JP6141266B2 - 5´−O−α−D−グルコピラノシルアデノシン塩酸塩の結晶とその用途 - Google Patents

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Description

本発明は、5´−O−α−D−グルコピラノシルアデノシン塩酸塩の新規な結晶と当該結晶を含む結晶含有粉末及びその用途に関し、詳細には、5´−O−α−D−グルコピラノシルアデノシン1分子と塩酸1分子から構成される5´−O−α−D−グルコピラノシルアデノシン塩酸塩の新規な結晶と当該結晶を含む結晶含有粉末、並びにその医薬品、化粧品及び食品素材としての用途に関する。
アデノシンは、アデニンの9位の窒素原子にリボースがβ−N−グリコシド結合した構造を有する、核酸を構成するヌクレオシドの一種である。アデノシンは、心臓疾患診断補助剤、感覚神経機能調節剤、気管支収縮性肺疾患剤、抗う蝕及び抗歯周病剤、血行促進剤、美白及びシワ改善用化粧料、養毛剤、疱疹抑制剤、α-グルコシダーゼの基質としての生化学試薬、血液保存剤、α-グルコシダーゼ阻害剤、心疾患治療剤、細胞賦活剤、栄養食品用剤など多岐の用途に用いられている(特許文献1乃至3参照)。しかしながら、アデノシン自体は、水に対する溶解度が500mg/100ml程度と低く、難水溶性であるため、少量の投与でより効率的に効果を発揮する事が必要とされる医薬品素材等として利用する上で問題となっていた。
本出願人は、アデノシンの誘導体について検討を行い、アデノシン分子中のリボースの5位水酸基に1分子のグルコースがα−グルコシド結合を介して結合した、下記化学式1(非特許文献1参照)に示す構造を有する5´−O−α−D−グルコピラノシルアデノシン(以下、「5´−グルコシルアデノシン」と略称する。)が、アデノシンと比較して極めて高い水溶性を示すことを見出し、特許文献4に開示した。この5´−グルコシルアデノシンは、生体内にもともと存在するアデノシンの分解酵素(アデノシンデアミナーゼ)の作用を受けにくいため、生体内においてアデノシンよりも安定でその効果を長時間発揮できること、さらに、生体内にもともと存在する分解酵素(α−グルコシダーゼ)の作用により徐々に分解され、最終的にはD−グルコースとアデノシンとにまで完全に分解され代謝されると推察されることから、ヒトに適用しても安全な物質であると考えられる。
化学式1:
Figure 0006141266
しかしながら、特許文献4に開示された5´−グルコシルアデノシンは非晶質粉末である。5´−グルコシルアデノシンの非晶質粉末は、吸湿性が大きく、空気中の水分を吸収して容易に固結したり、潮解したり、また流動性を失い易い等、粉体の取扱いや安定性の点で問題があった。そのため、5´−グルコシルアデノシンは、上述したように生体内でアデノシンとして作用する物質として、種々の有用性が期待されながらも、その各種分野への応用はほとんど進展していなかった。
一方、一般的に有機化合物の結晶は、分散力や静電相互作用などの比較的弱い分子間力により分子が集合したものであり、多くの準安定構造を取りうるために、しばしば多形の結晶構造を取り得る事が従来から知られている。これは、有機化合物は部分化学構造を複数持つために、分子が3次元的に規則配列する仕方が、1種類以上になり、多形現象が起こりやすくなるからである(非特許文献2参照)。それ故に、結晶多形の数は、通常、時間とその探索に費やした金額に正比例するものであると言われている(非特許文献3参照)。したがって、アデニン、リボース及びグルコースという部分化学構造を有する5´−グルコシルアデノシンは結晶多形を有する可能性が考えられる。したがって、当該物質を医薬品として用いる場合には、結晶構造が溶解性や吸収性、体内動態、生理活性、薬理効果に影響を与える為、これを特定する必要がある。
また、5´−グルコシルアデノシンと同様な作用効果が期待される物質である、アデノシン分子中のリボースの水酸基にグリコシル基が導入されたアデノシン配糖体(以下、「アデノシン配糖体」と略称する)について、本出願人がSTN REGISTRY FILE(商業データベースの化学・技術情報サービス)を用いて調査したところ、5´−O−α−D−マンノピラノシルアデノシン、3´−O−β−D−ガラクトピラノシルアデノシン、5´−O−β−D−グルコピラノシルアデノシンなどが確認された(非特許文献4乃至6参照)。しかしながら、このようなアデノシン配糖体の結晶としては、唯一、アデノシン分子中のリボースの水酸基にガラクトシル基がβ結合したアデノシン配糖体(非特許文献7参照)が報告されているのみであり、この事は、非晶質のアデノシン配糖体から必ずしも、結晶が得られるわけではないことを物語っている。しかも、当該文献においては、得られた結晶から融点等のデータは明らかにされているものの、X線結晶構造解析に必要とされる単結晶は得られていない。したがって、医薬品素材として、良薬の有効成分を担保するに必要とされる当該結晶についての詳細な結晶構造データ、例えば、結晶系や空間群、格子定数などについては一切、報告されていないのである。
このように、本出願人の知る限り、医薬品素材に利用可能である結晶構造が明らかなアデノシン配糖体は未だ報告されておらず、このような現状で、上述したように、5´−グルコシルアデノシンについては結晶についての情報は一切なく、5´−グルコシルアデノシンを医薬品素材等として用いる際の問題となっていた。
特開2006−169250号公報 特開2009−96777号公報 特許第3121827号公報 特願2011−20233号明細書
鈴木 幸雄ら、ビタミン、第44巻、第4号、196−200頁(1971年) ロジャー・デイビー(Roger Davey)ら、フロム・モレキュールズ・トゥ・クリスタライザ−ズ(From Molecules to Crystallizers)、44頁(2009年)(OXFORD SCIENCE PUBLICATION) 平山 令明、「結晶とはなにか」、205−206頁(2012年)(ブルーバックス) リー・ワン(Li Wang)ら、ジャーナル・オブ・セパレーション・サイエンス(Jounalof Separation Science)第30巻、1488−1495頁(2007年) ゼェジュン・リュウ(ZeJun. Liu)ら、テトラへドロン・アシンメトリー(Tetrahedron:Asymmetry)第10巻、第11号、2119−2127頁(1999年) フリーダー・ダブリュー(Frieder W.)ら、アンゲバンテ・ケミ・インターナショナル・エディション(Angewandte Chemie InternationalEdition)第17巻、第10号、772−774頁(1978年) 鈴木 幸雄ら、「ビタミン」、第48巻、第11号、605−611頁(1974年)
本発明は、5´−グルコシルアデノシンを医薬品素材として用いる際の上記の問題を解決し、5´−グルコシルアデノシンの医薬品素材としての用途を切り拓くために為されたもので、結晶構造が解明された5´−グルコシルアデノシンの新規な結晶と当該結晶を含有する5´−グルコシルアデノシン結晶含有粉末、及び、それらの医薬品素材としての用途、さらには化粧品素材及び食品素材としての用途を提供することを課題とする。
上記の課題を解決すべく、5´−グルコシルアデノシンの結晶化について鋭意研究を重ねた結果、本発明者らは、5´−グルコシルアデノシン純度98%以上の非晶質粉末を塩酸に溶解し、次いでメタノールを添加し、低温下で保持すると5´−グルコシルアデノシンの結晶が析出することを見出し、また、当該結晶が5´−グルコシルアデノシン1分子と塩酸1分子から構成される、従来、未知のまったく新規な5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶であることを見出し、その結晶構造を決定して本発明を完成した。
すなわち、本発明は、5´−グルコシルアデノシン1分子と塩酸1分子から構成される5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を提供することによって上記課題を解決するものである。少なくともこのような分子の構成から成る5´―グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は本願出願前には知られておらず、当該結晶は新規な結晶である。
また、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、詳細には、粉末X線回折法において、主な回折角(2θ)として11.9°(ミラー指数(hkl):011)、18.9°(ミラー指数:040)、19.8°(ミラー指数:130)、21.9°(ミラー指数:121)及び23.4°(ミラー指数:140)を示す結晶である。
また、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、より詳細には、結晶の空間群がP2であり、単位格子の格子定数がa=6.5768Å、b=18.7681Å、c=8.3380Åであり、且つ、α=γ=90°、β=104.352°の単斜晶系(monoclinic)の結晶である。
加えて、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子を構成する炭素原子、酸素原子、水素原子、窒素原子及び塩素原子が本願明細書の表2及び表3に示す原子座標を有する結晶である。
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、その好適な一態様において、単結晶の形態にある結晶である。
また、本発明は5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末を提供することによっても上記の課題を解決するものである。
さらに、本発明は、医薬品素材としての本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を提供することによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、結晶構造が解明された本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、5´−グルコシルアデノシンの非晶質粉末に比べて、有効性や安全性の確認が容易であるので、医薬品素材として極めて有用である。
加えて、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を種晶として用いて晶析することにより、低純度の5´−グルコシルアデノシン含有溶液から、高収率で製造可能である。すなわち、通常、晶析原料の純度を上げるために晶析工程前に必要とされる吸脱着処理工程、クロマト分離工程を省略することが出来るので、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は容易に大量製造が可能となる。したがって、本発明の結晶と同様な作用効果を有する廉価な結晶含有粉末は、化粧品又は食品素材として有用である。
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、純度や安定性が高く、水に対して易溶であることから、医薬品用としての用時溶解型の注射剤に有利に利用できる。
また、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は、他の食品素材と容易に混合可能であり、長期間保存しても褐変や固結を起こしにくいので固形製剤として利用することもできる。
さらに、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を種晶として晶析を行うことにより、低純度の5´−グルコシルアデノシン含有溶液から、高収率で製造することができる。
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶によれば、その結晶構造が明らかであるので、医薬品素材として用いるのに必要な5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の物理的・化学的性質の解明や、結晶多形の有無を含めた多形現象の解明が極めて容易になるという利点が得られる。また、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は医薬品素材として用いられる場合には、生体内ではD−グルコースとアデノシンに完全に分解され、代謝されるので安全である。したがって、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、アデノシンが本来的に有している薬理効果と同様の薬理効果を期待して、アデノシンに比べて極めて水溶性の高い医薬品素材として、より有利に用いることができるという利点が得られる。
また、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を種晶として晶析を行うことにより、低純度の5´−グルコシルアデノシン含有溶液から高収率で製造できる。したがって、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は、通常、晶析原料の純度を上げるために晶析工程前に必要とされる吸脱着処理工程、クロマト分離工程を省略することが出来る。故に、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は容易に大量製造が可能となる。したがって、本発明の結晶と同様な機能を有する廉価な結晶含有粉末は、化粧品又は食品素材として、より有利に用いることができるという利点が得られる。
50%(v/v)エタノール水溶液を用いた結晶化により得られた5´−グルコシルアデノシン塩酸塩結晶の顕微鏡写真の一例である。 5´−グルコシルアデノシン塩酸塩結晶の粉末X線回折パターンの一例である。なお、主な回折角の5つを順にa〜eとし、図に示している。 X線結晶構造解析に用いた5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶(0.37×0.25×0.06mm)の実体顕微鏡写真である。 5´−グルコシルアデノシン塩酸塩結晶の単結晶X線回折パターンの一例である。 5´−グルコシルアデノシン塩酸塩のORTEP図である。 結晶単位格子における5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子のパッキングを示す結晶構造図である(a軸方向)。
[1]5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶
本発明は、5´−グルコシルアデノシン1分子と塩酸1分子から構成される5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の新規な結晶、詳細には、粉末X線回折法において、主な回折角(2θ)として11.9°(ミラー指数(hkl):011)、18.9°(ミラー指数:040)、19.8°(ミラー指数:130)、21.9°(ミラー指数:121)及び23.4°(ミラー指数:140)を示す結晶、さらに詳細には、後述する空間群、格子定数、及び結晶系を有し、炭素原子、酸素原子、水素原子、窒素原子及び塩素原子が後記表2及び表3に示される原子座標を有する結晶に係るものである。
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、5´−グルコシルアデノシン1分子と塩酸1分子から構成される5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶であるかぎり、当該結晶の5´−グルコシルアデノシン純度によって限定されるものではないが、通常、95%以上、望ましくは、98%以上、さらに望ましくは、99%以上の5´−グルコシルアデノシン純度を有するものが好ましい。
本明細書でいう「5´−グルコシルアデノシンの純度」とは、溶液、非晶質粉末、結晶含有粉末、結晶などの形態にある5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の試料を、精製水により0.01%(w/v)になるよう希釈又は溶解し、0.45μmメンブランフィルターにより濾過した後、下記の条件によるHPLC分析に供し、UV260nmにおけるクロマトグラムに出現したピークの総面積から計算した5´−グルコシルアデノシンの面積比(百分率)を意味する。
<HPLC分析条件>
HPLC装置:『LC−20AD』(株式会社島津製作所製)
デガッサー:『DGU−20A3』(株式会社島津製作所製)
カラム:『YMC−Pack ODS−AQ303』(株式会社YMC製)
サンプル注入量:20μl
溶離液:20mM酢酸-酢酸アンモニウム緩衝液、pH3.5/MeOH
(92/8(容積比))
流 速:0.5ml/分
温 度:40℃
検 出:UV検出器『SPD−20A』(株式会社島津製作所製)
測定波長:260nm
データ処理:『クロマトパックC−R7A』(株式会社島津製作所製)
5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、直接、X線結晶構造解析、すなわち、当業者に公知のX線回折による単結晶構造解析(例えば、桜井敏雄著「X線構造解析の手引き」、裳華房発行(1983年)などを参照)に供し、後述する図4に例示するような単結晶X線回折パターン(回折斑点)が得られれば、その結晶構造が明らかにされる。単結晶構造解析には、市販の単結晶X線回折装置、例えば、株式会社リガク製のイメージングプレート単結晶自動X線構造解析装置「R−AXIS RAPID」などを用いればよく、これら市販の単結晶X線回折装置には、構造解析用のコンピューターソフトウェアが予め搭載されている。
5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、X線結晶構造解析により、当該結晶における結晶学的パラメーターが決定され、さらに、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子の原子座標(各原子の空間的な位置関係を示す値)及び3次元構造モデルを得ることができる。具体的には、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の原子座標は、
(1)本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶に単色化されたX線を照射し、X線の回折パターンを得る工程;
(2)当該X線の回折パターンからX線回折強度データを得る工程;
(3)直接法(プログラム「SIR92」、エー・アルトマレ(A.Altomare)ら、ジャーナル・オブ・アプライド・クリスタログラフィー(J.Appl.Cryst.)、第27巻、435頁、(1994年))により、初期構造(電子密度図)を得る工程;
(4)5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の化学構造に基づき、電子密度図に炭素原子、酸素原子、水素原子、窒素原子及び塩素原子をそれぞれ割り付け、R値が最小になるように最小二乗法にて構造を精密化する工程;
を含む手順により原子座標として得ることができる。
本発明の結晶は、空間群がP2であり、単位格子の格子定数がa=6.5768Å、b=18.7681Å、c=8.3380Åであり、且つ、α=γ=90°、β=104.352°の単斜晶系(monoclinic)の結晶である。本発明の結晶は、上記空間群、格子定数、及び結晶系を有する結晶である限り、必ずしも単結晶の形態にあるものに限定されない。
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、より具体的には、結晶における5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子の各酸素原子、各炭素原子、各水素原子、各窒素原子及び塩素原子が後述する表2及び表3に示される原子座標を有するものであり、図5に示すORTEP図を与えるものである。
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、結晶構造が明らかで、純度も極めて高く医薬品素材として最適である。当該発明の結晶を医薬品素材として使用する場合の剤形に特に制限はなく、固状、粉末、顆粒、錠剤などの形態で用いることができ、他の医薬品素材との組成物の形態で用いることもできる。他の医薬品素材としては、例えば、粉末状の有効成分、オリゴ糖、乳糖、澱粉、デキストリン、白糖、結晶セルロース、ショ糖エステル、脂肪酸エステルなどの賦形剤、増量剤、シェラックなどのコーティング剤などが挙げられる。
[2]5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶の製造方法
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を製造する原料となる5´−グルコシルアデノシンの由来は特に限定されず、有機合成法によって得られるものであっても、酵素合成法によって得られるものであってもよい。通常、アデノシン共存下で澱粉部分分解物にバチルス・サーキュランスPP710株(独立行政法人産業技術総合研究所、特許生物寄託センター 受託番号FERM BP−10771)由来のα−グルコシル転移酵素、又は、市販のシクロマルトデキストリン・グルカノトランスフェラーゼ(以下、「CGTase」と略称する。)等の糖転移酵素を作用させ、次いで、グルコアミラーゼを作用させ、さらに精製することにより得られる高純度の5´−グルコシルアデノシンが好適である。この酵素合成法によって得られる5´−グルコシルアデノシンは、その製造方法に由来する夾雑物を含んでいる。本明細書でいう「製造方法に由来する夾雑物」とは、製造原料である糖類やアデノシン、5´−グルコシルアデノシン以外の3´−グルコシルアデノシンなどのアデノシン配糖体及びアデノシン分解物などを意味する。
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶の調製に用いる高純度の5´−グルコシルアデノシンは、結晶を形成させるために十分に高純度であればよい。結晶を製造するための原料としての5´−グルコシルアデノシンの純度は、通常、90%以上、望ましくは、95%以上、より望ましくは、98%以上、さらに望ましくは99%以上の5´−グルコシルアデノシン純度を有するものが好適である。
[3]5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末
本明細書でいう「5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末」とは、上記した本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を含有する粉末を意味し、そのような結晶含有粉末における5´−グルコシルアデノシンの純度は、通常、85.0%以上から95.0%未満である。また、粉末X線回折により、主な回折角(2θ)として11.9°(ミラー指数:011)、18.9°(ミラー指数:040)、19.8°(ミラー指数:130)、21.9°(ミラー指数:121)及び23.4°(ミラー指数:140)を示す5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末である。
[4]5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末の製造方法
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末を製造する原料となる5´−グルコシルアデノシンは、結晶含有粉末が形成されるに最低限必要と考えられる純度があれば良く、原料の5´−グルコシルアデノシン含有溶液は、25%以上、望ましくは、35%以上、の5´−グルコシルアデノシン純度を有するものであれば、目的とする5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末を原料に対して高収率で製造することが可能である。
本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は、上記のように低純度の5´−グルコシルアデノシン含有溶液から高収率で得ることができる。よって、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は、通常の晶析工程前に必要とされる吸脱着処理工程、クロマト分離工程を省略することが出来る。したがって、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末は、本発明の結晶と同様な機能を有しつつ、容易に大量製造を行うことができるので、粉末原料を取り扱うことを前提に設計された製造プラントを用いる飲料を含めた化粧品製造、食品製造の各分野において、他の単独若しくは複数の粉末状の化粧品素材、食品素材などに比較的廉価に含有せしめることができるという優れた利点を備えている。
なお、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末と混合させ得る他の粉末状の化粧品素材としては、例えば、白粉(おしろい)、タルク、カオリン、マイカ、セリサイト、澱粉、ベントナイト、シルクパウダー、セルロースパウダー、ナイロンパウダー、バスソルト、ソープチップ、二酸化チタン、二酸化ケイ素(シリカ)、酸化亜鉛などが、また、食品素材としては、例えば、穀粉、澱粉、粉糖、粉末調味料、粉末香辛料、粉末果汁、粉末油脂、粉末ペプチド、粉末卵黄、粉乳、脱脂粉乳、粉末コーヒー、粉末ココア、粉末味噌、粉末醤油、野菜粉末などが挙げられる。
以下、参考例及び実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。しかしながら、本発明はこれらによってなんら限定されるべきものではない。
<参考例1:グルコシルアデノシンの調製1>
アデノシン(試薬特級、和光純薬工業株式会社販売)の濃度が5%(w/v)、デキストリン(商品名『パインデックス#1』、松谷化学株式会社販売、水分7.7%)の濃度が30%(w/v)となるように、それぞれを2mMのCaCl水溶液に添加し、50℃に加温し、撹拌することにより完全に溶解した。1N塩酸を用いて溶液のpHを6.0に調整した後、特許文献4の実験1−1を参照に調製したα−グルコシル転移酵素をデキストリン1g当たり30単位、イソアミラーゼ(株式会社林原製)をデキストリン1g当たり1,000単位添加し、50℃で24時間酵素反応を行った。次いで、100℃で10分間熱処理して酵素を失活させた後、6N塩酸を用いてpH4.5に調整し、これにグルコアミラーゼ(商品名『XL−4』、ナガセケムテックス社販売)を、デキストリンの固形分1g当たり150単位加え50℃で24時間反応させた。反応後、100℃で10分間処理することにより酵素反応を停止させた。この反応液に活性炭を加え60℃で1時間処理した後に珪藻土濾過した。得られた濾液を、弱塩基性陰イオン交換樹脂(『WA30』、三菱化学製)20Lを充填したカラムに通液することにより脱塩し、次いで、強酸性陽イオン交換樹脂 (『PK218』、三菱化学製)25Lを充填したカラムにSV=3で通液することによりアデノシン及びグルコシルアデノシンを吸着させ、混在する糖類を流去し、カラムから糖類が溶出しなくなるまで水押しした。次いで、カチオン交換樹カラムに0.5N水酸化ナトリウム水溶液約170LをSV=3で通液することによりカラムに吸着したアデノシン及びグルコシルアデノシンを溶出させ、回収液を6N塩酸にてpH6に調整した後濃縮した。得られた濃縮液を強酸性陽イオン交換樹脂(『XFS−43279Na型』、ダウエックス社製)225Lを充填したカラムを用いたクロマトグラフィーに供し溶出液中の5’−グルコシルアデノシン含量の高い画分を集め、濃縮した。この濃縮液を再度上記カラムクロマトグラフィーに供し、溶出液中の5’−グルコシルアデノシン含量が94%以上の画分を回収、濃縮・減圧乾燥することにより最終的にグルコシルアデノシン含有粉末240gを得た。本品は、5´−グルコシルアデノシンを約95%、3´−グルコシルアデノシンを約1.4%含有していた。
上記で調製したグルコシルアデノシン含有粉末40gに精製水1,200mlを加え溶解し、下記に示す条件でODSカラムを用いた分取HPLCに供することにより、5´−グルコシルアデノシン含有画分を回収した。回収画分を濃縮・凍結乾燥することにより、5´−グルコシルアデノシンを含有する非晶質粉末標品(5´−グルコシルアデノシン純度99.8%)を合計で約31g調製した。
<分取HPLC条件>
HPLC装置:『LC−10AD』(株式会社島津製作所製)
オートサンプラー:『SIL−10ADvp』(株式会社島津製作所製)
記録計:『C−R7Aplus』(株式会社島津製作所製)
カラム:『YMC−Pack ODS−AQ』、φ50mm×500mm(株式会社YMC製)
溶離液:20mM酢酸−酢酸アンモニウム緩衝液(pH3.5)/メタノール(90/10(容積比))
検 出:RI検出器『RI−102』(株式会社昭和電工)
流 速:40ml/分
温 度:40℃
<参考例2:グルコシルアデノシンの調製2>
アデノシン(試薬特級、東京化成工業株式会社販売)の濃度が1%(w/v)、デキストリン(商品名『パインデックス#1』、松谷化学株式会社販売)の濃度が10%(w/v)となるように、それぞれを10mM酢酸ナトリウム溶液(pH5.5)に添加し、50℃に加温しつつ撹拌することにより完全に溶解させた。この溶液にジオバチルス・ステアロサーモフィラス Tc−91株(独立行政法人産業技術総合研究所、特許生物寄託センター 受託番号FERM BP−11273)由来のCGTase(株式会社林原製造)をデキストリン1g当たり1,000単位添加し、50℃で24時間反応させた。次いで、100℃で15分間加熱してCGTaseを失活させた後、グルコアミラーゼ(商品名『グルコチーム#20000』、ナガセケムテックス株式会社販売)をデキストリン1g当たり260単位加え、50℃で24時間反応させた。得られた反応液を100℃で10分間加熱した後、参考例1と同様に活性炭処理、カチオン交換樹脂カラムを用いた吸着分離を行い、アデノシンおよびグルコシルアデノシンを回収し、濃縮、凍結乾燥してグルコシルアデノシン含有非晶質粉末約80gを得た。本品は、5´−グルコシルアデノシンを約26%、3´−グルコシルアデノシンを約52%、アデノシンを約21%含有していた。
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。しかしながら、本発明はこれら実施例によってなんら限定されるものではない。
<水溶液からの5´−グルコシルアデノシン結晶の調製>
参考例1で調製した5´−グルコシルアデノシン含有非晶質粉末の70%(w/w)水溶液15gに6N塩酸を12ml加え溶解した後、4℃で12時間静置し、結晶化を行なった。晶出した結晶はガラスフィルターにて濾集し、少量のメタノールで洗浄した後、室温で5時間真空乾燥した。この一連の操作により、純度99.9%の5´−グルコシルアデノシン結晶7.1gを原料に対し67.6%の収率で得た。得られた結晶を被験試料1とした。
<有機溶媒添加水溶液からの5´−グルコシルアデノシン結晶の調製>
参考例1で調製した5´−グルコシルアデノシン含有非晶質粉末2.2gに2N塩酸を2.5ml加えて溶解した後、99.5%エタノールを2.5ml加え、22℃で20時間静置し、結晶化を行なった。晶出した結晶はガラスフィルターにて濾集し、冷却した70%(v/v)エタノール水溶液で洗浄した後、40℃で4時間真空乾燥した。この一連の操作により、純度99.6%の5´−グルコシルアデノシン結晶1.1gを原料に対して50%の収率で得た。得られた結晶を被験試料2とした。
<5´−グルコシルアデノシンの結晶含有粉末の調製>
参考例2で調製した5´−グルコシルアデノシン含有非晶質粉末(5´−グルコシルアデノシン純度26.0%)6.5gに、20%塩酸を13ml加え、溶解した後、メタノールを39ml加え、さらに種晶として、実施例1で調製した被験試料1を種晶として0.1g添加、混合した後4℃で12時間静置し、結晶化を行なった。晶出した結晶はガラスフィルターにて濾集し、少量のメタノールで洗浄した後、室温で5時間真空乾燥した。この一連の操作により、純度86.4%の5´−グルコシルアデノシン結晶含有粉末1.3gを原料の5´−グルコシルアデノシンに対して76.9%の収率で得た。得られた結晶含有粉末を被験試料3とした。
<5´−グルコシルアデノシンの結晶の各種分析>
実施例1、2及び3で調製した被験試料1、2及び3を用いて、以下に示した物性を測定分析した。
(1)結晶写真
被験試料2を倒立型顕微鏡(『TMS−F型』、日本分光工業株式会社製)を用いて撮影した写真を図1に示した。
(2)粉末X線回折
粉末X線回折装置(『X’Pert Pro MPD』、スペクトリス株式会社製)を用い、試料約50mgをシリコン製無反射板に乗せ、回転させながらCu対陰極から放射される特性X線であるCuKα線(X線管電流40mA、X線管電圧45kv、波長1.5405Å)による反射法で粉末X線回折パターンを求めた。被験試料1の粉末X線回折パターンを図2に示した。図2に示すとおり、被験試料1はその主な回折角(2θ)として11.9°(ミラー指数:(hkl)011)、18.9°(ミラー指数:040)、19.8°(ミラー指数:130)、21.9°(ミラー指数:121)及び23.4°(ミラー指数:140)に特徴的な回折ピークを示した。なお、被験試料2及び3についても同様に粉末X線回折を行ったところ、いずれも被験試料1と同じ回折パターンを示した。したがって、被験試料1乃至3は同じ結晶構造を有する5´−グルコシルアデノシンの結晶であると考えられた。
(3)塩素分析
以下に示す装置・カラムはいずれも株式会社島津製作所製のものを用いた。
サプレッサパッケージ:『HIC−10ASUPER
システムコントローラー:『SCL−10ASP
送液ユニット:『LC−10AD』
脱気ユニット:『DGU−12A』
サンプラ−:『SIL−10ADVP
電気伝導度検出器:『CDD−10ASP
<イオンクロマトグラフィー分析条件>
分析カラム:Shim−pack IC−SA2
移動層:12mM NaHCO/0.6mMNaCO
流 量:1.0ml/分
温 度:30℃
注入量:10μL
被験試料2を10mg量りとり、純水に溶解し100mlとした後、調製した試料溶液をイオンクロマトグラフィーに供し、塩素含量を測定した。また、陰イオン標準試料(『P/N228−33603−93』、株式会社島津製作所製)を2倍又は4倍希釈したものと原液の3点について同様に測定し、検量線を作成することにより、試料溶液における塩素濃度を算出した。測定の結果、被験試料2の固形物当たりの塩素含量は、76.9mg/g、すなわち、7.7%であった。5´−グルコシルアデノシン1分子と塩酸1分子から構成される5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の塩素含量の理論値は7.62%となることから、本結晶は5´−グルコシルアデノシン1分子と塩酸1分子からなる新規な5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶であることが判明した。なお、被験試料1及び3についても同様に塩素分析を行ったところ、いずれも被験試料2と同等の塩素含量を示した。
<5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の単結晶の調製>
参考例1で調製した5´−グルコシルアデノシン含有非晶質粉末2gに2N塩酸を10ml加え、攪拌して溶解させ、これに3.4mlの99.5%(v/v)メタノールを添加し、攪拌し、これを24℃で7日間保持することにより晶析した。
晶出した5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶から、デジタルマイクロスコープ(『MX−1200II/NDL』、株式会社ナカデン製)を接続した実体顕微鏡下で適切な大きさのものを採取し、直ちにパラトンオイルにてコーティングした後、試料ホルダーに搭載し、X線結晶構造解析用試料とした。
X線結晶構造解析用の結晶を採取した残りの結晶懸濁液から、ガラスフィルターにて濾集した結晶を乾燥させたところ、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶約0.25gを得た。なお、本結晶品の5´−グルコシルアデノシン純度は100%であった。
<5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の単結晶のX線結晶構造解析>
実施例5で調製した5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を、試料ホルダーに搭載した後に単結晶X線回折装置(『R−AXIS RAPID−R』、株式会社リガク製)にセットし、窒素ガス(−170℃)雰囲気下にて、振動写真法により下記の条件にて結晶のX線回折パターンを測定した。
<X線回折パターン測定条件>
X線源:Cu
出 力:50kV,100mA
入射X線:CuKα線(λ=1.54187Å)
入射X線サイズ:約0.5mmφ
結晶サイズ:0.37×0.25×0.06mm
検出器:イメージングプレート
測定温度:約−170℃(窒素ガス吹付け法)
X線結晶構造解析に用いた5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の単結晶の実体顕微鏡写真を図3に、そのX線回折パターンの一例を図4にそれぞれ示す。
X線回折パターンにおいて、回折斑点(スポット)が数多く確認され、当該結晶が単結晶であることが確認された。なお、X線回折スポットの形状は比較的良好であったものの、その強度は弱めであった。観測した17,641個の反射(回折)の内、固有の反射は3,550個であった。
上記X線回折パターンのX線回折強度に基づき、直接法により初期構造を求めるとともに、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の構造式を参考として構造モデルを作成し、さらに3,432個の反射に基づき最小二乗法により精密化した。なお、解析ソフトウェアとして、株式会社リガク製の『Crystal Structure Ver.3.8.2』を用いた。X線結晶構造解析によって得られた5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶学的データを表1にまとめた。
Figure 0006141266
表1に示すとおり、得られたX線回折強度データから、結晶の属する結晶系は、単斜晶系(monoclinic)、空間群は、P21、格子定数は、a=6.5768Å、b=18.7681Å、c=8.33807Å、α=γ=90°、β=104.352°、V=997.07Åと決定された。また、結晶の単位格子当たりの5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の分子数を表すZ値は2となり、本結晶において、結晶の単位格子当たり2分子の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩が含まれていることが判明した。
<分子構造及び結晶構造の解析>
直接法による解析の結果、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子における窒素原子、塩素原子、酸素原子、炭素原子及び水素原子は、その構造情報に基づき各原子位置に元素を配置することができた。座標データの精密化により得た5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子における窒素原子、塩素原子、酸素原子及び炭素原子の原子座標(x,y,z)とそれぞれの等方性温度因子(Beq)の値を表2に、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子における水素原子の原子座標(x,y,z)とそれぞれの等方性温度因子(Beq)の値を表3に示した。
さらに、精密化した座標データから計算して表示した5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子のORTEP図を図5に示した。また、結晶の単位格子当たりの5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子のパッキング構造を、a軸方向から見た場合の結晶構造図として図6に示した。なお、表2及び表3における窒素原子、塩素原子、酸素原子、炭素原子及び水素原子の番号はそれぞれ図5の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩分子のORTEP図に記載された窒素原子、塩素原子、酸素原子、炭素原子及び水素原子の番号に対応している。また、表2及び表3における各数値の括弧内の数値は標準偏差を意味する。
Figure 0006141266
Figure 0006141266
図5に示すORTEP図において、炭素番号C1乃至C5と窒素番号N1乃至N5が、5´−グルコシルアデノシン分子におけるアデニンの構造を、炭素番号C6乃至C10がリボースの構造を、また、炭素番号C11乃至C16がリボース構造の5位水酸基にα−グルコシド結合を介して結合したグルコースの構造を表している。さらに、水素番号H1と塩素番号Cl1から、当該結晶が塩酸塩結晶であることも明らかである。一方、図6に示す結晶構造図から、本結晶において、単位格子当たり2分子の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩がパッキングされていることが良く理解できる。なお、図6の結晶構造図には見かけ上数多くの5´−グルコシルアデノシン分子が見られるが、これは単位格子に隣接する他の単位格子にパッキングされた分子も表示されているためである。
<5´−グルコシルアデノシン塩酸塩結晶の水に対する溶解度>
5´−グルコシルアデノシン塩酸塩結晶(被験試料1)とアデノシン(試薬特級、和光純薬工業株式会社販売)を用いて、以下に示す方法で水に対する溶解度を測定した。
それぞれの試料を水に溶解させ、試料が完全に溶けきらない飽和溶液を調製し、ねじ口ボトルに封入測定し、20℃の恒温槽中で2日間攪拌した。次いで、その溶液を0.45μmフィルターを用いて濾過することにより微結晶を除去した後、溶液中の固形分を加熱乾燥法により求め、溶媒100g当りに換算することにより溶解度を算出した。結果を表4に示した。
Figure 0006141266
表4に見られるとおり、対照のアデノシンの水100g当りの溶解度が0.4gであったのに対して、本発明の5´−グルコシルアデノシンの塩酸塩結晶(被験試料1)のそれは64.9gであり、約160倍高い溶解度を示した。
<動的水分吸着量>
5´−グルコシルアデノシン塩酸塩結晶(被験試料1)と参考例1で調製した5´−グルコシルアデノシン含有粉末を用いて、以下に示す条件で動的水分吸着量を測定した。
水分吸脱着測定装置(『IGAsorp』、ハイデン社製)で動的水分吸着量を測定した。設定温度を25℃とし、相対湿度(RH)は、0から33.0、42.7、52.8、60.0、75.2、84.2、90.1%まで段階的に測定した。各湿度では、最低1時間保持した後、サンプル重量が平衡に達した時、若しくは24時間経過した時に次の湿度になるように設定した。各湿度での最終重量から、重量増加率を算出した。
各湿度での測定終了時の重量と相対湿度0%の時の重量を元にした重量増加率を表5に示した。
Figure 0006141266
対照とした5´−グルコシルアデノシン含有粉末の相対湿度が90.1%での重量増加率は約26%であったのに対して、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩結晶のそれは1%未満と極めて低かった。この結果は、対照の5´−グルコシルアデノシン含有粉末は非晶質粉末であるために吸湿して、重量増加が著しいのに対して、本発明の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、吸湿性が極めて低いことを物語っている。
<用時溶解型の注射剤>
実施例5の方法で調製した5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の単結晶1質量部と、増量剤としてのぶどう糖99質量部を水に溶解し、常法に従って、精製濾過してパイロジェンフリーとし、この溶液を20mL容アンプルに5´−グルコシルアデノシン塩酸塩100mgとなるように分注した後、凍結乾燥し、封入して注射剤を製造した。本注射剤は、単体で、または、他のビタミン、ミネラルなどと混合して筋肉内又は静脈内に投与することができる。また、本品は、低温貯蔵の必要もなく、使用に際しての生理食塩水などへの溶解性は極めて良好である。
<皮膚外用剤>
精製水20質量部に対し、実施例3の方法で調製した5´−グルコシルアデノシンの塩酸塩の結晶含有粉末を1質量部、α−グルコシルヘスペリジン2質量部、再表01/090338号公報に開示された環状四糖(株式会社林原製造)1質量部を添加し、撹拌溶解した後、常法により噴霧乾燥することにより皮膚外用剤を調製した。本品は、表皮及び真皮の組織構造や生理機能の維持、改善を助けるための皮膚外用剤として用いることができる。また、本品は、ケラチノサイト分化促進剤、コラーゲン産生増強剤、美白剤、セラミド合成促進剤或いは保湿剤として利用することも随意である。
<固形製剤>
実施例3の方法で調製した5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末20質量部に対し、これにショ糖70質量部、デキストリン10質量部、適量の香料を加え、混合機を用い撹拌混合し5´−グルコシルアデノシン塩酸塩固形製剤を製造した。本品は、他の食品素材と容易に混合可能であり、長期間保存しても褐変や固結を起こしにくいアデノシン固形製剤である。本品やこれを配合した組成物は、生体内でアデノシンの生理機能を発揮するので、栄養食品用剤として経口的に摂取することができる。
本発明は、5´−グルコシルアデノシン1分子と塩酸1分子から構成される5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の新規結晶と当該結晶含有粉末、及びそれらの医薬品素材、化粧品素材、食品素材としての用途を提供するものである。本発明に係る5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶は、それ自体が、有効かつ安全で安定した医薬品素材として、アデノシンと同様に、アデノシンが有効であるとされる心臓疾患診断補助剤、感覚神経機能調節剤、気管支収縮性肺疾患剤、抗う蝕及び抗歯周病剤、血行促進剤として使用することができるばかりでなく、美白及びシワ改善用化粧料、養毛剤、疱疹抑制剤、α-グルコシダーゼの基質としての生化学試薬、血液保存剤、α-グルコシダーゼ阻害剤、心疾患治療剤、細胞賦活剤、栄養食品用剤などとして使用することができる。また、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の溶解性、安定性などの固体物性や、結晶多形の有無や転移現象を解明するための試薬としても極めて有用である。本発明は、5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の医薬品素材としての用途を大きく切り拓くものであり、その産業上の有用性は極めて大きい。さらに本発明の当該結晶含有粉末は、低純度の5´−グルコシルアデノシン溶液から通常の晶析工程前に必要とされる吸脱着処理工程、クロマト分離工程を省略して製造することが出来る比較的高純度の結晶含有粉末である。故に、本発明の結晶と同様な機能を有しつつ、大量製造が可能な廉価な粉末として、化粧品、食品や食品素材の用途も期待される。
図2において
a:11.9°(ミラー指数(hkl):011)のピーク
b:18.9°(ミラー指数:040)のピーク
c:19.8°(ミラー指数:130)のピーク
d:21.9°(ミラー指数:121)のピーク
e:23.4°(ミラー指数:140)のピーク
Figure 0006141266

Claims (10)

  1. 5´−グルコシルアデノシン1分子と塩酸1分子から構成される5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶。
  2. 粉末X線回折法において、主な回折角(2θ)として11.9°(ミラー指数(hkl):011)、18.9°(ミラー指数:040)、19.8°(ミラー指数:130)、21.9°(ミラー指数:121)及び23.4°(ミラー指数:140)を示す請求項1記載の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶。
  3. 結晶の空間群がP2であり、単位格子の格子定数が、a=6.5768Å、b=18.7681Å,c=8.3380Åであり、且つ、α=γ=90°、β=104.352°の単斜晶系(monoclinic)である請求項1又は2記載の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶。
  4. 単結晶の形態にある請求項1乃至のいずれかに記載の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶。
  5. 請求項1乃至のいずれかに記載の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を含有してなる粉末。
  6. 請求項1乃至のいずれかに記載の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を含有する医薬品素材。
  7. 請求項1乃至のいずれかに記載の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を含有する化粧品又は食品素材。
  8. 請求項1乃至のいずれかに記載の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を含有する用時溶解型注射剤。
  9. 請求項記載の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末を含有する固形製剤。
  10. 請求項1乃至4のいずれかに記載の5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を種晶として用いることにより5´−グルコシルアデノシン含有塩酸溶液から5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶を晶析せしめることを特徴とする5´−グルコシルアデノシン塩酸塩の結晶含有粉末の製造方法。
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