JPS5877850A - エンドトキシンの定量に有用なペプチド型基質 - Google Patents

エンドトキシンの定量に有用なペプチド型基質

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JPS5877850A
JPS5877850A JP57153357A JP15335782A JPS5877850A JP S5877850 A JPS5877850 A JP S5877850A JP 57153357 A JP57153357 A JP 57153357A JP 15335782 A JP15335782 A JP 15335782A JP S5877850 A JPS5877850 A JP S5877850A
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Japan
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compound
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chromogenic
peptide
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JP57153357A
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ドナルド・エフ・ミルズ
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Mallinckrodt Chemical Works
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般にペプチド型化合物に関するものであり、
さらに詳細にはリムルス・ポリペモス(Limulus
 polyphemus)およびその他関連する種のご
ときカブトガニの血液の変形細胞溶菌液中に発見された
リボ多糖活性化された前凝固酵素の定量において発色性
基質または蛍光性基質として使用するのに適するペプチ
ド型化合物に関するものである。
カブトガニの血液から得られる変形細胞溶菌液ノ前凝固
酵素の、細菌エンドトキシンによる凝固現象はかなり以
前に報告され知られている。例えばレビン、J、および
パンゲスsF、B”リムルス中の凝固性蛋白質:その局
在性とエンドトキシンによる凝固の動力学″(LeVl
n@J−& BangS、F、B、+’ C1otta
ble protein in Limulu’i :
 its Localization and Kin
etics of its Coagulation 
byEndotoxtn s、 Thornb、 Dt
ath、 1(aernorth、 s 195186
頁(1968))参照。しかしながら、その凝固メカニ
ズムが詳しく研究されたのは極く最近のことである。例
えばナカムラ、S、らKよる研究゛ゲル形成の際にカブ
トガニ凝固原から得られるフラグメントのアミノ酸配列
の研究:主フィブリノペプチドBKよる相同”バイオケ
ミカルアントノ(イオフイジカルリサーチコミュニケー
ション(Amino Ac1d 5equence 5
tudies on the l’ragmentsP
roduced from Horseshoe Cr
ab Coagulogen during Gel 
Formation : Homologies wi
th primateFibrinopeptide 
B″s Biochemical and Bioph
ysical Re5earch (:omnunic
ation、 72(3ハp、 902(1976))
がある。これらの研究によって、リムルス変形細胞溶菌
液(以下LALと称する)の凝固は、二価の陽イオン例
えばCasMgeSr   またはMn  の存在下に
前凝固酵素のエンドトキシン活性化を含み、かくして得
られる活性化された酵素は含まれているグリシンとアル
ギニンユニットのC−カルボキシルにおいて凝固蛋白質
(凝固1[)を開裂−5″る。この開裂し1こ凝固原ユ
ニットはジスルフィドブリッジによって結合された状1
pKあり重合して凝固を起こす。変形細胞溶菌液のこれ
らの既知の成分の他に、多数のその他の蛋白質およびリ
ボ蛋白質性の既知の阻害剤がある。この阻害剤およびそ
の他の蛋白質による凝固反応のモジュレーションはまた
測定されていない。
細菌エンドトキシン(発熱原)の存在下におけるLAL
の凝固特性の故に、LAL製剤は一般に非経口投与され
る薬学iよび医学関連の各穫の流体の製造における品質
コントロールエンドトキシン検定に使用するための商業
的罠有用な試薬となっている。このような流体には注入
用の水;洗浄用の水;静脈注射用の脂質エマルジョン;
植物油ノ水性エマルジョン;塩の溶液1例えば注入US
P用の塩化ナトリウム、洗浄USP用の塩化ナトリウム
、吸入用の塩化ナトリウムを含む非経口投与用の塩化す
) IJウム溶液および乳酸塩の入った( 1acta
ted)リンガ−液;および血液誘導体1例えば正常血
清アルブミン、血漿蛋白質フラクションおよび抗血友病
性因子usp、免疫グロブリン。
Rho (D)免疫グロブリンおよび抗ヒトグロブリン
血清などが挙げられる。
LAL試薬の製剤およびLAL操作の改良は、LAL検
定が知られている最も感度のよ〜・寮際的なエンドトキ
シン試験であるというところまで進歩しているOこのL
AL検定は凝塊の生成によって、10 g/mlのエン
ドトキシンを検出することができる。最近ヘルスインダ
ストリーズアソシエーションスタディー(Dabbah
、 S、 ’ HTMACollaborative 
5tudy for the Pyrogenicit
yBvaluation of a Referenc
e Endotoxin by theU8P Rab
bit Te5t ”m HIMA Document
 Nn L vol、1(May、 19〕9)〕  
において、合衆国薬局方(tlsP)ウサギ発熱原検定
は約10  g/mlのエンドトキシンを検出すること
ができろということが立証されている。従ってこのLA
L検定はUSPウサギ発熱原検定の約100倍の感度を
もっている。この優れた感度に加えて、LAL検定は操
作が簡単でありウサギ検定が3時間かかるのに対して約
1時間で完了することができる。
発色性基質の使用は、人の複雑な凝固プロセスにおける
各種の酵素と阻害剤を研究しまた臨床的にモニターする
ための手段になっている。トリプシン、トロンビン、ト
ロンボプラスチン、プラスミン、プラスミンカリクライ
ア (Kallikrein) 。
ウロキナーゼ、およびプラスミノゲンのような酵素を測
定するための広範な種類の酵素特異性基質が市販されて
いる。これらの合成基質は試験管内における凝固プロセ
スのある局面の止血状態をモニターするための重要な道
具を研究者に提供するものである。
のカブトガニの血液から調整されたLAL中のエンドト
キシン活性化凝固酵素の濃度を測定することができると
いうことがイワナガらKよって最近報告された〔1カブ
トガニ凝固酵素の発色性基質:細菌エンドトキシンの検
定への応用”ヘモスタシス7 : 183−188 (
1978) (”Chrom。
genic 8ubstrites for Hors
eshoe Crab ClottingEnzyme
 : Its application for th
e As5ay ofBacterias Endot
oxin ’、 Hemostasis 7: 183
−188(1978))。LAL検定において基質を使
用することは活性化凝固酵素の量を定量化することがで
きるという点で一般のLALゲル化試験の場合より有利
である。さらKLAL検定にお(・て細菌エンドトキシ
ンを定量的に測定するある種の合成ペプチド型基質を使
用することが米国特許第4188265号に記載されて
いる。この特許に&−!。
このペプチド基質はL−アミノ酸からなる構造をもたな
ければならず、とのL−アミノ酸&i活性イヒ前凝固酵
素によって開裂されるようにアルギニンがC−カルボキ
シル末端アミノ基であり、アルギニンがグリシンに続く
順序で結合されていることが開示されている。
上記基質はエンドトキシンのLAL型検定に用途を見出
しているが、エンドトキシンの定量用の別の基質を開発
することが望ましい。このような基質は活性化されたL
AL前凝固酵素によって再現性よくかつ比例して容易に
開裂される能力をはじめとする多数の特性をもたなけれ
ばならない。
前凝固酵素が活性°化されるメカニズムが不明でありか
つ複雑であること、およびこの酵素が開裂反応において
働く性質がはっきりわかっていないためK、ある特定の
基質がLAL型検定において好ましく作用するかどうか
を予言することは、不可能ではない圧しても、困難なこ
とである。
本発明に含まれるペプチド化合物は次の一般式を有する
ことを特徴としている。
R1−A1−A2−A5−AII−B−R2上記式中、
R1は水素または保護芳香族炭化水素または保護アシル
を示し;A1 はイソロイシン(11eu)、バリン(
val )またはロインy (1,eu)から選ばれた
LまたはD−アミノ酸を示し:A2はグルタミン(Ql
u )またはアスパルチン(Asp)を示し;A5はア
ラニン(Ala )またはシスティン(Cys )を示
し;A、はアルギニン(Arg )を示し%Bはアミド
またはエステル結合を示し、R2は上記アミド結合また
はエステル結合によってアルギニンのC−カルボキシル
末端に共有結合している発色性または蛍光性の基を示し
これらの発色性または蛍光性の基は、活性化LAL#凝
固酵素によって上記ペプチド型化合物の残基から酵素加
水分解によって式R2−B−Hで表わされる発色性また
は蛍光性標識化合物を生じろ。上記一般式においてR1
保護基は、N−tertブトキシカルボニル、炭素原子
数l〜12のアルカノイル、シクロヘキシルカルボニル
および一個以上のノ\ロゲンで置換されたN−ベンゾイ
ル、アセチルおよびベンゾイル、低級アルキル、例えば
メチルおよびエチル、アミノ、またはフェニルであり、
上記ペプチド構造のN−末端L−アミノ酸がN−末端D
−アミノ酸で置換されている場合にはHであることがで
きる。適当な発色性基または蛍光性基としてはニトロフ
ェニル、メチルニトロフェニル、ジニトロフェニル、ナ
フチル、ニトロナフチル、メトキシナフチル、インドキ
シル、メチルインドキシル、(4−メチル)ウムペリフ
エリル(urIthellifery+ )およびレゾ
ルフィン(resorfin)が挙げられる。
本発明にはまた上記ペプチド型化合物の酸付加塩も含ま
れる。適当な酸の塩と゛しては、塩酸、臭化水素酸9重
硫酸および重リン酸(bydrophosph。
ric )のような鉱酸、または蟻酸、酢酸、しゆ5酸
、酒石酸、メタンスルホン酸およびベンゼンスルホン酸
のような有機酸の塩がある。
前記の通り、本発明のペプチド型化合物はLAL型検定
における発色性基質または蛍光性基質として有用である
。このような検定の際KLAL中の前凝固酵素(セリン
プロテアーゼ)はエンドトキシンによって活性化され、
このペプチド鎖をアルギニンのC−カルボキシルで開裂
して発色性基または蛍光性基を遊離し、分光光度計のよ
うな装置によって容易K 81定できるような標識化合
物を生成する。
上記米国特許第4188264号に記載されている規準
によれば、ペプチド結合中のアルギニンに隣接してアラ
ニンまたはシスティンを有する基質なLAL検定に使用
して、活性化されたLAL凝固酵素の活性に影醤を与え
ることなくアルギニンのC−末端から発色性基または蛍
光性基を開裂することができるということは予想されな
かった。
さらに、活性化されたLAL凝固酵素によって開裂され
る本発明の基質の活性は、前凝固酵素が活性化される機
構が複雑なもので十分に理解されていないために、予想
することができなかったOこの機構を理解する際の問題
の中には、この酵素がプロテアーゼとして分類されるが
、ペプチドから蛍光性基または発色性基を開裂する際に
は明らかにアミダーゼとして作用しているということが
ある。
本発明の特に好ましいペプチド型化合物としては以下の
ものが挙げられる。
ベンゾイル−L−イソロイシル−L−グルメミル−L 
−75ニル−L−アルギニル−−ニトロアニリド ベンゾイル−L−インロイシル−L−グルタミル−L−
アラニル−L−アルギニル−4−メトキシ−β−ナフチ
ルアミド ベンゾイル−L−インロイシル−し−グルタミル−L−
システイニル−アルギニル−−二トロアニリド ペンゾイルーL−イソロイシル−し一グルタミルーL−
システイニルーL−アルギニル−4−メトキシ−β−ナ
フチルアミド 本発明のペプチド型化合物の合成には保護基とカップリ
ング方法を使用することができる。これらの方法はペプ
チド化学分野に知識を有するものによく知られており1
例えばボダンスキー(Bodansky  )らの1ペ
プチド合成”、インターサイエンス・パプリケーション
(1966)を参照されたい・例えば本発明の基質は次
の方法の1つKよって合成することができる: 1、 蛍光性基または発色性基(R2)をアルギニンに
結合し、所望のアミノ酸(すなわちアラニンまたはシス
ティン)を段階的に付加させて所望のペプチド構造を得
る。この方法では、発色性基または蛍光性基はアルギニ
ンのC−末端カルボキシルをブロックすることKより保
瞳基として働く。
2、段階的合成を完全に行って所望のペプチド構造をつ
くった後に発色性基または蛍光性基(R2)を結合する
。この方法によれば、段階的合成の際に他の周知のペプ
チド化学保護基を用い、次いで発色性基または蛍光性基
をカップリングさせる前にラセミ化しない(racem
ization−free)酵素開裂によってこれを脱
離する。
3、 発色性基または蛍光性基處、)をアルギニンに結
合してモノペプチドを合成し、これを別に合成した所望
の配列のトリペプチドに結合する。
この方法は、モノペプチドとトリペプチド配列をカップ
リングする直前に脱離することができるような周知のペ
プチド化学保護基を使用するものである。
アミノ酸またはペプチド構造のアミノ(α−N−アミン
)基を保護するのにペプチド化学分野で一般的に使用さ
れる保護基としてはCbo (カルボヘア ソ’F シ
) s MeOCbo (p−メトキシカルボベンゾキ
シ) 、 No2Cbo(p−ニトロカルボベンゾキシ
ン。
BOC(tert−ブチル#*シカhM二h ) * 
TFA (トリフルオロアセチル)、ホルミル、トシル
およびエチルメルカグトエステルがある。アミノ酸のα
−カルボキシ基はP−ニトロンエニルエステル。
) IJ lロロフェニルエステル、ペンタクロロフェ
ニルエステルまたはN−ヒドロキシスクシンイミドエス
テル、酸アジドまた酸無水物(これらは対称であっても
非対称であってもよい)をつくることKより活性化する
ことができる。さらにN、N’−ジシクロへキシルカル
ボジイミドなどのようなカルボジイミドによって活性化
することもできる。
一般に保護基を使用する場合にはα−N−アミノ基はL
型である。
ペプチド結合の生成に関与しないアミノ酸の反応性基は
、所望のペプチドの段階的合成の際に保護基などKより
一般に保護しなければならない。
適当な方法はペプチド化学において一般的なものテア’
)、N02tたハp −)ルエンスルホニルによる。あ
るいはまたプロトネーション(protonation
Jによるアルギニンのグアニジノ基の保護;メチルまた
はベンジルエステルまたはp−メトキシベンジルまたは
アリルの形成によるグルタミン酸のα−0H3の保護;
および−8R基のチオエチルメルカプトエステルの生成
によるシスティンのβ−8R基の保護を挙げることがで
きる。合成の各段階においてゲルr過および結晶化の一
方または両方を用いて精製を行うことが所望のペプチド
型化合物の合成を5まく行うのに重要であることは。
この技術分野に精通するものKとって理解されるであろ
う。
さらに、完成品、中間体、溶出液は段階的合成のIIK
厳重な純度および性能試験を受ける必要がある。この純
度チェックは吸収媒体としてシリカゲルF254(メル
ツク)を塗布した薄層クロマトグラフィープレートを用
いて行うことができる。
セファデックス(登碌商標)LH−20またはG−15
を用いたゲル透過を用いて不要な反応体から所望の生成
物溶出液を分離することができる。
この層クロマトグラムは次の溶媒系で展開することがで
きる。
A、 りot=+ホルム/メタノール/酢酸(90:3
0:15)B、  n−ブタノール/酢酸/水 (4:
1:5JC,テトラヒドロフラン/シクロヘキサン/酢
酸/水(186:14:10:20) D、 りmロホルム/メタノール(9:1)最終ペプチ
ドの純度のTLCによるチェックの他K、ペプチドの純
度はUV検出器および次の溶媒移動相を用いた高圧液体
クロマトグラフィーによりチェックすることもできる。
水/メタノール(50: 50 ) (0,01M K
H2PO,。
pH3,5−4,0) 簡単にするために、明細書の詳細な説明、実施例および
特許請求の範囲において次の略語を使用する。これらの
略語は次の意味を有する。
Ala  −アラ二ン Arg  =アルギニン Alp  −アスパルチン Cys  =システィン Glu  =グルタミン 11eu=イソロイシン Leu  −ロイシン Val  −バリン AC=アセチル AcOH=酢酸 AC20=無水酢酸 tBOc = Tert−ブトキシカルボキシルBz 
 =ベンゾイル Bzl  =ベンジル Bi12 =安息香酸無水物 Cbo  =カルボベンゾキシ DCCI =ジシクロへキシルカルボジイミドDMF 
 =ジメチルホルムアミド HPLC−高圧液体クロマトグラフイー0pNP = 
1)−二トロンエノキシpNA=p−ニトロアニリド TLC=薄層クロマトグラム TFA=)リフルオロ酢酸 Et、N = )リエチルアミン HMPTA=  N、N、N、N、N、N−へキサメチ
ルリ糧トリアミドMeOH−メタノール CH2Cl2−メチレンクロライド THF  −テトラヒドロフラン HF   =フッ化水素 EtoAc=酢酸エチル 特に明記しないかぎり、ペプチド構造中のすべてのアミ
ノ酸はL型装置のものである。
さらに具体的には1本発明の基質は以下に例示する試薬
を用いた反応順序に従って合成することができる。N保
護基としてN−ベンジルオキシカルボニルの代わりKN
−t−ブトキシカルボニルを使用することができること
、ならびにその開裂はHBr 、酢酸またはTFA中で
起こるということが理解されよう。TFAはまたN−ベ
ンジルオキ1゜ ジカルボニル基を開裂するのに使用することができる。
合成反応 A、方法1 1、反応工程1:Na−ベンジルオキシカルボニル−N
町ニトロアルギニン−p−ニト ロフェニルアミドの合成 この化合物は次の方法の1つKより合成することができ
る。
a、Na−ベンジルオキシカルボニル−No−ニトロア
ルギニンをDMF 、囮PTA e CH2Cl2゜T
HF 、ジオキサン、またはこれらの混合物のような適
当な溶媒に加える。この溶媒系に適当なペプチド活性化
剤1例えばインブチルクロロホルメートまたはジフェニ
ルホスホリルアジド、またはDCCを単独で、あるいは
N−ヒド四キシスクシンイミドまたはN、Nカルボニル
ジイミダゾールと組合せて加え、さらに適当な塩基例え
ばトリエチルアミンまたはN、N−ジイソプロピルエチ
ルアミン、またはN−メチルモルホリンまたはピリジン
、または4−ジメチルアミノピリジン(これらはその他
の塩基と組合せて使用することもできる)を加える。次
にこれKp−二)ロアニリンを加える。TLCまたはH
PLCKよって完了するまで反応を続け、次いでこれを
終了して生成物を常法により単離する。精製は、 HP
LCゲルr過、イオン交換、結晶化またはこれらの結合
により行われる。
”b、  Na−ベンジルオキシカルボニル−No−ニ
トロアルギニンp−ニトロフェニルエステルを適当な溶
媒1例えばDMF 、 HMPTA 、 CH2Cl2
゜THFまたはこれらの混合物に加える。これKp−ニ
トロアニリンと適当な塩基例えばトリエチルアミンI 
N 、N−ジイソプロプルエチルアミン、N−メチルモ
ルホリン、ピリジンまたは4−ジメチルアミノピリジン
(これらはその他の塩基と併用することもできる)を加
える。TLCまたはHPLCKよって完了するまで反応
を続け1次いでこれを終了して生成物を常法により単離
する。HPLC、ゲルf過。
イオン交換、結晶化またはこれらの結合により精製を行
う。
C,Na−ベンジルオキシカルボニル−No−ニトロア
ルギニンを適当な溶媒1例えばDMF 。
HMPTA 、 CH2Cl2. THFまたはこれら
の混合物に加える。次いでこれにトリエチルアミン。
N、N−ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルモル
ホリン、ピリジンまたは4−ジメチルアミノピリジン(
これらはその他の塩基と併用することができる)のよう
な適当な塩基とp−ニトロフェニルイソシアネートを加
える。TLCまたはHPLCKより終了するまで反応を
続け、次いで反応を終了して生成物を常法により単離す
る。HPLC*ゲル濾過、イオン交換、結晶化またはこ
れらの結合により精製を行う。
2、反応工程2:N−ベンジルオキシカルボニルアラニ
ル−N−ニトロアルギニン p−ニトロフェニルアミドの合成 Na−ベンジルオキシカルボニル−No−ニトロアルキ
ニンp−ニトロフェニルアミドを酢酸中HBrで処理し
てベンジルオキシカルボニル保獲基を脱離する。溶媒を
真空留去すると遊離塩基に転換した生成物が得られろ。
Na−ベンジル、オキシカルボニル−N−ニトロアルギ
ニこの代ワリに、化合物Na−ベンジルオキシカルボニ
ルアラニンを使用し、かつp−ニトロアニリンに代えて
上記のとおり合成したN″′−ニトロアルギニンp−ニ
トロフェニルアミドを使用して操作1−aを行う。
代わりに、操作1−bK従い、N−ベンジルオキシカル
ボニル−N−ニトロアルギニンp−ニトロフェニルエス
テルの代わりに、化合物N−ベンジルオキシカルボニル
アラニンp−ニトロフェニルエステルヲ用い、かつp−
ニトロアニリンの代わりに上記のとおり合成したN”−
二)ty 7 、b キニンp−ニトロフェニルア?)
”Ll用する。
3、反応工程3:N−1−ブトキシカルボニル−r−0
−ベンジルグルタミルアラニ ルーN町ニトロアルギニンp−二 トロフェニルアミド N−ベンジルオキシカルボニルアラニル−No−ニトロ
アルギニンp−ニトロフェニルアミドを酢酸中HBrで
処理してベンジルオキシカルボニル保護基を脱離する。
溶媒を真空留去すると遊離塩基に転換した生成物が得ら
れる。次いでNa−ヘンシルオキシカルボニル−N(I
J−ニトロアルギニンを、化合物H−t−ブトキシカル
ボニル−〇−ベンジルグルタミンllK代t、p−”ト
ロアニリンの代わりに上記のとおり合成したアラニル−
NoJ−ニトロアルギニンp−ニトロフェニルアミドを
使用して操作1−aを行う。
4、反応工程4:N−ベンゾイルイソロイシル−r−0
−ベンジルグルタミルアラニ ルN″J−ニトロアルギニンp−ニト ロフェニルアミドの合成 N−t−))キシカルボニル−r−0−ベンジルグルタ
ミルアラニル−N−ニトロアルギニンp−ニトロフェニ
ルアミドをTFA K加えて鬼−ブトキシカルボニル基
を脱離する。溶媒な真空留去すると遊離塩基に転換した
生成物が得らレル。Na−ヘンシルオキシカルボニル−
No−ニトロアルギニン圧伏えて、化合物N−ベンゾイ
ルイソロイシンを用い、p−ニトロアニリンの代わりに
上記のとおり合成したr−o−ベンジル−グルタミルア
ラニル−N″−ニトロアルギニンp−ニトロフェニルア
ミトラ用いて操作1−aを行う。
代ワりに、Na−ベンジルオキシカルボニル−N(IJ
−ニトロアルギニンp−ニトロフェニルエステルの代わ
りに、化合物N−ベンゾイルイソロイシンp−ニトロフ
ェニルエステルヲ用い、p−二トロアニリンの代わりに
上記のとおり合成しりy −o−ベンジルグルタミルア
ラニル−NW−二トロアルギニンp−ニトロフェニルア
ミトヲ用いて操作1−bを行う。
(tb’)に、Na−ベンジルオキシカルボニル−No
−ニトロアルギニンの代わりK、化合物N−ペンソイル
イソロイシル−γ−0−ベンジルクルタミン酸を用い、
p−ニトロアニリンの代わりに3.で説明したように合
成したアラニル−N−二トロアルギニンp−ニトロフェ
ニルアミドを使用し【方法1− aによりこの化合物を
合成することができる。
代わりに、この化合物はN−ベンゾイルイソロイシンの
代わりKN−t−ブトキシカルボニルイソロイシンを用
いて上記のように合成することができる。次いでこの生
成物は、TFAによりN−1−ブトキシカルボニルを脱
離し1次KTFAを除去し、得られた化合物を適当な溶
媒中でベンゾイルクロライドと適当な塩基により処理す
ることによって最終生成物に転換される。
5、反応工@5:N−ベンゾイルイソロイシルグルタミ
ルアラニルアルギニルp−二 トロフェニルアミド塩酸塩の合成 N−ベンゾイルイソロイシル−r−0−グルタミルアラ
ニル−?−ニトロアルギニンp−二トロフェニルアミド
をアニソールまたをまチオアニソールの存在下において
HFまたはボロン−トリス−トリフルオロアセテートと
反応させる。
溶媒を真空留去し、生成物をHPLC、ゲル1過。
イオン交換、結晶化またはこれらの結合により精製する
B・ 方法2 この方法ではアルギニンのグアニド基はその塩酸塩とし
て保躾されている。次にこれをω−ニトロアルギニンの
代わりに方法1において説明したように使用する。すな
わち方法1の反応工程IKおいテ、Na−ベンジルオキ
シカルボニル−N−二トロアルギニンの代わりK Na
−ベンジルオキシカルボニルアルギニン塩酸塩が使用さ
れる。これはNo−ベンジルオキシカルボニルアルギニ
ンp−二トロフェニルアミド塩酸塩を与える。この塩酸
塩は方法1の反応工程2において、Na−ベンジルオキ
シカルボニル−No−ニトロアルギニンの代わりに使用
することができる。これはN−ベンジルオキシカルボニ
ルアラニルアルギニンp−ニトロフェニルアミド塩酸塩
を与え、この塩酸塩は方法1の反応工83においてN−
ベンジルオキシカルボニルアラニル−No−ニトロアル
ギニンp−ニトロフェニルアミドの代わりに使用するこ
とができる。
これはN−1−ブトキシカルボニル−γ−0−ベンジル
グルタミルアラニルアルギニンp−ニトロフェニルアミ
ド塩酸塩を与え、この塩酸塩は方法1の反応工程4にお
いてN−t−ブトキシカルボニル−r−O−ペンジルグ
ルタミルアラニA −N−ニトロアルギニンp−ニトロ
フェニルアミ)”(7)代わりに使用することができる
。これはN−ベンゾイルイソロイシル−T−O−ベンジ
ルグルタミルアラニルアルギニンp−ニトロフェニルア
ミド塩酸塩を与え、この塩酸塩は方法1の反応工程5に
おいてN−ベンゾイルイソロイシル−γ−〇−ベンジル
グルタミルアラニル−N町ニトロアルギニンp−ニトロ
フェニルアミドの代わりに使用することができる。これ
は所望の生成物、N−ペンソイルイソロイシルクルタミ
ルアラニルアルキニンp−ニトロフェニルアミド塩酸塩
を与える。
C・ 方法3 代be)K、 p −)ルエンスルホニルまたはメシチ
レン−2−スルホニルのような他の酸性の不安定な保護
基を、ニトロあるいは塩化水素の代わりに、アルギニン
のグアニジンを保護するのに使用することができる。こ
れらのNo−アナログを上記のごとく置換して同じ生成
物を得ることができる。
D、方法4 代わりに、ペプチド配列の最後にアルギニンを付加する
ことができる。この場合忙は、標準的なペプチド合成法
によってトリペプチドN−ベンゾイルイソロイシル−r
−o−ベンジルグルタミルアラニンを合成する。これを
ここに説明されている方法によりアルギニンp−ニトロ
フェニルアミド塩酸塩に結合するとN−ベンゾイルイソ
ロイシル−r−0−ベンジルグルタミルアルギニンp−
二トロフェニルアミド塩酸塩が得られ、この塩酸塩はこ
こに説明されている方法により最終生成物に転換される
上記詳細な反応順序は本発明の特定の基質に対するもの
であるが1本発明の他の基質も同様の反応順序によって
合成できるということは当業者に明らかであろう。
前記の通り、本発明のペプチド型化合物はエンドトキシ
ンを検出するLAL型検定における基質として使用する
のK特に適している。この検電において、エンドトキシ
ンが活性化しf、:LAL(7)凝固酵素はこの基質を
フルギニン基のC−カルボキシルにおいて開裂してp−
ニトロアニリンのような蛍光性基または発色性基を放出
する。エンドトキシン活性剤と前凝固酵素との間の比例
関係はほぼl:1であるので、この開裂によってエンド
トキシンの間接的な分光光度法による測定が可能となる
。さらに具体的には、#集的に加水分解すなわち開裂し
た化合物の末端発色性基または末端蛍光性基の量は、あ
る範囲内において試料中のエンされた末端基の量はエン
ドトキシン含量の増加に比例して増加する。
活性剤(エンドトキシン)の定量は過剰の基質の存在に
よって影譬な受けない。元の基質の極大吸収は275−
325nmの範8にあるが、開裂例えば約360〜約3
87 nmである。従ってこの標識化合物は元のペプチ
ド基質の妨害や感度の実質的な低下を伴うことな(40
5nmにおいて暑み取ることができる。
元のペプチドの吸収極大は312 nmにおけるモル吸
光係数が約11,984であるが%405nmKおける
その吸収は200以下である。しかしながらp−ニトロ
アニリドのような開裂したR2BH残基のモル吸光係数
は380 nmにおいて1o、500であり405 n
m において8,438である。
従って試験の感度は実質的に影畳な受けない口このよう
に既知のエンドトキシン活性剤の濃度は標準曲線をつく
ることができるような一連の既知濃度において分元元度
的に測定することができる。
従って、このような曲線を用いて未知の試験試料中のエ
ンドトキシンの相対的な濃度を測定することができる。
ペプチド型化合物についての上記説明は、主としてLA
L検足検電ける。R2BH@識化合物自体の検出ならび
に定量に関してなされているが、開裂した標識化合物を
別の化合物と結合させ得られた結合化合物を測定するこ
とも本発明の範囲内圧ある◎例えば、蛍光分析法により
測定することができる標・識化合物4−メトキシナフチ
レンを5−ニトロサリチル−アルデヒドに結合させ、約
420〜590 nm において分光測定法により読み
取るか、あるいはO−ジアニシジン(ファストブルーB
)K結合させて約520 nm において分光測定法に
より読み取ることができる。
LALは英国特許@1,522,127号に記載の方法
に従って駒整することができるのでこの特許を参照され
たい。例えばりムルスボリペモスの健康な試料から血リ
ンパをレビンらにより。
’ Cjottab3e Protein in Li
mulus : Its Localization 
and Kinetics of Its Coagu
lation by、Endotoxin ’ 、 T
hromb、 Diath、 Haemorrh  1
9 :186−197(1968) に、一般的に述ぺられている抗凝固剤の食塩水溶液に集
める。変形細胞を集めて抗凝固剤食塩水溶液でジし遠心
する。分離した変形細胞を次に水にサスペンドし、機械
的攪拌を何回も行って細胞を浸透圧により完全に破砕す
る。遠心により溶菌液から細胞片を分離し、溶菌液フラ
クションを集めて0〜4℃で貯蔵する。
エンドトキシンに対する溶菌液の感度は異なる感度を有
する別のバッチの溶菌液と混合することKより、あるい
は希釈することにより所望レベルの感度に11節される
。この溶液は一般に適当な緩衝剤1例えばトロメタミン
〔トリス−(ヒドロキシメチル)アミノメタン〕および
トロメタミン塩酸塩によってI)H6,5〜7.5に調
整される。上記のごと< pH調節した溶菌液を血清バ
イアルに小分けし、この小分けした溶液を凍結乾燥する
。凍結乾燥した後、バイプルをシールし冷凍保存する。
凍結乾燥した溶菌液は白色粉末または白色のもろいベレ
ットの形をしている。
エンドトキシンに対するLALの感度は低濃度の、カル
シウムイオンのよ5な二価の陽イオンおよびナトリウム
イオンのような一価の陽イオンを含ませることによって
高くすることができる。他の塩も使用することができる
が1例えばCa CI 2およびNaClのような塩化
物の塩はこれらの添加イオン源として便利である。エン
ドトキシンに対するLALの感度は強化剤としてスルホ
ペタイン界面活性剤のようなある種の両性界面活性剤を
加えることによっても高くすることができる。
本発明のペプチド型化合物の製造方法ならびにその化合
物をLAL型検足検電質として使用する方法は以下の実
施例に記載されている。これらの実施例は例示を目的と
するものであってこれまでKII!明した本発明を制限
するものではないということが理解されなければならな
い。
−施例I ペプチド基質N−ベンゾイルイソロイシルグルタミルア
ラニルアルギニン−p−ニトロアニリン塩酸塩(BlL
−口eu−(、Iu−Ala−Arg−pNA HCl
3は次の反応によって合成される。
一ベンジルーL−グルタミルーL−アラニ/1、  t
−BOC−L−7ラニン2,2 2−)す― t−BOC−L−75=7をDMF 中N、N’ −カ
ルボニルジイミダゾールで処理し1次いで2゜2.2−
トリクロロエタノールで処理した。反応終了後溶媒を除
去し、残渣をEtOACK溶解し%EtOhc層を水、
希塩酸および5チ炭酸水素す) IJウムで洗浄した。
EtOAc層を硫酸マグネシウムで乾燥し1次いで溶媒
を留去して生成物を得た。
工程lで得られた生成物にトリクロロ酢酸(TFA )
を加えた。反応終了後TFAを留去した。別の容器に冷
却しながらt −BOC−i −〇−ベンジルーL−グ
ルタミン酸、THF、N−メチルモルホリンとインブチ
ルクロロホルメートを加えた。次K TFA反応によっ
て得られた残漬を上記THF溶液に加えた。反応終了後
溶媒を留去し、EtOAcを加えEtOAC層を工程1
と同様に処理すると生成物が得られた。
工程2で得られた生成物をTFAで処理した。
反応路、了後TFAを留去した。別の容器に冷却しなが
らt −BOC−L−イソロイシン、THF%N−メチ
ルモルホリンおよびインブチルクロロホルメートを加え
た。次K TFA反応で得られた残渣を上記THF @
−液に加えた。反応終了“後溶媒を留去し、EtOAc
を加え、E i OAC層を工程1と同sK処理すると
生成−が得られた。
工程3で得られた生成物をTFA K加えた。
反応終了後TFAを留去した。別の容器に冷却しながら
安息香al I THF −N−メチルモルホリンおよ
びインブチルクロロホ□”ルメートを加えた。次いでこ
のTHF溶液にTFA反応で得られた残渣を加えた。反
応終了後溶媒を留去し、EtOAcを加え、このEtO
Ac層を工程1のEtOAc層と同様に処理すると生成
物が得られたO 乙 工程4で得られた生成物に酢酸、水および亜鉛ヲ加えた
・反応終了後固形物をP別し。
溶媒を留去すると上記生成物が得られた0塩酸塩 工程5で得られた生成物に冷却しながらDMF。
N−メチルモルホリン、イソブチルクロロホルメートを
加え1次いでL−アルギニンp−ニトロ7エ二ルアミド
2塩酸塩を加えた。反応終了後溶媒を留去し、りpロホ
ルムを加え、りO口ホルム層を順に水、希塩酸、5%炭
酸水素ナトリウムで洗浄し1次いで硫酸マグネシウムで
乾燥した。次に溶媒を・留去すると生成物が得られ′r
−O 工程Bで得られた生成物に臭化水素の酢酸浴液な加えた
。反応終了後溶媒を留去すると生成物が得られた。
実施例■ リムルス溶菌液の調製 英国特許第1522127号に記載されたレビンらの方
法を改良した方法により ’ IJムルス変変形細胞溶
液液 LAL )製剤を調製した。この溶菌液に約0−
01 M MnCl2およびZwittergent 
3−14という商標で販売されている洗剤的0.03 
%を加えて改質した。この製剤を1.2 ml またt
!5.2mlの単位で凍結乾燥する。
実施例1 LAL検定における各種基質の活性 合衆国食品医薬品局から入手したB、coliのエンド
トキシンLO1ECに水を加えて戻し、これを注射用の
水で約100 pg/ml K希釈した。このエンドト
キシンを用い、水を加えて戻したLAL約0.1mlと
エンドトキシン約Q、1mlを混合し、約37℃で約1
5分間インキュベートjることによりLALを活性化す
る。得られるアミダーゼ活性を本発明の基質、ならびに
LAL製検定に有効な米国特許第4188265号に報
告されている基質によつ℃測定する。
活性化したLALの酵素活性の測定に用いた方法は、約
o、o 4 M CaCl2を含みかつ0.05 M 
)リス−イミダゾール緩衝液によってI)H約8.2に
調節した基質の0.1 mM l液約0.5 mlに、
LAL溶液約0.1 mlを加えることからなる。この
溶液を混合し約37℃でインキュベートする。約6分間
インキエペートした後、氷酢酸の50%溶液約0.1m
lを加えて反応を終了させろ。次いでこの溶液の吸光度
を405 nmで測定する。
表Iは加水分解されたpNAの濃度によって測定した各
種基質による活性化LALの結果を示して℃・る。基質
Nn 1 (B2−11eB2−11e−Glu−Gl
y−Arを標準とし発色団pNAに対して100チ開裂
可能であるものとした・ 表  I 各種基質を用いて測定したエンドトキシン活性化リムル
ス変形細胞酵素    。
I  Bz−11e−Glu−Gly−Arg−pNA
   7.48  100.002  B!−11e−
Glu−All−Arg−1)NA   7.06  
 94.383  B!−111−Glu−C)lit
−Arg−pNA  12.70  167.784 
 C−Vat−Gly−Arg−pNA     7.
28   97.!325  H−ThVal−Gly
−Arg−pNA    5.37   71.926
  CbO−Mal−Gl)r−Arg−pNA   
 <0.01    <1.07110cmAla−A
rg−pNA    < 、01   <1.0基質番
号2および3は本発明にかかわるものである。加水分解
されたpHJAの量によって、これらの基質はエンドト
キシン活性化LALによって容易に開裂されることが明
らかである。基質1および4は血液凝固ファクターXa
およびウロキナーゼをそれぞれ検出するように設計され
ている。基質番号4および6の活性の結果から、 Va
L −Gly −Arg −PNA配列のN−末端保農
基をベンゾイルかラカルボベンゾキシに代えると、活性
化Lル酵素のアミダーゼ活性を妨げる傾向があるという
ことが明らかである。
実施例■ 各種基質の活性定数の測定 注射用の水で0.250 ng/ml  K希釈した大
腸菌(E、 coli )エンドトキシン055:B5
(ディフコ・ラボラトリーズ)を用いて、LALを活性
化し、これを用いて本発明の各種基質についてKm(ミ
ハhs +) x −、l yテン定数(Michae
lis −)Aenten constant))およ
びvmaxを測定した。
vmaxはすべての酵素が次の反応式で表わされるよう
な酵素−基質コンプレックスとして反応混合物中に存在
する際の測定し得る最大の速度として定義される。
’F、+Bモ;ESヨ丑E+P E =酵素 S =基質 ES=酵素−基質コンプレックス P =生成物 1(mは最大速度の172を与えるような基質濃度を示
しており、特定の基質に対する酵素の親和性の尺度であ
る。Kmは次の式を用いて計算することができる。
代わりに、KmおよびVmaxは、活性化された酵素を
緩衝液でpH調節した基質と混合し、基1jIi111
度を変えてこの反応を分光光学的に追っていくことKよ
り測定することができる。この変法を用いて本発明の基
質ならびに比較例として2つの別の基質についてKmお
よびVmaXを測定した・KmおよびVmaxを測定す
る場合、エンドトキシン活性化LALの7リコート0.
2 mlを基質的0.7 ml と混合する。この基質
の濃度範囲は約7〜2000μMであり、0.05 M
 )リス−イミダゾールでpH約8.3に調節され約0
.04 Mのcac12を含んでいる。この活性化LA
Lと基質を約37℃で約3分間インキュベートし、次い
で氷酢酸50チ溶液約帆2mlを加えてこの反応を終了
させる。1分当りの生成pNAのμMとして表される初
期速度の逆数17ψを古典的なラインライ−バー・バー
ク(Lineweaver −Burk)の図面におい
て1/(s) K対してプロットする。このプロットか
らvmaxとKmが決定された。その結果を表IIK示
すO 表  m 基質親和性(Km)と酵素速度(V晶ar)Kよって測
定されたエンドトキシン活性化LALの動活性I  B
x−11e−Glu−Gly−Arg−pNAl、11
x10    404 2  Bz−val−Gly−Arg−pNA2J)8
xlO464 3Bz−11e−Giu−AIa−Arg−pNA2.
38xlO2404 4Bz−11e−Gly−Cyst−Arg−pNA6
!l+ XIO117表IK示された結果から明らかな
ようK、本発明の基質1番号3および4は比較基質より
大きなVmaxをもっている。
実施例V L A ’L検定用標準曲線の作成 大腸菌(E、 coli )エンドトキシン(0111
:B4)および基質Bz−I le−にlu−Ala−
Arg−pNA およびBz−11e−Glu−Cys
 t−Arg−pNAを用いてエンドトキシン濃度と開
裂pNAの関係を各基質について測定した。先ずエンド
トキシンの9個の試料を水で希釈し約α0019〜約0
.500 ng/mlの濃度範囲を有する溶液をつくっ
た。各エンドトキシンM液約Q、l mlを活性化して
いないLAL約0.1 ml と混合し、約12〜18
分間インキュベートする0この混合物に、約0.04M
のCaCl 2を含み、0.05Mのトリス−イミダゾ
ールでpH8,1に調節した2mMの基質溶液的0.7
 mlを加える。混合物を約37℃で約3分間インキュ
ベートし1次いで氷酢酸5〇−溶液0.2 mlを加え
て反応を終了させる。
次いで各溶液の吸光度を405 nmで測定する。
胃さ− 表蓋は各種のエンドトキシン濃度と吸光度の結果を示し
ている。
表1 大腸菌(E、 coli )エンドトキシンの各種濃度
において、活性化リムルス溶菌液によって基質から開裂
したI)NAの吸光度 基質: 13z−11e−Qlu−Ala−Arg−p
NAエンドトキシン濃度(p ml)  O,D、(4
(’5nm)1.9       0.002 3.9       0.003 7・8       0.009 15.1       0.024 31.2       0.042 62.5       0.104 125.0       0.350 250.0       0.750 500.0       1.086 1.280 1・9       0.028 3.9       0.038 7.8       0.060 15.1        0.143 31.2       0.251 62−5       0.471 125.8       0.998 250.0       1.355 500・O1、758 表IK示されたデータをプロットするとある範囲のエン
ドトキシン濃度においてpNA吸光度が直線性を示す。
さらに具体的には、このような曲縁は、本発明の基質を
用いて少なくとも約7〜125pg/m lの濃度範囲
においてエンドトキシンを定量的に検出することができ
ることを示している。
本発明はその特定の実施態様について説明したが、特許
請求の範囲に記載された本発明の精神ならびに範囲から
実質上逸脱することなく当業者であれば多数の変形をす
ることが可能であることが理解されるであろう。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (13下記の一般式を有する、LAL型検定により試料
    中のエンドトキシンを定量する際に有用な発色性または
    蛍光性ペプチド聾化合物。 R1−Al −42−A5−A、−B−R2上記式中、
    R1は水素、保護芳香族炭化水素または保護アシルを示
    し;A1はl1eu 、 Val  または1、euか
    ら選ばれたLまたはD−アミノ酸を示し;A2はGlu
    またはASI)を示し;A5はAlaまたはcys t
    を示し;A、はhrgを示し;Bはエステル結合基およ
    びアミド結合基から選ばれた結合基を示し;R2は結合
    基BKよってアルギニンのC−カルボキシル末端に共有
    結合している発色性基または蛍光性基を示す。 (2)Bがアミド結合である特許請求の範囲第1項に記
    載の化合物。 (31A、がAlaである特許請求の範囲第2項に記載
    の化合物。 +41A3がCystである特許請求の範囲第2項に記
    載の化合物。 +51A2がGluであ、る特許請求の範囲′m3項ま
    たは第4項に記載の化合物。 (6)A2がAlpである特許請求の範囲第3項または
    第4項に記載の化合物。 T71Alがl1eu  である特許請求の範囲第5項
    に記載の化合物。 181A1がValである特許請求の範囲第6項に記載
    の化合物。 +91R2がニトロフェニルである特許請求の範囲第8
    項に記載の化合物。 (10)試料中のエンドトキシンの測定方法において、
    前記試料を、リムルス変形細胞溶菌液から得られる前凝
    固酵素ならびに式: %式% で表わされる発色性または蛍光性ペプチド型化合物と接
    触させ(上記式中81は水素、保護芳香族炭化水素また
    は保護アシルを示し;A1は1leu。 ValまたはLeuから選ばれたLまたはD−アミノ酸
    を示し;A2゛はGluまたはASI)を示し;A、は
    ALaまたはCystを示し;A、lはArgを示し;
    Bはエステル結合基およびアミド結合基から選ばれる結
    合基を示し;R2は結合基BKよってアルギニンのC−
    カルボキシル末端に共有結合している発色性基または蛍
    光性基を示す。前記発色性基または蛍光性基はエンドト
    キシンと前凝固#素の存在下に前記ペプチド型化合物の
    残基部分から酵素的に開裂されて少なくとも一部の標識
    化合物を形成することができる)かつ、前記試料中の標
    識化合物の存在または不存在を検出することを特徴とす
    る上記方法。 (11)Bがアミド結合である特許請求の範囲第1O項
    に記載の方法。 (12) A 5 がAlmである特許請求の範囲@1
    1項に記載の方法。 (13)A 、がCystである特許請求の範囲第11
    項に記載の方法。 (14)A2 がGluである特許請求の範囲@12項
    または第13項に記載の方法。 (15)、A2 がASI)である特許請求の範囲第1
    2項または第13項に記載の方法。 (16) A l がl leuである特許請求の範囲
    第14項に記載の方法。 (17) A l  がValである特許請求の範囲第
    15項に記載の方法。 (18)R,がP−ニトロフェニルである特許請求の範
    囲第17項に記載の方法。
JP57153357A 1981-09-03 1982-09-02 エンドトキシンの定量に有用なペプチド型基質 Pending JPS5877850A (ja)

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