JPS6169787A - α‐グルコシダーゼ抑制作用を有する新規プソイドオリゴ糖およびそれらの製法 - Google Patents

α‐グルコシダーゼ抑制作用を有する新規プソイドオリゴ糖およびそれらの製法

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JPS6169787A
JPS6169787A JP60193300A JP19330085A JPS6169787A JP S6169787 A JPS6169787 A JP S6169787A JP 60193300 A JP60193300 A JP 60193300A JP 19330085 A JP19330085 A JP 19330085A JP S6169787 A JPS6169787 A JP S6169787A
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oligosaccharides
oligosaccharide
inhibitor
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ラスツロ・フエルテジ
ルードルフ・ベンダー
ハンス‐ヴオルフラム・フエールハーベル
カール・ガイゼン
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Hoechst AG
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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】 本発明は新規な、生物学的に活性なプンイドオリゴ′m
hよびそれらの生理学的に受容しうる塩に関する。この
ものはα−グルコシダーゼ抑制性質、すなわち例えばα
−アミラーゼ抑制性質およびジサツカリダーゼ抑制性質
を有しそしてそれゆえヒトおよび動物の医薬、動物の食
料ならびに殿粉のバイオテクノロジーに使用されうる。
本発明によるプソイドオリゴ砧は下記一般式1式% (式中1は1または2であシ、mは1,2または3で6
シそしてnは1〜20の整数を意味するンこれらは塩基
特性ならびに還元性質を有する。
本発EiAは特にλが1でろシ、mが1または2でめシ
そしてnが1.2.3または4である式■のプソイドオ
リゴ糖に関する。特に好ましいのは下記式Iの化合物な
らびにそれらの生理学的に受容しうる酸との塩でるる、
すなわちn=1.m=2およびn=1、分子式〇’44
H74N2052、分子量1142(W−46A): n=1.m=2そしてn=2、分子式C5Q”84’2
057 *分子量1.504(W−46B): n=1 、 m=2そしてn=3、分子式”56H94
N2o421分子量1466cW−46C;)。
式■を有するプソイドオリゴ糖は以下の記載において抑
制剤W−46およびW−46A%B、およびCとしても
表示される。これら化合物は混合物としてまたは個々の
化合物として単離される。
本発明はさらに式1を有するプソイドオリゴ砧の製法、
式Iの化合物を含有する医薬製剤。
ならびに薬剤、診断剤および試薬としてのそれらの使用
にも関する。
特に本発明は抑制剤W−46A、BおよびOの製法、こ
れら化合物を含有する医薬製剤および薬剤、診断剤およ
び試薬としてのそれらの使用に関する。
式■を有するプソイドオリゴ糖の製法は式■のプソイド
オリゴ楯を産生ずるストレプトミセス科の菌を発酵培地
牛深部培養法で培養し、抑制剤を菌糸体または培養P液
からそれ自体知られた方法で単離しそして精製すること
からなる。
ストレプトミセス科の菌のうちではストレプトミセス・
ガルブス・テブスはシーズ(Stroptomyces
galbus 5ubsp、 )FH1716が適当で
める。この菌株は西ドイツ微生物収集機関(DSM)に
おいて登録番号Dsta3007の下に寄託されている
。しかしまた、この菌株の変異体および突然変異体も抑
制剤W−46の取得に使用されうる。
ストレプトミセス・ガルブス・サブスにシーズPH17
16,D8M、5007、の分類学的性質は、「パージ
エイズ・マニュアル・オブ・デターミネーテイブ・バク
テリオロジ−(Bergey’s Manual of
Determinative Bacteriolog
7月第8版、クィリアムス・アンドーウイルキンス コ
ーボレーショ:y CWilliams&Wilkin
s Corp、)出版、ボルチモアCBaltimor
e)%1974年、によるストレプトミセス・ガルプス
の記載に該当する。記載された菌株に対する相異はいく
つかの生理学的特徴にある。比較および参照菌株として
ここではストレプトミセス・ガルプスD8M40480
が選択され、それらの特徴を下記第1表において比枚対
照した。
第1表 菌株の炭素利用0 アラビノース      +        (+1中
シロース      (力       士ラムノース
      −− ラフィノース             (+177ノ
ース      +       十イノジット   
           +殿  粉         
                         
(+)p−ヒドロキシ安息香酸      f+)十オ
キサレート(+1       − マロネートf+) ラクテート(+) グルコネート              f+10+
:良く利用、 (+):不確実な利用。
−二何ら利用なし 第1表に示されるような第1欄の生理学的特徴を有する
ストレプトミセス・ガルプス菌株は文献中に今までまだ
記載されていない。従ってストレプトミセス・ガルプス
・サブスペシーズFH1716、DSM3007菌株は
新規である。それゆえ本発明はまたストレプトミセス・
ガルブス疋1716、DSM3007にも関する。
抑制剤W−46を取得する場合好都合には以下のように
して操作する。
ストレプトミセス・ガルブスFH1716(i−水性栄
養培地中で浸漬および好ましくは好気性条件下に、充分
な濃度の抑制剤W−46が得られるまで培養する。栄養
培地は一方では例えば炭水化物のような炭素源を、他方
では例えば蛋白含有物質のような適当な窒素化合物が包
含される蟹素源を含有する、好ましい炭素供給化合物は
グルコース、蔗糖、グリセリン、麦芽抽出物、殿粉、油
、脂肪等である。好ましい窒素供給物質は四元ばコーン
ステイープリカー、酵母抽出物、大豆粉、フィツシュミ
ール、脱脂粉乳1部分消化カゼインまたは内袖出物であ
る。いわゆる「合成的な」栄養溶液も使用されうる。さ
らに例えば亜鉛、マグネシウム、鉄、コバルトまたはマ
ンガンのような元素の痕跡を発酵培地中に添加すること
も有益であシうる。
抑制剤W−46の生成をもたらす発酵は広い温度範囲で
実施されうる。例えばこれは10〜40℃好ましくは約
20〜65℃で実施される。jコ地の〆(値は同様に微
生物の生育に好ましい値、例えば−4.0〜10,0好
ましくは6.0〜90に保たれる。例えばその定性的お
よび定量的組成のよう彦栄養培地の如何、2よび例えば
通気速度、温度またはd値のような発酵条件の如何に応
じ培養弓液中における抑制剤W−46の形成は通常約1
〜10目抜である。
抑制剤W−46はmA体中ならびに発酵の培養P液中の
両方に存在する。/yr望の伏線生成物W−46の主要
iiは一般に培養Pg中に見出される。それゆえ好まし
くは水相を例えば濾過または遠心分離によシ菌糸体から
分離しそして所望の生成物をそれぞれの相からそれ自体
知られた方法で単離しそしてff製する。この目的には
多数の方法が適し1例をあげれば、イオン交換体、モレ
キュラーシープまたは吸着樹脂でのクロマトグラフィー
、酊媒沈殿または塩沈殿、限外濾過、フレイブ(Cra
ig)分配等である。
成分W−46A、B、−およびCの好ましい取得法は、
抑制剤を培養F液から例えばポリスチレンに基づく適当
な樹脂上に吸着させ、この負荷された樹脂を分離しそし
て前記抑制剤を例えばg4酸塩緩衝溶液または酢酸ナト
リウム緩衝溶液のような適当な緩衝溶液を用いてまたは
場合によ)水を含有する有嶺解謀例えばメタノール。
エタ/゛−ル、アセトンしかし好ましくは水性インプロ
パツールを用いて溶席することによシ単離することにあ
る。抑制剤を含有する溶出′M、を知られた方法で限外
P遇することによシ濃縮すると、その際同時に脱塩が行
われる。前記抑制剤のイオン含量の低い水溶液を次にイ
オン交検体カラム上それ自体知られた方法でクロマトグ
ラフィーすることによシ分離する。官能基として一30
s)iまたは一000H基を担持するスチレンージビニ
ルインゼンー共重合体に基づくか(ダウエックス(Do
wex)■50Wまたはアンバーライト(Amberl
ite)■C0120ンまたは変性されたスルホプロピ
ル−セルロースに基づ<(SP−セファデックス(Sθ
phadex)’!9 )強または弱酸性陽イオン交換
体がイオン交換体として使用されるのが好ましいがしか
しまた多数の他の曲業上入手しうる陽イオン交検体も使
用されうる。単離の最後の段階は例えばポリアクリルア
ミドゲルに基づく〔パイオゲ” (Biogel)■P
−6〕かまたは変性されたセルロースに基づく〔セファ
デックス(5ephadez)■G−25:Iα−キュ
ラーシーブの使用である。得られる純粋な**の水溶液
を例えば凍結乾燥によシ乾燥する。比活性は固形物質1
■当シのα−アミラーゼ抑制剤単位4X104である。
前記17た方法によシ得られる物質は実質上不純物を含
まないが、必ずしも化学的に単一物質でめる必要はない
。例えばSP−セファデックスでの耕だなイオン交換ク
ロマトグラフィー、モレキュラーシーブクロマトグラフ
ィー、例えばNH2−基を担持する逆相担体物質〔リク
ロソルブ(Lichrosorb)■N)(2−担体〕
での、アセトニトリル/水C671)混合物を用いるI
(PLO分離および同様の一般的に慣用の方法によシ個
々の発酵バッチの生成物において生物学的に活性な成分
の分離が可能でるプうる。3種類の主に存在する成分に
α−アミラーゼ抑制剤W−46A、w−46BおよびW
−460なる名称が与えられた。
これら化合物の他にまだ他に抑制的に活性なプソイドオ
リゴ糖が存在する。
純粋な抑制剤W−46は無色の、無定形のプソイドオリ
ゴ糖でおる。これらは窒素を含有しておシそして弱塩基
特性を有する。従って抑制剤W−46は例えば水性蟻酸
/酢酸混合物のような酸性緩衝液中における高電圧電気
泳動において陽イオンとして陰極の方向へ移動する0本
発明による物質はグルコースを結合された形態で包含し
ている。それらの酸加水分解によシグルコースが他の、
通常の窒素含有分解生成物と並んで生成する。さらに抑
制剤W−46にとってはそれが還元性質を有することが
特徴であシ、これは糖化学に慣用であるように、例えば
トリフェニルテトラゾリウムクロライド(TTCりを用
いて確認されうる。
文献ではプソイドオリゴ糖特性を有する数種のα−グル
コシダーゼ抑制剤がすでに記載されている〔イー・トル
シャイト(E、Truscheit)民地、「アンゲブ
・ヘム(Angew、Ohem、 ) J第93巻第7
38〜755頁(1981年)、ティー・クジ1バT。
Tajiri)民地「アブリフ・ビオル・ケム(Agr
ic。
Blol、Chem、)J 第47巻第671〜679
頁(1983年)、およびケー・ヨコセ(K、Yoko
se)民地「ジ工−・アンチバイオティクス(J 、A
ntibiotics月第36巻第1157〜1175
頁(1983年)参照〕。
その一般式Iによるがしかしまたある場合には還元性質
によシ本発明による抑制剤W−46はすべての知られた
α−グルコシダーゼ(1(]制剤と相異し、従ってこれ
らは新規物質である。これらは低い極性が特徴でそして
微生物学的に良好な収量で取得されうる。
本発明による抑制剤の性質は糖尿病および前糖尿病なら
びにjffl肪症l対症る治療剤としておよびダイエツ
トの補助としての使用の点で重要である。それらの性質
ゆえに診断上の目的のだめの試薬としても価値かめる。
殿粉を含有する食料品2よび嗜好品−は動物および人間
で血糖上昇をもたらしそしてまたそれによシ膵臓のイン
シュリン分泌増大をもたらす。
過血糖症は消化管中でアミラーゼおよびマルターゼの作
用の下に殿粉をグルコースに分解することによシ生ずる
利尿病2り者においては過血糖症が特に著明であシ且つ
長時間持続する。
′IG粉摂取後の食餌性過血糖症ならびに過イン7ユリ
ン血症は本発明によるアミラーゼ抑制剤特にW−46A
、BおよびCにより減少されうる。
この作用は薬量依存性でらる。それゆえ本発明によるア
ミラーゼ抑制剤は糖尿病、前糖尿病および脂肪症の治療
剤としてならびにダイエツトの補助に使用されうる。こ
の目的には特に食事時の経口投与が推奨される。患者の
体重ならびにそれぞれの要求に基づくべき薬用量は1回
量当り約5〜500■であり、好都合には各食時に摂取
される。しかしながら薬用量はそれぞれ理由のある場合
にはまたそれ以上またはそれ以下であることもできる。
本発明によるアミラーゼ抑制剤は特に経口投与に適する
。これらは純粋な物質としてまたはそれらの生理学的に
受容しうる酸との塩としてまたは慣用の助剤および付形
剤を使用して医薬上の製剤の形態で使用されうる。血糖
降下性または脂質低下性物質のような他の医薬と組み合
せて使用することも好都合でありうる。比較的分子量の
高い糖類はそのままでは消化管から吸収されないか、ま
たはとるに足るほどには吸収されないので1本発明によ
る物質からは何ら毒物学的に容認し難い副作用は予期さ
れない、従って、経口投与では実験動物に高い量のアミ
ラーゼ抑制剤W−46も何ら顕著な症候は認められ得な
かった。アミラーゼ抑制剤の薬理学的作用を試験するた
めに1体重200〜250ノの絶食させた雄のウィスタ
ー系ラットに本発明による抑制物質W−46または殿粉
29/菱との混合物を経口投与した。α−アミラーゼ抑
制剤の投与前。
投与中および投与後に採取された血液試料中における血
糖濃度を測定することによシ製剤の効力が実証された。
血液中の葡萄糖調節と並んで本発明によるオリゴ抛を唾
液アミラーゼの抑制に使用することもできる。この酵素
は口内における殿粉の消化を生じそしてかくして形成さ
れた砧は歯のう蝕を促進する。それゆえ本発明による化
合物は虫歯の形成の予防または減少に使用されうる。
これらはま之生化学的試薬としてならびに診断剤として
も使用されうる。
アミラーゼ試験 1アミラ一ゼ抑制剤単位(AIU)は試験条件下に2ア
ミラ一ゼ単位(AU)を50チまで抑制しうる抑制剤量
として定義される。国際協定によれば1アミラ一ゼ単位
は1分間以内に殿粉中の1μ当量のグルコシド結合を分
解する酵素量である。分解されたグルコシド結合のμ価
は還元糖のμ価としてジニトロサリチル酸を用いて測光
的に測定される。データは麦芽糖検量直線に基づき測定
される麦芽糖μモルとして計算される。
試験は以下のようにして実施される。
豚の膵臓からのα−アミラーゼ2よび試験すべき浴液を
一緒にして−6,9の20ミリモル燐酸塩緩衝液1.0
+ne+10ミリモルのNaCl中で37℃で10〜2
0分間予め保温培養する。酵素反応はズルコフスキー(
Zulkowski)氏による浴性殿粉(前記緩衝液中
0.25%) 1.0 ff1iの添加によシ開始され
る。正確に10分間後に反応をジニトロサリチル酸着色
試薬〔ベーリンガー・マンノ・イム(Boehrihg
er Mannheim)社製品、バイオケミ力・イン
7オーメーシヨンJl(B工ochamica−xnr
ormation n ) ) 2.0 mAを用いて
停止させそして発色させるためにこの混合物を沸騰した
水浴中5分間加熱する。冷却後空試験に対する546n
mでの吸光を測定する。抑制されてない酵素反応に比較
して種々の抑制剤量を用いることにより確率図から図示
的に50%抑制を測定する。
実施例 1 W−46を得るために、凍結乾燥された細菌ストレプト
ミセス、ガルブy、、FH1716、DSM3007の
持続形から、微生物学的実施に通常であるように、単一
コロニー継代接種および傾斜管を用いて接種物を培養し
た(微生物の培養ン。発酵に必要な胞子の大量生産は同
様にルー(Roux)−ビン中固形培養基上で実施され
た。
デキストリン       15.0 9/β蔗  糖
                3.0  タ/A肉
抽出物         1.op/β酵母抽出物  
      2.o  9/fl食塩     0.5
9/fl K2HPO40,5p /β Fe5O4X7H20D、 Oj 9 / it寒  
天                2.o  p/R
pH−値        Z5 120℃で2Q分間滅菌、30°Cで9日間保温培養。
接種された小管およびルーピンを50°Cで7日間保温
培養しそして次に+4℃に保持した。
胞子を滅菌した蒸留水または生理食塩溶液10mQを用
いて固形培養基から洗い流した。この懸濁液5miを、
9H17および下記組成(重量係表示)ニ ゲルコース        1.00チカゼインはブト
ン        0.40%肉抽出物       
 0.40チ NaC42o、 25 T。
酵母抽出物         0.05チ肝臓末   
 0.05% を有する滅菌した水性栄養溶液5QQmlを充填しTh
2000m1lエレンマイヤーフラスコの接種に用いた
。フラスコを振盪器上30°Cで22 Orpmで48
時間熾盪した。次にこの予備培養物を、滅菌された水性
栄養培液9Lが充填されそして−Z4を有する122の
発酵器に移した。主培養のだめの栄養溶液の組成は次の
とおりであった(重量%表示)。
内袖出物          2.0%麦芽抽出物  
         2.0%炭酸カルシウム     
    1.0%泡止め剤          0.1
%水を刃口えて          100 % とな
す。
主培養物は28℃で2日間850 rpmにて攪拌され
た。空気の供給は毎時120λであった。18.24.
30,36,40.44および48時間後α−アミラー
ゼ抑制剤の含量をアール・ペングー(R。
Bendθr)民地の「アナル・バイオケム(Anal
−。
Biochem、 ) J第137巻第307〜312
頁(1984年)記載の指示に従い測定した。ストレプ
トミセス・ガルブスPH1716菌株によシ前記した実
験条件および培養条件下に最終−90で平均5X105
*ru/meが得られた。
実施例 2 実施例1記載の発酵溶液8℃から遠心分離によシ細胞塊
を除去しそして透明な液相をpH9,5に調整した。次
にこの溶液を0.8βのポリスチレン吸着樹脂Iイヤイ
オン(Diaion)■HP−20)を含有するカラム
に適用し、水1.51で洗いそして断増する量のインプ
ロパツールを添加した水で溶離した。10%のインプロ
パツールを含有する混合物によ〕抑制剤W−46がカラ
ムから脱着された。この活性な溶出i(1,21を限外
濾過によシ濃縮しそして水添加pよびさらに限外濾過し
ながら残留物が何ら検出可能な塩を含有しなくなるまで
脱塩した。得られる濃、催物(0,242)をぼ注型(
H+−型)に変換されたスルホプロピル変性セルロース
[SPセファデックス(Sephadex)■〕上で分
離した。P)15(0〜0.5七ルンの酢酸アンモニウ
ム1頃9N+を用いることによりα−アミラーゼ抑抑制
性性分含有する)2り/ヨンt−gttmした。相当す
る7ラクシヨンを限外濾過セル〔アミコン(Amico
n)■〕で濃縮しそして脱塩した。最終相線は溶媒とし
て純粋な水を用いポリアクリルアミドゲル〔バイオゲル
(Biogel)@P −6〕で行われた。こりカラム
からW−46’i含有する7ラクシヨンft染めそして
凍結乾燥した。α−アミラーゼ抑制活性4 X 104
Axu、4を臂する淡いベージュ色の無定形粉末1.5
2が得られた。第1図はIR−スペクトル(KBr中)
をそして第2図はNMR−スにクトル(DMSO中)を
示す。
実施例 6 実施例2記載の方法によシ得られた抑制剤W−4610
0■をpH7,8の0.01%燐酸塩緩′@液中に溶解
させそして@製カラム中すクロンルブ(Lichros
orb) RP−18型担体1sap上で)(PLO条
件下に分離した。溶離剤としては−Z8の0.01チ燐
酸塩緩g#液95チとアセトニトリル5チが用いられそ
して溶出液の検出は210nmでのUV−吸収測定によ
シ行われた。4.5.8および7.5分後に抑制活性を
有する物質がカラムから分離して得られた。これらの7
ラクシヨンを濃縮し、脱塩しそして凍結乾燥した。分析
の結果を示すと次のとおシであった。
ピーク1(HPLOJ分後) : O45,8チ、H6
,4%、N1.9%046.0チ。FAB−質量分析に
よればM+I(”ピーク1467が見出された(W−4
60)。
ピーク[(HPLC5,8分後) : C! 461チ
、H6,5覧N 2.1チ、O45,4%。FAB−質
量分析測定(FAB−MS)ではM+H”−ピーク16
05で6つた(W−46B)6 ピークm (HPLC75分後) : C45,3%、
H6,5係、N2,5チ、044.8%。FAB−MS
 M+H”−ピーク1143(W−46Aン。
実施例 4 実施例2の記載に従い得られた物質1001vを水Q、
 5 me中に溶解させ、0℃で塩酸を用いて声1に調
食しそしてアセトン5In1を加えた。得られる沈殿を
遠心分離によシ集め、水中にとシそして凍結乾燥した。
抑制剤混合物W−46の塩酸塩が得られた。
実施N5 抑制剤混合物W−46の経口投与量の函数としての殿粉
を負荷されたラットの血糖上昇の変化方法: 実験動物は45匹の雄の白ラットが使用された。これら
の動物は実験開始18時間前および実験中何ら食料に接
近できなかった。それぞれの場合に動物8〜10匹に対
し実施列2で得られた抑制剤W−46の0.3.0.6
および1. o 1n9/#を坂粉2JI/#と一緒に
水道水中に懸濁させて食道ゾンデから経口投与した。投
与各社は体m100g当#)1■でめった。対照動物1
8匹は殿粉懸濁液のみを与えられた。処置直前ならびに
処置Q、5゜1、2.3および5時間後に各5 meず
つの血液を採取しそして血糖を酵素的に測定した。
結果: 抑制剤混合物W−46は殿粉負荷による食後の血糖上昇
を薬量に依存して減少させた。処置1時間後に抑制剤W
−46の0.3,0.6および1q/#は対照に比較し
て血糖上昇の少くとも16.23および25%の減少を
もたらした。薬量依存性が統計的に確認された。3時間
にわたる平均血糖上昇価に対する薬量の限界値は0.4
r119/#であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による抑制剤のIR−スイクトル(KB
r中)を示し%第2図はNMRスペクトル(DMSO中
)を示す。 特許出願人  ヘキスト・アクチェンゲゼルシャフト外
2名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)式 I ▲数式、化学式、表等があります▼ I (式中lは1または2であり、mは1、2または3であ
    りそしてnは1〜20の整数を意味する)を有するプソ
    イドオリゴ糖およびそれらの生理学的に受容しうる酸と
    の塩。 2)式 I においてlが1であり、mが1または2であ
    りそしてnが1、2、3または4である前記特許請求の
    範囲第1項記載のプソイドオリゴ糖。 3)式 I のプソイドオリゴ糖を産生するストレプトミ
    セス科の菌を発酵培地中深部培養法で培養し、プソイド
    オリゴ糖を菌糸体または培養ろ液からそれ自体知られた
    方法で単離しそして精製しそして場合により生理学的に
    受容しうる酸との塩に変換することからなる前記特許請
    求の範囲第1項記載のプソイドオリゴ糖の製法。 4)ストレプトミセス・ガルブス・サブスペシーズ(S
    treptomyces galbus subsp.
    )FH1716を培養しそして培養ろ液からプソイドオ
    リゴ糖を単離しそして精製することからなる前記特許請
    求の範囲第3項記載の方法。 5)式 I (式中lは1であり、mは1または2であり
    そしてnは1、2、3または4である)を有するプソイ
    ドオリゴ糖を単離することからなる前記特許請求の範囲
    第3項記載の方法。 6)前記特許請求の範囲第1項記載のプソイドオリゴ糖
    を含有する医薬製剤。 7)式 I (式中lは1であり、mは1または2であり
    そしてnは1、2、3または4である)を有するプソイ
    ドオリゴ糖を含有する医薬製剤。 8)前記特許請求の範囲第1項記載のプソイドオリゴ糖
    のα−グルコシダーゼ抑制への使用。 9)糖尿病、前糖尿病および脂肪症の治療への前記特許
    請求の範囲第1項記載のプソイドオリゴ糖の使用。 10)前記特許請求の範囲第1項記載のプソイドオリゴ
    糖の診断剤、試薬または虫歯予防剤としての使用。 11)ストレプトミセス・ガルブス・サブスペシーズ・
    FH1716、DSM3007。
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PT81076B (de) 1987-03-30
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CA1247544A (en) 1988-12-28
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