JP7061611B2 - バチルスアミロリケファシエンスgf423菌株、及びそれによって生産されるポリペプチドを含む抗酸化及び抗炎症活性を提供するかあるいは脂質異常症を予防又は治療する組成物 - Google Patents
バチルスアミロリケファシエンスgf423菌株、及びそれによって生産されるポリペプチドを含む抗酸化及び抗炎症活性を提供するかあるいは脂質異常症を予防又は治療する組成物 Download PDFInfo
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Description
Binex Co., Ltdからビスパンを購入し、これから後述する過程によって本発明のSODを生産するバチルスアミロリケファシエンス菌株を純粋分離した。ビスパン粉末0.1gを10ml生理食塩水(0.9%NaCl)に希釈し、LB寒天プレートに塗抹してコロニーを確保した。これから単一コロニーを取り、またLB寒天プレートに塗抹した。このような過程を3回繰り返して単一菌株を分離した。分離された細菌はグラム陽性、模様はバチルスであり、内生胞子(endospore)を生成することができた。
2.1バチルスアミロリケファシエンスGF423の培養
バチルスアミロリケファシエンスGF423菌株の培養のために、LB寒天培地(Luria-Bertani(LB)寒天;トリプトファン10g/L、酵母抽出物5g/L、NaCl 10g/L、寒天15g/L)で形成された単一コロニーをLB培地30mlに接種し、37℃で12時間培養した。この種培養をまた1mM硫酸マンガン(MnSO4)の含まれたLB培地3Lに接種し、37℃で20時間培養した。
細胞培養液を4℃で、3,578xgで20分間遠心分離して上澄み液を取った後、限外濾過(Ultrafiltration、以下、UF、MWCO 10,000)を用いて10倍濃縮した。濃縮された上澄み液300mlを4℃で撹拌しながら60%飽和度まで硫酸アンモニウム(ammonium sulfate)を添加し、30分間撹拌した。その後、3,578gで30分間遠心分離して上澄み液を取り、2M硫酸アンモニウムが含まれた50mMリン酸カリウム(potassium phosphate、pH7.5)で平衡化したHiPrepTM Phenyl HP 16/10カラムにロードした。その後、2M~0Mの硫酸アンモニウムが含まれた50mMリン酸カリウム(pH7.5)を用いて溶出した(図1のA)。
Edman分解方法を用いて、精製されたSODのN末端を分析した結果、Ala-Tyr-Lys-Leu-Pro-Gluのアミノ酸配列を確認した。ゲノム上に前記アミノ酸配列をコード化することができる遺伝子を探索した結果、配列番号1の遺伝子を見つけた。
メロン(Cucumis melon)のミトコンドリア(XP_008457298、XP_008457297)クロロプラスト(XP_008453838、XP_008450700、XP_008450699、XP_008465422、NP_001315382)、サイトゾル(XP_008441989、XP_008455578、XP_008455574、ALO62043、ALO62042)内に存在するSODとバチルスアミロリケファシエンスGR423菌株によって生産されたSODのアミノ酸配列と相同性を調査した結果、いずれも40%以下の相同性(identity)を示した。下記の表4に相同性(identity)と類似性(similarity)を示した。
5.1バチルスアミロリケファシエンスGF423の培養
前記菌株の培養のために、LB寒天培地で形成された単一コロニーをLB培地50mlに接種し、37℃で12時間培養した。この種培養をまた500mlのLB培地に接種し、37℃で6時間培養した。この2次種培養をまた1mM硫酸マンガンの含まれた50LのLB培地に接種し、37℃で20時間培養した。バチルスアミロリケファシエンスGF423の培養挙動は図5に示した。
細胞培養液に0.7%リン酸水素二カリウム(K2HPO4)を添加し、この混合液に1.4%塩化カルシウム(CaCl2)を添加した後、また0.7%リン酸水素二カリウムを添加し、30分間混合して凝集(flocculation)を誘導した。その後、4℃、3,578gで間遠心分離して上澄み液を取った後、UF(MWCO 10,000)を用いて10倍濃縮した。
バチルスアミロリケファシエンスGF423由来スーパーオキシドジスムターゼのコーティングは天然コーティング製剤であるセラック(shellac)を用いた。セラックは50mMリン酸カリウム(pH7.0)緩衝溶液に溶解し、スーパーオキシドジスムターゼ精製溶液と混合して凍結乾燥させた。凍結乾燥されたサンプルは粉末形態で4℃で保管した。
精製したバチルスアミロリケファシエンスGF423菌株由来のスーパーオキシドジスムターゼ(GF423 SOD)の活性をスーパーオキシドジスムターゼ活性測定キット(SOD activity assay kit、cayman 706002)を用いて測定した。
[数1]
スーパーオキシドジスムターゼ活性(SOD activity、U/ml)=[{(LR-y切片)/勾配}*23]*希釈倍数
例)標準サンプルAの線形比率値(Std A LR)=標準サンプルAのO.D./標準サンプルAのO.D.
標準サンプルBの線形比率値(Std B LR)=標準サンプルAのO.D./標準サンプルBのO.D.
動物モデルでバチルスアミロリケファシエンスGF423菌株の抗酸化効果と抗炎症効果を確認するために実験を進めた。
動物実験を進めるうちマウスの体重変化を毎日測定して記録して図7に示した。図7を参照すれば、他のグループに比べて対照群(グループI)の体重増加幅が最も大きく現れ、他のグループはSOD又はガンマ線の影響によって体重の増加幅が対照群に比べて少なく現れた。
-SOD活性変化測定
動物実験後に得た血清を用いて血液内のSOD活性を測定して図8に示した。図8を参照すれば、対照群と比較したとき、グループII(GF423菌株によって生産されたSOD投与グループ)で血液内のSOD活性が増加したことを確認し、グループIII(ガンマ線照射グループ)はSOD活性が減少したことを確認した。ガンマ線を照射し、本発明の菌株を投与したグループIV(GF423菌株によって生産されたSOD投与グループ)では血液内のSOD活性がガンマ線のみ照射したグループ(グループIII)より高く現れて対照群(グループI)と類似した様相を示した。
動物実験後に得た血清を用いて血液内のCAT活性を測定するために、カタラーゼ活性測定キット(catalase assay kit、cayman 707002)を用いた。
ホルムアルデヒド(uM)=[(サンプルO.D.-y切片)/勾配]*(0.17ml/0.02ml)
カタラーゼ活性(CAT activity、nmol/min/ml)=(サンプルのホルムアルデヒド濃度/20分)*希釈倍数
動物実験後に得た血清を用いて血液内のGPx活性を測定するためにグルタチオンペルオキシダーゼ活性測定キット(glutathione peroxidase assay kit、cayman 703102)を用いて測定し、結果を図10に示した。
ΔA340/min=|A340(time 2)O.D.-A340(time 1)O.D.|/{Time 2(min)-Time 1(min)}
GPx活性(nmol/min/ml)=(ΔA340/min/0.00373uM^-1)*(0.19ml/0.02ml)*希釈倍数
1)血液内のIL-1β(interleukin-1 beta)変化測定
動物実験後に得た血清を用いて血液内のIL-1βの濃度変化を測定するためにIL-1β ELISA測定キット(マウスIL-1β immunoassay kit、R&D system SMLB00C)を用いた。
まず、蒸溜水を用いてマウスIL-1β対照群を溶かし、calibrator diluent RD5-16を用いてIL-1β標準サンプルと血清サンプルを希釈して準備した。マウスIL-1β単クロン抗体がコートされたプレートにassay diluent RD1N 50μlを入れた後、準備した対照群、標準サンプル及び血清サンプルをそれぞれ50μlずつ分株し、常温で2時間インキュベーションした。その後、洗浄バッファー(1x PBS、0.1% tween-20)を用いて5回洗浄した後、マウスIL-1βコンジュゲート(ワサビダイコンペルオキシダーゼが結合したマウスIL-1β多クロン抗体)を各ウェルに100μlずつ分株し、常温で2時間インキュベーションした。その後、5回洗浄し、発色試薬A(過酸化水素)とB(tetramethlybenzidine)を同量で交ぜて(使用15分前に予め混ぜ合わせた)各ウェルに100μlずつ分株し、光を避けて30分間常温でインキュベーションした後、停止液100μlを入れて反応を止め、450nmと540nmで吸光度を測定した。IL-1βの数値を得るために、まず540nmの吸光値から450nmの吸光値を差し引いた値を用いて計算した。その後、標準サンプル、対照群、血清サンプルの値から標準サンプルの0点吸光値を差し引いた後、その値を用いて標準サンプルの標準曲線を描き、それによって得た式を用いて下記の数4によってIL-1β値を計算して図11にグラフで示した。
1)ΔO.D.=540nmO.D.-450nmO.D.
2)ΔΔO.D.=ΔO.D.-Std 0 ΔO.D.
3)IL-1β(pg/ml)={(ΔΔO.D.-y切片)/勾配}*希釈倍数
動物実験後に得た血清を用いて血液内のTNF-αの濃度変化を測定するためにTNF-α ELISA測定キット(マウスTNF-α免疫分析キット、R&D system SMTA00B)を用いた。
動物実験後に得た血清を用いて血液内のIL-6の濃度変化を測定するためにIL-6 ELISA測定キット(R&D system SM6000B)を用いた。
動物実験後に得た血清を用いて血液内の酸化窒素の変化を測定するために、酸化窒素測定キット(in vitro nitric oxide assay kit、cell biolabs STA-802)を用いた。
酸化窒素(NO)uM={(サンプルO.D.-y切片)/勾配}*希釈倍数
以下で説明する方法によって本発明のバチルスアミロリケファシエンスGF423菌株によって生産されたSODを大膓癌細胞に処理したとき、細胞増殖の阻害程度を確認した。
細胞増殖(%)=(各濃度別O.D./対照群O.D.)*100」
本実施例ではバチルスアミロリケファシエンスGF423菌株由来のスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)の脂質異常症患者及び正常人の脂質代謝に対する効能効果を確認するために実験を進めた。
本発明のスーパーオキシドジスムターゼの服用4週前後、全血のHDL-コレステロール、LDL-コレステロール、総コレステロール及び中性脂肪濃度を測定した。前記実験例の各対象者から得た血液の総コレステロールはアライン(Allain)などの酵素法(Clin. Chem. 20: 470-475, 1974)を応用した測定用試薬(アサン製薬キット)を使った。HDL-コレステロールはアサン製薬試薬を使って測定した(Clin. Chem. 28: 1379-1388, 1982)。血液の中性脂肪(TG)の濃度はMcGowanなどの酵素法(Clin. Chem. 29: 538-542, 1983)を用いた発色法原理によって中性脂肪測定用試薬(アサン製薬キット)を使って測定し、その結果を下記の表8に示した。全ての値は平均値±標準偏差(SD)で示した。本発明の薬剤学的組成物に対して全ての対象体では何の副作用も観察されなかった。
Claims (3)
- 韓国生命工学研究院生物資源センター(Korean Collection for Type Culture;KCTC)に受託番号KCTC 13222 BPとして国際寄託されたバチルスアミロリケファシエンスGF423(Bacillus amyloliquefaciens GF423)菌株によって生産された、配列番号2のアミノ酸配列からなるSODを含む、大腸癌治療用薬剤学的組成物。
- 韓国生命工学研究院生物資源センター(Korean Collection for Type Culture;KCTC)に受託番号KCTC 13222 BPとして国際寄託されたバチルスアミロリケファシエンスGF423(Bacillus amyloliquefaciens GF423)菌株によって生産された、配列番号2のアミノ酸配列からなるスーパーオキシドジスムターゼを含む、脂質異常症予防又は治療のための経口投与用薬剤学的組成物。
- 韓国生命工学研究院生物資源センター(Korean Collection for Type Culture;KCTC)に受託番号KCTC 13222 BPとして国際寄託されたバチルスアミロリケファシエンスGF423(Bacillus amyloliquefaciens GF423)菌株によって生産された、配列番号2のアミノ酸配列からなるスーパーオキシドジスムターゼを含む、脂質異常症予防又は改善用に役立つ食品。
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