JPH0515371A - 新規セラミダーゼ - Google Patents

新規セラミダーゼ

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JPH0515371A
JPH0515371A JP3169816A JP16981691A JPH0515371A JP H0515371 A JPH0515371 A JP H0515371A JP 3169816 A JP3169816 A JP 3169816A JP 16981691 A JP16981691 A JP 16981691A JP H0515371 A JPH0515371 A JP H0515371A
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JP
Japan
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sphingosine
ceramide
ceramidase
optimum
range
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Pending
Application number
JP3169816A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Higuchi
和彦 樋口
Yukihiro Yada
幸博 矢田
Genji Imokawa
玄爾 芋川
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 至適pHが9付近にあり、かつ、弱酸性域から
弱アルカリ性域(6〜10)に活性を有し、更に合成セ
ラミドのみならず天然セラミド画分に対しても活性を有
するセラミダーゼB。 【効果】 種々の脂質代謝異常の疾患の治療・予防、皮
膚の機能維持・改善等を目的とする医薬品、診断薬、化
粧料等の成分として有用である。特に皮膚天然セラミド
に対する活性が高く、保湿効果、バリア補強効果を有す
る皮膚外用剤、化粧料の成分として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なセラミダーゼに関
し、更に詳細にはセラミドを分解することによって、皮
膚に代表される生体組織中にセラミド及びスフィンゴシ
ン含量を調節する作用を有し、医薬、化粧料の配合成分
として有用な新規なセラミダーゼに関する。
【0002】
【従来の技術】セラミドはスフィンゴシン塩基のアミノ
基に脂肪酸が酸アミド結合したもので、脳をはじめとす
る生体組織中にスフィンゴ糖脂質やスフィンゴリン脂質
として、あるいはそのままで存在しているといわれてい
る。このセラミドはセラミダーゼ(アシルスフィンゴシ
ンデアシラーゼ;EC 3.5.1.23 )によりスフィンゴシン
塩基と脂肪酸に加水分解される。従って、生体中のセラ
ミドはセラミダーゼの活性により調節されている。
【0003】ところで、遺伝性脂質代謝病の一つである
スフィンゴリピドーシスはセラミドの蓄積による疾患で
あり、セラミダーゼの欠損に起因するものであることが
知られている。また、角質細胞間脂質としてのセラミド
は表皮の保湿機能やバリア機能において重要な役割を担
っていることが明らかとなっており、アトピー性皮膚炎
等に代表される多くの皮膚疾患患者の表皮においてセラ
ミド代謝の変動が見られる。更に、セラミダーゼによる
セラミドの加水分解物であるスフィンゴシンは表皮細胞
の増殖を抑制し、分化誘導活性をもつことが知られてお
り、セラミダーゼによって角化がコントロールできる可
能性がある。
【0004】以上のように生体組織中のセラミド量を調
節する酵素であるセラミダーゼを提供することは、脂質
代謝異常疾患の治療・予防、皮膚の機能維持・改善等の
観点から極めて重要である。
【0005】従来、セラミダーゼとしてはラット脳、ヒ
ト腎及びヒト小脳等から採取できることが報告されてい
る〔蛋白質・核酸・酵素,Vol.32, No.2, 162(1987) 、
Catt, S.: J. Biol. Chem., 241, 3724(1966) 、Yavin.
E., Gatt, S.: Biochemistry,,1692(1969)、Sugit
a, M., Williams, M., Dulaney, J. T.、Moser, H. W.:
Biochim. Biophys. Acta,398, 125(1975) 〕。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来報
告されているセラミダーゼは、そのほとんどが至適pHが
4〜5と酸性側にあった。更に、皮膚、特に表皮由来の
ものは知られておらず、また天然セラミド画分に対する
分解活性が明らかにされていない粗精製物であるため、
医薬として投与したり、化粧料として皮膚に塗布するこ
とはできなかった。従って本発明は、医薬、化粧料等と
して使用可能な新規セラミダーゼを提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる実状において、本
発明者らはヒトを含む種々の動物の組織を用いてセラミ
ダーゼを採取すべく鋭意研究したところ、哺乳類の表皮
及び大脳より全く新しいセラミダーゼを単離することに
成功し、本発明を完成した。
【0008】すなわち、本発明は至適pHが弱アルカリ性
付近にあり、かつ弱酸性域から弱アルカリ性域(6〜1
0)に活性を有し、更に合成セラミドのみならず天然セ
ラミド画分に対しても活性を有する新規なセラミダーゼ
Bを提供するものである。
【0009】本発明のセラミダーゼBは、ヒトを含む哺
乳類の組織、例えばモルモット表皮、ラット大脳等より
分離することができる。より詳細には、例えばモルモッ
ト表皮に水性溶媒を加えて適当な時間、適当な温度に保
持して抽出を行い、抽出液を適当な時間と温度に保持
し、更に塩析、限外濾過、イオン交換カラムクロマトグ
ラフィー、疎水性カラムクロマトグラフィー、アフィニ
ティークロマトグラフィー、ゲル濾過、吸着カラムクロ
マトグラフィー、等電点電気泳動のいずれか又はそれら
の組み合わせで処理することにより得ることができる。
【0010】このようにして得られる本発明セラミダー
ゼBは以下の酵素学的性質を有する。なお、酵素活性の
測定は以下の方法に従って行った。 (a)合成基質を用いたセラミダーゼ活性測定 Science,178, 1100-1102(1972) にSugitaらが記載した
のと類似の方法で測定した。すなわち、25μl14C標
識合成基質溶液(20nmol; 14C-palmitoylsphingosine
0.1mgのTween 20、25mgのTriton X-100を混合し窒
素気流下で乾固した後、16mg/mlのコール酸ナトリウ
ム溶液25μlを加え、超音波処理を行う)に1.0M Tri
s-HCl 緩衝液(pH9.0 25μl、酵素液150 μlを添
加、混合し、37℃で60分間振とうしながら保温す
る。1%のキャリアーパルミチン酸50μlとDole試薬
(2−プロパノール−ヘプタン−1N NaOH, 40:10:1) 3
mlを加え反応停止後、1.8ml のヘプタンと1.6ml の純水
を加え、遠心分離し未反応の合成基質を除くため上層を
捨て、残った下層を2.0ml のヘプタンで二回洗浄し、更
に1N硫酸1.0ml と2.4ml のヘプタンを加え遠心分離した
後、得られた上層1.0mlの放射活性を液体シンチレーシ
ョンカウンターによって測定した。なお同測定系におい
て酵素水溶液の代わりに67mMリン酸緩衝液(pH7.4 )
を用いたものを対照とした。活性単位は上記測定法にお
いて、1分間に1nmolのパルミチン酸を遊離させる酵素
活性を1単位とした。
【0011】(b)天然セラミドを用いたセラミダーゼ
活性測定 モルモット表皮より、天然脂質をBligh-Dyer法により抽
出し、常法に従いHPTLC (メルク社製)で展開して、全
セラミド画分を抽出し、窒素気流下で濃縮乾固し得られ
た天然セラミド(10〜30mgの天然セラミドと0.1mg
のTween 20、25mgのTriton X-100を混合し窒素気流
下で乾固した後、16mg/mlのコール酸ナトリウム溶液
25μlを加え、超音波処理を行う)に1.0M Tris-HCl
緩衝液(pH9.0 )25μl、酵素液150 μlを添加、混
合し、37℃で0〜24時間、振とうしながら保温す
る。Dole試薬(2−プロパノール−ヘプタン−1N NaOH,
40:10:1)のみを加え反応を停止させた後、1.8ml のヘ
プタンと1.6ml の純水を加え、遠心分離し上層を分取
し、これと残った下層を2.0ml のヘプタンで二回洗浄し
遠心分離によって得られた上層を合わせ、窒素気流下で
乾固し未反応セラミドを回収し、この乾固物にクロロホ
ルム−メタノール(6:1,容量比)を加えた後、一定
量をHPTLC プレート(メルク社製)上にスポットし、薄
層クロマトグラフィーに供し、各セラミド画分の残存量
を二次元画像解析装置(島津製作所製)を用いて定量し
た。
【0012】(酵素学的性質) (1)作用 天然セラミド、パルミトイルスフィンゴシン、オレオイ
ルスフィンゴシン及びリノレイルスフィンゴシンに作用
し、これらを加水分解する。 (2)基質特異性 パルミトイルスフィンゴシン、オレオイルスフィンゴシ
ン及びリノレイルスフィンゴシンに対し活性を有し、ま
た全天然セラミド画分に対して活性を有するが、特にセ
ラミド・タイプI、II、IV及びVに対する活性が強
い。中でもセラミド・タイプIV、Vに対する活性がセ
ラミド・タイプIに対する活性よりも強い。
【0013】(3)至適pH及び安定pH範囲 至適pHは9付近であり(図1)、安定pHの範囲は5〜1
0であった(図2)。なお、pH安定性は37℃で60分
間放置した後の残存活性を測定することにより判定し
た。 (4)作用適温の範囲 作用適温は15〜45℃の範囲であり、最適温度は約3
0〜40℃であった(図3)。
【0014】(5)温度による失活の条件 pH7.4 、60℃で60分間保温すると、ほぼ完全に失活
する(図4)。 (6)分子量 TSK-3000SWカラム(トーソー株式会社製)によるゲル濾
過法で測定した結果、分子量は140,000 ±25,000であっ
た。なお、分子量決定の標準物質としてカタラーゼ(分
子量:232,000 )、牛血清アルブミン(分子量:67,00
0)、卵白アルブミン(分子量:43,000)及びキモトリ
プシノーゲンA(分子量:25,000)を使用した。
【0015】(7)等電点 5.9 ±0.6 である(図5)。 (8)阻害剤の影響 各種のサンプル水溶液(最終濃度1〜100 μM )を含む
緩衝液(pH9.0 )25μlをセラミダーゼB水溶液150
μlと混合し、37℃で60分間保温した後、セラミダ
ーゼBの合成基質加水分解活性を測定した。その結果、
セラミドの加水分解物であるスフィンゴシンと脂肪酸
(それぞれ100 μM )で30〜40%阻害された。
【0016】
【発明の効果】本発明のセラミダーゼBは、至適pHを弱
アルカリ域に有し、かつ、弱酸性域から弱アルカリ性域
(6〜10)に活性を有し、更に合成セラミドのみなら
ず天然セラミド画分に対しても活性を有するため、種々
の脂質代謝異常の疾患の治療・予防、皮膚の機能維持・
改善等を目的とする医薬品、診断薬、化粧料等の成分と
して有用である。特に皮膚天然セラミドに対する活性が
高く、保湿効果、バリア補強効果を有する皮膚外用剤、
化粧料の成分として有用である。
【0017】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【0018】実施例1 ラット大脳100gに300ml の1mM EDTA 、1mM EGTA、0.5m
M PMSF 0.25Mショ糖を含む67mMリン酸緩衝液(pH7.4
)(以下Buffer Aと表示する。)を加え、テフロンホ
モジナイザーによって組織を破壊し遠心分離(800×
g、10分間)し、上清を得る。更に残った沈渣を200m
l のBuffer Aで再抽出し、再び遠心分離を行い、その上
清を合わせる(このものの合成基質に対するセラミド分
解活性は4.2×104 dpm/mgであった。)。これを更に1
0,000×gで30分間の遠心操作を行い、得られた沈渣
にBuffer Aを15ml添加し懸濁する。この懸濁液に300m
l の1mM EDTA 、1mM EGTA 、0.5mM PMSF、0.5 %コー
ル酸ナトリウムを含む67mMリン酸緩衝液(pH7.4 )
(以下Buffer Bと表示する。)を加え、4℃にて2時間
攪拌した後、更に遠心分離(10,000×g, 30分間)
し、上清を粗酵素液とする(このものの合成基質に対す
るセラミド分解活性は2.9 ×105 dpm/mgであっ
た。)。この粗酵素液をBuffer Bで平衡したDEAE−セル
ロース(Whatman 株式会社製)カラムクロマトグラフィ
ーに通液し、樹脂に吸着しない活性画分(セラミダーゼ
A)を回収した。また同緩衝液で塩化ナトリウム0〜1.
5Mの直線的濃度勾配法にて別の活性画分(セラミダーゼ
B)を集め、図6に示すように新規のセラミダーゼA及
びBを含む二画分を得た。得られたセラミダーゼBは前
記の酵素学的性質を有し、分子量(ゲル濾過法)は150,
000 であった。
【0019】実施例2 モルモット背部皮膚を細断し、ディスパーゼ(1,000PU/
PBS(+), 合同酒精株式会社製)で4℃、一昼夜処理し、
表皮シートを得る。得られた表皮100gに300mlのBuffer
Aを加え、ポリトロンを用いてホモジナイズし、実施例
1と同様な方法でモルモット表皮より、図7に示すよう
に二種の新規セラミダーゼA及びBを抽出した。このよ
うにして抽出したそれぞれのセラミダーゼA及びBを疎
水性カラムクロマトグラフィー、アフィニティークロマ
トグラフィー、ゲル濾過、吸着カラムクロマトグラフィ
ー、等電点電気泳動などを用い部分精製した。得られた
セラミダーゼBは、前記の酵素学的性質を有し、分子量
(ゲル濾過法)は150,000 であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】セラミダーゼBの至適pHを示す図である。
【図2】セラミダーゼBのpH安定性を示す図である(基
質として14C−パルミトイルスフィンゴシンを使用)。
【図3】セラミダーゼBの作用適温の範囲を示す図であ
る(基質として14C−パルミトイルスフィンゴシンを使
用)。
【図4】セラミダーゼBの温度安定性を示す図である
(基質として14C−パルミトイルスフィンゴシンを使
用)。
【図5】セラミダーゼBの等電点を示す図である(基質
として14C−パルミトイルスフィンゴシンを使用)。
【図6】ラット大脳より得られた粗酵素液をDEAE−セル
ロースカラムクロマトグラフィーに供したときの分画パ
ターンを示す図である(基質として14C−パルミトイル
スフィンゴシンを使用)。
【図7】モルモット表皮より得られた粗酵素液をDEAE−
セルロースカラムクロマトグラフィーに供したときの分
画パターンを示す図である(基質として14C−パルミト
イルスフィンゴシンを使用)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 次の酵素学的性質を有するセラミダーゼ
    B。 (1)作用 天然セラミド、パルミトイルスフィンゴシン、オレオイ
    ルスフィンゴシン及びリノレイルスフィンゴシンに作用
    し、これらを加水分解する。 (2)基質特異性 パルミトイルスフィンゴシン、オレオイルスフィンゴシ
    ン及びリノレイルスフィンゴシンに対して活性を有し、
    また全天然セラミド画分に対して活性を有するが、特に
    セラミド・タイプI、II、IV及びVに対する活性が
    強い。 (3)至適pH及び安定pH範囲 至適pHは9付近であり、安定pH範囲は5〜10である。 (4)作用適温の範囲 作用適温は15〜45℃の範囲であり、最適温度は約3
    0〜40℃である。 (5)温度による失活の条件 pH7.4 、60℃で60分間保温すると、ほぼ完全に失活
    する。 (6)分子量(ゲル濾過法) 140,000 ±25,000
JP3169816A 1991-07-10 1991-07-10 新規セラミダーゼ Pending JPH0515371A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1172436A1 (en) * 1999-03-26 2002-01-16 Takara Shuzo Co, Ltd. Ceramidase gene

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EP1172436A1 (en) * 1999-03-26 2002-01-16 Takara Shuzo Co, Ltd. Ceramidase gene
EP1172436A4 (en) * 1999-03-26 2002-07-17 Takara Shuzo Co CERAMIDASE GENE
US6830919B1 (en) 1999-03-26 2004-12-14 Takara Bio Inc. Ceramidase gene
US7449553B2 (en) 1999-03-26 2008-11-11 Takara Bio Inc. Antibody that binds ceramidase

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