JPH10127281A - Peg-modified alginic acid lyase and use thereof - Google Patents

Peg-modified alginic acid lyase and use thereof

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JPH10127281A
JPH10127281A JP30725096A JP30725096A JPH10127281A JP H10127281 A JPH10127281 A JP H10127281A JP 30725096 A JP30725096 A JP 30725096A JP 30725096 A JP30725096 A JP 30725096A JP H10127281 A JPH10127281 A JP H10127281A
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JP
Japan
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peg
modified
biofilm
alginic acid
alginate lyase
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JP30725096A
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Japanese (ja)
Inventor
Kosaku Murata
幸作 村田
Takehiko Suzuki
健彦 鈴木
Hiroyuki Sakakibara
裕幸 榊原
Shiro Abe
士朗 阿部
Toshihiro Kuno
智弘 久野
Minoru Nishimura
稔 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gunze Ltd
Tanabe Seiyaku Co Ltd
Original Assignee
Gunze Ltd
Tanabe Seiyaku Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject new enzyme consisting of a PEG-modified alginic acid lyase, stable in an organism, maintaining a high activity, weak in antigenicity and useful as a bio-film dissolving agent and for the prevention and treatment of refractory infectious diseases caused by the bio-film. SOLUTION: This new polyethylene glycol(PEG)-modified alginic acid lyase having 20-80% modifying ratio with PEG, is stable in an organism, has a low antigenicity while maintaining a high activity and is useful as a dissolving agent of a bio-film caused by bacteria and for the prevention and treatment of refractory infectious diseases caused by the bio-film. The PEG-modified alginic acid lyase is obtained by mixing a 5.0mM potassium phosphate buffer solution (pH6.5) of the alginic acid lyase with 0.5M boric acid-sodium hydroxide buffer solution (pH8.5), adding a modified PEG such as a polyethylene glycol succinimidesuccinate, for reacting with the amino group of a lysine residue in the enzyme.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレングリ
コール(以下、PEGという)で修飾されたアルギン酸
リアーゼおよび前記PEG修飾アルギン酸リアーゼを有
効成分とするバイオフィルム溶解剤に関する。
The present invention relates to an alginate lyase modified with polyethylene glycol (hereinafter referred to as PEG) and a biofilm dissolving agent containing the PEG-modified alginate lyase as an active ingredient.

【0002】また、本発明は、PEG修飾アルギン酸リ
アーゼを有効成分とするバイオフィルム溶解剤と抗菌剤
とを配合してなる、難治性感染症の治療・予防剤に関す
る。
[0002] The present invention also relates to a therapeutic / prophylactic agent for intractable infectious diseases, comprising a biofilm dissolving agent containing PEG-modified alginate lyase as an active ingredient and an antibacterial agent.

【0003】[0003]

【従来の技術】難治性感染症の原因の1つとして、細菌
によるバイオフィルム形成が注目されている。バイオフ
ィルムとは、細菌が産生する菌体外多糖(グライコカリ
ックス)と生体成分(フィブリン、血小板、細菌結合タ
ンパク質など)とからなる粘液状の膜のことである。こ
のバイオフィルムは、細菌にとっての外界からの防御機
構と考えられている。このようなバイオフィルム形成を
伴う疾患においては、菌体表面からの情報を得ることに
より成立する宿主の免疫機構が活性化されず、細菌は生
体防御反応に抵抗性を示すうえに、バイオフィルムによ
り抗菌剤が細菌に充分に到達できなくなる。従って、バ
イオフィルム形成を伴う疾患は難治性になるものと考え
られている。中でもムコイド型のシュードモナス・アエ
ルギノーサ(Pseudomonas aerugin
osa、以下、緑膿菌という)が生体組織において形成
する緑膿菌バイオフィルムは、その頻度、難治性、急性
増悪時における重症度という観点から、深刻な問題とな
っており、多数の検討が行われている。現在のところ、
緑膿菌バイオフィルムの主成分はアルギン酸であること
が明らかとなっている。
2. Description of the Related Art Biofilm formation by bacteria has attracted attention as one of the causes of intractable infections. A biofilm is a mucous membrane composed of exopolysaccharide (glycocalix) produced by bacteria and biological components (fibrin, platelets, bacterial binding proteins, etc.). This biofilm is considered to be a defense mechanism against bacteria from the outside world. In diseases associated with such biofilm formation, the host immune mechanism, which is established by obtaining information from the surface of the bacterial cells, is not activated, and bacteria show resistance to the host defense reaction and Antibacterial agents cannot reach bacteria sufficiently. Therefore, diseases involving biofilm formation are considered to be refractory. Among them, the mucoid type Pseudomonas aeruginsa ( Pseudomonas aerugin)
Pseudomonas aeruginosa biofilms formed in living tissues by osa (hereinafter, referred to as Pseudomonas aeruginosa) have become a serious problem from the viewpoint of frequency, intractability, and severity during acute exacerbation. Is being done. at present,
It has been clarified that the main component of Pseudomonas aeruginosa biofilm is alginic acid.

【0004】緑膿菌バイオフィルムが関与する感染症と
しては、嚢胞性線維症に付随した呼吸器感染症、びまん
性汎細気管支炎などの慢性呼吸器感染症、プラスチッ
ク、金属などから製造される人工医用材料、例えば人工
骨または人工関節などへの緑膿菌の付着に起因する感染
症、心内膜炎、骨髄炎および難治性の創部感染症などが
知られている。また、泌尿器科領域においては、カテー
テル留置複雑性尿路感染症を代表例として、感染結石、
尿路上皮粘膜の瘢痕および壊死ならびに高度の尿流障害
を伴う場合の複雑性尿路感染症が知られており、歯科領
域においては、プラークの形成および菌の定着化により
生じる歯周病などが知られている。
[0004] Infections involving Pseudomonas aeruginosa biofilm include respiratory infections associated with cystic fibrosis, chronic respiratory infections such as diffuse panbronchiolitis, plastics, and metals. BACKGROUND ART Infectious diseases caused by adhesion of Pseudomonas aeruginosa to artificial materials such as artificial bones or artificial joints, endocarditis, osteomyelitis and intractable wound infections are known. In addition, in the urological field, as a typical example, complicated indwelling catheter urinary tract infections, infected stones,
Complex urinary tract infections with scarring and necrosis of the urothelial mucosa and severe urinary dysfunction are known, and periodontal disease caused by plaque formation and colonization of bacteria in the dental area is known. Are known.

【0005】嚢胞性線維症は、呼吸器に感染した緑膿菌
の産生するアルギン酸を含む粘稠物が肺に蓄積し、気管
支閉塞を引き起こし、死に至らしめる疾患である。特開
平6−197760号公報および特開平6−31956
9号公報には、その粘稠物中のアルギン酸を分解、低分
子化することにより、粘稠物の粘度を減少させて嚢胞性
線維症の症状を改善することを目的とし、前者ではアル
ギン酸分解活性が高いアルギン酸リアーゼおよびその精
製法、後者ではアルギン酸リアーゼ発現遺伝子およびア
ルギン酸リアーゼの製造法について開示している。
[0005] Cystic fibrosis is a disease in which a viscous substance containing alginic acid produced by Pseudomonas aeruginosa infected to the respiratory tract accumulates in the lungs, causing bronchial obstruction and death. JP-A-6-197760 and JP-A-6-31956
No. 9 discloses that alginic acid in the viscous substance is decomposed and reduced in molecular weight, thereby reducing the viscosity of the viscous substance and improving the symptoms of cystic fibrosis. Alginate lyase having high activity and a purification method thereof, and the latter discloses an alginate lyase expression gene and a method for producing alginate lyase.

【0006】特開平6−197760号公報およびジャ
ーナル・オブ・ファーメンテイション・アンド・バイオ
エンジニアリング(JOURNAL OF FERME
NTATION AND BIOENGINEERIN
G、第76巻、第5号、427〜437頁、1993
年)には、緑膿菌が産生するアセチル化アルギン酸に対
して高い分解活性を有するアルギン酸リアーゼAL−II
I(分子量38,000)が開示されている。
[0006] JP-A-6-197760 and Journal of Fermentation and Bioengineering (JOURNAL OF FERME)
NTATION AND BIOENGINEERIN
G, Vol. 76, No. 5, pp. 427-437, 1993
Alginate lyase AL-II, which has high degrading activity against acetylated alginic acid produced by Pseudomonas aeruginosa
I (molecular weight 38,000) is disclosed.

【0007】さらに、尾崎勉らは、緑膿菌バイオフィル
ムにアルギン酸分解酵素を適用し、アルギン酸を分解す
ることによる呼吸器感染症の症状の改善を目的として前
記酵素の精製法およびキャラクタリゼーションの結果を
報告している(1996年日本薬学会第116年会講演
要旨集3 223頁、左上欄、1996年日本防菌防黴
学会第23回年次大会要旨集、95頁および日本農芸化
学誌1995年7月69巻臨時増刊号(1995年度大
会講演要旨集)253頁、右上欄)。
Further, Tsutomu Ozaki et al. Applied alginate-degrading enzyme to Pseudomonas aeruginosa biofilm, and aimed at improving the symptoms of respiratory tract infections by degrading alginic acid, and the results of purification and characterization of the enzyme. (Abstracts of the 116th Annual Meeting of the Pharmaceutical Society of Japan, 1996, p. 223, upper left column, Abstracts of the 23rd Annual Meeting of the Japan Society of Antimicrobial and Fungicide 1996, page 95, and the Japanese Journal of Agricultural Chemistry 1995) July, 1997 extra edition (1995 abstract of the meeting), p. 253, upper right column).

【0008】インビボにおいては、インフェクション・
アンド・イムニティ(INFECTION AND I
MMUNITY、第60巻、第10号、3979〜39
85頁、1992年)に、ウサギ心内膜炎モデルに対し
て、アルギン酸リアーゼおよび抗菌剤(アミカシン)を
併用投与すると、ムコイド型緑膿菌の除菌効果および菌
体外多糖の除去が認められたことが記載されている。し
かしながら、酵素製剤としてアルギン酸リアーゼを投与
すると、生体内で酵素が不安定になり、酵素の消失半減
期が短くなる。それゆえ、酵素製剤を大量かつ頻繁に投
与しなければならず、酵素の抗原性がかえって問題とな
る。
[0008] In vivo, infection
And Immunity (INFECTION AND I
MMUNITY, Vol. 60, No. 10, 3979-39
85, 1992), when a combination of alginate lyase and an antibacterial agent (amikacin) was administered to a rabbit endocarditis model, the eradication effect of mucoid Pseudomonas aeruginosa and the removal of exopolysaccharide were observed. Is described. However, when alginate lyase is administered as an enzyme preparation, the enzyme becomes unstable in a living body, and the elimination half-life of the enzyme is shortened. Therefore, the enzyme preparation must be administered in large amounts and frequently, and the antigenicity of the enzyme is rather a problem.

【0009】このように、バイオフィルム感染症に対し
てアルギン酸リアーゼ酵素を適用しようとする試みが多
数行われている。しかし、酵素の体内での不安定性、活
性の消失、抗原性などの課題を解決したアルギン酸リア
ーゼの酵素製剤は現在のところ存在せず、バイオフィル
ム感染症に有用なアルギン酸リアーゼ製剤の開発が望ま
れている。
As described above, many attempts have been made to apply the alginate lyase enzyme to biofilm infections. However, there is currently no enzyme preparation of alginate lyase that has solved problems such as instability of the enzyme in the body, loss of activity, and antigenicity.Therefore, development of an alginate lyase preparation useful for biofilm infections is desired. ing.

【0010】一方、酵素を高分子修飾することにより、
酵素の安定性の改善、消失半減期の延長、抗原性の低下
が可能となることが報告されている。中でもPEGを修
飾剤として用いる場合の有効性が多数報告され、すでに
PEG修飾酵素製剤として発売されている実績がある。
それらのPEG修飾酵素製剤としては、例えばPEG−
アデノシンデアミナーゼ(アダージェン(ADAGE
N、登録商標)としてエンゾン(Enzon)社(米
国)より市販)およびPEG−L−アスパラギナーゼ
(オンカスパー(ONCASPAR、登録商標)として
エンゾン社より市販)などがあげられる。
On the other hand, by modifying the enzyme with a polymer,
It has been reported that the stability of the enzyme can be improved, the elimination half-life can be increased, and the antigenicity can be reduced. Among them, many reports have been reported on the effectiveness of using PEG as a modifying agent, and there is already a track record of being sold as a PEG-modified enzyme preparation.
As such PEG-modified enzyme preparations, for example, PEG-
Adenosine deaminase (ADAGEN
N, (registered trademark) include Enzon (commercially available from Enzon) (USA) and PEG-L-asparaginase (oncaspar (registered trademark) is commercially available from Enzon).

【0011】しかしながら、酵素製剤では、修飾剤の選
択、修飾剤とタンパク質との結合様式、修飾条件、修飾
程度などの条件が、酵素活性の保持、安定性の維持、抗
原性などに大きく影響を及ぼすために、有用な酵素製剤
を創製することは一般的には困難なことである。現在の
ところ、PEGで修飾されたアルギン酸リアーゼは知ら
れていない。
However, in an enzyme preparation, conditions such as the selection of a modifying agent, the mode of binding of a modifying agent to a protein, the modification conditions, and the degree of modification greatly affect retention of enzyme activity, maintenance of stability, and antigenicity. Creating useful enzyme preparations to do so is generally difficult. At present, no alginate lyase modified with PEG is known.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、生体内で安
定であり、消失半減期がより長く、抗原性のより低いア
ルギン酸リアーゼを提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide an alginate lyase which is stable in vivo, has a longer elimination half-life and is less antigenic.

【0013】また、本発明は前記アルギン酸リアーゼを
有効成分とするバイオフィルム溶解剤を提供することも
目的とする。
Another object of the present invention is to provide a biofilm dissolving agent containing the alginate lyase as an active ingredient.

【0014】さらに、本発明は、PEG修飾アルギン酸
リアーゼを有効成分とするバイオフィルム溶解剤と抗菌
剤とを配合した、バイオフィルムに起因した難治性感染
症の治療・予防剤を提供することも目的とする。
Another object of the present invention is to provide an agent for treating or preventing intractable infectious diseases caused by biofilm, comprising a biofilm dissolving agent containing PEG-modified alginate lyase as an active ingredient and an antibacterial agent. And

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは鋭
意検討した結果、アルギン酸リアーゼに対してPEGを
修飾剤として選択するとすぐれた効果が得られることを
見出し、本発明を完成するに至った。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies and have found that excellent effects can be obtained by selecting PEG as a modifier for alginate lyase, thereby completing the present invention. Was.

【0016】本発明は、PEG修飾アルギン酸リアー
ゼ、PEG修飾アルギン酸リアーゼを有効成分とするバ
イオフィルム溶解剤およびPEG修飾アルギン酸リアー
ゼを有効成分とするバイオフィルム溶解剤とバイオフィ
ルム産生性微生物に対して有効な抗生物質を配合してな
る難治性感染症の治療・予防剤に関する。
The present invention provides a PEG-modified alginate lyase, a biofilm dissolving agent containing PEG-modified alginate lyase as an active ingredient, a biofilm dissolving agent containing PEG-modified alginate lyase as an active ingredient, and a biofilm-producing microorganism. The present invention relates to a therapeutic / prophylactic agent for intractable infectious diseases comprising an antibiotic.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明において、アルギン酸リア
ーゼを修飾するPEGとしては、通常、製剤技術、医薬
品製造技術、口腔衛生技術などにおいて使用され得るも
のであれば、特に限定されず、とりわけ常温において半
固体状ないし固体のものが好適である。かかるPEGと
しては、例えば、平均分子量が約1,000〜約10
0,000程度のもの、好ましくは約2,000〜約2
0,000程度のもの、最も好ましくは約5,000〜
約12,000程度のものがあげられる。これらのPE
Gは、一定の分子量を有するものであってもよく、また
種々の分子量のものが混合したものであってよい。更に
PEGは市販のものを好適に使用することができる。か
かる市販のPEGを非限定的に例示するとすれば、例え
ばマクロゴール1,000、同1,500、同1,54
0、同4,000、同6,000、同20,000(い
ずれも商品名、三洋化成工業製)があげられる。これら
は比較的低分子量のものであるが、高分子量の市販品
も、何ら問題なく使用することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the PEG that modifies alginate lyase is not particularly limited as long as it can be used in pharmaceutical technology, pharmaceutical production technology, oral hygiene technology and the like. Semi-solid to solid forms are preferred. As such PEG, for example, an average molecular weight of about 1,000 to about 10
About 000, preferably about 2,000 to about 2,000
About 000, most preferably about 5,000 to
About 12,000 can be mentioned. These PE
G may have a certain molecular weight, or may be a mixture of various molecular weights. Further, commercially available PEG can be suitably used. As non-limiting examples of such commercially available PEGs, for example, Macrogol 1,000, 1,500, 1,54
0, 4,000, 6,000, and 20,000 (all are trade names, manufactured by Sanyo Chemical Industries). These are of relatively low molecular weight, but commercial products of high molecular weight can be used without any problems.

【0018】また、上記PEGに修飾されるアルギン酸
リアーゼとしては、アルギン酸分解能を有する酵素であ
れば好適に使用することができ、とりわけシュードモナ
ス(Pseudomonas)属に属する微生物が産生
するアルギン酸を分解するものが好ましい。
As the alginate lyase modified with PEG, any enzyme having the ability to degrade alginate can be suitably used, and in particular, those which degrade alginic acid produced by a microorganism belonging to the genus Pseudomonas. preferable.

【0019】かかるアルギン酸リアーゼの具体例として
は、グラム陰性好気性桿菌、例えばシュードモナス属、
キサントモナス(Xanthomonas)属、フラボ
バクテリウム(Flavobacterium)属、ビ
ブリオ(Vibrio)属、クレブシエラ(Klebs
iella)属およびエンテロバクター(Entero
bacter)属などから分離されるアルギン酸リアー
ゼがあげられ、好ましくはフラボバクテリウム属に属す
る菌株から分離されるアルギン酸リアーゼがあげられ
る。特に好ましくは、土壌中から分離されたフラボバク
テリウム・スピーシーズ OTC−6(FERM BP
−4189、工業技術院生命工学技術研究所に寄託)か
ら分離されるアルギン酸リアーゼAL−IおよびAL−
III(特開平5−15387号公報、特開平6−197
760号公報、WO94/19006号パンフレット参
照)があげられる。また、かかるアルギン酸リアーゼ
は、野生株のみならず、変異株から分離されるものであ
ってもよく、さらには、アルギン酸リアーゼの遺伝子を
導入して形質転換させた遺伝子組換変異株から分離され
るものであってもよい。具体的には、上記フラボバクテ
リウム・スピーシーズOTC−6のアルギン酸リアーゼ
発現遺伝子を導入して形質転換させた大腸菌より分離さ
れるアルギン酸リアーゼAL−IおよびAL−III(特
開平6−319569号公報参照)があげられる。
Specific examples of such alginate lyase include Gram-negative aerobic bacilli such as Pseudomonas sp.
Xanthomonas (Xanthomonas) sp., Flavobacterium (Flavobacterium) genus Vibrio (Vibrio) spp., Klebsiella (Klebs
iella) genus and Enterobacter (Entero
alginate lyase isolated from the genus Bacter ), and preferably an alginate lyase isolated from a strain belonging to the genus Flavobacterium. Particularly preferably, Flavobacterium species OTC-6 (FERM BP) isolated from soil is used.
Alginate lyase AL-I and AL- isolated from the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
III (JP-A-5-15387, JP-A-6-197)
760, WO94 / 19006 pamphlet). Such alginate lyase may be isolated not only from a wild-type strain but also from a mutant strain, and further isolated from a genetically modified mutant strain into which an alginate lyase gene has been introduced and transformed. It may be something. Specifically, alginate lyases AL-I and AL-III isolated from Escherichia coli transformed by introducing the alginate lyase-expressing gene of Flavobacterium species OTC-6 (see JP-A-6-319569) ).

【0020】以下に、前記土壌中から分離されたフラボ
バクテリウム・スピーシーズ OTC−6から分離され
るアルギン酸リアーゼAL−IおよびAL−IIIの理化
学的性質を示す。
The physicochemical properties of the alginic acid lyases AL-I and AL-III isolated from the above-mentioned Flavobacterium species OTC-6 isolated from the soil will be described below.

【0021】アルギン酸リアーゼAL−Iの理化学的性
質; (1)作用:アルギン酸を非還元末端のC4−C5間に二
重結合を有する糖に分解し、最終的に4−デオキシ−5
−ケトウロン酸に分解する (2)分子量:60,000 (3)至適pH:8.0 (4)安定pH:6.0〜8.0 (5)至適温度:70℃ (6)基質特異性:細菌由来のアルギン酸に対して高分
解活性を有する。
Physicochemical properties of alginic acid lyase AL-I; (1) action: decompose alginic acid into a sugar having a double bond between C 4 and C 5 at the non-reducing end, and finally decompose 4-deoxy-5
-Decomposes to ketouronic acid (2) molecular weight: 60,000 (3) optimal pH: 8.0 (4) stable pH: 6.0-8.0 (5) optimal temperature: 70 ° C (6) substrate Specificity: Highly degrading activity against bacterial alginic acid.

【0022】アルギン酸リアーゼAL−IIIの理化学的
性質; (1)作用:アルギン酸を非還元末端のC4−C5間に二
重結合を有する糖に分解し、最終的に4−デオキシ−5
−ケトウロン酸に分解する (2)分子量:38,000 (3)至適pH:8.0 (4)安定pH:6.0〜8.0 (5)至適温度:70℃ (6)基質特異性:細菌由来のアルギン酸に対して特に
高分解活性を有する。
Physicochemical properties of alginic acid lyase AL-III; (1) Action: Alginic acid is decomposed into a sugar having a double bond between C 4 and C 5 at the non-reducing end, and finally 4-deoxy-5
-Decomposes to ketouronic acid (2) Molecular weight: 38,000 (3) Optimum pH: 8.0 (4) Stable pH: 6.0-8.0 (5) Optimum temperature: 70 ° C (6) Substrate Specificity: It has particularly high decomposition activity against alginic acid derived from bacteria.

【0023】アルギン酸リアーゼは、高活性のものが勿
論好ましいが、若干活性の低いものでも好適に使用する
ことができる。例えば、該アルギン酸リアーゼがアルギ
ン酸を分解することにより生成する非還元末端のC−C
間の二重結合による特異的吸光度(235nm)の変化
を酵素活性の指標とし、同吸光度を1分間に1上昇させ
る酵素量を1単位(U)とした場合、酵素1mgあたり
約20単位前後のものを好適に使用することができ、さ
らには約30単位以上のものが好ましい。
The alginate lyase is of course preferably of high activity, but a slightly less active one can also be suitably used. For example, the non-reducing terminal C—C generated by the alginate lyase decomposing alginic acid
The change in the specific absorbance (235 nm) due to the double bond between the two is used as an indicator of the enzyme activity. When the amount of the enzyme that increases the absorbance by 1 per minute is defined as 1 unit (U), about 20 units per 1 mg of the enzyme is used. Can be suitably used, and more preferably about 30 units or more.

【0024】上記アルギン酸リアーゼとPEGからなる
本発明のPEG修飾アルギン酸リアーゼは、アルギン酸
リアーゼが有するリジン残基のアミノ基の一部をPEG
と結合させることにより、抗原性の低下とアルギン酸リ
アーゼの酵素活性の維持を両立させたものである。本発
明において、アルギン酸リアーゼが有するリジン残基の
アミノ基とPEGとの結合率、すなわち修飾率は、バイ
オフィルム溶解に必要な酵素活性を維持し、かつ抗原性
を低下させるような範囲であればよく、特に限定されな
いが、例えば、約20〜80%、好ましくは約25〜7
0%、さらに好ましくは約35〜60%があげられる。
これにより、抗原性は未修飾アルギン酸リアーゼを10
0とした場合に較べて、約30%以下、好ましくは約1
0%以下、とりわけ好ましくは約1%以下に低下させ、
かつ酵素活性は未修飾アルギン酸リアーゼを100とし
た場合に較べて、約40%以上、好ましくは約50%以
上、とりわけ好ましくは90%以上の活性を維持するこ
とができる。
The PEG-modified alginate lyase of the present invention comprising the above-described alginate lyase and PEG is characterized in that a part of the amino group of the lysine residue of the alginate lyase is PEG-modified.
By combining this with, the reduction of antigenicity and maintenance of the enzymatic activity of alginate lyase are both achieved. In the present invention, the binding rate between the amino group of the lysine residue of the alginate lyase and PEG, that is, the modification rate, is such that the enzyme activity necessary for dissolving the biofilm is maintained and the antigenicity is reduced. Although not particularly limited, for example, about 20 to 80%, preferably about 25 to 7%
0%, more preferably about 35 to 60%.
This allows the antigenicity of unmodified alginate lyase to be 10
About 30% or less, preferably about 1
0% or less, particularly preferably about 1% or less;
In addition, the enzyme activity can maintain an activity of about 40% or more, preferably about 50% or more, particularly preferably 90% or more, as compared with the case where unmodified alginate lyase is set to 100.

【0025】上記PEG修飾アルギン酸リアーゼは、い
ずれのPEG、いずれのアルギン酸リアーゼの組合わせ
であっても得ることができるが、強いてあげるとすれ
ば、PEGとして高分子量のものが、より抗原性の低下
と酵素活性の維持の上からは好ましく、例えば分子量1
2,000のPEGとアルギン酸リアーゼの組合わせに
おいては、修飾率約25%のもので、酵素活性は約91
%維持され、かつ抗原性はわずか約6%にすぎず、ま
た、同じ組合わせで修飾率約50%のものは、酵素活性
が約40%維持され、抗原性は約0.6%とほとんど消
失している。一見すると、後者は酵素活性が低いように
見えるが、PEG修飾体は、必ずしも高い酵素活性が未
修飾体と比較して維持されている必要はない。というの
は、PEG修飾により、多少酵素活性が低下していて
も、生体内での消失半減期が未修飾体よりも長くなり、
血中滞留性が大きく改善されているので、長時間活性を
維持でき、抗原性が極めて低いものであれば生体に対す
る安全性が非常に高いという使用上のメリットがあるか
らである。
The above-mentioned PEG-modified alginate lyase can be obtained from any PEG and any combination of alginate lyases. However, if the PEG is modified, a PEG having a high molecular weight has a lower antigenicity. From the viewpoint of maintaining the enzyme activity, for example, a molecular weight of 1
In the combination of 2,000 PEG and alginate lyase, the modification rate is about 25% and the enzyme activity is about 91%.
% And the antigenicity is only about 6%, and the same combination having a modification rate of about 50% maintains the enzyme activity of about 40% and the antigenicity of about 0.6%. Has disappeared. At first glance, the latter appears to have lower enzymatic activity, but the modified PEG does not necessarily have to maintain higher enzymatic activity compared to the unmodified one. That is, even if the enzyme activity is slightly reduced by PEG modification, the elimination half-life in vivo becomes longer than that of the unmodified product,
This is because, since the retention in blood is greatly improved, the activity can be maintained for a long time, and if the antigenicity is extremely low, there is a merit in use that the safety for the living body is extremely high.

【0026】本発明のPEG修飾アルギン酸リアーゼ
は、PEGとアルギン酸リアーゼの結合反応中における
酵素活性の低下を生じない方法であれば、どのような方
法によっても製造することができる。
The PEG-modified alginate lyase of the present invention can be produced by any method that does not cause a decrease in enzyme activity during the binding reaction between PEG and alginate lyase.

【0027】かかる方法としては、例えばペプチド合成
の分野で汎用される縮合剤を使用してもよく、またPE
Gをエステル化して反応性をあげた修飾PEGを使用す
る、いわゆる活性エステル法と称される方法を採用して
もよい。
As such a method, for example, a condensing agent widely used in the field of peptide synthesis may be used.
A method called a so-called active ester method may be employed in which a modified PEG having increased reactivity by esterifying G is used.

【0028】活性エステル法による場合には、例えばス
クシンイミジル スクシネート PEG(商品名:SS
−PEG、日本油脂製)とアルギン酸リアーゼを溶媒中
で反応させることにより、容易に目的物を得ることがで
きる。
In the case of using the active ester method, for example, succinimidyl succinate PEG (trade name: SS)
-PEG, manufactured by NOF Corporation) and alginate lyase in a solvent, whereby the desired product can be easily obtained.

【0029】修飾PEGとしては、例えばN−ヒドロキ
シスクシンイミド、トリクロロホルメートなどに活性化
されたPEGがあげられ、具体的にはPEGスクシンイ
ミドスクシネート、PEGスクシンイミドプロピオネー
ト、二本鎖PEGスクシンイミドなどがあげられる。さ
らには無水マレイン酸とPEGの共重合体などがあげら
れ、とりわけPEGスクシンイミドスクシネートが好ま
しい。
Examples of the modified PEG include PEG activated with N-hydroxysuccinimide, trichloroformate and the like, and specifically, PEG succinimide succinate, PEG succinimide propionate, double-chain PEG succinimide and the like. Is raised. Further examples include a copolymer of maleic anhydride and PEG, and particularly preferred is PEG succinimide succinate.

【0030】反応は、例えば冷却下〜加熱下に好適に進
行するが、酵素の活性の維持の面からは低温で、かつ緩
衝剤液中で実施するのが好ましく、4〜10℃程度がと
りわけ好ましい。反応に際しては、アルギン酸リアーゼ
のリジン残基のアミノ基に対してモル比で約1〜10倍
量の修飾PEGを適宜使用するのが好ましく、また緩衝
液としては、pHが中性ないし弱アルカリ性のものを好
適に使用できるが、例えばホウ酸−水酸化ナトリウム緩
衝液が好ましいものとしてあげられる。
The reaction suitably proceeds, for example, under cooling to heating, but from the viewpoint of maintaining the activity of the enzyme, it is preferably carried out at a low temperature and in a buffer solution, and particularly preferably at about 4 to 10 ° C. preferable. At the time of the reaction, it is preferable to appropriately use about 1 to 10 times the molar amount of the modified PEG with respect to the amino group of the lysine residue of the alginate lyase, and the buffer is neutral to weakly alkaline. Those can be suitably used, and for example, a boric acid-sodium hydroxide buffer is preferable.

【0031】ついで、ε−アミノカプロン酸などの反応
停止剤を添加したのち、反応液から目的物を分離するこ
とにより、目的物を得ることができる。
Then, after adding a reaction terminator such as ε-aminocaproic acid, the desired product can be obtained by separating the desired product from the reaction solution.

【0032】目的物の分離は、常法により実施できる
が、酵素活性の低下を防ぐ意味からはゲルろ過や限外ろ
過を、適宜組合わせて実施することが好ましい。
Although the separation of the target substance can be carried out by a conventional method, it is preferable to carry out gel filtration or ultrafiltration in an appropriate combination from the viewpoint of preventing a decrease in enzyme activity.

【0033】本発明のバイオフィルム溶解剤は各種剤形
で使用することができ、剤形としては例えば錠剤、カプ
セル剤、口腔付着剤、噴霧製剤、注射剤、輸液、点眼
剤、軟膏剤などがあげられる。これら各種剤形の製剤
は、常法に従い治療目的に応じて、賦形剤、結合剤、溶
解剤、溶解補助剤、乳化剤、懸濁化剤などの製剤技術分
野において通常使用することができる担体を用いて調製
することができる。
The biofilm dissolving agent of the present invention can be used in various dosage forms, such as tablets, capsules, buccal adhesives, spray preparations, injections, infusions, eye drops, ointments and the like. can give. Formulations of these various dosage forms may be used according to conventional methods, depending on the purpose of treatment, such as excipients, binders, solubilizers, solubilizers, emulsifiers, and suspending agents. Can be prepared.

【0034】このような担体としては、例えば乳糖、白
糖、ブドウ糖、デンプン、結晶セルロース、ヒドロキシ
プロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、アラビアゴム、ゼラチン、メタケイ酸アルミン酸マ
グネシウム、無水リン酸カルシウム、クエン酸、クエン
酸三ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、ソル
ビトール、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリビニルピロ
リドン、植物油(落花生油、オリーブ油など)、ベンジ
ルアルコール、プロピレングリコール、水などがあげら
れる。
Examples of such carriers include lactose, sucrose, glucose, starch, crystalline cellulose, hydroxypropylmethylcellulose, carboxymethylcellulose, acacia, gelatin, magnesium metasilicate aluminate, anhydrous calcium phosphate, citric acid, trisodium citrate , Hydroxypropylcellulose, sorbitol, sorbitan fatty acid esters, polyvinylpyrrolidone, vegetable oils (peanut oil, olive oil, etc.), benzyl alcohol, propylene glycol, water and the like.

【0035】本発明のバイオフィルム溶解剤の投与経路
は特に制限されず、治療目的に応じて適宜選択すればよ
く、経口投与、非経口投与(例えば経皮投与、経肺投
与、静脈内投与、皮下投与、筋肉内投与)が可能であ
る。例えば、呼吸器感染症に対しては噴霧製剤として経
肺投与による適用を、尿路感染症や心内膜炎などに対し
ては注射剤として静脈内投与による適用を、創部感染症
に対しては軟膏剤としての適用を、人工医用材料に対し
ては液剤を表面に塗布して適用する方法を、歯周病に対
しては口腔付着剤として適用するなどがあげられる。
The administration route of the biofilm dissolving agent of the present invention is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the purpose of treatment. Oral administration, parenteral administration (for example, transdermal administration, transpulmonary administration, intravenous administration, Subcutaneous administration, intramuscular administration) is possible. For example, for pulmonary infections, application by pulmonary administration as a spray formulation, for urinary tract infections and endocarditis, etc., application by intravenous administration as an injection, and for wound infections May be applied as an ointment, applied to artificial medical materials by applying a liquid agent to the surface, and applied to periodontal disease as an oral adhesive.

【0036】投与量は、PEG修飾アルギン酸リアーゼ
の活性と投与部位におけるバイオフィルムの生成状況に
応じて、患者の疾患、体重、年齢等に配慮した量を容易
に決定することができる。
The dose can be easily determined in consideration of the disease, weight, age, etc. of the patient according to the activity of the PEG-modified alginate lyase and the state of biofilm formation at the site of administration.

【0037】本発明のバイオフィルム溶解剤は、バイオ
フィルムが関与する感染症、例えば嚢胞性線維症、びま
ん性汎細気管支炎などの慢性呼吸器感染症、プラスチッ
ク、金属などから製造される人工医用材料、例えばカテ
ーテル、人工骨または人工関節などへの緑膿菌の付着に
起因する感染症、心内膜炎、骨髄炎および難治性の創部
感染症などにおいて生ずるバイオフィルム溶解に有用で
ある。また、複雑性尿路感染症、歯周病などにも有用で
ある。
The biofilm dissolving agent of the present invention can be used for infectious diseases involving biofilms, for example, chronic respiratory infections such as cystic fibrosis and diffuse panbronchiolitis, plastics, metals, etc. It is useful for dissolving biofilms resulting from infections caused by P. aeruginosa adherence to materials such as catheters, artificial bones or artificial joints, endocarditis, osteomyelitis and intractable wound infections. It is also useful for complicated urinary tract infections, periodontal disease and the like.

【0038】さらに、本発明のPEG修飾アルギン酸リ
アーゼを有効成分とするバイオフィルム溶解剤を抗生物
質と組合わせて投与すると、バイオフィルムの溶解に加
えて抗生物質による除菌が行われ、難治性であったバイ
オフィルム感染症、特に緑膿菌によるバイオフィルム感
染症の治療が可能になる。しかも、バイオフィルムが溶
解されると、従来の問題点である抗生物質の長期間にわ
たる多量投与の必要がなくなり、抗生物質の短期間かつ
低投与量化が期待されることになる。
Furthermore, when a biofilm dissolving agent containing the PEG-modified alginate lyase of the present invention as an active ingredient is administered in combination with an antibiotic, in addition to dissolving the biofilm, the bacteria are removed by the antibiotic, and the treatment is difficult. It is possible to treat existing biofilm infections, especially biofilm infections caused by Pseudomonas aeruginosa. In addition, when the biofilm is dissolved, there is no need to administer a large amount of the antibiotic over a long period of time, which is a conventional problem, and short-term and low dose of the antibiotic can be expected.

【0039】前記抗生物質の具体例としては、例えばク
ラリスロマイシン、エリスロマイシンなどのマクロライ
ド系抗生物質、前記マクロライド系抗生物質とキノロン
系抗生物質とを組合わせたもの、セフスロジンナトリウ
ム、セフォペラゾンナトリウム、セフタジム、硫酸セク
プロム、塩酸セフォゾプランなどの第三世代セフェム系
抗生物質、硫酸アミカシンなどのアミノグリコシド系抗
生物質などがあげられる。
Specific examples of the antibiotics include macrolide antibiotics such as clarithromycin and erythromycin, combinations of the macrolide antibiotics and quinolone antibiotics, cefsulodin sodium, cefoperazone Third-generation cephem antibiotics such as sodium, ceftazim, secuprom sulfate, cefozopran hydrochloride, and aminoglycoside antibiotics such as amikacin sulfate.

【0040】本発明において、PEG修飾アルギン酸リ
アーゼと抗生物質を配合して製剤とする場合、抗生物質
はその種類に応じた投与量を用い、またPEG修飾アル
ギン酸リアーゼはその活性と投与部位におけるバイオフ
ィルムの生成状況に応じて、患者の疾患、体重、年齢等
に配慮した量を組み合わせることによって、容易に決定
することができる。また、その剤形は特に制限されず、
前記バイオフィルム溶解剤で述べた種々の添加剤を使用
でき、種々の剤形を採用することができる。また配合と
はいっても単一製剤中に両成分を存在させる形態のほ
か、PEG修飾アルギン酸リアーゼと抗生物質を別々に
製剤化し、これをカプセル等に共存させた形態でもよ
く、さらにはカプセルに入れず、同時ないし順次投与す
るような形態であってもよい。
In the present invention, when a preparation is prepared by blending PEG-modified alginate lyase and an antibiotic, the antibiotic is used in a dose according to its type, and the activity of the PEG-modified alginate lyase is determined by its activity and biofilm at the administration site. Can be easily determined by combining the amounts in consideration of the disease, weight, age, etc. of the patient according to the generation status of the patient. The dosage form is not particularly limited,
Various additives described in the biofilm dissolving agent can be used, and various dosage forms can be adopted. In addition to the formulation, in addition to a form in which both components are present in a single preparation, a form in which PEG-modified alginate lyase and an antibiotic are separately formulated and coexisted in a capsule or the like may be used. Alternatively, it may be in the form of simultaneous or sequential administration.

【0041】以下に、実施例をあげて本発明をさらに詳
しく説明するが、本発明はもとよりこれらに限定される
ものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0042】[0042]

【実施例】【Example】

実施例1 分子量2,000のPEGによる修飾 3.0mg/mlのアルギン酸リアーゼAL−III(グ
ンゼ(株)社製、緑膿菌由来のアルギン酸に対して高分
解活性を有する)溶液(5.0mM リン酸カリウム緩
衝液、0.15M NaCl、pH6.5)0.4ml
と0.5M ホウ酸−水酸化ナトリウム緩衝液(pH
8.5)0.4mlを混合して反応溶液とした。アルギ
ン酸リアーゼのリジン残基のアミノ基に対してモル比で
5倍量の活性化PEG修飾試薬(分子量2,000のS
S−PEG、日本油脂(株)製)を添加し、4℃で30
分間撹拌することによりアミノ基をPEGで修飾した。
SS−PEGに対してモル比で20倍量のε−アミノカ
プロン酸(生化学工業(株)製)を添加することにより
反応を停止させた。得られた反応混合物をゲル濾過クロ
マトグラフィー(FPLCシステム、カラム:スーパー
デックス(Superdex、商標)200HR10/
30、ファルマシア(Pharmacia)社製)によ
り分離し、高分子画分に溶出するPEG修飾体を分取し
た。さらに限外濾過(限外濾過膜:UP−20、分子量
カット20,000、アドバンテック(Advante
ch)社製)により濃縮してPEG修飾体を得た。
Example 1 Modification with PEG having a molecular weight of 2,000 3.0 mg / ml alginate lyase AL-III (manufactured by Gunze Co., Ltd., having a high degrading activity against alginic acid derived from Pseudomonas aeruginosa) (5.0 mM) Potassium phosphate buffer, 0.15 M NaCl, pH 6.5) 0.4 ml
And 0.5M boric acid-sodium hydroxide buffer (pH
8.5) 0.4 ml was mixed to obtain a reaction solution. 5 times the molar amount of activated PEG modifying reagent to the amino group of lysine residue of alginate lyase (S
S-PEG, manufactured by NOF Corporation) at 30 ° C at 4 ° C.
The amino group was modified with PEG by stirring for minutes.
The reaction was stopped by adding a 20-fold amount of ε-aminocaproic acid (manufactured by Seikagaku Corporation) to the SS-PEG in a molar ratio of 20 times. The obtained reaction mixture was subjected to gel filtration chromatography (FPLC system, column: Superdex (trademark) 200HR10 /
30, manufactured by Pharmacia), and the PEG-modified product eluted in the high molecular fraction was collected. Furthermore, ultrafiltration (ultrafiltration membrane: UP-20, molecular weight cut-off 20,000, Advantech (Advante)
ch)) to obtain a modified PEG.

【0043】実施例2 分子量5,000のPEGによる修飾 実施例1で用いた分子量2,000の代わりに、分子量
5,000のSS−PEG修飾試薬(日本油脂(株)
製)を用いた。反応、分取および濃縮は実施例1と同様
に行い、PEG修飾体を得た。
Example 2 Modification by PEG having a molecular weight of 5,000 Instead of the molecular weight of 2,000 used in Example 1, an SS-PEG modifying reagent having a molecular weight of 5,000 (manufactured by NOF Corporation)
Was used. Reaction, fractionation and concentration were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a modified PEG.

【0044】実施例3 分子量12,000のPEGによる修飾 実施例1で用いた分子量2,000の代わりに、分子量
12,000のSS−PEG修飾試薬(日本油脂(株)
製)を用い、アルギン酸リアーゼのリジン残基のアミノ
基に対してモル比1倍でPEG修飾体を作成した。実施
例1と同様に分取を行い、限外濾過膜をUP−20の代
わりにUK−50(分子量カット20,000、アドバ
ンテック(Advantech)社製)を用いて濃縮し
てPEG修飾体を得た。
Example 3 Modification with PEG having a molecular weight of 12,000 Instead of the molecular weight of 2,000 used in Example 1, an SS-PEG modifying reagent having a molecular weight of 12,000 (manufactured by NOF Corporation)
PEG modified product was prepared at a molar ratio of 1 to the amino group of the lysine residue of alginate lyase. Separation was performed in the same manner as in Example 1, and the ultrafiltration membrane was concentrated using UK-50 (molecular weight cut-off 20,000, manufactured by Advantech) instead of UP-20 to obtain a PEG-modified product. Was.

【0045】実施例4 分子量12,000のPEGによる修飾 実施例3で用いた、アルギン酸リアーゼのリジン残基の
アミノ基に対してモル比1倍の代わりに2.5倍でPE
G修飾体を作成した。実施例3と同様に分取、濃縮して
PEG修飾体を得た。
Example 4 Modification with PEG having a molecular weight of 12,000 PE used at 2.5 times instead of 1 molar ratio to the amino group of lysine residue of alginate lyase used in Example 3
The G modification was made. Separation and concentration were performed in the same manner as in Example 3 to obtain a modified PEG.

【0046】実施例5 分子量12,000のPEGによる修飾 実施例3で用いた、アルギン酸リアーゼのリジン残基の
アミノ基に対してモル比1倍の代わりに5倍でPEG修
飾体を作成した。実施例3と同様に分取、濃縮してPE
G修飾体を得た。
Example 5 Modification with PEG having a molecular weight of 12,000 A modified PEG was prepared at a 5-fold molar ratio to the amino group of the lysine residue of alginate lyase used in Example 3, instead of using a molar ratio of 1-fold. Separation and concentration in the same manner as in Example 3 to PE
The G modification was obtained.

【0047】実施例6 分子量5,000のPEGによる修飾 3.0mg/mlのアルギン酸リアーゼAL−III(グ
ンゼ(株)社製、緑膿菌由来のアルギン酸に対して高分
解活性を有する)溶液(5.0mM リン酸カリウム緩
衝液、0.15M NaCl、pH6.5)15mlと
0.5M ホウ酸−水酸化ナトリウム緩衝液(pH8.
5)15mlを混合して反応溶液として、SS−PEG
(分子量5,000)のモル比を10倍として反応を行
った。実施例1と同様に反応を停止させたのち、限外濾
過(限外濾過膜:UP−20、分子量カット20,00
0、アドバンテック(Advantech)社製)によ
り過剰のSS−PEGを除去した。さらに、カラムをハ
イロード(HiLoad)16/60、スーパーデック
ス(Superdex)200pg(ファルマシア(P
harmacia)社製)を用いて分取を行い、実施例
1と同様に濃縮して修飾率56%、活性残存率29%の
PEG修飾体を得た。
Example 6 Modification with PEG having a molecular weight of 5,000 3.0 mg / ml alginate lyase AL-III (manufactured by Gunze Co., Ltd., having a high decomposition activity against alginic acid derived from Pseudomonas aeruginosa) 15 ml of 5.0 mM potassium phosphate buffer, 0.15 M NaCl, pH 6.5 and 0.5 M boric acid-sodium hydroxide buffer (pH 8.
5) After mixing 15 ml, SS-PEG was used as a reaction solution.
The reaction was performed with the molar ratio of (molecular weight: 5,000) being 10 times. After stopping the reaction in the same manner as in Example 1, ultrafiltration (ultrafiltration membrane: UP-20, molecular weight cut-off 20,000)
0, manufactured by Advantech) to remove excess SS-PEG. Further, the column was loaded with HiLoad 16/60, Superdex 200 pg (Pharmacia (P
fractionated by the same method as in Example 1 and concentrated to obtain a modified PEG having a modification ratio of 56% and an activity remaining ratio of 29%.

【0048】実施例7 分子量2,000のPEGによる修飾 3.0mg/mlのアルギン酸リアーゼAL−III(グ
ンゼ(株)社製、緑膿菌由来のアルギン酸に対して高分
解活性を有する)溶液(5.0mM リン酸カリウム緩
衝液、0.15M NaCl、pH6.5)5.5ml
と0.5M ホウ酸−水酸化ナトリウム緩衝液(pH
8.5)5.5mlを混合して反応溶液とした。SS−
PEG(分子量2,000)のモル比を5倍として反応
を行った。実施例1と同様に反応を停止させたのち、実
施例6と同様に分取を行い、濃縮して修飾率57%、活
性残存率43%のPEG修飾体を得た。
Example 7 Modification with PEG having a molecular weight of 2,000 3.0 mg / ml alginate lyase AL-III (manufactured by Gunze Co., Ltd., having a high decomposition activity against alginic acid derived from Pseudomonas aeruginosa) 5.5 mM potassium phosphate buffer, 0.15 M NaCl, pH 6.5) 5.5 ml
And 0.5M boric acid-sodium hydroxide buffer (pH
8.5) 5.5 ml was mixed to obtain a reaction solution. SS-
The reaction was performed with the molar ratio of PEG (molecular weight: 2,000) being five times. After terminating the reaction in the same manner as in Example 1, fractionation was carried out in the same manner as in Example 6, and concentration was performed to obtain a modified PEG having a modification rate of 57% and an activity remaining rate of 43%.

【0049】実施例8 分子量5,000のPEGによる修飾 実施例7の分子量2,000の代わりに、分子量5,0
00のSS−PEGを用い、修飾率43%、活性残存率
64%のPEG修飾体を得た。
Example 8 Modification with PEG having a molecular weight of 5,000 In place of the molecular weight of 2,000 in Example 7, a molecular weight of 5,000 was used.
Using SS-PEG of 00, a modified PEG having a modification rate of 43% and an activity remaining rate of 64% was obtained.

【0050】実施例9 分子量12,000のPEGによる修飾 実施例7の分子量2,000の代わりに、分子量12,
000のSS−PEGを用いて行い、修飾率54%、活
性残存率51%のPEG修飾体を得た。
Example 9 Modification with PEG having a molecular weight of 12,000 In place of the molecular weight of 2,000 in Example 7, a molecular weight of 12,
By using 000 SS-PEG, a modified PEG having a modification rate of 54% and a residual activity rate of 51% was obtained.

【0051】上記実施例で作製したPEG修飾体につい
て酵素濃度、修飾率、活性残存率、免疫反応性を以下に
示す方法で評価した。
With respect to the modified PEG produced in the above example, the enzyme concentration, modification rate, residual activity rate and immunoreactivity were evaluated by the following methods.

【0052】酵素濃度 分光光度計UV−365((株)島津製作所製)を用い
て280nmの吸光度を測定し、アルギン酸リアーゼA
L−III(以下、未修飾体という)を用いて作成した検
量線より酵素濃度を算出した。
Enzyme concentration The absorbance at 280 nm was measured using a spectrophotometer UV-365 (manufactured by Shimadzu Corporation), and alginate lyase A was measured.
The enzyme concentration was calculated from a calibration curve prepared using L-III (hereinafter, referred to as an unmodified product).

【0053】修飾率 0〜25μgのPEG修飾体または未修飾体を含む溶液
0.5ml、50mMリン酸カリウム緩衝液(pH8.
0)1.0mlおよび0.3mg/mlフルオレスカミ
ン(ポリサイエンス(Polyscience)社製)
/1,4−ジオキサン溶液0.5mlを混和することに
より、遊離のアミノ基とフルオレスカミンを室温で10
分間反応させた。蛍光光度計F−4010((株)日立
製作所製、蛍光波長390nm、励起波長480nm)
を用いて蛍光強度を測定することにより遊離アミノ基の
定量を行い、未修飾体のそれとの比較より、蛍光強度、
すなわちアミノ基の減少から修飾率を算出した。
Modification rate 0.5 ml of a solution containing 0 to 25 μg of a modified or unmodified PEG, 50 mM potassium phosphate buffer (pH 8.
0) 1.0 ml and 0.3 mg / ml fluorescamine (manufactured by Polyscience)
By mixing 0.5 ml of a 1,4-dioxane solution, free amino groups and fluorescamine can be removed at room temperature by 10%.
Allowed to react for minutes. Fluorometer F-4010 (manufactured by Hitachi, Ltd., fluorescence wavelength 390 nm, excitation wavelength 480 nm)
The free amino group is quantified by measuring the fluorescence intensity using, and the fluorescence intensity,
That is, the modification rate was calculated from the decrease in amino groups.

【0054】活性残存率 エイセニア・ビサイクリス(Eisenia bicy
clis)由来のアルギン酸ナトリウム(ナカライテス
ク(株)製)を50mM トリス−塩酸緩衝液(pH
7.0)に0.1%の濃度になるように溶解し、基質溶
液とした。0〜5μgのPEG修飾体または未修飾体を
含む溶液0.1mlを前記基質溶液0.9mlと混合し
た後、アルギン酸の分解に由来する235nmの吸光度
の上昇を25℃にて3分間測定した。活性残存率は、1
分間当たりの吸光度の上昇値を酵素量で除すことにより
酵素1mg当たりの比活性(ΔA235nm/分/mg
タンパク質)を求め、未修飾体との比較から活性残存率
(%)を算出した。
Residual activity rate Eisenia bicyris
cli )) (Nacalai Tesque, Inc.) in 50 mM Tris-HCl buffer (pH
7.0) to give a substrate solution. After 0.1 ml of a solution containing 0 to 5 μg of the modified or unmodified PEG was mixed with 0.9 ml of the substrate solution, the increase in absorbance at 235 nm due to the decomposition of alginic acid was measured at 25 ° C. for 3 minutes. The residual activity rate is 1
The specific activity (ΔA 235 nm / min / mg / mg of enzyme) was obtained by dividing the increase in absorbance per minute by the amount of enzyme.
Protein) was determined, and the residual activity ratio (%) was calculated from the comparison with the unmodified product.

【0055】抗原性 抗体との結合能(免疫反応性)をELISA(Enzy
me−LinkedImmunosorbent As
say)法により測定し、抗原性の指標とした。
The binding ability (immunoreactivity) to the antigenic antibody was determined by ELISA (Enzy).
me-Linked Immunosorbent As
assay) and used as an index of antigenicity.

【0056】50μg/mlのPEG修飾体または未修
飾体を96ウェルマイクロプレート(日本インターメッ
ド社製)にそれぞれ50μlずつ、9ウェルに添加し、
4℃で1晩放置して酵素を吸着させた。上清を除去した
後、0.05%ツィーン(Tween)20含有PBS
(以下、T20/PBSという)250μlで1回洗浄
した。50%ブロックエース(商品名、雪印乳業(株)
製)250μlを加え室温で2時間放置して固定化した
後、T20/PBSで3回洗浄した。
50 μg / ml of the PEG-modified or unmodified PEG was added to a 96-well microplate (manufactured by Nippon Intermed Co., Ltd.) in an amount of 50 μl to 9 wells.
The enzyme was adsorbed by leaving it at 4 ° C. overnight. After removing the supernatant, PBS containing 0.05% Tween 20 was used.
Washing was performed once with 250 μl (hereinafter referred to as T20 / PBS). 50% Block Ace (trade name, Snow Brand Milk Products Co., Ltd.)
Was fixed at room temperature for 2 hours, and washed three times with T20 / PBS.

【0057】未修飾体を免疫原とし、通常の方法に従っ
てウサギで作製したアルギン酸リアーゼ抗血清を、10
%ブロックエース含有T20/PBSを用いて1,00
0〜6,553,600倍の9段階の4倍希釈系列とし
た。前記希釈血清100μlを各ウェルに順次添加し、
室温で2時間反応させて、固定化された酵素とアルギン
酸リアーゼ抗体を結合させた。過剰の抗体をT20/P
BSで洗浄、分離した後、原液をT20/PBSを用い
て3,000倍希釈したホースラディッシュ・ペルオキ
シダーゼ(以下、HRPという)標識抗ウサギIgG
(ザイメット社製)50μlを添加して、酵素に結合し
た抗体と結合させた。過剰の標識抗体をT20/PBS
で洗浄、分離した後、HRPに対する基質溶液(2,
2′−アジノジ(3−エチルベンゾズチアゾリン)−
6′−スルホン酸、和光純薬工業(株)製)100μl
を添加し、室温で15分間反応させた。1.5%シュウ
酸100μlを加えて反応を停止した後、プレートリー
ダーModel 3550(バイオ−ラッド(Bio−
Rad)社製)を用いて405nmの吸光度を測定し
た。
An alginate lyase antiserum prepared in rabbits according to a conventional method using the unmodified product as an immunogen was
% Block ace using T20 / PBS
A 9-fold 4-fold dilution series of 0 to 6,553,600-fold was used. 100 μl of the diluted serum was sequentially added to each well,
The reaction was allowed to proceed at room temperature for 2 hours to bind the immobilized enzyme to the alginate lyase antibody. T20 / P for excess antibody
After washing and separation with BS, the stock solution was diluted 3,000-fold with T20 / PBS and horseradish peroxidase (hereinafter referred to as HRP) labeled anti-rabbit IgG.
50 μl (manufactured by Zymmet) was added to bind to the antibody bound to the enzyme. Remove excess labeled antibody from T20 / PBS
After washing and separation with HRP, a substrate solution for HRP (2,
2'-azinodi (3-ethylbenzodithiazoline)-
6'-sulfonic acid, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 100 μl
Was added and reacted at room temperature for 15 minutes. After stopping the reaction by adding 100 μl of 1.5% oxalic acid, the plate reader Model 3550 (Bio-Rad (Bio-Rad)) was added.
Rad) was measured at 405 nm.

【0058】PEG修飾体および未修飾体の各々に対し
て抗原−抗体反応曲線を作成した。50%の結合を示す
抗血清の希釈率を抗原力価の指標とし、両者の比から免
疫反応性の低下度合いを算出した。
An antigen-antibody reaction curve was prepared for each of the modified PEG and the unmodified PEG. The degree of decrease in immunoreactivity was calculated from the ratio of the dilution of the antiserum showing 50% binding as an index of the antigen titer.

【0059】アルギン酸リアーゼAL−IIIの未修飾体
および実施例1〜5で得られたPEG修飾体の特性を表
1に示す。
The properties of the unmodified alginate lyase AL-III and the modified PEG obtained in Examples 1 to 5 are shown in Table 1.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】試験例1 PEG修飾アルギン酸リアーゼの活性の消失推移 日本白色雄性ウサギに未修飾体および実施例6で得たP
EG修飾体の生理食塩水溶液を5mg酵素/匹の投与量
で(5mg/ml溶液、1ml)耳静脈より静脈内投与
した(各1例)。投与後30分、1、3、5、7、2
4、48、72、96時間に耳静脈より0.5ml採血
した。血液は室温で2時間放置した後、遠心分離(1
2,000rpm、10分間)を行い、血清を分取し
た。
Test Example 1 Transition of loss of activity of PEG-modified alginate lyase Unmodified form of Japanese white male rabbit and P obtained in Example 6
A physiological saline solution of the modified EG was administered intravenously via the ear vein at a dose of 5 mg enzyme / animal (5 mg / ml solution, 1 ml) (one case each). 30 minutes after administration, 1, 3, 5, 7, 2
At 4, 48, 72, and 96 hours, 0.5 ml of blood was collected from the ear vein. After leaving the blood at room temperature for 2 hours, centrifugation (1
(2,000 rpm, 10 minutes), and the serum was collected.

【0062】血清中のアルギン酸リアーゼ活性は、エイ
セニア・ビサイクリス由来の0.1%アルギン酸ナトリ
ウム(ナカライテスク(株)製)/50mM トリス−
塩酸緩衝液(pH7.0)を基質溶液として用い、以下
に示すチオバルビツール酸法(以下、TBA法という、
ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J
ournal of Biological Chem
istry)第234巻、第4号、705〜709頁、
1959年参照)にて測定した。すなわち、血清10μ
lを基質溶液1mlに添加し、37℃で酵素反応を行っ
た。反応開始30分後に0.03N 過ヨウ素酸(和光
純薬工業(株)製)/0.125N 硫酸 100μl
を添加し、反応を停止させた。室温で1時間放置した
後、0.3% チオバルビツール酸(和光純薬工業
(株)製)/pH2.0 塩酸(水に塩酸を加えてpH
2.0に調整した)2mlを加え、100℃で10分間
加熱処理することによりアルギン酸の酵素反応分解物
(β−フォルミルピルベート(β−formyl py
ruvate))を呈色させた。遠心分離(2,000
rpm、5分間)により得られた上清をさらに0.45
μmのフィルター(KCプレップ オムニ、片山化学工
業(株)製)でろ過し、分光光度計U−2000
((株)日立製作所製)を用いてろ液の548nmにお
ける吸光度を測定した。
The alginate lyase activity in the serum was determined by using 0.1% sodium alginate (manufactured by Nacalai Tesque, Inc.) / 50 mM Tris-derived from Aisenia bicyclis.
Using a hydrochloric acid buffer (pH 7.0) as a substrate solution, the following thiobarbituric acid method (hereinafter referred to as TBA method)
Journal of Biological Chemistry (J
ownal of Biological Chem
Istry) Vol. 234, No. 4, pp. 705-709,
1959). That is, serum 10μ
was added to 1 ml of the substrate solution, and an enzyme reaction was carried out at 37 ° C. 30 minutes after the start of the reaction, 100 μl of 0.03 N periodic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) / 0.125 N sulfuric acid
Was added to stop the reaction. After standing at room temperature for 1 hour, 0.3% thiobarbituric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) / PH 2.0 hydrochloric acid (pH was determined by adding hydrochloric acid to water)
2.0 ml), and heat-treated at 100 ° C. for 10 minutes to obtain an enzymatic reaction product of alginic acid (β-formylpyruvate (β-formylpyrate).
rivate)). Centrifugation (2,000
rpm, 5 minutes).
Filter with a μm filter (KC Prep Omni, manufactured by Katayama Chemical Industry Co., Ltd.) and use a spectrophotometer U-2000.
The absorbance at 548 nm of the filtrate was measured using (manufactured by Hitachi, Ltd.).

【0063】TBA法におけるアルギン酸リアーゼの活
性は、前記条件にて1μmolのβ−フォルミルピルベ
ートを生成するのに必要な酵素量を1ユニット(uni
t)と定めた。なお、β−フォルミルピルベートの54
8nmにおける吸光度は文献値より、0.01μmol
で0.290を示すとして計算した(ジャーナル・オブ
・バイオロジカル・ケミストリー)第237巻、第2
号、309〜316頁、1962年参照)。
The activity of alginate lyase in the TBA method was determined by measuring the amount of enzyme required to produce 1 μmol of β-formylpyruvate under the above conditions by 1 unit (uni).
t). In addition, 54 of β-formyl pyruvate
The absorbance at 8 nm is 0.01 μmol from the literature value.
(Journal of Biological Chemistry) Vol. 237, No. 2
No. 309-316, 1962).

【0064】未修飾体および実施例6で得たPEG修飾
体をウサギに静脈内投与した後の各血清中のアルギン酸
リアーゼ活性の消失推移を図2に示す。未修飾体の静脈
内投与後の血清中活性は2相性の速やかな消失推移を示
し、その消失半減期はα相(分布相)で約35分、β相
(消失相)で約5.6時間となった。一方、PEG修飾
体は血清中の活性が持続する傾向を示し、投与96時間
後においても高い活性が検出された。その半減期は約1
42時間となり、PEG修飾により血中での滞留性が大
きく改善されることがわかった。
FIG. 2 shows the disappearance of alginate lyase activity in each serum after intravenous administration of the unmodified product and the PEG-modified product obtained in Example 6 to rabbits. The serum activity of the unmodified product after intravenous administration shows a rapid biphasic elimination transition, with an elimination half-life of about 35 minutes in the α-phase (distribution phase) and about 5.6 in the β-phase (elimination phase). It was time. On the other hand, the modified PEG showed a tendency to maintain the activity in serum, and high activity was detected 96 hours after administration. Its half-life is about 1
It was 42 hours, indicating that the retention in blood was significantly improved by the PEG modification.

【0065】試験例2 インビトロにて形成したバイオフィルムに実施例7〜9
で作製したPEG修飾体を適用し、バイオフィルムに対
するPEG修飾体の効果に関する基礎的検討を行った。
Test Example 2 Examples 7 to 9 were applied to biofilms formed in vitro.
A basic study was conducted on the effect of the PEG-modified product on biofilm by applying the PEG-modified product prepared in the above.

【0066】(1)インビトロバイオフィルムモデルの
作製 嚢胞性線維症の患者の肺気道から分離されたムコイド型
緑膿菌(アリース プリンス博士(Dr.A.Prin
ce:コロンビア大学、微生物学部門、ニューヨーク)
から分与された)をトリプトソイ寒天培地(以下、TS
A培地という、栄研化学(株)製)に塗布し、37℃で
40時間前培養を行った。TSA培地上に出現したコロ
ニーを生理食塩水に懸濁し、吸光光度計SPECTRO
NIC21(ボッシュ・アンド・ローム(BAUSH
& LOMB)社製)を用いて660nmの吸光度を測
定しながら菌濃度を約108CFU/mlに調整した。
つぎにメンブランフィルター(MF−ミリポア、商品
名、孔径0.45μm、直径25mm、日本ミリポア
(株)製)をブレイン・ハート・インフュージョン寒天
培地(以下、BHI寒天培地という、栄研化学(株)
製)の表面におき、菌液100μlをメンブランフィル
ター上に滴下して、メンブランフィルター1枚当たり1
7CFUの緑膿菌を付着させた。37℃で4〜10日
間静置培養することによりメンブランフィルター上にバ
イオフィルムを形成させた(ケモセラピー(Chemo
therapy)第41巻、第10号、1064〜10
70頁、1993年参照)。
(1) Preparation of In Vitro Biofilm Model Mucoid Pseudomonas aeruginosa isolated from the pulmonary airway of a patient with cystic fibrosis (Dr. A. Prin
ce: Columbia University, Department of Microbiology, New York)
From a tryptic soy agar medium (hereinafter referred to as TS).
A medium, Eiken Chemical Co., Ltd.), and precultured at 37 ° C. for 40 hours. The colonies that appeared on the TSA medium were suspended in physiological saline, and the spectrophotometer SPECTRO was used.
NIC21 (Bosch and Rohm (BAUSH
& LOMB), and the bacterial concentration was adjusted to about 10 8 CFU / ml while measuring the absorbance at 660 nm.
Next, a membrane filter (MF-Millipore, trade name, pore size 0.45 μm, diameter 25 mm, manufactured by Nippon Millipore Co., Ltd.) was used for Brain Heart Infusion Agar Medium (hereinafter referred to as BHI agar medium, Eiken Chemical Co., Ltd.).
100 μl of the bacterial solution was dropped on the membrane filter, and 1 μl of the membrane filter was used.
A 0 7 CFU of P. aeruginosa were deposited. A biofilm was formed on the membrane filter by stationary culture at 37 ° C. for 4 to 10 days (Chemotherapy (Chemo).
therapy) Vol. 41, No. 10, 1064-10
70, 1993).

【0067】(2)バイオフィルムの評価法 走査型電子顕微鏡(以下、SEMという)による形態
観察法 (イ)サンプルの前処理 バイオフィルムが付着したメンブランフィルターを生理
食塩水で洗浄した後、0.15%ルテニウムレッド(片
山化学工業(株)製)を含む2.5w/v%グルタルア
ルデヒド(片山化学工業(株)製)/PBS溶液に30
分間浸し、続いて1%四酸化オスミウム(メルク(ME
RK)社製)/PBS溶液に30分間浸して固定化し
た。つぎに、上昇エタノール系列(50、70および9
0v/v%)で各々30分間さらに脱水エタノールで1
晩脱水処理をした。臨界点乾燥器CPD−750(盟和
商事製)を用いて炭酸ガスによる臨界点乾燥をした後、
イオンスパッターE−102((株)日立製作所製)を
用いて白金−パラジウムでスパッタコーティングを行
い、SEM観察用試料とした。
(2) Biofilm Evaluation Method Morphological Observation Method Using a Scanning Electron Microscope (hereinafter, referred to as SEM) (a) Pretreatment of Sample After the membrane filter with the biofilm attached thereto was washed with physiological saline, the sample was washed with physiological saline. 30% in 2.5 w / v% glutaraldehyde (Katayama Chemical Co., Ltd.) / PBS solution containing 15% ruthenium red (Katayama Chemical Co., Ltd.)
For 1 minute, followed by 1% osmium tetroxide (Merck (ME
RK) and immobilized for 30 minutes in a PBS solution. Next, the ascending ethanol series (50, 70 and 9
0 v / v%) for 30 minutes each and further with 1 ml of dehydrated ethanol.
It was dehydrated overnight. After performing the critical point drying with carbon dioxide gas using a critical point dryer CPD-750 (manufactured by Alliwa Shoji),
Sputter coating was performed with platinum-palladium using an ion sputter E-102 (manufactured by Hitachi, Ltd.) to obtain a sample for SEM observation.

【0068】(ロ)SEM観察条件 SEM装置S−2250N((株)日立製作所製、加速
電圧25kV、観察倍率3,000倍)およびイメージ
プロセッサーEP−3000((株)日立製作所製)を
用いて形態観察を行った。
(B) SEM observation conditions Using an SEM device S-2250N (manufactured by Hitachi, Ltd., acceleration voltage: 25 kV, observation magnification: 3,000 times) and an image processor EP-3000 (manufactured by Hitachi, Ltd.) Morphological observation was performed.

【0069】バイオフィルムのメンブランフィルターへ
の(a)付着直後、(b)培養4日目、(c)7日目お
よび(d)10日目のバイオフィルム形成の経時的変化
を図3に示す。
FIG. 3 shows the time course of biofilm formation on (a) immediately after the biofilm was attached to the membrane filter, (b) on the fourth day of culture, (c) on the seventh day and (d) on the tenth day. .

【0070】バイオフィルム中アルギン酸の定量法 (イ)アルギン酸の回収法 バイオフィルムが形成されたメンブランフィルターを生
理食塩水3ml中に入れ、激しくボルテックス処理する
ことによりバイオフィルムをメンブランフィルターから
剥離した。99.5%エタノール5mlを加え、再度ボ
ルテックス処理した後、遠心分離(3,000rpm、
10分間)することによりバイオフィルム成分を沈殿さ
せた。さらに、99.5%エタノール5mlで1回洗浄
した後、生理食塩水5mlを加えアルギン酸を溶解し
た。菌体および不溶性成分を遠心分離(12,000r
pm、10分間)で除去した後、その1mlに10%硫
酸銅溶液50μlを加えアルギン酸を再度沈殿させた。
pH3.0に調整した塩酸で沈殿物を2回洗浄した後、
1N アンモニア水1mlに溶解した。不溶性成分を遠
心分離(3,000rpm、5分間)で除去することに
よりアルギン酸溶液を得た。
Method for quantifying alginic acid in biofilm (a) Method for recovering alginic acid The membrane filter on which the biofilm was formed was placed in 3 ml of physiological saline, and vigorously vortexed to peel the biofilm from the membrane filter. After adding 5 ml of 99.5% ethanol and vortexing again, centrifugation (3,000 rpm,
10 minutes) to precipitate the biofilm component. After washing once with 5 ml of 99.5% ethanol, 5 ml of physiological saline was added to dissolve alginic acid. The cells and insoluble components are centrifuged (12,000 rpm).
pm, 10 minutes), 50 μl of a 10% copper sulfate solution was added to 1 ml of the solution, and alginic acid was precipitated again.
After washing the precipitate twice with hydrochloric acid adjusted to pH 3.0,
It was dissolved in 1 ml of 1N aqueous ammonia. Alginic acid solution was obtained by removing insoluble components by centrifugation (3,000 rpm, 5 minutes).

【0071】(ロ)アルギン酸の定量法 適宜希釈したアルギン酸溶液500μlを0.1M ホ
ウ酸含有濃硫酸試液3mlと混和した。0.1%カルバ
ゾール(東京化成工業(株)製)/エタノール溶液10
0μlを添加し、55℃で30分間反応することにより
アルギン酸を呈色させた。分光光度計UV−120
((株)島津製作所製)を用いて530nmにおける呈
色物由来の吸光度を測定し、アルギン酸ナトリウム標準
溶液の結果からアルギン酸量を算出した(アナリティカ
ル・バイオケミストリー(Anal.Bioche
m.)第24巻、470〜481頁、1968年参
照)。
(Ii) Determination of Alginic Acid 500 μl of an appropriately diluted alginic acid solution was mixed with 3 ml of a concentrated sulfuric acid test solution containing 0.1 M boric acid. 0.1% carbazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) / Ethanol solution 10
Alginic acid was colored by adding 0 μl and reacting at 55 ° C. for 30 minutes. Spectrophotometer UV-120
The absorbance at 530 nm derived from the colored substance was measured using (manufactured by Shimadzu Corporation), and the amount of alginic acid was calculated from the results of the sodium alginate standard solution (Analytical Biochemistry (Anal. Biochem)).
m. Vol. 24, pages 470-481, 1968).

【0072】バイオフィルム中アルギン酸産生量の経時
的変化(培養4、7および10日目)を図4に示す。
FIG. 4 shows the change over time in the amount of alginate produced in the biofilm (day 4, 7 and 10 of culture).

【0073】図3および図4に示すように、メンブラン
フィルターに付着させた緑膿菌を寒天培地上で4〜10
日間培養することにより、繊維状ならびに平板状物質が
産生し、バイオフィルムの形成を認めた。バイオフィル
ム中のアルギン酸産生量は経時的に増加した。
As shown in FIGS. 3 and 4, Pseudomonas aeruginosa adhered to the membrane filter was placed on an agar medium for 4 to 10 minutes.
After culturing for days, fibrous and plate-like substances were produced, and formation of a biofilm was recognized. Alginate production in the biofilm increased over time.

【0074】(3)バイオフィルムに対するPEG修飾
体の効果に関する検討 前記(1)で形成されたバイオフィルムに対するPEG
修飾体のバイオフィルム破壊効果をアルギン酸含有量の
変化から検討した。PEG修飾体は、実施例7〜9にお
いて作製したものを用いた。
(3) Investigation on the effect of the modified PEG on the biofilm PEG on the biofilm formed in the above (1)
The biofilm destruction effect of the modified product was examined from the change of alginic acid content. As the PEG modified product, those prepared in Examples 7 to 9 were used.

【0075】適用バイオフィルム:培養開始後7日目の
バイオフィルム 適用酵素:(a)生理食塩水(コントロール) (b)未修飾体 (c)実施例7で得たPEG修飾体 (d)実施例8で得たPEG修飾体 (e)実施例9で得たPEG修飾体 適用量:生理食塩水で50μg/mlに希釈した酵素溶
液100μl(酵素量5μg)を用いた。
Applicable biofilm: Biofilm 7 days after the start of culture Applicable enzyme: (a) Physiological saline (control) (b) Unmodified product (c) PEG-modified product obtained in Example 7 (d) Implementation Modified PEG obtained in Example 8 (e) Modified PEG obtained in Example 9 Amount applied: 100 μl of enzyme solution (5 μg of enzyme) diluted to 50 μg / ml with physiological saline was used.

【0076】適用方法:前記(1)で作製したバイオフ
ィルムを新鮮なBHI寒天培地に移しかえ、バイオフィ
ルムの上から直接酵素溶液を滴下した(各群5例)。3
7℃で培養を再度開始し、1日後にバイオフィルムを取
り出した。生理食塩水で洗浄した後、前記(2)の方法
に従い、SEMによる形態観察およびアルギン酸を定量
した。
Application method: The biofilm prepared in the above (1) was transferred to a fresh BHI agar medium, and the enzyme solution was dropped directly on the biofilm (five examples in each group). 3
The culture was started again at 7 ° C., and the biofilm was taken out one day later. After washing with physiological saline, morphological observation by SEM and quantification of alginic acid were performed according to the method (2).

【0077】7日間形成したバイオフィルムに酵素溶液
を適用した後1日目のSEMによる形態観察を図5に示
す。
FIG. 5 shows a morphological observation by SEM on the first day after the enzyme solution was applied to the biofilm formed for 7 days.

【0078】7日間形成したバイオフィルムに酵素溶液
を適用した後1日目のアルギン酸量の変化を図6に示
す。
FIG. 6 shows the change in the amount of alginic acid one day after the enzyme solution was applied to the biofilm formed for 7 days.

【0079】図5および図6に示すように、7日間形成
したバイオフィルムに対するPEG修飾体のバイオフィ
ルム破壊効果を検討した。未修飾体および分子量の異な
るPEGで修飾した3種の修飾体ともに、酵素適用1日
後の残存アルギン酸量は、コントロール群(生理食塩
水)に比べて有意に減少した。
As shown in FIGS. 5 and 6, the effect of the modified PEG on the biofilm formed on the biofilm formed for 7 days was examined. The amount of residual alginic acid 1 day after the application of the enzyme was significantly reduced as compared with the control group (physiological saline) for both the unmodified product and the three modified products modified with PEG having different molecular weights.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明のPEG修飾アルギン酸リアーゼ
は、安定性が向上し、酵素活性を高く維持しながらも抗
原性の低いものであり、バイオフィルム溶解剤およびバ
イオフィルムに起因する難治性感染症の治療・予防剤の
開発に有用である。
Industrial Applicability The PEG-modified alginate lyase of the present invention has improved stability, maintains high enzyme activity and has low antigenicity, and is a refractory infectious disease caused by a biofilm dissolving agent and a biofilm. It is useful for the development of therapeutic and prophylactic agents.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のPEG修飾アルギン酸リアーゼにおけ
るSS−PEGとアミノ基との反応様式を示す模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a reaction mode between SS-PEG and an amino group in a PEG-modified alginate lyase of the present invention.

【図2】試験例1において、実施例6で得たPEG修飾
体をウサギに静脈内投与した後の血清中アルギン酸リア
ーゼ活性の推移を示すグラフである。
2 is a graph showing changes in serum alginate lyase activity after intravenous administration of the modified PEG obtained in Example 6 to rabbits in Test Example 1. FIG.

【図3】試験例2(2)で観察した、バイオフィルム
形成の経時的変化を示すSEM写真である。
FIG. 3 is an SEM photograph showing the time-dependent change in biofilm formation observed in Test Example 2 (2).

【図4】試験例2(2)で算出したバイオフィルム中
アルギン酸産生量の経時的変化を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the change over time in the amount of alginic acid production in a biofilm calculated in Test Example 2 (2).

【図5】試験例2(3)で観察したバイオフィルムの
形態を示すSEM写真である。
FIG. 5 is an SEM photograph showing the morphology of a biofilm observed in Test Example 2 (3).

【図6】試験例2(3)で算出した、7日間形成した
バイオフィルムに酵素溶液を適用した後1日目のアルギ
ン酸量の変化を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the change in the amount of alginic acid on the first day after applying the enzyme solution to the biofilm formed for 7 days, calculated in Test Example 2 (3).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊原 裕幸 滋賀県大津市逢坂一丁目7番19号 (72)発明者 阿部 士朗 京都府綾部市井倉新町石風呂1番地 グン ゼ株式会社京都研究所内 (72)発明者 久野 智弘 京都府綾部市井倉新町石風呂1番地 グン ゼ株式会社京都研究所内 (72)発明者 西村 稔 京都府綾部市井倉新町石風呂1番地 グン ゼ株式会社京都研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Sakakibara 1-19-19 Osaka, Otsu City, Shiga Prefecture (72) Inventor Shirou Abe 1 Ikura Shinmachi Ishiburo, Ayabe City, Kyoto Gunze Kyoto Research Institute ( 72) Inventor Tomohiro Kuno 1 Ikura Shinmachi Ishiburo, Ayabe-shi, Kyoto, Japan Gunze Co., Ltd.Kyoto Research Institute

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリエチレングリコール修飾アルギン酸
リアーゼ。
1. A polyethylene glycol-modified alginate lyase.
【請求項2】 ポリエチレングリコールによる修飾率が
20〜80%である請求項1記載のポリエチレングリコ
ール修飾アルギン酸リアーゼ。
2. The polyethylene glycol-modified alginate lyase according to claim 1, wherein the degree of modification with polyethylene glycol is 20 to 80%.
【請求項3】 ポリエチレングリコール修飾アルギン酸
リアーゼを有効成分とするバイオフィルム溶解剤。
3. A biofilm dissolving agent comprising polyethylene glycol-modified alginate lyase as an active ingredient.
【請求項4】 ポリエチレングリコール修飾アルギン酸
リアーゼを有効成分とするバイオフィルム溶解剤とバイ
オフィルム産生性微生物に対して有効な抗生物質とを配
合してなる、難治性感染症の治療・予防剤。
4. A therapeutic or prophylactic agent for intractable infectious diseases, comprising a biofilm dissolving agent comprising polyethylene glycol-modified alginate lyase as an active ingredient and an antibiotic effective against biofilm-producing microorganisms.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011505340A (en) * 2007-11-27 2011-02-24 アルギファルマ アイピーアール エーエス Use of alginate oligomers in combating biofilms

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JP2011505340A (en) * 2007-11-27 2011-02-24 アルギファルマ アイピーアール エーエス Use of alginate oligomers in combating biofilms

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