JP2863262B2 - 分岐シクロデキストリンの側鎖部分にα―結合でガラクトシル基を転移結合させた新規ヘテロ分岐シクロデキストリン及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、糖転移作用を利用した分岐シクロデキスト
リンの側鎖にα−結合でガラクトシル基を結合させた新
規ヘテロ分岐シクロデキストリン及びその製造法に関す
るものである。

〔従来の技術、発明が解決しようとする課題〕

シクロデキストリン（以下、CDと略記する。）は、グ
ルコースがα−1,4結合で連なった環状デキストリン
で、グルコース6,7,8個より成るそれぞれα−，β−及
びγ−CDが良く知られている。最近、CDの溶解度を改善
するため、これらCDにα−1,6結合でグルコシル基やマ
ルトシル基を結合させた分岐CDが合成されている。これ
らCD及び分岐CDには、分子内部に空洞があり、しかもこ
の空洞内部が疎水性になっているため、各種油性物質を
取り込む性質を有している。CD及び分岐CDはこのような
性質を持っているため、食品工業，化粧品工業，医薬品
工業などの分野で広く使用されている。

最近、医薬品工業の分野では薬剤の副作用を少なくす
るため、糖質の細胞認識性に着目して、これをドラッグ
・デリバリー・システムの薬剤運搬体の標識細胞へのセ
ンサーとして利用する研究が活発に行われている。ま
た、ガラクトースは生体内の各部位に強い親和性を示す
ことが良く知られている。

そこで、本発明者らは分岐CDの包接作用とガラクトー
スのこの特質を利用して、ドラッグ・デリバリー・シス
テムに利用することを目的として分岐CDにガラクトシル
基を転移結合させたヘテロ分岐CDの合成を試みた。その
結果、市販の各種α−ガラクトシル基転移酵素がα−ガ
ラクトシル糖化合物からグルコシル−α−，β−及びγ
−CD（以下、それぞれG1−α−CD、G1−β−CD及びG1−
γ−CDと略記する。）及びマルトシル−α−、β−及び
γ−CD（以下、それぞれG2−α−CD、G2−β−CD及びG2
−γ−CDと略記する。）の側鎖に、α−結合でガラクト
シル基を転移結合させたヘテロ分岐CDを合成することを
見出し、この知見に基づいて本発明を完成したである。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は、G1−α−，β−及びγ−CDの側鎖
のグルコシル基のC2,C3,C4及びC6位のいずれかの水酸基
にα−結合で１個または２個のガラクトシル基を転移結
合させた構造のヘテロ分岐CD及びG2−α−，β−及びγ
−シクロデキストリンの側鎖のマルトシル基のいずれか
のグルコシル基のC2,C3,C4及びC6位のいずれかの水酸基
にα−結合で１個または２個のガラクトシル基を転移結
合させた構造のヘテロ分岐CD、さらにG1−α−，β−及
びγ−CD、マルトシル−α−，β−及びγ−CDとα−ガ
ラクトシル糖化合物とを含有する水溶液または懸濁液
に、α−ガラクトシル基転移酵素を作用させることを特
徴とする分岐CDの側鎖にα−結合で１個または２個のガ
ラクトシル基を結合させたヘテロ分岐CDの製造法を提供
するものである。

本発明に係る物質は、上記したように、G1−α−,G1
−β−,G1−γ−CD,G2−α−,G2−β−及びG2−γ−CD
の側鎖部分にα−結合でガラクトシル基を結合させた構
造のヘテロ分岐CDである。

具体的には、本発明に係る物質は第１図の構造式Ｉ〜
VIで表せられる。

本発明に係る物質は、G1−α−,G1−β−,G1−γ−,G
2−α−,G2−β−またはG2−γ−CDとα−ガラクトシル
糖化合物とを含む水溶液または懸濁液に、α−ガラクト
シル基転移酵素を作用させることによって得られる。

本発明に用いるα−ガラクトシル糖化合物（以下、糖
供与体と記す。）としては、通常メリビオースまたはラ
フィノースが用いられるが、α−ガラクタン及びその分
解物であるオリゴ糖またはα−ガラクトシル基を含む配
糖体，ヘテロオリゴ糖なども用いることができる。

本発明に用いるα−ガラクトシル基転移酵素として
は、α−ガラクトシル糖化合物とG1−α−,G1−β−,G1
−γ−,G2−α−,G2−β−またはG2−γ−CDを含む水溶
液に作用させるとき、糖供与体を分解し、その１個また
は２個のα−ガラクトシル基をG1−α−,G1−β−及びG
1−γ−CDの側鎖のグルコシル基またはG2−α−,G2−β
−及びG2−γ−CDの側鎖のマルトシル基のいずれかのグ
ルコシル基のC2,C3,C4,C6位のいずれかの水酸基に、α
−結合で転移させ、ヘテロ分岐CDを合成するものであれ
ば、いずれでも使用可能である。この反応系での分岐CD
と糖供与体を含む水溶液または懸濁液は、分岐CDの濃度
が約１〜100％（w/w），糖供与体の濃度が約１〜50％
（w/w）とし、かつ分岐CDに対する糖供与体の比率は使
用する糖供与体の種類によって異なるが、0.1〜50倍の
範囲、好ましくは0.3〜２倍の範囲とする。

α−ガラクトシル基転移酵素は自然界に広く分布して
いる。例えば高等植物，動物起源のもののほか、微生物
起源のものといてはシュードモナス・フルオレッセン
ス，アブシジア・リフレキサ，モルチエレラ・ヴィナセ
ア，ピクノポラス・シナバリナス，キャンディダ・ギリ
エルモンディーなど細菌，カビ，酵母などの生産する酵
素がよく知られているが、本目的にはこれらの酵素を使
用することが出来る。

反応液のpHと温度は通常pH4〜9,温度は30〜60℃が適
当である。使用酵素量は反応時間と密接な関係があり、
通常５〜10時間、好ましくは５〜20時間で反応が終了す
る酵素量にすればよいが、これらに限定されるものでは
ない。

以上のような方法で反応させて得られた液を高速液体
クロマトグラフィーにかけて、G1−α−,G1−β−,G1−
γ−CD,G2−α−,G2−β−及びG2−γ−CDへの転移生成
物を分取したのち、酵素分解法により構造を調べた。そ
の結果、第１図の構造式（Ｉ〜VI）に示すようなヘテロ
分岐CDであることを確認した。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ （１） 転移反応 メリビオース50mg,C1−α−CD100mgを100mMリン酸緩
衝液（pH6.5）0.5mlに溶解させた後、コーヒー豆のα−
ガラクトシル基転移酵素（シグマ（株）製）を1mg加
え、40℃にて５時間反応させた（第２図）。反応後、酵
素を加熱失活させた溶液を高速液体クロマトグラフィに
かけて転移生成物15mgを得た。

（２） 構造解析 上記単離された転移生成物は、上記酵素により完全に
等モルのガラクトースとG1−α−CDに分解された。ま
た、本酵素剤ではα−及びβ−CDのような非分岐CDには
転移しないことにより、上記転移生成物はG1−α−CDの
側鎖のグルコシル基のC2,C3,C4,C6位のいずれかの水酸
基のにα−結合でガラクトシル基が転移した化合物であ
ることが確認された（第１図の構造Ｉ）。

実施例２ （１） 転移反応 パラニトロフェニル−α−ガラクトシド100mg,G1−β
−CD300mgを100mM酢酸緩衝液（pH6.0）1mlに溶解させた
後、アブシジア・リフレキサ（５ IU）を加え、40℃に
て反応させた。１時間後、100℃で20分間加熱し、酵素
を失活させた反応液を高速液体クロマトグラフィにかけ
て、転移生成物30mgを得た。

（２） 構造解析 上記転移生成物は、上記酵素により完全にガラクトー
スとG1−β−CDに加水分解された。また、本酵素剤で
は、α−，β−及びγ−CDのような非分岐CDには転移し
ないことより、上記転移生成物はC1−β−CDの側鎖のグ
ルコシル基のC2,C3,C4,C6位の水酸基のいずれかにα−
結合でガラクトシル基が転移した化合物であることが確
認された（第１図の構造II）。

実施例３ （１） 転移反応 メリビオース1g,G2−α−CD1gを100mM酢酸緩衝液（pH
6.0）5mlに溶解させた後、アブシジア・グリゼオラの生
産するα−ガラクトシル基転移酵素（25 IU）を加え、
40℃にて２時間反応させた（第３図）。反応後、酵素を
加熱失活させた溶液を高速液体クロマトグラフィにかけ
て転移生成物200mgを単離した。

（２） 構造解析 上記転移生成物は、上記酵素により完全にガラクトー
スとG2−α−CDに加水分解された（第４図）。また、本
酵素剤ではα−，β−及びγ−CDのような非分岐CDには
転移しないことより、上記転移生成物はG2−α−CDの側
鎖のマルトシル基のいずれかのグルコシル基のC2,C3,C
4,C6位のいずれかの水酸基にα−結合でガラクトシル基
が転移した化合物であることが確認された（第１図の構
造IV）。

実施例４ （１） 転移反応 ラフィノース1g,G2−β−CD2gを100mM酢酸緩衝液（pH
6.0）3mlに溶解させた後、モルチエレラ・ヴィナセアの
α−ガラクトシル基転移酵素（20 IU）を加え、40℃に
て２時間反応させた。反応後、酵素を加熱失活させた溶
液を高速液体クロマトグラフィにかけて、転移生成物40
0mgを単離した。

（２） 構造解析 上記転移生成物は、上記酵素により完全にガラクトー
スとG2−β−CDに加水分解された。また、本酵素剤で
は、α−，β−及びγ−CDのような非分岐CDには転移し
ないことより、上記転移生成物はG2−β−CDの側鎖のマ
ルトシル基のいずれかのグルコシル基のC2,C3,C4,C6位
の水酸基のずれかにα−結合でガラクトシル基が転移し
た化合物であることが確認された（第１図の構造Ｖ）。

実施例５ （１） 転移反応 パラニトロフェニル−α−ガラクトシド200mg,G1−γ
−CD200mgを100mM酢酸緩衝液（pH6.0）1mlに溶解させた
後、シュードモナス・フルオレッセンスのα−ガラクト
シル基転移酵素（10 IU）を加え、40℃にて１時間反応
させた。反応後、酵素を加熱失活させた溶液を高速液体
クロマトグラフィにかけて、転移生成物30mgを単離し
た。

（２） 構造解析 上記転移生成物は、上記酵素により完全にガラクトー
スとG1−γ−CDに加水分解された。また、本酵素剤で
は、α−，β−及びγ−CDのような非分岐CDには転移し
ないことより、上記転移生成物はG1−γ−CDの側鎖のグ
ルコシル基のC2,C3,C4,C6位の水酸基のずれかにα−結
合でガラクトシル基が転移した化合物であることが確認
された（第１図の構造III）。

実施例６ （１） 転移反応 パラニトロフェニル−α−ガラクトシド100mg,G2−γ
−CD200mgを100mM酢酸緩衝液（pH5.0）3mlに溶解させた
後、ピクノポラス・シナバリナスのα−ガラクトシル基
転移酵素（５ IU）を加え、40℃にて１時間反応させ
た。反応後、酵素を加熱失活させた溶液を高速液体クロ
マトグラフィにかけて、転移生成物15mgを単離した。

（２） 構造解析 上記転移生成物は、上記酵素により完全にガラクトー
スとG2−γ−CDに加水分解された。また、本酵素剤で
は、α−，β−及びγ−CDのような非分岐CDには転移し
ないことより、上記転移生成物はC2−γ−CDの側鎖のマ
ルトシル基のいずれかのグルコシル基のC2,C3,C4,C6位
の水酸基のずれかにα−結合でガラクトシル基が転移し
た化合物であることが確認された（第１図の構造VI）。

〔発明の効果〕

本発明によれば、分岐CDに１個または２個のガラクト
シル基を転移結合させた新規ヘテロ分岐CDと該化合物の
効率的な製造方法が提供される。

本発明の新規ヘテロ分岐CDは医薬品分野のほか食品分
野，化粧品分野等における幅広い利用が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る物質の構造式を示し、第２図は実
施例１の転移反応生成物の高速液体クロマトグラフ、第
３図は実施例３の転移反応生成物の高速液体クロマトグ
ラフ、第４図は該転移反応生成物のα−ガラクトシル基
転移酵素による分解物の高速液体クロマトグラフであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北畑 寿美雄 大阪府泉南郡熊取町野田621―440 (72)発明者 小泉 京子 大阪府藤井寺市春日丘３―14―３ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08B 37/16 C12P 19/18 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】グルコシル−α−，β−及びγ−シクロデ
   キストリンの側鎖のグルコシル基のC2,C3,C4及びC6位の
   いずれかの水酸基にα−結合で１個または２個のガラク
   トシル基を転移結合させた構造のヘテロ分岐シクロデキ
   ストリン。
2. 【請求項２】マルトシル−α−，β−及びγ−シクロデ
   キストリンの側鎖のマルトシル基のいずれかのグルコシ
   ル基のC2,C3,C4及びＣ位のいずれかの水酸基にα−結合
   で１個または２個のガラクトシル基を転移結合させた構
   造のヘテロ分岐シクロデキストリン。
3. 【請求項３】グルコシル−α−，β−及びγ−シクロデ
   キストリン、マルトシル−α−，β−及びγ−シクロデ
   キストリンとα−ガラクトシル糖化合物とを含有する水
   溶液または懸濁液に、α−ガラクトシル基転移酵素を作
   用させることを特徴とする分岐シクロデキストリンの側
   鎖にα−結合で１個または２個のガラクトシル基を結合
   させたヘテロ分岐シクロデキストリンの製造法。