JPH08283291A - 新規生理活性ペプチド様物質、その製造法および用途 - Google Patents

新規生理活性ペプチド様物質、その製造法および用途

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JPH08283291A
JPH08283291A JP7088390A JP8839095A JPH08283291A JP H08283291 A JPH08283291 A JP H08283291A JP 7088390 A JP7088390 A JP 7088390A JP 8839095 A JP8839095 A JP 8839095A JP H08283291 A JPH08283291 A JP H08283291A
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Masanori Yamamoto
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NORIN SUISANSYO SANSHI KONCHU
NORIN SUISANSYO SANSHI KONCHU NOGYO GIJUTSU KENKYUSHO
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NORIN SUISANSYO SANSHI KONCHU
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鞘翅目に属する昆虫由来の生理活性ペプチド
様物質、その製造法およびその用途を提供する。 【構成】 鞘翅目に属する昆虫の幼虫体液中に存在し、
下記の性質を有する生理活性ペプチド様物質。 (1)分子量約563 (2)アミノ酸組成(モル%) トリプトファンまたはその誘導体 約100% (3)分子組成 C323264 【効果】 鞘翅目に属する昆虫由来の新規低分子生理活
性ペプチド様物質、その製造法およびその用途が提供さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鞘翅目に属する昆虫の
幼虫体液中に存在する新規の生理活性ペプチド様物質お
よびその製造法ならびにその用途に関する。
【0002】
【従来の技術】細菌や異種の血球を昆虫に接種したり、
単に体表に傷をつけるといった刺激を与えると体液中に
数々の抗菌性蛋白が誘導されることが知られている。こ
れらの物質は、抗体産生能をもたない動物の生体防御に
とって重要な関わりがあるものと考えられる。これらの
うちで、例えばゴミムシダマシ科の一種(Zophobas at
ratus)幼虫体液中に誘導される活性蛋白として、抗菌活
性をもつ蛋白(J.Biol.Chem.、266巻、245
20−24525頁(1991))などが同定されてい
る。その抗菌活性をもつ蛋白としては、コレオプテリシ
ン(Coleoptericin)と命名され、その理化学的性質も明
らかにされている蛋白、および同じくゴミムシダマシ科
の一種(Zophobas atratus)の幼虫体液から得られ、デ
ィフェンシングループに属し、その理化学的性質も明ら
かにされている蛋白等が知られている。これらは幅広い
抗菌スペクトルを有することから、生体防御物質と考え
られ、さらにこれらの抗菌性蛋白は、特にグラム陰性菌
の大腸菌およびグラム陽性菌のミクロコッカスに対して
強い抗菌力を有している。
【0003】一方、近年、高等哺乳動物でも、精液中や
血清中に、抗菌力が強くて幅広いスペクトルをもつ抗菌
性蛋白の存在が明らかとなり、一般の動物体液中の抗菌
性蛋白が重要視されている。
【0004】しかしながら、従来得られている昆虫由来
の抗菌性蛋白(セクロピン類、ディフェンシン類、アタ
シン類、コレオプテリシン類など)は分子量3,000以
上のものが多く、より低分子量(特に分子量1,000以
下)の抗菌性ペプチドに関しては全く知られていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】かかる事情に鑑み、本
発明は、昆虫由来の、より低分子(特に分子量1,00
0以下)の抗菌性ペプチドに関して検索し、その製造方
法方法を確立し、その諸性質を明らかにするとともに、
その用途を開発することを目的とする。したがって、か
かるペプチド様物質が単一なまでに精製・分離でき、そ
の一次構造が決定され、さらにこれら昆虫由来の蛋白が
ヒトなどの脊椎動物の生体防御機構に働くとなれば、例
えば医学・薬学的見地からも寄与するところは大きい。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、偶然にも、
鞘翅目に属する昆虫、とりわけタイワンカブトムシ幼虫
の体液中に存在する生理活性ペプチド様物質について、
その精製・分離に成功し、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、 (1) 鞘翅目に属する昆虫の幼虫体液中に存在し、下
記の性質を有する生理活性ペプチド様物質 (i)分子量約563 (ii)アミノ酸組成(モル%) トリプトファンまたはその誘導体 約100% (iii)分子組成 C323264 (2) アミノ酸配列基本構造がTrp−Trp−Tr
pである(1)記載の生理活性ペプチド様物質、およ
び、
【0008】(3) 鞘翅目に属する昆虫の幼虫体液よ
り下記の性質を有する生理活性ペプチド様物質を取得す
ることを特徴とする生理活性ペプチド様物質の製造法 (i)分子量約563 (ii)アミノ酸組成(モル%) トリプトファンまたはその誘導体 約100% (iii)分子組成 C323264 (4) 該生理活性ペプチド様物質のアミノ酸配列基本
構造がTrp−Trp−Trpである(3)記載の製造
法、ならびに、
【0009】(5) 鞘翅目に属する昆虫の幼虫体液中
に存在し、下記の性質を有する生理活性ペプチド様物質
を含有してなる抗菌剤 (i)分子量約563 (ii)アミノ酸組成(モル%) トリプトファンまたはその誘導体 約100% (iii)分子組成 C323264 (6) 該生理活性ペプチド様物質のアミノ酸配列基本
構造がTrp−Trp−Trpである(5)記載の抗菌
剤を提供するものである。
【0010】以下に、詳細に本発明を説明する。本発明
ペプチド様物質は、他の昆虫の幼虫体液中に誘導され、
既に構造決定されている抗菌性蛋白類とは異なり、誘導
されることなく幼虫体液中に存在している。つまり、本
発明ペプチド様物質は、幅広い抗菌スペクトルを有する
新規の抗菌性ペプチド様物質である。その性質は、上記
のごとく、 (i)分子量約563 (ii)アミノ酸組成(モル%) トリプトファンまたはその誘導体 約100% (iii)分子組成 C323264 であり、該物質は単離精製され、その基本構造となるア
ミノ酸配列は、Trp−Trp−Trpと決定されてい
る。また、本発明による生理活性ペプチド様物質の製造
法は、鞘翅目に属する昆虫の幼虫体液より体液細胞およ
び脂肪体を除去したものから、上記の性質を有する生理
活性ペプチド様物質を取得することを特徴とするもので
ある。さらにまた、本発明による抗菌剤は、鞘翅目に属
する昆虫の幼虫体液中に存在し、上記の性質を有する生
理活性ペプチド様物質有効成分とするものである。
【0011】本発明で対象とする昆虫は鞘翅目に属する
昆虫である。具体的には、コガネムシ、ゴミムシダマシ
などがある。これらのうちでは、コガネムシ科のコカブ
トムシ、特にタイワンカブトムシが好ましい。
【0012】対象昆虫は、幼虫でなければならない。こ
こで「幼虫」とは、昆虫の完全変態の過程において、孵化
後、蛹化前のものをいう。本発明で適当なものは、三令
に同調してある幼虫、特に三令に同調してあるタイワン
カブトムシ幼虫である。
【0013】生理活性ペプチド様物質を得るには、体液
をしぼり出し、遠心分離により体液細胞を除き、出発材
料とする。
【0014】一般の蛋白類の分画と精製に常用される様
々な方法が適用できる。本発明において、特にタイワン
カブトムシ幼虫を用いる場合、Sep−Pak C18カート
リッジ(Waters Associates社製)の精製手段により活
性成分の精製を進め、次にゲル濾過によって各成分を分
離する方法が好適である。
【0015】各成分分離後、その一成分をさらに本発明
の単一な物質にまで精製する場合、上記同様様々な方法
が考えられ、例えば逆相クロマトグラフィー、イオン交
換クロマトグラフィー、電気泳働などを適宜用いて目的
を達成することが可能である。
【0016】本発明による抗菌性ペプチド様物質の抗菌
活性の測定法は、例えば、グラム陽性菌の場合は黄色ブ
ドウ球菌(Staphylococcus aureus)または溶血レンサ
球菌(Streptococcus pyogenes)を、グラム陰性菌の場
合は大腸菌(Escherichia coli K12)を用いて、そ
の増殖阻止率を指標にして測定できる。
【0017】本発明による抗菌性ペプチド様物質は、そ
の抗菌スペクトルが広く、抗菌剤として有用である。す
なわち、それ単独で、あるいは適当な液体、固体または
気体の担体ないし希釈剤と組み合わせた形態で、あるい
は他の薬剤と組合わせた形態で、外用あるいは内用の抗
菌剤として使用することができる。
【0018】したがって、本発明の抗菌性ペプチド様物
質は、例えば、細菌性疾患に対する薬剤として使用する
ことができる。その場合は、投与の剤型およびその投与
量については、患者および疾患の種類、症状等を勘案し
て、本発明による抗菌効果が認められる限り任意の選択
が可能である。
【0019】本発明の抗菌性ペプチド様物質はペプチド
そのものの性質を有するため、少なくとも結果的に経口
にて接種されるときには、その毒性はほとんどないと考
えられる。したがって、この抗菌性ペプチド様物質は、
ヒトおよび動物用の薬剤および食品ないし飼料添加物と
して利用することができる。例えば、本発明による抗菌
性ペプチド様物質は食品添加物としての抗菌剤、換言す
れば可食性抗菌剤として有用である。
【0020】
【実施例】以下、実施例を記載しながら本発明を詳述す
るが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 (1) 出発材料 タイワンカブトムシ幼虫は、三令幼虫を用いた。幼虫脚
部を切断し、腹部を押さえてしぼり出すことにより、氷
上のチューブ中に体液滴を採取した。通常1匹の幼虫か
ら約1.5mlの体液が得られた。得られた体液を39,0
00×g/50分間の遠心分離に付して血球成分を除
き、澄明な上清を−20℃で保存した。
【0021】(2) 体液の分画 約10匹の幼虫から採取した体液(約15ml)を0.05
%トリフルオロ酢酸で平衡化しておいたSep−Pak C
18カートリッジ(Water Associates社製)にアプライ
した。0.05%トリフルオロ酢酸でカラムを洗浄後、
20%アセトニトリル/0.05%トリフルオロ酢酸で
抗菌活性を溶出させた。この活性画分について、アセト
ニトリルを除去するために、凍結乾燥を行なった。この
乾燥粉末を溶媒A(20%アセトニトリル/0.05%ト
リフルオロ酢酸)に溶解し、溶媒Aで平衡化しておいた
Superdex 75 HR10/30(Pharmacia,10×
300mm)にアプライした。この段階で、抗菌活性は早
期画分(A1画分)および遅延画分(A2画分)の二つの画
分に分離された。これらの活性画分について、アセトニ
トリルを除去するために、凍結乾燥を行なった。本発明
はA2画分から抗菌性ペプチド様物質(トリファシン)を
精製してなされたものである。
【0022】(3) 抗菌活性の測定 黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、溶血レン
サ球菌(Streptococcuspyogenes)または大腸菌(Escher
ichia coli K12)を培養し、指数増殖期の細胞を選
択し、60mM NaCl 含有の30mM リン酸緩衝液
(Na2HPO4/NaH2PO4,pH7.0)中に懸濁させた
(Beckman DU−650分光計でA550,0.1(1.5×
107細胞数/ml))。試料(50μl)、ミューラー・ヒン
トン培地(40μl,Difco)および細菌懸濁液(10μl)
をマイクロチューブ中に混合し、振盪しながら37℃
で、20時間インキュベートした。その後その混合物を
急冷してA550を測定した。
【0023】(4) トリファシンの精製 約10匹の幼虫から得られた約440μgのA2画分
は、0.05%トリフルオロ酢酸に溶解し、0.05%ト
リフルオロ酢酸で平衡化しておいた逆相カラム(2.1×
100mm、Pharmacia μRPC C2/C18)にア
プライした。この逆相カラムはファルマシアSMART
システムに連結させて用いた。0.05%トリフルオロ
酢酸でカラムを洗浄後、0%→10%アセトニトリル/
0.05%トリフルオロ酢酸(60分間)という緩やかな
グラジエント条件で溶出を行なった。200μlずつ分
画し、アセトニトリルを除去するために、凍結乾燥を行
ない、各々の画分について測定した。抗菌活性は、図1
に示すように蛋白のピークに一致する単一なピークとし
て溶出し、トリファシンと命名した。精製された本発明
の生理活性ペプチド様物質トリファシンをエドマン分解
し、PTH−アミノ酸を分析したところ、Trp−Tr
p−Trpなるアミノ酸配列が決定された。
【0024】(5) アミノ酸組成の分析 (4)で精製され得られた抗菌性ペプチド様物質のアミノ
酸組成について、日立L8500型アミノ酸分析計を使
用し、標準アミノ酸分析法によって分析した。表1に示
すように、トリファシンは、トリプトファンだけから成
る物質であり、偏ったアミノ酸組成をもつことが判明し
た。なお、ここでアミノ酸残基数は、後に述べる質量分
析で求められたトリファシンの分子量を基準に計算し
た。
【0025】
【表1】
【0026】(6) 質量分析および分子組成の解析 (4)で精製され得られた抗菌性ペプチド様物質の分子量
および分子組成について、日立M−2500型二重収束
質量分析計を使用し、SIMS(SecondaryIonization
Mass Spectrometry)法によって解析した。その結
果、トリファシンの分子量は563であり、精密質量分
析により、その分子組成はC3232 64であることが
判明した。トリプトファン3残基の理論分子組成式がC
333464であることから、トリファシンは、トリプ
トファン3残基から成るペプチドが化学修飾(例えば、
トリプトファン分子中のメチレン基の欠失など)を受け
た構造を有していることがわかった。すなわち、トリフ
ァシンは、Trp−Trp−Trpなるアミノ酸配列を
基本構造にもつ生理活性ペプチド様物質であることが明
らかとなった。
【0027】(7) トリファシン濃度と抗菌活性の測定 (4)で精製され得られた抗菌性ペプチド様物質トリファ
シンを用いて測定した、なお、(3)の抗菌活性の測定に
おいて被検液50μl中の蛋白量を0〜50μg/mlと変
化させて測定した。その結果を図2に示す。この結果よ
り、本発明の生理活性ペプチド様物質トリファシンの抗
菌活性は、グラム陽性菌およびグラム陰性菌の両方に対
して強く認められた。
【0028】
【発明の効果】本発明による抗菌性ペプチド様物質はそ
れ自体抗菌性を有し、しかも毒性はほとんどない。した
がって、この性質を利用できる種々の用途が考えられる
が、特にこれらの物質を有効成分とする医薬品製剤とし
ての応用、あるいは食品添加物としての利用が期待でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 精製トリファシンの逆相SMART分析結果
を示す図である。
【図2】 本発明のトリファシンの抗菌作用を示す図で
ある。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鞘翅目に属する昆虫の幼虫体液中に存在
    し、下記の性質を有する生理活性ペプチド様物質。 (i)分子量約563 (ii)アミノ酸組成(モル%) トリプトファンまたはその誘導体 約100% (iii)分子組成 C323264
  2. 【請求項2】 アミノ酸配列基本構造がTrp−Trp
    −Trpである請求項1記載の生理活性ペプチド様物
    質。
  3. 【請求項3】 鞘翅目に属する昆虫の幼虫体液より下記
    の性質を有する生理活性ペプチド様物質を取得すること
    を特徴とする生理活性ペプチド様物質の製造法。 (i)分子量約563 (ii)アミノ酸組成(モル%) トリプトファンまたはその誘導体 約100% (iii)分子組成 C323264
  4. 【請求項4】 該生理活性ペプチド様物質のアミノ酸配
    列基本構造がTrp−Trp−Trpである請求項3記
    載の製造法。
  5. 【請求項5】 鞘翅目に属する昆虫の幼虫体液中に存在
    し、下記の性質を有する生理活性ペプチド様物質を含有
    してなる抗菌剤。 (i)分子量約563 (ii)アミノ酸組成(モル%) トリプトファンまたはその誘導体 約100% (iii)分子組成 C323264
  6. 【請求項6】 該生理活性ペプチド様物質のアミノ酸配
    列基本構造がTrp−Trp−Trpである請求項5記
    載の抗菌剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0979831A3 (en) * 1998-08-12 2000-05-10 JAPAN as repr. by DIR. GENERAL of NATIONAL INST. OF SERICULTURAL & ENTOMOLOGICAL SCIENCE MINISTRY OF AGR, FORESTRY & FISHERIES Antibacterial peptides and antibacterial agents containing such peptides as an effective ingredient
WO2011113604A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Universität Regensburg Peptides or antibodies which bind to melanoma inhibitory activity (mia) protein
CN116262781A (zh) * 2021-12-13 2023-06-16 中国农业大学 抗菌肽defensin衍生物及其原核表达方法与应用

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