JP6730463B2 - 変性タウリン及びその製造方法 - Google Patents
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Description
また、肥満、糖尿病とともに血栓性疾患が代謝疾患の深刻な問題として台頭している。したがって、肥満、糖尿病、血栓性疾患などの代謝疾患をより効果的に予防または治療することのできる物質の開発が求められている。
以下、前記本発明を段階別に詳しく説明する。
実験に先立ち、各実験で使用する実施例及び比較例の成分及び構成比を設計した。それを表1に示した。各構成での具体的な製造方法は、実施例1、実施例2、比較例1、及び比較例2に記載した。
1−1:変性タウリンを含有する組成物の製造
精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで約60秒間加熱して溶解させた後、直ちにアルコール(エタノール(酒精、以下、酒精使用)、メタノール、プロパノール、ブタノール)またはアセトン60mlをそれぞれ添加しながら棒で掻き混ぜることで、白色の半固形物が形成された混合物である組成物(図1)を製造した。
(1)精製水6mlにタウリン(1.72g)、(2)精製水15mlにタウリン(4.3g)、(3)精製水28mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで20〜60秒間加熱して溶解させた後、直ちに常温のエタノール12ml(上記(1)の場合)、エタノール30ml(上記(2)の場合)、エタノール60ml(上記(3)の場合)を添加しながら棒で掻き混ぜることで、白色の半固形物が形成された混合物を製造した。
2−1:変性タウリン+五炭糖組成物の製造1
精製水32mlに五炭糖(キシロース、アラビノース)を所定量(2.5g、3.5g)入れ、電子レンジで30秒間加熱して完全に溶解させた。新たに28mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで60秒間加熱して溶解させた後、直ちにエタノール60mlを添加しながら棒で掻き混ぜることで、白色の半固形物が形成された混合物を製造した。その次に、先に準備した五炭糖水溶液を添加した後、アルコールが完全に除去されるまで電子レンジで約5分間加熱して組成物を製造した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水40mlに五炭糖(キシロース、アラビノース、リボース)を所定量(1.04g、2.6g、5.2g、6.5gまたは7.8g)入れ、電子レンジで約30〜50秒間加熱して完全に溶解させた。新たに(1)精製水15mlにタウリン(4.3g)または(2)精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで40〜60秒間加熱して溶解させた後、直ちにエタノール30ml(上記(1)の場合)または60ml(上記(2)の場合)を添加しながら棒で掻き混ぜることで、白色の半固形物が形成された混合物を製造した。その次に、先に準備した五炭糖水溶液を前記混合物に添加した後、アルコールが完全に除去されるまで電子レンジで約3〜5分間加熱した。この混合液に精製水を追加して総量を100mlにして実験に使用した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水40mlを電子レンジで約30秒間加熱して沸かしておき、精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで約60秒間加熱して溶解させた後、直ちにエタノール60mlを添加しながら棒で掻き混ぜることで、白色の半固形物が形成された混合物を製造した。その次に、この混合物に先に準備した沸かした精製水40mlを添加した後、電子レンジでアルコールが完全に除去されるまで約5分間加熱(100℃)して組成物を製造した。
精製水40mlに六炭糖(マンノース、グルコース及びフラクトース)を所定量(3.1gまたは7.75g)入れ、電子レンジで約50秒間加熱して完全に溶解させた。新たに精製水15mlにタウリン(4.3g)を入れ、電子レンジで40秒内外に加熱して溶解させた後、直ちにエタノール30mlを添加しながら棒で掻き混ぜることで、白色の半固形物が形成された混合物を製造した。その次に、先に準備した六炭糖水溶液を添加した後、アルコールが完全に除去されるまで電子レンジで約3分30秒間加熱した後、精製水を追加して総量を100mlにして実験に使用した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで1分20秒内外に加熱して完全に溶解させた後、直ちにエタノール60mlを添加しながら棒で掻き混ぜることで、白色の半固形物が形成された混合物を製造した。その次に、精製水40mlを電子レンジを用いて1分間約100℃に加熱し、カテキン(3g)及びベタイン(4g)を添加して溶解させた後、前記混合物に添加してから、電子レンジで5分間加熱してエタノールを除去した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで1分20秒内外に加熱して完全に溶解させた後、直ちにエタノール60mlを添加しながら棒で掻き混ぜることで、白色の半固形物が形成された混合物を製造した。その次に、精製水40mlを電子レンジを用いて1分間約100℃に加熱し、EGCG(1.5g)及びベタイン(4g)を添加して溶解させた後、前記混合物に添加してから、電子レンジで5分間加熱してエタノールを除去した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで1分20秒内外に加熱して完全に溶解させた後、直ちにエタノール60mlを添加しながら棒で掻き混ぜることで、白色の半固形物が形成された混合物を製造した。その次に、精製水40mlを電子レンジを用いて1分間約100℃に加熱し、EGCG(1.5g)、ベタイン(4g)及びキシロース(3.5g)を添加して溶解させた後、前記混合物に添加してから、電子レンジで5分間加熱してエタノールを除去した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
1−1:タウリン水溶液の製造1
精製水60mlを電子レンジで約1分間加熱した後、タウリン(8.6g)を添加して溶解させてから、電子レンジで3分間加熱した。
精製水40mlを電子レンジで約30秒間加熱して沸かしておき、新たに精製水30mlにタウリン(1.72g、4.3gまたは8.6g)を入れて電子レンジで約1分間加熱溶解(100℃)した。その次に、先に準備した沸かした精製水40mlを添加し、電子レンジで沸くまで約2分間加熱した後、精製水を追加して総量を100mlにして実験に使用した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
2−1:五炭糖組成物の製造
精製水40mlに五炭糖(キシロース、アラビノース、リボース)を所定量(1.04g、5.2g、7.8gまたは10.4g)入れ、電子レンジで約30秒間加熱して完全に溶解させた後、新たに電子レンジで約30秒間沸かした精製水30mlを添加した。五炭糖溶液が沸くまで電子レンジで約3〜4分間加熱した後、精製水を追加して総量を100mlにして実験に使用した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水40mlに六炭糖(マンノース、グルコース及びフラクトース)を所定量(3.1g、6.2gまたは12.4g)入れ、電子レンジで約50秒間加熱して完全に溶解させた後、新たに電子レンジで約30秒間沸かした精製水30mlを添加した。六炭糖溶液が沸くまで電子レンジで約2〜3分間加熱した後、精製水を追加して総量を100mlにして実験に使用した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水40mlに五炭糖(キシロース、アラビノース、リボース)を所定量(1.04g、2.6g、5.2g、6.5gまたは7.8g)入れ、電子レンジで約30〜50秒間加熱して完全に溶解させた。新たに、(1)精製水15mlにタウリン(4.3g)または(2)精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで40〜60秒間加熱して溶解させた後、先に準備した五炭糖溶液を混合した。この混合液を電子レンジで沸くまで約2〜4分間加熱した後、精製水を追加して総量を100mlにして実験に使用した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水60mlを電子レンジで1分間約100℃まで加熱した後、タウリン(8.6g)にそれぞれアラビノース(2.5g)、キシロース(3.5g)を添加して完全に溶解した後、電子レンジで3分間加熱した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水40mlに六炭糖(マンノース、グルコース及びフラクトース)を所定量(3.1gまたは7.75g)入れ、電子レンジで約50秒間加熱して完全に溶解させた。新たに精製水15mlにタウリン(4.3g)を入れ、電子レンジで40秒内外に加熱溶解した後、先に準備した六炭糖溶液を混合した。この混合液を電子レンジで沸くまで約2分間加熱した後、精製水を追加して総量を100mlにして実験に使用した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで1分20秒内外に加熱して完全に溶解させてタウリン水溶液を製造した。その次に、精製水40mlを電子レンジを用いて1分間約100℃に加熱し、カテキン(3g)及びベタイン(4g)を添加して溶解させた後、タウリン水溶液に添加してから、電子レンジで約4分内外に加熱した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで1分20秒内外に加熱して完全に溶解させてタウリン水溶液を製造した。その次に、精製水40mlを電子レンジを用いて1分間約100℃に加熱し、EGCG(1.5g)及びベタイン(4g)を添加して溶解させた後、タウリン水溶液に添加してから、電子レンジで約4分内外に加熱した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
精製水30mlにタウリン(8.6g)を入れ、電子レンジで1分20秒内外に加熱して完全に溶解させてタウリン水溶液を製造した。その次に、精製水40mlを電子レンジを用いて1分間約100℃に加熱し、EGCG(1.5g)、ベタイン(4g)及びキシロース(3.5g)を添加して溶解させた後、タウリン水溶液に添加してから、電子レンジで約4分内外に加熱した(各組成物の具体的な構成比は表1参照)。
(実験例1: X線単結晶(single crystal XRD)分析)
実験例1−1:100Kでの単結晶測定
単結晶X線分析は、Moチューブ、黒鉛単色化装置(graphite−monochromator)およびCCD領域検出器(CCD area−detector)が付着されたXRD装備(Bruker SMART APEX II X−ray Diffractometer)で50KV、40mA、そして100Kの条件でデータを獲得し、Bruker SHELXTLソフトウェアで構造分析を行った。前記の具体的な遂行条件を下記表2に記載した。
単結晶X線分析は、Moチューブ、黒鉛単色化装置(Adjustable graphite monochromator)、X線測角器(SMART 3−Axis Goniometer)、およびCCD領域検出器(APEX II 4K CCD Detector)が付着されたXRD装備(BRUKER AXS SMART APEX II)で50KV、40mA、そして296K(常温)の条件でデータを獲得し、Bruker SHELXTLソフトウェアで構造分析を行った。前記の具体的な遂行条件を下記表9に記載した。
前記表2〜15の結果から導出された変性タウリンの単結晶X線分析結果から変性タウリンの原子的特徴をタウリンと比較して表16に記載した。タウリンの比較データは公知された論文(Y.Okaya,Acta Cryst.1966.(21)726−35;David E.Hibbs et al.,Chem.Eur.J.2003,9,No.5.1075−84;およびJ.A.Beukes et al.,Phys.Chem.Chem.Phys.,2007,9,4709−20など)から抽出した。
(1)S−C、およびS−Oの結合の長さは、296Kから100Kに温度が下がる時に全体的に長くなる傾向を示した。これは、温度が下がるにつれて分子の運動性が減り、結合の方向性を有する水素結合が隣接した他の分子と強くなることにより生じた現像と解釈することができる。
(2)296Kから100Kに温度が下がる時に結合強度を示すS−C距離、S−O平均距離およびS−O最大長さの変化が、変性タウリンが一般タウリンに比べてそれぞれ56.9%、31.6%および38.3%短いことが分かった。また、同一温度で変性タウリンのS−O原子間最大距離は一般タウリンのS−O原子間平均距離とほとんど同じであり、同一温度で変性タウリンのS−C原子間結合距離は一般タウリンに比べて0.007〜0.008Å短いことが分かった。全般的にS−C原子間結合距離は、温度と関係なく変性タウリンは1.78Å以下であり、一般タウリンは1.78Å以上であることが分かった。したがって、このような結合の長さの差は変性タウリン分子の原子間電子密度分布が一般タウリンと異なり、これはタウリン分子内の−SO3−基が結合された−CH2CH2−基の影響を受けているということを意味する。
(3)また、変性タウリンはタウリンに比べて水素結合特性が強くないことが分かった。前記表17でS−O結合の最大距離は隣接した分子のN−Hと水素結合程度を示すものであって、長さが長いほど水素結合が強いということを意味する。同一温度で比較すれば一般タウリンのS−O最大距離が変性タウリンに比べて0.003〜0.006Åさらに長いと測定されたので、一般タウリンの水素結合がさらに強いことが分かった。これは、分子内電子密度分布が、変性タウリンの場合、特定結合にさらに集中しており、外部の影響(水素結合)に対しても大きな変化を示さないということを示す。
タウリンと「変性タウリン」の構造的な違いを確認するために、ラマン(Raman)分析を韓国高分子試験研究所に依頼し、その結果を図2に示した。
分析のための「変性タウリン」結晶は、何れも実施例1−2(3)の場合で製造された固体状態の結晶を使用した。
(1)分析機器:Nanofinder FLEX G(Lambda Ray社製)
(2)Source:532nm
(3)Range:200〜3600cm−1
(4)Exposure time、accumulation:3sec/20time
(5)Spatial resolution:約0.5μm
(6)Peak resolution:1cm−1
タウリンと「変性タウリン」の構造的な違いを確認するために、赤外線(FT−IR)分光分析を韓国高分子試験研究所に依頼し、その結果を図3に示した。
(1)分析機器:JASCO FT−IR 4100
(2)測定モード:ATR mode
(3)Range:600〜4000cm−1
(4)Scan数:32
(5)Peak resolution:4cm−1
タウリンと「変性タウリン」の表面と形状を観察するためにSEM分析を行い、その結果を図4に示した。
(1)分析機器:HITACHI(S−2700)、JAPAN
(2)Electron Gun:Tungsten Filament type
(3)Resolution:4.0nm
(4)Accelerating Voltage:15.0kV
(1)分析機器:TGA 7(Perkin−Elmer社製)
(2)雰囲気:N2 gas
(3)昇温速度:20℃/min
(4)範囲:50〜600℃
タウリンと「変性タウリン」の違いを確認するために融点分析を行い、その結果を図6に示した。
(1)分析機器:MPA100(SRS;Stanford Research System社製)
(2)開始温度:200℃
(3)昇温速度:10℃/min
図6に示されているように、「変性タウリン」の融点(melting point、onset point基準)が、タウリンの融点に比べて略10℃程度さらに高いことが分かった(3回の実験結果、それぞれ335.7℃;336.6℃;及び337℃と示された)。これは、RamanやFT−IRスペクトルの吸収強度や吸収波長で示されたように、結晶内イオン化された分子(H3N+CH2CH2SO3 −)の間の結合強度においてタウリンと差があるため生じた現象である。
タウリンと「変性タウリン」の違いを確認するために水溶解度分析(OECD Test Guideline 105)を韓国高分子試験研究所に依頼し、その結果を図7に示した。
前述のように、変性タウリンの単結晶測定で証明された特定結合内電子分布の集中現像は特定結合周囲電子密度の分極に影響を与え、これがRamanスペクトルで差異点を示すことが分かった。 IRスペクトルで一般タウリンの−NH3 +の吸収ピークである1172.05cm−1、3043.6cm−1吸収帯と−SO3 −の吸収ピークである1204.45cm−1吸収帯が変性タウリンでは−NH3 +が1173.77cm−1、3044.57cm−1、−SO3 −が1205.5cm−1であって、1〜2cm−1ブルーシフト(blue shift)され、これは結合の長さが短くなり結合強度が強くなったとのことを示し、変性タウリン分子内電子密度が変性過程により増加したことを示す。
抗凝固活性の評価
抗血栓(抗血液凝固)活性は、既存に報告されている方法に準じて評価し、血液凝固検査自動化機器であるSysmex CA−1500(Siemens Healthcare製、Germany)に、PT、aPTT及びTT分析用Sysmex CA−1500専用試薬であるトロンボレルS(Thromborel S)及びアクチン(Actin)、トロンビン(Trombin)をそれぞれ取り付け、検査機器の自動プロシージャに従って、PT(プロトロンビン時間、prothrombin time)、aPTT(活性化部分トロンボプラスチン時間、Activated partial thromboplastin time)及びTT(トロンビン時間、Thrombin time)に対する血液凝固時間(sec)をそれぞれ測定した。この3つの分析のための十分な検体量は、血漿と試験物質の混合物(比率80:20)であって、約400uL程度が要された。
実験方法
8週令の雄マウス(C57BL/6)(入手先:KOATECH社)を対象として、代表的な糖尿病診断検査方法であるGTT(Glucose Tolerance Test)方法により抗糖尿効能候補物質に対して評価した。
(1)体重増加量の測定結果
体重、体重増加量及び体重増加量T−TEST結果を図10〜図15及び下記表21〜38に示した。
GTT測定結果及びこれに対するT−TEST結果を図16〜19及び下記表39〜46に示した。
中性脂肪、AST及びALT検査結果とこれに対するT−test結果を下記表47〜56に示した。
実験マウスの肝、白色脂肪組織(WAT)、褐色脂肪組織(BAT)及び腎臓組織の検査結果を図20〜23に示した。
Claims (9)
- 炭素(C)と硫黄(S)の原子間距離が1.7730〜1.7779(Å)であり、
硫黄(S)と3個の酸素(O)の原子間平均距離が1.452〜1.462(Å)であり、
硫黄(S)と3個の酸素(O)の原子間最大距離が1.458〜1.468(Å)であり、
溶け始める点(onset point)が330℃〜340℃である、変性タウリン。 - 前記変性タウリンは、ラマンスペクトル上の位置847、891、1182、1256、1427、1458cm−1で891/847の吸収帯の強度割合、1182/1256の吸収帯の強度割合、及び1427/1458の吸収帯の強度割合が何れも1未満であることを特徴とする、請求項1に記載の変性タウリン。
- 前記変性タウリンは、水溶解度が75〜79g/Lであることを特徴とする、請求項1に記載の変性タウリン。
- 前記変性タウリンは、最大密度が1.74〜1.76g/cm3であることを特徴とする、請求項1に記載の変性タウリン。
- 前記変性タウリンは、赤外線分光(FT−IR)で1650〜2800cm−1位置の吸収波長がタウリンと異なることを特徴とする、請求項1に記載の変性タウリン。
- (a)水にタウリンを溶解させる段階;
(b)前記(a)にエタノールを添加してタウリン、水、およびエタノールを結合させて半固形物を形成する段階;および
(c)前記(b)から水およびエタノールを除去してタウリンを再結晶化する段階;を含む、変性タウリンの製造方法。 - 前記(a)段階での水はタウリン飽和水溶液に該当する水の量の1〜20倍で使用することを特徴とする、請求項6に記載の変性タウリンの製造方法。
- 前記変性タウリンは、単斜晶系(monoclinic crystal system)であり、空間グループ(space group)がP2(1)/cであることを特徴とする、請求項1に記載の変性タウリン。
- 請求項1による変性タウリンと、糖、ポリフェノール及びアミノ酸からなる群から選択される1つ以上とを含むことを特徴とする、代謝疾患治療用薬学的組成物。
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