JPS61268181A - S−置換アルキル化還元リゾチ−ムおよびその製造方法 - Google Patents

S−置換アルキル化還元リゾチ−ムおよびその製造方法

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JPS61268181A
JPS61268181A JP27786584A JP27786584A JPS61268181A JP S61268181 A JPS61268181 A JP S61268181A JP 27786584 A JP27786584 A JP 27786584A JP 27786584 A JP27786584 A JP 27786584A JP S61268181 A JPS61268181 A JP S61268181A
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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】 この発明はS−置換アルキル化還元リゾチームおよびそ
の製造方法に関するものである。S−置換アルキル化還
元リゾチームは、殊にプロテアーゼ類の特異性を決定す
るのに極めて有用である。
プロテアーゼ類の特異性は短いポリへブタイドに対する
作用によって規定される。一般にプロテアーゼ類は多く
の結合部位を有し、また短いポリペブタイドに対する活
性も弱い。従って、得られる情報が余り正確でなかった
り、時には誤っていることさえある。これまでプロテア
ーゼ類の特異性を調べるためには酸化インシュリンのβ
−鎖が使用されてきた。しかし、この酸化インシュリン
β−鎖は、ある種のアミノ酸が欠如していて、満足する
情報を入手することができない場合があり、また酸化イ
ンシュリンβ−鎖は非常に高価であり。
プロテアーゼ類の特異性決定に使用するのに難点が多い
。そこでプロテアーゼ類の特異性を十分に調査するため
には、全アミノ酸配列が決定されていて、かつその分子
量が比較的小さく、更に安価に入手できるタンパク質基
質が強く要望されてきた。
従って、本発明者は、従来使用されてきた基質に代わる
タンパク質基質について鋭意研究を続けてきた結果、リ
ゾチームから、プロテアーゼ類の特異性を決定するのに
充分実用に供しうる基質が提供されることを見出して、
この発明を完成するに至った。
リゾチームは、総てのアミノ酸を含有しているが、その
分子中に4個のジスルフィド(S−S)結合を有してい
るので、そのままではプロテアーゼ類の特異性を決定す
る基質として使用するには難点がある。そこで、本発明
者は、リゾチームを還元剤で還元し、そのジスルフィド
結合を開裂させ、遊離したスルフヒドリル(S−H)基
の1部もしくは全部にアルキル化剤で化学的修飾を行っ
て得られた生成物、即ちS−置換アルキル化還元リゾチ
ームが、変性タンパク質に溶解度を付与し、プロテアー
ゼ類の特異性を決定するのに有利なタンパク質基質とし
て使用できることを確認した。
従って、この発明に係るS−置換アルキル化還元リゾチ
ームは、還元リゾチームのスルフヒドリル(SH)基を
部分的にもしくは全部に置換アルキル化したものである
尚、この明細書において使用する「還元リゾチーム」と
いう語句は、リゾチームを還元剤によった開裂させて得
られるジスルフィド(S −S)結合の1部もしくは全
部がスルフヒドリル(SH)基に還元されたりゾチーム
を相称する。
この発明に使用するリゾチームは主に卵白より精製する
ことができるが、市販品を使用することもできる。リゾ
チームの還元は常法に従って行えばよく、例えばメルカ
プトエタノール等の還元剤を使用すればよい。還元剤の
使用量は、所望するりゾチームの還元程度、還元条件等
によって変えるミとができる6反応条件は、リゾチーム
が変性しないような緩和なものでなければならず1反応
を促進させるために加温させるのが好ましい。
得られた還元リゾチームは次いで置換アルキル化剤によ
ってS−アルキル化がされて、そのスルフヒドリル(S
H)基の1部もしくは全部が置換アルキル基で保護され
たS−置換アルキル化還元リゾチームが得られる。使用
できる置換アルキル化剤としては1例えば、ヨード酢酸
、ヨードプロピオン酸等のヨード脂肪酸、ブロモ酢酸等
のブロモ脂肪酸等のハロゲン化脂肪酸、かかるハロゲン
化脂肪酸アミド、ブロムエチルアミン臭化水素酸塩等の
ブロモアルキルアミン臭化水素酸塩、ブロムエチルジメ
チルアンモニウムブロマイド、ブロムエチルトリメチル
アンモニウムブロマイド、ブロモプロピルトリメチルア
ンモニウムブロマイド等のブロモアルキル(モノ、ジも
しくはトリアルキル)アンモニウムブロマイド等が挙げ
られる。アルキル化剤の使用量は、アルキル化するスル
フヒドリル基の数によって変わるが、還元剤に対して通
常5モル程度、好ましくは約1〜4モル程度である。
またアルキル化は、還元リゾチームが変性しない条件下
で行なわなければならないが、通常は多少加温した程度
の温度で、約5分間から10時間までの反応時間で行な
うのが有利である。
得られたS−置換アルキル化還元リゾチームをアミノ酸
分析した結果、シスチン成分と置換アルキル化されたシ
スティン成分を除いて天然のりゾチームのアミノ酸分析
値と同じであることが確認された。またヒスチジン残基
及びメチオニン残基を含む他のいかなる残基においても
何ら副反応が起こっていないことが判明した。更に、得
られたS−置換アルキル化還元リゾチームは水、緩衝液
等に対して種々の溶解度を有しているが、その溶液を種
々のプロテアーゼで加水分解して各種のベプタイドを得
ることができる。このようにして得られたペプタイドを
分析した結果、この発明に係るS−置換アルキル化還元
リゾチームは各種のプロテアーゼの特異性を決定するの
に極めて有用であることが確認された。
以下、この発明を実施例で詳細に説明する。
実施例1 リゾチームの゛ −び゛ −リゾチームのアルキルヒフ
0mgのりゾチーム(生化学工業株式会社製のニワトリ
卵白リゾチームを5回再結晶したもの)を8M尿素およ
び5.25Mエチレンジアミンテトラアセテートを含有
する0、5Mトリス緩衝液(pH8,6)2m Qに溶
解した。この溶液をアスピレータで脱ガスし、窒素で置
換した。得られた溶液に、0.43mM2−メルカプト
エタノール30μ℃を添加し、得られた反応液を40℃
で2時間放置した。次いで0.43mM3−ブロモプロ
ピルトリメチルアンモニウムブロマイド93.4mgを
添加し、得られた溶液を40℃で2時間放置した。この
反応液を蒸留水で透析するか、または10%酢酸で溶出
したセファデックスG−25(登録商標)の1.5X9
2mQカラムを通すとS−3−(トリメチルアミノ)プ
ロピル化リゾチームが得られた。
この生成物を凍結乾燥した。
この生成物は水に可溶でかつp)12〜9の間の緩衝液
に良く溶けるが、ある種の塩類もしくは製塩類溶液に対
する溶解度が低下することがある。この場合には、この
生成物の濃水溶液を塩類溶液で希釈するとかなり安定な
溶液が得られる。
得られた生成物をアミノ酸分析した結果、シスチン成分
とS−3−(トリメチルアミノ)プロピル化システィン
成分を除いて天然のりゾチームのアミノ酸分析値と同じ
であり、ヒスチジンまたはメチオニン残基上で何ら副反
応が起こってないことが確認された。S−3−(トリメ
チルアミノ)プロピル化システィンは常法のアミノ酸分
析法に従ってリシンを使用した場合と同じ場所に溶出さ
れた。
未反応のシスチンおよびシスティンの残基を調べるため
に、適当な時間反応させて得られたS−3−(トリメチ
ルアミノ)プロピル化リゾチームを再度同様に還元し、
 ′4IJられた還元リゾチームをヨード酢酸でS−力
ルボキシメチル化した。得られた生成物をアミノ酸分析
した結果を第1図に示す。
第1図に示すように、カルボキシメチル化システィンの
数の減少は、リシンとS−3−(トリメチルアミノ)プ
ロピル化システィンのピーク領域の増加と一致している
。リシンとS−3−(トリメチルアミノ)プロピル化シ
スティンとを合せたピーク領域は2ないし4時間で一定
になり、S−3−(トリメチルアミノ)プロピル化は4
0°Cで2時間以内に終了するようである。このことで
、使用した条件下し;おいては、リシン残基上では何ら
副反応が起こってないことが分かる。このことはまた、
この生成物のトリプシン分解によって得られたベプタイ
ドのベプタイド地図の結果からも確認された。
2〜4時間反応させて得られたピーク領域から、S−3
−(トリメチルアミノ)プロピル化システィンに対する
ニンヒドリン呈色因子はりシンに対するニンヒドリン呈
色因子の61%であることが推定された。第1図では、
生成されたS−3−(1−リメチルアミノ)プロピル化
システィンの数は、この呈色因子を使用した時間に対し
てプロットした。
トリプシンによる加水分解 S−3−(トリメチルアミノ)プロピル化リゾチーム5
mgをO,IN NHa HCO3CpH8,2)1+
IIQに溶解し、得られた溶液を40℃で2時間TPC
K トリプシン(1%リゾチーム重量)を用いて蒸解し
た。この蒸解を沸騰水浴中で反応液を10分間加熱させ
て止めた後。
得られた混合物を半透膜フィルター(0,45μm、西
ドイツ・ザルドーリウス社製)でろ過した。得られた液
を逆相高速液体クロマトグラフィーによって分析した結
果、トリプシン加水分解により得られたベブタイドの溶
出パターンは第2図の示す通りである。各ピークをアミ
ノ酸分析したところ、その酸成分が同一であることが分
かった。
トリプシンはアルギニンとりシンのカルボキシル末端に
おいてだけS−3−(トリメチルアミノ)プロピル化還
元リゾチームを加水分解し、それによって得られたベプ
タイドはS−カルボキシメチル化還元リゾチームから得
られたベグタイド類と同じであった。尚、トリプシンは
、その強い塩基性にも拘わらず、S−3−(トリメチル
アミノ)プロピル化システィンのカルボキシル基末端に
おけるペプタイド結合を加水分解しなかった。
なお、第2図に示すアミノ酸ピークは次のことを示す。
また、アミノ醜名の後に、カッコで示した数字はアミノ
酸配列番号を示す。
T 1 : Lys(1) T 2 : Va Q (2) −Phe(3) −G
 Q y(4) −Arg(5)(11) −Met(
12) −Lys(13)T a : Arg(14) Ts :His(15)  GQy(16) −Leu
(17) −Asp(18)  Asn(19) −T
yr(20) −Arg(21)T s : G Q 
y(22)−Tyr(23) −5et(24) −L
eu(25) −G n y(26) −Asn(27
) −Trp(28) −Va Q (29)−T 7
 : Phe(34) −G Q u (35) −5
et(36) −Asn (37) −Phe(38)
 −Asn(39) −Thr(40) −G Q n
(41)−A Q a(42)−Thr(43)  A
sn(44)  Arg(45)T o : Asn(
46) −Thr(47) −Asp(48) −G 
Q y(49) −5et(50) −Thr(51)
 −Asp(52) −Tyr(53) −G Q y
(54)−IQe(55)−Leu(56)−Glll
n(57)−IQ e (58)−Asn (59) 
−Set (60) −Agr (61)−G Q y
(67)−Arg(68)T10:Thr(69) −
Pro(70)−(Jy(71) −5et(72) 
 Arg(73)(82)  Leu(83)−Leu
(84)  5er(85)  5et(86)  A
sp(87)−I Q、 e(88) −Thr(89
)−A Q a(90) −5et(91) −T 1
2 : Lys(97) T 13 : I Q a(98) −Va Q (9
9) −3et(100) −Asp(101)−G 
Q y(102)−Asn(103) −G Q y(
104) −Net(105)−Asn(106) −
A Q a(107) −Trp(108) −Va 
Q (109)−A Q a(110) −Trp(1
11) −Arg(112)T 14 : Asn(1
13)−Arg(114)Tzs:GQy(117) 
−Thr(118)  Asp(119)−VaQ(1
20)−G Q n(121)−^1a(122) −
Trp(123)−I Q e (124)−Arg 
(125) T 1s : Leu(129) 実施例2 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド
の代わりにヨード酢酸を用い、還元リゾチームのアルキ
ル化をほぼ15分間行う以外は、実施例1と同様に処理
すると、S−カルボキシメチル化還元リゾチームが得ら
れた。
このS−力ルボキシメチル化還元リゾチームは水には殆
ど不溶であり、そのカルボキシ基がプロトン化されてい
る酸性溶液中にはある程度溶解する。このリゾチーム誘
導体は、中性pH領域においては、7アミノ基および1
1グアニジノ基がプラスに、8S−力ルボキシメチル基
および10カルボキシ基がマイナスに負荷している。こ
のS−カルポキジメチル化還元リゾチームのアミノ酸成
分をトリプシンで分解して得られたベプタイドは、実施
例1で得られた還元リゾチーム誘導体のそれと同じであ
った。
実施例3 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド
の代わりにヨードアセトアミドを用い。
還元リゾチームのアルキル化をほぼ15分間行うこと以
外は実施例1と同様に処理することにより、S−カルバ
ミドメチル化還元リゾチームを得た。得られたS−カル
バミドメチル化リゾチームは水に難溶である。
実施例4 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド
の代わりにブロムエチルアミン臭化水素酸塩2モルを用
いた以外は実施例1と同様に処理すると、S−アミノエ
チル化リゾチームが得られた。
このS−アミノエチル化リゾチームは水に相当溶解する
実施例5 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド
の代わりに2−ブロムエチルジメチルアンモニウムブロ
マイド3.5モル使用し、還元リゾチームのアルキル化
反応を8時間行った以外は、実施例1と同様に処理する
と、S−ジメチルアミノエチル化リゾチームが得られた
。このS−ジメチルアミノエチル化リゾチームは水にか
なり良く溶解した。
実施例6 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド
の代わりに2−ブロムエチルトリメチルアンモニウムブ
ロマイド2.3モル使用し、また還元リゾチームのアル
キル化反応を8時間行った以外は、実施例1と同様に処
理すると、5−2−トリメチルアミノエチル化リゾチー
ムが得られた。この生成物は水に可溶であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、還元リゾチームのスルフヒドリル基と3−ブ
ロモプロピルトリメチルアンモニウムブロマイドの反応
の経時変化を示すグラフである。 図中、曲線3は、リシンとS−3−(トリメチルアミノ
)プロピル化システィンのピーク領域とアラニンのピー
ク領域との比を示し、曲線2は明細書に記載したように
ニンヒドリン呈色因子が得られたS−3−(トリメチル
アミノ)プロピル化システィンの数を示し、そして曲線
1は実施例1においてカルボキシメチル化して得られた
カルボキシメチル化システィンの数を示す。 第2図は、還元リゾチームにS−3−(トリメチルアミ
ノ)プロピル化反応を4時間行って得られたS−3−(
トリメチルアミノ)プロピル化リゾチームをトリプシン
で加水分解して得られたベプタイドを逆相高速液体クロ
マトグラフィーのグラフを示す。 出願人代理人 弁理士 池 浦 敏 明第1図 ス 反応時間(時間)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)還元リゾチームのスルフヒドリル基の1部もしく
    は全部がS−置換アルキル化された5−置換アルキル化
    還元リゾチーム。
  2. (2)還元リゾチームがカルボキシメチル基で置換され
    ていることからなる特許請求の範囲(1)項に記載のS
    −置換アルキル化還元リゾチーム。
  3. (3)還元リゾチームがカルバミドメチル基で置換され
    ていることからなる特許請求の範囲(1)項に記載のS
    −置換アルキル化還元リゾチーム。
  4. (4)還元リゾチームがアミノエチル基で置換されてい
    ることからなる特許請求の範囲第(1)項記載のS−置
    換アルキル化還元リゾチーム。
  5. (5)還元リゾチームがジメチルアミノエチル基で置換
    されていることから特許請求の範囲第(1)項記載のS
    −置換アルキル化還元リゾチーム。
  6. (6)還元リゾチームがトリメチルアミノエチル基で置
    換されていることからなる特許請求の範囲第(1)項に
    記載のS−置換アルキル化還元リゾチーム。
  7. (7)還元リゾチームがトリメチルアミノプロピル基で
    置換されていることからなる特許請求の範囲第(1)項
    に記載のS−置換アルキル化還元リゾチーム。
  8. (8)還元リゾチームにS−置換アルキル化剤を反応さ
    せてそのスルフヒドリル基の1部もしくは全部が置換ア
    ルキル化されたS−置換アルキル化還元リゾチームを得
    ることを特徴とするS−置換アルキル化還元リゾチーム
    およびその製造方法。
  9. (9)前記アルキル化剤がヨード酢酸であることからな
    る特許請求の範囲第(8)項に記載の製造方法。
  10. (10)前記アルキル化剤がヨードアセトアミドである
    ことからなる特許請求の範囲第(8)項に記載の製造方
    法。
  11. (11)前記アルキル化剤がブロムエチルアミン臭化水
    素酸塩であることからなる特許請求の範囲第(8)項に
    記載の製造方法。
  12. (12)前記アルキル化剤がブロムエチルジメチルアン
    モニウムブロマイドであることからなる特許請求の範囲
    第(8)項に記載の製造方法。
  13. (13)前記アルキル化剤がブロムエチルトリメチルア
    ンモニウムブロマイドであることからなる特許請求の範
    囲第(8)項に記載の製造方法。
  14. (14)前記アルキル化剤がブロモプロピルトリメチル
    アンモニウムブロマイドであることからなる特許請求の
    範囲第(8)項に記載の製造方法。
JP27786584A 1984-12-28 1984-12-28 S−置換アルキル化還元リゾチ−ムおよびその製造方法 Granted JPS61268181A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5126588A (en) * 1987-03-16 1992-06-30 Sgs-Thomson Microelectronics Gmbh Digital push-pull driver circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5126588A (en) * 1987-03-16 1992-06-30 Sgs-Thomson Microelectronics Gmbh Digital push-pull driver circuit

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