JP4719878B2 - Chondroitin sulfate from heron - Google Patents
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Description
本発明は、医薬品、化粧品、食品添加物等の分野において種々の用途が期待される新規なコンドロイチン硫酸に関する。 The present invention relates to a novel chondroitin sulfate that is expected to have various uses in the fields of pharmaceuticals, cosmetics, food additives and the like.
コンドロイチン硫酸は、動物の結合組織に含まれる酸性ムコ多糖である。これは、硫酸化されたあるいは硫酸化されていないウロン酸（Ｄ−グルクロン酸あるいはＬ−イズロン酸）と、硫酸化されたあるいは硫酸化されていないＮ−アセチルガラクトサミンの二糖繰り返し構造から成り、構成糖の水酸基の硫酸化により多種多様な異性体が存在する。硫酸化されうる部位はグルクロン酸の２位及び３位の水酸基、あるいはイズロン酸の２位の水酸基、及びＮ−アセチルガラクトサミンの４位及び６位の水酸基である。コンドロイチン硫酸鎖は、分子量１０４−１０５の直鎖状の多糖で、コア蛋白質に共有結合したプロテオグリカンとして存在する。 Chondroitin sulfate is an acidic mucopolysaccharide contained in animal connective tissue. This consists of a disaccharide repeating structure of sulfated or non-sulfated uronic acid (D-glucuronic acid or L-iduronic acid) and sulfated or non-sulfated N-acetylgalactosamine, A wide variety of isomers exist due to the sulfation of hydroxyl groups of the constituent sugars. The sites that can be sulfated are the 2nd and 3rd hydroxyl groups of glucuronic acid, the 2nd hydroxyl group of iduronic acid, and the 4th and 6th hydroxyl groups of N-acetylgalactosamine. The chondroitin sulfate chain is a linear polysaccharide having a molecular weight of 10 4 to 10 5 and exists as a proteoglycan covalently bound to the core protein.
一般に、天然に存在するコンドロイチン硫酸鎖は１種類の硫酸化二糖の繰り返しのみから成るものは少なく、通常、様々な種類の硫酸化、あるいは非硫酸化二糖を異なる割合で含む。コンドロイチン硫酸は、酸性ムコ多糖のうちでは最も早く発見されたものであり、１８８６年、ＦｉｓｃｈｅｒとＢｏｅｄｅｋｅｒによって軟骨から分離され、最初はｃｈｏｎｄｒｏｉｔ
ａｃｉｄと命名された。その後、硫酸エステルを持つことがわかりｃｈｏｎｄｒｏｉｔｉｎ ｓｕｌｆａｔｅと呼ばれるようになった。さらに１９５１年、Ｍｅｙｅｒらによって、コンドロイチン硫酸には３種類有り（Ａ，Ｂ，Ｃ）軟骨中にはＡとＣが存在することが明らかにされた。コンドロイチン硫酸鎖を持つプロテオグリカンとしては、アグリカン、バーシカン、デコリンなどがあるが、これらの機能は不明なものも多い。しかし、アグリカンの軟骨組織機能を制御する活性や、バーシカンの抗細胞接着活性は、コンドロイチナーゼ処理により完全に消失するので、コンドロイチン硫酸鎖がそれらの活性を担っていると考えられる。さらに、網膜神経細胞に対する神経栄養因子や、神経突起伸張因子としてコンドロイチン硫酸プロテオグリカンが単離されたが、これらの活性もコンドロイチナーゼ処理により消失した。最近では、コンドロイチン硫酸由来の二糖がナチュラルキラー細胞の活性化を抑えるという報告もある。また、コンドロイチン硫酸、カラギーナン、硫酸化デキストランなどの硫酸化多糖がインフルエンザウイルスや単純ヘルペスウイルスなど多数のウイルスの細胞への感染を阻害することは、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）の出現以前から知られていた。このように、コンドロイチン硫酸には多様な生理活性や物性が認められることから、抗炎症剤などの医薬品をはじめ、保湿剤として化粧品あるいは目薬に、ゲル化剤・ゼリー化剤等の食品添加物として、また最近では関節炎に有効な健康食品として利用されており、日常生活において意外に広い範囲で見かけることができる。また、これら通常の用途以外にも、その特性から様々な目的の医薬品などとして潜在的な利用価値が期待されている。
In general, few naturally occurring chondroitin sulfate chains consist of only one type of sulfated disaccharide and usually contain various types of sulfated or non-sulfated disaccharides in different proportions. Chondroitin sulfate was the earliest discovered of acidic mucopolysaccharides and was isolated from cartilage by Fischer and Boedeker in 1886, initially chondroit
It was named acid. Later, it was found to have sulfate ester and came to be called chondroitin sulfate. Furthermore, in 1951, Meyer et al. Revealed that there are three types of chondroitin sulfate (A, B, C) and A and C are present in cartilage. Examples of proteoglycans having a chondroitin sulfate chain include aggrecan, versican, and decorin, but these functions are often unknown. However, since the activity that controls the cartilage tissue function of aggrecan and the anti-cell adhesion activity of versican are completely lost by chondroitinase treatment, it is considered that chondroitin sulfate chains are responsible for these activities. Furthermore, chondroitin sulfate proteoglycan was isolated as a neurotrophic factor for retinal neurons and a neurite outgrowth factor, but these activities were also lost by chondroitinase treatment. Recently, there are reports that chondroitin sulfate-derived disaccharides suppress the activation of natural killer cells. It has been known before the advent of human immunodeficiency virus (HIV) that sulfated polysaccharides such as chondroitin sulfate, carrageenan, and sulfated dextran inhibit the infection of many viruses such as influenza virus and herpes simplex virus. It was. In this way, chondroitin sulfate has a variety of physiological activities and physical properties, so it can be used as a moisturizer for cosmetics or eye drops, as a food additive such as a gelling agent and a jelly agent. Recently, it is used as a health food effective for arthritis and can be found in a surprisingly wide range in daily life. In addition to these normal uses, potential utility values are expected as pharmaceuticals for various purposes due to their characteristics.
現在医療等に用いられているコンドロイチン硫酸は、鯨軟骨から抽出したコンドロイチン硫酸Ａ（ＣｈＳ−Ａ、コンドロイチン４硫酸）及び鮫の鰭から抽出したコンドロイチン硫酸Ｃ（ＣｈＳ−Ｃ、コンドロイチン６硫酸）である。最近では、捕鯨禁止によってＣｈＳ−ＡからＣｈＳ−Ｃに比重が移りつつあるが、鮫の鰭も中華料理の食材として価格が上昇している。そのため、より安価に、且つ大量にコンドロイチン硫酸を取得できる原材料及び方法が求められている。 The chondroitin sulfate currently used for medical treatment is chondroitin sulfate A (ChS-A, chondroitin 4 sulfate) extracted from whale cartilage and chondroitin sulfate C (ChS-C, chondroitin 6 sulfate) extracted from sputum salmon. . Recently, due to the prohibition of whaling, the specific gravity is shifting from ChS-A to ChS-C, but the price of salmon is also increasing as an ingredient in Chinese cuisine. Therefore, there is a need for raw materials and methods that can obtain chondroitin sulfate in a large amount at a lower cost.
従って、本発明の目的は、より安価に、且つ大量に取得でき、尚かつ種々の有用な用途が期待できる新規なコンドロイチン硫酸と、その取得方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel chondroitin sulfate that can be obtained in a large amount at a lower cost and that can be expected to have various useful uses, and a method for obtaining the same.
本発明は、非硫酸化Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミンを含む二糖単位（以下、非硫酸化ＧａｌＮＡｃと略す。）：（２２．０±３．３）％、Ｃ６位一硫酸化Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミンを含む二糖単位（以下、Ｃ６位一硫酸化ＧａｌＮＡｃと略す。）：（１０．７±１５．８）％、Ｃ４位一硫酸化Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミンを含む二糖単位（以下、Ｃ４位一硫酸化ＧａｌＮＡｃと略す。）：（１２．５±１０．５）％、Ｃ４，Ｃ６位二硫酸化Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミンを含む二糖単位（以下、Ｃ４，Ｃ６位二硫酸化ＧａｌＮＡｃと略す。）：（３１．２±４．３）％、及びＣ４，Ｃ６位二硫酸化Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミン、Ｃ２位グルクロン酸を含む二糖単位（以下、Ｃ４，Ｃ６位二硫酸化ＧａｌＮＡｃＣ２位一硫酸化ＧｌｃＡと略す。）：（２３．６±１．７）％を含んで成るコンドロイチン硫酸、及び、バカ貝（アオヤギ）を低温粉砕し、脱脂した後、あるいはバカ貝（アオヤギ）を熱抽出後凍結乾燥後、アルカリ及びプロナーゼで処理し、得られた消化液を遠心分離後エタノール沈殿させることを特徴とするコンドロイチン硫酸の取得方法、並びに、得られた沈殿を、更に、陽イオン交換樹脂で処理してコンドロイチン硫酸を製造する方法、に関する。また本発明は、当該コンドロイチン硫酸を含んでなる抗炎症剤、保湿剤、および抗血液凝固剤に関する。 The present invention relates to a disaccharide unit containing non-sulfated N-acetyl-D-galactosamine (hereinafter abbreviated as non-sulfated GalNAc): (22.0 ± 3.3)%, C6-position monosulfated N-acetyl. A disaccharide unit containing D-galactosamine (hereinafter abbreviated as C6-monosulfated GalNAc): (10.7 ± 15.8)%, C4-monosulfated N-acetyl-D-galactosamine Unit (hereinafter abbreviated as C4-monosulfated GalNAc): (12.5 ± 10.5)%, C4, C6-disulfated N-acetyl-D-galactosamine-containing disaccharide unit (hereinafter referred to as C4) C6 position disulfated GalNAc.): (31.2 ± 4.3)%, and C4, C6 position disulfated N-acetyl-D-galactosamine, C2 position glucuronic acid disaccharide unit (hereinafter, C4, C6 position disulfated GalNAcC2 Abbreviated as monosulfated GlcA.): Chondroitin sulfate containing (23.6 ± 1.7)% and stupid shellfish (Aoyagi) were crushed at low temperature and degreased, or stupid shellfish (Aoyagi) was heated. A method of obtaining chondroitin sulfate, characterized by subjecting the digested solution obtained by lyophilization after extraction, treatment with alkali and pronase, and ethanol precipitation after centrifugation, and the obtained precipitate to a cation exchange resin To produce chondroitin sulfate by treatment with The present invention also relates to an anti-inflammatory agent, a humectant and an anticoagulant comprising the chondroitin sulfate.
本発明のコンドロイチン硫酸は、例えばバカ貝（アオヤギ）から大量に得られる。当該方法の概略は以下の通りである。即ち、先ず、バカ貝（アオヤギ）そのものあるいはバカ貝（アオヤギ）の加工工程中すなわち剥き身あるいは貝柱部を除いた後に出る残渣および粘液を分離して−１２０℃で粉砕したものあるいは熱水抽出物を原料とする。低温粉砕することで、粉砕熱の発生による物質の変性及び酸化を防ぐことができる。また、常温粉砕では不可能なサイズへの微粉砕が可能となり、粒度も揃えられる。この粉体から酸性ムコ多糖を抽出し、これをイオン交換樹脂で処理してコンドロイチン硫酸画分を得る。操作方法等は、鯨及び鮫軟骨からのコンドロイチン硫酸抽出法のそれを参考にすることができる。また、熱水抽出物の場合は脱脂過程を省略することもできる。 The chondroitin sulfate of the present invention can be obtained in large amounts from, for example, a mussel (Aoyagi). The outline of the method is as follows. That is, first of all, the residue and mucous that are produced during the processing process of the shellfish (Aoyagi) itself or the shellfish (Aoyagi), i.e., after removing the flesh or shell pillars, and crushed at -120 ° C or the hot water extract Use as raw material. By low-temperature grinding, it is possible to prevent denaturation and oxidation of the substance due to generation of grinding heat. In addition, fine pulverization to a size impossible with normal temperature pulverization is possible, and the particle size is also uniform. An acidic mucopolysaccharide is extracted from this powder, and this is treated with an ion exchange resin to obtain a chondroitin sulfate fraction. For the operation method and the like, it is possible to refer to that of the chondroitin sulfate extraction method from whale and salmon cartilage. In the case of a hot water extract, the degreasing process can be omitted.
粉体から精製コンドロイチン硫酸を製造するまでを更に詳しく記すと大略以下のようになる。即ち、先ず、粉体をアセトン等の有機溶剤により脱脂し、次いで、これを例えば苛性ソーダ水溶液等のアルカリ水溶液で処理し、中和した後、例えばアクチナーゼＥ等のプロナーゼで消化する。次に、この消化液を遠心分離し、酢酸等でｐＨを酸性にした後、エタノールを加えて沈殿を生じさせる。生じた沈殿を遠心分離操作で分取し、エタノールで洗浄した後、これを減圧乾燥する。得られた酸性ムコ多糖を少量の脱イオン水に溶解し、これを、例えばＤＯＷＥＸ５０ＷＸ２等の陽イオン交換樹脂で処理した後、流出液を中和し、これを脱イオン水中で透析する。得られた溶液を濃縮し、メンブランフィルター等で濾過した後凍結乾燥すれば、コンドロイチン硫酸の精製品が得られる。熱水抽出物の場合は、アセトン等の有機溶剤による脱脂工程を省略することができる。 A more detailed description of the production of purified chondroitin sulfate from powder is as follows. That is, the powder is first degreased with an organic solvent such as acetone, then treated with an alkaline aqueous solution such as an aqueous caustic soda solution, neutralized, and then digested with a pronase such as actinase E. Next, the digested liquid is centrifuged, and the pH is acidified with acetic acid or the like, and then ethanol is added to cause precipitation. The resulting precipitate is collected by centrifugation, washed with ethanol, and dried under reduced pressure. The obtained acidic mucopolysaccharide is dissolved in a small amount of deionized water, treated with a cation exchange resin such as DOWEX50WX2, and the effluent is neutralized and dialyzed in deionized water. If the obtained solution is concentrated, filtered through a membrane filter or the like and then freeze-dried, a purified product of chondroitin sulfate can be obtained. In the case of a hot water extract, a degreasing step using an organic solvent such as acetone can be omitted.
本発明のコンドロイチン硫酸を構成している二糖の存在比は、通常、 非硫酸化ＧａｌＮＡｃ（％）：２２．０±３．３ Ｃ６位一硫酸化ＧａｌＮＡｃ（％）：１０．７±１５．８ Ｃ４位一硫酸化ＧａｌＮＡｃ（％）：１２．５±１０．５ Ｃ４，Ｃ６位二硫酸化ＧａｌＮＡｃ（％）：５４．８±５．３、Ｃ２位一硫酸化ＧｌｃＡ（％）２３．６±８．７であるが、好ましくは、 非硫酸化ＧａｌＮＡｃ（％）：２２．０±２．２
Ｃ６位一硫酸化ＧａｌＮＡｃ（％）：１０．７±１０．６ Ｃ４位一硫酸化ＧａｌＮＡｃ（％）：１２．５±５．７ Ｃ４，Ｃ６位二硫酸化ＧａｌＮＡｃ（％）：５４．８±１．６、Ｃ２位一硫酸化ＧｌｃＡ（％）２３．６±１．７である。
The abundance ratio of the disaccharide constituting the chondroitin sulfate of the present invention is usually as follows: non-sulfated GalNAc (%): 22.0 ± 3.3 C6-monosulfated GalNAc (%): 10.7 ± 15. 8 C4 position monosulfated GalNAc (%): 12.5 ± 10.5 C4, C6 position disulfated GalNAc (%): 54.8 ± 5.3, C2 position monosulfated GlcA (%) 23.6 ± 8.7, but preferably non-sulfated GalNAc (%): 22.0 ± 2.2
C6-position monosulfated GalNAc (%): 10.7 ± 10.6 C4-position monosulfated GalNAc (%): 12.5 ± 5.7 C4, C6-position disulfated GalNAc (%): 54.8 ± 1.6, C2-position monosulfated GlcA (%) 23.6 ± 1.7.
コンドロイチン硫酸を構成している二糖の存在比がこのような割合のものはこれまでに知られていない。因みに、従来から知られている鯨軟骨由来のコンドロイチン硫酸では、Ｃ４位一硫酸化ＧａｌＮＡｃが約７０％と多い反面、Ｃ４，Ｃ６位二硫酸化ＧａｌＮＡｃは１％以下と少なく、同じく従来から知られている鮫軟骨由来のコンドロイチン硫酸ではＣ６位一硫酸化ＧａｌＮＡｃが約７０％と多いが、Ｃ４位一硫酸化ＧａｌＮＡｃは１０数％と少ない。 The ratio of disaccharides constituting chondroitin sulfate has not been known so far. By the way, chondroitin sulfate derived from whale cartilage, which has been conventionally known, has a C4-monosulfated GalNAc of about 70%, while C4, C6-disulfated GalNAc is less than 1%, which is also known from the past. The chondroitin sulfate derived from shark cartilage has a high C6-position monosulfated GalNAc at about 70%, but the C4-position monosulfated GalNAc is as low as 10%.
また、本発明のコンドロイチン硫酸は硫酸基分布が従来のものよりもランダムな構造となっている。即ち、非硫酸化ＧａｌＮＡｃを含む二糖単位、Ｃ６位一硫酸化ＧａｌＮＡｃを含む二糖単位、Ｃ４位一硫酸化ＧａｌＮＡｃを含む二糖単位、Ｃ４，Ｃ６位二硫酸化ＧａｌＮＡｃを含む二糖単位及びＣ４，Ｃ６位二硫酸化ＧａｌＮＡｃ、Ｃ２位一硫酸化ＧｌｃＡを含む二糖単位がランダムに並んだ構造を有する。 Further, the chondroitin sulfate of the present invention has a structure in which the sulfate group distribution is more random than the conventional one. Specifically, a disaccharide unit containing non-sulfated GalNAc, a disaccharide unit containing C6-monosulfated GalNAc, a disaccharide unit containing C4-monosulfated GalNAc, a disaccharide unit containing C4, C6-disulfated GalNAc, and It has a structure in which disaccharide units containing C4, C6 position disulfated GalNAc and C2 position monosulfated GlcA are arranged at random.
本発明のコンドロイチン硫酸は、従来のものと同様、抗炎症剤などの医薬品をはじめ、保湿剤として化粧品あるいは目薬に、また、ゲル化剤・ゼリー化剤等の食品添加物として利用しうる。更に、今後の展開として、当該コンドロイチン硫酸は生理的粘性が従来品より低いため配合薬剤とのブレンドが容易になる効果が考えられる。また角膜コラーゲン繊維の安定化を促進し、目の組織の機能保持に有効であることが報告されていることから、牛皮・豚皮などから抽出されるコラーゲンとのブレンドによって高機能性代用皮膚としての応用も考えられる。さらに生理・薬理活性だけではなく、高分子電解質としての特性を示すことから工業的応用も可能である。本発明のコンドロイチン硫酸は、鯨由来のコンドロイチン硫酸と鮫由来のコンドロイチン硫酸とは全く異なる非常に高い硫酸化度を持った構造を取るため、抗アレルギー活性など新しい範囲に応用できる可能性が期待できる。 The chondroitin sulfate of the present invention can be used as well as conventional drugs such as anti-inflammatory agents, cosmetics or eye drops as moisturizers, and food additives such as gelling agents and jelly agents. Further, as a future development, since the chondroitin sulfate has a lower physiological viscosity than the conventional product, it is considered that the effect of facilitating blending with a compounding drug is considered. In addition, it has been reported that it promotes the stabilization of corneal collagen fibers and is effective in maintaining the function of eye tissues, so it can be used as a highly functional skin substitute by blending with collagen extracted from cow skin, pig skin, etc. The application of is also conceivable. Furthermore, since it exhibits not only physiological / pharmacological activity but also properties as a polymer electrolyte, industrial application is also possible. The chondroitin sulfate of the present invention has a structure with a very high degree of sulfation that is completely different from the chondroitin sulfate derived from whales and the chondroitin sulfate derived from cocoons, so it can be expected to be applicable to a new range such as antiallergic activity. .
本発明のコンドロイチン硫酸は、従来から知られている鯨由来のコンドロイチン硫酸や鮫由来のコンドロイチン硫酸とは全く異なる新しい構造を有するため、新しい生理活性が期待でき、幅広い範囲に応用できる可能性が高く、従来のものと同様、抗炎症剤などの医薬品をはじめ、保湿剤として化粧品あるいは目薬に、また、ゲル化剤・ゼリー化剤等の食品添加物として利用しうることはもとより、平均分子量が従来のものよりも小さいことから、従来のものより粘性が低く、配合薬剤とのブレンドが容易となる効果が期待できる。また、コンドロイチン硫酸に関する最近の報告として、角膜コラーゲン繊維の安定化を促進し、目の組織の機能保持に有効である旨の報告もあることから、牛皮・豚皮等から抽出されるコラーゲンとのブレンドによって高機能性代用皮膚としての応用も期待出来る。さらに生理・薬理活性だけではなく、高分子電解質としての特性を示すことから工業的応用も期待できる。 The chondroitin sulfate of the present invention has a completely different structure from the conventionally known whale-derived chondroitin sulfate and cocoon-derived chondroitin sulfate, so that a new physiological activity can be expected and it is highly possible to be applied in a wide range. In addition to conventional medicines such as anti-inflammatory agents, cosmetics or eye drops as a moisturizer, and food additives such as gelling agents and jelly agents, as well as conventional drugs, the average molecular weight is conventional. Therefore, the viscosity is lower than that of the conventional one, and an effect of facilitating blending with the compounding drug can be expected. In addition, as a recent report on chondroitin sulfate, there is a report that it promotes the stabilization of corneal collagen fibers and is effective in maintaining the function of the eye tissue. The blend can be expected to be used as a highly functional skin substitute. Furthermore, not only physiological / pharmacological activity but also the characteristics as a polymer electrolyte can be expected for industrial application.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
実施例１
（１）バカ貝（アオヤギ）の加工工程中に排出される残渣部及び粘液、あるいは熱水抽出物のみを分離して、液体窒素下−１２０℃で粉砕・乾燥したものを原料とした。
１）約１００ｍｇの粉体を２０００ｍｌの三角フラスコに入れ、アセトン７００ｍｌを加え、１０分間攪拌した。熱水抽出物の場合はこの工程を省略することができる。
２）５分間放置し上澄み液を除去した。
３）１）−２）の操作をさらに３回繰り返した。
４）残った沈殿を減圧デシケーターで乾燥した。
５）得られた試料は−３０℃で保存した。
Example 1
(1) Only the residue and mucus discharged during the processing process of the stupid shellfish (Aoyagi), or the hot water extract was separated, and the raw material was crushed and dried at -120 ° C under liquid nitrogen.
1) About 100 mg of powder was put into a 2000 ml Erlenmeyer flask, 700 ml of acetone was added and stirred for 10 minutes. In the case of a hot water extract, this step can be omitted.
2) The supernatant was removed by leaving for 5 minutes.
3) The operation of 1) -2) was further repeated 3 times.
4) The remaining precipitate was dried with a vacuum desiccator.
5) The obtained sample was stored at −30 ° C.
（２）アルカリ処理１）脱脂済軟骨粉５ｇを０．２Ｍ ＮａＯＨ８０ｍｌに溶解した。
２）３７℃の湯浴中で、３時間攪拌した。
３）酢酸でｐＨ７．０に中和した。
(2) Alkali treatment 1) 5 g of defatted cartilage powder was dissolved in 80 ml of 0.2 M NaOH.
2) It stirred for 3 hours in a 37 degreeC hot water bath.
3) Neutralized to pH 7.0 with acetic acid.
（３）プロナーゼ消化１）０．２Ｍ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．８）１０ｍｌを加えた。
２）酢酸カルシウムを終濃度０．０２Ｍになるように加えた。
３）防腐のためメタノール５ｍｌを加えた。
４）アクチナーゼＥ５０ｍｇを加えた。
５）３７℃の湯浴中で、４８時間ゆっくりと攪拌した。
(3) Pronase digestion 1) 10 ml of 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 7.8) was added.
2) Calcium acetate was added to a final concentration of 0.02M.
3) 5 ml of methanol was added for preserving.
4) 50 mg of actinase E was added.
5) The mixture was slowly stirred for 48 hours in a 37 ° C. water bath.
（４）エタノール沈殿１）消化液を１０，０００ｒｐｍ×３０分間、４℃にて遠心分離した。
２）上澄を０．４５μｍメンブランフィルターを用いて吸引濾過した。
３）濾過液に５％相当の酢酸カルシウムを加えた。
４）酢酸でｐＨ４．５に調整した。
５）２倍量のエタノールに加えて、４８時間放置した。
(4) Ethanol precipitation 1) The digested solution was centrifuged at 10,000 rpm x 30 minutes at 4 ° C.
2) The supernatant was suction filtered using a 0.45 μm membrane filter.
3) Calcium acetate equivalent to 5% was added to the filtrate.
4) The pH was adjusted to 4.5 with acetic acid.
5) Added to 2 volumes of ethanol and left for 48 hours.
（５）沈殿の洗浄・乾燥１）エタノール液を７，０００ｒｐｍ×３０分間、４℃にて遠心分離した。
２）沈殿を回収し８０％エタノール３００ｍｌを加え、１２時間ゆっくり攪拌した。
３）１０，０００ｒｐｍ×３０分間、４℃にて遠心分離した。
４）２）−３）の操作を繰り返した。
５）沈殿に１００％エタノール２００ｍｌを加え、６時間ゆっくり攪拌した。
６）１０，０００ｒｐｍ×３０分間、４℃にて遠心分離した。
７）得られた沈殿（酸性ムコ多糖）を減圧デシケーターで乾燥した。（脱脂済バカ貝（アオヤギ）粉からの見掛歩留：１４．０％）
(5) Washing and drying the precipitate 1) The ethanol solution was centrifuged at 7,000 rpm for 30 minutes at 4 ° C.
2) The precipitate was collected, 300 ml of 80% ethanol was added, and the mixture was slowly stirred for 12 hours.
3) Centrifuged at 4 ° C. for 10,000 rpm × 30 minutes.
4) The operation of 2) -3) was repeated.
5) 200 ml of 100% ethanol was added to the precipitate and stirred slowly for 6 hours.
6) Centrifugation was performed at 4 ° C. for 10,000 rpm × 30 minutes.
7) The obtained precipitate (acid mucopolysaccharide) was dried with a vacuum desiccator. (Apparent yield from defatted mussel powder: 14.0%)
（６）コンドロイチン硫酸の精製（６−１）前処理１）ＤＯＷＥＸ ５０ＷＸ２陽イオン交換樹脂１００ｍｌを、３Ｍ
ＨＣｌ中で２時間攪拌し、水洗後、２Ｍ ＮａＯＨ中で２時間攪拌した。
２）上記の操作を３回繰り返した後、水洗した。
３）２．５×４０ｃｍのカラムの下に脱脂綿を詰め、空気が入らないように樹脂を詰めた。
（６−２）ＤＯＷＥＸ ５０Ｗ×２陽イオン交換樹脂処理１）上記（５）で得られた酸性ムコ多糖を、ごく少量の脱イオン水に溶解した。
２）カラムに１）を流し、２０分間放置した。
３）カラムに４００ｍｌ（樹脂体積の約４倍）の脱イオン水を流した。
４）流出液をすぐに１Ｍ ＮａＯＨで中和した。
（６−３）精製１）中和液を脱イオン水中で３日間透析した。
２）エバポレーターにて２０ｍｌ程に濃縮した。
３）０．２２ｍメンブランフィルターにより濾過後、凍結乾燥し乾燥標品とした。
(6) Purification of chondroitin sulfate (6-1) Pretreatment 1) 100 ml of DOWEX 50WX2 cation exchange resin
The mixture was stirred in HCl for 2 hours, washed with water, and then stirred in 2M NaOH for 2 hours.
2) The above operation was repeated three times and then washed with water.
3) Absorbent cotton was packed under a 2.5 × 40 cm column, and resin was packed so that air could not enter.
(6-2) DOWEX 50W × 2 cation exchange resin treatment 1) The acidic mucopolysaccharide obtained in (5) above was dissolved in a very small amount of deionized water.
2) 1) was passed through the column and left for 20 minutes.
3) 400 ml (about 4 times the resin volume) of deionized water was passed through the column.
4) The effluent was immediately neutralized with 1M NaOH.
(6-3) Purification 1) The neutralized solution was dialyzed in deionized water for 3 days.
2) It concentrated to about 20 ml with an evaporator.
3) After filtration through a 0.22 m membrane filter, the sample was freeze-dried to obtain a dried sample.
［分析結果］上で得られた本発明のコンドロイチン硫酸（以下、ＣｈＳ−Ｓと略記する。）に関する分析結果及び考察を以下に示す。なお、これらの組成分析、構造解析等に当たっては、アミノ糖、ウロン酸の定量はＭｏｒｇａｎ−Ｅｌｓｏｎ法、Ｂｉｔｔｅｒ−Ｍｕｉｒ法を用いた。また硫酸基の置換度はイオンクロマトグラフィー法、元素分析によって行った。ＣｈＳ−Ｓの分子量、純度検定はＧＰＣ、ＦＴ−ＩＲ、セルロースアセテート膜電気泳動を適宜使用した。構造解析は１３Ｃ−ＮＭＲ
（１５０ＭＨｚ）及び １Ｈ−ＮＭＲ（６００ＭＨｚ）を使用した。また硫酸置換位置の決定、その分布はＣｈＳ−ＳのコンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロイチナーゼＡＣ２による二段階脱離酵素分解によって得られる不飽和二糖のＨＰＬＣ、二次元ＮＭＲ（ＣＯＳＹ１Ｈ−ＮＭＲ水素核シフト相関など）分析により行った。対照サンプルとしては市販のコンドロイチン４−硫酸（ＣｈＳ−Ａ、鯨軟骨由来）及びコンドロイチン６−硫酸（ＣｈＳ−Ｃ、鮫軟骨由来）（何れも生化学工業（株）製）を使用した。
[Analysis Results] The analysis results and discussion on the chondroitin sulfate of the present invention (hereinafter abbreviated as ChS-S) obtained above are shown below. In these compositional analysis, structural analysis, etc., the amino sugar and uronic acid were quantified by using the Morgan-Elson method and the Bitter-Mir method. The degree of substitution of sulfate groups was determined by ion chromatography and elemental analysis. For the molecular weight and purity test of ChS-S, GPC, FT-IR, and cellulose acetate membrane electrophoresis were appropriately used. Structural analysis is 13 C-NMR
(150 MHz) and 1 H-NMR (600 MHz) were used. In addition, determination of the sulfate substitution position and its distribution are HPLC, unsaturated disaccharide obtained by two-step desorption enzymatic degradation of ChS-S with chondroitinase ABC and chondroitinase AC2, two-dimensional NMR (COSY 1 H-NMR hydrogen). (Nuclear shift correlation, etc.) As control samples, commercially available chondroitin 4-sulfate (ChS-A, derived from whale cartilage) and chondroitin 6-sulfate (derived from ChS-C, salmon cartilage) (both manufactured by Seikagaku Corporation) were used.
（１）ウロン酸の定量各試料溶液に含まれるウロン酸の割合及びこの値から求めたコンドロイチン硫酸含量（純度）を表１に、また、陽イオン交換樹脂（ＤＯＷＥＸ
５０ＷＸ２）による処理（以下、プロトン交換処理と略す。）が純度及び収率に与える影響を表２にそれぞれ示した。なお、標準コンドロイチン硫酸のウロン酸含量は３７％である。これらの結果から、本法により非常に高純度のコンドロイチン硫酸を得られることがわかった。また、プロトン交換処理前後で純度が大幅に増加している。このことからプロトン交換処理によって、ヒアルロン酸やデルマタン硫酸などの他の酸性ムコ多糖は完全に除去できたものと考えられる。
(1) Determination of uronic acid The ratio of uronic acid contained in each sample solution and the chondroitin sulfate content (purity) obtained from this value are shown in Table 1, and cation exchange resin (DOWEX).
Table 2 shows the effects of treatment by 50WX2) (hereinafter abbreviated as proton exchange treatment) on purity and yield. Note that the uronic acid content of standard chondroitin sulfate is 37%. From these results, it was found that very high purity chondroitin sulfate can be obtained by this method. In addition, the purity is greatly increased before and after the proton exchange treatment. From this, it is considered that other acidic mucopolysaccharides such as hyaluronic acid and dermatan sulfate were completely removed by proton exchange treatment.
（２）アミノ糖分析各試料溶液のＮ−アセチルガラクトサミン（ＧａｌＮＡｃ）含量を表３に示した。また、陽イオン交換処理前の酸性ムコ多糖からはＮ−アセチルグルコサミンが約８％検出されたが、ＣｈＳ−Ｓ、ＣｈＳ−Ａ及びＣｈＳ−Ｃには全く確認されなかった。その他のアミノ糖は何れにも含まれていなかった。このことから、コンドロイチン硫酸を構成するアミノ糖はＮ−アセチルガラクトサミンのみであること、陽イオン交換処理によって他のアミノ糖を完全に除去できたことが確認できた。 (2) Amino sugar analysis Table 3 shows the N-acetylgalactosamine (GalNAc) content of each sample solution. Moreover, although about 8% of N-acetylglucosamine was detected from the acidic mucopolysaccharide before cation exchange treatment, it was not confirmed at all in ChS-S, ChS-A and ChS-C. Other amino sugars were not included in any of them. From this, it was confirmed that the amino sugar constituting chondroitin sulfate was only N-acetylgalactosamine and that other amino sugars could be completely removed by cation exchange treatment.
（３）元素分析各サンプルに含まれる炭素、水素、窒素、酸素及び硫黄の重量比と、この結果から得られた硫酸化度をそれぞれ表４、表５に示した。表４からは、バカ貝（アオヤギ）由来コンドロイチン硫酸のＳ含量が高いことがわかる。表５からは、硫酸化度はバカ貝（アオヤギ）由来コンドロイチン硫酸が最も高く、本発明のコンドロイチン硫酸は他に比べると非常に高いという結果が得られた。 (3) Elemental analysis Tables 4 and 5 show the weight ratio of carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen and sulfur contained in each sample, and the degree of sulfation obtained from the results. From Table 4, it can be seen that the S content of the chondroitin sulfate derived from the stupid shellfish (Aoyagi) is high. From Table 5, it was found that the degree of sulfation was the highest in the shellfish (Aoyagi) -derived chondroitin sulfate, and the chondroitin sulfate of the present invention was much higher than the others.
（４）硫酸基定量各サンプルに含まれる硫酸基及びここから算出した硫黄の比率を表６に示した。この結果から、硫酸基含量はＣｈＳ−Ｓが極めて多く、ＣｈＳ−ＡとＣｈＳ−Ｃは殆ど同じであることがわかった。また、これは上記（３）で述べた元素分析の結果とも一致した。 (4) Sulfate group determination Table 6 shows the ratio of sulfate groups contained in each sample and sulfur calculated therefrom. From this result, it was found that the content of sulfate groups was extremely high in ChS-S, and ChS-A and ChS-C were almost the same. This also coincided with the result of elemental analysis described in (3) above.
（５）分子量測定各サンプルの平均分子量と分子量分布を表７に示した。本発明のコンドロイチン硫酸の平均分子量は７５，０００であった。この値は他に比べるとやや小さいが、分子量分布はほぼ一致している。一般にコンドロイチン硫酸の分子量は、抽出方法により１０，０００−３００，０００の値をとることが知られている。今回得られたコンドロイチン硫酸の分子量分布は、これに一致するものではないがこの範囲にあった。 (5) Molecular weight measurement Table 7 shows the average molecular weight and molecular weight distribution of each sample. The average molecular weight of the chondroitin sulfate of the present invention was 75,000. This value is slightly smaller than the others, but the molecular weight distribution is almost the same. In general, it is known that the molecular weight of chondroitin sulfate takes a value of 10,000 to 300,000 depending on the extraction method. The molecular weight distribution of the chondroitin sulfate obtained this time was not in agreement with this, but was in this range.
（６）ＨＰＬＣ二種類のコンドロイチン分解酵素を併用して酵素分解したコンドロイチン硫酸をＨＰＬＣにより分画し、定量して得られた、各々のコンドロイチン硫酸を構成している二糖の存在比を表８に示す。また、ここから求めたコンドロイチン硫酸の硫酸化度（ＧａｌＮＡｃ一分子あたりの硫酸基の数）を表９に示した。表８から、本発明のコンドロイチン硫酸は、鯨由来のコンドロイチン硫酸と鮫由来のコンドロイチン硫酸とは全く異なる新しい構造を有することが判った。それ故、本発明のコンドロイチン硫酸は、これまで知られているコンドロイチン硫酸の用途以外に、さらに新しい生理的活性を持つことが期待でき、幅広い範囲に応用できるのではないかと考えられる。 (6) HPLC Chondroitin sulfate obtained by fractionating and quantifying chondroitin sulfate enzymatically decomposed using two types of chondroitin-degrading enzymes is shown in Table 8 and the ratio of disaccharides constituting each chondroitin sulfate is shown in Table 8. Shown in In addition, Table 9 shows the degree of sulfation of chondroitin sulfate (number of sulfate groups per molecule of GalNAc) determined from this. From Table 8, it was found that the chondroitin sulfate of the present invention has a completely different structure from the chondroitin sulfate derived from whale and the chondroitin sulfate derived from cocoon. Therefore, the chondroitin sulfate of the present invention can be expected to have a new physiological activity in addition to the use of the chondroitin sulfate known so far, and is considered to be applicable to a wide range.
Claims (5)
Ｃ６位一硫酸化Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミン（％）：１０．７±１５．８
Ｃ４位一硫酸化Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミン（％）：１２．５±１０．５
Ｃ４，Ｃ６位二硫酸化Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミン（％）：３１．２±５．３、
Ｃ２位一硫酸化グルクロン酸（％）２３．６±８．７を含んでなるコンドロイチン硫酸。 Non-sulfated N-acetyl-D-galactosamine (%): 22.0 ± 3.3
C6-position monosulfated N-acetyl-D-galactosamine (%): 10.7 ± 15.8
C4 position monosulfated N-acetyl-D-galactosamine (%): 12.5 ± 10.5
C4, C6 position disulfated N-acetyl-D-galactosamine (%): 31.2 ± 5.3,
Chondroitin sulfate comprising C2-position monosulfated glucuronic acid (%) 23.6 ± 8.7.
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