JPH0672885A - トポイソメラーゼ阻害剤 - Google Patents

トポイソメラーゼ阻害剤

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JPH0672885A
JPH0672885A JP4247169A JP24716992A JPH0672885A JP H0672885 A JPH0672885 A JP H0672885A JP 4247169 A JP4247169 A JP 4247169A JP 24716992 A JP24716992 A JP 24716992A JP H0672885 A JPH0672885 A JP H0672885A
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JP
Japan
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topoisomerase
sample
extracted
methanol
active ingredient
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Pending
Application number
JP4247169A
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English (en)
Inventor
Kunio Oishi
邦夫 大石
Jun Kato
順 加藤
Kosuke Hayamizu
耕介 速水
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NIPPON JIIN KK
Original Assignee
NIPPON JIIN KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 例えば、癌細胞に投与することにより、癌細
胞の超らせんDNA構造を緩和するトポイソメラーゼの
作用を阻害する代謝拮抗作用を有する制癌剤として用い
ることができるトポイソメラーゼ阻害剤を得る。 【構成】 タンニン化合物、特に、次の化1の化学構造
式で表わされるペダンキュラギン(pedunculagin)が有効
成分として含有されたもの。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超らせんDNA構造を
緩和する酵素であるトポイソメラーゼを阻害するトポイ
ソメラーゼ阻害剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】悪性腫瘍、即ち広義の癌の薬物療法は近
年著しい進歩を遂げ、将来に明るい見通しを与えてい
る。しかし、未だ画期的な制癌薬の出現は見られず、治
療法の主流とされている外科手術や放射線療法に対する
補助的又は姑息的手段としか考えられていないのが現状
である。
【0003】この意味において、三大成人病の一つとし
て注目される癌に用いる薬物の理想は担癌生体に無害
で、癌細胞のみを特異的に攻撃又は抑制できることで、
癌の本態究明とあいまって、今後の大いなる発展が望ま
れている。
【0004】ところで、制癌剤とは、癌細胞の最も一般
的な特徴である正常細胞に比べて急速な増殖をすること
を利用して増殖性の細胞に対し毒性をもつ薬剤であって
癌細胞の発育・増殖を抑制するもの(所謂「細胞分裂阻
害剤」)、特定の癌の栄養要求性の特徴を利用するも
の、免疫賦活作用をもつもの等がある。この制癌剤は作
用機序から次のように分けられる。
【0005】 1.細胞毒,核分裂毒(放射線様作用物質) アルキル化剤 2.代謝拮抗剤 (1) 核酸代謝拮抗物質 (2) 葉酸代謝拮抗物質 (3) その他の代謝拮抗物質 3.抗生物質 4.ホルモン剤 5.放射性同位元素 6.その他 (1) 菌体成分 (2) インターフェロン類
【0006】一方、二重鎖DNAに切断(ニックあるい
は両鎖切断)を導入することにより超らせん構造を緩和
する酵素としてトポイソメラーゼI(スウィベラーゼ)
がある。これはDNA複製において複製フォークの進行
に伴って生ずる正の超らせん構造を緩和することによ
り、複製フォークの進行を促進する酵素である。
【0007】この酵素の反応機構は、DNAにニックを
導入し、ホスホジエステル結合を切断し、そのエネルギ
ーをタンパク質とDNA末端の一方との共有結合に保存
し、再び他方の一重鎖DNA末端とのホスホジエステル
結合の形成に用いることとされている。また、この反応
サイクルを繰返すことにより超らせんを一つづつ緩和す
るものである。
【0008】同様な酵素として、トポイソメラーゼIIが
あるが、これはATPの存在下あるいは非存在下におい
て超らせん構造を緩和する活性をもつが、その反応機構
はトポイソメラーゼI型と異なり、二重鎖DNAの両端
を切断して再結合するもので超らせんを二つずつ緩和す
ることができる。
【0009】大腸菌トポイソメラーゼIの構造遺伝子t
opAはsupXと同一である。これらスウィベラーゼ
の役割は複製フォークの進行を促進する他に、複製終了
後に生じた2本の娘DNA分子の分離あるいは転写の際
にも機能を果たしている可能性がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述のような特性を有
するトポイソメラーゼの活性を阻害することにより、癌
細胞の発育・増殖を抑制する有効な制癌剤が得られる。
【0011】本発明は、例えば、癌細胞に投与すること
により、癌細胞の超らせんDNA構造を緩和するトポイ
ソメラーゼの作用を阻害する代謝拮抗作用を有する制癌
剤として用いることができるトポイソメラーゼ阻害剤を
得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本請求項1に記載の発明
に係るトポイソメラーゼ阻害剤では、タンニン化合物が
有効成分として含有されたものである。
【0013】本請求項2に記載の発明に係るトポイソメ
ラーゼ阻害剤では、タンニン含有植物から抽出されたタ
ンニン化合物が有効成分として含有されたものである。
【0014】本請求項3に記載の発明に係るトポイソメ
ラーゼ阻害活性では、ツバキ(Camellia japonica) から
抽出されたタンニン化合物が有効成分として含有された
ものである。
【0015】本請求項4に記載の発明に係るトポイソメ
ラーゼ阻害活性では、次の化2の化学構造式で表わされ
るペダンキュラギン(pedunculagin)が有効成分として含
有されたものである。
【0016】
【化2】
【0017】
【作用】本発明においては、タンニン化合物がトポイソ
メラーゼI阻害活性を有することから、このタンニン化
合物を有効成分として含有されたトポイソメラーゼ阻害
剤では、例えば、癌細胞に投与することにより、癌細胞
の超らせんDNA構造を緩和するトポイソメラーゼを阻
害する作用を有し、全く新しい作用機序の制癌剤として
用いることができる。
【0018】特に、タンニン含有植物から抽出されたタ
ンニン化合物が有効成分として含有されたトポイソメラ
ーゼ阻害剤では、例えば有機溶媒や熱水での抽出操作と
いう簡便な操作で目的とするタンニン化合物が容易に得
られる。
【0019】具体的なタンニン含有植物としては、ツバ
キ(Camellia japonica) が上げられ、その他のハーブ・
スパイスとしては、ベイベリィ(Bayberry),クローブ(C
love) ,シャクヤク(Peony) ,ローズ・レッド(Rose re
d),ローズ・バドレット(Rose budlet) ,ベイリーフ,
コンフリー(Comfrey) ,ユーカリ(Eucalyptus),メリー
ザ(Melissa) ,ペニーロイヤル(Pennyroyal),ローズ・
ピンク(Rose pink) ,スター・アニス(Star anise),タ
イムが上げられる。
【0020】また、ツバキ(Camellia japonica) から抽
出されたタンニン化合物は、他のタンニン含有植物から
得られたものに比べて、高いトポイソメラーゼ阻害活性
を有しており、このツバキから抽出されたタンニン化合
物を有効成分として含有されたものは高いトポイソメラ
ーゼ阻害活性を有する。
【0021】更に、前述の化2の化学構造式で表わされ
るペダンキュラギン(pedunculagin)は、最も高いトポイ
ソメラーゼ阻害活性を有しており、このペダンキュラギ
ンが有効成分として含有されたものは、1μg/ml程
度の量でトポイソメラーゼIの活性を有効に阻害するこ
とが確認され、トポイソメラーゼの作用を阻害する代謝
拮抗作用を有する制癌剤として有効である。
【0022】
【実施例】1)精製方法 図1はツバキ生葉からトポイソメラーゼ阻害剤の精製方
法を示す工程図である。ツバキ生葉中の有効成分は、ツ
バキの生葉(横浜市内より入手)をアセトンで抽出し、
抽出液を減圧濃縮乾固後メタノール・ヘキサンで3回抽
出し、このメタノール層をアビセルセルロースのカラム
クロマトグラフィー(アセトン/メタノール)の濃度勾
配法(アセトン:メタノール=1:0→4:1)で精製
した後、セファデックスLH−20のカラムクロマトグ
ラフィー(エタノール/メタノール)で同じく濃度勾配
法(エタノール:メタノール=1:0→1:1)を用い
て試料C−1を精製単離した。
【0023】更に試料C−1にタンナーゼを加えて、4
0℃12時間酵素処理を行った。これをセファデックス
LH−20のカラムクロマトグラフィー(エタノール:
メタノール)の濃度勾配法(エタノール:メタノール=
1:0→4:1)を用いて試料C−2及び試料C−3を
精製単離した。
【0024】2)各試料の理化学的性状 (1) 薄層クロマトグラフィーのRf値 セルロースプレート(Merck 5716)を使用し以下の溶媒
で展開した。 (a) 7%酢酸 Rf値=0.50 (b) n−ブタノール:酢酸:水=4:1:5(上層)
Rf値=0.24
【0025】(2) ペーパークロマトグラフィのRf値 Toyo No.50クロマト用ペーパーを使用し以下の溶媒で展
開した。 (a) 7%酢酸 Rf値=0.50 (b) n−ブタノール:酢酸:水=4:1:5(上層)
Rf値=0.24
【0026】(3) 赤外線吸収スペクトル アナレクト社AQ20型赤外分光計を使用してKBr錠
法にて測定した。結果を図2に示す。
【0027】(4) H1 −NMR 重アセトンに溶解し、JEOL GSX−500を用い
て測定した(500MHz)。結果を図3に示す。
【0028】(5) 13C−NMR 重アセトンに溶解し、JEOL GSX−500を用い
て測定した(125MHz)。結果を図4に示す。
【0029】以上の(1) 〜(5) の結果よりツバキ生葉中
の試料C−1のトポイソメラーゼI阻害有効成分は、次
の化3に示す構造既知のエラジタンニンであるペダンキ
ュラギン(pedunculagin)であることが判った。但し、式
中の−R1,−R2 は−H又は−OH基である。
【0030】
【化3】
【0031】また、試料C−2及び試料C−3について
も同様の分析結果から試料C−2は次の化4に示すエラ
ジン酸、試料C−3は次の化5に示す4-6-HHDP-glucose
であることが確認された。但し、式中の−R1,−R2
−H又は−OH基である。
【0032】
【化4】
【化5】
【0033】3)DNAトポイソメラーゼI反応とその
阻害 エッペンドルフチューブに0.35MTris・HCl
バッファー pH8.0 2μl,0.72M KCl
2μl,0.05M MgCl2 2μl,0.05
Mジチオスレイトール2μl,0.05Mスペルミジン
2μl,0.1%ウシ血清アルブミン2μl,0.25
μg/μl pBR322DNA 2μl,0.3U/
μl DNAトポイソメラーゼI 2μl,供試サンプ
ル2μl,これに水2μlを加え20μlとした。
【0034】37℃,30分間保温した後、反応停止液
(4.2%SDS,21%Ficoll 400,0.
2%BPB,0.33mg/mlプロテアーゼK)を6
μl加えた。これを0.7%アガロースゲル電気泳動を
用いて電気泳動した後、エチジウムブロマイドで染色
し、UV254nmでスーパーコイルDNAの弛緩の有
無を観察し、阻害活性の判定を行った。
【0035】図5は種々の濃度の試料C−1(ペダンキ
ュラギン)によるトポイソメラーゼIの阻害活性を示す
アガロース電気泳動の結果を示す図面代用写真である。
【0036】図において、レーン1はpBR322のD
NAに対してトポイソメラゼI及び試料C−1を添加し
ていないもの、レーン2はpBR322のDNAに対し
て0.3U/μlのトポイソメラーゼを添加して試料C
−1を添加していないもの、レーン3はpBR322の
DNAに対して0.3U/μlのトポイソメラーゼと
0.01μg/mlの試料C−1とを添加したもの、レ
ーン4は同じくトポイソメラーゼと0.03μg/ml
の試料C−1とを添加したもの、レーン5は同じく同量
のトポイソメラーゼと0.05μg/mlの試料C−1
とを添加したもの、レーン6は同じくトポイソメラーゼ
と0.1μg/mlの試料C−1とを添加したもの、レ
ーン7は同じくトポイソメラーゼと1μg/mlの試料
C−1とを添加したもの、レーン8は同じくトポイソメ
ラーゼと5μg/mlの試料C−1とを添加したもの、
レーン9は同じくトポイソメラーゼと10μg/mlの
試料C−1とを添加したもの、レーン10は同じくトポ
イソメラーゼと100μg/mlの試料C−1とを添加
したものであり、Cのバンドは超らせんDNAを、Rの
バンドは弛緩されたDNAを示す。
【0037】図に示す通り、Rのバンドは試料C−1の
添加量に応じて阻害されていることが判り、特に0.0
3μg/ml(レーン7)以上でトポイソメラーゼIの
活性を有効に阻害することが確認された。
【0038】4)試料C−2及びC−3のトポイソメラーゼI阻害 実施例2)で得られた化4に示された試料C−2(エラ
ジン酸)及び化5に示された試料C−3(4-6-HHDP-glu
cose)についても前述と同様にトポイソメラーゼ阻害活
性の判定を行った。
【0039】図6は種々の濃度の試料C−2(エラジン
酸)及び試料C−3(4-6-HHDP-glucose)によるトポイ
ソメラーゼIの阻害活性を示すアガロース電気泳動の結
果を示す模式図である。尚、各同一濃度の試料C−1
(ペダンキュラギン)と比較した。
【0040】図に示す通り、試料C−3については、
0.01〜1μg/mlで全く阻害がないことが示され
た。また、試料C−2については、1μg/mlで超ら
せんDNAと弛緩されたDNAとが検出され、試料C−
1(ペダンキュラギン)に比べて、非常に弱い阻害活性
が確認された。
【0041】5)他の含有植物からのトポイソメラーゼ阻害剤 以上のようにツバキから抽出されたタンニン化合物のペ
ダンキュラギンには良好なトポイソメラーゼ阻害作用が
あることが確認された。そこで、他の植物から実施例
1)と同様な方法で抽出した熱水抽出物についてトポイ
ソメラーゼ阻害作用の存在の有無を確認した。
【0042】次の表1は食品店・売場でハーブ、スパイ
スとして売られている乾燥植物材料約120種を集め、
その熱水抽出液中のトポイソメラーゼ阻害活性を調べた
結果を示す。表1に示すように、ツバキ以外のもので
は、シャクヤクや、バラ、ユーカリ等の熱水抽出液に強
い活性が確認された。
【0043】
【表1】
【0044】6)他のトポイソメラーゼ阻害剤 前述のように、ペダンキュラギンには良好なトポイソメ
ラーゼ阻害作用があることが確認されたが、ペダンキュ
ラギンと同じガロタンニン系の物質であるタンニン酸に
ついてトポイソメラーゼ阻害活性の有無を確認した。
【0045】図7はタンニン酸によるトポイソメラーゼ
Iの阻害活性を示すアガロース電気泳動の結果を示す模
式図である。尚、図aは各濃度のタンニン酸、図bは比
較とした各濃度の試料C−1(ペダンキュラギン)示
す。図aに示すように、タンニン酸は0.1μg/ml
で、図bのペダンキュラギン0.03μg/mlとほぼ
同じ程度の阻害が確認された。
【0046】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、タンニン
化合物がトポイソメラーゼ阻害活性を有することから、
このタンニン化合物を有効成分として含有されたトポイ
ソメラーゼ阻害剤では、例えば、癌細胞に投与すること
により、癌細胞の超らせんDNA構造を緩和するトポイ
ソメラーゼの作用を阻害する代謝拮抗作用を有する制癌
剤として用いることができるという効果がある。特に、
阻害活性の高いタンニン化合物としてツバキ(Camellia
japonica) から抽出されたタンニン化合物、及びペダン
キュラギン(pedunculagin)が上げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ツバキ生葉からトポイソメラーゼ阻害剤の精製
方法を示す工程図である。
【図2】試料C−1の赤外線吸収スペクトルの結果を示
す線図である。
【図3】試料C−1のH1 −NMRの結果を示す線図で
ある。
【図4】試料C−1の13C−NMRの結果を示す線図で
ある。
【図5】種々の濃度のペダンキュラギンによるトポイソ
メラーゼIの阻害活性を示すアガロース電気泳動の結果
を示す図面代用写真である。
【図6】種々の濃度の試料C−2(エラジン酸)及び試
料C−3(4-6-HHDP-glucose)によるトポイソメラーゼ
Iの阻害活性を示すアガロース電気泳動の結果を示す模
式図である。
【図7】タンニン酸によるトポイソメラーゼIの阻害活
性を示すアガロース電気泳動の結果を示す模式図であ
る。尚、図aは各濃度のタンニン酸、図bは比較とした
各濃度の試料C−1(ペダンキュラギン)示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンニン化合物が有効成分として含有さ
    れたことを特徴とするトポイソメラーゼ阻害剤。
  2. 【請求項2】 タンニン含有植物から抽出されたタンニ
    ン化合物が有効成分として含有されたことを特徴とする
    トポイソメラーゼ阻害剤。
  3. 【請求項3】 ツバキ(Camellia japonica) から抽出さ
    れたタンニン化合物が有効成分として含有されたことを
    特徴とするトポイソメラーゼ阻害剤。
  4. 【請求項4】 次の化1の化学構造式で表わされるペダ
    ンキュラギン(pedunculagin)が有効成分として含有され
    たことを特徴とするトポイソメラーゼ阻害剤。(但し、
    式中の−R1,−R2 は−H又は−OH基である。) 【化1】
JP4247169A 1992-08-25 1992-08-25 トポイソメラーゼ阻害剤 Pending JPH0672885A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0896792A1 (en) * 1997-08-13 1999-02-17 Julphar Pharma GmbH Antiviral agent
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