JP3809679B2 - クロマノール配糖体およびその製造方法、並びにそれを用いた抗酸化剤 - Google Patents
クロマノール配糖体およびその製造方法、並びにそれを用いた抗酸化剤 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なクロマノール配糖体およびその製造方法、並びにそれを用いた抗酸化剤に関するものである。詳しく述べると、公知の抗酸化剤として知られる、一般式（２）
【０００２】
【化３】
【０００３】
（ただし、式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 およびＲ4 は同一または異なる水素原子または低級アルキル基を表わし、Ｒ5 は水素原子、低級アルキル基または低級アシル基を表わし、およびｎは０〜４の整数である）で表される２−置換アルコール （以下、単に「２−置換アルコール」ともいう）に糖を結合させることにより得られる化学的安定性に優れた新規な水溶性クロマノール配糖体およびその製造方法、並びにそれを用いた水溶性抗酸化剤に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
近年、活性酸素やフリーラジカルが生体に障害を与え、それが種々の疾病をはじめ発ガン、さらには老化にもつながることが次第に明らかになってきている。そこで、活性酸素やフリーラジカルによる障害を効率よく防御することができる抗酸化剤の開発は、化粧品、医薬品、食品など多くの分野において注目を集めている。
【０００５】
現在、多くの抗酸化剤が知られているが、特にビタミンＥはその優れた抗酸化活性より、食品、化粧品、医薬品分野において多用されている。しかしながら、ビタミンＥは水に不溶な粘性油状物のため注射剤または溶液剤として使用するには界面活性剤等を用いて可溶化させねばならず、本来不用な物を大量に混入する結果となり問題が生じる。また、界面活性剤などでは高濃度のビタミンＥ水溶液を作ることは不可能である。つまりビタミンＥの優れた抗酸化活性を保持した水溶性のビタミンＥ類似化合物が必要とされている。
【０００６】
特開平７−１１８２８７号公報において、優れた水溶性を有するビタミンＥ類似化合物（クロマノール配糖体）および酵素法によるその製造方法が示されている。上記公報の製造方法において２−置換アルコールにガラクトースをβ結合で結合させる場合の簡単な記載がされているものの、実施例においてその物の物性、製法、抗酸化活性などは一切示されていない。また、生体に投与した場合においては、上記公報に示される２−置換アルコールにグルコースがα結合したもの（以下、グルコース型配糖体という）と、β結合によりガラクトースが結合したもの（以下、ガラクトース型配糖体）とでは生体内の糖質分解酵素の局在場所および活性などの違いから配糖体のグリコシド結合の安定性が異なることは常識であり、また、生体組織のレセプターの問題などからも、両者の生体組織への取り込まれ方は異なる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、生体内において公知のグルコース型配糖体とは生体内において異なる安定性および生体組織への取り込まれ方を示す新規なガラクトース型配糖体およびその製造方法、並びにそれを用いた水溶性抗酸化剤を提供するもである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、（Ａ） 一般式（１）
【０００９】
【化４】
【００１０】
（ただし、式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 およびＲ4 は同一または異なる水素原子または低級アルキル基を表わし、Ｒ5 は水素原子、低級アルキル基または低級アシル基を表わし、糖残基中の水酸基の水素原子は低級アルキル基または低級アシル基で置換されていてもよく、およびｎは０〜４の整数である）で表わされるクロマノール配糖体により達成される。
【００１１】
また、上記目的は、（Ｂ） 一般式（２）
【００１２】
【化５】
【００１３】
（ただし、式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 およびＲ4 は同一または異なる水素原子または低級アルキル基を表わし、Ｒ5 は水素原子、低級アルキル基または低級アシル基を表わし、およびｎは０〜４の整数を表す）で表わされる２−置換アルコール及び、β−ガラクトシル糖化合物を含有する溶液にβ−ガラクトシダーゼ（ＥＣ３．２．１．２３）を作用させることを特徴とする上記（Ａ）に示す一般式 （１）で示されるクロマノール配糖体の製造方法によっても達成される。
【００１４】
さらに、上記目的は、（Ｃ） 上記（Ａ）に示す一般式（１）で表わされるクロマノール配糖体を有効成分とすることを特徴とする抗酸化剤により達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））の酵素法による合成に用いられる酵素としては、β−ガラクトシダーゼが挙げられる。β−ガラクトシダーゼとしては、ほぼ全ての起源由来のものを用いることができ、例えば、東洋紡績株式会社製、オリエンタル酵母工業製、シグマ（ＳＩＧＭＡ）製のエシェリキア コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）由来のβ−ガラクトシダーゼ、東洋紡績株式会社製のアスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｐ．）由来のβ−ガラクトシダーゼ、シグマ（ＳＩＧＭＡ）製のウシ肝臓（ｂｏｖｉｎｅ ｌｉｖｅｒ）、ウシ睾丸（ｂｏｖｉｎｅ ｔｅｓｔｅｓ）、アスペルギルス ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）、アスペルギルス オリーザ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）、サッカロミセス フラギリス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｆｒａｇｉｌｉｓ）、タチナタマメ（Ｊａｃｋ ｂｅａｎ）由来のβ−ガラクトシダーゼなどが挙げられる。添加される酵素量としては、例えば、上述した東洋紡績株式会社製のエシェリキア コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）由来のβ−ガラクトシダーゼを反応液３ｍｌに添加する場合、５から７０Ｕ、好ましくは１０〜４０Ｕである。酵素量が５Ｕ未満の場合には、酵素による触媒作用が少なく、また酵素量が７０Ｕを越える場合には、過度の添加に見合うだけの効果が得られず不経済である。上述した東洋紡績株式会社製のアスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｐ．）由来のβ−ガラクトシダーゼを反応液３ｍｌに添加する場合、０．１〜２０Ｕ、好ましくは０．５〜１５Ｕである。酵素量が０．１Ｕ未満の場合には、酵素による触媒作用が少なく、また酵素量が２０Ｕを越える場合には、過度の添加に見合うだけの効果が得られず不経済である。なお、ここでの上述したエシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼの１Ｕは、基質にｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシドを用い、ｐＨ７．３、３７℃において１分間に１μｍｏｌのｏ−ニトロフェノールを生成する酵素量であり、上述したアスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼの１Ｕは、基質にｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシドを用い、ｐＨ５．０、３７℃において１分間に１μｍｏｌのｏ−ニトロフェノールを生成する酵素量である。
【００１６】
次に、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成するための条件としては、まず、２−置換アルコール（上記一般式（２））をβ−ガラクトシル糖化合物（本明細書では、単に「糖」ともいう）溶液に溶解させることが望ましく、そのためには水に対する溶解度が非常に低い２−置換アルコールを溶解し得る有機溶媒を添加する必要がある。さらに、添加されうる有機溶媒としては、β−ガラクトシダーゼの転移活性を効率よく発現させることができるものでなければならず、例えば、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール、アセトンおよびアセトニトリルなどが挙げられ、上述したエシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼの転移活性を高めるためにはジメチルスルホキシドが好ましく、上述したアスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼの転移活性を高めるためにはジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノールおよびアセトニトリルが好ましい。上述した２種類のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合、添加する有機溶媒の濃度は、１〜５０（ｖ／ｖ）％、好ましくは反応効率を考えると５〜４０（ｖ／ｖ）％である。この有機溶媒濃度が１（ｖ／ｖ）％未満の場合には、所望とする２−置換アルコール（上記一般式（２））を糖溶液に溶解させることが難しく、また５０（ｖ／ｖ）％を越える場合には、酵素の安定性が低下し、転移効率が悪くなるため好ましくない。
【００１７】
また、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際に原料として用いられる２−置換アルコール（一般式（２））は、公知物質であり、特公平１−４３７５５号、特公平１−４９１３５号等の方法により、得ることができる。また、例えば、一般式（２）においてＲ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 ＝ＣＨ3 、Ｒ5 ＝Ｈ、ｎ＝１とする２−置換アルコールの１種は、トロロックス（Ｔｒｏｌｏｘ）を水素化リチウムアルミニウムの存在下においてジエチルエーテル中で加熱還流処理することなどにより容易に得ることができる。２−置換アルコール（上記一般式（２））の濃度は、反応液中において飽和濃度もしくはそれに近い濃度にすることが望ましい。これにより、実際上（および理論上）最大の収率を得ることができるためである。
【００１８】
さらに、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際に用いられるβ−ガラクトシル糖化合物の種類は、乳糖（ラクトース）、ｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド、ｐ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシドおよびガラクトースがβ−１，４−グリコシド結合で結ばれた構造を持つ糖残基が２〜５位のオリゴ糖が挙げられ、好ましくは価格の面などから考慮して、乳糖である。乳糖の濃度は、５〜５０（ｗ／ｖ）％、好ましくは１０〜５０（ｗ／ｖ）％である。乳糖の濃度が５（ｗ／ｖ）％未満では、糖が不足するため２−置換アルコールからクロマノール配糖体への高い転移率を得ることができない。また乳糖の溶解度の面から５０（ｗ／ｖ）％を越える乳糖溶液の調製は難しい。
【００１９】
さらに、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際の反応系のｐＨは、上述したエシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合５．０〜７．５、好ましくは５．５〜７．０であり、上述したアスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合３．０〜７．５、好ましくは３．５〜７．０である。ｐＨが上記範囲を外れる場合には、上述した酵素が失活するなど好ましくない。
【００２０】
さらに、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際の反応温度は、上述したエシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合、２０〜６０℃、好ましくは３０〜５０℃であり、上述したアスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合、２０〜７０℃、好ましくは３０〜６０℃である。反応温度が上記範囲を下回る場合には、上述した酵素の活性が低下し、十分な転移率を確保するのに長時間を要するため経済的でなく、また、反応温度が上記範囲を上回る場合には、上述した酵素が失活するため好ましくない。
【００２１】
また、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際の反応時間は、上述した２種類のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合、２〜４０時間、好ましくは１０〜３０時間である。反応時間が２時間未満の場合には、反応が平衡近くに達していないため、十分な転移率を得ることができず、４０時間を越える場合には、これに見合うだけのさらなる効果が期待できない。
【００２２】
ただし、上述した酵素法による合成の際のこうした条件は、使用する酵素量により若干の影響を受ける。
【００２３】
次に反応終了後、反応液をＸＡＤ（オルガノ株式会社製）を担体として用いたカラムクロマトグラフィーで処理することにより、高純度のクロマノール配糖体（一般式（１））が得られる。
【００２４】
なお、上述の一般式（１）〜（２）において、式中のＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 およびＲ4 は、同一または異なる水素原子または低級アルキル基であって、このうち低級アルキル基としては、好ましくは炭素原子数が１〜８のアルキル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜６のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、及びオクチル基等が挙げられ、これらのうち、メチル基及びエチル基が好ましい。また同様にＲ5 は水素原子、低級アルキル基または低級アシル基であり、このうち低級アルキル基としては、好ましくは炭素原子数が１〜８のアルキル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜６のアルキル基であり、具体例としては上記と同様のものが挙げられる。また、低級アシル基としては、炭素原子数が１〜１０のアシル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜７のアシル基であり、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、カプロイル基、及びベンゾイル基（Ｃ6 Ｈ5 ＣＯ−）などが挙げられ、これらのうち、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基が好ましい。さらに同様に糖残基の水酸基の水素原子は、低級アルキル基または低級アシル基で置換されていてもよく、かかる低級アルキル基としては、好ましくは炭素原子数が１〜８のアルキル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜６のアルキル基であり、低級アシル基としては、炭素原子数が１〜１０のアシル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜７のアシル基であり、アルキル基及びアシル基の具体例としては上記と同様のものが挙げられる。さらに、ｎは０〜４、好ましくは１〜３の整数である。
【００２５】
このようにして得られたクロマノール配糖体（一般式（１））の水に対する溶解度は、トコフェロールの２位のイソプレノイド側鎖をカルボキシル基に置換した６−ヒドロキシ−２，５，７，８−テトラメチルクロマン−２−カルボン酸（以下、単にトロロックスともいう）、２−置換アルコールに比べ著しく高いものである。
【００２６】
さらに、得られたクロマノール配糖体（一般式（１））は、ヘキサン−イソプロピルアルコール溶液中における高度不飽和脂肪酸メチルエステルの脂質過酸化速度の測定で明らかなように、トコフェロールと同等の抗酸化活性を有している。またクロマノール配糖体（一般式（１））は、水溶性の抗酸化剤として知られるアスコルビン酸などに比べて、顕著な酸化速度の抑制作用を奏するものである。例えば、生体膜をモデルとして、脂溶性ラジカル発生剤を内部に含有したリポソームを調製し、酸化反応を促進させた際、水相にクロマノール配糖体（一般式（１））を存在させておくことで、アスコルビン酸などよりも顕著に酸化反応を抑制することができる。また、クロマノール配糖体（一般式（１））は、クロマン環をもっていることにより、一重項酸素など様々な活性酸素の消去能をも有している。
【００２７】
また、得られたクロマノール配糖体（一般式（１））は、その高い溶解性（水溶性）および優れた抗酸化活性から活性酸素が関与する様々な疾病に効果のある注射剤または内服薬などの溶解剤などの抗酸化剤の有効成分として利用することができ、この場合には、該クロマノール配糖体（一般式（１））の水溶液をそのまま抗酸化剤として使用できるほか、該溶液に、相互に反応性のない他の有効成分を適当量配合して用いてもよい。
【００２８】
【実施例】
次に、実施例等により本発明を説明するが、これらにより本発明の範囲がなんら制限されるものでないことはいうまでもない。
【００２９】
参考例１
（１）エシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼの活性測定
１００ｍＭ リン酸緩衝液（ｐＨ７．３）２．５ｍｌ、３．３６Ｍ メルカプトエタノール溶液０．１ｍｌ、３０ｍＭ ＭｇＣｌ2 溶液（ｐＨ７．３）０．１ｍｌ、３４ｍＭ ｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド溶液０．２ｍｌをキュベット（ｄ＝１．０ｃｍ）にいれ、３７℃に制御された分光光度計にセットした。５分間インキュベートした後、酵素溶液０．１ｍｌを加え４１０ｎｍの吸光度変化を求めた。なお、１Ｕは、上記条件において１分間に１μｍｏｌのｏ−ニトロフェノールを生成する酵素量とした。
【００３０】
（２）アスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼの活性測定
１００ｍＭ 酢酸緩衝液（ｐＨ５．０）１．０ｍｌに２０ｍＭ ｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド溶液０．２ｍｌを加え、３７℃で５分間インキュベートした後、酵素溶液０．５ｍｌを加え、同温度条件下において１５分間インキュベートした。そして、０．２Ｍ Ｎａ2 ＣＯ3 溶液２．０ｍｌを加えて反応を停止させ、４１０ｎｍの吸光度を測定した。なお、１Ｕは、上記条件において１分間に１μｍｏｌのｏ−ニトロフェノールを生成する酵素量とした。
【００３１】
実施例１
５０ｍＭ リン酸緩衝液（ｐＨ６．５）で調製した４０（ｗ／ｖ）％乳糖溶液１６０ｍｌに対し、ジメチルスルホキシドで調製した５（ｗ／ｖ）％の式（３）
【００３２】
【化６】
【００３３】
で示される２−置換アルコール溶液３２ｍｌおよび１６００Ｕの東洋紡績株式会社製のエシェリキア コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）由来のβ−ガラクトシダーゼを加え、４０℃において２０時間反応させた。このときの２−置換アルコールのクロマノール配糖体への転換率はモル比で約２０％であった。
【００３４】
この反応液を３０％メタノール溶液で平衡化したＸＡＤ−４（オルガノ株式会社製）カラムにアプライし、非吸着物を３０％メタノールで溶出後、８０％メタノールでクロマノール配糖体を溶出させた。次に得られたクロマノール配糖体画分をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル：メタノール＝５：１、ｖ／ｖ）処理することで高純度のクロマノール配糖体である式（４）
【００３５】
【化７】
【００３６】
で示される２−（β−Ｄ−ガラクトピラノシル）メチル−２，５，７，８−テトラメチルクロマン−６−オール[2-(β−D-galactopyranosyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol]（一般式（１）のｎ＝１、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝ＣＨ３、Ｒ５＝Ｈに相当する）を約３００ｍｇ得た。
【００３７】
得られた上記式（４）に示されるクロマノール配糖体の赤外線吸収スペクトルを図１に示す。
【００３８】
また、上記式（４）に示されるクロマノール配糖体の 1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲ、質量分析および旋光度の結果は以下の通りである。
【００３９】
1Ｈ−ＮＭＲ δ（２７０ＭＨｚ， ＤＭＳＯ−ｄ6 ） １．２１および１．２４（ｓ，３Ｈ）、１．６７から１．７３（ｍ，１Ｈ）、１．９０から１．９３（ｍ，１Ｈ）、１．９８（ｓ，３Ｈ）、２．０２（ｓ，３Ｈ）、２．０５（ｓ，３Ｈ）、２．５０（ｂｒｏａｄ ｔ，２Ｈ）、３．１７から４．７８（ｍ，１３Ｈ）、７．３８（ｓ，１Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ δ（６７．８ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ6 、プロトンデカップリングスペクトル） １１．７、１１．８、１２．６、１９．７および１９．８、２２．２および２２．５、２８．０および２８．１、６０．３および６０．４、６８．１、７０．５、７３．１および７３．２、７３．４、７３．９および７４．０、７５．１および７５．２、１０４．０および１０４．２、１１６．８、１２０．２、１２０．８、１２２．５、１４４．２、１４５．２
質量スペクトル（ＦＡＢ） ｍ／ｚ ３９８ （分子イオンピーク）
【００４０】
【外１】
【００４１】
実施例２
５０ｍＭ 酢酸緩衝液（ｐＨ４．５）で調製した４０（ｗ／ｖ）％乳糖溶液１６０ｍｌに対し、ジメチルスルホキシドで調製した５（ｗ／ｖ）％の式（３）
【００４２】
【化８】
【００４３】
で示される２−置換アルコール溶液３２ｍｌおよび１０００Ｕの東洋紡績株式会社製のアスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｐ．）由来のβ−ガラクトシダーゼを加え、５０℃において２０時間反応させた。このときの２−置換アルコールのクロマノール配糖体への転換率はモル比で約７％であった。
【００４４】
この反応液を３０％メタノール溶液で平衡化したＸＡＤ−４（オルガノ株式会社製）カラムにアプライし、非吸着物を３０％メタノールで溶出後、８０％メタノールでクロマノール配糖体を溶出させた。次に得られたクロマノール配糖体画分をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル：メタノール＝５：１、ｖ／ｖ）処理することで高純度のクロマノール配糖体である式（５）
【００４５】
【化９】
【００４６】
で示される２−（β−Ｄ−ガラクトピラノシル）メチル−２，５，７，８−テトラメチルクロマン−６−オール[2-(β−D-galactopyranosyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol]（一般式（１）のｎ＝１、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝ＣＨ３、Ｒ５＝Ｈに相当する）を約９０ｍｇ得た。
【００４７】
得られた上記式（５）に示されるクロマノール配糖体の赤外線吸収スペクトルを図２に示す。
【００４８】
また、上記式（５）に示されるクロマノール配糖体の 1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲ、質量分析および旋光度の結果は以下の通りである。
【００４９】
1Ｈ−ＮＭＲ δ（２７０ＭＨｚ， ＤＭＳＯ−ｄ6 ） １．２１および１．２４（ｓ，３Ｈ）、１．６７から１．７３（ｍ，１Ｈ）、１．９０から１．９３（ｍ，１Ｈ）、１．９８（ｓ，３Ｈ）、２．０２（ｓ，３Ｈ）、２．０５（ｓ，３Ｈ）、２．５０（ｂｒｏａｄ ｔ，２Ｈ）、３．１７から４．７８（ｍ，１３Ｈ）、７．３８（ｓ，１Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ δ（６７．８ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ6 、プロトンデカップリングスペクトル） １１．７、１１．８、１２．６、１９．７および１９．８、２２．２および２２．５、２８．０および２８．１、６０．３および６０．４、６８．１、７０．５、７３．１および７３．２、７３．４、７３．９および７４．０、７５．１および７５．２、１０４．０および１０４．２、１１６．８、１２０．２、１２０．８、１２２．５、１４４．２、１４５．２
質量スペクトル（ＦＡＢ） ｍ／ｚ ３９８ （分子イオンピーク）
【００５０】
【外２】
【００５１】
実施例３
実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体の抗酸化活性をリノール酸メチルのラジカル連鎖自動酸化反応の抑制により評価した。１３２μｍｏｌのリノール酸メチル、１６．５μｍｏｌの脂溶性ラジカル発生剤（２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル））、０．１μｍｏｌの式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体、ブチルヒドロキシトルエンまたはα−トコフェロールからなるヘキサン／イソプロピルアルコール（１：１、ｖ／ｖ）溶液１．１ｍｌを３７℃でインキュベートし、経時的にサンプリングし、高速液体クロマトグラフィーでリノール酸メチルハイドロパーオキサイドの生成量を測定した。図３に示すように、式（４）および式（５）に示されるクロマノール配糖体の抗酸化活性は、ブチルヒドロキシトルエン以上であり、またα−トコフェロールと同等であることがわかる。
【００５２】
実施例４
実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体の抗酸化活性を多重層リポソームのラジカル連鎖自動酸化反応の抑制により評価した。５．５μｍｏｌの卵黄ホスファチジルコリン、１．１μｍｏｌの脂溶性ラジカル発生剤（２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）を０．５ｍＭ ジエチレントリアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ″−五酢酸（ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｒｉａｍｉｎｅ−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ″−ｐｅｎｔａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）を含んだ１０ｍＭトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ７．４）１ｍｌに懸濁させ多重層リポソームを調製し、これに上記緩衝液で調製した１００μＭの式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体またはアスコルビン酸を０．１ｍｌ加えた。そして、５０℃でインキュベートし、経時的にサンプリングし、高速液体クロマトグラフィーでホスファチジルコリンハイドロパーオキサイドの生成量を測定した。
【００５３】
図４に示すように、式（４）および式（５）に示されるクロマノール配糖体はアスコルビン酸より、明らかに効果的な抗酸化剤であることがわかる。
【００５４】
実施例５
実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体の水に対する溶解度を評価した。過剰量の式（４）または式（５）に示されるクロマノール配糖体を水１ｍｌに加え、２５℃でインキュベートし、２０時間、撹拌（２００ｒｐｍ）後、サンプレップＣ０２−ＬＧに液を移し、遠心分離（４１００×ｇ、１０分、２０℃）することにより不溶物を除去し、水溶液中のクロマノール配糖体の溶解量を高速液体クロマトグラフィーで測定した。また比較として、トロロックス（Ｔｒｏｌｏｘ、アルドリッチケミカルカンパニー社（Aldrich Chemical Company,Inc.)製）、式（３）で示される２−置換アルコールも同様に評価した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１に示すように式（４）および式（５）に示されるクロマノール配糖体の優れた水に対する溶解性が明らかになった。
【００５７】
実施例６
マウスのＴリンパ腫株ＥＬ−４細胞をＲＰＭＩ−１６４０＋１０％牛胎仔血清＋ＨＥＤＥＳ緩衝液（２５ｍＭ）系培養液（以下、「完全培養液」と略称する）中で３７℃、５％ＣＯ2 雰囲気下で継代培養し、細胞密度が２×１０5 個／ｍｌになるように調整した。このようにして培養されたＥＬ−４細胞培養液の上清を除去し、これに実施例１と同様にして調製したクロマノール配糖体（一般式（４））溶液を完全培養液中の最終濃度が１ｍＭになるように加え、Ｘ線を照射するまでの３０分間、上記と同様の条件下で細胞培養を行った。クロマノール配糖体を含む培養液中で所定時間培養した後、３Ｇｙの放射線を０．９２Ｇｙ／分の線量率で照射した。放射線照射終了直後、細胞を遠心沈降（４００ｇ×５分）させ、ＲＰＭＩ−１６４０で２回洗浄し、完全培養液で再浮遊させて培養した。これに、サイトカラシンＢのＤＭＳＯ溶液（２ｍｇ／ｍｌ濃度）を最終濃度が３μｇ／ｍｌになるように添加し、２０時間培養後に２核細胞中の小核保有細胞の頻度（小核誘発頻度）を測定し、細胞の放射線損傷の頻度を表わす尺度とした。また、クロマノール配糖体の処理濃度を０ｍＭとした以外は上記操作を繰り返すことにより得られた小核誘発頻度（比較例１）を基準として下記式より小核誘発抑制率を計算した。この際、上記細胞は１群４〜５連で放射線照射実験を行い、結果はこれらの平均値として表わした。結果を表２に示す。
【００５８】
【数１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
表２より示されるように、小核誘発頻度は、一般式（４）で表わされるクロマノール配糖体で処理した（実施例６）場合、処理しなかった（比較例１）場合に比べて有意に小さく、これより、本発明のクロマノール配糖体は優れた放射線防護作用を有することが示された。
【００６１】
【発明の効果】
本発明のクロマノール配糖体（一般式（１））は、生体内において公知のグルコース型配糖体とは生体内において異なる安定性および生体組織への取り込まれ方を示す新規なガラクトース型配糖体であり、トロロックス、２−置換アルコールに比べ著しく高い溶解性（約１０００倍以上）を有し、かつビタミンＣより優れた抗酸化活性効果を奏する。
【００６２】
次に、本発明のガラクトース型配糖体は、高濃度の有機溶媒存在下においても安定で、かつ、転移活性の高い酵素を用いることにより効率的に合成することができる。
【００６３】
また、本発明の製造方法により安価に供給されるガラクトース型配糖体の優れた特性を活用することで、食品、化粧品および医薬品等に適用し得る水溶性抗酸化剤の有効成分としての利用が図れる。
【００６４】
さらに、本発明のガラクトース型配糖体は、優れた放射線防護作用を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１で得られた式（４）に示されるクロマノール配糖体の赤外線吸収スペクトルである。
【図２】 実施例２で得られた式（５）に示されるクロマノール配糖体の赤外吸収スペクトルである。
【図３】 実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体、ブチルヒドロキシトルエンおよびα−トコフェロールの抗酸化活性をリノール酸メチルのラジカル連鎖自動酸化反応の抑制により評価すべく、経時的にリノール酸メチルハイドロパーオキサイドの生成量を測定した結果を示すグラフである。
【図４】 実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体およびアスコルビン酸の抗酸化活性を多重層リポソームのラジカル連鎖自動酸化反応の抑制により評価すべく、経時的にホスファチジルコリンハイドロパーオキサイドの生成量を測定した結果を示すグラフである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なクロマノール配糖体およびその製造方法、並びにそれを用いた抗酸化剤に関するものである。詳しく述べると、公知の抗酸化剤として知られる、一般式（２）
【０００２】
【化３】
（ただし、式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 およびＲ4 は同一または異なる水素原子または低級アルキル基を表わし、Ｒ5 は水素原子、低級アルキル基または低級アシル基を表わし、およびｎは０〜４の整数である）で表される２−置換アルコール （以下、単に「２−置換アルコール」ともいう）に糖を結合させることにより得られる化学的安定性に優れた新規な水溶性クロマノール配糖体およびその製造方法、並びにそれを用いた水溶性抗酸化剤に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
近年、活性酸素やフリーラジカルが生体に障害を与え、それが種々の疾病をはじめ発ガン、さらには老化にもつながることが次第に明らかになってきている。そこで、活性酸素やフリーラジカルによる障害を効率よく防御することができる抗酸化剤の開発は、化粧品、医薬品、食品など多くの分野において注目を集めている。
【０００５】
現在、多くの抗酸化剤が知られているが、特にビタミンＥはその優れた抗酸化活性より、食品、化粧品、医薬品分野において多用されている。しかしながら、ビタミンＥは水に不溶な粘性油状物のため注射剤または溶液剤として使用するには界面活性剤等を用いて可溶化させねばならず、本来不用な物を大量に混入する結果となり問題が生じる。また、界面活性剤などでは高濃度のビタミンＥ水溶液を作ることは不可能である。つまりビタミンＥの優れた抗酸化活性を保持した水溶性のビタミンＥ類似化合物が必要とされている。
【０００６】
特開平７−１１８２８７号公報において、優れた水溶性を有するビタミンＥ類似化合物（クロマノール配糖体）および酵素法によるその製造方法が示されている。上記公報の製造方法において２−置換アルコールにガラクトースをβ結合で結合させる場合の簡単な記載がされているものの、実施例においてその物の物性、製法、抗酸化活性などは一切示されていない。また、生体に投与した場合においては、上記公報に示される２−置換アルコールにグルコースがα結合したもの（以下、グルコース型配糖体という）と、β結合によりガラクトースが結合したもの（以下、ガラクトース型配糖体）とでは生体内の糖質分解酵素の局在場所および活性などの違いから配糖体のグリコシド結合の安定性が異なることは常識であり、また、生体組織のレセプターの問題などからも、両者の生体組織への取り込まれ方は異なる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、生体内において公知のグルコース型配糖体とは生体内において異なる安定性および生体組織への取り込まれ方を示す新規なガラクトース型配糖体およびその製造方法、並びにそれを用いた水溶性抗酸化剤を提供するもである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、（Ａ） 一般式（１）
【０００９】
【化４】
（ただし、式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 およびＲ4 は同一または異なる水素原子または低級アルキル基を表わし、Ｒ5 は水素原子、低級アルキル基または低級アシル基を表わし、糖残基中の水酸基の水素原子は低級アルキル基または低級アシル基で置換されていてもよく、およびｎは０〜４の整数である）で表わされるクロマノール配糖体により達成される。
【００１１】
また、上記目的は、（Ｂ） 一般式（２）
【００１２】
【化５】
（ただし、式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 およびＲ4 は同一または異なる水素原子または低級アルキル基を表わし、Ｒ5 は水素原子、低級アルキル基または低級アシル基を表わし、およびｎは０〜４の整数を表す）で表わされる２−置換アルコール及び、β−ガラクトシル糖化合物を含有する溶液にβ−ガラクトシダーゼ（ＥＣ３．２．１．２３）を作用させることを特徴とする上記（Ａ）に示す一般式 （１）で示されるクロマノール配糖体の製造方法によっても達成される。
【００１４】
さらに、上記目的は、（Ｃ） 上記（Ａ）に示す一般式（１）で表わされるクロマノール配糖体を有効成分とすることを特徴とする抗酸化剤により達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））の酵素法による合成に用いられる酵素としては、β−ガラクトシダーゼが挙げられる。β−ガラクトシダーゼとしては、ほぼ全ての起源由来のものを用いることができ、例えば、東洋紡績株式会社製、オリエンタル酵母工業製、シグマ（ＳＩＧＭＡ）製のエシェリキア コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）由来のβ−ガラクトシダーゼ、東洋紡績株式会社製のアスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｐ．）由来のβ−ガラクトシダーゼ、シグマ（ＳＩＧＭＡ）製のウシ肝臓（ｂｏｖｉｎｅ ｌｉｖｅｒ）、ウシ睾丸（ｂｏｖｉｎｅ ｔｅｓｔｅｓ）、アスペルギルス ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）、アスペルギルス オリーザ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）、サッカロミセス フラギリス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｆｒａｇｉｌｉｓ）、タチナタマメ（Ｊａｃｋ ｂｅａｎ）由来のβ−ガラクトシダーゼなどが挙げられる。添加される酵素量としては、例えば、上述した東洋紡績株式会社製のエシェリキア コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）由来のβ−ガラクトシダーゼを反応液３ｍｌに添加する場合、５から７０Ｕ、好ましくは１０〜４０Ｕである。酵素量が５Ｕ未満の場合には、酵素による触媒作用が少なく、また酵素量が７０Ｕを越える場合には、過度の添加に見合うだけの効果が得られず不経済である。上述した東洋紡績株式会社製のアスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｐ．）由来のβ−ガラクトシダーゼを反応液３ｍｌに添加する場合、０．１〜２０Ｕ、好ましくは０．５〜１５Ｕである。酵素量が０．１Ｕ未満の場合には、酵素による触媒作用が少なく、また酵素量が２０Ｕを越える場合には、過度の添加に見合うだけの効果が得られず不経済である。なお、ここでの上述したエシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼの１Ｕは、基質にｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシドを用い、ｐＨ７．３、３７℃において１分間に１μｍｏｌのｏ−ニトロフェノールを生成する酵素量であり、上述したアスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼの１Ｕは、基質にｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシドを用い、ｐＨ５．０、３７℃において１分間に１μｍｏｌのｏ−ニトロフェノールを生成する酵素量である。
【００１６】
次に、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成するための条件としては、まず、２−置換アルコール（上記一般式（２））をβ−ガラクトシル糖化合物（本明細書では、単に「糖」ともいう）溶液に溶解させることが望ましく、そのためには水に対する溶解度が非常に低い２−置換アルコールを溶解し得る有機溶媒を添加する必要がある。さらに、添加されうる有機溶媒としては、β−ガラクトシダーゼの転移活性を効率よく発現させることができるものでなければならず、例えば、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール、アセトンおよびアセトニトリルなどが挙げられ、上述したエシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼの転移活性を高めるためにはジメチルスルホキシドが好ましく、上述したアスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼの転移活性を高めるためにはジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノールおよびアセトニトリルが好ましい。上述した２種類のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合、添加する有機溶媒の濃度は、１〜５０（ｖ／ｖ）％、好ましくは反応効率を考えると５〜４０（ｖ／ｖ）％である。この有機溶媒濃度が１（ｖ／ｖ）％未満の場合には、所望とする２−置換アルコール（上記一般式（２））を糖溶液に溶解させることが難しく、また５０（ｖ／ｖ）％を越える場合には、酵素の安定性が低下し、転移効率が悪くなるため好ましくない。
【００１７】
また、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際に原料として用いられる２−置換アルコール（一般式（２））は、公知物質であり、特公平１−４３７５５号、特公平１−４９１３５号等の方法により、得ることができる。また、例えば、一般式（２）においてＲ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 ＝ＣＨ3 、Ｒ5 ＝Ｈ、ｎ＝１とする２−置換アルコールの１種は、トロロックス（Ｔｒｏｌｏｘ）を水素化リチウムアルミニウムの存在下においてジエチルエーテル中で加熱還流処理することなどにより容易に得ることができる。２−置換アルコール（上記一般式（２））の濃度は、反応液中において飽和濃度もしくはそれに近い濃度にすることが望ましい。これにより、実際上（および理論上）最大の収率を得ることができるためである。
【００１８】
さらに、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際に用いられるβ−ガラクトシル糖化合物の種類は、乳糖（ラクトース）、ｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド、ｐ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシドおよびガラクトースがβ−１，４−グリコシド結合で結ばれた構造を持つ糖残基が２〜５位のオリゴ糖が挙げられ、好ましくは価格の面などから考慮して、乳糖である。乳糖の濃度は、５〜５０（ｗ／ｖ）％、好ましくは１０〜５０（ｗ／ｖ）％である。乳糖の濃度が５（ｗ／ｖ）％未満では、糖が不足するため２−置換アルコールからクロマノール配糖体への高い転移率を得ることができない。また乳糖の溶解度の面から５０（ｗ／ｖ）％を越える乳糖溶液の調製は難しい。
【００１９】
さらに、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際の反応系のｐＨは、上述したエシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合５．０〜７．５、好ましくは５．５〜７．０であり、上述したアスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合３．０〜７．５、好ましくは３．５〜７．０である。ｐＨが上記範囲を外れる場合には、上述した酵素が失活するなど好ましくない。
【００２０】
さらに、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際の反応温度は、上述したエシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合、２０〜６０℃、好ましくは３０〜５０℃であり、上述したアスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合、２０〜７０℃、好ましくは３０〜６０℃である。反応温度が上記範囲を下回る場合には、上述した酵素の活性が低下し、十分な転移率を確保するのに長時間を要するため経済的でなく、また、反応温度が上記範囲を上回る場合には、上述した酵素が失活するため好ましくない。
【００２１】
また、本発明に係わるクロマノール配糖体（上記一般式（１））を酵素法により合成する際の反応時間は、上述した２種類のβ−ガラクトシダーゼを用いる場合、２〜４０時間、好ましくは１０〜３０時間である。反応時間が２時間未満の場合には、反応が平衡近くに達していないため、十分な転移率を得ることができず、４０時間を越える場合には、これに見合うだけのさらなる効果が期待できない。
【００２２】
ただし、上述した酵素法による合成の際のこうした条件は、使用する酵素量により若干の影響を受ける。
【００２３】
次に反応終了後、反応液をＸＡＤ（オルガノ株式会社製）を担体として用いたカラムクロマトグラフィーで処理することにより、高純度のクロマノール配糖体（一般式（１））が得られる。
【００２４】
なお、上述の一般式（１）〜（２）において、式中のＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 およびＲ4 は、同一または異なる水素原子または低級アルキル基であって、このうち低級アルキル基としては、好ましくは炭素原子数が１〜８のアルキル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜６のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、及びオクチル基等が挙げられ、これらのうち、メチル基及びエチル基が好ましい。また同様にＲ5 は水素原子、低級アルキル基または低級アシル基であり、このうち低級アルキル基としては、好ましくは炭素原子数が１〜８のアルキル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜６のアルキル基であり、具体例としては上記と同様のものが挙げられる。また、低級アシル基としては、炭素原子数が１〜１０のアシル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜７のアシル基であり、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、カプロイル基、及びベンゾイル基（Ｃ6 Ｈ5 ＣＯ−）などが挙げられ、これらのうち、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基が好ましい。さらに同様に糖残基の水酸基の水素原子は、低級アルキル基または低級アシル基で置換されていてもよく、かかる低級アルキル基としては、好ましくは炭素原子数が１〜８のアルキル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜６のアルキル基であり、低級アシル基としては、炭素原子数が１〜１０のアシル基、最も好ましくは炭素原子数が１〜７のアシル基であり、アルキル基及びアシル基の具体例としては上記と同様のものが挙げられる。さらに、ｎは０〜４、好ましくは１〜３の整数である。
【００２５】
このようにして得られたクロマノール配糖体（一般式（１））の水に対する溶解度は、トコフェロールの２位のイソプレノイド側鎖をカルボキシル基に置換した６−ヒドロキシ−２，５，７，８−テトラメチルクロマン−２−カルボン酸（以下、単にトロロックスともいう）、２−置換アルコールに比べ著しく高いものである。
【００２６】
さらに、得られたクロマノール配糖体（一般式（１））は、ヘキサン−イソプロピルアルコール溶液中における高度不飽和脂肪酸メチルエステルの脂質過酸化速度の測定で明らかなように、トコフェロールと同等の抗酸化活性を有している。またクロマノール配糖体（一般式（１））は、水溶性の抗酸化剤として知られるアスコルビン酸などに比べて、顕著な酸化速度の抑制作用を奏するものである。例えば、生体膜をモデルとして、脂溶性ラジカル発生剤を内部に含有したリポソームを調製し、酸化反応を促進させた際、水相にクロマノール配糖体（一般式（１））を存在させておくことで、アスコルビン酸などよりも顕著に酸化反応を抑制することができる。また、クロマノール配糖体（一般式（１））は、クロマン環をもっていることにより、一重項酸素など様々な活性酸素の消去能をも有している。
【００２７】
また、得られたクロマノール配糖体（一般式（１））は、その高い溶解性（水溶性）および優れた抗酸化活性から活性酸素が関与する様々な疾病に効果のある注射剤または内服薬などの溶解剤などの抗酸化剤の有効成分として利用することができ、この場合には、該クロマノール配糖体（一般式（１））の水溶液をそのまま抗酸化剤として使用できるほか、該溶液に、相互に反応性のない他の有効成分を適当量配合して用いてもよい。
【００２８】
【実施例】
次に、実施例等により本発明を説明するが、これらにより本発明の範囲がなんら制限されるものでないことはいうまでもない。
【００２９】
参考例１
（１）エシェリキア コリ由来のβ−ガラクトシダーゼの活性測定
１００ｍＭ リン酸緩衝液（ｐＨ７．３）２．５ｍｌ、３．３６Ｍ メルカプトエタノール溶液０．１ｍｌ、３０ｍＭ ＭｇＣｌ2 溶液（ｐＨ７．３）０．１ｍｌ、３４ｍＭ ｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド溶液０．２ｍｌをキュベット（ｄ＝１．０ｃｍ）にいれ、３７℃に制御された分光光度計にセットした。５分間インキュベートした後、酵素溶液０．１ｍｌを加え４１０ｎｍの吸光度変化を求めた。なお、１Ｕは、上記条件において１分間に１μｍｏｌのｏ−ニトロフェノールを生成する酵素量とした。
【００３０】
（２）アスペルギルス属由来のβ−ガラクトシダーゼの活性測定
１００ｍＭ 酢酸緩衝液（ｐＨ５．０）１．０ｍｌに２０ｍＭ ｏ−ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド溶液０．２ｍｌを加え、３７℃で５分間インキュベートした後、酵素溶液０．５ｍｌを加え、同温度条件下において１５分間インキュベートした。そして、０．２Ｍ Ｎａ2 ＣＯ3 溶液２．０ｍｌを加えて反応を停止させ、４１０ｎｍの吸光度を測定した。なお、１Ｕは、上記条件において１分間に１μｍｏｌのｏ−ニトロフェノールを生成する酵素量とした。
【００３１】
実施例１
５０ｍＭ リン酸緩衝液（ｐＨ６．５）で調製した４０（ｗ／ｖ）％乳糖溶液１６０ｍｌに対し、ジメチルスルホキシドで調製した５（ｗ／ｖ）％の式（３）
【００３２】
【化６】
で示される２−置換アルコール溶液３２ｍｌおよび１６００Ｕの東洋紡績株式会社製のエシェリキア コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）由来のβ−ガラクトシダーゼを加え、４０℃において２０時間反応させた。このときの２−置換アルコールのクロマノール配糖体への転換率はモル比で約２０％であった。
【００３４】
この反応液を３０％メタノール溶液で平衡化したＸＡＤ−４（オルガノ株式会社製）カラムにアプライし、非吸着物を３０％メタノールで溶出後、８０％メタノールでクロマノール配糖体を溶出させた。次に得られたクロマノール配糖体画分をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル：メタノール＝５：１、ｖ／ｖ）処理することで高純度のクロマノール配糖体である式（４）
【００３５】
【化７】
で示される２−（β−Ｄ−ガラクトピラノシル）メチル−２，５，７，８−テトラメチルクロマン−６−オール[2-(β−D-galactopyranosyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol]（一般式（１）のｎ＝１、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝ＣＨ３、Ｒ５＝Ｈに相当する）を約３００ｍｇ得た。
【００３７】
得られた上記式（４）に示されるクロマノール配糖体の赤外線吸収スペクトルを図１に示す。
【００３８】
また、上記式（４）に示されるクロマノール配糖体の 1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲ、質量分析および旋光度の結果は以下の通りである。
【００３９】
1Ｈ−ＮＭＲ δ（２７０ＭＨｚ， ＤＭＳＯ−ｄ6 ） １．２１および１．２４（ｓ，３Ｈ）、１．６７から１．７３（ｍ，１Ｈ）、１．９０から１．９３（ｍ，１Ｈ）、１．９８（ｓ，３Ｈ）、２．０２（ｓ，３Ｈ）、２．０５（ｓ，３Ｈ）、２．５０（ｂｒｏａｄ ｔ，２Ｈ）、３．１７から４．７８（ｍ，１３Ｈ）、７．３８（ｓ，１Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ δ（６７．８ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ6 、プロトンデカップリングスペクトル） １１．７、１１．８、１２．６、１９．７および１９．８、２２．２および２２．５、２８．０および２８．１、６０．３および６０．４、６８．１、７０．５、７３．１および７３．２、７３．４、７３．９および７４．０、７５．１および７５．２、１０４．０および１０４．２、１１６．８、１２０．２、１２０．８、１２２．５、１４４．２、１４５．２
質量スペクトル（ＦＡＢ） ｍ／ｚ ３９８ （分子イオンピーク）
【００４０】
【外１】
実施例２
５０ｍＭ 酢酸緩衝液（ｐＨ４．５）で調製した４０（ｗ／ｖ）％乳糖溶液１６０ｍｌに対し、ジメチルスルホキシドで調製した５（ｗ／ｖ）％の式（３）
【００４２】
【化８】
で示される２−置換アルコール溶液３２ｍｌおよび１０００Ｕの東洋紡績株式会社製のアスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｐ．）由来のβ−ガラクトシダーゼを加え、５０℃において２０時間反応させた。このときの２−置換アルコールのクロマノール配糖体への転換率はモル比で約７％であった。
【００４４】
この反応液を３０％メタノール溶液で平衡化したＸＡＤ−４（オルガノ株式会社製）カラムにアプライし、非吸着物を３０％メタノールで溶出後、８０％メタノールでクロマノール配糖体を溶出させた。次に得られたクロマノール配糖体画分をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル：メタノール＝５：１、ｖ／ｖ）処理することで高純度のクロマノール配糖体である式（５）
【００４５】
【化９】
で示される２−（β−Ｄ−ガラクトピラノシル）メチル−２，５，７，８−テトラメチルクロマン−６−オール[2-(β−D-galactopyranosyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol]（一般式（１）のｎ＝１、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝ＣＨ３、Ｒ５＝Ｈに相当する）を約９０ｍｇ得た。
【００４７】
得られた上記式（５）に示されるクロマノール配糖体の赤外線吸収スペクトルを図２に示す。
【００４８】
また、上記式（５）に示されるクロマノール配糖体の 1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲ、質量分析および旋光度の結果は以下の通りである。
【００４９】
1Ｈ−ＮＭＲ δ（２７０ＭＨｚ， ＤＭＳＯ−ｄ6 ） １．２１および１．２４（ｓ，３Ｈ）、１．６７から１．７３（ｍ，１Ｈ）、１．９０から１．９３（ｍ，１Ｈ）、１．９８（ｓ，３Ｈ）、２．０２（ｓ，３Ｈ）、２．０５（ｓ，３Ｈ）、２．５０（ｂｒｏａｄ ｔ，２Ｈ）、３．１７から４．７８（ｍ，１３Ｈ）、７．３８（ｓ，１Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ δ（６７．８ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ6 、プロトンデカップリングスペクトル） １１．７、１１．８、１２．６、１９．７および１９．８、２２．２および２２．５、２８．０および２８．１、６０．３および６０．４、６８．１、７０．５、７３．１および７３．２、７３．４、７３．９および７４．０、７５．１および７５．２、１０４．０および１０４．２、１１６．８、１２０．２、１２０．８、１２２．５、１４４．２、１４５．２
質量スペクトル（ＦＡＢ） ｍ／ｚ ３９８ （分子イオンピーク）
【００５０】
【外２】
実施例３
実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体の抗酸化活性をリノール酸メチルのラジカル連鎖自動酸化反応の抑制により評価した。１３２μｍｏｌのリノール酸メチル、１６．５μｍｏｌの脂溶性ラジカル発生剤（２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル））、０．１μｍｏｌの式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体、ブチルヒドロキシトルエンまたはα−トコフェロールからなるヘキサン／イソプロピルアルコール（１：１、ｖ／ｖ）溶液１．１ｍｌを３７℃でインキュベートし、経時的にサンプリングし、高速液体クロマトグラフィーでリノール酸メチルハイドロパーオキサイドの生成量を測定した。図３に示すように、式（４）および式（５）に示されるクロマノール配糖体の抗酸化活性は、ブチルヒドロキシトルエン以上であり、またα−トコフェロールと同等であることがわかる。
【００５２】
実施例４
実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体の抗酸化活性を多重層リポソームのラジカル連鎖自動酸化反応の抑制により評価した。５．５μｍｏｌの卵黄ホスファチジルコリン、１．１μｍｏｌの脂溶性ラジカル発生剤（２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）を０．５ｍＭ ジエチレントリアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ″−五酢酸（ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｒｉａｍｉｎｅ−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ″−ｐｅｎｔａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）を含んだ１０ｍＭトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ７．４）１ｍｌに懸濁させ多重層リポソームを調製し、これに上記緩衝液で調製した１００μＭの式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体またはアスコルビン酸を０．１ｍｌ加えた。そして、５０℃でインキュベートし、経時的にサンプリングし、高速液体クロマトグラフィーでホスファチジルコリンハイドロパーオキサイドの生成量を測定した。
【００５３】
図４に示すように、式（４）および式（５）に示されるクロマノール配糖体はアスコルビン酸より、明らかに効果的な抗酸化剤であることがわかる。
【００５４】
実施例５
実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体の水に対する溶解度を評価した。過剰量の式（４）または式（５）に示されるクロマノール配糖体を水１ｍｌに加え、２５℃でインキュベートし、２０時間、撹拌（２００ｒｐｍ）後、サンプレップＣ０２−ＬＧに液を移し、遠心分離（４１００×ｇ、１０分、２０℃）することにより不溶物を除去し、水溶液中のクロマノール配糖体の溶解量を高速液体クロマトグラフィーで測定した。また比較として、トロロックス（Ｔｒｏｌｏｘ、アルドリッチケミカルカンパニー社（Aldrich Chemical Company,Inc.)製）、式（３）で示される２−置換アルコールも同様に評価した。
【００５５】
【表１】
表１に示すように式（４）および式（５）に示されるクロマノール配糖体の優れた水に対する溶解性が明らかになった。
【００５７】
実施例６
マウスのＴリンパ腫株ＥＬ−４細胞をＲＰＭＩ−１６４０＋１０％牛胎仔血清＋ＨＥＤＥＳ緩衝液（２５ｍＭ）系培養液（以下、「完全培養液」と略称する）中で３７℃、５％ＣＯ2 雰囲気下で継代培養し、細胞密度が２×１０5 個／ｍｌになるように調整した。このようにして培養されたＥＬ−４細胞培養液の上清を除去し、これに実施例１と同様にして調製したクロマノール配糖体（一般式（４））溶液を完全培養液中の最終濃度が１ｍＭになるように加え、Ｘ線を照射するまでの３０分間、上記と同様の条件下で細胞培養を行った。クロマノール配糖体を含む培養液中で所定時間培養した後、３Ｇｙの放射線を０．９２Ｇｙ／分の線量率で照射した。放射線照射終了直後、細胞を遠心沈降（４００ｇ×５分）させ、ＲＰＭＩ−１６４０で２回洗浄し、完全培養液で再浮遊させて培養した。これに、サイトカラシンＢのＤＭＳＯ溶液（２ｍｇ／ｍｌ濃度）を最終濃度が３μｇ／ｍｌになるように添加し、２０時間培養後に２核細胞中の小核保有細胞の頻度（小核誘発頻度）を測定し、細胞の放射線損傷の頻度を表わす尺度とした。また、クロマノール配糖体の処理濃度を０ｍＭとした以外は上記操作を繰り返すことにより得られた小核誘発頻度（比較例１）を基準として下記式より小核誘発抑制率を計算した。この際、上記細胞は１群４〜５連で放射線照射実験を行い、結果はこれらの平均値として表わした。結果を表２に示す。
【００５８】
【数１】
【表２】
表２より示されるように、小核誘発頻度は、一般式（４）で表わされるクロマノール配糖体で処理した（実施例６）場合、処理しなかった（比較例１）場合に比べて有意に小さく、これより、本発明のクロマノール配糖体は優れた放射線防護作用を有することが示された。
【００６１】
【発明の効果】
本発明のクロマノール配糖体（一般式（１））は、生体内において公知のグルコース型配糖体とは生体内において異なる安定性および生体組織への取り込まれ方を示す新規なガラクトース型配糖体であり、トロロックス、２−置換アルコールに比べ著しく高い溶解性（約１０００倍以上）を有し、かつビタミンＣより優れた抗酸化活性効果を奏する。
【００６２】
次に、本発明のガラクトース型配糖体は、高濃度の有機溶媒存在下においても安定で、かつ、転移活性の高い酵素を用いることにより効率的に合成することができる。
【００６３】
また、本発明の製造方法により安価に供給されるガラクトース型配糖体の優れた特性を活用することで、食品、化粧品および医薬品等に適用し得る水溶性抗酸化剤の有効成分としての利用が図れる。
【００６４】
さらに、本発明のガラクトース型配糖体は、優れた放射線防護作用を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１で得られた式（４）に示されるクロマノール配糖体の赤外線吸収スペクトルである。
【図２】 実施例２で得られた式（５）に示されるクロマノール配糖体の赤外吸収スペクトルである。
【図３】 実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体、ブチルヒドロキシトルエンおよびα−トコフェロールの抗酸化活性をリノール酸メチルのラジカル連鎖自動酸化反応の抑制により評価すべく、経時的にリノール酸メチルハイドロパーオキサイドの生成量を測定した結果を示すグラフである。
【図４】 実施例１および実施例２によって得られた式（４）、式（５）に示されるクロマノール配糖体およびアスコルビン酸の抗酸化活性を多重層リポソームのラジカル連鎖自動酸化反応の抑制により評価すべく、経時的にホスファチジルコリンハイドロパーオキサイドの生成量を測定した結果を示すグラフである。
Claims (3)
- 一般式（１）
- 一般式（２）
- 請求項１に記載の一般式（１）で表わされるクロマノール配糖体を有効成分とすることを特徴とする抗酸化剤。
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