JPH1057052A - Modified superoxide dismutase and its production - Google Patents

Modified superoxide dismutase and its production

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JPH1057052A
JPH1057052A JP8218931A JP21893196A JPH1057052A JP H1057052 A JPH1057052 A JP H1057052A JP 8218931 A JP8218931 A JP 8218931A JP 21893196 A JP21893196 A JP 21893196A JP H1057052 A JPH1057052 A JP H1057052A
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sod
keratin
modified
reaction
succinylated
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Masaki Odagiri
優樹 小田切
Hiroshi Maeda
浩 前田
Takaaki Akaike
孝章 赤池
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a superoxide dismutase (SOD) derivative capable of improving pharmacological effect through raising the blood half-life of SOD and low in active oxygen toxicity due to H2 O2 as a reaction product from SOD itself, and to provide a method for producing the SOD derivative. SOLUTION: This SOD derivative is a SOD modified with oligomerized keratin, esp. an oligomerized keratin incorporated with crosslink group through reaction with a lower aliphatic dicarboxylic acid (e.g. modified with succinylated keratin). This modified SOD can be obtained by reaction of a SOD with a crosslink group-incorporated keratin formed by reaction between a keratin hydrolyzate and an aliphatic lower dicarboxylic acid. This SOD derivative has excellent mitigating effect on paraquat toxicity, also exhibiting high efficacy on wound curing and further, exhibiting excellent erasing effect on active oxygen toxicity.

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】本発明は生体内半減期が長
く、薬効が優れたスーパーオキシドジスムターゼ誘導体
に関する。更に詳しくは、本発明は抗炎症剤、心筋虚
血、リウマチ、クローン氏病、潰瘍、感染症、自己免疫
疾患や皮膚疾患、急性薬物中毒、臓器移植などの治療用
医薬として有用なスーパーオキシドジスムターゼを低分
子化ケラチンで修飾し、薬効が改善されたSOD誘導体
及びその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a superoxide dismutase derivative having a long half-life in vivo and excellent drug efficacy. More specifically, the present invention relates to a superoxide dismutase useful as a therapeutic drug for anti-inflammatory agents, myocardial ischemia, rheumatism, Crohn's disease, ulcers, infectious diseases, autoimmune diseases and skin diseases, acute drug poisoning, organ transplantation, etc. Is modified with low molecular weight keratin to improve the drug efficacy and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】スーパーオキシドジスムターゼ(以下S
ODという)は、スーパーオキシドアニオンラジカルの
不均化を触媒する酵素であり、スーパーオキシドアニオ
ンラジカルを消去することにより、これから生じる活性
酸素の毒性から人体を保護する作用がある。また既にヒ
トCu,Zn 型リコンビナントSODの生産が成功している
酵素で、炎症、虚血性組織病変、ショック、感染症など
スーパーオキシドアニオンラジカルの関与した様々な病
態の治療薬として期待されている酵素である。
2. Description of the Related Art Superoxide dismutase (hereinafter referred to as S)
OD) is an enzyme that catalyzes the disproportionation of a superoxide anion radical, and has an action of protecting the human body from the toxicity of active oxygen generated by eliminating the superoxide anion radical. An enzyme that has already successfully produced human Cu, Zn-type recombinant SOD, and is expected to be used as a therapeutic agent for various conditions involving superoxide anion radicals such as inflammation, ischemic tissue lesions, shock, and infectious diseases. It is.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

【0003】しかしながら、もともとのCu,Zn-SODは
分子量約3万と比較的小型の蛋白であるので、それを生
体内に投与した場合、腎糸球体濾過を受けるため血中半
減期が非常に短く、組織に対する親和性が低いために、
その薬理効果を十分に発揮できないことが知られてい
る。またSODはそれ自身の触媒作用による反応生成物
であるH2O2により失活されるが、その際、より活性の強
いヒドロシキラジカル(・OH) が発生する可能性があるの
で、このようにして生ずる活性酸素毒素を軽減すること
も重要な課題である。これらの問題を解決するために、
様々な薬物担体−SOD共重合体が調製されている。
However, since the original Cu, Zn-SOD is a relatively small protein having a molecular weight of about 30,000, when it is administered to a living body, it undergoes renal glomerular filtration, so that the half-life in blood is extremely high. Short and has a low affinity for tissues,
It is known that the pharmacological effect cannot be sufficiently exerted. SOD is deactivated by H2O2 which is a reaction product of its own catalysis. At this time, a more active hydroxyl radical (.OH) may be generated. Reducing active oxygen toxins is also an important issue. To solve these problems,
Various drug carrier-SOD copolymers have been prepared.

【0004】本発明の本発明者らは、生体内半減期が長
く、薬効を十分に発揮でき、抗炎症作用、スーパーオキ
シドラジカル除去作用に優れ、かつ抗原性などの安全性
に関する問題も少なく、かつ細胞親和性が高いなどの機
能を併せもつSOD誘導体を永年にわたり研究してき
た。また一方、本発明者らはケラチン加水分解物あるい
はさらにそれをサクシル化するなどの化学修飾物( 低分
子化ケラチン) が血中安定性、臓器指向性を有し、生体
内分解性、安全性かつ経済性に優れる新しいタイプの製
剤素材として機能することを見出している。
[0004] The present inventors of the present invention have a long half-life in vivo, can exert a sufficient drug effect, have an excellent anti-inflammatory effect, superoxide radical removing effect, and have few problems concerning safety such as antigenicity. Also, SOD derivatives having functions such as high cell affinity have been studied for many years. On the other hand, the present inventors have reported that keratin hydrolyzate or a chemically modified product such as succisylation thereof (low molecular weight keratin) has blood stability, organ tropism, biodegradability and safety. It also finds that it functions as a new type of drug material that is economical.

【発明を解決しようとするための手段】Means for Solving the Invention

【0005】発明者らはこのような知見に基づいて、ケ
ラチンによる化学修飾によりSODの薬効改善を試みた
結果、生体成分であるケラチンの加水分解物で可溶性画
分を精製し、それによって修飾されたSOD( 低分子化
ケラチンを化学的に結合させたSOD、以下ケラチン−
SOD結合体という) を合成した。そしてこのようにし
て得られた新規物質である低分子化ケラチンで修飾され
たSOD、特に低級脂肪族ジカルボン酸変性低分子化ケ
ラチン、例えばサクシニル化ケラチンで修飾されたケラ
チン−SOD結合体が上記目的を達成することを見出
し、また、このケラチン−SOD結合体はサクシニル化
ケラチン等の架橋基導入ケラチンとSODとを反応させ
ることにより、効率よく、しかも高い安全性で製造し得
ることを見いだし本発明を完成した。
On the basis of such findings, the present inventors have attempted to improve the efficacy of SOD by chemical modification with keratin. As a result, the soluble fraction was purified with a hydrolyzate of keratin, which is a biological component, and the modified fraction was purified thereby. SOD (SOD chemically bound with low molecular weight keratin, hereinafter referred to as keratin-
SOD conjugate) was synthesized. The SOD modified with low molecular weight keratin which is a novel substance thus obtained, in particular, a keratin-SOD conjugate modified with low molecular weight keratin modified with lower aliphatic dicarboxylic acid, for example, succinylated keratin is used for the above object. And that the keratin-SOD conjugate can be produced efficiently and with high safety by reacting keratin such as succinylated keratin with a cross-linking group-introduced keratin and SOD. Was completed.

【0006】すなわち本発明は低分子化ケラチンで修飾
されたスーパーオキシドジスムターゼであり、また本発
明によれば、上記修飾されたスーパーオキシドジスムタ
ーゼは、ケラチン加水分解物と脂肪族低級ジカルボン酸
との反応により得られた架橋基導入ケラチンとスーパー
オキシドジスムターゼとを反応させることにより製造す
ることができる。
That is, the present invention relates to a superoxide dismutase modified with low molecular weight keratin. According to the present invention, the modified superoxide dismutase is obtained by reacting a keratin hydrolyzate with an aliphatic lower dicarboxylic acid. By reacting the cross-linking group-introduced keratin obtained by the above with superoxide dismutase.

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0007】本発明は低分子化ケラチンで修飾されたS
ODであり、ケラチン加水分解物をそのまま用いて修飾
することもできるが、特に低級脂肪族ジカルボン酸との
反応により架橋基の導入された低分子化ケラチン、例え
ば無水コハク酸でサクシニル化された低分子化ケラチン
で修飾されたSODは、より高純度の産物となり、かつ
精製が容易で、安全性が高く、優れた性質のものが得ら
れるので好ましいものである。
[0007] The present invention relates to S-modified with low molecular weight keratin.
OD, which can be modified using a keratin hydrolyzate as it is, but in particular, a low-molecular-weight keratin having a cross-linking group introduced by a reaction with a lower aliphatic dicarboxylic acid, for example, a succinylated low-molecular-weight keratin. SODs modified with molecular keratin are preferred because they result in higher purity products, are easier to purify, have higher safety, and have superior properties.

【0008】本発明で原料として用いるSODとして
は、特に制限はないが、活性中心に銅と亜鉛を含むCu Z
n SODが好適であり、特に遺伝子組み換えで製造され
るヒトに対して抗原性がないヒトCu Zu SODを用いる
のが好ましい。またウシ、ブタ赤血球由来その他のSO
Dを用いることもできる。
[0008] The SOD used as a raw material in the present invention is not particularly limited.
n SOD is preferred, and it is particularly preferred to use human Cu Zu SOD which has no antigenicity to humans produced by genetic engineering. Other SOs derived from bovine and porcine erythrocytes
D can also be used.

【0009】低分子化ケラチンとはケラチンを加水分解
して低分子化したもので、牛や子牛の蹄や角(蹄角)等
を原料に用い、蒸気加熱処理した後、プロテアーゼ(例
えば科研製”プロナーゼ”)により例えばプロテアーゼ
/原料=1/100で処理して調製し、通常分子量が50
00〜50000 程度のものが使用される。
[0009] Low molecular weight keratin is obtained by hydrolyzing keratin and converting it into low molecular weight. It uses a hoof or horn (hoof angle) of a cow or calf as a raw material, steam-heat-treats it, and then produces a protease (for example, KAKEN). "Pronase"), for example, by treating with protease / raw material = 1/100.
Those of about 00 to 50000 are used.

【0010】本発明の低分子化ケラチン−SOD結合体
は通常次のようにして製造される。 (1) 低分子化ケラチンへの架橋基の導入 種々のケラチン加水分解物( 平均分子量5000〜50000)に
低級脂肪族ジカルボン酸、とくにその無水物、例えば炭
素数2ないし8程度のジカルボン酸無水物、好ましくは
無水マレイン酸、無水コハク酸、無水シトラコレ酸、ア
スパラギン酸、グルタミン酸などを直接または必要に応
じて架橋結合剤の存在下にケラチン分子と反応させる。
これによりジカルボン酸のカルボキシル基はケラチン分
子のアミノ基と反応して架橋が起こり、ケラチン同士
(ケラチンのアミノ基とケラチンのカルボキシル基)の
反応結合体の生成を抑え、架橋基の導入されたケラチン
のカルボキシル基は、次項に示すようにSODのアミノ
基と反応しやすくなる。またジカルボン酸を用いて、ケ
ラチンのアミノ基に架橋となるカルボン酸基を導入する
ことにより、このものが特定の臓器に集積せず、血中濃
度を高くし、溶解度を高め、抗原性免疫原等を払拭し、
生体との反応性を減弱する効果がある。
The low molecular weight keratin-SOD conjugate of the present invention is usually produced as follows. (1) Introduction of a cross-linking group into low molecular weight keratin Various keratin hydrolysates (average molecular weight 5,000 to 50,000) and lower aliphatic dicarboxylic acids, especially anhydrides thereof, for example, dicarboxylic anhydrides having about 2 to 8 carbon atoms Preferably, maleic anhydride, succinic anhydride, citracoleic anhydride, aspartic acid, glutamic acid and the like are reacted with keratin molecules directly or, if necessary, in the presence of a crosslinking agent.
As a result, the carboxyl group of the dicarboxylic acid reacts with the amino group of the keratin molecule to cause cross-linking, thereby suppressing the formation of a reaction conjugate between keratins (the amino group of keratin and the carboxyl group of keratin), and Carboxyl group easily reacts with the amino group of SOD as shown in the next section. In addition, by introducing a carboxylic acid group that crosslinks the amino group of keratin using dicarboxylic acid, it does not accumulate in specific organs, increases blood concentration, increases solubility, and increases antigenic immunogenicity. Etc.
It has the effect of reducing the reactivity with the living body.

【0011】(2) 低分子化ケラチン−SOD結合体の形
成 上記(1) で得られた架橋基の導入されたケラチン側のカ
ルボキシル基とSODのアミノ基の結合により、酸アミ
ド結合(カルバミド結合)を形成させる方法は、ペプチ
ド化学において一般的に使用される下記方法がいずれも
使用できる。
(2) Formation of a low molecular weight keratin-SOD conjugate An acid amide bond (carbamide bond) is formed by the bond between the carboxyl group on the keratin side into which the crosslinking group obtained in the above (1) is introduced and the amino group of SOD. ) Can be formed by any of the following methods commonly used in peptide chemistry.

【0012】例えば結合剤としてジシクロヘキシルカル
ボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)
カルボジイミド、1-シクロヘキシル-3-(モノホリエチ
ル) カルボジイミドなどを用いるカルボジイミド法又は
結合剤としてジフェニルホスホアジデイト、ジエチルホ
スホロシアニデイト、N-エトキシカルボニル-2- エトキ
シジヒドロキノリンなどを用いる方法、または場合によ
り、これらの結合剤とともにN-ヒドロキシベンゾトリマ
ゾール等を併用する方法等があげられる。
For example, dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) as a binder
Carbodiimide, carbodiimide method using 1-cyclohexyl-3- (monofoliethyl) carbodiimide or the like or a method using diphenylphosphodiazide, diethylphosphorocyanide, N-ethoxycarbonyl-2-ethoxydihydroquinoline as a binder, or depending on the case And a method in which N-hydroxybenzotrimazole or the like is used in combination with these binders.

【0013】結合剤の使用割合は通常架橋基導入ケラチ
ンに対して1 モル当量〜100 モル当量程度である。この
縮合に使用される溶媒は反応に影響を与えないものであ
れば特に制限はない。反応温度は10〜45℃程度の範囲、
また反応pHは3.0 〜8.0 程度の範囲で行うことができ
る。得られた低分子化ケラチン−SOD結合体はゲルろ
過法などにより単離することができる。
The proportion of the binder used is usually about 1 molar equivalent to 100 molar equivalents relative to the keratin into which the crosslinking group has been introduced. The solvent used for the condensation is not particularly limited as long as it does not affect the reaction. The reaction temperature is in the range of about 10 to 45 ° C,
The reaction pH can be in the range of about 3.0 to 8.0. The obtained low molecular weight keratin-SOD conjugate can be isolated by a gel filtration method or the like.

【0014】得られた低分子化ケラチン−SOD結合体
における低分子化ケラチンとSODの割合は反応条件等
により異なるが、通常1分子のSODに対して1〜2
0、好ましくは2〜8程度低分子化ケラチンが結合す
る。従ってケラチン−SOD結合体の平均分子量は約40
000 〜500000程度である。
The ratio of low molecular weight keratin to SOD in the obtained low molecular weight keratin-SOD conjugate varies depending on reaction conditions and the like.
0, preferably about 2 to 8 low molecular weight keratin binds. Therefore, the average molecular weight of the keratin-SOD conjugate is about 40
It is about 000 to 500,000.

【0015】得られた低分子化ケラチン−SOD結合体
はそのまま、もしくは通常使用される医薬用担体例えば
マルトースなどとともに凍結乾燥等により製剤化し、抗
炎症その他の目的での医薬として使用することができ
る。低分子化ケラチン−SOD結合体と製剤素材との割
合は特に制限はないが、低分子化ケラチン−SOD、1
に対して0 〜10の割合で使用することができる。
The obtained low-molecular-weight keratin-SOD conjugate can be used as it is, or can be formulated as a drug for anti-inflammatory and other purposes by freeze-drying or the like with a commonly used pharmaceutical carrier such as maltose. . The ratio of the low molecular weight keratin-SOD conjugate to the preparation material is not particularly limited, but the low molecular weight keratin-SOD, 1
Can be used in a ratio of 0 to 10.

【0016】[0016]

【実施例】次に、本発明を実施例及び試験例により具体
的に説明する。 [実施例1] 低分子化ケラチン−SOD結合体の合成 (1)サクシニル化ケラチンの調製 低分子化ケラチン( 平均分子量20000)500mg を0.5M炭酸
水素ナトリウム水溶液50mlに溶解し、無水コハク酸2.5g
を順次添加した。反応中は炭酸ナトリウムの粉末を添加
することによりpHを8 〜8.3 にに保った。添加終了後、
25℃で60分間撹拌した。反応終了後、脱塩、凍結乾燥し
てサクシニル化ケラチン標品412mg を得た。得られたサ
クシニル化ケラチンのアミノ基の修飾率をTNBS法で測定
すると、93.4%であった。
Next, the present invention will be described specifically with reference to examples and test examples. [Example 1] Synthesis of low molecular weight keratin-SOD conjugate (1) Preparation of succinylated keratin 500 mg of low molecular weight keratin (average molecular weight: 20,000) was dissolved in 50 ml of 0.5 M aqueous sodium hydrogen carbonate solution, and 2.5 g of succinic anhydride was obtained.
Were added sequentially. During the reaction, the pH was kept between 8 and 8.3 by adding sodium carbonate powder. After the addition,
Stirred at 25 ° C. for 60 minutes. After the completion of the reaction, the solution was desalted and freeze-dried to obtain 412 mg of a succinylated keratin preparation. The modification rate of the amino group of the obtained succinylated keratin was 93.4% as measured by the TNBS method.

【0017】(2)サクシニル化ケラチン−SOD結合体
の調製 SOD50mg、サクシニル化ケラチン150mg を5ml の0.1M
リン酸ナトリウム緩衝液(pH 6.0)に溶解し、100mg の1-
エチル-3-[3-( ジメチルアミノ) プロピル] −カルボジ
イミドを添加した。これを25℃で1 時間、さらに4℃で
20時間撹拌した。反応終了後、限外濾過装置(YM-30,分
画分子量30000)により過剰のサクシニル化ケラチンを除
去した後、Sephacryl S-200(3.5x70cm) により50mMリン
酸カリウム緩衝液(pH7. 0)を溶離液に用いて溶出させ
た。結合体の分画(282〜498ml)を分取し、限外濾過装置
で脱塩、凍結乾燥してサクシニル化ケラチン−SOD結
合体標品105mg を得た。
(2) Preparation of succinylated keratin-SOD conjugate 5 mg of SOD and 150 mg of succinylated keratin were added to 5 ml of 0.1 M
Dissolve in sodium phosphate buffer (pH 6.0) and add 100 mg of 1-
Ethyl-3- [3- (dimethylamino) propyl] -carbodiimide was added. This is at 25 ° C for 1 hour and at 4 ° C
Stirred for 20 hours. After completion of the reaction, excess succinylated keratin was removed by an ultrafiltration apparatus (YM-30, molecular weight cut off: 30000), and 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) was added by Sephacryl S-200 (3.5 × 70 cm). Elution was performed using eluent. Fractions of the conjugate (282 to 498 ml) were collected, desalted with an ultrafiltration apparatus, and lyophilized to obtain 105 mg of a succinylated keratin-SOD conjugate preparation.

【0018】(3) サクシニル化ケラチン−ヒト型CuZn−
SOD結合体の性状 SODに結合したサクシニル化ケラチンの個数を明らか
にするため、非修飾SOD及びサクシニル化ケラチン−
SOD結合体のアミノ酸分析、及び原子吸光分析を行っ
た。また非修飾SOD及びサクシニル化ケラチン−SO
D結合体中のCu及びZn含量を測定して、その結果からS
OD含量ならびにケラチン結合数を求めた。また、SO
Dあるいはサクシニル化ケラチン−SOD結合体のアミ
ノ酸基をTNBS法で定量して、SOD含量を求めた。その
結果を表1に示す。
(3) Succinylated keratin-human CuZn-
Properties of SOD Conjugate To determine the number of succinylated keratin bound to SOD, unmodified SOD and succinylated keratin-
Amino acid analysis and atomic absorption analysis of the SOD conjugate were performed. Also, unmodified SOD and succinylated keratin-SO
The Cu and Zn contents in the D-complex were measured and the results
The OD content and the number of keratin bonds were determined. Also, SO
The amino acid group of D or succinylated keratin-SOD conjugate was quantified by the TNBS method to determine the SOD content. Table 1 shows the results.

【0019】[0019]

【表1】サクシニル化ケラチン- ヒト型CuZn−SOD結
合体の性状
Table 1 Properties of succinylated keratin-human CuZn-SOD conjugate

【0020】[試験例1] サクシニル化ケラチン−S
OD結合体のパラコート毒性軽減効果 体重25g の雄性ICR マウスに、生理食塩水に溶解したパ
ラコートを50mg/10ml/Kgの投与量で腹腔内投与し、投与
5分後に前記実施例で得られた本発明のサクシニル化ケ
ラチン−SOD結合体を50000units/10ml/Kgの投与量で
尾静脈より投与した。また比較のため、サクシニル化ケ
ラチン−SOD結合体の代わりに生理食塩水、未修飾S
OD、及びポリスチレンマレイン酸(SMA)-SOD結合体
を同量投与したものについて同様に試験を行い薬効を比
較した。投与後、固体試料と水は自由摂取させ、4日後
までに生存率の観察を行った。その結果、図1に示すよ
うに、生理食塩水投与群及び未修飾SOD投与群は4日
以内に全例死亡したのに対し、サクシニル化ケラチン−
SOD結合体投与群(─●─)は4日後においても、5
5.9%と有意に高い生存率を示し、本発明のサクシニル
化ケラチン−SOD結合体は、パラコート毒性軽減効果
が非常に高いことが判明した。一方、対照として用いた
SMA-SOD誘導体のパラコート毒性軽減効果は1日目に
おいてのみ高いだけで、その後は急激に生存率が低下し
た。
[Test Example 1] Succinylated keratin-S
Paraquat toxicity reduction effect of OD-conjugated paraquat dissolved in physiological saline at a dose of 50 mg / 10 ml / Kg was intraperitoneally administered to male ICR mice weighing 25 g. The succinylated keratin-SOD conjugate of the invention was administered through the tail vein at a dose of 50000 units / 10 ml / Kg. For comparison, physiological saline and unmodified S were used instead of the succinylated keratin-SOD conjugate.
The same test was carried out for the same amount of OD and polystyrene maleic acid (SMA) -SOD conjugate, and the efficacy was compared. After the administration, the solid sample and water were freely taken, and the survival rate was observed up to 4 days later. As a result, as shown in FIG. 1, the physiological saline administration group and the unmodified SOD administration group all died within 4 days, whereas the succinylated keratin-
Even after 4 days, the SOD conjugate administration group (─ ● ─)
The succinylated keratin-SOD conjugate of the present invention exhibited a significantly high survival rate of 5.9%, indicating that paraquat toxicity reduction effect was very high. On the other hand, used as a control
The paraquat toxicity reducing effect of the SMA-SOD derivative was high only on the first day, and thereafter the survival rate sharply decreased.

【0021】[試験例2] サクシニル化ケラチン−S
OD結合体の創傷治癒効果 8週齢のWistarラットをエーテル麻酔し、背部を電気カ
ミソリで剃毛した後、背部皮膚を引っ張り、円形( 内径
12mm) のたがねをあて、木槌で打ち抜き、円形の皮膚欠
損創を作製した。その後、欠損傷部に本発明のサクシニ
ル化ケラチン−SOD結合体(SODとして約100mg/bo
dy)及び比較のため同量の未修飾SODを1日2回5日
間塗布した。ノギスを用いて欠損傷部の長径と短径を測
定し、面積を求め、次式による面積変化より創傷治癒効
果の指標とした。 結果を表2に示す。表2から明らかなように、本発明の
サクシニル化ケラチン−SOD結合体において明らかな
治癒面積減少促進効果が観察された。
[Test Example 2] Succinylated keratin-S
Wound healing effect of OD conjugate An 8-week-old Wistar rat was anesthetized with ether, the back was shaved with an electric razor, the back skin was pulled, and a circular (inner diameter)
A 12 mm) chisel was applied and punched out with a mallet to form a circular skin defect. Thereafter, the succinylated keratin-SOD conjugate of the present invention (approximately 100 mg / bo
dy) and the same amount of unmodified SOD was applied twice a day for 5 days for comparison. Using a caliper, the major axis and minor axis of the injured part were measured, the area was determined, and the area change according to the following equation was used as an index of the wound healing effect. Table 2 shows the results. As is clear from Table 2, a clear healing area reduction promoting effect was observed in the succinylated keratin-SOD conjugate of the present invention.

【0022】[0022]

【表2】欠損創に対するSOD及びサクシニル化ケラチ
ン−SOD結合体の治癒効果
TABLE 2 Healing effect of SOD and succinylated keratin-SOD conjugate on defective wounds

【0023】[試験例3]サクシニル化ケラチン−SO
D結合体の活性酸素の毒性に対する軽減効果:本SOD
の抗ラジカル能試験 未修飾SODはそれ自身の反応生成物であるH2O2により
不活化を受けるだけでなく、より活性の強いヒドロシキ
ラジカル(・OH) が発生する可能性が十分予測される。H2
O2との反応によりSODの毒性か発現するためには、活
性中心の銅が外部に露出することが重要なプロセスであ
ると考えられている。活性中心にある銅の外部への露出
度はH2O2と銅との反応(Fenton反応)の結果生じるヒド
ロキシラジカルを検出するため一般に、フェニルヒドラ
ジンを接触することによりフェニルヒドラジンをフェニ
ルラジカルに変えることで定量できるので、下記のよう
にして銅の外部への露出度を測定して活性酸素の毒性に
対する軽減効果を評価した。
Test Example 3 Succinylated keratin-SO
Reducing effect of D-conjugate on toxicity of active oxygen: the present SOD
The anti-radical activity test of the unmodified SOD is expected to not only be inactivated by its own reaction product, H2O2, but also to generate more active hydroxyl radical (.OH). H2
Exposing the active center copper to the outside is considered to be an important process in order to express the toxicity of SOD by reaction with O2. The degree of exposure of the active center copper to the outside is determined by detecting the hydroxyl radical resulting from the reaction between H2O2 and copper (Fenton reaction), generally by converting phenylhydrazine to phenyl radical by contact with phenylhydrazine. Therefore, the effect of reducing the toxicity of active oxygen was evaluated by measuring the degree of external exposure of copper as described below.

【0024】まず本発明のサクシニル化ケラチン−SO
D結合体及び比較のため、もとの未修飾のCuZn型SOD
ならびにポリエチレングリコール−SOD結合体に対し
てそれぞれH2O2を加え、生じるフェニルラジカルの生成
を電子スピン共鳴装置(ESR)を用いて測定した。そ
の系では、フェニルラジカルはN-t-ブチル- α- フェニ
ルニトロン(PBN) をスピン捕捉剤として加え、PBN によ
りトラップして、ラジカルのシグナルを検出した。5000
units/mlのS OD誘導体を10mMのH2O2と25mMリン酸緩衝液
(pH 7.4)中、37℃で反応させた。一定時間後、カタラー
ゼ(250units/ml) を添加、37℃で30分振盪し反応を停止
させた。PBN(最終濃度、5mM)存在下で、フェニルヒドラ
ジン( 最終濃度2mM)を添加し、2 5 ℃で3 分反応させ
た。未修飾SOD、サクシニル化ケラチン−SOD及び
ポリエチレングリコール−SOD(5000units/ml)に10mM
のH2O2を反応させた後のPBN-フェニルラジカルの経時変
化をMnO に対する相対強度で表し図2に示した。図2か
ら明らかなように、本発明のサクシニル化ケラチン−S
OD結合体(─●─)のPBN-フェニルラジカルの増大
は、未修飾SOD及びPEG−SODよりもはるかに小
さいことが明らかになった。
First, the succinylated keratin-SO of the present invention is used.
D-conjugate and original, unmodified CuZn-type SOD for comparison
H2O2 was added to each of the polyethylene glycol-SOD conjugates, and the generation of the generated phenyl radical was measured using an electron spin resonance apparatus (ESR). In this system, the phenyl radical was detected by adding Nt-butyl-α-phenylnitrone (PBN) as a spin trap and trapping it with PBN. 5000
units / ml SOD derivative in 10 mM H2O2 and 25 mM phosphate buffer
(pH 7.4) at 37 ° C. After a certain period of time, catalase (250 units / ml) was added, and the reaction was stopped by shaking at 37 ° C for 30 minutes. In the presence of PBN (final concentration, 5 mM), phenylhydrazine (final concentration: 2 mM) was added and reacted at 25 ° C. for 3 minutes. 10 mM in unmodified SOD, succinylated keratin-SOD and polyethylene glycol-SOD (5000 units / ml)
FIG. 2 shows the change over time of the PBN-phenyl radical after the reaction with H2O2 in terms of relative intensity to MnO 2. As is apparent from FIG. 2, the succinylated keratin-S of the present invention is obtained.
The increase in PBN-phenyl radical of the OD conjugate (─ ● ─) was found to be much smaller than unmodified SOD and PEG-SOD.

【0025】さらに、1mM H2O2反応1時間までの銅の外
部への露出度を他の種々の誘導体について行い、サクシ
ニル化ケラチン−SOD結合体と比較した。その結果を
図3に示す。図3から明らかなように、本発明のサクシ
ニル化ケラチン−SOD結合体の銅の外部への露出度
は、未修飾SOD、ポリビニルアルコール−SOD、ポ
リエチレングリコール−SOD、ポリスチレンマレイン
酸−SOD、サクシニル化ゼラチン−SOD及びピラン
−SOD結合体と比較してもはるかに小さく、H2O2やヒ
ドロキシラジカルに対し、最も耐性を有し安定な誘導体
であることが示された。
Further, the degree of external exposure of copper to 1 mM H2O2 reaction for up to 1 hour was determined for various other derivatives and compared with the succinylated keratin-SOD conjugate. The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the degree of exposure of the succinylated keratin-SOD conjugate of the present invention to the outside of the copper was determined based on unmodified SOD, polyvinyl alcohol-SOD, polyethylene glycol-SOD, polystyrene maleic acid-SOD, succinylated It is much smaller than the gelatin-SOD and pyran-SOD conjugates, indicating that it is the most resistant and stable derivative to H2O2 and hydroxyl radicals.

【0026】以上の結果は、サクシニル化ケラチン−S
ODが活性中心の銅の遊離を抑制することにより、ヒド
ロシキラジカルの生成を抑制し、CuZn−SODの毒性の
軽減を達成されたことを示唆するものであり、この点に
おいても本発明の低分子化ケラチンで修飾されたSOD
は未修飾のSODや、他のSOD結合体に比べて優れた
ものであることがわかる。
The above results indicate that succinylated keratin-S
OD suppresses the release of copper at the active center, thereby suppressing the generation of hydroxy radicals and suggesting that the toxicity of CuZn-SOD was reduced. SOD modified with molecular keratin
Is superior to unmodified SOD and other SOD conjugates.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、SODを低分子化ケラ
チンで修飾することにより、生体内半減期が長くなるの
で薬効が改善され、また活性中心の銅の遊離が抑制さ
れ、SOD自身の反応生成物であるH2 O2 によるヒド
ロシキラジカルの生成を抑制し、CuZn−SOD由来のヒ
ドロキシルラジカルの毒性を軽減する効果があるので、
抗炎症剤などとしての他、心筋虚血、リウマチ、クロー
ン氏病、潰瘍、感染症、自己免疫疾患や皮膚疾患、さら
にパラコートなどの急性薬物中毒、臓器移植などの治療
用医薬として有用である。
According to the present invention, by modifying SOD with low molecular weight keratin, the half-life in vivo is prolonged, thereby improving the drug efficacy, suppressing the release of the active center copper, and improving the SOD itself. It has the effect of suppressing the generation of hydroxyl radicals by the reaction product H2O2 and reducing the toxicity of hydroxyl radicals derived from CuZn-SOD.
Besides being used as an anti-inflammatory agent, it is useful as a therapeutic drug for myocardial ischemia, rheumatism, Crohn's disease, ulcer, infectious disease, autoimmune disease and skin disease, acute drug poisoning such as paraquat, and organ transplantation.

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

【図1】本発明による低分子化ケラチン−SODによる
パラコート毒性軽減効果を示す図である。
FIG. 1 is a graph showing the paraquat toxicity reducing effect of low molecular weight keratin-SOD according to the present invention.

【図2】SOD、低分子化ケラチン−SOD結合体及び
PEG−SOD結合体におけるH2 O2 処理後の活性中
心の銅によって生ずるヒドロシキラジカル生成により生
ずるフェニルラジカルの生成量の経時変化を示す図であ
る。
FIG. 2 is a graph showing the change over time of the amount of phenyl radicals generated by the generation of hydroxyl radicals generated by copper at the active center after H2O2 treatment in SOD, low molecular weight keratin-SOD conjugate and PEG-SOD conjugate. is there.

【図3】H2 O2 処理後の各種SOD誘導体における活
性中心の銅によって生ずるヒドロシキラジカル生成によ
り生ずるフェニルラジカルの生成量を比較した図であ
る。
FIG. 3 is a diagram comparing the amounts of phenyl radicals generated by the generation of hydroxyl radicals generated by copper at the active center in various SOD derivatives after H2O2 treatment.

───────────────────────────────────────────────────── 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 A61K 38/44 ACJ A61K 37/50 ACJ ACL ACL ADA ADA ADQ ADQ ADS ADS ADW ADW (72)発明者 前田 浩 熊本県熊本市保田窪3丁目21番19号 (72)発明者 赤池 孝章 熊本県熊本市長嶺町2042番地191──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication A61K 38/44 ACJ A61K 37/50 ACJ ACL ACL ADA ADA ADQ ADQ ADS ADS ADW ADW ADW (72) Inventor Hiroshi Maeda 3-21-19 Hodakubo, Kumamoto City, Kumamoto Prefecture (72) Inventor Takaaki Akaike 2041, Nagaminecho, Kumamoto City, Kumamoto Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 低分子化ケラチンで修飾されたスーパー
オキシドジスムターゼ。
1. Superoxide dismutase modified with low molecular weight keratin.
【請求項2】 低級脂肪族ジカルボン酸との反応により
架橋基の導入された低分子化ケラチンで修飾された請求
項1記載の修飾されたスーパーオキシドジスムターゼ。
2. The modified superoxide dismutase according to claim 1, wherein the modified superoxide dismutase is modified with low-molecular-weight keratin having a cross-linking group introduced by reaction with a lower aliphatic dicarboxylic acid.
【請求項3】 ケラチン加水分解物と低級脂肪族ジカル
ボン酸との反応により得られた架橋基導入低分子化ケラ
チンとスーパーオキシドジスムターゼとを反応させるこ
とを特徴とする請求項2記載の修飾されたスーパーオキ
シドジスムターの製造方法。
3. The modified keratin according to claim 2, wherein the keratin hydrolyzate is reacted with a lower aliphatic dicarboxylic acid to react a low-molecular-weight keratin with a cross-linking group obtained therefrom with superoxide dismutase. A method for producing a superoxide dismuter.
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