JPH08173181A - ヘテロ分岐シクロデキストリンの製造方法 - Google Patents

ヘテロ分岐シクロデキストリンの製造方法

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JPH08173181A
JPH08173181A JP33511394A JP33511394A JPH08173181A JP H08173181 A JPH08173181 A JP H08173181A JP 33511394 A JP33511394 A JP 33511394A JP 33511394 A JP33511394 A JP 33511394A JP H08173181 A JPH08173181 A JP H08173181A
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JP
Japan
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hetero
cyclodextrin
group
galactosyl
oligosaccharide
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JP33511394A
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English (en)
Inventor
Koji Hara
浩司 原
Kenichi Hamayasu
健一 濱保
Takateru Fujita
孝輝 藤田
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Ensuiko Sugar Refining Co Ltd
Original Assignee
Ensuiko Sugar Refining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 シクロデキストリンと還元末端がマルトース
以上のマルトオリゴ糖単位を有するヘテロオリゴ糖を含
有する溶液に、枝切り酵素を作用させることを特徴とす
る下記一般式(I)で表されるヘテロ分岐シクロデキス
トリン(式中、Rはシクロデキストリンの6位水酸基を
示し、X1 およびX2 は水素原子またはガラクトシル
基,マンノシル基およびN−アセチルグルコサミニル基
のいずれかであり、共に水素原子である場合を除く。ま
た、nは1〜4の整数を示す。)の製造方法。 【化1】 【効果】 本発明によれば、枝切り酵素の縮合作用を利
用して、CD分子中のグルコースにα−1,6結合で還
元末端がマルトース以上のマルトオリゴ糖単位を有する
ヘテロオリゴ糖が結合しているヘテロ分岐CDを効率よ
く得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ヘテロ分岐シクロデキ
ストリンの製造方法に関し、詳しくは側鎖の還元末端が
マルトース以上のマルトオリゴ糖単位を有するヘテロ分
岐シクロデキストリンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】シク
ロデキストリン(以下、CDと略記する。)は、グルコ
ースがα−1,4結合で連なった環状デキストリンであ
り、グルコース6,7または8個より成るそれぞれα
−,β−およびγ−CDが良く知られている。最近、C
Dの溶解度を改善するため、これらCD分子中のグルコ
ースにα−1,6結合でグルコシル基,マルトシル基あ
るいはマルトオリゴシル基などを結合させた分岐CDが
合成されている。これらCDおよび分岐CDには分子内
部に空洞があり、しかもこの空洞内部が疎水性になって
いるため、包接作用があり、各種油性物質を取り込む性
質を有している。そのため、この性質を利用して不安
定物質の安定化、揮発性物質の保持、異臭のマスキ
ング、難・不溶性物質の可溶化など、種々の用途が考
えられている。最近、医薬品工業の分野では薬剤の副作
用を少なくするため、糖質の細胞認識性に着目して、こ
れをドラッグ・デリバリーシステムの薬剤運搬体の標識
細胞へのセンサーとして利用する研究が活発に行われて
いる。特に、ガラクトース、マンノースなどは生体内の
各部位に強い親和性を示すことが良く知られている。
【0003】これまでに本発明者らは、α−ガラクトシ
ダーゼ,β−ガラクトシダーゼおよびα−マンノシダー
ゼの糖転移作用を利用して、グルコシルCD,マルトシ
ルCD等の分岐CDの側鎖にガラクトースまたはマンノ
ースを結合させたヘテロ分岐CDを合成してきた。しか
し、この方法では目的物質の収率が低く、その上該物質
を単離するための分画操作にコストがかかりすぎるとい
う欠点がある。さらに、一般的に生体内では側鎖がある
程度長い方が組織や細胞に対する親和性が高いため、長
鎖のヘテロ分岐CDの合成が望まれるが、上記の方法で
は長鎖のヘテロ分岐CDは合成しにくいという欠点があ
る。そこで、本発明者らはヘテロ分岐CDの上述の如き
溶解性に優れているという特性に注目し、効率良くヘテ
ロ分岐CDを合成すべく種々検討を重ねた。
【0004】まず、酵素の糖転移作用を利用し、受容体
としてマルトース,マルトトリオース,マルトテトラオ
ースなどのマルトオリゴ糖またはそれらの混合物を用
い、供与体として乳糖を用いるときはβ−ガラクトシダ
ーゼを、マンノビオースを供与体として用いるときはマ
ンノシダーゼを、キトビオースを用いるときはN−アセ
チル−グルコサミニダーゼを作用させることによって、
還元末端がマルトース以上のマルトオリゴ糖単位を有す
るヘテロオリゴ糖を合成した後、枝切り酵素の縮合作用
を利用してα−,β−およびγ−CDのグルコシル基に
α結合で該ヘテロオリゴ糖を結合させたヘテロ分岐CD
の合成法を完成した。さらに、このうち特にクレブジエ
ラ属微生物由来のプルラナーゼは、α−,β−およびγ
−CDのグルコシル基に、α−1,6結合で1分子の還
元末端がマルトース以上のマルトオリゴ糖単位を有する
ヘテロオリゴ糖を結合させたヘテロ分岐CDを効率良く
合成することを見出し、この知見に基づいて本発明を完
成したのである。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、シク
ロデキストリンと還元末端がマルトース以上のマルトオ
リゴ糖単位を有するヘテロオリゴ糖を含有する溶液に、
枝切り酵素を作用させることを特徴とする下記一般式
(I)で表されるヘテロ分岐シクロデキストリン(式
中、Rはシクロデキストリンの6位水酸基を示し、X1
およびX2 は水素原子またはガラクトシル基,マンノシ
ル基およびN−アセチルグルコサミニル基のいずれかで
あり、共に水素原子である場合を除く。また、nは1〜
4の整数を示す。)の製造方法に関するものである。
【0006】
【化2】
【0007】本発明に用いるCDは、α−,β−および
γ−CDのいずれでもよく、これらの混合物であっても
よい。また、本発明に用いる還元末端がマルトース以上
のマルトオリゴ糖単位を有するヘテロオリゴ糖(以下、
糖供与体と記す。)としては、マルトオリゴ糖にα−ガ
ラクトシダーゼまたはβ−ガラクトシダーゼの糖転移作
用により合成されるガラクトシル・マルトオリゴ糖、あ
るいはα−マンノシダーゼの糖転移作用により合成され
るマンノシル・マルトオリゴ糖、あるいはN−アセチル
グルコサミニダーゼの糖転移作用により合成されるN−
アセチルグルコサミニル・マルトオリゴ糖およびそれら
の混合物なども用いることができる。
【0008】次に、本発明に用いる枝切り酵素として
は、上記糖供与体である還元末端がマルトース以上のマ
ルトオリゴ糖単位を有するヘテロオリゴ糖とCDを含有
する溶液に作用させたとき、その糖供与体をCDにα結
合で縮合させ、ヘテロ分岐CDを合成するものであれば
よく、その起源を問わずいずれも使用可能である。通常
は、プルラナーゼ,イソアミラーゼ等が用いられる。本
発明に用いる枝切り酵素は、自然界に広く分布している
ものであり、例えばプルラナーゼは、クレブジエラ属微
生物,バチルス属微生物,エアロバクター・エアロゲネ
ス,エンテロバクター・エアロゲネスなどの微生物由来
の酵素がよく知られており、イソアミラーゼとしてはシ
ュードモナス・アミロデラモサなどの微生物由来の酵素
がよく知られている。
【0009】本発明の反応系において、CDと糖供与体
を含む溶液(水溶液または懸濁液)は、CDの濃度が約
1〜50%(w/w),糖供与体の濃度が約1〜90%
(w/w)であることが望ましく、かつCDに対する糖
供与体の比率(重量)は、使用する糖供与体の種類によ
って異なるが、0.1〜50倍の範囲、好ましくは1〜
5倍の範囲とするのが適当である。反応液のpHは3〜
10、好ましくは4〜9、温度は20〜70℃、好まし
くは30〜60℃に調整して反応させることが適当であ
る。また、使用酵素量は反応時間と密接な関係があるの
で、通常は5〜100時間で反応が終了するような酵素
量とすればよいが、これらに限定されるものではない。
【0010】以上のような方法で反応させて得られた反
応生成物から目的とするヘテロ分岐CDを採取するに
は、通常の手法によればよく、その1例を示すと、上記
反応生成物を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)
にかけて、CDへの転移生成物を分取した後、HPLC
のリテンションタイムを標準物質と比較し、さらにFA
B−MS,13C−NMR,メチル化分析により構造を調
べ、転移生成物のCD分子中のグルコースにα−1,6
結合で、還元末端がマルトース以上のマルトオリゴ糖単
位を有するヘテロオリゴ糖が結合しているヘテロ分岐C
Dであることを確認する。こうして製造されたヘテロ分
岐CDは、ドラッグ・デリバリーシステムの薬剤運搬体
等としての利用が期待される。
【0011】
【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 (1)縮合反応 既知の方法により得られたガラクトシル・マルトトリオ
ース(43 −O−β−ガラクトシル−マルトトリオー
ス)8gおよびβ−CD2gを50mM酢酸緩衝液(p
H6.0)15mlに懸濁させた後、クレブジエラ属微
生物由来のプルラナーゼ(天野製薬株式会社製)を63
4単位加え、60℃にて72時間反応させた。反応終了
後、酵素を熱失活させた溶液を高速液体クロマトグラフ
ィーにかけて縮合生成物495mgを分取した。
【0012】(2)構造解析 FAB−MS分析により、m/z 1781の分子イオンピ
ーク([M−H]- )とβ−CDに由来するm/z 113
3にフラグメントイオンピークが検出された。また、13
C−NMR分析では、β−CDのグルコシル基の6位炭
素に由来するシグナルが1本低磁場側に大きくシフトし
ていることより、β−CDのグルコシル基の6位の水酸
基が結合に関与していることが確認された(図1)。以
上の結果とメチル化分析より、マルトトリオースの非還
元末端側グルコシル基の4位にガラクトシル基がβ結合
したガラクトシル・マルトトリオースがβ−CDにα−
1,6結合した構造であると確認された。
【0013】実施例2 (1)縮合反応 既知の方法により得られたガラクトシル・マルトテトラ
オース(44 −O−β−ガラクトシル−マルトテトラオ
ース)8gおよびβ−CD2gを50mM酢酸緩衝液
(pH6.0)15mlに懸濁させた後、クレブジエラ
属微生物由来のプルラナーゼ(天野製薬株式会社製)を
634単位加え、60℃にて72時間反応させた。反応
終了後、酵素を熱失活させた溶液を高速液体クロマトグ
ラフィーにかけて縮合生成物430mgを分取した。
【0014】(2)構造解析 FAB−MS分析により、m/z 1943の分子イオンピ
ーク([M−H]- )とβ−CDに由来するm/z 113
3にフラグメントイオンピークが検出された。また、13
C−NMR分析では、β−CDのグルコシル基の6位炭
素に由来するシグナルが1本低磁場側に大きくシフトし
ていることより、β−CDのグルコシル基の6位の水酸
基が結合に関与していることが確認された(図2)。以
上の結果とメチル化分析より、マルトテトラオースの非
還元末端側グルコシル基の4位にガラクトシル基がβ結
合したガラクトシル・マルトテトラオースがβ−CDに
α−1,6結合した構造であると確認された。
【0015】実施例3 (1)縮合反応 既知の方法により得られたガラクトシル・マルトペンタ
オース(45 −O−β−ガラクトシル−マルトペンタオ
ース)8gおよびβ−CD2gを50mM酢酸緩衝液
(pH6.0)15mlに懸濁させた後、クレブジエラ
属微生物由来のプルラナーゼ(天野製薬株式会社製)を
634単位加え、60℃にて72時間反応させた。反応
終了後、酵素を熱失活させた溶液を高速液体クロマトグ
ラフィーにかけて縮合生成物390mgを分取した。
【0016】(2)構造解析 FAB−MS分析により、m/z 2105の分子イオンピ
ーク([M−H]- )とβ−CDに由来するm/z 113
3にフラグメントイオンピークが検出された(図3)。
また、13C−NMR分析では、β−CDのグルコシル基
の6位炭素に由来するシグナルが1本低磁場側に大きく
シフトしていることより、β−CDのグルコシル基の6
位の水酸基が結合に関与していることが確認された(図
4)。以上の結果とメチル化分析より、マルトペンタオ
ースの非還元末端側グルコシル基の4位にガラクトシル
基がβ結合したガラクトシル・マルトペンタオースがβ
−CDにα−1,6結合した構造であると確認された。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、枝切り酵素の縮合作用
を利用して、CD分子中のグルコースにα−1,6結合
で還元末端がマルトース以上のマルトオリゴ糖単位を有
するヘテロオリゴ糖が結合しているヘテロ分岐CDを効
率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1のヘテロ分岐CDの13C−NMRス
ペクトルである。
【図2】 実施例2のヘテロ分岐CDの13C−NMRス
ペクトルである。
【図3】 実施例3のヘテロ分岐CDのFAB−MSス
ペクトルである。
【図4】 実施例3のヘテロ分岐CDの13C−NMRス
ペクトルである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シクロデキストリンと還元末端がマルト
    ース以上のマルトオリゴ糖単位を有するヘテロオリゴ糖
    を含有する溶液に、枝切り酵素を作用させることを特徴
    とする下記一般式(I)で表されるヘテロ分岐シクロデ
    キストリン(式中、Rはシクロデキストリンの6位水酸
    基を示し、X1 およびX2 は水素原子またはガラクトシ
    ル基,マンノシル基およびN−アセチルグルコサミニル
    基のいずれかであり、共に水素原子である場合を除く。
    また、nは1〜4の整数を示す。)の製造方法。 【化1】
  2. 【請求項2】 枝切り酵素が、プルラナーゼまたはイソ
    アミラーゼから選ばれたものであることを特徴とする請
    求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 枝切り酵素が、クレブジエラ属微生物由
    来のプルラナーゼであることを特徴とする請求項1記載
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 ヘテロオリゴ糖が、ガラクトシル・マル
    トオリゴ糖,マンノシル・マルトオリゴ糖およびN−ア
    セチルグルコサミニル・マルトオリゴ糖のいずれかであ
    ることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0818469A2 (en) * 1996-07-11 1998-01-14 Ensuiko Sugar Refining Company, Limited Branched cyclodextrins and method for producing them

Cited By (4)

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US5763598A (en) * 1996-07-11 1998-06-09 Ensuiko Sugar Refining Co., Ltd. Branched cyclodextrins and method for producing them
EP0818469A3 (en) * 1996-07-11 1998-08-05 Ensuiko Sugar Refining Company, Limited Branched cyclodextrins and method for producing them
KR100407043B1 (ko) * 1996-07-11 2004-05-31 엔스이코 세이토 가부시키가이샤 분지 사이클로 덱스트린 및 그 제조방법

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