水性および/もしくは疎水性過酸(例えば、過カルボン酸および塩、過炭酸および塩、過イミド酸および塩、ペルオキソ一硫酸および塩、ならびにこれらの混合物);および/または(iv)他の成分、例えば、漂白触媒(例えば、その例としてイミニウムカチオンおよびポリイオン、イミニウム双性イオン、変性アミン、変性アミンオキシド、N−スルホニルイミン、N−ホスホニルイミン、N−アシルイミン、チアジアゾールジオキシド、ペルフルオロイミン、環状糖ケトン、およびこれらの混合物が挙げられるイミン系漂白増強剤)、および金属含有漂白触媒(例えば、亜鉛もしくはアルミニウムなどの補助金属カチオン、およびEDTA、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)などの金属イオン封鎖剤と併用する、銅、鉄、チタン、ルテニウム、タングステン、モリブデンまたはマンガンカチオン)が含まれてもよい。
本明細書に開示した組成物は、例えば、食器用洗剤組成物の形態であってよい。食器用洗剤の例としては、自動食器洗い機用洗剤(通常、食器洗い機で使用される)および食器手洗い用洗剤が挙げられる。食器洗い機用洗剤組成物は、例えば、本明細書に開示した乾燥または液体/水性の形態であってよい。食器洗い用洗剤組成物のある実施形態に含まれ得る成分としては、例えば、リン酸塩;酸素系または塩素系漂白剤;ノニオン界面活性剤;アルカリ塩(例えば、メタケイ酸塩;アルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム);本明細書に開示した活性酵素;防錆剤(例えば、ケイ酸ナトリウム);消泡剤;陶磁器からの艶や文様の除去を緩徐化するための添加物;香料;凝固防止剤(顆粒状洗剤中);デンプン(錠剤型洗剤中);ゲル化剤(液体/ゲル型洗剤中);および/または砂(粉末洗剤)の1種以上が挙げられる。
自動食器洗い機用洗剤または液体食器洗い用洗剤などの食器洗い用洗剤は、(i)0〜10wt%の範囲で含まれるエトキシル化ノニオン界面活性剤、アルコキシル化アルコール界面活性剤、エポキシキャップされたポリ(オキシアルキル化)アルコールもしくはアミンオキシド界面活性剤などのノニオン界面活性剤;(ii)リン酸塩ビルダー(例えば、一リン酸塩、二リン酸塩、トリポリリン酸塩、他のオリゴマーポリリン酸塩、トリポリリン酸ナトリウム−STPP)、リン酸を含まないビルダー(例えば、メチル−グリシン二酢酸[MGDA]およびその塩もしくは誘導体、グルタミン−N,N−二酢酸[GLDA]およびその塩もしくは誘導体、イミノ二酢酸(IDS)およびその塩もしくは誘導体、カルボキシメチルイヌリンおよびその塩もしくは誘導体、ニトリロ三酢酸[NTA]、ジエチレントリアミン五酢酸[DTPA]、B−アラニン二酢酸[B−ADA]およびその塩などの、アミノ酸をベースとした化合物)、ポリカルボン酸のホモポリマーおよびコポリマー、ならびにそれらの部分的もしくは完全に中和された塩、0.5wt%〜50wt%の範囲のモノマーポリカルボン酸およびヒドロキシカルボン酸、ならびにそれらの塩、または約0.1wt%〜約50wt%の範囲のスルホン化/カルボキシル化ポリマーなどの、約5〜60wt%の範囲のビルダー;(iii)0.1wt%〜約10wt%の範囲の乾燥助剤(例えば、任意選択的にまた別の3〜6の官能基−一般的には重縮合を誘導する酸、アルコールもしくはエステル官能基を有するモノマーを併用するポリエステル、特にアニオン性ポリエステル、ポリカーボネート−、ポリウレタン−および/もしくはポリウレア−ポリオルガノシロキサン化合物、またはそれらの前駆体化合物、特に反応性環状炭酸塩およびウレアタイプのもの);(iv)約1wt%〜約20wt%の範囲のケイ酸塩(例えば、二ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウムおよび結晶性フィロケイ酸塩などの、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウム);(v)無機漂白剤(例えば、過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩、過硫酸塩および過ケイ酸塩などのペルハイドレート塩)および/または有機漂白剤(例えば、ジアシル−およびテトラアシルペルオキシド、特にジペルオキシドデカン二酸、ジペルオキシテトラデカン二酸およびジペルオキシヘキサデカン二酸などの有機ペルオキシ酸);(vi)漂白活性化剤(例えば、約0.1wt%〜約10wt%の範囲の有機過酸前駆体)および/または漂白触媒(例えば、マンガントリアザシクロノナンおよび関連錯体;Co、Cu、MnおよびFeビスピリジルアミンおよび関連錯体;ならびにペンタミン酢酸コバルト(III)および関連錯体);(vii)約0.1wt%〜5wt%の範囲の金属ケア剤(例えば、ベンザトリアゾール、金属塩および金属錯体、ならびに/またはケイ酸塩);および/または(viii)自動食器洗い機用洗剤組成物1グラム当たり約0.01〜5.0mgの範囲の本明細書に開示した活性酵素、および酵素安定剤(例えば、オリゴ糖、多糖および無機二価金属塩)を含むことができる。
非常に多くの商業的に入手可能な洗剤調製物が、本明細書に開示したデキストランエーテル化合物を含むように適応させることができると考えられる。例としては、PUREX(登録商標)ULTRAPACKS(Henkel)、FINISH(登録商標)QUANTUM(Reckitt Benckiser)、CLOROX(商標)2 PACKS(Clorox)、OXICLEAN MAX FORCE POWER PAKS(Church & Dwight)、TIDE(登録商標)STAIN RELEASE、CASCADE(登録商標)ACTIONPACS、およびTIDE(登録商標)PODS(商標)(Procter & Gamble)が挙げられる。
本明細書に開示した組成物は、例えば、口腔ケア組成物の形態であってよい。口腔ケア組成物の例としては、何らかの形態の口腔ケア(例えば、虫歯[歯のケア]、歯肉炎、歯垢、歯石および/または歯周病の治療または予防)を提供する歯磨き剤、練り歯磨き、マウスウォッシュ、口内洗浄剤、チューインガム、可食ストリップ、および歯クリーニングクリーム/ゲルが挙げられる。口腔ケア組成物はまた、舌の表面、硬口蓋および軟口蓋、頬粘膜、歯茎および歯の表面などの口腔内のあらゆる軟質または硬質表面を包含する「口腔面」を治療するためのものであってよい。本明細書の「歯の表面」は、例えば、天然の歯の表面、または、歯冠、キャップ、充填物、ブリッジ、義歯もしくは歯科用インプラントなどの人工歯の硬質の表面である。
本明細書の口腔ケア組成物は、例えば、本明細書に開示した1種以上のデキストランエーテル化合物を、約0.01〜15.0wt%(例えば、約0.1〜10wt%、約0.1〜5.0wt%または約0.1〜2.0wt%)含むことができる。口腔ケア組成物に含まれる1種以上のデキストランエーテル化合物は、時に、組成物に増粘剤および/または分散剤として配合することができ、それは組成物に所望の稠度および/または口当たりを付与するのに有用であり得る。本明細書の口腔ケア組成物には、例えば、カルボキシビニルポリマー、カラギーナン(例えば、L−カラギーナン)、天然ゴム(例えば、カラヤ、キサンタン、アラビアゴム、トラガカント)、コロイド状ケイ酸マグネシウムアルミニウムまたはコロイドシリカなどの1種以上の他の増粘剤または分散剤もまた配合することができる。
本明細書の口腔ケア組成物は、例えば、練り歯磨きまたは他の歯磨き剤であってよい。本明細書に記載の、そのような組成物および他の任意の口腔ケア組成物は、限定はされないが、虫歯予防薬、抗微生物剤もしくは抗細菌剤、抗歯石剤もしくは歯石防止剤、界面活性剤、研磨剤、pH調節剤、起泡調節剤、保湿剤、香料、甘味料、顔料/着色料、ホワイトニング剤、および/または他の適切な成分の1種以上をさらに含むことができる。1種以上のデキストランエーテル化合物を加えることができる口腔ケア組成物の例は、米国特許出願公開第2006/0134025号明細書、同第2002/0022006号明細書および同第2008/0057007号明細書に開示されており、これらの文献は参照により本明細書に組込まれる。
本明細書に記載の虫歯予防薬は、経口的に許容されるフッ化物イオン源であり得る。適切なフッ化物イオン源としては、例えば、フッ素化合物、モノフルオロリン酸塩およびフルオロケイ酸塩、ならびにオラフルル(N’−オクタデシルトリメチレンジアミン−N,N,N’−トリス(2−エタノール)−ジヒドロフルオリド)を含むアミンフッ化物が挙げられる。虫歯予防薬は、例えば、組成物に、全体で約100〜20000ppm、約200〜5000ppmまたは約500〜2500ppmのフッ化物イオンを与える量で含まれ得る。フッ化ナトリウムがフッ化物イオンの単独源である場合の口腔ケア組成物では、例えば、約0.01〜5.0wt%、約0.05〜1.0wt%または約0.1〜0.5wt%の量のフッ化ナトリウムが組成物中に含まれ得る。
本明細書に記載の、口腔ケア組成物の使用に適した抗微生物剤または抗細菌剤としては、例えば、フェノール化合物(例えば、4−アリルカテコール;ベンジルパラベン、ブチルパラベン、エチルパラベン、メチルパラベンおよびプロピルパラベンなどのp−ヒドロキシ安息香酸エステル類;2−ベンジルフェノール;ブチル化ヒドロキシアニソール;ブチル化ヒドロキシトルエン;カプサイシンン;カルバクロール;クレオソール;オイゲノール;グアイアコール;ヘキサクロロフェンおよびブロモクロロフェンなどのハロゲン化ビスフェノール類;4−ヘキシルレゾルシノール、8−ヒドロキシキノリンおよびその塩、サリチル酸メンチル、サリチル酸メチルおよびサリチル酸フェニルなどのサリチル酸エステル;フェノール;ピロカテコール;サリチルアニリド;チモール;トリクロサンおよびトリクロサン一リン酸などのハロゲン化ジフェニルエーテル化合物)、銅(II)化合物(例えば、塩化銅(II)、フッ化物、硫酸塩および水酸化物)、亜鉛イオン源(例えば、亜鉛酢酸塩、クエン酸塩、グリシン酸塩、酸化物および硫酸塩)、フタル酸およびその塩(例えば、フタル酸マグネシウム一カリウム)、ヘキセチジン、オクテニジン、サンギナリン、塩化ベンザルコニウム、臭化ドミフェン、塩化アルキルピリジニウム(例えば、塩化セチルピリジニウム、塩化テトラデシルピリジニウム、塩化N−テトラデシル−4−エチルピリジニウム)、ヨウ素、スルホンアミド、ビスビグアニド(例えば、アレキシジン、クロルヘキシジン、グルコン酸クロルヘキシジン)、ピペリジン誘導体(例えば、デルモピノール、オクタピノール)、マグノリア抽出物、グレープシード抽出物、ローズマリー抽出物、メンソール、ゲラニオール、シトラール、オイカリプトール、抗生物質(例えば、オウグメンチン、アモキシリン、テトラサイクリン、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、メトロニダゾール、ネオマイシン、カナマイシン、クリンダマイシン)、および/または米国特許第5776435号明細書(この文献は参照により本明細書に組み込まれる)で開示の抗細菌剤が挙げられる。1種以上の抗微生物剤は、任意選択により、開示した口腔ケア組成物中に、例えば、約0.01〜10wt%(例えば、0.1〜3wt%)含まれ得る。
本明細書に記載の、口腔ケア組成物の使用に適した抗歯石剤または歯石防止剤としては、例えば、リン酸塩およびポリリン酸塩(例えば、ピロリン酸塩)、ポリアミノプロパンスルホン酸(AMPS)、クエン酸亜鉛三水和物、ポリペプチド(例えば、ポリアスパラギン酸およびポリグルタミン酸)、ポリオレフィンスルホネート、ポリオレフィンリン酸塩、ジホスホネート(例えば、アザシクロヘプタン−2,2−ジホスホン酸などのアザシクロアルカン−2,2−ジホスホネート)、N−メチルアザシクロペンタン−2,3−ジホスホン酸、エタン−1−ヒドロキシ−1,1−ジホスホン酸(EHDP)、エタン−1−アミノ−1,1−ジホスホネート、ならびに/またはホスホノアルカンカルボン酸およびその塩(例えば、そのアルカリ金属塩、およびアンモニウム塩)が挙げられる。有用な無機リン酸塩およびポリリン酸塩としては、例えば、一塩基性、二塩基性および三塩基性リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリン酸塩、ピロリン酸モノナトリウム、ピロリン酸ジナトリウム、ピロリン酸トリナトリウムおよびピロリン酸テトラナトリウム、ピロリン酸二水素二ナトリウム、三メタリン酸ナトリウム、六メタリン酸ナトリウム、またはこれらのナトリウムがカリウムまたはアンモニウムで置換されたものが挙げられる。ある実施形態では、他の有用な抗歯石剤として、アニオン性ポリカルボキシレートポリマー(例えば、ポリビニルメチルエーテル/無水マレイン酸コポリマーなどの、アクリル酸、メタクリル酸および無水マレイン酸のポリマーまたはコポリマー)が挙げられる。さらに他の有用な抗歯石剤としては、ヒドロキシカルボン酸などの金属イオン封鎖剤(例えば、クエン酸、フマル酸、リンゴ酸、酒石酸、およびシュウ酸、ならびにそれらの塩)、およびアミノポリカルボン酸(例えば、EDTA)が挙げられる。1種以上の抗歯石剤または歯石防止剤は、開示した口腔ケア組成物中に、任意選択により、例えば、約0.01〜50wt%(例えば、約0.05〜25wt%または約0.1〜15wt%)含まれ得る。
本明細書に記載の口腔ケア組成物での使用に適した界面活性剤は、例えば、アニオン性、ノニオン性または両性であり得る。適切なアニオン界面活性剤としては、限定はされないが、水溶性塩のC8〜20アルキル硫酸塩、C8〜20脂肪酸のスルホン化モノグリセリド、サルコシン酸塩およびタウリン酸塩が挙げられる。アニオン界面活性剤の例としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ヤシ油モノグリセリドスルホン酸ナトリウム、ラウリルサルコシン酸ナトリウム、ラウリルイセチオン酸ナトリウム、ラウレスカルボン酸ナトリウムおよびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが挙げられる。適切なノニオン界面活性剤としては、限定はされないが、ポロキサマー、ポリオキシエチレンソルビタンエステル、脂肪アルコールエトキシレート、第三級アミン酸化物、第三級ホスフィン酸化物およびジアルキルスルホキシドが挙げられる。適切な両性界面活性剤としては、限定はされないが、カルボン酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩またはホスホン酸塩などのアニオン基を有する、C8〜20の第二級および第三級脂肪族アミンの誘導体が挙げられる。適切な両性界面活性剤の例は、ココアミドプロピルベタインである。1種以上の界面活性剤は、開示の口腔ケア組成物中に、任意選択により、全量で、例えば、約0.01〜10wt%(例えば、約0.05〜5.0wt%または約0.1〜2.0wt%)含まれる。
本明細書に記載の口腔ケア組成物中で使用するのに適した研磨剤としては、例えば、シリカ(例えば、シリカゲル、ケイ酸、沈降シリカ)、アルミナ、不溶性リン酸塩、炭酸カルシウムおよび樹脂研磨材(例えば、尿素−ホルムアルデヒド縮合生成物)を挙げ得る。本明細書に記載の研磨剤として有用な不溶性リン酸塩の例は、オルトリン酸塩、ポリメタリン酸塩およびピロリン酸塩であり、オルトリン酸二カルシウム二水和物、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸ベータ−カルシウム、リン酸三カルシウム、ポリメタリン酸カルシウムおよび不溶性ポリメタリン酸ナトリウムが挙げられる。1種以上の研磨剤は、開示の口腔ケア組成物中に、任意選択により、全量で、例えば、約5〜70wt%(例えば、約10〜56wt%または約15〜30wt%)含まれる。ある実施形態では、研磨剤の平均粒子径は、約0.1〜30ミクロン(例えば、約1〜20ミクロンまたは約5〜15ミクロン)である。
ある実施形態における口腔ケア組成物は、少なくとも1種のpH調節剤を含み得る。そのような薬剤は、約2〜10のpH範囲(例えば、約2〜8、3〜9、4〜8、5〜7、6〜10、または7〜9のpH範囲)へと、組成物のpHを、酸性化するため、より塩基性にするため、または緩衝するために選択され得る。本明細書で有用なpH調節剤の例としては、限定はされないが、カルボン酸、ホスホン酸およびスルホン酸;酸塩(例えば、クエン酸一ナトリウム、クエン酸二ナトリウム、マレイン酸一ナトリウム);アルカリ金属水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどの炭酸塩、セスキ炭酸塩);ホウ酸塩;ケイ酸塩;リン酸塩(例えば、リン酸一ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸塩);およびイミダゾールが挙げられる。
本明細書に記載の口腔ケア組成物で使用するのに適した起泡調節剤は、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)であり得る。例えば、高分子量PEG、例えば、約200000〜7000000(例えば、約500000から5000000または約1000000〜2500000)の平均分子量を有するものが、適している。1種以上のPEGは、開示の口腔ケア組成物中に、任意選択により、全量で、例えば、約0.1〜10wt%(例えば、約0.2〜5.0wt%または約0.25〜2.0wt%)含まれる。
ある実施形態の口腔ケア組成物は、少なくとも1種の保湿剤を含み得る。ある実施形態の保湿剤は、グリセリン、ソルビトール、キシリトールまたは低分子量PEGなどの多価アルコールであり得る。最も適した保湿剤は、本明細書においては、甘味料としても働き得る。1種以上の保湿剤は、開示した口腔ケア組成物中に、任意選択により、全量で、例えば、約1.0〜70wt%(例えば、約1.0〜50wt%、約2〜25wt%、または約5〜15wt%)含まれる。
天然または人工甘味料は、任意選択により、本明細書に記載の口腔ケア組成物に含まれ得る。適切な甘味料の例としては、デキストロース、スクロース、マルトース、デキストリン、転化糖、マンノース、キシロース、リボース、フルクトース、レブロース、ガラクトース、コーンシロップ(例えば、高フルクトースコーンシロップまたは固形コーンシロップ)、部分加水分解デンプン、水素化デンプン加水分解物、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、マルチトール、イソマルト、アスパルテーム、ネオテーム、サッカリンおよびその塩、ジペプチドをベースとする強力甘味料、およびシクラミン酸塩が挙げられる。1種以上の甘味料は、開示した口腔ケア組成物中に、任意選択により、全量で、例えば約0.005〜5.0wt%含まれる。
天然または人工香料は、任意選択により、本明細書に記載の口腔ケア組成物に含まれ得る。適切な香料の例としては、バニリン;セージ;マジョラム;オランダセリ油;スペアミント油;シナモン油;冬緑油(サリチル酸メチル);ペパーミント油;チョウジ油;ベイ油;アニス油;ユーカリ油;カンキツ油;果実油;レモン、オレンジ、ライムグレープフルーツ、アンズ、バナナ、ブドウ、リンゴ、イチゴ、サクランボまたはパイナップルなどに由来する精油;コーヒー、ココア、コーラ、ピーナッツまたはアーモンドなどのマメまたはナッツに由来する香味料;ならびに吸着およびカプセル封入香料が挙げられる。清涼または温熱効果などの、口中に芳香および/または他の感覚効果を与える成分もまた、本明細書に記載の香料に包含される。そのような成分としては、限定はされないが、メンソール、酢酸メンチル、乳酸メンチル、樟脳、ユーカリ油、オイカリプトール、アネトール、オイゲノール、カッシア、オキサノン、Irisone(登録商標)、プロペニルグアエトール、チモール、リナロール、ベンズアルデヒド、桂皮アルデヒド、N−エチル−p−メンタン−3−カルボキサミン、N,2,3−トリメチル−2−イソプロピルブタンアミド、3−(1−メントキシ)−プロパン−1,2−ジオール、桂皮アルデヒドグリセロールアセタール(CGA)およびメントングリセロールアセタール(MGA)が挙げられる。1種以上の香料は、開示の口腔ケア組成物中に、任意選択により、全量で、例えば、約0.01〜5.0wt%(例えば、約0.1〜2.5wt%)含まれる。
ある実施形態における口腔ケア組成物は、少なくとも1種の重炭酸塩を含み得る。例えば、重炭酸ナトリウムまたは重炭酸カリウムなどの重炭酸アルカリ金属塩、および重炭酸アンモニウムなどの、経口的に許容される任意の重炭酸塩を使用することができる。1種以上の重炭酸塩は、開示した口腔ケア組成物中に、任意選択により、全量で、例えば、約0.1〜50wt%(例えば、約1〜20wt%)含まれる。
ある実施形態における口腔ケア組成物は、少なくとも1種の増白剤および/または着色料を含み得る。適切なホワイトニング剤は、米国特許第8540971号明細書に開示されているものなどの過酸化物であり、この文献は参照により本明細書に組み込まれる。本明細書における適切な着色料としては、例えば、顔料、染料、レーキ、およびパール剤などの特定の光沢または反射率を付与する化学物質が挙げられる。本明細書に有用な着色料の具体例としては、タルク;マイカ;炭酸マグネシウム;炭酸カルシウム;ケイ酸マグネシウム;ケイ酸マグネシウムアルミニウム;シリカ;二酸化チタン;酸化亜鉛;赤色、黄色、褐色および黒色酸化鉄;第二鉄アンモニウムフェロシアン化合物;マンガンバイオレット;ウルトラマリン;チタン化マイカ;およびオキシ塩化ビスマスが挙げられる。1種以上の着色剤は、開示した口腔ケア組成物中に、任意選択により、全量で、例えば、約0.001〜20wt%(例えば、約0.01〜10wt%または約0.1〜5.0wt%)含まれる。
任意選択により、本明細書に記載の口腔組成物に含有させることができるさらなる成分としては、例えば、1種以上の酵素(上記)、ビタミン類および抗接着剤が挙げられる。本明細書で有用なビタミン類の例としては、ビタミンC、ビタミンE、ビタミンB5および葉酸が挙げられる。適切な抗接着剤の例としては、ソルブロール、フィシンおよびクオラムセンシング阻害剤が挙げられる。
本開示はまた、水性組成物の粘度を増大させる方法に関する。この方法は、本明細書に開示した少なくとも1種のデキストランエーテル化合物を水性組成物と接触させる工程を含む。この方法における接触工程は、水性組成物の粘度を、接触工程前の水性組成物の粘度より増大させる。例えば、本明細書に開示した親水コロイドおよび水性溶液はいずれも、この方法で生成または改質することができる。
本明細書に記載の水性組成物は、例えば、水(例えば、脱イオン水)、水溶液または親水コロイドであり得る。接触工程前の水性組成物の粘度は、約20〜25℃での測定で、例えば、約0〜10,000cP(または0〜10,000cPの間の任意の整数)であり得る。ある実施形態では、水性組成物は親水コロイドなどであり得るので、本方法が既に粘性である水性組成物の粘度を増大させるために使用することができることは明白であろう。
ある実施形態では、本明細書に記載のデキストランエーテルを水性組成物と接触させることにより、水性組成物の粘度を増大させる。この粘度の増大は、接触工程前の水性組成物の粘度と比較して、例えば、少なくとも約1%、10%、100%、1000%、100000%もしくは1000000%(または1%〜1,000,000%の間の任意の整数)の増大であり得る。粘度における極めて大きな上昇率は、接触工程前の水性組成物が粘度をほとんど有さないか全く有していない場合に本明細書に開示した方法を用いると得られることは明白であろう。粘度の上昇は、例えば、本方法により得られた水性組成物の粘度(すなわち、接触工程後)を、本方法前に存在していた水性組成物の粘度(すなわち、接触工程前)と比較することによって決定することができる。
ある実施形態では、本明細書に記載のデキストランエーテルを水性組成物と接触させることにより、水性組成物のずり減粘挙動またはずり増粘挙動を増大させる。したがって、これらの実施形態では、デキストランエーテルが水性組成物をレオロジー的に改質する。ずり減粘挙動またはずり増粘挙動の増大は、接触工程前の水性組成物のずり減粘挙動またはずり増粘挙動と比較して、例えば、少なくとも約1%、10%、100%、1000%、100000%もしくは1000000%(または1%〜1,000,000%の間の任意の整数)の増大であり得る。レオロジー的改質の極めて大きな上昇率は、接触工程前の水性組成物がレオロジー挙動をほとんど示さないか全く示さない場合に本明細書に開示した方法を用いると得られることは明白であろう。
水性組成物の粘度を増大させる方法における接触工程は、当該技術分野で知られた方法で、本明細書に開示したデキストランエーテル化合物を水性組成物に混合または溶解させることによって実施できる。例えば、混合または溶解は、手動で、または機械(例えば、工業用ミキサーもしくはブレンダー、オービタルシェーカー、撹拌板、ホモジナイザー、超音波処理器、ビーズミル)を用いて実施できる。混合または溶解は、ある実施形態では、ホモジナイゼーション工程を含むことができる。ホモジナイゼーション(および他の任意のタイプの混合)は、デキストランエーテルを水性組成物と混合する必要に応じて、約5〜60、5〜30、10〜60、10〜30、5〜15もしくは10〜15秒(または5〜60秒の任意の整数)以上の時間にわたって行うことができる。ホモジナイザーは、例えば、約5000〜30000rpm、10000〜30000rpm、15000〜30000rpm、15000〜25000rpmもしくは20000rpm(または5,000〜30,000rpmの任意の整数)で使用することができる。
本明細書に記載のデキストランエーテル化合物を水性組成物と混合または水性組成物に溶解させた後、得られた水性組成物は、濾過してもよく濾過しなくてもよい。例えば、ホモジナイゼーション工程により調製した水性組成物は、濾過してもよく濾過しなくてもよい。
上述の方法のある実施形態は、本明細書に開示した水性組成物、例えば、食品(例えば、キャンディフィリングなどの菓子類)、医薬品(例えば、賦形剤)、家庭用品(例えば、洗濯用洗剤、布用柔軟剤、自動食器洗い機用洗剤)、パーソナルケア製品(例えば、練り歯磨きなどの水含有歯磨き剤)、または工業用品などを調製するために使用することができる。
本開示はまた、材料を処理する方法に関する。この方法は、材料を、本明細書に開示した少なくとも1種のデキストランエーテル化合物を含む水性組成物と接触させる工程を含む。
本明細書に記載の接触方法において水性組成物と接触させる材料は、ある実施形態では、布を含み得る。本明細書に記載の布は、天然繊維、合成繊維、半合成繊維、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。本明細書における半合成繊維は、化学的に誘導体化された天然型材料を使用して製造され、その1つの例がレーヨンである。本明細書に記載の布タイプの非限定的な例としては、(i)セルロース繊維、例えば、綿(例えば、ブロードクロス、キャンバス、シャンブレー、シェニール、チンツ、コーデュロイ、クレトン、ダマスク、デニム、フランネル、ギンガム、ジャガード、ニット、マテラーゼ、オックスフォード、パーケール、ポプリン、プリッス、サテン、シャーサッカー、シアー、テリークロス、ツイル、ベルベット)、レーヨン(例えば、ビスコース、モーダル、リオセル)、リネンおよびTencel(登録商標);(ii)タンパク質性繊維、例えば、シルク、ウールおよび関連哺乳動物繊維;(iii)合成繊維、例えば、ポリエステル、アクリル、ナイロンなど;(iv)ジュート、亜麻、ラミー、コイア、カポック、サイザル、ヘネケ、アバカ、ヘンプおよびサンヘンプ由来の植物性長繊維;ならびに(v)(i)〜(iv)の布の任意の組み合わせから作られた布が挙げられる。布タイプ(例えば、天然および合成)の組み合わせを含む布としては、例えば、綿繊維およびポリエステルの両方を含むものが挙げられる。本明細書に記載の1種以上の布を含む材料/製品としては、例えば、衣類、カーテン、ドレープ、室内装飾材料、カーペット、ベッド用シーツ類、浴用リネン、テーブルクロス、寝袋、テント、自動車の内装などが挙げられる。天然および/または合成繊維を含む他の材料としては、例えば、不織布、詰め物、紙およびフォームが挙げられる。
布と接触させる水性組成物は、例えば、布ケア組成物(例えば、洗濯用洗剤、布用柔軟剤)であり得る。したがって、ある実施形態の処理方法は、布ケア組成物を使用する場合、布ケア法または洗濯法と見なすことができる。本明細書に記載の布ケア組成物は、以下の布ケアの恩恵(すなわち、以下の実質的表面効果)の1つ以上をもたらすと考えられる:シワの除去、耐シワ性、シワへの抵抗、布の摩耗低減、布の耐摩耗性、布のピリング減少、布の耐用年数の延長、布の色の維持、布の退色低減、染料のにじみ低減、布の色復元、布の汚れ低減、布の汚れの放出、布の形状維持、布帛の滑らかさ増進、布への汚れの再付着防止、洗濯物の黒ずみ防止、布の風合い/手触り、および/または布の収縮低減。
本明細書の布ケア法もしくは洗濯法を実施するための条件(例えば、時間、温度、洗浄/濯ぎ量)の例は、国際公開第1997/003161号パンフレット、ならびに米国特許第4794661号明細書、同第4580421号明細書および同第5945394号明細書に開示されており、これらの文献は参照により本明細書に組み込まれる。他の例では、布を含む材料を、本明細書に記載の水性組成物と(i)少なくとも約5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110または120分間、(ii)少なくとも約10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90または95℃(例えば、洗濯物の洗浄または濯ぎでは、約15〜30℃の「低」温、約30〜50℃の「中」温、約50〜95℃の「高」温)の温度、(iii)約2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12(例えば、約2〜12または約3〜11のpH範囲)のpH、(iv)少なくとも約0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5または4.0wt%の塩(例えば、NaCl)濃度で、あるいは(i)〜(iv)の任意の組み合わせで接触させることができる。
布ケア法もしくは洗濯法における接触工程は、例えば、洗浄工程、浸漬工程および/または濯ぎ工程を含むことができる。さらに別の実施形態では、材料または布の接触は、当該技術分野で知られた方法、例えば、溶解、混合、振とう、噴霧、処理、浸漬、フラッシュ洗浄、上もしくは中への注入、結合、塗装、コーティング、塗布、貼付、および/または有効量の本明細に記載のデキストランエーテル化合物の布もしくは材料への移行によって実施することができる。さらに別の実施形態では、接触は、布を処理して実質的表面効果を付与するために使用され得る。本明細書で使用する用語「布の風合い」または「手触り」は、人が布に触ったときの感覚反応を意味し、それは物理的、生理学的、心理学的、社会的、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。一実施形態では、布の風合いは、相対風合い値を測定するためのPhabrOmeter(登録商標)システム(Nu Cybertek,Inc.Davis,CAから入手可能)(米国繊維化学者・色彩技術者協会(American Association of Textile Chemists and Colorists)(AATCC test method“202−2012,Relative Hand Value of Textiles:Instrumental Method”))を用いて測定することができる。
布を含む材料を処理するある実施形態では、水性組成物のデキストランエーテル化合物成分は、布に吸着する。この特徴が、本明細書に開示した布ケア組成物において、本明細書に記載のデキストランエーテル化合物を、(それらの粘度改質効果に加えて)再付着防止剤および/または黒ずみ防止剤として有用なものにすると考えられる。本明細書の再付着防止剤または黒ずみ防止剤は、汚れが取り除かれた後の洗浄水中の衣類に汚れが再び付着することがないようにするのに役立つ。さらに、本明細書に記載の1種以上のデキストランエーテル化合物が布に吸着することにより、その布の機械的特性が強化されると考えられる。
本明細書に記載のデキストランエーテル化合物の布への吸着は、例えば、測色技術(例えば、Dubois et al.,1956,Anal.Chem.28:350−356;Zemljic et al.,2006,Lenzinger Berichte 85:68−76;両文献は参照により本明細書に組み込まれる)、または当該技術分野で知られた他の任意の方法を用いて測定することができる。
上記の処理法において接触させることのできる他の材料としては、食器用洗剤(例えば、自動食器洗い機用洗剤または食器手洗い用洗剤)を用いて処理できる表面が挙げられる。そのような材料の例としては、セラミック材料、磁器、金属、ガラス、プラスチック(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど)および木で作られた、皿、グラス、ポット、鍋、グラタン皿、調理器具および食卓食器(本明細書では、集合的に「食器類」と呼ぶ)の表面が挙げられる。したがって、ある実施形態における処理方法は、例えば、食器洗い法または食器類洗浄法であると見なすことができる。本明細書の食器洗い法または食器類洗浄法を実施するための条件(例えば、時間、温度、洗浄量)の例は、米国特許第8575083号明細書に開示されており、この文献は参照により本明細書に組み込まれる。他の例では、食器類製品は、本明細書に記載の水性組成物と,布を含む材料との接触に関して上で開示した条件のいずれかなどの、適切な条件セットの下で接触させることができる。
上記処理法において接触させることができる他の材料としては、舌、硬口蓋および軟口蓋、頬粘膜、歯肉および歯の表面(例えば、天然の歯、または歯冠、キャップ、充填物、ブリッジ、義歯もしくは歯科用インプラントなどの人工歯の硬質の表面)の表面を含む、口腔内の軟質もしくは硬質表面などの口腔表面が挙げられる。したがって、ある実施形態における処理方法は、例えば、口腔ケア法もしくは歯科治療法であると見なすことができる。口腔表面を本明細書の水性組成物と接触させる条件(例えば、時間、温度)は、そのような接触を行う使用目的に適したものでなければならない。処理法で接触させることのできる他の表面としては、また、皮膚、毛髪または爪などの外皮系の表面が挙げられる。
したがって、本開示のある実施形態は、本明細書に記載のデキストランエーテル化合物を含む材料(例えば、布)に関する。そのような材料は、例えば、本明細書に開示した材料処理方法にしたがって製造することができる。ある実施形態では、材料は、デキストラン化合物を、その化合物が材料の表面に吸着するか、さもなければ接触する場合には、含むことができる。
本明細書に記載の材料を処理する方法のある実施形態は、材料を水性組成物と接触させた後、乾燥させる乾燥工程をさらに含む。乾燥工程は、接触工程の直後に、または接触工程に続き得る1つ以上の追加の工程の後に(例えば、本明細書の水性組成物中で洗浄した後、例えば水で濯ぎ、その後、布を乾燥させる)実施することができる。乾燥は、風乾(例えば、約20〜25℃)、または、例えば、少なくとも約30、40、50、60、70、80、90、100、120、140、160、170、175、180もしくは200℃の温度でなど、当該技術分野で知られたいくつかの任意の手段で実施できる。本明細書において、乾燥された材料に含まれる水は、通常、3、2、1、0.5または0.1wt%未満である。布は、任意選択の乾燥工程を実施するのに好ましい材料である。
本明細書に記載の処理法において使用される水性組成物は、上記の実施形態、または下記の実施例など、本明細書に開示した任意の水性組成物であり得る。したがって、水性組成物のデキストランエーテル成分は、本明細書に開示したいずれかであり得る。水性組成物の例としては、洗剤(例えば、洗濯用洗剤もしくは食器用洗剤)、および練り歯磨きなどの水含有歯磨き剤が挙げられる。
本開示は、また、デキストランエーテル化合物を製造する方法に関する。この方法は、アルカリ性条件下の反応において、デキストランを、有機基を含む少なくとも1種のエーテル化剤と接触させる工程であって、少なくとも1つの有機基はデキストランとエーテル化されて、本明細書で開示するデキストランエーテル化合物を生成する工程を含む。このようにして生成されたデキストランエーテル化合物は、約0.0025〜約3.0の有機基による置換度を有し、任意選択により単離することができる。この方法は、エーテル化反応を含むと考えることができる。
いくつかの実施形態では、上記エーテル化反応物を調製するために、次の工程が行われ得る。本明細書で開示するデキストラン化合物は、アルカリ条件下の反応において、有機基を含む少なくとも1種のエーテル化剤と接触する。この工程は、例えば、調製物(例えば、アルカリ性水酸化物溶液にデキストランが溶解した溶液)を用意するために、まず最初に、デキストランを溶媒(例えば、水またはアルコール)および1種以上のアルカリ性水酸化物と接触させることで、アルカリ性条件を作り出すことにより行うことができる。したがって、いくつかの態様では、エーテル化反応のアルカリ性条件は、アルカリ性水酸化物溶液を含み得る。アルカリ性条件のpHは、例えば、少なくとも約11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8または13.0とすることができる。
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウムおよび/またはテトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどの各種のアルカリ性水酸化物を使用することができる。本明細書のデキストランおよび溶媒を含む調製物中のアルカリ性水酸化物の濃度は、約1〜54wt%、5〜50wt%、5〜10wt%、10〜50wt%、10〜40wt%または10〜30wt%(あるいは1〜54wt%の間の任意の整数)とすることができる。あるいは、水酸化ナトリウムなどのアルカリ性水酸化物の濃度は、約、または少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30wt%とすることができる。アルカリ性条件を作るために使用するアルカリ性水酸化物は、完全な水溶液であっても、エタノールまたはイソプロパノールなどの1種以上の水溶性有機溶媒を含む水溶液であってもよい。あるいは、アルカリ性水酸化物は、アルカリ性条件を用意するために、必要に応じて、固体で加えることができる。
エーテル化反応物を調製する際に、任意選択により、溶媒に含まれるか、または主な溶媒として使用され得る各種有機溶媒としては、例えば、アルコール、アセトン、ジオキサン、イソプロパノールおよびトルエンが挙げられる。トルエンまたはイソプロパノールは、ある実施形態で使用され得る。有機溶媒は、アルカリ性水酸化物を添加する前または後で加えることができる。デキストランおよびアルカリ性水酸化物を含む調製物中の有機溶媒(例えば、イソプロパノールまたはトルエン)の濃度は、少なくとも約10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85もしくは90wt%(または10〜90wt%の間の任意の整数)とすることができる。
本明細書に開示するデキストランは、溶媒および1種以上のアルカリ性水酸化物と、溶解および/または混合することによって接触させることができる。そのような溶解および/または混合は、これらの成分を互いに添加中に、またはその後に行うことができる。ある実施形態では、デキストランを最初に水または水溶液に溶解し、その後、他の溶媒および/またはアルカリ性水酸化物と混合することができる。
デキストラン、溶媒および1種以上のアルカリ性水酸化物を互いに接触させた後、得られた組成物は、任意選択により、最大14日間、周囲温度で維持することができる。本明細書で使用する用語「周囲温度」は、約15〜30℃もしくは20〜25℃の間(または、15〜30℃の間の任意の整数)の温度を意味する。あるいは、組成物は還流しながら、または還流せずに約30℃〜約150℃(または、30〜150℃の間の任意の整数)の温度で最大約48時間、加熱することができる。ある実施形態では、組成物は約70℃で約30〜60分間加熱し得る。このように、本明細書のデキストラン化合物、溶媒および1種以上のアルカリ性水酸化物を互いに混合することにより得られた組成物は、例えば、約65、66、67、68、69、70、71、72、73、74または75℃で約30〜90分間、加熱することができる。
有機基を含むエーテル化剤は、アルカリ性条件下の反応で、デキストランエーテル化合物を生成する本明細書に記載の方法により、ここに開示するデキストラン化合物と接触させることができる。例えば、エーテル化剤は、上で説明したように、デキストラン、溶剤および1種以上のアルカリ性水酸化物を互いに接触させることにより調製した組成物に添加することができる。あるいは、エーテル化剤は、アルカリ性条件を作るときに含めることができる(例えば、エーテル化剤は、アルカリ性水酸化物を溶解/混合する前に、デキストランおよび溶剤と混合することができる)。エーテル化反応には、1種以上のエーテル化剤を使用することができる。
ある実施形態では、エーテル化剤は、アルキル基、ヒドロキシアルキル基またはカルボキシアルキル基をデキストランとエーテル化することができる。
アルキルデキストランエーテル化合物の調製に好適なエーテル化剤としては、例えば、硫酸ジアルキル、炭酸ジアルキル、ハロゲン化アルキル(例えば、塩化アルキル)、ヨードアルカン、アルキルトリフラート(アルキルトリフルオロメタンスルホネート)およびアルキルフルオロスルホネートが挙げられる。したがって、メチルデキストランエーテルを生成するエーテル化剤の例としては、硫酸ジメチル、炭酸ジメチル、塩化メチル、ヨードメタン、メチルトリフレートおよびメチルフルオロスルホネートが挙げられる。エチルデキストランエーテルを生成するエーテル化剤の例としては、硫酸ジエチル、炭酸ジエチル、塩化エチル、ヨードエタン、エチルトリフレートおよびエチルフルオロスルホネートが挙げられる。プロピルデキストランエーテルを生成するエーテル化剤の例としては、硫酸ジプロピル、炭酸ジプロピル、塩化プロピル、ヨードプロパン、プロピルトリフレートおよびプロピルフルオロスルホネートが挙げられる。ブチルデキストランエーテルを生成するエーテル化剤の例としては、硫酸ジジブチル、炭酸ジブチル、塩化ブチル、ヨードブタンおよびブチルトリフレートが挙げられる。
ヒドロキシアルキルデキストランエーテル化合物の調製に好適なエーテル化剤としては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド(例えば、1,2−プロピレンオキシド)、ブチレンオキシド(例えば、1,2−ブチレンオキシド;2,3−ブチレンオキシド;1,4−ブチレンオキシド)、またはこれらの組み合わせが挙げられる。例を挙げれば、プロピレンオキシドはヒロドキシプロピルデキストラン調製用エーテル化剤として使用することができ、エチレンオキシドはヒドロキシエチルデキストラン調製用エーテル化剤として使用することができる。あるいは、ヒドロキシアルキルハライド(例えば、ヒドロキシアルキルクロリド)は、ヒドロキシアルキルデキストラン調製用のエーテル化剤として使用することができる。ヒドロキシアルキルハライドの例としては、ヒドロキシエチルハライド、ヒドロキシプロピルハライド(例えば、2−ヒドロキシプロピルクロリド、3−ヒドロキシプロピルクロリド)およびヒドロキシブチルハライドが挙げられる。あるいは、アルキレンクロロヒドリンは、ヒドロキシアルキルデキストラン調製用のエーテル化剤として使用することができる。使用することができるアルキレンクロロヒドリンとしては、限定はされないが、エチレンクロロヒドリン、プロピレンクロロヒドリン、ブチレンクロロヒドリン、またはこれらの組み合わせが挙げられる。
ジヒドロキシアルキルデキストランエーテル化合物の調製に好適なエーテル化剤としては、例えば、ジヒドロキシエチルハライド、ジヒドロキシプロピルハライド(例えば、2,3−ジヒドロキシプロピルクロリド[すなわち、3−クロロ−1,2−プロパンジオール])またはジヒドロキシブチルハライドなどのジヒドロキシアルキルハライド(例えば、ジヒドロキシアルキルクロリド)が挙げられる。2,3−ジヒドロキシプロピルクロリドは、例えば、ジヒドロキシプロピルデキストランの調製に使用することができる。
カルボキシアルキルデキストランエーテル化合物の調製に好適なエーテル化剤としては、ハロアルキレート(例えば、クロロアルキレート)を挙げ得る。ハロアルキレートの例としては、ハロアセテート(例えば、クロロアセテート)、3−ハロプロピオネート(例えば、3−クロロプロピオネート)、および4−ハロブチレート(例えば、4−クロロブチレート)が挙げられる。例えば、クロロアセテート(モノクロロアセテート)(例えば、クロロ酢酸ナトリウムまたはクロロ酢酸)は、カルボキシメチルデキストランを調製するエーテル化剤として使用することができる。
あるいは、本明細書に記載のエーテル化剤は、正電荷を持つ有機基をデキストランとエーテル化するために使用することができる。そのようなエーテル化剤の例としては、硫酸ジアルキル、炭酸ジアルキル、ハロゲン化アルキル(例えば、塩化アルキル)、ヨードアルカン、アルキルトリフラート(アルキルトリフルオロメタンスルホネート)およびアルキルフルオロスルホネート(但し、これらの各薬剤のアルキル基は、正電荷を持つ基(例えば、トリメチルアンモニウムなどの置換アンモニウム基)による1つ以上の置換を有する)が挙げられる。そのようなエーテル化剤の他の例としては、硫酸ジメチル、炭酸ジメチル、塩化メチル、ヨードメタン、メチルトリフレートおよびメチルフルオロスルホネート(但し、これらの各薬剤のメチル基が、正電荷を持つ基(例えば、トリメチルアンモニウムなどの置換アンモニウム基)で置換されている)が挙げられる。そのようなエーテル化剤の他の例としては、硫酸ジエチル、炭酸ジエチル、塩化エチル、ヨードエタン、エチルトリフレートおよびエチルフルオロスルホネート(但し、これら各薬剤のエチル基は、正電荷を持つ基(例えば、トリメチルアンモニウムなどの置換アンモニウム基)で置換されている)が挙げられる。そのようなエーテル化剤の他の例としては、硫酸ジプロピル、炭酸ジプロピル、塩化プロピル、ヨードプロパン、プロピルトリフレートおよびプロピルフルオロスルホネート(但し、これら各薬剤のプロピル基は、正電荷を持つ基(例えば、トリメチルアンモニウムなどの置換アンモニウム基)で1ヶ所以上置換されている)が挙げられる。そのようなエーテル化剤の他の例としては、硫酸ジブチル、炭酸ジブチル、塩化ブチル、ヨードブタンおよびブチルトリフレート(但し、これら各薬剤のメチル基は、正電荷を持つ基(例えば、トリメチルアンモニウムなどの置換アンモニウム基)で1ヶ所以上置換されている)が挙げられる。
エーテル化剤は、正電荷を持つ有機基でデキストランをエーテル化できるもの(但し、その正電荷を持つ有機基の炭素鎖は、正電荷を持つ基(例えば、トリメチルアンモニウムなどの置換アンモニウム基)による置換の他に、置換基(例えば、ヒドロキシル基)を有している)であってもよい。そのようなエーテル化剤の例としては、ヒドロキシプロピルハライドおよびヒドロキシブチルハライドなどのヒドロキシアルキルハライド(例えば、ヒドロキシアルキルクロリド)(但し、これらの各薬剤の末端炭素は、正電荷を持つ基(例えば、トリメチルアンモニウムなどの置換アンモニウム基)で置換されている)が挙げられる。一例は、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル−トリメチルアンモニウムである。そのようなエーテル化剤の他の例としては、プロピレンオキシド(例えば、1,2−プロピレンオキシド)およびブチレンオキシド(例えば、1,2−ブチレンオキシド;2,3−ブチレンオキシド)(但し、これら各薬剤の末端炭素は、正電荷を持つ基(例えば、トリメチルアンモニウムなどの置換アンモニウム基)で置換されている)が挙げられる。
前述したエーテル化剤のいずれの例にも含まれる置換アンモニウム基は、第一級、第二級、第三級または第四級アンモニウム基であり得る。第二級、第三級および第四級アンモニウム基は、構造I(但し、R、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子、またはメチル基、エチル基、プロピル基もしくはブチル基などのアルキル基を表す)で表される。
本明細書のエーテル化剤は、通常、フッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物の塩(前述の各ハロゲン化物がアニオンとして作用する)として提供され得る。
2種以上の異なる有機基を有するデキストランエーテル化合物を生成する場合、それに応じて2種以上の異なるエーテル化剤が使用されるであろう。例えば、アルキルヒドロキシデキストランエーテルを生成する場合、アルキレンオキシドおよびアルキルクロリドの両者が使用されるであろう。2種以上の異なる有機基を有するデキストランエーテル化合物を生成するために、本明細書で開示するエーテル化剤を任意に組み合わせることができる。そのような2種以上のエーテル化剤は、反応中同時に、または反応中シーケンシャルに使用し得る。シーケンシャルに使用するとき、添加と添加の間に、以下に開示する任意の温度処理(例えば、加熱)工程を任意選択的に使用し得る。エーテル化剤のシーケンシャルな添加は、各有機基が所望のDosとなるよう制御するために選択し得る。一般に、エーテル化剤がエーテル生成物中に形成する有機基に、添加する別の有機基のDosと比べて、より高いDosが望まれるならば、その特定のエーテル化剤が最初に使用されるであろう。
アルカリ性条件下の反応において、デキストランと接触させるエーテル化剤の量は、生成するデキストランエーテル化合物で要求される置換度(Dos)に基づいて決定することができる。本明細書で生成するエーテル化合物のデキストラン成分の各モノマー単位におけるエーテル置換基の量は、核磁気共鳴(NMR)分光法を用いて決定することができる。デキストランに対するモル置換(MS)値には上限がない。一般に、エーテル化剤は、デキストラン1モル当たり少なくとも約0.05モルの量で使用することができる。使用することができるエーテル化剤の量に上限はない。
アルカリ性条件下でデキストランをエーテル化剤と接触させる工程の後、任意選択により、本明細書の反応物を加熱することができる。反応温度、およびそのような温度を適用する時間は、広範囲に変化させることができる。例えば、反応物は、任意選択により、周囲温度で最大14日間維持することができる。あるいは、反応物は、還流しながら、または還流せずに約25℃〜約200℃で(または25〜200℃の間の任意の整数)で加熱することができる。それに応じて反応時間を変えることができる:低温ではより長時間、高温ではより短時間。
デキストランエーテル(例えば、カルボキシメチルデキストラン)を生成するある実施形態では、約55℃で約2〜2.5時間、反応物を加熱することができる。このように、本明細書に記載のデキストランエーテル化合物を調製する反応物は、例えば、約50〜60℃(または50〜60℃の間の任意の整数)で約1時間〜約3時間加熱することができる。ハロアルキレート(例えば、クロロアセテートなどのクロロアルキレート)などのエーテル化剤は、例えば、これらの実施形態で使用することができる。
任意選択により、本明細書のエーテル化反応物は、不活性ガス下で、加熱しながら、または加熱せずに維持することができる。本明細書で使用する用語「不活性ガス」は、所与の条件セット下で、例えば、本明細書の反応物を調製するために開示された条件セット下で、化学反応を起こさないガスを意味する。
本明細書で開示する反応物の全ての成分は、同時に混合して、所望の反応温度に導くことができ、その時点から、撹拌しながら、または撹拌せずに、所望のデキストランエーテル化合物が生成するまでその温度が維持される。あるいは、混合された成分は、上で説明したように、周囲温度で放置することができる。エーテル化反応物を調製するための、本明細書に記載の集合的プロセスは、任意選択的に、エーテル化反応物を提供するものとして特徴付けることができる。
エーテル化に続いて、反応物のpHを中和することができる。反応物の中和は1種以上の酸を用いて行うことができる。本明細書で使用する用語「中性のpH」は、実質的に酸性でも塩基性でもないpH(例えば、約6〜8、または約6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8もしくは8.0のpH)を意味する。この目的で使用することができる種々の酸としては、限定はされないが、硫酸、酢酸(例えば氷酢酸)、塩酸、硝酸、任意の鉱(無機)酸、任意の有機酸、またはこれらの酸の任意の組み合わせが挙げられる。
本明細書の反応で生成するデキストランエーテル化合物は、任意選択により、この化合物を容易に溶解しない液体で1回以上洗浄することができる。デキストランエーテル生成物の洗浄に使用する溶剤は、通常、溶液からそれを沈殿させるであろう。例えば、デキストランエーテルは、通常、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール)、アセトン、芳香族類、またはこれらの任意の組み合わせで、エーテル化合物のこれらの中での溶解度(洗浄には溶解度の低いものが望ましい)に応じて、洗浄することができる。デキストランエーテルの洗浄には、一般に、アルコールなどの有機溶媒を含む(例えば、95〜100%)溶媒が好ましい。デキストランエーテル生成物は、例えば、アルコール(例えば、メタノールまたはエタノール)を含む水溶液で1回以上洗浄することができる。生成物の洗浄に、例えば、70〜95wt%または90〜95wt%のエタノールを使用することができる。他の実施形態では、デキストランエーテル生成物は、メタノール:アセトン(例えば、60:40)溶液を使用することができる。
開示する反応物中に生成されるデキストランエーテルは、任意選択により、単離することができる。この工程は、中和および/または洗浄工程の前または後に、漏斗、遠心分離、加圧濾過機、または当該技術分野で知られた他の任意の方法もしくは装置を使用して行うことができる。単離したデキストランエーテル生成物は、真空乾燥または凍結乾燥などの、当該技術分野で知られた任意の方法を使用して乾燥させることができる。
上記のエーテル化反応はいずれも、さらなる修飾のためにデキストランエーテル生成物を出発物質として繰り返すことができる。このアプローチは、有機基のDosの増大および/またはエーテル生成物への1種以上の異なる有機基の付加に好適であり得る。また、このアプローチは、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)および/またはヒドロキシアルキル基(例えば、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基)などの正電荷を持たない1種以上の有機基をカチオン性デキストランエーテルに付加するのに好適であり得る。
デキストランエーテル生成物の構造、分子量およびDosは、当該技術分野で知られた種々の生理化学的解析法、例えば、NMR分光法およびサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を使用して確認することができる。
本明細書で開示するデキストランのいずれの実施形態も、例えば、エーテル化反応に使用することができる。エーテル化反応物を調製するある態様では、デキストランは乾燥形態、または水溶液などの水性組成物の形態で提供することができる。
本明細書中に開示される組成物および方法の非限定的な例としては以下のものが挙げられる:
1.デキストランエーテル化合物を含む組成物であって、そのデキストランエーテル化合物は、
(i)1位および6位で連結したグルコース、約87〜93wt%;
(ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.1〜1.2wt%;
(iii)1位および4位で連結したグルコース、約0.1〜0.7wt%;
(iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約7.7〜8.6wt%;
(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位で連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%;ならびに
(vi)約0.0025〜約3.0の、少なくとも1つの有機基による置換度(DoS)を含み、
デキストランエーテル化合物の重量平均分子量(Mw)が約5,000万〜2億ダルトンである、組成物。
2.デキストランエーテル化合物は、
(i)1位および6位で連結したグルコース、約89.5〜90.5wt%;
(ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.4〜0.9wt%;
(iii)1位および4位で連結したグルコース、約0.3〜0.5wt%;
(iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約8.0〜8.3wt%;ならびに
(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位で連結したグルコース、約0.7〜1.4wt%
を含む、実施形態1の組成物。
3.デキストランエーテル化合物は、分岐構造内で連結した鎖を含み、前記鎖は長さが類似し、かつ実質的にアルファ−1,6−グルコシド結合を含む、実施形態1または2の組成物。
4.鎖の平均長は、約10〜50モノマー単位である、実施形態3の組成物。
5.デキストランエーテル化合物を誘導するデキストランは、z平均慣性半径が約200〜280nmである、実施形態1、2、3または4の組成物。
6.デキストランエーテル化合物を誘導するデキストランは、配列番号1、配列番号2、配列番号5、配列番号9、配列番号13、または配列番号17と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含むグルコシルトランスフェラーゼ酵素の生成物である、実施形態1、2、3、4または5の組成物。
7.少なくとも1つの有機基は、カルボキシアルキル基、アルキル基またはヒドロキシアルキル基である、実施形態1、2、3、4、5または6の組成物。
8.少なくとも1つの有機基は、カルボキシメチル基、メチル基、エチル基、ヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシプロピル基、またはヒドロキシエチル基である、実施形態7の組成物。
9.少なくとも1つの有機基は、正電荷を持つ有機基である、実施形態1、2、3、4、5または6の組成物。
10.少なくとも1つの正電荷を持つ有機基は、置換アンモニウム基を含む、実施形態9の組成物。
11.置換アンモニウム基は、トリメチルアンモニム基である、実施形態10の組成物。12.正電荷を持つ有機基は、第四級アンモニウム基である、実施形態9の組成物。
13.少なくとも1つの正電荷を持つ有機基は、ヒドロキシアルキル基またはアルキル基を含む、実施形態9の組成物。
14.正電荷を持つ有機基は、ヒドロキシアルキル基およびトリメチルアンモニム基を含む、実施形態13の組成物。
15.
(i)デキストランエーテル化合物は1種の有機基を含む、または
(ii)デキストランエーテル化合物は2種以上の有機基を含む、
実施形態1〜14のいずれか一つの組成物。
16.水性組成物である、実施形態1〜15のいずれか一つの組成物。
17.少なくとも約3cPの粘度を有する、実施形態16の組成物。
18.家庭用品、パーソナルケア製品、医薬品、工業用品または食品の形態である、実施形態1〜17のいずれか一つの組成物。
19.布ケア製品である、実施形態18に記載の組成物。
20.デキストランエーテル化合物の製造方法であって、
(a)アルカリ性条件下の反応において、デキストランを、有機基を含む少なくとも1種のエーテル化剤と接触させる工程であって、少なくとも1つの有機基はデキストランとエーテル化されてデキストランエーテル化合物を生成し、このデキストランエーテル化合物は、少なくとも1つの有機基による置換度が0.0025〜約3.0で、かつ重量平均分子量(Mw)が約5,000万〜2億ダルトンであり、デキストランは、
(i)1位および6位で連結したグルコース、約87〜93wt%;
(ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.1〜1.2wt%;
(iii)1位および4位で連結した約0.1〜0.7wt%のグルコース;
(iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約7.7〜8.6wt%;ならびに
(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位で連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%
を含む、工程と;
(b)任意選択的に、工程(a)で得られたデキストランエーテル化合物を単離する工程と
を含む、方法。
21.水性組成物の粘度を増加させる方法であって、実施形態1〜15のいずれか一つに記載された、または実施形態20で製造されたデキストランエーテル化合物を水性組成物と接触させる工程であって、水性組成物の粘度が、デキストランエーテル化合物によって、この接触工程前の水性組成物の粘度と比べて増加する工程、を含む方法。
22.材料を処理する方法であって、実施形態1〜15のいずれか一つに記載された、または実施形態20で製造されたデキストランエーテル化合物を含む水性組成物を材料と接触させる工程を含む、方法。
本開示を実施例1〜6および8〜12でさらに例示する。これらの実施例は、本明細書の好ましい態様を示しているが、例示のためにのみ提供されていると理解すべきである。上記の考察およびこれらの実施例から、当業者であれば、開示した実施形態の本質的な特徴を確認することができ、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本開示の実施形態を様々な使用および条件に適応させるために様々な変更と修正を加えることができる。
一般的方法
バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)のグルコシルトランスフェラーゼ酵素のクローニングおよび発現
実施例3〜6において使用した各グルコシルトランスフェラーゼは、以下のように調製した。
Illustra TempliPhi(登録商標)100 Amplification Kit(GE Healthcare Life Sciences,NJ)を使用し、gtf酵素をコードするプラスミド(バチルス・サブチリス(B.subtilis)からgtfを発現させ、分泌させるpZZHB582、pZZHB583、pZZHB584、またはpZZHB585;図2A−Dを参照)を増幅させた。コンピテントバチルス・サブチリス(B.subtilis)細胞(ΔspoIIE、ΔaprE、ΔnprE、degUHy32、ΔscoC、ΔnprB、Δvpr、Δepr、ΔwprA、Δmpr、ΔispA、Δbpr)を、増幅産物を用いて形質転換させた。5ppmのクロラムフェニコールを添加したルリア寒天プレートに細胞を播種した。形質転換プレートからのコロニーを、5mLのLB培地に接種し、37℃で一晩インキュベートした。次に、各培養からのアリコート(25〜50μL)を、5ppmクロラムフェニコールを添加した30mLのGrant’s II培地を含有する250mLの振盪フラスコに移し、振盪(280rpm)しながら30℃で24時間インキュベートした。14000rpmで1時間遠心分離することによって細胞を集めた。上清を、分泌されたgtf生成物についてSDS−PAGEによって分析し、次に、計20時間にわたり20mMのトリス(pH7.5)を含有する溶液に対して3回透析した。透析したサンプルを50mLの円錐形遠心管1本に付き25mLで等分し、遠心管を−80℃で約1時間、ある角度に配置した。サンプルを冷凍してから、遠心管の蓋を取り外し、高ゲージ針を用いて5〜10回穿刺したPARAFILMに取り替えた。PARAFILMで覆った冷凍サンプルを、FreeZone(登録商標)Freeze Dry System(Labconco Corp.,Kansas City,MO)内で製造業者の取扱説明書にしたがって凍結乾燥した。
グルコシルトランスフェラーゼ酵素のストック液
各gtfについて10mLの分子グレードのHOを、凍結乾燥酵素粉末を含有する各50mLの円錐形遠心管内に加えることによって、酵素ストック液を調製した。
実施例1
大腸菌(E.coli)でのグルコシルトランスフェラーゼ(0768)の発現および粗活性酵素溶解物の生成
本実施例では、大腸菌(E.coli)での成熟グルコシルトランスフェラーゼ(gtf)酵素の発現について説明する。大腸菌(E.coli)発現株の粗細胞溶解物を生成し、これはスクロースの存在下でゲル生成物形成活性を示した。
1,484個のアミノ酸を有する推定上のYGリピート含有ヒドロラーゼ(GENBANKでGI番号339480768に分類されたが、現在はGI番号497964659を有する)は、全ゲノムショットガンシーケンシングによってロイコノストック・シュードメセンテロイデス(Leuconostoc pseudomesenteroides)株KCTC3652から同定した。この推定グルコシルトランスフェラーゼ(本明細書では、gtf0768という)は、グルカン結合ドメインを含有するグリコシルヒドロラーゼのGH70ファミリーに属する。gtf0768のN末端37アミノ酸セグメントは、SIGNALP 4.0プログラム(Petersen et al.,Nature Methods 8:785−786)によって、この酵素のシグナルペプチドであると推定された。gtf0768の成熟型は、配列番号1によって表される。
gtf0768の細菌発現のためのプラスミドを構築するために、シグナルペプチドを使用せずにgtfの成熟型をコードするDNA配列を、GenScript USA Inc.(Piscataway,NJ)により合成した。合成配列を、pET23D+ベクター(Novagen(登録商標);Merck KGaA,Darmstadt,Germany)のNheIおよびHindIII部位内にサブクローニングした。このコンストラクトによってコードされた0768gtf(配列番号2)は、gtf0768の野生型成熟(予測)型(配列番号1)と比べると、N末端で開始メチオニンおよび3個の追加アミノ酸(Ala−Ser−Ala)を、そしてC末端で6個のヒスチジン残基を含んでいた(すなわち、配列番号1は配列番号2の中に含まれる)。プラスミドコンストラクトの配列を確認し、アンピシリン選択を行って大腸菌(E.coli)BL21 DE3宿主細胞内に形質転換して、発現菌株EC0052を得た。
EC0052細胞と、空のpET23D+ベクターだけを含有する対照菌株を、100μg/mLのアンピシリンを加えたLB培地で約0.5のOD600増殖させ、次に、1mMのIPTGにより37℃で3時間、または23℃で一晩誘導した。この誘導期間後、細胞を4000×g、10分間の遠心分離によって収集し、PBSバッファ(pH6.8)に再懸濁した。次に、細胞を14,000psi(約96.53MPa)でFrench Pressに2回通すことにより溶解し、その後、細胞破片を15,000×gで20分間遠心分離することによりペレット化した。各粗細胞溶解物の上清を等分し、−80℃で凍結させた。
EC0052細胞由来の粗細胞溶解物の活性を、スクロースとの反応によってチェックした。対照反応物を、空ベクターを含有する細胞から調製した細胞溶解物を用いて同様にセットアップした。10%(v/v)の細胞溶解物を100g/Lのスクロース、10mMのクエン酸ナトリウム(pH5)および1mMのCaClと共に使用して、各スクロース反応物をセットアップした。37℃で数時間、反応物をインキュベートした後、EC0052細胞溶解物を加えた試験管内に、ゲル様生成物(デキストランであると考えられる)が生成した。対照反応物には、ゲル様生成物は生成されなかった。HPLC分析により、EC0052細胞溶解物を含有する反応物中ではスクロースが消費されたが、対照反応物中では消費されなかったことが確認された。この結果は、EC0052粗細胞溶解物が活性gtf0768酵素を発現すること、およびこのgtfが高粘度を有するデキストラン生成物を生成することを示唆した。
このようにして、水、スクロース、および配列番号1を含む酵素を含む反応物から、デキストランであると考えられるゲル化生成物が合成された。この結果から、gtf0768がグルコシルトランスフェラーゼ活性を有することが示された。この生成物は、ここに開示するデキストランエーテルの調製に使用することができる。
実施例2
スクロースとGtf0768との反応、およびゲル化デキストラン反応生成物の分析
本実施例では、水、スクロースおよびgtf0768を含む別の反応物について説明し、実施例1で提供した結果を補足する。また、本実施例は、gtf0768によって合成されたゲル化生成物のグリコシド結合分析を提供し、この生成物がデキストランの1種であることを示す。
gtf反応物を調製するための試薬:
− スクロース(Sigma 製品番号S−9378)。
− リン酸ナトリウムバッファストック(200mM)(pH5.5):したがって、リン酸ナトリウム一塩基性一水和物(Sigma製品番号S9638)およびリン酸ナトリウム二塩基性七水和物(Sigma製品番号S9390)を使用して250mLの水溶液を調製する。
− Gtf0768酵素溶液(実施例1において調製した細胞溶解物)。
3種のgtf反応物の条件:
2.72gのリン酸ナトリウムバッファストック(pH5.5)、100g/Lのスクロースおよび2mLのgtf0768酵素溶液を含有する1,000mLの反応物を調製した。この反応物を26℃で20時間撹拌したところ、粘性を示した。反応物を80℃で10分間加熱してgtf酵素を不活化した。次に、粘性生成物を沈殿させるために、不活化粘性反応物を3リットルの100%メタノールと混合した。白色沈殿物が形成され、これを次に濾過し、120mLの100%メタノールで4回洗浄した。固体生成物を、室温で72時間、オーブン内で真空乾燥させた。
1.97gのリン酸ナトリウムバッファ、300g/Lのスクロースおよび1.45mLのgtf0768酵素溶液を含有する725mLの反応物を調製した。この反応物を26℃で20時間撹拌したところ、粘性を示した。この反応混合物にメタノールを加えることによってgtf酵素を不活化した。次に、粘性生成物を沈殿させるために、不活化反応物を3リットルの100%メタノールと混合した。白色沈殿物が形成され、これを次に濾過し、120mLの100%メタノールで4回洗浄した。固体生成物を、室温で72時間、オーブン内で真空乾燥させた。
0.544gのリン酸ナトリウムバッファ、400g/Lのスクロースおよび0.4mLのgtf0768酵素溶液を含有する200mLの反応物を調製した。この反応物を26℃で20時間撹拌したところ、粘性を示した。この反応混合物にメタノールを加えることによってgtf酵素を不活化した。次に、粘性生成物を沈殿させるために、不活化反応物を3リットルの100%メタノールと混合した。白色沈殿物が形成され、これを次に濾過し、120mLの100%メタノールで4回洗浄した。固体生成物を、室温で72時間、オーブン内で真空乾燥させた。
0.544gのリン酸ナトリウムバッファ、800g/Lのスクロースおよび0.4mLのgtf0768酵素溶液を含有する200mLの反応物を調製した。この反応物を26℃で20時間撹拌したところ、粘性を示した。この反応混合物にメタノールを加えることによってgtf酵素を不活化した。次に、粘性生成物を沈殿させるために、不活化反応物を3リットルの100%メタノールと混合した。白色沈殿物が形成され、これを次に濾過し、120mLの100%メタノールで4回洗浄した。固体生成物を、室温で72時間、オーブン内で真空乾燥させた
各反応物のサンプル(100μL)を、それぞれ0、2、4および18時間後に採取した。80℃で10分間加熱することによって、各サンプル中のgtf酵素を不活化した。次に、各サンプルを水で10倍に希釈し、14,000rpmで5分間遠心分離し、その後、反応中のスクロース消費を測定するためにHPLC分析用として200μLの上清液を使用した。各サンプルを分析するために、以下のHPLC条件を適用した:カラム(AMINEX HPX−87C炭水化物カラム、300×7.8mm、Bio−Rad、製品番号125−0095)、溶離液(水)、流量(0.6mL/分)、温度(85℃)、屈折率検出器。サンプルのHPLC分析により、0768gtfの反応中、相当量のスクロースが消費されたことが示された(図1、100g/Lのスクロースを含む反応物)(このスクロース消費は、市販品から入手したデキストランスクラーゼを用いた反応で観察されるスクロース消費より、非常に速く起こった―実施例7を参照)。
また、HPLCを使用して、100g/Lのスクロースを含む反応物の他の生成物を分析した。ポリマー収率を、反応物中に残留した他の全糖類の量を出発スクロースの量から減じることによって逆算した。逆算した数値は、粘性生成物の乾燥重量分析と一致した。スクロース、ロイクロース、グルコースおよびフルクトースは、HPX−87Cカラムを用いるHPLC(上述したHPLC条件)によって定量した。DP2−7二糖類は、HPLCにより以下の条件で定量した:カラム(AMINEX HPX−87C炭水化物カラム、300×7.8mm、Bio−Rad、製品番号125−0097)、溶離液(水)、流量(0.6mL/分)、温度(85℃)、屈折率検出器。これらのHPLC分析は、0768gtf反応のグルコシル含有糖生成物が、91%のポリマー生成物、1%のグルコース、6.5%のロイクロースおよび1.5%のDP2−7オリゴ糖からなることが示した。
100g/Lのスクロースを含む反応物のゲル化ポリマー生成物のグリコシド結合プロファイルを、13C NMRによって決定した。上で調製した乾燥ポリマー(25〜30mg)を、50℃で撹拌しながら、3wt%のLiClを含有する1mLの重水素化DMSOに溶解した。ガラス製ピペットを使用して、0.8mLの調製物を5mmのNMRチューブに移した。定量的13C NMRスペクトルを、26041.7Hzのスペクトル窓を使用して、125.76MHzのスペクトル周波数で、CPDulクライオプローブを装備したBruker Avance(Billerica,MA)500MHz NMR分光計を使用して得た。waltzデカップリングを使用する逆ゲーテッドデカップリングパルスシーケンスを、0.629秒のデータ取得時間、5秒間のパルス間遅延時間および6,000パルスで使用した。タイムドメインデータは、2.0Hzの指数乗算を使用して変換した。
NMRの結果から、ゲル化ポリマー生成物は、約90%のアルファ−1,6−グルコシド結合、約4〜5%のアルファ−1,3−グルコシド結合、および約5〜6%のアルファ−1,4およびアルファ−1,2グルコシド結合を含むことが示された。ポリマー生成物の主鎖は、大部分アルファ−1,6−グルコシド結合からなるが、極めて少量のアルファ−1,3およびアルファ−1,4グルコシド結合もまた含むようであった。他のアルファ−1,3およびアルファ−1,4グルコシド結合、ならびにアルファ−1,2−グルコシド結合の全ては、主鎖ではない分岐鎖内にあるようであった。したがって、ゲル化生成物は、ゲル化デキストランであると思われる。
gtf0768によって生成したデキストランの結合プロファイルの決定に、異なるプロトコル(上記の13C NMR手法ではない)が、本明細書においては、現在推奨される。このプロトコルは、下記の実施例9において開示するが、本実施例で開示したのと類似した結合プロファイルを示す。
100g/Lのスクロースを含む反応物のゲル化デキストラン生成物の数平均分子量(M)および重量平均分子量(M)をサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により決定した。上で調製し乾燥ポリマーを終夜、撹拌しながら100℃でDMAcおよび5%LiCl(0.5mg/mL)に溶解した。使用したクロマトグラフィーシステムは、3つのオンライン検出器:Waters製の示差屈折率計2410、Wyatt Technologies(Santa Barbara,CA)製のHeleosO 8+マルチアングル光散乱光度計、およびWyatt製のViscoStarO示差毛細管粘度計、を組みこんだ、Waters Corporation(Milford,MA)製のAllianceO2695セパレーションモジュールであった。SECのために使用したカラムは、Shodex(日本)製の4本のスチレン−ジビニルベンゼンカラムと、ポリマー分散の低分子量領域で解像度を改良するための2本の線形KD−806M、KD−802およびKD−801カラムであった。移動相は0.11%のLiClを含むDMAcであった。使用したクロマトグラフィーの条件は、カラムおよび検出器室50℃、試料および注入器室40℃、流量0.5mL/min、注入量100μLであった。データ量削減用のソフトウェアパッケージは、WatersのEmpowerOバージョン3(広分子量分布グルカンポリマー標準で検量)、およびWyattのAstra(登録商標)バージョン6(カラム校正を伴う三検出法)であった。この手法で、ゲル化デキストラン生成物が2229400のMおよび5365700のMを有することが決定された。
gtf0768によって生成したデキストランの分子量の決定に、本明細書でこの後すぐ、異なるプロトコル(上記のSEC手法ではない)が、本明細書においては、現在推奨される。このプロトコルは、下記の実施例9において開示するが、本実施例で開示した分子量より2桁以上大きな分子量を示す。
このようにして、水、スクロースおよび配列番号1を含む酵素を含む反応物から、生成物の支配的なアルファ−1,6−グルコシド結合プロファイルによって決定される、ゲル化デキストラン生成物が合成された。下記の実施例8では、この生成物の粘度と、商業的に入手可能なあるデキストランの粘度との比較を開示する。実施例9では、配列番号1を含むgtf酵素を用いたデキストランの他の生成について、このデキストランの収率、分子量および結合分析とともに開示する。本実施例で生成されたデキストランは、ここに開示するデキストランエーテルの調製に使用することができる。
実施例3
グルコシルトランスフェラーゼ(2919)の発現、およびゲル化デキストラン生成物を生成するためのその使用
本実施例では、バチルス・サブチリス(B.subtilis)での成熟ワイセラ・シバリア(Weissella cibaria)グルコシルトランスフェラーゼ(gtf)酵素の発現について説明する。また、本実施例は、この酵素が水およびスクロースを含有する反応物中で使用された場合、デキストランのようなゲル化生成物を生成することを示す。
グルコシルトランスフェラーゼ遺伝子であるWciGtf1を、ワイセラ・シバリア(Weissella cibaria)KACC 11862から同定した。この遺伝子の核酸配列(GENBANKアクセッション番号NZ_AEKT01000035.1の23315〜27661位)は配列番号3に記載されており、配列番号4のタンパク質配列(GENBANKアクセッション番号ZP_08417432)をコードする。WciGtf1タンパク質(配列番号4)のN末端には、SIGNALP 4.0プログラムによって推定されるように、26個のアミノ酸からなるシグナルペプチドがある(Petersen et al.,Nature Methods 8:785−786)。これは、WciGtf1(配列番号4)が分泌タンパク質であることを示している。この成熟分泌型のWciGtf1タンパク質は、本明細書では2919gtfと呼ばれ、配列番号5に記載されている。
2919gtfをコードするヌクレオチド配列をバチルス・サブチリス(B.subtilis)内での発現のために最適化した。最適化した配列(配列番号6)は、Generay(Shanghai,China)により合成され、プラスミドp2JM103BBI(Vogtentanz et al.,Protein Expr.Purif.55:40−52)に挿入されて、プラスミドpZZHB583(図2A)が得られた。プラスミドpZZHB583は、(i)バチルス・サブチリス(B.subtilis)中での異種タンパク質(この場合には2919gtf)を指示するために使用されるaprEシグナル配列、(ii)分泌を促進するためのAla−Gly−Lys、および(iii)2919gtf(配列番号5)(i〜iiiは、アミノ−カルボキシ方向に融合される)をコードする配列に作動可能に結合したaprEプロモーターを含有する。
2919gtfの発現および精製のために、バチルス・サブチリス(B.subtilis)細胞内に、プラスミドpZZHB583を形質転換した(一般的方法を参照)。
2919gtf(配列番号5)の活性を、100g/Lのスクロース、20mMのリン酸ナトリウムバッファ(pH5.5)、および6.25mLの酵素ストックを含む250mL反応物中、室温で測定した。反応は、振盪しながら(150rpm)室温で48時間行った。
0、1、3、5、24および48時間後に反応物からサンプル(100μL)をそれぞれ採取した。各サンプルを80℃で10分間加熱することによって、酵素を不活化した。サンプルを水で10倍に希釈し、14000rpmで5分間遠心分離した。HPLCの分析に、上清(200μL)を使用した。
gtf反応物中のロイクロース、グルコースおよびフルクトースの濃度を、サーモスタットで85℃に調節されたカラム室内に配置されたAMINEX HPX−87Cカラム(300×7.8mm)および屈折率検出器が装着されたAgilent 1260クロマトグラフィーシステムで実行されるHPLCを用いて決定した。HPLC溶離は、Milli−Q(登録商標)水により、0.6mL/分で実施した。スクロース、ロイクロース、グルコースおよびフルクトースを、対応する標準物質との比較によって同定した。それらの濃度を、ピーク面積標準曲線に基づいて算出した。スクロースは、反応終了時までにほぼ完全に消費された。粘性デキストラン生成物とは別に、2919gtf(配列番号5)は、主にフルクトース(約50%)と、少量のロイクロース(約5%)およびグルコース(約1%)とを生成した。
gtf反応物中のオリゴ糖(DP2−DP7)の濃度を、サーモスタットで85℃に調節されたカラム室内に配置されたAMINEX HPX−42Aカラム(300×7.8mm)および屈折率検出器が装着されたAgilent 1260クロマトグラフィーシステムで実行されるHPLCを用いて決定した。HPLC溶離は、Milli−Q(登録商標)水により、0.6mL/分で実施した。オリゴ糖の生成を、対応する標準物質との比較によって同定した。オリゴ糖の濃度を、標準曲線に基づいてピーク面積から算出した。2919gtf(配列番号5)は、反応の終了時までに少量のDP2−DP7オリゴ糖(約3%)を生成した。
このようにして、水、スクロース、および配列番号5を含む酵素を含む反応物から、デキストランであると考えられるゲル化生成物が合成された。この生成物は、ここに開示するデキストランエーテルの調製に使用することができる。実験結果は、gtf2919がグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する可能性が高いことを示した。
実施例4
グルコシルトランスフェラーゼ(2918)の発現、およびゲル化デキストラン生成物を生成するためのその使用
本実施例では、バチルス・サブチリス(B.subtilis)中での成熟ラクトバシラス・ファーメンタム(Lactobacillus fermentum)グルコシルトランスフェラーゼ(gtf)酵素の発現について説明する。また、本実施例は、この酵素が水およびスクロースを含有する反応物中で使用された場合、デキストランのようなゲル化生成物を生成することを示す。
グルコシルトランスフェラーゼ遺伝子であるLfeGtf1は、ラクトバシラス・ファーメンタム(Lactobacillus fermentum)から同定した。この遺伝子の核酸配列(GENBANKアクセッション番号AY697433.1の618〜5009位)は配列番号7に記載されており、配列番号8のタンパク質配列(GENBANKアクセッション番号AAU08008)をコードする。LfeGtf1タンパク質(配列番号8)のN末端には、SIGNALP 4.0プログラムによって推定されるように、37個のアミノ酸からなるシグナルペプチドがある。これは、LfeGtf1(配列番号8)が分泌タンパク質であることを示している。この成熟分泌型のLfeGtf1タンパク質は、本明細書では2918gtfと呼ばれ、配列番号9に記載されている。
2918gtfをコードするヌクレオチド配列をバチルス・サブチリス(B.subtilis)内での発現のために最適化した。最適化した配列(配列番号10)は、Generay(Shanghai,China)によって合成され、プラスミドp2JM103BBI内に挿入されて、プラスミドpZZHB582(図2B)が得られた。プラスミドpZZHB582は、(i)バチルス・サブチリス(B.subtilis)中での異種タンパク質(この場合には2918gtf)を指示するために使用されるaprEシグナル配列、(ii)分泌を促進するためのAla−Gly−Lys、および(iii)2918gtf(配列番号9)(i〜iiiは、アミノ−カルボキシ方向に融合される)をコードする配列に作動可能に結合したaprEプロモーターを含有する。
2918gtfの発現および精製のために、バチルス・サブチリス(B.subtilis)細胞内に、プラスミドpZZHB582を形質転換した(一般的方法を参照)。
2918gtf(配列番号9)の活性を、100g/Lのスクロース、20mMのリン酸ナトリウムバッファ(pH5.5)、および6.25mLの酵素ストックを含む250mL反応物中、室温で測定した。反応は、振盪しながら(150rpm)室温で6日間行った。
0、1、3、5、24、48および144時間後に反応物からサンプル(100μL)をそれぞれ採取した。各サンプルを80℃で10分間加熱することによって、酵素を不活化した。サンプルを水で10倍に希釈し、14000rpmで5分間遠心分離した。HPLCの分析に、上清(200μL)を使用した。
gtf反応物中のスクロース、ロイクロース、グルコース、フルクトースおよびオリゴ糖(DP2−DP7)の濃度を、実施例3に記載したHPLC手順を用いて決定した。スクロースは、反応終了時までにほぼ完全に消費された。粘性デキストラン生成物とは別に、2918gtf(配列番号9)は、主にフルクトース(約50%)と、少量のロイクロース(約5%)およびグルコース(約1%)を生成した。2918gtf(配列番号9)は、少量のDP2−DP7オリゴ糖(約1%)を生成した。
このようにして、水、スクロース、および配列番号9を含む酵素を含む反応物から、デキストランポリマーであると考えられるゲル化生成物が合成された。この生成物は、ここに開示するデキストランエーテルの調製に使用することができる。実験結果は、gtf2920がグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する可能性が高いことを示した。
実施例5
グルコシルトランスフェラーゼ(2920)の発現、およびゲル化デキストラン生成物を生成するためのその使用
本実施例では、バチルス・サブチリス(B.subtilis)中での成熟ストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)グルコシルトランスフェラーゼ(gtf)酵素の発現について説明する。また、本実施例は、この酵素が水およびスクロースを含有する反応物中で使用された場合、デキストランのようなゲル化生成物を生成することを示す。
グルコシルトランスフェラーゼの遺伝子であるSsoGrf4は、ストレプトコッカス・ソブリヌス(Streptococcus sobrinus)B13Nから同定した。この遺伝子の核酸配列(GENBANKアクセッション番号AY966490の198〜4718位)は配列番号11に記載されており、配列番号12のタンパク質配列(GENBANKアクセッション番号AAX76986)をコードする。SsoGtf4タンパク質(配列番号12)のN末端には、SIGNALP 4.0プログラムによって推定されるように、41個のアミノ酸からなるシグナルペプチドがある。これは、SsoGrf4(配列番号12)が分泌タンパク質であることを示している。この成熟分泌型のSsoGrf4タンパク質は、本明細書では2920gtfと呼ばれ、配列番号13に記載されている。
2920gtfをコードするヌクレオチド配列をバチルス・サブチリス(B.subtilis)内での発現のために最適化した。最適化した配列(配列番号14)は、Generay(Shanghai,China)によって合成され、プラスミドp2JM103BBI内に挿入されて、プラスミドpZZHB584(図2C)が得られた。プラスミドpZZHB584は、(i)バチルス・サブチリス(B.subtilis)中での異種タンパク質(この場合には2920gtf)を指示するために使用されるaprEシグナル配列、(ii)分泌を促進するためのAla−Gly−Lys、および(iii)2920gtf(配列番号13)(i〜iiiは、アミノ−カルボキシ方向に融合される)をコードする配列に作動可能に結合したaprEプロモーターを含有する。
2920gtfの発現および精製のために、バチルス・サブチリス(B.subtilis)細胞内に、プラスミドpZZHB584を形質転換した(一般的方法を参照)。
2920gtf(配列番号13)の活性を、100g/Lのスクロース、20mMのリン酸ナトリウムバッファ(pH5.5)および6.25mLの酵素ストックを含む250mL反応物中、室温で測定した。反応は、振盪しながら(150rpm)室温で6日間行った。
0、1、3、5、24、48、72および144時間後に、反応物からサンプル(100μL)をそれぞれ採取した。各サンプルを80℃で10分間加熱することによって、酵素を不活化した。サンプルを水で10倍に希釈し、14000rpmで5分間遠心分離した。HPLCの分析に、上清(200μL)を使用した。
gtf反応物中のスクロース、ロイクロース、グルコース、フルクトースおよびオリゴ糖(DP2−DP7)の濃度を、実施例3に記載したHPLC手順を用いて決定した。スクロースは、反応終了時までにほぼ完全に消費された。粘性デキストラン生成物とは別に、2920gtf(配列番号13)は、主にフルクトース(約50%)と、ロイクロース(約20%)と、少量のグルコース(約3%)を生成した。2920gtf(配列番号13)は、少量のDP2−DP7オリゴ糖(約1%)を生成した。
このようにして、水、スクロース、および配列番号13を含む酵素を含む反応物から、デキストランポリマーであると考えられるゲル化生成物が合成された。この生成物は、ここに開示するデキストランエーテルの調製に使用することができる。実験結果は、gtf2920がグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する可能性が高いことを示した。
実施例6
グルコシルトランスフェラーゼ(2921)の発現、およびゲル化デキストラン生成物を生成するためのその使用
本実施例では、バチルス・サブチリス(B.subtilis)中での成熟ストレプトコッカス・ダウネイ(Streptococcus downei)グルコシルトランスフェラーゼ(gtf)酵素の発現について説明する。また、本実施例は、この酵素が水およびスクロースを含有する反応物中で使用された場合、デキストランのようなゲル化生成物を生成することを示す。
グルコシルトランスフェラーゼの遺伝子であるSdoGtf7は、ストレプトコッカス・ダウネイ(Streptococcus downei)MFe28から同定した。この遺伝子の核酸配列(GENBANKアクセッション番号AB476746の16〜2375位)は配列番号15に記載されており、配列番号16のタンパク質配列(GENBANKアクセッション番号ZP_08549987.1)をコードする。SdoGtf7タンパク質(配列番号16)のN末端には、SIGNALP 4.0プログラムによって推定されるように、44個のアミノ酸からなるシグナルペプチドがある。これは、SdoGtf7タンパク質(配列番号16)が分泌タンパク質であることを示している。この成熟分泌型のSdoGtf7タンパク質は、本明細書では2921gtfと呼ばれ、配列番号17に記載されている。
2921gtfをコードするヌクレオチド配列をバチルス・サブチリス(B.subtilis)内での発現のために最適化した。最適化した配列(配列番号18)は、Generay(Shanghai,China)によって合成され、プラスミドp2JM103BBI内に挿入されて、プラスミドpZZHB585(図2D)が得られた。プラスミドpZZHB585は、(i)バチルス・サブチリス(B.subtilis)中での異種タンパク質(この場合には2921gtf)を指示するために使用されるaprEシグナル配列、(ii)分泌を促進するためのAla−Gly−Lys、および(iii)2921gtf(配列番号17)(i〜iiiは、アミノ−カルボキシ方向に融合される)をコードする配列に作動可能に結合したaprEプロモーターを含有する。
2921gtfの発現および精製のために、バチルス・サブチリス(B.subtilis)細胞内に、プラスミドpZZHB585を形質転換した(一般的方法を参照)。
2921gtf(配列番号17)の活性を、100g/Lのスクロース、20mMのリン酸ナトリウムバッファ(pH5.5)、および6.25mLの酵素ストックを含む250mL反応物中、室温で測定した。反応は、振盪しながら(150rpm)室温で8日間行った。
反応開始時、ならびに1、2、3、6、7および8日後に、反応物からサンプル(100μL)を採取した。各サンプルを80℃で10分間加熱することによって、酵素を不活化した。サンプルを水で10倍に希釈し、14000rpmで5分間遠心分離した。HPLCの分析に、上清(200μL)を使用した。
gtf反応物中のスクロース、ロイクロース、グルコース、フルクトースおよびオリゴ糖(DP2−DP7)の濃度を、実施例3に記載したHPLC手順を用いて決定した。8日目の反応物中に、約43%のスクロースが残留した。粘性デキストラン生成物とは別に、2921gtf(配列番号17)は、主にフルクトース(約31%)と、ロイクロース(約6%)と、グルコース(約3%)とを生成した。DP2−DP7オリゴ糖の明瞭な生成は観察されなかった。
このようにして、水、スクロースおよび配列番号17を含む酵素を含む反応物は、デキストランポリマーであると考えられるゲル化生成物を合成した。この生成物は、ここに開示するデキストランエーテルの調製に使用することができる。実験結果は、gtf2921がグルコシルトランスフェラーゼ活性を有する可能性が高いことを示した。
例7(比較例)
商業的に入手可能なデキストランスクラーゼを使用したデキストランの生成
本実施例では、水およびスクロースを含む反応物中で、商業的に入手可能なデキストランスクラーゼを使用したデキストランの合成について説明する。ここで生成したデキストランを、実施例8において、実施例1〜6で合成されたゲル化デキストラン生成物と比較して分析した。
デキストランスクラーゼ反応物を調製するための試薬:
− スクロース(Sigma 製品番号S−9378)。400g/Lのストック液を調製した。
− リン酸ナトリウムバッファストック(200mM)(pH5.5):したがって、リン酸ナトリウム一塩基性一水和物(Sigma 製品番号S9638)およびリン酸ナトリウム二塩基性七水和物(Sigma 製品番号S9390)を使用して250mLの水溶液を調製する。
− ロイコノストック・メセンテロイデス(Leuconostoc mesenteroides)由来のデキストランスクラーゼ、凍結乾燥粉末、≧100単位/mgタンパク質(Sigma 製品番号D9909)。
20mMのリン酸ナトリウム(pH5.5)、110g/LのスクロースおよびSigma−Aldrich製の10単位のデキストランスクラーゼを含有する50mLの反応物を調製した。デキストランスクラーゼは反応物調製の最後に加えた。反応は、125mLのキャップ付き振盪フラスコ内で振盪しながら(100rpm)、26℃で7日間行った。0、3、6、24、48および168時間後に、反応物からサンプル(100μL)をそれぞれ採取した。80℃で10分間加熱することによって、各サンプル中のデキストランスクラーゼを不活化した。次に、各サンプルを水で10倍に希釈し、14,000rpmで5分間遠心分離し、その後、反応物中のスクロース消費を測定するためにHPLC分析用として200μLの上清を使用した。
各サンプルを分析するために、以下のHPLC条件を適用した:カラム(AMINEX HPX−87C炭水化物カラム、300×7.8mm、Bio−Rad、製品番号125−0095)、溶離液(水)、流量(0.6mL/分)、温度(85℃)、屈折率検出器。サンプルのHPLC分析により、デキストランスクラーゼ反応中にスクロースの消費があったことが示された(図3)。市販のデキストランスクラーゼによるスクロース消費率が、gtf0768のスクロース消費率(実施例2)と比較してはるかに緩徐であったことは注目に値する。具体的には、gtf0768が反応時間約17〜18時間後に殆どのスクロースを消費した(図1)のに対し、市販のデキストランスクラーゼは、この同じ時間内に僅かに約20%のスクロースを消費したに過ぎず、全部またはほとんどのスクロースを消費するのに約168時間を要した。
また、HPLCを使用して、反応物の他の生成物を分析した。デキストランの収率を、反応物中に残留している他の全ての糖類の量を出発スクロースの量から減じることによって逆算した。逆算した数値は、デキストランの乾燥重量分析と一致した。スクロース、ロイクロース、グルコース、フルクトースおよびDP2−7二糖類は、実施例2で説明したようにしてHPLCにより定量した。これらのHPLC分析は、市販のデキストランスクラーゼ反応の糖生成物が、49%のデキストラン、0.3%のスクロース、44%のフルクトース、1%のグルコース、5%のロイクロースおよび1%のDP2−7オリゴ糖からなることを示した。
本実施例で生成したデキストランを、実施例8において、実施例1〜6で合成されたゲル化デキストラン生成物と比較して分析した。
実施例8
デキストランサンプルの粘度
本実施例では、実施例1〜7で生成したデキストランポリマーの粘度、および市販品から得られたデキストランの粘度の測定について説明する。粘度の測定は、種々の剪断速度で実施した。
デキストランポリマーサンプルを、実施例1〜7で説明したようにして調製した。具体的には、酵素反応を行い、次いで、ポリマーをメタノール沈降させ、メタノール(100%)で4回洗浄し、その後、乾燥させた。適切な量のポリマーを脱イオン(DI)水に加えることによって、各サンプルの溶液(2wt%および/または3wt%)を調製した。次いで、ポリマーが十分に溶液中に溶解するまで、各調製物を卓上型ボルテックスミキサーを使用して混合した。これらのサンプルのそれぞれは、表2および表3(下記)において「PPT後」(沈降後)と称する。TCI Americaから入手したデキストラン(Mw=956978)(Portland,OR;カタログ番号D0061)の2wt%溶液を同様に調製した;このデキストランは、以下、「市販デキストラン」という。
各ポリマー溶液の粘度を種々の剪断速度で測定するために、粘度計を用い、温度を20℃に一定に保持しながら、各溶液に種々の剪断速度を加えた。また、実施例1〜7で説明した各酵素反応から沈殿させずに直接得たポリマーサンプルにも、種々の剪断速度を加えた(表2および3では「PPT前」と称する)。剪断速度を0〜10rpmに増加させる勾配プログラムを用いて増加させ、剪断速度を30秒間毎に0.17(1/秒)ずつ増加させた。この実験の結果を表2に示す。
Figure 2018511684
ポリマーサンプルには、また、温度を20℃に一定に保持しながら、粘度計を使用して種々のより高い剪断速度を加えた。剪断速度を、10〜250rpmに増加させる勾配プログラムを用いて増加させ、剪断速度を20秒間毎に7.36(1/秒)ずつ増加させた。この実験の結果を表3に示す。
Figure 2018511684
これらのデータは、配列番号1を含むグルコシルトランスフェラーゼのデキストラン生成物溶液が、市販のデキストランおよび市販のデキストランスクラーゼのデキストラン生成物の粘度に比較して、殆どの場合に、沈降および再溶媒和後でさえも高い粘度を示すことができることを証明している。この観察はまた、配列番号5、9、13または17を含むグルコシルトランスフェラーゼの各ポリマー生成物にも当てはまると思われる。
また、表2〜3に基づけば、gtf0768反応物におけるスクロースの量が800g/L〜100g/Lに減少するにつれて、デキストラン生成物の粘度が上昇するように見えることも注目に値する。具体的には、表3は、800および400g/Lのスクロースを含む反応物のデキストラン生成物について、粘度はそれぞれ5.44cPおよび49.89cP(14.11rpm/2wt%の添加量で)であることを示しており、表2は、100g/Lのスクロースを含む反応物のデキストラン生成物について、粘度は約957cP(gtf0768、2wt%の添加量)(14.11rpmの回転へ指数的に外挿した)であることを示し得る。この結果は、デキストラン生成物の粘度が、最初に反応物に加えられるスクロースの濃度を調節することによって制御できることを示唆している。
実施例9
gtf0768により合成されたデキストランの別の生成物および分析
本実施例は、実施例2に加えて、水、スクロースおよびgtf0768を含む別の反応物について説明する。また、本実施例は、gtf0768によって合成されたゲル化生成物の追加の結合および分子量の分析を提供し、この生成物がデキストランの1種であることを示す。
gtf反応物を調製するための試薬:
− スクロース(Sigma 製品番号S−9378)。
− リン酸ナトリウムバッファストック(1M、pH6.5、Teknovaカタログ番号S0276)。
− Gtf0768酵素溶液(実施例1で調製した細胞溶解物)。
Gtf反応物の条件:
20mMのリン酸ナトリウムバッファ(バッファを1Mストック(pH6.5)からddH2Oを用いて50倍に希釈した)、100g/Lのスクロース、および0.1mLのgtf0768酵素溶液を含有する50mLの反応物を調製した。この反応物をインキュベーターシェーカー(Innova,Model 4000)内、100rpm、26℃で43時間振盪した;反応物は、約24時間後、粘性を示した。
反応物を80℃で10分間加熱してgtf酵素を不活化した。次に、粘性生成物を沈殿させるために、不活化した粘性反応物を100%メタノール75mLと混合した。白色沈殿物が形成された。上清を注意深くデカンテーションした後、100%メタノール75mLを用いて白色沈降物を2回洗浄した。固体生成物を45℃で48時間、オーブン内で真空乾燥させた。
0、0.5、1、2および24時間後に、反応物からサンプル(1mL)をそれぞれ採取した。80℃で10分間加熱することによって、各サンプル中のgtf酵素を不活化した。次に、各サンプルを無菌水で10倍に希釈した。500μLの希釈サンプルを遠心管フィルター(SPIN−X、0.45μmのナイロン、2.0mLのポリプロピレンチューブ、Costar #8170)中に移し、卓上遠心分離機により、12,000rpmで60分間遠心分離し、その後、HPLC分析のために200μLのフロースルーを使用して反応中のスクロース消費量を測定した。各サンプルを分析するために、以下のHPLC条件を適用した:カラム(AMINEX HPX−87C炭水化物カラム、300×7.8mm、Bio−Rad、製品番号125−0095)、溶離液(水)、流量(0.6mL/分)、温度(85℃)、屈折率検出器。サンプルのHPLC分析により、0768gtfの反応中、相当量のスクロースが消費されたことが示された。
また、HPLCを使用して、反応物の他の生成物を分析した。ポリマー収率は、反応物中に残留した他の全糖類の量を出発スクロースの量から減じることによって逆算した。逆算した数値は、粘性生成物の乾燥重量分析と一致した。スクロース、ロイクロース、グルコースおよびフルクトースは、HPX−87Cカラムを用いるHPLC(上述したHPLC条件)によって定量した。DP2−7二糖類は、HPLCにより以下の条件で定量した:カラム(AMINEX HPX−42A炭水化物カラム、300×7.8mm、Bio−Rad、製品番号125−0097)、溶離液(水)、流量(0.6mL/分)、温度(85℃)、屈折率検出器。これらのHPLC分析により、0768gtf反応のグルコシル含有糖生成物は、92.3%のポリマー生成物、1.3%のグルコース、5.0%のロイクロースおよび1.4%のDP2−7オリゴ糖からなることが示された。
上記反応物の乾燥デキストラン粉末生成物のサンプル(約0.2g)を分子量分析のために使用した。分子量は、3つのオンライン検出器:Waters製の示差屈折率計2414、Wyatt Technologies(Santa Barbara,CA)製の準弾性光散乱(QELS)検出器を備えたHeleos(商標)2 18−アングルマルチアングル光散乱(MALS)光度計、およびWyatt製のViscoStar(商標)示差毛細管粘度計を組みこんだWaters Corporation(Milford,MA)製のAlliance(商標)2695セパレーションモジュールを使用し、フローインジェクションクロマトグラフ法により決定した:乾燥デキストラン粉末を、200ppmのNaNを含有する水性トリス(トリス[ヒドロキシメチル]アミノメタン)バッファ(0.075M)中に0.5mg/mLで溶解させた。デキストランの溶解は、50℃で終夜振盪することにより行った。Agilent Technologies(Santa Clara,CA)製の2本のAQUAGEL−OH GUARDカラムを使用して、インジェクションピークからデキストランポリマーのピークを分離した。この手順の移動相のベースは、デキストランの溶媒と同じであり、流量は0.2mL/分、注入量は0.1mL、カラム温度は30℃であった。データ収録には、WatersのEmpower(商標)バージョン3ソフトウェアを使用し、マルチ検出器のデータ量削減にはWyattのAstra(商標)バージョン6を使用した。この研究から、デキストランポリマー生成物が、1.022(±0.025)×10g/モル(すなわち、大まかに1億ダルトン)の重量平均分子量(MALS分析から)、243.33(±0.42)nmのz平均慣性半径(MALS分析から)、および215nmのz平均流体力学半径(QELS分析から)を有することが決定された。また、QELS分析から、デキストランが約0.259の粒径分布(PSD)標準偏差を有することが決定され、デキストランが流体力学的サイズに関して多分散性である可能性が高いことを示した。
グリコシド結合分析のために、反応時間を24時間(反応物が粘性を示した)としたことを除いて、本実施例で先に記載したようにして、50mLのgtf反応物を調製した。反応物を80℃で10分間加熱して、gtf酵素を不活化した。次に、不活化した粘性反応物を、12〜14kDaの分子量カットオフ(MWCO)を備える、再生セルロース製の頑丈な透析チューブ(Spectra/Por(登録商標)4透析チューブ、製品番号132706、Spectrum Laboratories,Inc.)中に配置し、室温で1週間にわたり4Lのフィルター水で透析した。透析中、水は毎日交換した。次に、透析した粘性反応物を沈殿させ、本実施例で先に記載したようにして乾燥させた。GC/MS結合分析用に、約0.2gの乾燥粉末を供した。
結合分析は、Pettolino et al.(Nature Protocols 7:1590−1607)が報告している方法に従って行った。この文献は参照により本明細書に組み込まれる。簡単に言えば、乾燥デキストランサンプルをジメチルスルホキシド(DMSO)または5%塩化リチウムを含むDMSO中に溶解させ、次に、水酸化ナトリウム/DMSOスラリー、その後にヨードメタンを連続的に添加することによって全遊離ヒドロキシル基をメチル化した。次に、メチル化ポリマーを塩化メチレン中に抽出し、トリフルオロ酢酸(TFA)水溶液を使用して120℃でモノマー単位へと加水分解した。TFAを、その後、サンプルから蒸発させ、重水素ホウ化ナトリウムを用いて還元開環を行い、重水素ホウ化ナトリウムはまた、還元端を重水素原子で標識した。次に、グリコシド結合を加水分解することにより生成したヒドロキシル基を、50℃の温度で塩化アセチルおよびTFAで処理することによりアセチル化した。最後に、誘導体化試薬を蒸発させ、得られたメチル化/アセチル化モノマーをアセトニトリル中で再構成し、ビスシアノプロピルシアノプロピルフェニルポリシロキサンカラムを用い、質量分析計を備えたガスクロマトグラフ法(GC/MS)により分析した。重水素標識とともに、メチルおよびアセチル官能基の相対ポジショニングから、他とは明確に区別できる保持時間指数および公表データベースと比較できる質量スペクトルを有する化学種が得られた。この方法で、モノマー単位の誘導体によって、各モノマーがデキストランポリマー内で最初にどのように連結していたのか、また、モノマーが分岐点であったか否かが示された。これらのサンプル(最初にDMSOまたはDMSO/5%のLiCl中に溶解させたデキストラン)を分析した結果を表4に示す。
Figure 2018511684
一般に、表4の結果は、上で分析したデキストラン生成物が:
(i)1位および6位でのみ連結したグルコース、約87〜93wt%;
(ii)1位および3位でのみ連結したグルコース、約0.1〜1.2wt%;
(iii)1位および4位でのみ結合したグルコース、約0.1〜0.7wt%;
(iv)1位、3位および6位でのみ結合したグルコース、約7.7〜8.6wt%;ならびに
(v)(a)1位、2位および6位、または(b)1位、4位および6位でのみ連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%
を含むことを示している。この情報および他のいくつかの研究(データは示していない)に基づくと、この生成物は、相互に反復して分岐する(平均)長さが約20DPの長鎖(大部分または全部がアルファ−1,6−である結合を含有する)が存在する分岐構造(例えば、長鎖が他の長鎖からの分岐で、次にそれ自体が他の長鎖からの分岐であり得るなど)であると考えられる。分岐構造は、また長鎖からの短鎖を含むようである;これらの短鎖は、例えば、長さが1〜3DPであり、大部分が例えばアルファ−1,3およびアルファ−1,4である結合を含むと考えられる。デキストラン中の分岐点は、他の長鎖から分岐している長鎖からであろうと、長鎖から分岐している短鎖からであろうと、アルファ−1,6−結合内に含まれるグルコースからのアルファ−1,3、−1,4または−1,2結合を含むと思われる。デキストランの全分岐点の大まかに25%は、長鎖に分岐した。
このようにして、水、生成物の支配的なアルファ−1,6−グルコシド結合プロファイルによって決定されるおのようにスクロースおよび配列番号1を含む酵素を含む反応物から、生成物の高Mwと、生成物の支配的なアルファ−1,6−グルコシド結合プロファイルによって決定されるように、極めて大きなゲル化デキストラン生成物が合成された。本実施例で生成したデキストランは、ここに開示するデキストランエーテルの調製に使用することができる。
実施例10
デキストランエーテル誘導体の合成
この実施例では、ここで生成されたデキストランのエーテル誘導体の生成について説明する。具体的には、エーテル誘導体、すなわちカルボキシメチルデキストランを合成した。本実施例では、実施例2で開示したデキストラン生成物を使用したが、実施例9のデキストラン生成物も、以下のエーテル化手順で同様に使用することができる。
実施例2で生成されたデキストランポリマー1gを、温度監視用熱電対、循環浴に接続した凝縮器、および磁石撹拌子を備えた、容積50mLの丸底フラスコ中のイソプロパノール20mLに加えた。0.2gの水酸化ナトリウム(15%溶液)をこの混合物に滴下し、次に、混合物をホットプレートで25℃に加熱した。混合物を1時間撹拌した後、温度を55℃に上昇させた。次いで、クロロ酢酸ナトリウム(0.1g)を加えて反応物とし、これを55℃で2時間保持した後、90%酢酸で中和した。このようにして生成された固体を真空濾過によって回収し、エタノール(70%)で4回洗浄し、20〜25℃で真空乾燥させ、NMRおよびSECで分析して分子量およびDoSを決定した。得られた固体物質は、DoSが0.024の水溶性カルボキシメチルデキストランナトリウムと同定された。
上記の方法であるが、表5に記載のようにいくらかの変更を加えた方法を使用して、カルボキシメチルデキストランナトリウムの別のサンプルを調製した。
Figure 2018511684
このようにして、デキストランエーテル誘導体であるカルボキシメチルデキストランナトリウムを調製し単離した。
実施例11
カチオン性デキストランエーテル誘導体の合成
この実施例では、ここで生成されたデキストランのカチオン性エーテル誘導体の合成について説明する。具体的には、第四級アンモニウムデキストランエーテルであるトリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルデキストランを合成した。本実施例では、実施例2で開示したデキストラン生成物を使用したが、実施例9のデキストラン生成物も、以下のエーテル化手順で同様に使用することができる。
実施例2で生成されたデキストランポリマー1gを、温度監視用熱電対、循環浴に接続した凝縮器、および磁石撹拌子を備えた、容積50mLの丸底フラスコ中のイソプロパノール10mLに加えた。1.8gの水酸化ナトリウム(15%溶液)をこの調製物に滴下し、次に、これをホットプレートで25℃に加熱した。調製物を1時間撹拌した後、温度を55℃に上昇させた。次いで、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル−トリメチルアンモニウムクロリド(0.7g)を加えて反応物とし、これを55℃で6時間保持した後、90%酢酸により中和した。このようにして生成された固体(トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルデキストラン)を真空濾過により回収し、エタノール(95%)で4回洗浄し、20〜25℃で真空乾燥させ、NMRおよびSECで分析して分子量およびDoS(0.51)を決定した。
上記の手順ではあるが、いくつかの変更を加えた手順に従って、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルデキストランエーテルの別のサンプルを合成した。具体的には、異なる量のエーテル化剤(3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル−トリメチルアンモニウムクロリド)を使用した。表6に、これらの手順の変更点および第四級アンモニウムデキストランエーテル生成物について得られたDoS測定値を示す。
Figure 2018511684
このようにして、第四級アンモニウムデキストランエーテル誘導体であるトリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルデキストランを調製し単離した。
実施例12
各種布へのデキストランエーテルの吸着
本実施例では、上で生成したものなどの、本明細書のデキストランエーテル誘導体の、様々な種類の布に対する吸着の程度を試験する方法を説明する。
最初に、布表面へのデキストランエーテルの相対吸着レベルを決定するのに有用と考えられる較正曲線を作成した。
ダイレクトレッド80およびトルイジンブルーO染料を使用して、既知の濃度(ppm)の溶液を調製した。LAMOTTE SMART2 Colorimeterを使用して、520または620nmでこれらの溶液の吸光度を測定した。布サンプルに曝露した溶液の染料濃度の決定に使用できるように、吸光度情報をプロットした。表7および8に各較正曲線の濃度と吸収を示す。
Figure 2018511684
Figure 2018511684
これらの較正曲線は、例えば、下記方法論に従うことによって、布表面へのデキストランエーテルの相対吸着レベルを決定するのに有用であり得る。
0.07wt%または0.25wt%のデキストランエーテル化合物の脱イオン水溶液を調製する。化合物濃度が異なる数個のアリコートに各溶液を分割する(表9)。pH調節用の酸(希塩酸)もしくは塩基(水酸化ナトリウム)、またはNaCl塩などの別の成分を加える。
Figure 2018511684
4種の異なるタイプの布(クレトンサラサ、ポリエステル、65:35ポリエステル/クレトンサラサ、晒し木綿)を0.17gの小片に切断する。各小片を48ウェル細胞培養プレートの2mLウェルに入れる。各布サンプルを上記化合物溶液(表9)各1mLに曝露する(各布の試験には、化合物を含有しない対照溶液が含まれる)。布サンプルを、少なくとも30分間、化合物溶液中に浸漬する。化合物溶液から布サンプルを取り出し、少なくとも1分間DI水で濯いで、結合していない化合物を除く。その後、60℃で少なくとも30分間、一定の乾燥度になるまで布サンプルを乾燥させる。乾燥後、布サンプルを秤量し、清浄な48ウェル細胞培養プレートの2mLウェルに個別に入れる。その後、布サンプルを1mLの250ppmダイレクトレッド80染料溶液または250ppmトルイジンブルー染料溶液に曝露する。サンプルを、少なくとも15分間、染料溶液中に入れたままにする。各布サンプルを染料溶液から取り出し、その後、染料溶液を10倍に希釈する。
希釈溶液の吸光度を測定し、対照サンプルと比較する。適宜、ダイレクトレッド80および/またはトルイジンブルー染料について上で作成した較正曲線に基づき、布に吸着したデキストランエーテル化合物の相対量を計算する。具体的には、対照(化合物に曝露されていない布)と比べた、エーテル化合物に曝露された布サンプルのUV吸光度の差が、布に吸着した化合物の相対量を示す。このUV吸光度の差は、布に結合した染料の量(対照に結合した染料の量を超えた)としても表すことができると考えられ、これは較正曲線を用いて計算される(すなわち、UV吸光度がppm染料に変換される)。正の値は、対照の布に結合した染料の量に比べて過剰の染料の量であることを示し、負の値は対照の布に結合した染料の量より少ない染料の量であることを示す。正の値は、デキストランエーテル化合物が布表面に吸着したことを反映するものであろう。
この評価法は、本明細書で開示したデキストランエーテル化合物が、異なる塩およびpH条件下で、各種の布に吸着できることを示すものと考えられる。この吸着は、デキストランエーテル化合物が布ケア洗剤において有用である(例えば、再付着防止剤として)ことを示唆するものであろう。

Claims (15)

  1. デキストランエーテル化合物を含む組成物であって、前記デキストランエーテル化合物は、
    (i)1位および6位で連結したグルコース、約87〜93wt%;
    (ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.1〜1.2wt%;
    (iii)1位および4位で連結したグルコース、約0.1〜0.7wt%;
    (iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約7.7〜8.6wt%;
    (v)
    (a)1位、2位および6位、または
    (b)1位、4位および6位
    で連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%;
    ならびに
    (vi)約0.0025〜約3.0の、少なくとも1つの有機基による置換度(DoS)を含み、
    前記デキストランエーテル化合物の重量平均分子量(Mw)が約5,000万〜2億ダルトンである、組成物。
  2. 前記デキストランエーテル化合物は、
    (i)1位および6位で連結したグルコース、約89.5〜90.5wt%;
    (ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.4〜0.9wt%;
    (iii)1位および4位で連結したグルコース、約0.3〜0.5wt%;
    (iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約8.0〜8.3wt%;ならびに
    (v)
    (a)1位、2位および6位、または
    (b)1位、4位および6位
    で連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%
    を含む、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記デキストランエーテル化合物は、分岐構造内で連結した鎖を含み、前記鎖は長さが類似し、かつ実質的にアルファ−1,6−グルコシド結合を含む、請求項1に記載の組成物。
  4. 前記鎖の平均長は、約10〜50モノマー単位である、請求項3に記載の組成物。
  5. 前記デキストランエーテル化合物を誘導するデキストランは、z平均慣性半径が約200〜280nmである、請求項1に記載の組成物。
  6. 前記デキストランエーテル化合物を誘導するデキストランは、配列番号1、配列番号2、配列番号5、配列番号9、配列番号13、または配列番号17と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含むグルコシルトランスフェラーゼ酵素の生成物である、請求項1に記載の組成物。
  7. 少なくとも1つの有機基は、カルボキシアルキル基、アルキル基またはヒドロキシアルキル基である、請求項1に記載の組成物。
  8. 少なくとも1つの有機基は、カルボキシメチル基、メチル基、エチル基、ヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシプロピル基、またはヒドロキシエチル基である、請求項7に記載の組成物。
  9. 少なくとも1つの有機基は、正電荷を持つ有機基である、請求項1に記載の組成物。
  10. 少なくとも1つの正電荷を持つ有機基は、置換アンモニウム基を含み、任意選択的に、前記置換アンモニウム基は、トリメチルアンモニム基である、請求項9に記載の組成物。
  11. (i)前記デキストランエーテル化合物は1種の有機基を含む、または
    (ii)前記デキストランエーテル化合物は2種以上の有機基を含む、
    請求項1に記載の組成物。
  12. 家庭用品、パーソナルケア製品、医薬品、工業用品または食品の形態である、請求項1に記載の組成物。
  13. デキストランエーテル化合物の製造方法であって、
    (a)アルカリ性条件下の反応において、デキストランを、有機基を含む少なくとも1種のエーテル化剤と接触させる工程であって、少なくとも1つの有機基は前記デキストランとエーテル化されてデキストランエーテル化合物を生成し、前記デキストランエーテル化合物は、少なくとも1つの有機基による置換度が0.0025〜約3.0で、かつ重量平均分子量(Mw)が約5,000万〜2億ダルトンであり、前記デキストランは、
    (i)1位および6位で連結したグルコース、約87〜93wt%;
    (ii)1位および3位で連結したグルコース、約0.1〜1.2wt%;
    (iii)1位および4位で連結したグルコース、約0.1〜0.7wt%;
    (iv)1位、3位および6位で連結したグルコース、約7.7〜8.6wt%;ならびに
    (v)
    (a)1位、2位および6位、または
    (b)1位、4位および6位
    で連結したグルコース、約0.4〜1.7wt%
    を含む、工程と;
    (b)任意選択的に、工程(a)で得られた前記デキストランエーテル化合物を単離する工程と
    を含む、方法。
  14. 水性組成物の粘度を増加させる方法であって、
    請求項1に記載されたデキストランエーテル化合物を水性組成物と接触させる工程であって、前記水性組成物の粘度が、前記デキストランエーテル化合物によって、この接触工程前の前記水性組成物の粘度と比べて増加する工程、
    を含む、方法。
  15. 材料を処理する方法であって、
    請求項1に記載されたデキストランエーテル化合物を含む水性組成物を材料と接触させる工程を含む、方法。
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