JP3545601B2 - Lactosylceramide synthase inhibitor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動脈硬化症の発症や炎症、癌転移、血管新生及び感染に関与する細菌、ウイルス、毒素と細胞との接着、糖脂質代謝異常を起こす遺伝病、白内障などに関与すると考えられているラクトシルセラミド合成酵素の特異的な阻害剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
ラクトシルセラミド合成酵素は、細胞の種々の認識機構に関与するといわれるスフィンゴ糖脂質の生合成に作用する。すなわちラクトシルセラミド合成酵素が、UDP−ガラクトースからガラクトースをグルコシルセラミドに転移させてラクトシルセラミドを生成することにより、スフィンゴ糖脂質の生成が始まるといわれている。このため近年ラクトシルセラミド合成酵素の探索、研究が行われるようになった。
【0003】
一方動脈硬化症は、高血圧、内分泌機能異常及び脂質代謝異常等に起因し、動脈が硬化又は攣縮する症状であるが、ラクトシルセラミド合成酵素は、この動脈硬化症の発症に関与することが近年明らかになりつつある。
【0004】
また、細胞表面の糖脂質が癌細胞の転移に関与していることが近年明らかにされつつある。たとえば、グルコシルセラミドの合成を阻害するD−スレオ−1−フェニル−2−デカノイルアミノ−3−モルフォリノ−1−プロパノール(D−PDMP)は、癌細胞におけるグルコシルセラミドの合成を阻害することにより更に複雑な糖脂質の生合成を阻害し、その結果、ルイス肺癌細胞(3LL細胞)の肺への転移を阻害することなどが知られている(J.Inokuchi etal Cancer Research,50,6731−37,1990)。更に、白血球の細胞膜由来のシアリルルイスX糖鎖は白血球のローリング、内皮細胞への細胞接着、組織浸潤などの過程に関与していることが明らかになりつつある。従って、これらの細胞表面の糖鎖の合成を阻害することにより、癌の転移抑制や局所組織炎症反応過程の初期の段階、すなわち白血球の血管内皮細胞膜上でのローリング、接着血管外組織への浸潤を阻害することが期待されている。
【0005】
このため、今後ラクトシルセラミド合成酵素を阻害する物質、特に同様にUDP−ガラクトースからガラクトースを転移させる点で共通するガラクトース転移酵素(ガラクトースを糖蛋白質の糖鎖に転移する。Yadav S.P. and Brew K. J.Biol.Chem. Jan. 1991,266(2)p.698−703)の活性を阻害せず、ラクトシルセラミド合成酵素の活性のみを特異的に阻害する物質の研究が必要になると考えられるが、これまでラクトシルセラミド合成酵素を特異的に阻害する物質はほとんど見出されていないのが現状である。
【0006】
したがって本発明は、ラクトシルセラミド合成酵素の特異的な阻害剤を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究した結果意外にも、グルコシダーゼ阻害作用等を有することが知られているN−ドデシルデオキシノジリマイシン、ノジリマイシン亜硫酸付加物、ノジリマイシン亜硫酸付加物疎水性誘導体及びこれらの塩が、特異的にラクトシルセラミド合成酵素の阻害作用を有することを見出し、本発明を完成させた。
【0008】
すなわち本発明は、N−ドデシルデオキシノジリマイシン、ノジリマイシン亜硫酸付加物、ノジリマイシン亜硫酸付加物疎水性誘導体及びこれらの塩からなる群より選ばれる1種または2種以上を有効成分とするラクトシルセラミド合成酵素阻害剤を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
ノジリマイシンは、D−グルコースのピラノース環を構成する酸素原子がNHで置換された構造を有するものである。かかるノジリマイシン及びその誘導体は、従来抗生物質として知られている(Ishida N., KumagaiK., Niida T., Hakomoto K., Shomura T. J.Antibiot. Mar.1967,20(2)p.62−65、及びIshida N., Kumagai K., Niida T., Tsuruoka T., Yumoto H. J.Antibiot. Mar.1967,20(2)p.66−71)。
【0010】
ノジリマイシン及びその誘導体は、種々のグリコシダーゼ阻害剤としても知られている。例えばノジリマイシンAは、α,β−グルコシダーゼを阻害することにより、癌の転移を抑制することが知られている(Tsuruoka T.,Fukuyasu H., Ishii M., Usui T., Shibahara S., Inouye S. J.Antibiot. Feb.1996,49(2)155−161)。またカスタノスペルミンは、α−グルコシダーゼを阻害することにより、血管新生を阻止し腫瘍の増殖を抑制することが知られている(Pili R., Chang J., Partis R.A., Mueller R.A., Chrest F.J., Paassaniti A. Cancer Res. July 1995,55(13)p.2920−2926)。
【0011】
またN−ブチルデオキシノジリマイシンは、糖脂質の生合成の阻害剤であることが最近明らかになった(Platt F.M., Neises G.R.,Dwek R.A., and Butters T.D. J.Biol.Chem. Mar.1994,269(11),p.8362−8365)。すなわちラットの脳の破砕物をグルコシルセラミド合成酵素の酵素源とした場合、0.45mM及び4.5mMのN−ブチルデオキシノジリマイシンは、それぞれ21%及び57%のグルコシルセラミド合成酵素阻害作用を示した。かかる阻害作用を利用してテイ−サックス病等の遺伝病治療への応用が報告されている(Platt F.M., Nieses G.R., Reinkensmeier G., Townsend M.J., Perry V.H., Butters T.D. Science, Apr.1997,276(18)p.428−431)。
【0012】
さらにN−(n−ブチル)−デオキシガラクトノジリマイシンはα−D−ガラクトシダーゼ阻害作用、デオキシフコノジリマイシン塩酸塩はα−L−フコシダーゼ阻害作用、デオキシガラクトノジリマイシン塩酸塩はα−D−ガラクトシダーゼ阻害作用、N−ドデシルデオキシノジリマイシン塩酸塩はグルコシダーゼ阻害作用、N−メチルデオキシノジリマイシンはグルコシダーゼ活性を阻害することによるN−結合グリコプロテインの切断阻害作用、ノジリマイシン亜硫酸付加物は数種のグルコシダーゼ阻害作用を有することが知られている。
【0013】
しかしながら、N−ドデシルデオキシノジリマイシン、ノジリマイシン亜硫酸付加物、ノジリマイシン亜硫酸付加物疎水性誘導体及びこれらの塩が、ガラクトース転移酵素を阻害せず、ラクトシルセラミド合成酵素を特異的に阻害することは全く知られていなかった。
【0014】
ノジリマイシン亜硫酸付加物は、ノジリマイシンの1位の炭素原子の水酸基(α,βのいずれでもよい)の酸素原子にHSO−が結合したものである。ノジリマイシン亜硫酸付加物疎水性誘導体としては、N−アルキルノジリマイシン亜硫酸付加物が挙げられるが、このうちN−C−C12アルキルノジリマイシン亜硫酸付加物が好ましい。
【0015】
また、これらの塩としては、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、トリエタノールアミン、カルシウム、リチウム塩等が挙げられるが、それらには限定されない。
【0016】
かかるN−ドデシルデオキシノジリマイシン及びノジリマイシン亜硫酸付加物は、常法にしたがって合成することができる(例えばInouye S., Tsuruoka T., Ito T., Niida T. Tetrahedron Mar.1968,24(5)p.2125−2144参照)。また市販品を用いることもできる。またノジリマイシン亜硫酸付加物疎水性誘導体は、例えばノジリマイシン亜硫酸付加物に、常法にしたがいアルキルハライド等の疎水基を付加または置換することにより得ることができる。
【0017】
これらのラクトシルセラミド合成酵素阻害剤は、他のガラクトース転移酵素を阻害せず、ラクトシルセラミド合成酵素を特異的に阻害する。従って、動脈硬化症治療剤、癌転移阻害、抗炎症剤、遺伝病治療剤、白内障予防剤等の医薬、その他の試薬として有用である。
【0018】
本発明のラクトシルセラミド合成酵素阻害剤を医薬として使用する場合、N−ドデシルデオキシノジリマイシン、ノジリマイシン亜硫酸付加物、ノジリマイシン亜硫酸付加物疎水性誘導体又はこれらの塩の成人1人当たりの1日の投与量は、例えば100〜10000mg、特に500〜3000mgであることが好ましい。
【0019】
本発明のラクトシルセラミド合成酵素阻害剤を配合する医薬は、外用及び内服のいずれの方法でも投与可能であるが、内服剤として用いることが好ましい。本発明のラクトシルセラミド合成酵素阻害剤は、散剤、顆粒剤、カプセル剤、丸剤、錠剤等の固形製剤、または水剤、懸濁剤、乳剤等の液剤等に製剤化することができる。製剤化にあたっては、一般的に用いられる、賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、コーティング剤、基剤、懸濁化剤、乳化剤、保湿剤、保存剤、安定剤、界面活性剤、矯味剤等を添加し、常法にしたがって製造することができる。
【0020】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0021】
参考例1
ラクトシルセラミド合成酵素の製造法
(1)ラットの脳膜画分の調製方法:
全ての操作は0〜4℃で行った。2〜3週齢のウイスター系ラット(雄雌混合)を頸椎脱臼により屠殺した後、脳を摘出した。摘出した脳は使用まで−80℃で保存した。
ラット脳膜画分の採取に当たり脳をはさみで細断し9倍容のホモジナイズ用バッファー(0.32Mの蔗糖、0.25mMのDTT、1mMのEDTA)を加えホモジナイズした。ホモジネートを800×gで遠心分離した上清を更に10,000×gで30分遠心分離して得られた沈澱をサスペンジョン用バッファー(0.25Mの蔗糖、1mMのDTT、0.02%のアジ化ナトリウム、プロテアーゼインヒビター(PMSF)を含む50mMトリス−塩酸バッファー、pH7.4)に懸濁してラット脳膜画分とした。実験に使用するまで−145℃にて保存した。
【0022】
(2)酵素の可溶化:
懸濁した脳膜画分に蛋白の最終濃度が4mg/ml、トライトンX−100が1%になるようにトライトンX−100を加え、0℃で2時間放置した後100,000×gで遠心分離し、得られた上清を可溶化画分とした。
【0023】
(3)WGA(小麦胚芽レクチン)−アガロースによるアフィニティクロマトグラフィー:
500mMの塩化ナトリウム、1%のトライトンX−100、1mMのDTT、0.02%のアジ化ナトリウム、100μMのペファブロック(プロテアーゼインヒビター)を含む10mMトリス−塩酸バッファーpH7.4で平衡化された小麦胚芽レクチン−アガロースのカラム(150ml)に約150個のラット脳から調製した可溶化画分をアプライした後、カラム容量の約10倍量の同バッファーでカラムを洗浄し、200mMのGlcNAcを含む同バッファーで酵素を溶出した。
【0024】
(4)UDP−ヘキサノールアミンアガロースによるアフィニティクロマトグラフィー:
WGA−アガロースから特異的に溶出された酵素サンプルにMnClを10mMになるように添加した後、500mMの塩化ナトリウム、10mMのMnCl、1%のトライトンX−100、1mMのDTT、0.02%のアジ化ナトリウム、100μMのペファブロックを含む10mMトリス−塩酸バッファーpH7.4で平衡化したUDP−ヘキサノールアミンアガロースのカラム(40ml)にアプライした。非吸着画分を洗浄して除いた後1mMのUDPを含む同バッファーで酵素を溶出した。
【0025】
(5)ヒドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー:
(4)のサンプルのバッファーをリン酸バッファーに交換するためにUDP−ヘキサノールアミンアガロースのカラムから溶出されたサンプルを1%のトライトンX−100、1mMのDTT、0.02%のアジ化ナトリウム、100μMのペファブロックを含む10mMリン酸ナトリウムpH6.8で平衡化したPD−10カラムにアプライし同バッファーで溶出し、蛋白画分を得た。これを同バッファーで平衡化したヒドロキシアパタイトのカラム(0.5ml)にアプライし、酵素活性を有する非吸着画分を次のステップに用いた。
【0026】
(6)ミニQによるイオン交換クロマトグラフィー:
(5)のサンプルを1%のトライトンX−100、1mMのDTT、0.02%のアジ化ナトリウム、100μMのペファブロックを含む10mMリン酸ナトリウムpH6.8で平衡化したミニQカラム(ファルマシア社製)にアプライし0から2Mの塩化ナトリウムの直線濃度勾配法で酵素を溶出し、酵素活性を有する画分を回収した。
【0027】
得られたラクトシルセラミド合成酵素は、下記の酵素学的性質を有していた。(1)作用
ウリジンジホスフェート−ガラクトースからガラクトースをグルコシルセラミドに転移させ、ラクトシルセラミドを合成する。
(2)基質特異性
グルコシルセラミドに強く作用し、グロボシドに弱く作用し、セラミド、ラクトシルセラミド、GA2及びGM2にほとんど作用しない。
(3)金属要求性
マンガン、マグネシウム、カルシウムを要求する。
(4)至適pH
pH6.4〜7.4付近
(5)分子量
54,000〜68,000(SDS−PAGEによる)
【0028】
試験例1
以下に示すTrincheraらの方法(Trinchera M.et al.:Biochemistry 30,2719−2724(1991))を改変した方法により、ノジリマイシン亜硫酸付加物、そのアセチル化誘導体、及びN−ドデシルデオキシノジリマイシンのラクトシルセラミド合成酵素阻害効果を測定した。すなわち5本の試験管に、ノジリマイシン亜硫酸付加物を最終濃度がそれぞれ0mM、0.1mM、0.2mM、1mM、及び5mMとなる量、有機溶媒(クロロホルム:メタノール=2:1)に溶解したグルコシルセラミド20μg、並びにメタノールに溶解したTritonX−100を最終濃度が0.4%となる量をとり、よく混合した。次いで窒素気流下で有機溶媒を除去し、脂質膜を作成した後、これを真空減圧下で1時間以上放置した。これにMnClを1.0μmol、CDP−コリンを750nmol、緩衝剤としてカコジル酸ナトリウム(Sodium Cacodylate、pH7.2)を20.0μmol加えて撹拌、超音波処理した。さらに前記で得られた精製ラット脳ラクトシルセラミド合成酵素(約0.4pmol/分のラクトシルセラミド合成活性)、DOPCを0.15mg、及びUDP−[U−14C]ガラクトースを2.1nmol(23kBq)を加えて最終容量を100μlとした。UDP−[U−14C]ガラクトースを添加してから30分間、37℃でインキュベーションした。その後メタノールを1ml添加して反応を停止した。これに蒸留水を0.3ml及びクロロホルムを0.5ml添加し、Bligh及びDyer法により反応溶液中の総脂質を抽出した。パッカード社製トップカウントを用いて放射活性を測定することにより、かかる総脂質画分中の放射標識されたラクトシルセラミド量を測定し、ラクトシルセラミド合成酵素活性を算出した。結果を図1に示す。図1は、ノジリマイシン亜硫酸付加物濃度及びそのアセチル化誘導体が0mM、0.1mM、0.2mM、1mM、及び5mMの場合の、また、N−ドデシルデオキシノジリマイシンの濃度が5mMの場合のラクトシルセラミド合成酵素の活性を示したものである。
【0029】
図1より、ノジリマイシン亜硫酸付加物及びその疎水性誘導体、N−ドデシルデオキシノジリマイシンの添加により、ラクトシルセラミド合成酵素活性が阻害されることが確認された。
【0030】
試験例2
本発明のラクトシルセラミド合成酵素阻害剤の阻害作用が、ラクトシルセラミド合成酵素に特異的であることの試験を、Hillらの方法に準じて行った(Trayer I.P. and Hill R.L. J.Biol.Chem. Nov.1971,246(21),p.6666−6675)。すなわち2本の試験管に、0mMまたは5mMノジリマイシン亜硫酸付加物、0.2Mカコジル酸緩衝液(pH7.2)、アクセプターとして100μMグルコース、0.5mg/mlα−ラクトアルブミン、0.3mg/mlウシ血清アルブミン、20μM MnCl、23kBq 14C−UPD−ガラクトース(11.3GBq/mmol)、及び20munitウシミルク由来ガラクトース転移酵素(1unitは1μmol/分に相当)を添加し、最終容量を100μlとして37℃で10分間反応させた。未反応の14C−UPD−ガラクトースをDowex1−X8の小カラムを用いて除去し、生成物の放射活性を液体シンチレーションカウンターを用いて測定した。結果を図2に示す。図2は、ノジリマイシン亜硫酸付加物濃度が0mM及び5mMの場合のガラクトース転移酵素の活性を示したものである。
【0031】
図2より、ノジリマイシン亜硫酸付加物は5mMの濃度でウシミルク由来のガラクトース転移酵素の活性を全く阻害せず、本発明のラクトシルセラミド合成酵素阻害剤はラクトシルセラミド合成酵素を特異的に阻害するものであることが確認された。
【0032】
【発明の効果】
本発明のラクトシルセラミド合成酵素阻害剤は、基質類似性を有する他の酵素の活性を阻害することなく、ラクトシルセラミド合成酵素の活性を特異的に阻害することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ノジリマイシン亜硫酸付加物及びそのアセチル化誘導体濃度が0mM、0.1mM、0.2mM、1mM、及び5mMの場合の、またN−ドデシルデオキシノジリマイシンの濃度が5mMの場合のラクトシルセラミド合成酵素の活性を示したものである。
【図2】ノジリマイシン亜硫酸付加物濃度が0mM及び5mMの場合のガラクトース転移酵素の活性を示したものである。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is considered to be involved in the onset of arteriosclerosis, inflammation, cancer metastasis, adhesion of bacteria, viruses, toxins to cells involved in angiogenesis and infection, genetic diseases causing glycolipid metabolism abnormalities, cataracts, etc. Specific inhibitors of lactosylceramide synthase.
[0002]
[Prior art]
Lactosylceramide synthase acts on glycosphingolipid biosynthesis, which is said to be involved in various recognition mechanisms of cells. That is, it is said that lactosylceramide synthase transfers galactose from UDP-galactose to glucosylceramide to generate lactosylceramide, thereby starting to generate glycosphingolipids. For this reason, search and research for lactosylceramide synthase have recently been conducted.
[0003]
On the other hand, arteriosclerosis is a symptom in which arteries are hardened or contracted due to hypertension, abnormal endocrine function, abnormal lipid metabolism, and the like.Lactosylceramide synthase has recently been involved in the development of this arteriosclerosis. It is becoming clear.
[0004]
Recently, it has been recently revealed that cell surface glycolipids are involved in metastasis of cancer cells. For example, D-threo-1-phenyl-2-decanoylamino-3-morpholino-1-propanol (D-PDMP), which inhibits glucosylceramide synthesis, further inhibits glucosylceramide synthesis in cancer cells. It is known that the biosynthesis of complex glycolipids is inhibited, and as a result, the metastasis of Lewis lung cancer cells (3LL cells) to the lung is inhibited (J. Inokuchi et al Cancer Research, 50, 6731-37, 1990). Furthermore, it is becoming clear that sialyl Lewis X sugar chains derived from the cell membrane of leukocytes are involved in processes such as leukocyte rolling, cell adhesion to endothelial cells, and tissue infiltration. Therefore, by inhibiting the synthesis of sugar chains on these cell surfaces, it is possible to suppress the metastasis of cancer and the early stage of the local tissue inflammatory reaction process, that is, rolling of leukocytes on the vascular endothelial cell membrane and infiltration into adherent extravascular tissues. It is expected to inhibit.
[0005]
For this reason, a substance that inhibits lactosylceramide synthase in the future, in particular, a galactose transferase which is common in transferring galactose from UDP-galactose (transfers galactose to a sugar chain of a glycoprotein. Yadav SP and Research on a substance that does not inhibit the activity of Brew KJ Biol. Chem. Jan. 1991, 266 (2) p. 698-703) but specifically inhibits only the activity of lactosylceramide synthase is needed. However, at present, almost no substance that specifically inhibits lactosylceramide synthase has been found so far.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a specific inhibitor of lactosylceramide synthase.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object and surprisingly found that N-dodecyldeoxynojirimycin, nojirimycin sulfite adduct, nojirimycin sulfite adduct which is known to have a glucosidase inhibitory action and the like The present inventors have found that sex derivatives and salts thereof specifically have an inhibitory action on lactosylceramide synthase, and completed the present invention.
[0008]
That is, the present invention provides a lactosylceramide containing as an active ingredient one or more selected from the group consisting of N-dodecyldeoxynojirimycin, nojirimycin sulfite adduct, nojirimycin sulfite adduct hydrophobic derivative and salts thereof. A synthase inhibitor is provided.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Nojirimycin has a structure in which an oxygen atom constituting a pyranose ring of D-glucose is substituted with NH. Such nojirimycin and its derivatives are conventionally known as antibiotics (Ishida N., Kumagai K., Niida T., Hakomoto K., Shomura T. J. Antibiot. Mar. 1967, 20 (2) p.62). -65, and Ishida N., Kumagai K., Niida T., Tsuruoka T., Yumoto H. J. Antibiot. Mar. 1967, 20 (2) p. 66-71).
[0010]
Nojirimycin and its derivatives are also known as various glycosidase inhibitors. For example, nojirimycin A is known to inhibit cancer metastasis by inhibiting α, β-glucosidase (Tsuruka T., Fukuyasu H., Ishii M., Usui T., Shibahara S., Inouye S. J. Antibiot. Feb. 1996, 49 (2) 155-161). It is known that castanospermine inhibits angiogenesis and suppresses tumor growth by inhibiting α-glucosidase (Pili R., Chang J., Partis RA, Mueller R.). A., Christ FJ, Paassanti A. Cancer Res. July 1995, 55 (13) p.2920-2926).
[0011]
N-butyldeoxynojirimycin has recently been shown to be an inhibitor of glycolipid biosynthesis (Platt FM, Neises GR, Dwek RA, and Butters TD). J. Biol.Chem.Mar.1994, 269 (11), p.8362-8365). That is, when crushed rat brain was used as the enzyme source of glucosylceramide synthase, 0.45 mM and 4.5 mM N-butyldeoxynojirimycin exhibited 21% and 57% glucosylceramide synthase inhibitory effects, respectively. Was. The application to the treatment of genetic diseases such as Tay-Sachs disease using such an inhibitory action has been reported (Platt FM, Nieses GR, Reinkensmeier G., Townsend MJ, Perry V.). H., Butters TD Science, Apr. 1997, 276 (18) p.428-431).
[0012]
Furthermore, N- (n-butyl) -deoxygalactonojirimycin inhibits α-D-galactosidase, deoxyfuconojirimycin hydrochloride inhibits α-L-fucosidase, and deoxygalactonojirimycin hydrochloride inhibits α-D-galactosidase. N-dodecyldeoxynojirimycin hydrochloride inhibits glucosidase, N-methyldeoxynojirimycin inhibits cleavage of N-linked glycoprotein by inhibiting glucosidase activity, and nojirimycin sulfite adduct inhibits several glucosidases. It is known to have an effect.
[0013]
However, N-dodecyldeoxynojirimycin, nojirimycin sulfite adduct, nojirimycin sulfite adduct hydrophobic derivatives and salts thereof do not inhibit galactose transferase and specifically inhibit lactosylceramide synthase. Not known at all.
[0014]
The nojirimycin sulfite adduct is one in which HSO 3 — is bonded to the oxygen atom of the hydroxyl group (may be either α or β) at the carbon atom at the 1-position of nojirimycin. The nojirimycin bisulfite adduct hydrophobic derivative, N- alkyl Roh but Jiri mycin sulfite adduct, of which N-C 1 -C 12 alkyl deoxynojirimycin sulfite adducts are preferred.
[0015]
These salts include, but are not limited to, sodium, potassium, ammonium, triethanolamine, calcium, lithium salts and the like.
[0016]
Such N-dodecyldeoxynojirimycin and nojirimycin sulfite adducts can be synthesized according to a conventional method (for example, Inouye S., Tsuruoka T., Ito T., Niida T. Tetrahedron Mar. 1968, 24 (5)). pp. 215-2214). Also, commercially available products can be used. The hydrophobic derivative of nojirimycin sulfite adduct can be obtained, for example, by adding or substituting a hydrophobic group such as an alkyl halide to a nojirimycin sulfite adduct in a conventional manner.
[0017]
These lactosylceramide synthase inhibitors do not inhibit other galactosyltransferases but specifically inhibit lactosylceramide synthase. Therefore, it is useful as a drug for arteriosclerosis, a cancer metastasis inhibitor, an anti-inflammatory agent, a genetic disease therapeutic agent, a cataract preventive agent and the like, and other reagents.
[0018]
When the lactosylceramide synthase inhibitor of the present invention is used as a medicament, N-dodecyldeoxynojirimycin, nojirimycin sulfite adduct, nojirimycin sulfite adduct hydrophobic derivative or a salt thereof per adult per day The dosage is, for example, preferably 100 to 10,000 mg, particularly preferably 500 to 3000 mg.
[0019]
The medicament containing the lactosylceramide synthase inhibitor of the present invention can be administered either externally or internally, but is preferably used internally. The lactosylceramide synthase inhibitor of the present invention can be formulated into solid preparations such as powders, granules, capsules, pills and tablets, or liquids such as solutions, suspensions and emulsions. In formulating, commonly used excipients, binders, disintegrants, lubricants, coating agents, bases, suspending agents, emulsifiers, humectants, preservatives, stabilizers, surfactants , A flavoring agent, etc., and can be produced according to a conventional method.
[0020]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[0021]
Reference Example 1
Method for producing lactosylceramide synthase (1) Method for preparing rat brain membrane fraction:
All operations were performed at 0-4 ° C. Two- to three-week-old Wistar rats (mixed male and female) were sacrificed by cervical dislocation, and the brain was removed. The excised brain was stored at -80 ° C until use.
To collect the rat brain membrane fraction, the brain was minced with scissors and homogenized by adding 9 volumes of a homogenizing buffer (0.32 M sucrose, 0.25 mM DTT, 1 mM EDTA). The supernatant obtained by centrifuging the homogenate at 800 × g was further centrifuged at 10,000 × g for 30 minutes. The resulting precipitate was added to a suspension buffer (0.25 M sucrose, 1 mM DTT, 0.02% azide). It was suspended in 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) containing sodium chloride and protease inhibitor (PMSF) to obtain a rat brain membrane fraction. Stored at -145 ° C until used for experiments.
[0022]
(2) Solubilization of enzyme:
Triton X-100 is added to the suspended brain membrane fraction so that the final concentration of the protein is 4 mg / ml and Triton X-100 is 1%, and the mixture is left at 0 ° C. for 2 hours, and then centrifuged at 100,000 × g. Separated, and the obtained supernatant was used as a solubilized fraction.
[0023]
(3) Affinity chromatography with WGA (Wheat Germ Lectin) -agarose:
Equilibrated with 10 mM Tris-HCl buffer pH 7.4 containing 500 mM sodium chloride, 1% Triton X-100, 1 mM DTT, 0.02% sodium azide, 100 μM pefablock (protease inhibitor). After applying a solubilized fraction prepared from about 150 rat brains to a wheat germ lectin-agarose column (150 ml), the column was washed with about 10 times the column volume of the same buffer and containing 200 mM GlcNAc. The enzyme was eluted with the same buffer.
[0024]
(4) Affinity chromatography with UDP-hexanolamine agarose:
After adding MnCl 2 to the enzyme sample specifically eluted from WGA-agarose to 10 mM, 500 mM sodium chloride, 10 mM MnCl 2 , 1% Triton X-100, 1 mM DTT, 0.02 The mixture was applied to a column (40 ml) of UDP-hexanolamine agarose equilibrated with 10 mM Tris-HCl buffer pH 7.4 containing 100% sodium azide, 100 μM pefabloc. After washing away the non-adsorbed fraction, the enzyme was eluted with the same buffer containing 1 mM UDP.
[0025]
(5) Hydroxyapatite column chromatography:
The sample eluted from the UDP-hexanolamine agarose column was replaced with 1% Triton X-100, 1 mM DTT, 0.02% sodium azide to exchange the sample buffer of (4) for a phosphate buffer. The protein was applied to a PD-10 column equilibrated with 10 mM sodium phosphate pH 6.8 containing 100 μM pefablock, and eluted with the same buffer to obtain a protein fraction. This was applied to a hydroxyapatite column (0.5 ml) equilibrated with the same buffer, and the non-adsorbed fraction having enzyme activity was used in the next step.
[0026]
(6) Ion exchange chromatography with Mini Q:
A mini-Q column (Pharmacia) in which the sample of (5) was equilibrated with 10 mM sodium phosphate pH 6.8 containing 1% Triton X-100, 1 mM DTT, 0.02% sodium azide, and 100 μM pefablock. And the enzyme was eluted by a linear concentration gradient method of 0 to 2 M sodium chloride, and a fraction having enzyme activity was collected.
[0027]
The obtained lactosylceramide synthase had the following enzymatic properties. (1) Action Transfer galactose from uridine diphosphate-galactose to glucosylceramide to synthesize lactosylceramide.
(2) Substrate specificity Strongly acts on glucosylceramide, weakly acts on globoside, and hardly acts on ceramide, lactosylceramide, GA2 and GM2.
(3) Metal requirements Require manganese, magnesium and calcium.
(4) Optimum pH
pH around 6.4-7.4 (5) Molecular weight 54,000-68,000 (by SDS-PAGE)
[0028]
Test example 1
The following method of Trincera et al. (Trinchera M. et al .: Biochemistry 30, 2719-2724 (1991)) was modified by the method of nojirimycin sulfite adduct, its acetylated derivative, and N-dodecyldeoxynojirimycin. The lactosylceramide synthase inhibitory effect was measured. That is, the nojirimycin sulfite adduct was dissolved in an organic solvent (chloroform: methanol = 2: 1) in five test tubes in such amounts that the final concentrations were 0 mM, 0.1 mM, 0.2 mM, 1 mM, and 5 mM, respectively. 20 μg of glucosylceramide and Triton X-100 dissolved in methanol were mixed in an amount to give a final concentration of 0.4% and mixed well. Next, the organic solvent was removed under a nitrogen stream to form a lipid membrane, which was then left under vacuum for 1 hour or more. To this, 1.0 μmol of MnCl 2 , 750 nmol of CDP-choline, and 20.0 μmol of sodium cacodylate (Sodium Cacodylate, pH 7.2) as a buffer were added, followed by stirring and ultrasonic treatment. Furthermore, 0.15 mg of the purified rat brain lactosylceramide synthase (lactosylceramide synthesizing activity of about 0.4 pmol / min), 0.15 mg of DOPC, and 2.1 nmol of UDP- [U- 14C ] galactose ( 23 kBq) to a final volume of 100 μl. After adding UDP- [U- 14C ] galactose, the mixture was incubated at 37 ° C for 30 minutes. Thereafter, 1 ml of methanol was added to stop the reaction. 0.3 ml of distilled water and 0.5 ml of chloroform were added thereto, and the total lipid in the reaction solution was extracted by the Bligh and Dyer methods. The amount of radiolabeled lactosylceramide in the total lipid fraction was measured by measuring the radioactivity using a Packard top count, and the lactosylceramide synthase activity was calculated. The results are shown in FIG. FIG. 1 shows lactosimilar concentrations of nojirimycin sulfite adducts and their acetylated derivatives at 0 mM, 0.1 mM, 0.2 mM, 1 mM and 5 mM, and at a N-dodecyldeoxynojirimycin concentration of 5 mM. It shows the activity of silceramide synthase.
[0029]
From FIG. 1, it was confirmed that lactosylceramide synthase activity was inhibited by the addition of the nojirimycin sulfite adduct and its hydrophobic derivative, N-dodecyldeoxynojirimycin.
[0030]
Test example 2
The test that the inhibitory effect of the lactosylceramide synthase inhibitor of the present invention is specific to lactosylceramide synthase was performed according to the method of Hill et al. (Trayer IP and Hill RL). J. Biol. Chem. Nov. 1971, 246 (21), pp. 6666-6675). That is, 0 mM or 5 mM nojirimycin sulfite adduct, 0.2 M cacodylate buffer (pH 7.2), 100 μM glucose, 0.5 mg / ml α-lactalbumin, 0.3 mg / ml bovine Serum albumin, 20 μM MnCl 2 , 23 kBq 14 C-UPD-galactose (11.3 GBq / mmol), and 20 units of bovine milk-derived galactose transferase (1 unit corresponds to 1 μmol / min) were added to a final volume of 100 μl at 37 ° C. The reaction was performed for 10 minutes. Unreacted 14 C-UPD-galactose was removed using a small column of Dowex1-X8, and the radioactivity of the product was measured using a liquid scintillation counter. FIG. 2 shows the results. FIG. 2 shows the activity of galactose transferase when the concentration of the nojirimycin sulfite adduct was 0 mM and 5 mM.
[0031]
As shown in FIG. 2, the nojirimycin sulfite adduct did not inhibit the activity of galactose transferase derived from bovine milk at a concentration of 5 mM, and the lactosylceramide synthase inhibitor of the present invention specifically inhibited lactosylceramide synthase. Was confirmed.
[0032]
【The invention's effect】
The lactosylceramide synthase inhibitor of the present invention can specifically inhibit the activity of lactosylceramide synthase without inhibiting the activity of another enzyme having substrate similarity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1: Lactosyl when the concentration of nojirimycin sulfite adduct and its acetylated derivative is 0 mM, 0.1 mM, 0.2 mM, 1 mM and 5 mM, and when the concentration of N-dodecyldeoxynojirimycin is 5 mM. It shows the activity of ceramide synthase.
FIG. 2 shows the activity of galactosyltransferase when the concentrations of nojirimycin sulfite adducts are 0 mM and 5 mM.

Claims (1)

N−ドデシルデオキシノジリマイシン、ノジリマイシン亜硫酸付加物、ノジリマイシン亜硫酸付加物疎水性誘導体及びこれらの塩からなる群より選ばれる1種または2種以上を有効成分とするラクトシルセラミド合成酵素阻害剤。A lactosylceramide synthase inhibitor comprising, as an active ingredient, one or more selected from the group consisting of N-dodecyldeoxynojirimycin, nojirimycin sulfite adducts, nojirimycin sulfite adduct hydrophobic derivatives and salts thereof.
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