JPS591276B2 - ノジリマイシン・グルコ−スオリゴマ−およびその製造法 - Google Patents

ノジリマイシン・グルコ−スオリゴマ−およびその製造法

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JPS591276B2
JPS591276B2 JP51095967A JP9596776A JPS591276B2 JP S591276 B2 JPS591276 B2 JP S591276B2 JP 51095967 A JP51095967 A JP 51095967A JP 9596776 A JP9596776 A JP 9596776A JP S591276 B2 JPS591276 B2 JP S591276B2
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nojirimycin
glucose
glucose oligomer
enzyme
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富造 丹羽
崇士 鶴岡
重治 井上
太郎 仁井田
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Meiji Seika Kaisha Ltd
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Meiji Seika Kaisha Ltd
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は下記の化学構造式で示される新規物質ノジリマ
イシン・グルコースオリゴマ−およびその製造法に関す
るものである。
□OH 更に詳しくはノジリマイシンと可溶性澱粉またはサイク
ロデキストリンを水性媒体下にサイクロデキストリング
ルコシルトランスフエラーゼを作用させて合成されるノ
ジリマイシン・グルコースオリゴマ一(上記化学構造式
においてn=O〜14の整数で示されるものが生成する
が特に重要なものとしてn=0〜9の整数で示されるも
のを意味する)の混合物または各成分を精製単離するこ
とを特徴とするノジリマイシン・グルコースオリゴマ一
の製造法に関するものである。
ノジリマイシンはそれ自体の抗菌作用以外に5ーアミノ
−5−デオキシ−D−グルコピラノースの構造を有し〔
テトラヘドロン(TetrahedrOn)、24巻、
2125頁、1968年〕、D−グルコースのアナロー
グ(AnalOgue)として生理生化学的に極めて興
昧深い抗生物質である。
例えばノジリマイシンはそれ自体β−グルコシダーゼや
或種のアミラーゼに対し強い阻害作用を示すし(アグリ
カルチヤル アンド バイオロジカル ケミストリ一(
AgriculturalandBiOIOgical
Chemistry)、34巻、966頁、1970年
〕又グルコース・オキシダーゼやグルコース・デヒドロ
ゲナーゼによつてD−グルコースと同様に酸化されD−
グルコニツク一δ−ラクタムに変換される(特開昭50
−58287号公報参照)。本発明者らはさらにノジリ
マイシンの新しい生理活性誘導体の製造につき検討を行
ない、サイクロデキストリン・グリコシルトランスフエ
ラーゼ〔ジヤーナル オブ アメリカン ケミカル ソ
サイテイ(JOurnalOfAmericanChe
mi一CalSOciety)、76巻、2387頁、
1954年〕を用い有用な誘導体としてノジリマイシン
のグルコースオリゴマ一の酵素的合成に成功した。ノジ
リマイシンはサイクロデキストリン・グリコシルトラン
スフエラーゼに対し阻害的に作用するが、本発明者らは
反応条件を種々検討の結果、本酵素のカツプリング反応
にノジリマイシンを受容体基質として利用しうることを
見出した。同時に酵素反応で合成されたこれらノジリマ
イシン・グルコースオリゴマ一は各種アミラーゼに対し
強い阻害活性を示し、一連の新しいタイプのアミラーゼ
阻害剤になりうるという所見を得た。サイクロデキスト
リン・グリコシルトランスフエラーゼは最初バチルス・
マセランス(Bacillusmacerans)の培
養液から発見されたが、その後バチルス・メガセリウム
(Bacillusmegate−Rium)〔アグリ
カルチユラル アンド バイオロジカル ケミストリ一
(AgriculturalandBlOlOgica
lChemistry)、38巻、387頁、1974
年〕、更にはバチルス属に属する好アルカリ性細菌のあ
る種の株にも同種酵素の存在が報告された(アグリカル
チユラル アンド バイオロジカル ケミストリ一(A
griculturalandBlOlOgicalC
hemistry)、40巻、753頁、1976年〕
ノジリマイシン・グルコースオリゴマ一の調製にあたつ
ては、先ずサイクロデキストリン・グリコシルトランス
フエラーゼ(以下単に酵素と略称する)をその生産菌を
培養することにより製造することが必要である。
酵素生産培地としては炭素源にバレイシヨの煮沸抽出汁
、澱粉、窒素源にイーストエキス、ペプトン、コーン・
ステイープリカ一、カゼイン水解物および硫安等を含む
ものが好ましく、その他無機塩として炭酸カルシウム、
塩化マグネシウム、燐酸ナトリウムおよび硫酸第一鉄等
が用いられる。培養法としては好気的液体培養法が適当
で、普通37℃付近3日前後の培養で酵素が生産される
。酵素は主に培養液中に蓄積されるから培養済液を粗酵
素液として直接使用することも可能であるが、一般的に
は培養淵液から精製抽出した状態で用いる。
本酵素の精製には公知の方法又はそれらを組合せた方法
が用いられる。即ち培養済液の硫安塩析分画、粗酵素液
を澱粉に接触吸着させ、無機塩水、例えば希薄な第二燐
酸ナトリウム溶液で溶出する力法又はセフアデツタス(
フアルマシア・フアインケミカルズ社製)やバイオゲル
(バイオラド・ラボラトリーズ社製)を用いるカラムク
ロマトグラフィーが有効であり、これら精製手段の組合
せによつて高純度の精製酵素を得ることが出来る。ノジ
リマイシン・グルコースオリゴマ一を製造するに当つて
は、基質サイタロデキストリン(澱粉又はデキストリン
等でも可能)とノジリマイシンを上記酵素と水溶液中で
40℃付近で反応させるのが最適である。
反応PHは本酵素の最適PH即ちPH5から6の間がよ
い。目的生成物が最大に達する反応時間は反応条件によ
り多少異なるが、普通24時間前後が適当である。反応
混液から、生成されたノジリマイシン・グルコースオリ
ゴマ一を分離精製するには、先ず未反応のサイクロデキ
ストリンを除去する必要があり、例えばトリクロルエチ
レン等の包接される有機溶剤を加え、沈澱するサイクロ
デキストリンの包接化合物を遠心分離等の手段で除去す
る。過剰の有機溶剤と分離した水層は減圧濃縮で適当に
濃縮後、カラムクロマトグラフイ一等の手段によつてノ
ジリマイシン・グルコースオリゴマ一の各成分を精製単
離することが出来る。例えばセフアデツクスやバイオゲ
ルを用いるカラムクロマトグラフイ一を行なえばグルコ
ース残基数の多いノジリマイシン・グルコースオリゴマ
一から順次分画され最後に未反応のノジリマイシンが分
画される。又カーボン・セライトカラムに付し、含水ア
ルコール(エタノールやn−ブタノール)で展開する場
合の各成分の溶出の態様はセフアデツクス等の場合と逆
に小分子量のものから順次分画されて来る。この様にし
て分画された各フラタシヨンは次に述べるペーパークロ
マトグラフイ一を実施することによりノジリマイシン・
グルコースオリゴマ一の各成分を同定することが出来、
又各フラクシヨンをフエノール硫酸法で定量することに
より、グルコース残基数が14ないし15のノジリマイ
シン・グルコースオリゴマ一の確認と定量が出来る。ペ
ーパークロマトグラフイ一の実施に際しては先ずワツト
マン3MMf5紙(W&RBalstOn社製)又は東
洋F紙./F65O(東洋淵紙社製)(長さ40CT!
11巾は任意)に、常法によりノジリマイシン・グルコ
ースオリゴマ一の検液を付し、展開溶媒として65!)
プロパノールを用い下降法で20℃、20時間展開する
。展開沢紙は風乾後、硝酸銀−アセトン法(R.J.B
lOck著、AManualOfPaperChrO一
MatOgraphyandPaperElectrO
phOresis,l32頁、1955年、Acade
micPressINC.)で発色すると、ノジリマイ
シン・グルコースオリゴマ一の各成分は次表の各Rg値
(D−グルコースの移動距離に対する検体の移動距離の
比)を示す。分画された各フラクシヨンを各成分ごとに
集め濃縮し、乾燥または凍結乾燥するとノジリマイシン
グルコースオリゴマ一の各成分を白色粉末体として得る
ことが出来る。
各成分の生成比は反応条件によつて変動するが、一般的
には重合度の高いオリゴマ一程低収量である,。かくし
て得られるノジリマイシン・グルコースオリゴマ一の元
素分析値は次表に示す通りである。
(上記表のG1−N,.G2−N1・・・・・・GlO
−Nはそれぞれ前表で示されている4−(α−D−グル
コシル)−ノジリマイシン、4−(α−D−マルトシル
)−ノジリマイシン・・・・・・4−(α−D−マルト
デカノシル)−ノジリマイシンを示す。
(ニ)の値は理論値を示す。)さらに、各ノジリマイシ
ン・グルコースオリゴマ一の分子量測定を蒸気圧法で行
なつた結果と比旋光度、〔α〕Dを0.1%の水溶液で
測定した結果を次表に示す。(上記表の(ニ)は理論分
子量を示す。
又G1−NlG2−N1・・・・・・GlO−Nは前表
と同じ意味を有する。)次に、得られる各ノジリマイシ
ン・グルコースオリゴマ一のアミラーゼ阻害活性及びマ
ルトヘキサオース生成アミラーゼに対する阻害活性を次
の方法に従つて測定しそれぞれ表に示す結果を得た。
くアミラーゼ阻害活性の測定法〉(1)細菌糖化型α−
アミラーゼに対する阻害活性の測定;細菌糖化型α−ア
ミラーゼ(生化学工業社製)をPH5.2、0.1M酢
酸緩衝液にて溶解したものを酵素液とし、酵素液0.2
m1と同緩衝液に溶解した阻害剤(即ちノジリマイシン
・グルコースオリゴマ一)溶液0.5Tf11とを試験
管に取り、40℃に30分保つた後、0.55%可溶性
澱粉溶液0.3m1を加え30分反応させ、ソモギ一・
ネルソン法(N.NeIsOn.JOurnaIOfB
iOlOgicalChemistryll53巻、3
75頁、1944年)で生成還元糖量を660nmの吸
光度として測定しその値をAとする。
対照(阻害剤を含まず同様操作)の吸光度をBとすると
き、アミラーゼの阻害率(%)は次式で示される。B−
A 阻害率(%)=?XlOO B (2)マルトヘキサオース生成アミラーゼに対する阻害
活性の測定:マルトヘキサオース生成アミラーゼ(FE
BSLetter,2 6巻、281頁、1972年)
をpH7.0. 0.IM 燐酸緩衝液に溶解した酵素
液0.2ゴと同緩衝液に溶解した阻害剤溶液0.5ゴを
試験管に取り、40℃、30分保つたのち、* 0.5
5%可溶性澱粉溶液0.3mlを加え30分反応後、
(1)と全く同様にソモギー ・ネルソン法で生成還元
糖を定量し(1)の場合と同様に阻害率…を算出する。
上記ノジリマイシン・グルコースオリゴマーの各成分の
両アミラーゼに対する阻害力の成績を示せば次表の通り
である。
(表中G1−N,G2−N,・・・G,o−Nは前表と
同じ意味を有する。
)このようにノジリマイシン・グルコースオリゴマーは
ノジリマイシンに較べ、はるかに強いアミラーゼ阻害力
を示し、例えば炭水化物の迅速な分解に基づく過血糖症
状、過血糖症状に帰因する消化管潰瘍等の予防、治療薬
として有用である。
ノジリマイシン・グルコースオリゴマーの急性毒性は4
−(α−D−グルコシル)−ノジリマイシンの場合、マ
ウスlo o Tn9/k9静注しても死亡例はなかつ
た。以下に実施例を示して本発明を説明する。
実施例 酵素の調製: 500ゴ容の坂ロフラスコ15本に澱粉1%、コーン・
ステイーブ・リカ−1%、硫安0.5%及び炭酸カルシ
ウム0.5%から成る液体培地(殺菌前pH 6.8)
を8 Omlづつ分注し、加圧滅菌(120℃、15分
)後、バチルス・マセランスIFO−3490を一白金
耳づつ接種し、37℃、3日間振盪培養した。
培養液を集め遠心分離にて除菌し、その土清液( 1.
11)を5℃に冷却後硫安0.3飽和になるよう加え2
時間同温度に保ち、生じた沈澱を遠心分離し除き上清液
を得た。この上清液をコーン・スターチ801とハイフ
ロスーパーセル40θの混合物を詰めたカラムをゆつく
り通過させ、酵素をコーン・スターチに吸着させ、次に
0.0 3 M第二燐酸ナトリウム溶液約7 00ml
で本酵素を溶出し、その溶出液に硫安0.6 5飽和を
加え塩析を行ない、生じた沈澱を遠心分離して集め5
Omlの蒸溜水に溶解し、約16時間セロフアンチユー
ブを用い5℃で流水透析を行なつた。透析内液の不溶物
を濾去し透明な酵素液6 8mlを得た。この酵素液の
サイクロデキストリン生成活性即ちチルデン・ハドソン
単位(J.Appl.Chem.Bio techno
l. 21巻、330頁、1971年)は110 u
/miであつた。この酵素液をコロジオンバツグを用い
5℃で約5 mlに減圧濃縮して、セフアデツクスG−
100のカラム(直径1.8C−lrL×長サ12 0
C?TL )に掛け0.OIMIpH 7の燐酸緩衝
液で展開してフラクシヨンを分取し、酵素の高活性フラ
クシヨンを集め濃縮して、チルデン・ハドソン単位18
0 u /mlの精製酵素液2 8mlを得た。ノジ
リマイシン.グルコースオリゴマ一の調製:α−サイク
ロデキストリン(半井化学製)29とノジリマイシン1
.19を蒸溜水135m1に溶解し、前記の方法で得た
サイクロデキストリン・グリコシルトランスフエラーゼ
の精製酵素液(180チルデン・ハドソン単位/ml)
15m1を加え、希塩酸にてPH5.8に調節し、40
5C124時間ゆるやかな攪拌を与え反応させた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記の一般式で示されるノジリマイシン・グルコー
    スオリゴマー▲数式、化学式、表等があります▼ 但しnは0から9までの整数を示す。 2 サイクロデキストリン・グリコシル・トランスフェ
    ラーゼを水性媒体下において可溶性澱粉またはサイクロ
    デキストリン及びノジリマイシンに作用させて下記の一
    般式▲数式、化学式、表等があります▼ (但しnは0から9までの整数を示す。 )で表わされるノジリマイシン・グルコースオリゴマー
    を含む混合物を得、さらにこれを各成分に単離すること
    を特徴とするノジリマイシン・グルコースオリゴマーの
    製造方法。
JP51095967A 1976-08-13 1976-08-13 ノジリマイシン・グルコ−スオリゴマ−およびその製造法 Expired JPS591276B2 (ja)

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JPS5323976A JPS5323976A (en) 1978-03-06
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JPS57146713A (en) * 1981-03-09 1982-09-10 Akira Endo Hypoglycemic
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