JP2903182B2 - コラーゲン類、その製造方法及び化粧品 - Google Patents

コラーゲン類、その製造方法及び化粧品

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、メチオニン残基の少なくとも一部がスルホ
キシド化されているコラーゲン類、その製造方法及び化
粧品に関する。
従来の技術 コラーゲンは、哺乳動物の結合組織において非常に重
要な役割を演じている。このものは、身体の全タンパク
質の25乃至30％を構成しており、とりわけ皮膚、腱、靭
帯、軟骨、血管及び骨に見出される。
多くの研究が、コラーゲンが単一の物質ではないこと
を示しており、今日までに少なくとも12の異なった型の
ものが同定されている。種々の性質を有し、その故に生
物体内において異なった生物学的機能を有するこれら各
種のコラーゲン型は、特に、アミノ酸分析、アミノ酸配
列、鎖間ジスルフィド架橋、三重螺旋の長さや電場にお
ける挙動によって、特徴付けられている。
モノクローナル抗体を用いた免疫局在化法により、種
々の組織中におけるその分布についての研究が可能とな
り、かくして、皮膚においては、とりわけＩ型コラーゲ
ンとIII型コラーゲンとが証明された。これら両コラー
ゲン型は非常に似たアミノ酸組成を有している。
そのアミノ酸組成の故に、コラーゲンはタンパク質の
なかで特別の位置を占めている。コラーゲンは特にグリ
シンに富んでいる。また、コラーゲンはヒドロキシプロ
リンなるアミノ酸を含有する唯一のタンパク質である。
イオウの含有量は比較的少なく、例えばＩ型コラーゲン
はシステインを含まず、メチオニンが唯一のイオウ含有
アミノ酸である。
コラーゲン分子は、繊維芽細胞内中でプロコラーゲン
として合成され、そして細胞間隙に放出される。そこで
プロコラーゲンペプチドの切断によりコラーゲンへと変
換される。別のコラーゲン分子との間での交差結合を通
じて、最終的には、主に古い結合組織に認められるよう
な不溶性のコラーゲンを生ずる。コラーゲンは通常３本
のポリペプチド鎖（鎖あたり分子量はおよ100000）より
なっており、それを個々に見れば左巻き螺旋を形成して
いるが、互い同士まとまって右巻きの三重螺旋を形成し
ている。分子の両端は、巻きのない末端ペプチドからな
っている。これら末端ペプチドはコラーゲン分子間の自
然な交差結合に際し重要な役割を果たす。これらは酵素
的に（例えばペプシン又はトリプシンによって）容易に
切断することができる。コラーゲンの生化学、生物学、
生合成及び代謝については多くの学術論文や概説に記載
されている（関連文献を掲げた付記１を参照）。
コラーゲンは多くの優れた性質を有している。その高
い水親和能により、コラーゲンは皮膚の水分調節におい
て重要な役割を演じている。更に、それには、滑らかに
し、また、刺激を緩和する作用もある。それは繊維芽細
胞の成長を刺激し、創傷の治癒を促す。また、それは、
止血的作用をも有している。
その優れた性質と高い受容性の故に、コラーゲンは今
や医療分野において多くの適応を得ている（例えば縫合
材料、埋込材料、創傷被覆材、止血剤等）。
化粧品用には、コラーゲンを種々のコラーゲン源から
抽出することができる。それは主に、若い又は胎仔の動
物の結合組織から得られる。なかでも子牛の皮膚が用い
られるが、そのコラーゲンはヒトのコラーゲンと生理学
的に全く変わるところがない。子牛の皮膚から得られる
コラーゲンは少なくとも90％までがＩ型コラーゲンより
なっており、これに続いて少量のIII型コラーゲンを含
んでいる。それは、変化させずに天然の可溶性コラーゲ
ンとして、酵素的に変化させてアテロコラーゲンとし
て、又は、コラーゲン加水分解物として若しくは化学的
に変化させて脱アミドコラーゲン、コラーゲンメチルエ
ステル、スクシニル化若しくはグアニジル化コラーゲン
として使用されている。
抽出や酵素的又は化学的修飾の方法は知られており、
多くの文献及び特許に記載されている。その際重要なこ
とは、コラーゲンの螺旋構造の変性を阻止することであ
る。また特に、可能な限りの無菌的条件下にて操作を行
わなければならない（関連文献を掲げた付記２を参
照）。
西独特許2064604号及び対応する米国特許3991184号に
は、未変化の、余り網状とはなっていないコラーゲン構
造を有する天然の水溶性コラーゲンを含む皮膚衛生用品
が記載されている。この天然の可溶性コラーゲンは、若
い又は胎仔の動物の皮膚から、低温下での弱酸性水性溶
媒による抽出によって製する。この方法によって得られ
るコラーゲンは5000乃至50000の分子量を示す。
発明が解決しようとする課題 本発明は、作用の現れ方が明確であり、望ましくない
副作用を示さない、化粧品用作用物質をコラーゲンから
製造することを課題とするものである。更に、その簡便
で経済的な製造方法をも課題とする。
課題を解決するための手段 今や驚くべくことに、スルホキシド化されたメチオニ
ン残基を有するコラーゲン類が有利な化粧品特性を有す
ることが見出された。
本発明の対象は、従って、コラーゲン中の少なくとも
一部のメチオニン残基がメチオニスルホキシドとして存
在していることを特徴とするコラーゲン類である。それ
以外の点においては、本発明のコラーゲン誘導体は、原
料としてその都度使用された各種コラーゲンとの比較に
おいて異なるものではない。本発明のコラーゲン誘導体
は、既に酸化されたイオウ原子はもはや実際上酸素に対
する感受性を有しない、ということに基づくものであ
る。
特に、誘導体化されていないコラーゲンに較べて水溶
性に優れ、とりわけ酸性水性溶媒に対してそうであるか
ら、本発明のコラーゲン誘導体は、それを使用する製品
中に一層高濃度に含有させることができる。
また、本発明のコラーゲン誘導体は、際立って皮膚へ
の受容性が高く、何らのアレルギー反応も認められな
い。皮膚及び毛の上に、それは保護層を形成する。
本発明のコラーゲン誘導体は、あらゆる通常のコラー
ゲン源から製造することができる。特に、ヒトのコラー
ゲンと生理学的に差異のないコラーゲンである子牛の皮
膚のコラーゲン、天然の可溶性コラーゲン、少なくとも
90％がＩ型コラーゲンよりなっているコラーゲン、コラ
ーゲンＩ型若しくはIII型、アテロコラーゲン又は脱ア
ミドコラーゲンを使用することができる。また、コラー
ゲン加工工業から得られる中間体を使用することもでき
る。
本発明のコラーゲン類は、コラーゲンを含有する原料
（例えば子牛の皮膚又はコラーゲン加工工業から得られ
る中間体）を酸化剤の存在下でコラーゲンへと加工する
ことにより製造することができる。誘導体化したコラー
ゲンを製造しようとするときは、同時に誘導体化が行わ
れる。すなわち、子牛の皮膚からのアテロコラーゲンの
製造に際してスルホキシド化されたアテロコラーゲンを
製するには、酸化剤の存在下、タンパク質分解酵素例え
ば、トリプシン又はペプシン等による酵素的分解が行わ
れる。同様に脱アミドコラーゲンの製造に際してスルホ
キシド化脱アミドコラーゲンを製するには、酸化剤の存
在下、脱アミド化が行われる。
本発明のコラーゲン類はまた、単離されたコラーゲン
又は単離され且つ誘導体化されたコラーゲンから、これ
を適当な酸化剤で処理することによっても製造すること
ができる。
適当な酸化剤とは、他にはコラーゲンを変性させるこ
となくコラーゲン中に存するメチオニン残基のイオウ原
子のスルホキシド化を起こすようなものである。これに
は例えば、過酸化水素又は過酸化ナトリウム若しくは過
ホウ酸ナトリウム等のアルカリ金属過酸化物、過酸類及
び過エステル類、アルカリ金属対亜ハロゲン酸塩のよう
な次亜ハロゲン酸塩、特に、例えば次亜塩素酸ナトリウ
ム等のアルカリ金属次亜塩素酸塩、及び、例えばクロラ
ミンＴ等のクロラミン類のような、次亜ハロゲン酸塩を
自然に遊離する化合物等がある。酸化剤はメチオニン１
当量当たり1.5乃至2.0当量を使用する。必要な場合に
は、変換終了後に過剰の酸化剤を常法に従って、還元剤
の添加によって分解するか、又は、塩化ナトリウムでコ
ラーゲンを沈澱させ次いで再びクエン酸緩衝液で溶解す
ることにより、除去する。
変換は、特に、酸性溶媒中で、とりわけpH2乃至５に
て、最も好ましくはpH3乃至４にて、行われる。目的に
応じて、pHを所望の範囲に維持するために、例えばクエ
ン酸緩衝液等の緩衝液を加えることができる。
反応温度は、好ましくは０乃至20℃の範囲、とりわけ
10乃至20℃の範囲に、及び最も好ましくは15乃至17℃の
範囲とする。酸化剤は、一般に少なくとも１日の間、通
常は２乃至６日間、特に好ましくは３乃至４日間、作用
させる。
コラーゲン含有原料は、例えば、酸化剤溶液を噴霧し
又はこれに浸漬することによって、酸化剤による前処理
を行うことが好ましい。0.05乃至0.5重量％の水性溶液
として含まれるコラーゲン含有原料（コラーゲン含量約
30％）1kgあたり、酸化剤は、好ましくは0.05乃至0.5当
量使用する。前処理は好ましくは１乃至10時間、特に好
ましくは２乃至５時間行う。温度は、好ましくは20乃至
50℃の範囲、特に好ましくは30乃至50℃の範囲である
が、また、深冷凍状態のコラーゲン含有原料に酸化剤を
噴霧し、これを解答させてもよい。
上記の緩和な条件の下では、対応するスルホンが生成
することなく、コラーゲン中のメチオニン残基のスルホ
キシド化が起こる。収率は使用するコラーゲンに応じて
91乃至96％の範囲である。スルホキシド化は可逆的であ
り、例えば、本発明の誘導体はメルカプトエタノールで
処理すれば再び出発原料へと還元される。
コラーゲンは一般に、アミノ酸残基1000個中５乃至６
個のメチオニン残基を有する。このうち、本発明のコラ
ーゲン類では、２乃至５、特に好ましくは２乃至３のメ
チオニン残基がスルホキシド化されている（下記の表を
参照）。
本発明のコラーゲン類は分子量を約270000乃至300000
の範囲に有する（U.K.Laemmli,Nature,227:680−685（1
970）に記載の条件に従って、SDS−ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動法によって測定）。コラーゲンの更なる特
性決定及び純度測定には、HPLC、SDS−ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動法、アミノ酸分析、窒素分析、ペプチ
ドマッピング法、臭化シアン分解、施光分散等の通常の
生化学的及び物理−化学的方法を適用することができ
る。含量測定の特殊な可能性は、特徴的アミノ酸である
ヒドロキシプロリンの含量を測定することである。皮膚
由来のコラーゲンにおけるその比率は14％である（Nimn
i,M.E.,（2986）,Nato Asi,Ser.E.116:365−383）。
本発明の方法によれば、本発明のコラーゲン類は水性
溶液の形で得られる。この溶液はそのまま、又は場合に
より濃縮した後、化粧品へと加工することができる。こ
の溶液は酸化剤の使用により実質的に無菌状態で得られ
るから、保存剤の添加は場合により省くことができる。
上記の溶液から、本発明のコラーゲン誘導体は、通常
の方法、例えば噴霧乾燥、凍結乾燥等によって得ること
ができる。これらの方法によって得られる固形の生成物
は、同様に化粧品へと加工することができる。
特に好ましい方法としては、屠殺した子牛の皮膚を原
料とする。皮膚は、特に好ましくは、深冷凍し及び例え
ばクロラミン等により消毒され、使用に供される。
次いで、皮膚は、解凍して又は特に好ましくは深冷凍
した状態で、細切される。細切中又はその直後に、本発
明にて使用する前記の酸化剤で上記の諸条件に従って、
その皮膚の前処理を行う。前処理のなされた皮膚片を、
次いで、肉挽器中で皮膚のすり身にまで粉砕する。この
皮膚のすり身は、上記の諸条件に従って酸化剤で処理す
る。特に好ましくは、該皮膚すり身の抽出は、撹拌下15
乃至17℃の温度でクエン酸緩衝液にて行う。この際、酸
化剤特に過酸化水素の濃度は、抽出段階中例えば80乃至
120ppm、とりわけ90乃至110ppmの一定の値に維持するこ
とが、特に好ましい。
皮膚すり身は、次いで、２回の湯通しをした木綿製濾
布よりなる濾過袋で濾過される。所望により、過剰の酸
化剤を常法により分解する。かかる方法によって得られ
る生成物は、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法
にるクロマトグラム上で分子量を約295000に有する。こ
の生成物のアミノ酸分析は、下記の表より明らかであ
る。
本発明の対象は、また、本発明のコラーゲン誘導体を
含有する化粧品である。化粧品のうち、特にクリーム、
マスク、パック、ローション、ゲル、乳液等の手入れ用
品に係るものである。この目的で、本発明のコラーゲン
誘導体は、通常の基剤及び助剤に添加される。
適当な基剤としては、例えば、パラフィン油、アボカ
ド油、流動パラフィンその他の油が挙げられる。用い得
る助剤としては、例えば、油及び／又は脂肪アルコール
若しくはポリエトキシ化アルコール類の混合物、石鹸そ
の他の乳化剤、アルギン酸ナトリウム、アラビアゴム、
キサンタンガム、セルロース誘導体その他の粘稠剤、二
酸化炭素及び窒素等のエアロゾルの処方用の噴射材、ア
ルコール類等の用剤その他が挙げられる。
本発明品は、また、化粧品に通常含まれる成分を含有
することができる。これらには、例えば、香料、着色
料、保存剤、抗酸化剤、キレート剤、軟化剤、乳化剤そ
の他が挙げられる。
本発明品は、また、他の化粧品用活性添加剤を含有す
ることもできる。これらには、例えば、保湿剤、カロチ
ノイド、安定化剤、湿度調節剤、pH調節剤、紫外線Ａ及
びＢ遮断剤その他が挙げられる。
本発明品は、製品全量に対し、通常約0.01乃至５％、
特に好ましくは約0.1乃至２重量％のコラーゲン誘導体
を含有する。
以下、実施例により本発明の作用物質の製造方法を説
明する。
実施例 １ （１） 250kgの深冷凍した子牛皮膚（顔面。クロラミ
ンＴで消毒したもの）を深冷凍のまま粗く粉砕し、同時
に2500mlの過酸化水素（30％）を水500に溶解した溶
液を噴霧する。次いで皮膚片を解凍する（約２乃至３時
間）。分離した水を流し去り、皮膚片を必要に応じて、
もう一度水500で洗浄する。水を流し去った後、皮膚
片を肉挽器にかける。
400の容器に、15乃至17℃の、pH3.6の0.128Mクエン
酸緩衝液100及び400mlの過酸化水素（30％）を加え
る。次いで、挽いた（粉砕した）組織50kgを添加する。
15乃至17℃にて30分間の撹拌の後、過酸化水素の濃度を
測定する。過酸化水素を追加して、その濃度を約100ppm
に維持する。この操作により、0.4乃至0.8％の溶解した
コラーゲン（バッチ当たり600乃至1200gに相当）を含む
溶液を得る。過酸化水素濃度を一定に保つこと（ここで
は40ml/150バッチ。100ppmに相当）は決定的意義を有
している。すなわち、不均一な相においてはコラーゲン
は未反応であるが、上記によって、溶解してくるコラー
ゲンをスルホキシド化されたメチオニンを有するコラー
ゲンへと変換することができるのである。更に、この過
酸化水素濃度は至適の制菌性溶媒の役割を演ずる。この
懸濁液を15乃至17℃で３日間撹拌し、続いて、100の
緩衝液で希釈して24時間撹拌する。
10000回転／分にて分離することにより、スルホキシ
ド化した天然の可溶性コラーゲンが得られる。これは僅
かに蛋白光を発する。抽出物を合わせ、可溶性コラーゲ
ン0.225％（ヒドロキシプロリン300μg/ml）を含む溶液
を得る。公知の方法により、過剰の過酸化水素を分解す
る。
過酸化水素を除去するための別の方法では、遠心物に
食塩を濃度６重量％となるまで加え、沈澱した繊維を遠
心により分離し、最終的に0.128Mのクエン酸緩衝液中に
溶液として得る。
保存は通常の保存剤例えばPhenonip（ｐ−ヒドロキシ
安息香酸エステルとフェノキシエタノールとの混合物）
によって行われる。
スルホキシド化コラーゲンの分子量は約295000である
（SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により測
定）。
生成物は次のようにして特徴付けられる。すなわち、
アミノ酸分析での溶出グラフ上でアスパラギン酸の前に
メチオニンスルホキシドが溶出され、これより遅れて対
応する少量のメチオニンが認められる。
アミノ酸分析用には、溶液の一部を採取し、これに食
塩を、濃度が６重量％となるまで添加する。沈澱したコ
ラーゲンを遠心して採取して、0.1Mの酢酸に対して３回
透析し、そして凍結乾燥する。アミノ酸分析には、5mg
の凍結乾燥コラーゲンを6N塩酸10ml中窒素雰囲気下110
±１℃にて２時間加水分解する。過剰の塩酸は減圧溜去
し、残渣を溶離用緩衝液に溶かし、イオン交換クロマト
グラフィーによりアミノ酸を測定する。
（２）天然の可溶性コラーゲンは、上記の反応条件下
で、対応するスルホキシド化されたメチオニンを有する
コラーゲンに変わる（pH3.6の0.128Mクエン酸緩衝液100
中、1000gの天然の可溶性コラーゲン及び過酸化水素4
00ml。温度及び加工条件は実施例１と同様）。
実施例２ （１）実施例１の皮膚残渣又は新鮮な粉砕皮膚を実施例
１の記載に準じて、過酸化水素の存在下にてトリプシン
又はペプシンにより（付記２の文献参照）酵素的に、ス
ルホキシド化メチオニンを有するアテロコラーゲンに変
換する。アミノ酸組成については表１を参照のこと。生
成物の分子量は約270000である（SDS−ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動法）。
（２）同様にして、及び実施例１（２）に記載の反応条
件下にて、純粋なアテロコラーゲンを、スルホキシド化
されたメチオニンを有するアテロコラーゲンに変換す
る。
実施例３ （１）実施例１の皮膚残渣又は新鮮な粉砕皮膚を、実施
例１の記載に準じて、過酸化水素の存在下にて、アルカ
リ又は酸により（付記２の文献参照）スルホキシド化さ
れたメチオニンを有する脱アミドコラーゲンに変換す
る。アミノ酸組成については表１を参照のこと。生成物
の分子量は約295000（SDS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動法）である。
（２）同様にして、及び実施例１（２）に記載の反応条
件にて、純粋な脱アミドコラーゲンをスルホキシド化さ
れたメチオニンを有する脱アミドコラーゲンに変換す
る。
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動 実施例１乃至３にて得られた各生成物につき、U.K.La
emmle,Nature,227:680−685（1978）に記載の条件に従
い、７％のゲルを用いてSDS−ポリアクリルアミドゲル
電気泳動を行った。該条件下では、一部コラーゲンの三
重螺旋の開裂がおこるため、γ鎖は約300kDに、β鎖は
約200kDにそしてα鎖は約100kDに各分子量のクロマトグ
ラムを与えた。タンパク質の分解による分解生成物は認
められなかった。
以下の実施例においては、実施例１乃至３のコラーゲ
ン誘導体は、得られたままの溶液の形で又は固形物とし
て用いられる。
実施例４ 皮膚用クリーム コラーゲン誘導体 1.0g ポリエチレンセチルエーテル 1.5g セチルアルコール ２ ｇ パラフィン油 ６ ｇ アボカド油 ４ ｇ ラノリン ４ ｇ 香料 所要量 滅菌水 全量 100 ｇ 実施例５ 全身用乳液 コラーゲン誘導体 1 ｇ 流動パラフィン 5 ｇ パラフィン油 7 ｇ 保存剤 0.15g ステアリン酸トリエタノールアミン 5 ｇ ステアリン酸 3 ｇ 滅菌水 全量 100 ｇ 実施例６ 皮膚用ローション コラーゲン誘導体 0.5 g 保存剤 0.15g ポリビニルピロリドン 3 ｇ エタノール 20 ｇ 滅菌水 全量 100 ｇ 実施例７ 皮膚用ゲル コラーゲン誘導体 0.5 g 保存剤 0.15g エタノール 40 ｇ プロピレングリコール 42 ｇ アクリル酸ポリマー（Carbopol 940, Fa.Goodrich Chemical社製） 1 ｇ 滅菌水 全量 100 ｇ 〔付記１〕 （１）Berg,A.;Einsatz von Proteinen in Kosmetika;P
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───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−145006（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−133358（ＪＰ，Ａ) Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔ ｓ；70：93211，（1969）Ｖｏｌ．70, ｐ．15 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C07K 14/78 A61K 7/00 - 7/48 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＣＡ（ＳＴＮ)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コラーゲン構成メチオニン残基の少なくと
    も一部がメチオニンスルホキシドとして存することを特
    徴とするコラーゲン類。
  2. 【請求項２】基礎とするコラーゲンが、天然の可溶性コ
    ラーゲン、アテロコラーゲン、脱アミドコラーゲン及び
    少なくとも90％がＩ型コラーゲンよりなるコラーゲンの
    うちから選ばれたコラーゲンであることを特徴とする、
    請求項１に記載のコラーゲン類。
  3. 【請求項３】コラーゲン構成アミノ酸の1000残基あた
    り、２乃至５個、特に２又は３個のメチオニン残基が、
    スルホキシド化されていることを特徴とする、請求項１
    又は２に記載のコラーゲン類。
  4. 【請求項４】コラーゲン含有原料を適当な酸化剤の存在
    下で、コラーゲン又はコラーゲン誘導体へと加工する
    か、又は、単離された若しくは単離され且つ誘導体化さ
    れたコラーゲンを適当な酸化剤で処理することを特徴と
    する、請求項１に記載のコラーゲン類の製造方法。
  5. 【請求項５】酸化剤として過酸化水素又はアルカリ金属
    過酸化物を使用することを特徴とする、請求項４に記載
    の方法。
  6. 【請求項６】メチオニン１当量あたり1.5乃至2.0当量、
    特に1.6乃至1.9当量の酸化剤を使用することを特徴とす
    る、請求項４又は５に記載の方法。
  7. 【請求項７】出発原料として子牛の皮膚、天然の可溶性
    コラーゲン、アテロコラーゲン又は脱アミドコラーゲン
    を使用することを特徴とする、請求項４乃至６のいずれ
    かに記載の方法。
  8. 【請求項８】酸性溶媒中で、特にpH2乃至５の範囲、と
    り分けpH3乃至４の範囲で加工を行うことを特徴とす
    る、請求項４乃至７のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】０乃至20℃の範囲、特に10乃至20℃の範囲
    の温度のもとで加工を行うことを特徴とする、請求項４
    乃至８のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】コラーゲン含有原料を酸化剤で前処理す
    ることを特徴とする、請求項４乃至９のいずれかに記載
    の方法。
  11. 【請求項１１】コラーゲン含有原料を、前処理に先立
    ち、深冷凍状態において粉砕することを特徴とする、請
    求項10に記載の方法。
  12. 【請求項１２】請求項１乃至３のいずれかに記載のコラ
    ーゲン類又は請求項４乃至11のいずれかに記載の方法に
    よって得られるコラーゲン類の、少なくとも一を含有す
    ることを特徴とする、化粧品。
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