JP6660301B2 - 新規化合物、その製造方法、及びその用途 - Google Patents
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Description
前記トレハロースは、トレハレース(Trehalase)により分解され、グルコースとなる。なお、哺乳類自身は、前記トレハロースを持たないものの、前記トレハレースは持っている。
現在、前記トレハロースは、多くの食品に添加されているほか、化粧品、臓器移植時の保護液などにも利用されている。
しかしながら、前記報告で投与されているトレハロースの量は大量であり、肥満や糖尿病につながることが懸念されるという問題がある。
<1> 下記構造式(A)で表される化合物(以下、「レンツトレハロースA」と称することがある)、下記構造式(B)で表される化合物(以下、「レンツトレハロースB」と称することがある)、及び下記構造式(C)で表される化合物(以下、「レンツトレハロースC」と称することがある)の少なくともいずれかを含むことを特徴とするオートファジー誘導剤である。
レンツィア(Lentzea)属に属し、下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産する能力を有する微生物を培養する培養工程と、
前記培養工程で得られた培養物から下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを採取する採取工程とを含むことを特徴とする化合物の製造方法である。
<構造式(B)で表される化合物>
本発明の化合物の1つである、下記構造式(B)で表される化合物は、本発明者らが分離した新規化合物である。
前記構造式(B)で表される化合物の物理化学的性質としては、次の通りである。
(1) 外観 : 白色固体
(2) 分子式 : C17H30O11
なお、通常の状態では一水和物となり、元素分析ではC17H30O11・H2Oとして表される。
(3) 高分解能質量分析(HRESIMS:正イオンモード) :
実験値 m/z 433.1683 (M+Na)+
計算値 m/z 433.1680 (M+Na)+
(4) 元素分析 :
実験値 C47.7%、 H7.8%
計算値(C17H30O11・H2O) C47.7%、 H7.5%
(5) 比旋光度 : [α]D25=+177°(c 1.06, メタノール)
(6) 赤外線吸収スペクトル :
赤外線吸収スペクトルは、図2Aに示す通りである。
νmax(KBr)cm−1 : 3410、 2931、 1674、 1449、 1378、 1203、 1146、 1105、 1053、 995、 839、 801、 613
(7) 紫外線吸収スペクトル :
水溶液における紫外線吸収は、図2Bに示す通り、エンド吸収である(200nmにおけるε値は、水中で7155である)。
(8) プロトン核磁気共鳴スペクトル :
600MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図2C、及び表1に示す通りである。
(9) 炭素13核磁気共鳴スペクトル :
150MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図2D、及び表1に示す通りである。
(10) 高速液体クロマトグラフィー :
Hydrosphere C18 HS12S05−2520 WT(粒子径5μm、内径20mm×長さ250mm、株式会社ワイエムシィ製)カラムを用い、流速10mL/分間で、水で5分間展開した後、25分まで直線濃度勾配的にメタノールに置換したときの保持時間は21分〜23分である。
本発明の化合物の1つである、下記構造式(C)で表される化合物は、本発明者らが分離した新規化合物である。
前記構造式(C)で表される化合物の物理化学的性質としては、次の通りである。
(1) 外観 : 白色固体
(2) 分子式 : C17H30O12
なお、通常の状態では一水和物となり、元素分析ではC17H30O12・H2Oとして表される。
(3) 高分解能質量分析(HRESIMS:正イオンモード) :
実験値 m/z 449.1629 (M+Na)+
計算値 m/z 449.1629 (M+Na)+
(4) 元素分析 :
実験値 C45.7%、 H7.3%
計算値(C17H30O12・H2O) C45.9%、 H7.3%
(5) 比旋光度 : [α]D25=+160°(c 1.03, メタノール)
(6) 赤外線吸収スペクトル :
赤外線吸収スペクトルは、図3Aに示す通りである。
νmax(KBr)cm−1 : 3422、 2935、 1635、 1457、 1191、 1153、 1054、 996、 941、 845、 803、 637
(7) 紫外線吸収スペクトル :
水溶液における紫外線吸収は、図3Bに示す通り、エンド吸収である(200nmにおけるε値は、水中で68である)。
(8) プロトン核磁気共鳴スペクトル :
600MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図3C、及び表2に示す通りである。
(9) 炭素13核磁気共鳴スペクトル :
150MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図3D、及び表2に示す通りである。
(10) 高速液体クロマトグラフィー :
Hydrosphere C18 HS12S05−2520 WT(粒子径5μm、内径20mm×長さ250mm、株式会社ワイエムシィ製)カラムを用い、流速10mL/分間で、水で5分間展開した後、25分まで直線濃度勾配的にメタノールに置換したときの保持時間は17分〜18分である。
前記構造式(C)で表される化合物は、通常、水和物である。
前記構造式(B)で表される化合物は、後述する試験例で示されるように、優れたオートファジー誘導活性、及び優れた抗酸化活性を有し、安全性の高い化合物である。また、甘味料の成分としても用いることができる。そのため、前記構造式(B)で表される化合物は、例えば、後述する本発明の、化合物含有組成物、オートファジー誘導剤、抗酸化剤、甘味料などの有効成分として好適に利用可能である。また、前記構造式(B)で表される化合物は、オートファジー誘導活性と、抗酸化活性とを有するため、筋萎縮性側索硬化症の予防乃至治療薬の有効成分としてより期待される。
本発明の前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの製造方法は、培養工程と、採取工程とを少なくとも含み、必要に応じて更にその他の工程を含む。
前記培養工程は、レンツィア(Lentzea)属に属し、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産する能力を有する微生物を培養する工程である。
前記微生物としては、レンツィア(Lentzea)属に属し、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産する能力を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、本発明者らの分離したレンツィア エスピー(Lentzea sp.)ML457−mF8株(NITE BP−01586)が好ましい。
また、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産できるその他の菌株についても、常法によって、自然界より分離することが可能である。なお、前記レンツィア エスピー(Lentzea sp.)ML457−mF8株を含め、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの生産菌を、放射線照射やその他の変異処理に供することにより、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの生産能を高めることも可能である。更に、遺伝子工学的手法による前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの生産も可能である。
前記レンツィア エスピー(Lentzea sp.)ML457−mF8株は、公益財団法人 微生物化学研究会 微生物化学研究所において、新潟県佐渡市の土壌より分離された放線菌であり、その菌学的性状は、以下の通りである。
ML457−mF8株は、分枝した基生菌糸より、直状もしくは曲状の気菌糸を伸長する。成熟した胞子鎖は10〜20個の柱筒状の胞子を連鎖する。胞子の大きさは約0.4〜0.5×1.1〜1.5ミクロンで、胞子の表面は平滑である。
色の記載について[ ]内に示す標準は、コンティナー・コーポレーション・オブ・アメリカのカラー・ハーモニー・マニュアル(Container Corporation of America の color harmony manual)を用いた。
(1)イースト・麦芽寒天培地(ISP−培地2、30℃培養)
うす黄[2 gc, Bamboo]の発育上に、白[Near gray series, 3 ba, Pearl]の気菌糸を着生する。可溶性色素は認められない。
(2)オートミール寒天培地(ISP−培地3、30℃培養)
うす黄[1 ca, Pale yellow]の発育上に、白[The gray scale, a, White]の気菌糸を着生する。可溶性色素は認められない。
(3)スターチ・無機塩寒天培地(ISP−培地4、30℃培養)
うす黄[3 ca, Shell]〜暗い黄[2 le, Mustard]の発育上に、白[The gray scale, a, White]の気菌糸を着生する。可溶性色素は認められない。
(4)グリセリン・アスパラギン寒天培地(ISP−培地5、30℃培養)
うす黄[1 1/2 ea, Lt Yellow]〜にぶ黄だいだい[3 ic, Lt Amber]の発育上に、白[Near gray series, 3 ba, Pearl]の気菌糸を着生する。可溶性色素は認められない。
(5)チロシン寒天培地(ISP−培地7、30℃培養)
うす黄茶[2 pe, Mustard Gold]の発育上に、白[Near gray series, 3 cb, Sand]の気菌糸を着生する。可溶性色素は認められない。
(6)シュークロース・硝酸塩寒天培地(30℃培養)
うす黄[2 ca, Lt Ivory]〜にぶ黄[2 ic, Honey Gold]の発育上に、白[The gray scale, b, Oyster White]の気菌糸を着生する。可溶性色素は認められない。
(1)生育温度範囲
イースト・スターチ寒天培地(溶性デンプン 1%、Yeast extract 0.2%、ひも寒天 2.6%、pH7.0)を用い、10℃、20℃、27℃、30℃、37℃、42℃及び50℃の各温度で試験した結果、10℃及び50℃での生育は認められず、20℃〜42℃の範囲で生育した。生育至適温度は30℃付近である。
細胞壁中の2,6−ジアミノピメリン酸はmeso−型である。
16S rRNA遺伝子の部分塩基配列(1,474bp)を決定し、DNAデータベースに登録された公知菌株のデータと比較した。その結果、ML457−mF8株の塩基配列は以下に示すように、レンツィア(Lentzea)属放線菌の16S rRNA遺伝子と高い相同性を示した。即ち、Lentzia waywayandensis(99.1%)、L. albida(99.0%)、L. violacea(98.5%)等である。なお、括弧内は塩基配列の相同値を表記した。
ML457−mF8株の細胞壁中の2,6−ジアミノピメリン酸はmeso−型である。
ML457−mF8株の16S rRNA遺伝子の部分塩基配列を解析し、公知菌株のデータと比較したところ、レンツィア属放線菌と高い相同性を示した。
なお、ML457−mF8株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許微生物寄託センターに寄託申請し、2013年4月9日に、NITE P−01586として国内受託された。その後、2015年8月13日にブダペスト条約に基づく国際寄託への移管請求が受領され、受託番号NITE BP−01586として国際寄託されている。
前記培養は、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産する生産菌(以下、単に「化合物生産菌」と称することがある)を栄養培地(以下、単に「培地」と称することがある)中に接種し、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの生産に良好な温度で培養することによって行われる。
前記栄養培地に添加する栄養源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、市販されている大豆粉、小麦胚芽、押し麦、発芽玄米、ペプトン、綿実粕、酵母エキス、肉エキス、コーン・スティープ・リカー、硫酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、尿素等の窒素源;トマトペースト、グリセリン、デンプン、グルコース、ガラクトース、デキストリン、バクトソイトン等の炭水化物、脂肪等の炭素源;などが挙げられる。
更に、食塩、炭酸カルシウム等の無機塩を培地に添加して使用することもでき、その他、必要に応じて微量の金属塩を培地に添加して使用することもできる。
これらの材料は、前記化合物生産菌が利用し、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの生産に役立つものであればよく、公知の培養材料は全て用いることができる。
前記培養の温度としては、前記化合物生産菌の発育が実質的に阻害されずに、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産し得る範囲であれば、特に制限はなく、使用する生産菌に応じて適宜選択することができるが、25℃〜35℃が好ましい。
前記培養のpHとしては、前記化合物生産菌の発育が実質的に阻害されずに、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産し得る範囲であれば、特に制限はなく、使用する生産菌に応じて適宜選択することができる。
前記培養の期間としては、特に制限はなく、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの蓄積に合わせて適宜選択することができる。
前記採取工程は、前記培養工程で得られた培養物から前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを採取する工程である。
前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかは、上述した物理化学的性質を有するので、その性質に従って培養物から採取することができる。
なお、前記培養物として、前記菌体を用いる場合は、適当な有機溶媒を用いた抽出方法や、菌体破砕による溶出方法などにより、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを菌体から抽出し、これを分離及び/又は精製に供してもよい。
前記クロマトグラフ法に用いる担体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン交換樹脂、ゲル濾過、シリカゲル、アルミナ、活性炭などが挙げられる。
前記クロマトグラフ法に用いる担体の市販品の具体例としては、アンバーライト(登録商標)CG50(Sigma−Aldrich Co. LLC)等のイオン交換樹脂;Sephadex(登録商標)LH−20(GEヘルスケア・ジャパン株式会社製)等のゲル濾過;Hydrosphere C18 HS12S05−2520 WT(株式会社ワイエムシィ製)等のシリカゲルなどが挙げられる。
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明の化合物含有組成物は、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを少なくとも含み、必要に応じて、更にその他の成分を含む。
前記化合物含有組成物におけるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、薬理学的に許容され得る担体、下記構造式(A)で表される化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記薬理学的に許容され得る担体の具体例としては、添加剤、補助剤、水などが挙げられる。
前記化合物含有組成物は、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを含むため、優れたオートファジー誘導活性、及び優れた抗酸化活性の少なくともいずれかを有し、また、甘味も有し、更に、安全性が高く、例えば、医薬組成物、オートファジー誘導剤、抗酸化剤、食品、食品添加物などとして好適に利用可能である。
本発明のオートファジー誘導剤は、下記構造式(A)で表される化合物、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを少なくとも含み、必要に応じて更にその他の成分を含む。
−構造式(B)で表される化合物、及び構造式(C)で表される化合物−
前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物は、新規化合物であり、上記新規化合物の項目に記載した通りである。また、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物は、上記化合物の製造方法の項目に記載した方法により、好適に製造することができる。
前記構造式(A)で表される化合物は、本発明者らが分離した化合物である。
前記構造式(A)で表される化合物の物理化学的性質としては、次の通りである。
(1) 外観 : 白色飴状
(2) 分子式 : C17H32O13
なお、通常の状態では二水和物となり、元素分析ではC17H32O13・2H2Oとして表される。
(3) 高分解能質量分析(HRESIMS:正イオンモード) :
実験値 m/z 467.1739 (M+Na)+
計算値 m/z 467.1735 (M+Na)+
(4) 元素分析 :
実験値 C42.5%、 H7.7%、 N<0.1%
計算値(C17H32O13・2H2O) C42.5%、 H7.5%
(5) 比旋光度 : [α]D22=+137°(c 0.94, メタノール)
(6) 赤外線吸収スペクトル :
赤外線吸収スペクトルは、図1Aに示す通りである。
νmax(KBr)cm−1 : 3400、 2935、 1653、 1375、 1150、 1079、 1047、 991、 802、 610
(7) 紫外線吸収スペクトル :
水溶液における紫外線吸収は、図1Bに示す通り、ほとんど見られない(200nmにおけるε値は、水中で202であり、0.005M HCl中で192である)。
(8) プロトン核磁気共鳴スペクトル :
600MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図1C、及び表3に示す通りである。
(9) 炭素13核磁気共鳴スペクトル :
150MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図1D、及び表3に示す通りである。
(10) 高速液体クロマトグラフィー :
Hydrosphere C18 HS12S05−2520 WT(粒子径5μm、内径20mm×長さ250mm、株式会社ワイエムシィ製)カラムを用い、流速10mL/分間で、水で5分間展開した後、25分まで直線濃度勾配的にメタノールに置換したときの保持時間は16分〜17分である。
前記構造式(A)で表される化合物の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの製造方法と同様にして製造することができる。即ち、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの製造方法における、培養工程と、採取工程と、必要に応じてその他の工程と、同様にして製造することができる。
前記オートファジー誘導剤におけるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、上記化合物含有組成物のその他の成分の項目に記載したものと同様のものが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記オートファジー誘導剤は、前記構造式(A)で表される化合物、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを含むため、優れたオートファジー誘導活性を有し、安全性が高く、オートファジーの研究用試薬や、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、パーキンソン病、プリオン病、及びハンチントン病などの神経変性疾患の予防乃至治療薬の有効成分として好適に利用可能である。
なお、これまでにオートファジー誘導活性を有する化合物として、ラパマイシンなどが知られているが、毒性が強く、安全性の面で問題がある。
前記オートファジー誘導剤は、細胞におけるオートファジーを誘導することができるので、本発明は、細胞におけるオートファジーの誘導方法にも関する。
前記オートファジー誘導剤の剤形としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、固形剤、半固形剤、液剤などが挙げられる。これらの剤形の前記オートファジー誘導剤は、常法に従い製造することができる。
前記固形剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、内用剤として用いられる場合、例えば、錠剤、チュアブル錠、発泡錠、口腔内崩壊錠、トローチ剤、ドロップ剤、硬カプセル剤、軟カプセル剤、顆粒剤、散剤、丸剤、ドライシロップ剤、浸剤などが挙げられる。
前記固形剤が、外用剤として用いられる場合、例えば、坐剤、パップ剤、プラスター剤などが挙げられる。
前記半固形剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、内用剤として用いられる場合、例えば、舐剤、チューインガム剤、ホイップ剤、ゼリー剤などが挙げられる。
前記半固形剤が、外用剤として用いられる場合、例えば、軟膏剤、クリーム剤、ムース剤、インヘラー剤、ナザールジェル剤などが挙げられる。
前記液剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、内用剤として用いられる場合、例えば、シロップ剤、ドリンク剤、懸濁剤、酒精剤などが挙げられる。
前記液剤が、外用剤として用いられる場合、例えば、液剤、点眼剤、エアゾール剤、噴霧剤などが挙げられる。
前記オートファジー誘導剤の投与方法、投与量、投与時期、及び投与対象としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記投与方法としては、例えば、局所投与法、経腸投与法などの非経口投与法や経口投与法などが挙げられる。
前記投与量としては、特に制限はなく、投与対象個体の年齢、体重、体質、症状、他の成分を有効成分とする医薬や薬剤の投与の有無など、様々な要因を考慮して適宜選択することができる。
前記投与対象となる動物種としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒト、サル、ブタ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、イヌ、ネコ、マウス、ラット、トリなどが挙げられるが、これらの中でもヒトに好適に用いることができる。
本発明の抗酸化剤は、前記構造式(B)で表される化合物を少なくとも含み、必要に応じて更にその他の成分を含む。
前記構造式(B)で表される化合物は、新規化合物であり、上記新規化合物の項目に記載した通りである。また、前記構造式(B)で表される化合物は、上記化合物の製造方法の項目に記載した方法により、好適に製造することができる。
前記抗酸化剤におけるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、上記化合物含有組成物のその他の成分の項目に記載したものと同様のものが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記抗酸化剤は、前記構造式(B)で表される化合物を含むため、優れた抗酸化活性を有し、安全性が高く、抗酸化物質に関する研究用試薬や、筋萎縮性側索硬化症の予防乃至治療薬の有効成分として好適に利用可能である。
前記抗酸化剤は、酸化を抑制することができるので、本発明は、酸化の抑制方法にも関する。
前記抗酸化剤の剤形としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、上記オートファジー誘導剤の剤形の項目に記載したものと同様とすることができる。
前記抗酸化剤の投与方法、投与量、投与時期、及び投与対象としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、上記オートファジー誘導剤の投与の項目に記載したものと同様とすることができる。
本発明の甘味料は、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを少なくとも含み、必要に応じて、更にその他の成分を含む。
前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物は、新規化合物であり、上記新規化合物の項目に記載した通りである。また、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物は、上記化合物の製造方法の項目に記載した方法により、好適に製造することができる。
前記甘味料におけるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、上記化合物含有組成物のその他の成分の項目に記載したものと同様のものが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記甘味料は、前記構造式(B)で表される化合物、及び前記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを含むため、優れた甘味を有し、安全性が高く、例えば、ダイエット用の食品の添加物として好適に利用可能である。
前記甘味料の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
構造式(A)で表される化合物、構造式(B)で表される化合物、及び構造式(C)で表される化合物を以下のようにして製造した。
ロータリーフラスコに、S培地(2質量%ガラクトース、2質量%デキストリン、1質量% ソイペプトン、0.5質量% コーン・スティープ・リカー、0.2質量% (NH4)2SO4、0.2質量% CaCO3、シリコン消泡剤少量、pH7.4)を100mL入れ、レンツィア エスピー(Lentzea sp.)ML457−mF8株(受託番号NITE BP−01586)を植菌し、30℃、220rpmで3日間培養し、前培養液を得た。
発芽玄米120gに水を200mL加えて、121℃で20分間オートクレーブした培地に、56mLの前記前培養液を加え、30℃で4週間、静置培養した。
前記培養物に320mLのメタノールを加え、よく混ぜた後、ペーパーフィルターにより濾過し、液体分を回収した。残渣にメタノールを320mL加え、同様にして液体分を回収し、初めの液体分と混ぜて、エバポレーターにより乾固した。
得られたレンツトレハロースAの物理化学的性質は、以下の通りであり、これらのことから、前記レンツトレハロースAが、下記構造式(A)で表される構造を有する化合物であることが確認された。
(1) 外観 : 白色飴状
(2) 分子式 : C17H32O13
なお、通常の状態では二水和物となり、元素分析ではC17H32O13・2H2Oとして表される。
(3) 高分解能質量分析(HRESIMS:正イオンモード) :
実験値 m/z 467.1739 (M+Na)+
計算値 m/z 467.1735 (M+Na)+
(4) 元素分析 :
実験値 C42.5%、 H7.7%、 N<0.1%
計算値(C17H32O13・2H2O) C42.5%、 H7.5%
(5) 比旋光度 : [α]D22=+137°(c 0.94, メタノール)
(6) 赤外線吸収スペクトル :
赤外線吸収スペクトルは、図1Aに示す通りであった。
νmax(KBr)cm−1 : 3400、 2935、 1653、 1375、 1150、 1079、 1047、 991、 802、 610
(7) 紫外線吸収スペクトル :
水溶液における紫外線吸収は、図1Bに示す通り、ほとんど見られなかった(200nmにおけるε値は、水中で202であり、0.005M HCl中で192であった)。
(8) プロトン核磁気共鳴スペクトル :
600MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図1C、及び表4に示す通りであった。
(9) 炭素13核磁気共鳴スペクトル :
150MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図1D、及び表4に示す通りであった。
(10) 高速液体クロマトグラフィー :
Hydrosphere C18 HS12S05−2520 WT(粒子径5μm、内径20mm×長さ250mm、株式会社ワイエムシィ製)カラムを用い、流速10mL/分間で、水で5分間展開した後、25分まで直線濃度勾配的にメタノールに置換したときの保持時間は16分〜17分であった。
得られたレンツトレハロースBの物理化学的性質は、以下の通りであり、これらのことから、前記レンツトレハロースBが、下記構造式(B)で表される構造を有する化合物であることが確認された。
(1) 外観 : 白色固体
(2) 分子式 : C17H30O11
なお、通常の状態では一水和物となり、元素分析ではC17H30O11・H2Oとして表される。
(3) 高分解能質量分析(HRESIMS:正イオンモード) :
実験値 m/z 433.1683 (M+Na)+
計算値 m/z 433.1680 (M+Na)+
(4) 元素分析 :
実験値 C47.7%、 H7.8%
計算値(C17H30O11・H2O) C47.7%、 H7.5%
(5) 比旋光度 : [α]D25=+177°(c 1.06, メタノール)
(6) 赤外線吸収スペクトル :
赤外線吸収スペクトルは、図2Aに示す通りであった。
νmax(KBr)cm−1 : 3410、 2931、 1674、 1449、 1378、 1203、 1146、 1105、 1053、 995、 839、 801、 613
(7) 紫外線吸収スペクトル :
水溶液における紫外線吸収は、図2Bに示す通り、エンド吸収であった(200nmにおけるε値は、水中で7155であった)。
(8) プロトン核磁気共鳴スペクトル :
600MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図2C、及び表5に示す通りであった。
(9) 炭素13核磁気共鳴スペクトル :
150MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図2D、及び表5に示す通りであった。
(10) 高速液体クロマトグラフィー :
Hydrosphere C18 HS12S05−2520 WT(粒子径5μm、内径20mm×長さ250mm、株式会社ワイエムシィ製)カラムを用い、流速10mL/分間で、水で5分間展開した後、25分まで直線濃度勾配的にメタノールに置換したときの保持時間は21分〜23分であった。
得られたレンツトレハロースCの物理化学的性質は、以下の通りであり、これらのことから、前記レンツトレハロースCが、下記構造式(C)で表される構造を有する化合物であることが確認された。
(1) 外観 : 白色固体
(2) 分子式 : C17H30O12
なお、通常の状態では一水和物となり、元素分析ではC17H30O12・H2Oとして表される。
(3) 高分解能質量分析(HRESIMS:正イオンモード) :
実験値 m/z 449.1629 (M+Na)+
計算値 m/z 449.1629 (M+Na)+
(4) 元素分析 :
実験値 C45.7%、 H7.3%
計算値(C17H30O12・H2O) C45.9%、 H7.3%
(5) 比旋光度 : [α]D25=+160°(c 1.03, メタノール)
(6) 赤外線吸収スペクトル :
赤外線吸収スペクトルは、図3Aに示す通りであった。
νmax(KBr)cm−1 : 3422、 2935、 1635、 1457、 1191、 1153、 1054、 996、 941、 845、 803、 637
(7) 紫外線吸収スペクトル :
水溶液における紫外線吸収は、図3Bに示す通り、エンド吸収であった(200nmにおけるε値は、水中で68であった)。
(8) プロトン核磁気共鳴スペクトル :
600MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図3C、及び表6に示す通りであった。
(9) 炭素13核磁気共鳴スペクトル :
150MHzにおいて重メタノール中で25℃にて測定した結果は、図3D、及び表6に示す通りであった。
(10) 高速液体クロマトグラフィー :
Hydrosphere C18 HS12S05−2520 WT(粒子径5μm、内径20mm×長さ250mm、株式会社ワイエムシィ製)カラムを用い、流速10mL/分間で、水で5分間展開した後、25分まで直線濃度勾配的にメタノールに置換したときの保持時間は17分〜18分であった。
トレハロース(以下、「TRH」と称することがある)、レンツトレハロースA(以下、「LTA」と称することがある)、レンツトレハロースB(以下、「LTB」と称することがある)、又はレンツトレハロースC(以下、「LTC」と称することがある)を135mM クエン酸バッファー(pH5.7)で、各濃度に調製した。
図4A〜図4D中、「○」はトレハロースの結果を示し、「●」はレンツトレハロースAの結果を示し、「△」はレンツトレハロースBの結果を示し、「▲」はレンツトレハロースCの結果を示す。
そのため、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、及びレンツトレハロースCは、哺乳類(例えば、ヒト)の体内で、トレハロースよりも低濃度で、トレハロースと同様の生物活性を示す可能性があることが示唆された。
<試験例2−1:レンツトレハロースAの静脈注射>
4週齢の雌ICRマウスに、生理食塩水で溶解させた各濃度のレンツトレハロースAを静脈注射し、その後、2週間の体重変化を観察した。結果を図5Aに示した。
以上の結果から、500mg/kgまでの投与量では、レンツトレハロースAの静脈注射による毒性は無いといえる。
4週齢の雌ICRマウスに生理食塩水で溶解した各濃度のレンツトレハロースAを経口投与し、その後、2週間の体重変化を観察した。結果を図5Bに示した。
以上の結果から、500mg/kgまでの投与量では、レンツトレハロースAの経口投与による毒性は無いといえる。
4週齢の雌ICRマウスに、生理食塩水で溶解させた各濃度のレンツトレハロースBを静脈注射し、その後、2週間の体重変化を観察した。結果を図5Cに示した。
以上の結果から、500mg/kgまでの投与量では、レンツトレハロースBの静脈注射による毒性は無いといえる。
4週齢の雌ICRマウスに生理食塩水で溶解した各濃度のレンツトレハロースBを経口投与し、その後、2週間の体重変化を観察した。結果を図5Dに示した。
以上の結果から、500mg/kgまでの投与量では、レンツトレハロースBの経口投与による毒性は無いといえる。
4週齢の雌ICRマウスに、生理食塩水で溶解させた各濃度のレンツトレハロースCを静脈注射し、その後、2週間の体重変化を観察した。結果を図5Eに示した。
以上の結果から、500mg/kgまでの投与量では、レンツトレハロースCの静脈注射による毒性は無いといえる。
4週齢の雌ICRマウスに生理食塩水で溶解した各濃度のレンツトレハロースCを経口投与し、その後、2週間の体重変化を観察した。結果を図5Fに示した。
以上の結果から、500mg/kgまでの投与量では、レンツトレハロースCの経口投与による毒性は無いといえる。
<試験例3−1>
トレハロース、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、及びレンツトレハロースCのオートファジー誘導活性を以下のようにして試験した。
ヒト培養メラノーマ株Mewo(独立行政法人医薬基盤研究所 JCRB 生物資源バンクより入手)、又はヒト培養卵巣がん細胞株OVK18(理化学研究所バイオリソースセンターより入手)を10体積% FBS入りDulbecco’s Modified Eagle Medium(DMEM、日水製薬株式会社製)に懸濁し、1ウェルあたり1.6×104cells/200μLで96ウェルプレートに播いた。
37℃で3日間培養後、各ウェルより100μLの培地を取り出し、それぞれの処理濃度分のトレハロース、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、又はレンツトレハロースCを溶解させた後、元のウェルに戻した。
37℃で24時間培養後、培地を除去し、リン酸緩衝生理食塩水(DSファーマバイオメディカル株式会社製)で1回洗浄後、2×SDS−PAGEサンプルバッファー(125mM Tris−HCl(pH 6.8)、 4% SDS、 10% シュークロース) 50μLで細胞を溶解した。
泳動物をブロッター(株式会社バイオクラフト製)により、12Vで40分間、PVDF膜(Merck KGaA)に転写した。
前記PVDF膜を、3% スキムミルク(雪印メグミルク株式会社製)、0.05% Tween 20入りTris緩衝液(0.05% Tween−TBS、タカラバイオ株式会社製)で1時間ブロッキング処理した。
0.05% Tween−TBSで5分間、3回洗浄した後、0.3% スキムミルク入り0.05% Tween−TBSで1/2,000に希釈した抗LC3抗体(株式会社医学生物学研究所製)を2時間反応させた。
0.05% Tween−TBSで5分間、3回洗浄した後、0.3% スキムミルク入り0.05% Tween−TBSで1/2,000に希釈したHRP標識抗ウサギIgG抗体(Cell Signaling Technology, Inc.)を1時間反応させた。
0.05% Tween−TBSで5分間、3回洗浄した後、ECLプライム(GEヘルスケア・ジャパン株式会社製)で処理を行い、発光をLAS−3000(GEヘルスケア・ジャパン株式会社製)で検出した。結果を図6A〜図6Dに示した。
図6A〜図6Dの結果から、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、及びレンツトレハロースCは、いずれもトレハロースと同様に、100mM程度で各がん細胞株にオートファジーを誘導し、オートファジーのマーカーであるLC3の発現量を上昇させた。
トレハロース、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、及びレンツトレハロースCのオートファジー誘導活性を以下のようにして試験した。
ヒト培養メラノーマ株Mewo(独立行政法人医薬基盤研究所 JCRB 生物資源バンクより入手)、又はヒト培養卵巣がん細胞株OVK18(理化学研究所バイオリソースセンターより入手)を10体積% FBS入りDulbecco’s Modified Eagle Medium(DMEM、日水製薬株式会社製)に懸濁し、1ウェルあたり8.0×103cells/200μLで96ウェルプレートに播いた。
37℃で4日間培養後、各ウェルより100μLの培地を取り出し、処理濃度が100mMとなるように、トレハロース、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、又はレンツトレハロースCを溶解させた後、元のウェルに戻した。
37℃で24時間培養後、DMEMで1/10に希釈したCyto−ID(登録商標)Green検出試薬(Enzo Life Sciences, Inc.)を4μL/ウェルで培地に加え、細胞を処理した。
前記処理の30分間後、培地をリン酸緩衝生理食塩水と交換し、蛍光顕微鏡(Nikon ECLIPSE TE2000−U B filter(Ex.420−490、 Em. 520)で蛍光観察した。
なお、トレハロース、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、又はレンツトレハロースCで処理しなかった(コントロール)場合も同様にして試験した。
結果を図6Eに示した。
オートファジーのマーカー色素であるCyto−ID(登録商標)Green検出試薬による細胞染色の結果、図6Eに示すように、コントロールの細胞に比べ、トレハロース、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、又はレンツトレハロースCで処理した細胞では、色素の局在が核以外の細胞全体に広がり、オートファジーの活性化が確認された。
一方、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、及びレンツトレハロースCは、オートファジーの誘導活性自体はトレハロースと同程度であるものの、トレハレースにより分解されないことから、体内でより安定であると考えられ、トレハロースよりも低い濃度での効果が期待できる。また、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、及びレンツトレハロースCは、血糖値を上げず、還元性の無い状態のまま循環するため、肥満や血管障害の原因となりにくいと考えられる。
<試験例4−1>
トレハロース、及びレンツトレハロースBの抗酸化作用を、OxiSelectTM Oxygen Radical Antioxidant Capacity (ORAC) Activity Assay(Cell Biolabs, Inc.)を用い、前記製品の説明書に記載の方法に従って調べた。なお、ポジティブコントロールとして、水溶性ビタミンE類縁体であるトロロックス(Trolox)を用いた。
前記OxiSelectTM Oxygen Radical Antioxidant Capacity (ORAC) Activity Assayは、対象物質存在下において、活性酸素による蛍光物質の分解を継時的に観測し、その物質の抗酸化作用を調べる系である。
図7A〜図7C中、「○」は水のみの場合の結果を示し、「●」はトレハロース、レンツトレハロースB、又はトロロックスの濃度が100μMの場合の結果を示し、「■」はトレハロース、レンツトレハロースB、又はトロロックスの濃度が50μMの場合の結果を示し、「▲」はトレハロース、レンツトレハロースB、又はトロロックスの濃度が25μMの場合の結果を示す。
図7A〜図7Cの結果から、トロロックスと比べると弱いものの、レンツトレハロースBは、抗酸化作用が見られた(ORAC値 207.3(μmole TE/g))。一方、トレハロースは、抗酸化作用が見られず、むしろ活性酸素による蛍光物質の分解が促進されていた。
レンツトレハロースBを、水又は15% H2O2水で1mMとなるように溶解し、常温で6日間静置した後、質量分析装置として、The AccuTOF JMS−T100LC(JEOL)を用い、溶解物の分子量を測定した。
図7Dの結果から、レンツトレハロースBは、水中では、常温で6日間後も安定であり、[M+Na](433.18)と、そのNa塩のピーク(455.17)とが検出された。一方、15% H2O2水中では、Oが1つ結合したもの(449.18)、H2O2が結合したもの(467.19)、及び更にもう1つOが結合したもの(483.20)が検出された。
レンツトレハロースBは活性酸素をトラップしやすいものと思われ、それが抗酸化作用の主因であると考えられる。
レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、及びレンツトレハロースCの甘味について、以下のようにして試験した。
評価者は、A〜Jの10人(男性5人、女性5人)とした。
試料として、レンツトレハロースA、レンツトレハロースB、レンツトレハロースC、トレハロース、及びシュークロースのそれぞれについて、500mg/mLの水溶液を作製した。
評価者に、水と、試料名を伏せて前記試料とを、20μLずつ渡した。
前記試料のうち10μLを舐め、残りの10μLは、必要に応じて再確認に用いた。
評価者は、水を最初に舐め、その後、前記試料を順に舐めた。なお、前記試料の順番は、評価者ごとに違う順番となるように調整した。
水を0ポイント、最も甘かった試料を10ポイントとし、それ以外の試料について相対的な点数を付けるか、又は、水を0ポイント、最初の試料を10ポイントとし、それ以外の試料について相対的な点数を付けた。
各評価者の評価について、シュークロースが10ポイントとなるように換算した。前記換算したポイントの平均値を算出し、任意甘味度とした。結果を表13に示す。
<1> 下記構造式(A)で表される化合物、下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを含むことを特徴とするオートファジー誘導剤である。
レンツィア(Lentzea)属に属し、下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産する能力を有する微生物を培養する培養工程と、
前記培養工程で得られた培養物から下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを採取する採取工程とを含むことを特徴とする化合物の製造方法である。
<6> 下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを含むことを特徴とする化合物含有組成物である。
Claims (8)
- 下記構造式(A)で表される化合物、下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを含むことを特徴とするオートファジー誘導剤。
- 下記構造式(B)で表されることを特徴とする化合物。
- 下記構造式(C)で表されることを特徴とする化合物。
- 下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかの製造方法であって、
レンツィア(Lentzea)属に属し、下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産する能力を有する微生物を培養する培養工程と、
前記培養工程で得られた培養物から下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを採取する採取工程とを含むことを特徴とする化合物の製造方法。
- レンツィア(Lentzea)属に属し、構造式(B)で表される化合物、及び構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを生産する能力を有する微生物が、受託番号NITE BP−01586のレンツィア エスピー(Lentzea sp.)ML457−mF8株である請求項4に記載の化合物の製造方法。
- 下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを含むことを特徴とする化合物含有組成物。
- 下記構造式(B)で表される化合物、及び下記構造式(C)で表される化合物の少なくともいずれかを含むことを特徴とする甘味料。
- 下記構造式(B)で表される化合物を含むことを特徴とする抗酸化剤。
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