JPH085792B2 - Reverse transcriptase inhibitor - Google Patents

Reverse transcriptase inhibitor

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JPH085792B2
JPH085792B2 JP30138386A JP30138386A JPH085792B2 JP H085792 B2 JPH085792 B2 JP H085792B2 JP 30138386 A JP30138386 A JP 30138386A JP 30138386 A JP30138386 A JP 30138386A JP H085792 B2 JPH085792 B2 JP H085792B2
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pqq
reverse transcriptase
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rna
dna
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学 勝俣
靖子 大沢
知恵 中桐
三郎 内空閑
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Sogo Pharmaceutical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ピロロキノリンキノン(PQQ)又はその誘
導体を含有する逆転写酵素阻害剤に関するものであり、
これは、特にレトロウイルスに起因する各種疾病の予防
及び/又は治療に有効な薬剤として利用されるものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reverse transcriptase inhibitor containing pyrroloquinoline quinone (PQQ) or a derivative thereof,
It is used as an effective drug for the prevention and / or treatment of various diseases caused by retroviruses.

(従来の技術) 一般に遺伝情報は遺伝子DNAにある。このDNAを鋳型に
してmRNA(メッセンジャーRNA)が合成されRNAに写しか
えられる。その遺伝情報に従ってタンパク質が合成さ
れ、遺伝情報が発現される。この説はセントラルドグマ
と呼ばれ1957年クリックによって提唱された。そして一
般にこの逆、すなわちRNAからDNAという方向に遺伝情報
が流れるということはあり得ないと信じられていた。し
かしRNA型腫瘍ウイルスに於いてRNAを鋳型としてDNAが
合成され、RNAからDNAへも遺伝情報が伝達することがテ
ミンにより明らかにされた。この作用には酵素が関与し
この作用を持つ酵素を逆転写酵素と呼んでいる。最近に
なり多くのRNA型腫瘍ウイルスでこの酵素の存在が次々
と明らかにされ、逆転写酵素を持ったウイルスをレトロ
ウイルスと呼ぶようになった。代表的なレトロウイルス
には、マウス白血病ウイルス(MLV)、ラウス肉腫ウイ
ルス(RSV)、トリ骨髄芽球症ウイルス(AMV)、馬伝染
性貧血症ウイルス(EIA)、ウシ白血病ウイルス(BL
V)、豚レトロウイルス、サル乳ガンウイルス(MPM
V)、ヒト成人T細胞白血病ウイルス(HTLV)などがあ
り、特にHTLV−IIIは、エイズ(AIDS)の原因ウイルス
として注目されている。
(Prior Art) Generally, genetic information is in genetic DNA. Using this DNA as a template, mRNA (messenger RNA) is synthesized and copied into RNA. A protein is synthesized according to the genetic information and the genetic information is expressed. This theory was called Central Dogma and was proposed by Crick in 1957. It was generally believed that the reverse, that is, the flow of genetic information from RNA to DNA, was impossible. However, it was clarified by Temin that DNA is synthesized in RNA tumor virus using RNA as a template, and that the genetic information is transmitted from RNA to DNA. An enzyme is involved in this action, and an enzyme having this action is called reverse transcriptase. Recently, the presence of this enzyme has been revealed one after another in many RNA-type oncoviruses, and viruses with reverse transcriptase have come to be called retroviruses. Representative retroviruses include murine leukemia virus (MLV), Rous sarcoma virus (RSV), avian myeloblastosis virus (AMV), equine infectious anemia virus (EIA), bovine leukemia virus (BL).
V), porcine retrovirus, simian mammary tumor virus (MPM
V), human adult T-cell leukemia virus (HTLV) and the like, and particularly HTLV-III has attracted attention as a causative virus of AIDS.

レトロウイルスは、複製されるにはまずそのゲノムの
RNAをDNAに逆転写を行うべく、RNAウイルスのサブ・グ
ループを形成する。いったんこのDNAが形成されると、
ウイルスのゲノムは宿主の細胞ゲノムに組み込まれ、複
製の目的のために宿主細胞の転写/翻訳機構を全面的に
利用するようになる。ウイルスのDNAはいったん組み入
れられれば宿主のDNAと実質的に識別されなくなり、こ
の状態でのウイルスは攻撃に対して安定であり、ウイル
スはこの状態のまま細胞の寿命が続く限り生存すること
ができる。そしてそのうち新しい感染をひき起こす。予
防及び新しい感染をひき起こさせないためには、ウイル
スの遺伝情報の伝達に中心的役割をなす逆転写酵素を長
い期間おそらくは生涯にわたり阻害し続けることが必要
である。従って阻害剤は毒性上容認される非常に安全な
ものでなければならない。
A retrovirus must first replicate its genome before it can be replicated.
Form a subgroup of RNA viruses to reverse transcribe RNA into DNA. Once this DNA is formed,
The viral genome becomes integrated into the host cell genome and makes full use of the host cell transcription / translation machinery for replication purposes. Once integrated, the viral DNA is virtually indistinguishable from the host's DNA, and in this state the virus is stable to attack and remains viable for the life of the cell. . And then it causes a new infection. In order to prevent prophylaxis and prevent new infections, it is necessary to continue to inhibit the reverse transcriptase, which plays a central role in the transmission of viral genetic information, for a long period of time and perhaps for a lifetime. Therefore, the inhibitor must be toxic and very safe.

現在逆転写酵素阻害剤としてはtRNA(トランスファー
RNA)誘導体(Nucleic Acids Res.2,2315−2328 197
5)、リファンピシリン誘導体(Biochemistry,16,786−
792,1977)、Carbopol934(FEBS Lett.53,10−14,197
5)、Pyran Copolymer(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.71,
367−370,1974)、Phosphonoacetic acid(Fed.Proc.3
6,2430,1977)、β−Lapachone(Eur.J.Biochem.84,197
−205,1978)などがあげられるが、逆転写酵素に対する
特異性が低かったり、高濃度でしか有効でないため、in
vivoに於ける毒性がしばしば指摘されている。(Bioch
im.Biophys.Acta,473,1−38,1977.Top.Curr.Chem.72,21
−49,1977.Biochim.Biophys.Acta,454,230−247,1976) (発明が解決しようとする問題点) 上述のように、現在逆転写酵素阻害剤として知られて
いる物質は毒性が高く、長期間の投与に適さないという
問題点をかかえている。
Currently, tRNA (transfer
RNA) derivative (Nucleic Acids Res. 2, 2315-2328 197
5), rifampicillin derivatives (Biochemistry, 16,786-
792,1977), Carbopol934 (FEBS Lett. 53,10−14,197)
5), Pyran Copolymer (Proc.Natl.Acad.Sci.USA71,
367-370, 1974), Phosphonoacetic acid (Fed.Proc.3)
6,2430,1977), β-Lapachone (Eur.J.Biochem.84,197.
-205, 1978), etc., but its specificity for reverse transcriptase is low and it is effective only at high concentrations.
In vivo toxicity is often pointed out. (Bioch
im.Biophys.Acta, 473,1-38,1977.Top.Curr.Chem.72,21
(49,1977.Biochim.Biophys.Acta, 454,230-247,1976) (Problems to be solved by the invention) As described above, the substances currently known as reverse transcriptase inhibitors are highly toxic and long-acting. It has a problem that it is not suitable for administration for a certain period.

したがって、特にウイルス、なかでもレトロウイルス
の予防、治療を目的として長期間投与することのできる
安全な薬剤は実質上存在しないといっても過言ではな
く、このようなことが特に抗ウイルス剤の実用化を妨げ
ている一因ともなっている。
Therefore, it is no exaggeration to say that there is virtually no safe drug that can be administered for a long period of time for the purpose of preventing or treating viruses, especially retroviruses. It is also one of the factors that hinder the transformation.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記欠点を解決するためになされたもので
あって、特に、長期間投与が可能であり毒性発現がきわ
めて低い物質を開発する必要があり、該目的に適合した
物質を得るには、人工的に合成された物質よりも自然界
に広く存在する天然物をスクリーニングするのが最適で
あるとの観点にたった。そしてその起源を広く自然界に
求め、自然界に広く分布する数多くの物質の中から逆転
写酵素阻害作用を有する物質について、鋭意研究を行っ
た。その結果、式(1)で示されるピロロキノリンキノ
ン(PQQ)及びその誘導体が強力な逆転写酵素阻害作用
を有し、しかも毒性的にも何ら問題がないという新知見
を得、本発明を完成するに至った。
(Means for Solving Problems) The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and in particular, it is necessary to develop a substance that can be administered for a long period of time and has extremely low toxicity expression. In order to obtain a substance suitable for the purpose, it was considered from the viewpoint that it is optimal to screen a natural product which exists in nature more widely than an artificially synthesized substance. Then, the origin was widely found in the natural world, and from among a large number of substances widely distributed in the natural world, a substance having a reverse transcriptase inhibitory action was intensively studied. As a result, a new finding was obtained that the pyrroloquinoline quinone (PQQ) represented by the formula (1) and its derivative have a strong reverse transcriptase inhibitory action and there is no problem in toxicity, and the present invention is completed. Came to do.

(式中R1,R2,R3は同一でも異ってもよく、水素、アルキ
ル基、アルカリ金属又は1/2アルカリ土類金属を表わ
す。) 一般にPQQは、従来の酸化−還元の補酵素NAD(P)や
フラビン類とは異なって全く新しいタイプの補酵素であ
り、最初Acinetobacter属のグルコース脱水素酵素の補
酵素として発見されたものである。PQQは、生体内での
アルコール、アルデヒド、グルコースおよびアミン類の
酸化反応に関与している。又ある種の微生物、動物細
胞、植物細胞に対する生育促進作用も報告されている。
更にPQQは、哺乳動物の血液中にも含まれておりビタミ
ン様の生理活性が期待されているが、生体系における役
割の詳細はまだ不明である。しかし、PQQは生体成分で
あり安定且つ毒性のない物質ということができ、それは
以下のマウス及びラットに対する急性毒性試験の結果か
らも明らかである。
(In the formula, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and represent hydrogen, an alkyl group, an alkali metal or a 1/2 alkaline earth metal.) Generally, PQQ is a conventional oxidation-reduction auxiliary. It is a completely new type of coenzyme, different from the enzymes NAD (P) and flavins, and was first discovered as a coenzyme of glucose dehydrogenase of the genus Acinetobacter. PQQ is involved in the oxidation reaction of alcohols, aldehydes, glucose and amines in vivo. It has also been reported to have a growth promoting action on certain microorganisms, animal cells and plant cells.
Furthermore, PQQ is also contained in the blood of mammals and is expected to have vitamin-like physiological activity, but the details of its role in the biological system are still unknown. However, it can be said that PQQ is a biological component that is stable and has no toxicity, which is clear from the results of the following acute toxicity test for mice and rats.

PQQには、キノン体である酸化型の言わゆるPQQとキノ
ール体である還元型PQQが存在する。PQQの還元型は、更
にPQQセミキノン(PQQHs)、PQQキノール(PQQH2)及び
PQQジハイドロキノール(PQQH4)に分けられる。キノン
体は酸化剤として働いて、自身はキノール体へと還元さ
れる。又、キノール体は適当な酸化剤があれば再びキノ
ン体となる。
There are two types of PQQ, an oxidized PQQ which is a quinone form and a reduced PQQ which is a quinol form. The reduced form of PQQ further includes PQQ semiquinone (PQQH s ), PQQ quinol (PQQH 2 ), and
It is divided into PQQ dihydroquinol (PQQH 4 ). The quinone body acts as an oxidant and is reduced to the quinol body. Also, the quinol form becomes a quinone form again if an appropriate oxidizing agent is present.

本発明においては、これらいずれのPQQも自由に使用
でき、すべて有効である。原料としてのPQQは、大腸菌
等の微生物による発酵生産及び有機化学的な合成のいず
れの方法によっても得られ、且つまた市販もされている
ので供給の面で問題はない。
In the present invention, any of these PQQs can be used freely and are all effective. PQQ as a raw material is obtained by any method of fermentation production by microorganisms such as Escherichia coli and organic chemical synthesis, and is commercially available, so there is no problem in terms of supply.

PQQは水に極めて易溶であり、pH4〜8の間では特に保
存、安全性にすぐれている。したがって、後述するよう
に、固体の形態にもまた液剤の形態にも自由に製剤する
ことができる。
PQQ is extremely easily soluble in water and is excellent in storage and safety especially at pH 4 to 8. Therefore, as described below, the preparation can be freely carried out in a solid form or a liquid form.

本発明に係る逆転写酵素阻害剤は、経口及び非経口投
与のいずれの投与形態も可能である。経口投与の場合に
は、軟・硬カプセル剤、又は錠剤、顆粒剤、細粒剤、散
剤、粉剤等として投与することができ、又非経口投与の
場合には、注射剤、点滴剤、座薬、液剤等として投与で
きる。又徐放剤も効果的である。
The reverse transcriptase inhibitor according to the present invention can be administered either orally or parenterally. In the case of oral administration, it can be administered as soft / hard capsules, tablets, granules, fine granules, powders, powders, etc., and in the case of parenteral administration, injections, infusions, suppositories. , And can be administered as a liquid agent or the like. Moreover, a sustained release agent is also effective.

本発明に係る阻害剤の投与量は、その種類、投与方
法、患者の症状、年令等によって異なるが、約0.1〜300
mg/kg/日、好ましくは0.2〜200mg/kg/日であり、1日1
〜4回、好ましくは1〜2回に分けて、通常、投与す
る。
The dose of the inhibitor according to the present invention varies depending on its type, administration method, patient's symptoms, age, etc., but is about 0.1 to 300.
mg / kg / day, preferably 0.2-200 mg / kg / day, 1 / day
It is usually administered in 4 to 4 times, preferably 1 to 2 times.

本発明の有効成分を製剤化するには常法に従い、界面
活性剤、賦形剤、滑沢剤、矯味剤、矯臭剤、着色料、着
香料、保存料、懸濁剤、湿潤剤、皮膜形成物質、コーテ
ィング助剤、その他佐薬を適宜使用する。また、他の阻
害剤、抗ウイルス剤その他の薬剤との併用も、自由に行
うことができる。
To formulate the active ingredient of the present invention, a surfactant, an excipient, a lubricant, a flavoring agent, a flavoring agent, a coloring agent, a flavoring agent, a preservative, a suspending agent, a wetting agent, a film is formed according to a conventional method. Forming substances, coating aids and other adjuvants are used as appropriate. In addition, it can be freely used in combination with other inhibitors, antiviral agents and other drugs.

以下に本発明を係る化合物の逆転写酵素に対する阻害
効果を示した試験例及び実施例を示す。
The test examples and examples showing the inhibitory effect of the compound of the present invention on the reverse transcriptase are shown below.

試験例 PQQの白血病ブタレトロウイルスの逆転写酵素阻害作用 白血病ブタレトロウイルスの逆転写酵素を0.2% NP4
0,0.05M Tris HCl(pH8.0)0.15M NaClを含む溶液で4
℃、1時間処理することにより可溶化し、酵素源とし
た。酵素活性は、HOFFMANら(Virology 147,326−335,1
985)の方法に従い、poly(rA)・Oligo(dT)12-18
テンプレートプライマーとして、3H・TTPの酸不溶性画
分への取り込み量で測定した。種々の濃度の阻害剤を反
応溶液中に添加し、阻害剤無添加時の酵素活性に対する
阻害率を求めた。(表2) PQQ・2K、PQQ・2Me・Et、PQQ・3Meは、それぞれ、2.2
×10-4、7.3×10-5、5.8×10-5M/反応液という濃度で逆
転写酵素の活性を50%阻害し、10-3M/反応液に於いては
それぞれ76.6、94.5、86.1%という強い阻害効果を示
し、PQQ及びその誘導体に強力な逆転写酵素阻害作用の
あることが判明した。この作用はin vivoでも同様に奏
されるものである。
Test Example PQQ inhibitory effect of leukemia / porcine retrovirus reverse transcriptase 0.2% NP4 of leukemia / porcine retrovirus reverse transcriptase
0,0.05M Tris HCl (pH8.0) 4 with a solution containing 0.15M NaCl
It was solubilized by treatment at 1 ° C for 1 hour and used as an enzyme source. The enzyme activity was determined by HOFFMAN et al. (Virology 147,326-335,1
985), using poly (rA) · Oligo (dT) 12-18 as a template primer, the amount of 3 H · TTP incorporated into the acid-insoluble fraction was measured. Inhibitors of various concentrations were added to the reaction solution, and the inhibition rate to the enzyme activity when no inhibitor was added was determined. (Table 2) PQQ / 2K, PQQ / 2Me / Et, PQQ / 3Me are each 2.2
It inhibited the activity of reverse transcriptase by 50% at the concentrations of × 10 -4 , 7.3 × 10 -5 , and 5.8 × 10 -5 M / reaction solution, and at 10 -3 M / reaction solution, 76.6 and 94.5, respectively. It showed a strong inhibitory effect of 86.1%, indicating that PQQ and its derivatives have a strong reverse transcriptase inhibitory action. This effect is similarly exhibited in vivo.

実施例1 錠剤 1.PQQ 50g 2.乳糖 90g 3.トウモロコシ澱粉 29g 4.ステアリン酸マグネシウム 1g 1,2および17gのトウモロコシ澱粉を混和し、7gのトウ
モロコシ澱粉から作ったペーストとともに顆粒化する。
この顆粒に5gのトウモロコシ澱粉と4を加え混合物を圧
縮錠剤機で圧縮して、1錠あたり50mgの1を含有する錠
剤1,000個を製造する。
Example 1 Tablet 1. PQQ 50 g 2. Lactose 90 g 3. Corn starch 29 g 4. Magnesium stearate 1 g 1,2 and 17 g of corn starch are mixed and granulated with a paste made from 7 g of corn starch.
5 g of corn starch and 4 are added to the granules and the mixture is compressed on a compression tablet machine to produce 1,000 tablets containing 50 mg of 1 per tablet.

実施例2 注射剤 1.PQQ・2K 5g 2.塩化ナトリウム 9g 3.クロロブタノール 5g 4.炭酸水素ナトリウム 1g 全成分を蒸留水1,000mlに溶解し、アンプルに1mlずつ
分注し注射剤1,000本を製造する。
Example 2 Injection 1. PQQ · 2K 5g 2. Sodium chloride 9g 3. Chlorobutanol 5g 4. Sodium hydrogencarbonate 1g Dissolve all components in 1,000 ml of distilled water and dispense 1 ml each into ampoules to obtain 1,000 injections. To manufacture.

実施例3 カプセル剤 1.PQQ・2Me・Et 200g 2.乳糖 150g 3.トウモロコシ澱粉 100g 4.結晶セルロース 40g 5.軽質無水ケイ酸 5g 6.ステアリン酸マグネシウム 5g 常法に従って上記各成分を混和し、顆粒状としたもの
をカプセル1000個に充てんし、1個あたり200mgの1を
含有するカプセル剤1,000個を調製する。
Example 3 Capsule 1. PQQ.2Me.Et 200g 2. Lactose 150g 3. Corn starch 100g 4. Crystalline cellulose 40g 5. Light anhydrous silicic acid 5g 6. Magnesium stearate 5g The above ingredients were mixed according to a conventional method, Granules are filled into 1000 capsules, and 1,000 capsules containing 200 mg of 1 are prepared.

実施例4 錠剤 1.PQQ・3Me 200g 2.乳糖 100g 3.トウモロコシ澱粉 80g 4.結晶セルロース 100g 5.ポリビニルピロリドン 15g 6.ステアリン酸マグネシウム 5g 常法に従って上記各成分を混和し、顆粒状とし圧縮成
形して、1錠あたり200mgの1を含有する錠剤1,000錠を
調製する。
Example 4 Tablet 1. PQQ.3Me 200 g 2. Lactose 100 g 3. Corn starch 80 g 4. Crystalline cellulose 100 g 5. Polyvinylpyrrolidone 15 g 6. Magnesium stearate 5 g The above ingredients were admixed according to a conventional method to give granules and compression molded. Then, 1,000 tablets each containing 200 mg of 1 are prepared.

(発明の効果) 本発明に係るPQQは、前記したようにきわめてすぐれ
た逆転写酵素阻害作用を示すのみでなく、天然に存在す
るものでありしかもきわめて安全性が高いために、長期
間に亘ってしかも大量に投与することができ、逆転写酵
素が関与する各種の疾病の予防及び/又は治療に有効に
且つ広範に使用することができる。
(Effects of the Invention) The PQQ according to the present invention not only exhibits extremely excellent reverse transcriptase inhibitory action as described above, but also exists naturally and is extremely safe, so that it can be used for a long period of time. Moreover, it can be administered in a large amount, and can be effectively and widely used for the prevention and / or treatment of various diseases involving reverse transcriptase.

このように、本発明に係る薬剤は、特にウイルス、な
かでもレトロウイルスに起因する各種疾病の予防及び/
又は治療に特に有効である。したがって本発明に係る薬
剤は、ヒトのみでなくその他の動物、鳥類に対しても広
く適用することができる。
As described above, the agent according to the present invention can prevent and / or prevent various diseases caused by viruses, especially retroviruses.
Or, it is particularly effective for treatment. Therefore, the drug according to the present invention can be widely applied not only to humans but also to other animals and birds.

そのうえ、エイズ(AIDS)の原因ウイルス及びヒト成
人T細胞白血病ウイルスもレトロウイルスに属するもの
であるから、本発明は、現在その治療はおろか予防法す
ら確立していないエイズ及び成人T細胞白血病の予防、
治療薬としても大いに期待できるものである。
Moreover, since the causative virus of AIDS and the human adult T-cell leukemia virus also belong to the retroviruses, the present invention provides the prevention of AIDS and adult T-cell leukemia for which treatment has not been established, let alone treatment. ,
It has great promise as a therapeutic drug.

また本発明に係る薬剤は、卓越した逆転写酵素阻害作
用を有するものであるから、組換えDNA技術におけるmRN
Aを鋳型としてそれに相補的な一本鎖DNA(cDNA)をつく
る工程をコントロールするのに使用することもでき、し
たがって本発明は、バイオテクノロジーの技術分野にお
いても著効を奏するものである。
In addition, since the drug according to the present invention has an excellent reverse transcriptase inhibitory action, it is possible to use the
It can also be used to control the process of making a single-stranded DNA (cDNA) complementary to A as a template, and thus the present invention is also very effective in the technical field of biotechnology.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12N 9/99 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location C12N 9/99

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】式〔1〕で示されるピロロキノリンキノン
(PQQ)又はその誘導体を有効成分とする逆転写酵素阻
害剤。 (式中R1,R2,R3は同一でも異ってもよく、水素、アルキ
ル基、アルカリ金属又は1/2アルカリ土類金属を表わ
す。)
1. A reverse transcriptase inhibitor comprising a pyrroloquinoline quinone (PQQ) represented by the formula [1] or a derivative thereof as an active ingredient. (In the formula, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and each represents hydrogen, an alkyl group, an alkali metal or a 1/2 alkaline earth metal.)
JP30138386A 1986-12-19 1986-12-19 Reverse transcriptase inhibitor Expired - Lifetime JPH085792B2 (en)

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