JPS62240695A - グリコシド結合のレジオセレクテイビテイの制御方法 - Google Patents
グリコシド結合のレジオセレクテイビテイの制御方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/18—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a glycosyl transferase, e.g. alpha-, beta- or gamma-cyclodextrins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
- C07H3/06—Oligosaccharides, i.e. having three to five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages
-
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-
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- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
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- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/44—Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides
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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。
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、複合糖質の糖部分からなるオリゴ糖化合物、
または、その糖部分の断片であるオリゴ糖化合物、また
は、その糖部分の類似体であるオリゴ糖化合物のいずれ
かを、逆加水分解または糖転移によって酵素的に生産す
るにあたり、グリコシル供与体とグリコシル受容体との
間に形成されるグリコシド結合のレジオセレクティビテ
ィ(rcgiosclactivity)を制御する方
法に関する。
または、その糖部分の断片であるオリゴ糖化合物、また
は、その糖部分の類似体であるオリゴ糖化合物のいずれ
かを、逆加水分解または糖転移によって酵素的に生産す
るにあたり、グリコシル供与体とグリコシル受容体との
間に形成されるグリコシド結合のレジオセレクティビテ
ィ(rcgiosclactivity)を制御する方
法に関する。
更に、本発明はこの方法によって生産された生成物の使
用に関する。
用に関する。
近年、種々の複合糖質(特に、糖たんぱく質および糖脂
質)のオリゴ糖部分が、体中で多くの重要な機能を果た
すことが見出されている( B iology of
’ Carbohydrates、 V of、
2 。
質)のオリゴ糖部分が、体中で多くの重要な機能を果た
すことが見出されている( B iology of
’ Carbohydrates、 V of、
2 。
Ginsburg et at、 Wlley、
New York(1984) ; S、 H
akomori、 Ann、 Rev。
New York(1984) ; S、 H
akomori、 Ann、 Rev。
Blochom、、Vol、 、50. pp、 7
33−84) o中でも、次のような知見が得られてい
る。
33−84) o中でも、次のような知見が得られてい
る。
・糖たんぱく質の安定性、活性、局在化(1ocall
sat1on)および分解に対して、糖構造が重要であ
る。
sat1on)および分解に対して、糖構造が重要であ
る。
・一定のオリゴ糖構造は植物の抗菌物質の分泌を活性化
する。
する。
・罠合糖質はしばしば種々の細胞の表面に見出され、特
に周囲との細胞相互作用に対して重要である。というの
は、 ・複合糖質は、例えば、ペプチド、ホルモン、トキシン
、ウィルスおよび細菌などが細胞表面に結合するとき、
また、細胞−細胞相互作用の間、レセプターまたはレギ
ュレーターとして機能するからであり、かつ、 ・複合糖質が抗原決定基(例えば、血液型抗原)である
からであり、かつ、 ・複合糖質が、正常な組織発達の間、細胞分化抗原とし
て機能するからであり、かつ、 ・特定のオリゴ糖ががんに関連した抗原決定基であるこ
とが見出されているので、複合糖質が発がんに対して重
要であるからであり、かつ、・複合糖質が、精子−卵相
互作用および受精に対して重要であるからである。
に周囲との細胞相互作用に対して重要である。というの
は、 ・複合糖質は、例えば、ペプチド、ホルモン、トキシン
、ウィルスおよび細菌などが細胞表面に結合するとき、
また、細胞−細胞相互作用の間、レセプターまたはレギ
ュレーターとして機能するからであり、かつ、 ・複合糖質が抗原決定基(例えば、血液型抗原)である
からであり、かつ、 ・複合糖質が、正常な組織発達の間、細胞分化抗原とし
て機能するからであり、かつ、 ・特定のオリゴ糖ががんに関連した抗原決定基であるこ
とが見出されているので、複合糖質が発がんに対して重
要であるからであり、かつ、・複合糖質が、精子−卵相
互作用および受精に対して重要であるからである。
今日、種々の複合糖質に包含される非常に多数のオリゴ
糖構造が確認されており、また、既知、のオリゴ糖の生
物活性に必須の最小単位(しばしば2糖または3糖であ
る)も多くの場合に決定されている。その結果、現在大
学および企業において、生物学的に活性なオリゴ糖を次
のような多数の異なる分野に応用する研究が行われてい
る。
糖構造が確認されており、また、既知、のオリゴ糖の生
物活性に必須の最小単位(しばしば2糖または3糖であ
る)も多くの場合に決定されている。その結果、現在大
学および企業において、生物学的に活性なオリゴ糖を次
のような多数の異なる分野に応用する研究が行われてい
る。
・新規な診断法および血液型試薬の開発・アフィニティ
クロマトグラフィーのための高度に特異的な物質の合成 ・単一クローン性抗体の開発 ・細胞特異性凝集反応試薬の生産 ・薬物を内包し、その表面に特定のオリゴ糖を担う微小
球(talcrosphere ) (1p m未満
)を使用するいわゆる薬物標的(drug targ
eting )による新規な治療法の開発 ・細菌およびウィルスの細胞表面への付着を特定のオリ
ゴ糖によって阻害する、抗生物質に代わる新規な型の治
療法の開発 ・植物の成長促進および病原体に対する保護上記の分野
以外にも、生物学的に活性な糖質に基づくファインケミ
カルズに対して、将来の広範な市場が想定される。
クロマトグラフィーのための高度に特異的な物質の合成 ・単一クローン性抗体の開発 ・細胞特異性凝集反応試薬の生産 ・薬物を内包し、その表面に特定のオリゴ糖を担う微小
球(talcrosphere ) (1p m未満
)を使用するいわゆる薬物標的(drug targ
eting )による新規な治療法の開発 ・細菌およびウィルスの細胞表面への付着を特定のオリ
ゴ糖によって阻害する、抗生物質に代わる新規な型の治
療法の開発 ・植物の成長促進および病原体に対する保護上記の分野
以外にも、生物学的に活性な糖質に基づくファインケミ
カルズに対して、将来の広範な市場が想定される。
複合糖質の糖部分にはわずかに10種はどの単糖が含ま
れる。これらは、すなわち、D−グルコース(GIC)
、D−ガラクトース(Gal)、D−マンノース(Ma
n) 、L−フコース(Fuc)、N−アセチル−D−
ガラクトースアミン(Ga INAc) 、N−アセチ
ル−D−グルコース アミン(G 1 cNAc) 、
N−アセチル−D−ノイラミン酸(NeuAc) 、D
−アラビノース(Ara)およびD−キシロース(Xy
l)である(かっこ中の略称は、IUPAC−IUBの
単糖に対する略語に従った。
れる。これらは、すなわち、D−グルコース(GIC)
、D−ガラクトース(Gal)、D−マンノース(Ma
n) 、L−フコース(Fuc)、N−アセチル−D−
ガラクトースアミン(Ga INAc) 、N−アセチ
ル−D−グルコース アミン(G 1 cNAc) 、
N−アセチル−D−ノイラミン酸(NeuAc) 、D
−アラビノース(Ara)およびD−キシロース(Xy
l)である(かっこ中の略称は、IUPAC−IUBの
単糖に対する略語に従った。
J、 Blol、 Chew、、 Vol、、
257. pp、 3347−3354 (1982)
)。しかし、アノマー配置(hまたはH)とO−グリ
コシド結合の位置の両方を変化させることができるので
、可能な組合せの数はほとんど無限に大きい。その結果
、通常の有機化学合成によるオリゴ糖合成には多くの困
難がある。
257. pp、 3347−3354 (1982)
)。しかし、アノマー配置(hまたはH)とO−グリ
コシド結合の位置の両方を変化させることができるので
、可能な組合せの数はほとんど無限に大きい。その結果
、通常の有機化学合成によるオリゴ糖合成には多くの困
難がある。
これらの化合物に対して用いる有機化学技術は、合成の
多くの段階において広範な保護基化学を必要とし、従っ
て、しばしば全収率が低下する。そのために、このよう
な技術を使用する工業生産は通常不利である。
多くの段階において広範な保護基化学を必要とし、従っ
て、しばしば全収率が低下する。そのために、このよう
な技術を使用する工業生産は通常不利である。
酵素は、高いレジオセレクティビティおよびステレオセ
レクティビティ、並びに緩和な条件下での高い触媒効率
などの多くの優れた特性を有する天然の触媒である。そ
のために、今日、有機化学法より少ない合成段階で、従
って、より高い全収率でオリゴ糖を選択的に大量合成す
るための酵素利用に大きな期待が寄せられている。
レクティビティ、並びに緩和な条件下での高い触媒効率
などの多くの優れた特性を有する天然の触媒である。そ
のために、今日、有機化学法より少ない合成段階で、従
って、より高い全収率でオリゴ糖を選択的に大量合成す
るための酵素利用に大きな期待が寄せられている。
酵素触媒によるオリゴ糖合成が多数の文献に開示されて
いる(、に、 NiN15iza at at、
in’ T ha Carbollydratos
、 Chemistry andBiocbcals
Lry、 2nd Ed、、 Vol、 IIA
、 pp。
いる(、に、 NiN15iza at at、
in’ T ha Carbollydratos
、 Chemistry andBiocbcals
Lry、 2nd Ed、、 Vol、 IIA
、 pp。
242−290. A cadamic P re
ss、 N cv Y ork(1970) )。加
水分解酵素(グリコシダーゼ、ECN13.2)と転移
酵素(ECN12.4)の両方が使用され、中でも特に
加水分解酵素がオリゴ糖合成に使用されてきた。この型
の酵素を用いてグリコシド合成を行うために、次の二つ
の方法が利用された。つまり、逆加水分解(縮合または
平衡技術)および糖転移(速度論的技術)である。
ss、 N cv Y ork(1970) )。加
水分解酵素(グリコシダーゼ、ECN13.2)と転移
酵素(ECN12.4)の両方が使用され、中でも特に
加水分解酵素がオリゴ糖合成に使用されてきた。この型
の酵素を用いてグリコシド合成を行うために、次の二つ
の方法が利用された。つまり、逆加水分解(縮合または
平衡技術)および糖転移(速度論的技術)である。
逆IKI水分解:
1l
DOH+ HOA h DOA + H2O
(1)糖転移: RO)I + I(OA DOR+ Elf + E″D −n D
OA 十 Ell (21DOH+ Eft (式中、DOHは供与体糖、DORはα−よlζはβ−
グリコシド結合アグリコン(=R)をイiす゛る(ハ与
体糖、)−10At;L受容体糖、F 114;L(’
l’r;K”i’a>ル)生成物が不溶性である場合、
または、水濃度を低めるために反応を有機溶媒を用いて
行うことができる場合には、逆加水分解は高収率を与え
る。
(1)糖転移: RO)I + I(OA DOR+ Elf + E″D −n D
OA 十 Ell (21DOH+ Eft (式中、DOHは供与体糖、DORはα−よlζはβ−
グリコシド結合アグリコン(=R)をイiす゛る(ハ与
体糖、)−10At;L受容体糖、F 114;L(’
l’r;K”i’a>ル)生成物が不溶性である場合、
または、水濃度を低めるために反応を有機溶媒を用いて
行うことができる場合には、逆加水分解は高収率を与え
る。
糖転移に関しては、フェニルグリコシドまたはニトロフ
ェニルグリコシド(式(2)においてR−フェニル、ニ
トロフェニル)などの供与体物質に対する高い酵素活性
が、高い生成物収率を得るために利用されてきた。
ェニルグリコシド(式(2)においてR−フェニル、ニ
トロフェニル)などの供与体物質に対する高い酵素活性
が、高い生成物収率を得るために利用されてきた。
たとえこれらの技術が多くの場合に完全に有効であるこ
とが証明されるとしても、供与体物質が受容体物質の望
ましい位置に0−グリコシド結合するように、反応を制
御することは依然として困難である。通常、1−6結合
(つまり、受容体糖の第1の水酸基に対する結合)が形
成されてきたが、複合糖質に最もしばしば見られる1−
2,1−3および1−4結合は形成されないか、または
、わずかな程度しか形成されなかった。更に、従来技術
では、還元末端(rcduclng end )がグ
リコシド化されず、生成物溶液中でα−アノマーおよび
β−アノマーの両者として存在するために、容易に精製
できない異性体生成物の混合物がしばしば形成される。
とが証明されるとしても、供与体物質が受容体物質の望
ましい位置に0−グリコシド結合するように、反応を制
御することは依然として困難である。通常、1−6結合
(つまり、受容体糖の第1の水酸基に対する結合)が形
成されてきたが、複合糖質に最もしばしば見られる1−
2,1−3および1−4結合は形成されないか、または
、わずかな程度しか形成されなかった。更に、従来技術
では、還元末端(rcduclng end )がグ
リコシド化されず、生成物溶液中でα−アノマーおよび
β−アノマーの両者として存在するために、容易に精製
できない異性体生成物の混合物がしばしば形成される。
また、従来技術は、生成物をたんぱく質や脂質などに結
合させる前に、更に化学修飾する必要があった。
合させる前に、更に化学修飾する必要があった。
本発明の目的の一つは、従来の酵素技術の不利な点を取
除くまたは減少させることである。特に、供与体と受容
体との間の望ましい結合が、制御のない場合よりも高い
程度で形成されるように、糖質の酵素合成におけるレジ
オセレクティビティを制御するための手段を提供するこ
とを目的としている。本発明の他の特定の目的は、生成
物の精製を容易にし、かつオリゴ糖の興味ある配糖体の
直接合成を容易にすることである。
除くまたは減少させることである。特に、供与体と受容
体との間の望ましい結合が、制御のない場合よりも高い
程度で形成されるように、糖質の酵素合成におけるレジ
オセレクティビティを制御するための手段を提供するこ
とを目的としている。本発明の他の特定の目的は、生成
物の精製を容易にし、かつオリゴ糖の興味ある配糖体の
直接合成を容易にすることである。
従って、本発明は、複合糖質の糖部分からなるオリゴ糖
化合物、または、その糖部分の断片であるオリゴ糖化合
物、または、その糖部分の類似体であるオリゴ糖化合物
のいずれかを、逆加水分解または糖転移によって酵素的
に生産するにあたり、グリコシル供与体とグリコシル受
容体との間に形成されるグリコシド結合のレジオセレク
ティビティを制御する方法に関する。この方法は、単糖
またはオリゴ糖、または単糖かオリゴ糖の配糖体である
供与体物質を、単糖またはオリゴ糖または糖類似体と、
1位で0−1N−1C−またはS−グリコシド結合した
少なくとも一つのアグリコンとからなる0−1N−1C
−またはS−配糖体である受容体物質と、グリコシダー
ゼの存在下で反応させ、かつ、ここで、受容体物質中の
グリコシル基とアグリコンとの間のグリコシド結合に関
してα−またはβ−配置が選択されることと、このオリ
ゴ糖化合物が反応混合物から分離されることとを特徴と
する。
化合物、または、その糖部分の断片であるオリゴ糖化合
物、または、その糖部分の類似体であるオリゴ糖化合物
のいずれかを、逆加水分解または糖転移によって酵素的
に生産するにあたり、グリコシル供与体とグリコシル受
容体との間に形成されるグリコシド結合のレジオセレク
ティビティを制御する方法に関する。この方法は、単糖
またはオリゴ糖、または単糖かオリゴ糖の配糖体である
供与体物質を、単糖またはオリゴ糖または糖類似体と、
1位で0−1N−1C−またはS−グリコシド結合した
少なくとも一つのアグリコンとからなる0−1N−1C
−またはS−配糖体である受容体物質と、グリコシダー
ゼの存在下で反応させ、かつ、ここで、受容体物質中の
グリコシル基とアグリコンとの間のグリコシド結合に関
してα−またはβ−配置が選択されることと、このオリ
ゴ糖化合物が反応混合物から分離されることとを特徴と
する。
本発明の方法に用いられる受容体物質は、式HOAR2
(式中、R2はグリコシド結合した無機物質または有機
物質である、つまり、R2はアグリコン(糖でない)で
ある)を有する単糖またはオリゴ糖の配糖体またはその
類似体である。本発明の方法による生成物はDOAR2
と表される。
(式中、R2はグリコシド結合した無機物質または有機
物質である、つまり、R2はアグリコン(糖でない)で
ある)を有する単糖またはオリゴ糖の配糖体またはその
類似体である。本発明の方法による生成物はDOAR2
と表される。
これは、D(C1−X)A (α)R2、D(C1−X
)A (β)R2、 D(β1−X)A(α)R2および D(β1−X)A(β)R2の型の化合物を表わす(式
中、Dは単糖またはオリゴ糖、Aは単糖またはオリゴ糖
またはその類似体、Xは2.3.4または6であり、α
およびβは、それぞれ、DとAの間のO−グリコシド結
合の立体配置およびAとR2の間の0−1N−1S−ま
たはC−グリコシド結合の立体配置である)。この型の
物質には、例えば、Ga 1 ((!1−3) Ga
l ((Z) −OMe%Ga l (αl−3)Ga
l (β)−OMe、GlcNAc (β1−61
−6) (a)−OMeおよびMan (αl−21−
2) (α)−OMeなどがある(略称は、I UPA
C−IUBが勧める単糖に対する略語に従った。
)A (β)R2、 D(β1−X)A(α)R2および D(β1−X)A(β)R2の型の化合物を表わす(式
中、Dは単糖またはオリゴ糖、Aは単糖またはオリゴ糖
またはその類似体、Xは2.3.4または6であり、α
およびβは、それぞれ、DとAの間のO−グリコシド結
合の立体配置およびAとR2の間の0−1N−1S−ま
たはC−グリコシド結合の立体配置である)。この型の
物質には、例えば、Ga 1 ((!1−3) Ga
l ((Z) −OMe%Ga l (αl−3)Ga
l (β)−OMe、GlcNAc (β1−61
−6) (a)−OMeおよびMan (αl−21−
2) (α)−OMeなどがある(略称は、I UPA
C−IUBが勧める単糖に対する略語に従った。
J、 Biol、 CC11o、、 Vol、
257. pp、 3347−3354 (1982)
)。
257. pp、 3347−3354 (1982)
)。
本発明の方法では逆加水分解および糖転移のそれぞれの
反応式は次のように表される。
反応式は次のように表される。
逆1111水分解:
EH
Dol! + 110ΔR2F=士DOAR2+ H2
O(3)糖転移: oll 従来の反応と本発明による反応との相違は、反応(1)
および(2)で使用される受容体物質がHOA型の物質
、つまり1位が誘導化されていない物質であるのに対し
、本発明では、1位が誘導化されている受容体物質、つ
まりHOA Rz型の受容体物質を使用することである
。従って、従来の生成物がDOA型であったのに対し、
本発明の方法による生成物はDOAR2型である。
O(3)糖転移: oll 従来の反応と本発明による反応との相違は、反応(1)
および(2)で使用される受容体物質がHOA型の物質
、つまり1位が誘導化されていない物質であるのに対し
、本発明では、1位が誘導化されている受容体物質、つ
まりHOA Rz型の受容体物質を使用することである
。従って、従来の生成物がDOA型であったのに対し、
本発明の方法による生成物はDOAR2型である。
一方、供与体物質は、合成されるオリゴ糖と、合成が逆
加水分解により行われるかまたは糖転移により行われる
かとに関して選択される。従って、供与体は、還元末端
がグリコシド結合有機物質を用いて誘導化されているか
または誘導化されていない単糖またはオリゴ糖であって
よい。有機物質は、脂肪族、芳香族、ペテロ環などでよ
く、かつα−またはβ−配置でD (DOR,式(2)
を参照)の1位にグリコシド結合していてよい。本発明
で使用できる誘導化された供与体物質は、例えば、メチ
ル、CH2(CH2)n (n >O) 、フェニル
、p−ニトロフェニル、O−ニトロフェニル、4−メチ
ルウンベリフェリル(uabcllircryl)グリ
コシドなどである。この型の供与体物質の多くは市販さ
れている。市販されていない場合にも、有機合成または
酵素合成によって容易に合成できるので、本発明の利用
を制限することはない。有用なオリゴ糖は、例えば、ラ
クトース、ラフィノース(raf’f’1noso )
、チトビオース(chItobioso)およびジマ
ンノシドなどである。種々の型のアルキル配糖体または
アリール配糖体に対して活性な種々のグリコシダーゼは
文献に完全に記述されているので、当業者はそれぞれの
場合の要求を満たす適切な官能基Rを困難なく選択する
ことができる。
加水分解により行われるかまたは糖転移により行われる
かとに関して選択される。従って、供与体は、還元末端
がグリコシド結合有機物質を用いて誘導化されているか
または誘導化されていない単糖またはオリゴ糖であって
よい。有機物質は、脂肪族、芳香族、ペテロ環などでよ
く、かつα−またはβ−配置でD (DOR,式(2)
を参照)の1位にグリコシド結合していてよい。本発明
で使用できる誘導化された供与体物質は、例えば、メチ
ル、CH2(CH2)n (n >O) 、フェニル
、p−ニトロフェニル、O−ニトロフェニル、4−メチ
ルウンベリフェリル(uabcllircryl)グリ
コシドなどである。この型の供与体物質の多くは市販さ
れている。市販されていない場合にも、有機合成または
酵素合成によって容易に合成できるので、本発明の利用
を制限することはない。有用なオリゴ糖は、例えば、ラ
クトース、ラフィノース(raf’f’1noso )
、チトビオース(chItobioso)およびジマ
ンノシドなどである。種々の型のアルキル配糖体または
アリール配糖体に対して活性な種々のグリコシダーゼは
文献に完全に記述されているので、当業者はそれぞれの
場合の要求を満たす適切な官能基Rを困難なく選択する
ことができる。
酵素は、それぞれの特定の場合の要求に従って、主にど
のオリゴ糖を合成するかに関して選択される。例えば、
α−グリコシド結合の合成にはα−グリコシダーゼが必
要であり、β−グリコシド結合の合成にはβ−グリコシ
ダーゼが必要である。
のオリゴ糖を合成するかに関して選択される。例えば、
α−グリコシド結合の合成にはα−グリコシダーゼが必
要であり、β−グリコシド結合の合成にはβ−グリコシ
ダーゼが必要である。
好ましい酵素は、EC3,2群のエンドグリコシダーゼ
およびエキソグリコシダーゼである。本発明で使用でき
る酵素は、例えば次のα−およびβ−グリコシダーゼで
ある。つまり、D−マンノシダーゼ、D−ガラクトシダ
ーゼ、L−フコシダーゼ、ノイラミニダーゼ、N−アセ
チル−D−グルコサミニダーゼ、N−アセチル−D−ガ
ラクトサミニダーゼ、キシロシダーゼ、ヘキソサミニダ
ーゼおよびEC3,2群の他のグリコシダーゼである(
E nzymo N o+eanclature
、 A cadamlePress、 pp、 1−
606. New York (1979)
;Enzymo、 3rd Ed、、 Dixon
at al。
およびエキソグリコシダーゼである。本発明で使用でき
る酵素は、例えば次のα−およびβ−グリコシダーゼで
ある。つまり、D−マンノシダーゼ、D−ガラクトシダ
ーゼ、L−フコシダーゼ、ノイラミニダーゼ、N−アセ
チル−D−グルコサミニダーゼ、N−アセチル−D−ガ
ラクトサミニダーゼ、キシロシダーゼ、ヘキソサミニダ
ーゼおよびEC3,2群の他のグリコシダーゼである(
E nzymo N o+eanclature
、 A cadamlePress、 pp、 1−
606. New York (1979)
;Enzymo、 3rd Ed、、 Dixon
at al。
L ongman (1979) )。
使用する酵素の精製の程度は重要ではない。酵素は、そ
のままでまたはその天然の生物学的環境から完全にまた
は部分的に単離した後に使用できる。完全な(inta
ct) tAn胞または凍結乾燥した細胞並びに多少精
製した酵素を使用できる。酵素は、結晶形で存在しても
よく、またはミセル中に内包されていてもよい。種々の
型の細胞に由来する非常に多くのグリコシダーゼが市販
されている。その上に、興味あるグリコシダーゼの精製
と単離に関しては、生化学文献に詳細な情報が非常に豊
富に記載されている。
のままでまたはその天然の生物学的環境から完全にまた
は部分的に単離した後に使用できる。完全な(inta
ct) tAn胞または凍結乾燥した細胞並びに多少精
製した酵素を使用できる。酵素は、結晶形で存在しても
よく、またはミセル中に内包されていてもよい。種々の
型の細胞に由来する非常に多くのグリコシダーゼが市販
されている。その上に、興味あるグリコシダーゼの精製
と単離に関しては、生化学文献に詳細な情報が非常に豊
富に記載されている。
酵素は可溶な形で使用でき、あるいは、沈澱、吸着、内
包、キレート化またはポリマー物質またはプロトン性溶
媒や非プロトン性溶媒に不溶なその誘導体などの固相へ
の共存結合によって、固定化することもできる( M
ethods inE nzymology、 V
of、 44. A cademic P res
s。
包、キレート化またはポリマー物質またはプロトン性溶
媒や非プロトン性溶媒に不溶なその誘導体などの固相へ
の共存結合によって、固定化することもできる( M
ethods inE nzymology、 V
of、 44. A cademic P res
s。
(197[i) )。選択された形は本発明にとっては
重要ではない。酵素を可溶な形で使用する場合は、例え
ば上昇温度または有機共溶媒(organiccoso
lvent )に対する安定性を増加させるために、酵
素をまず適当な方法で化学修飾することができる。例え
ば、アガロース、セルロース、ヒドロキシエチルアクリ
レート、ガラス、シリカ、ポリアクリルアミド、ポリア
クリレートに基づく可預物などを包含する不溶性ポリマ
ーに固定化さ〜れた酵素は、生成混合物から容易に分離
でき、従って、酵素を再使用することができる。更に、
多くの場合に上昇温度と有機共溶媒に対する一定の安定
化が得られるという利点がある。
重要ではない。酵素を可溶な形で使用する場合は、例え
ば上昇温度または有機共溶媒(organiccoso
lvent )に対する安定性を増加させるために、酵
素をまず適当な方法で化学修飾することができる。例え
ば、アガロース、セルロース、ヒドロキシエチルアクリ
レート、ガラス、シリカ、ポリアクリルアミド、ポリア
クリレートに基づく可預物などを包含する不溶性ポリマ
ーに固定化さ〜れた酵素は、生成混合物から容易に分離
でき、従って、酵素を再使用することができる。更に、
多くの場合に上昇温度と有機共溶媒に対する一定の安定
化が得られるという利点がある。
受容体物質の選択は合成を希望するオリゴ糖によって決
定される。供与体物質中に含まれるものと同じ型の単糖
を、受容体中に含むことができる。
定される。供与体物質中に含まれるものと同じ型の単糖
を、受容体中に含むことができる。
これらは、好ましくは、G I C% G a 1 s
Man、FucSXy 1.Ara、GICNAC%G
a1NAcおよびNe uAcのうちの一つまたはそれ
以上である(略称はIUPAC−IUBの推薦によった
。前記参照)。受容体物質は1位を0−1N−1C−ま
たはS−グリコシド結合された少なくとも一つのアグリ
コンによって誘導化される。
Man、FucSXy 1.Ara、GICNAC%G
a1NAcおよびNe uAcのうちの一つまたはそれ
以上である(略称はIUPAC−IUBの推薦によった
。前記参照)。受容体物質は1位を0−1N−1C−ま
たはS−グリコシド結合された少なくとも一つのアグリ
コンによって誘導化される。
本発明によれば、受容体物質は1位以外の一つまたはそ
れ以上の位置を誘導化された糖からなっていてもよい。
れ以上の位置を誘導化された糖からなっていてもよい。
そのような誘導化は、例えば、一つまたはそれ以上の水
酸基が水素または有機官能基によって置換されることを
意味する。そのようす受容体物質の一つの例は、p−ニ
トロフェニル−2−デオキシ−α−D−ガラクトピラノ
シドである。糖誘導体のもう一つの重要な型は、環の酸
素(即ち、ヘキソースではC−5酸素)が窒素、イオウ
などで置換された物質である。そのような誘導体の一つ
の例は、C−5酸素が窒素によって置換されたグリコー
ス類似モラノリン (maranolln )である。酵素または糖質結合
たんぱく質に対する有効な阻害剤であるオリゴ糖類似体
は、この方法で本発明によって合成される。
酸基が水素または有機官能基によって置換されることを
意味する。そのようす受容体物質の一つの例は、p−ニ
トロフェニル−2−デオキシ−α−D−ガラクトピラノ
シドである。糖誘導体のもう一つの重要な型は、環の酸
素(即ち、ヘキソースではC−5酸素)が窒素、イオウ
などで置換された物質である。そのような誘導体の一つ
の例は、C−5酸素が窒素によって置換されたグリコー
ス類似モラノリン (maranolln )である。酵素または糖質結合
たんぱく質に対する有効な阻害剤であるオリゴ糖類似体
は、この方法で本発明によって合成される。
HOAR2のアグリコンR2は種々の型のものでよく、
その選択は、それぞれの特定の場合に何を要求し望むか
によって決定される。R2は無機物質でもよいが、上記
のすべてのR2が種々の型の有機物質であってもよい(
脂肪族、芳香族、ヘテロ環、ヘテロ芳香族またはその変
形)。R2は、受容体糖に対して0−1N−1S−また
はC−グリコシド結合されていることができる。適当な
有機アグリコンの例として、メチル基またはエチル基な
どのCH3(CH2)n基;フェニル基、p−ニトロフ
ェニル基およびO−ニトロフェニル基2−ブロモエチル
基、トリメチルシリルエチル基またはCH2=C(CH
3)=C(O)−0=CH2CH2基などを挙げること
ができる。また、アグリコンはアミノ基、ニトリル基ま
たはアミド基、または、発蛍光(f’luorogen
lc )物質でもよく、あるいは、フォスフェート、サ
ルフェートまたはカルボキシル基、またはその誘導体を
含むこともできる。
その選択は、それぞれの特定の場合に何を要求し望むか
によって決定される。R2は無機物質でもよいが、上記
のすべてのR2が種々の型の有機物質であってもよい(
脂肪族、芳香族、ヘテロ環、ヘテロ芳香族またはその変
形)。R2は、受容体糖に対して0−1N−1S−また
はC−グリコシド結合されていることができる。適当な
有機アグリコンの例として、メチル基またはエチル基な
どのCH3(CH2)n基;フェニル基、p−ニトロフ
ェニル基およびO−ニトロフェニル基2−ブロモエチル
基、トリメチルシリルエチル基またはCH2=C(CH
3)=C(O)−0=CH2CH2基などを挙げること
ができる。また、アグリコンはアミノ基、ニトリル基ま
たはアミド基、または、発蛍光(f’luorogen
lc )物質でもよく、あるいは、フォスフェート、サ
ルフェートまたはカルボキシル基、またはその誘導体を
含むこともできる。
受容体物質としてアルキル配糖体(メチルグリコシド、
オクチルグリコシド、ドデシルグリコシドなど)を用い
て得られた生成物は、凝集試験またはアフィニティーク
ロマトグラフィーにおいて阻害剤として使用できる。ま
た、阻害に基づいた治療や薬物標的に対しても使用でき
、更に、連続酵素合成または連続有機合成の構造単位な
どとしても使用できる。ニトロフェニルグリコシドは、
例えばPd/Cを用いて簡単にアミノフェニルグリコシ
ドに還元でき、このアミノフェニルグリコシドは、直接
にまたは化学修飾の後、種々のポリマー(デキストラン
、ポリエチレングリコール、アガロース、セルロース、
シリカなど)並びにペプチド、たんぱく質、酵素、脂質
またはその類似体などに対して共有結合させることがで
きる( M eLbods In E nzymo
logy、 A cademicPress、 V
ols、 34.44.50 and 104)
o更に、アミノ基は、イソチオシアネート、ジアゾ、
N−ブロモアセテートなどの幾つかの他の反応性の官能
基に容易に変換できる。直接にまたは化学修飾の後、ア
ミノフェニル基について上に述べた方法においていわゆ
るスペーサーアーム(Methodsin E nz
ymology、 V of、 34. A ca
demlcP rcss)として使用でき、かつ本発明
によるアグリコン(R2基)としてを用な他の基は、例
えば、2−ブロモエチル基、2−(2−カルボメトキシ
エチルチオ)エチル基、2−アミノエチル基および6−
アミノヘキシル基、またはそれらの誘導体などである。
オクチルグリコシド、ドデシルグリコシドなど)を用い
て得られた生成物は、凝集試験またはアフィニティーク
ロマトグラフィーにおいて阻害剤として使用できる。ま
た、阻害に基づいた治療や薬物標的に対しても使用でき
、更に、連続酵素合成または連続有機合成の構造単位な
どとしても使用できる。ニトロフェニルグリコシドは、
例えばPd/Cを用いて簡単にアミノフェニルグリコシ
ドに還元でき、このアミノフェニルグリコシドは、直接
にまたは化学修飾の後、種々のポリマー(デキストラン
、ポリエチレングリコール、アガロース、セルロース、
シリカなど)並びにペプチド、たんぱく質、酵素、脂質
またはその類似体などに対して共有結合させることがで
きる( M eLbods In E nzymo
logy、 A cademicPress、 V
ols、 34.44.50 and 104)
o更に、アミノ基は、イソチオシアネート、ジアゾ、
N−ブロモアセテートなどの幾つかの他の反応性の官能
基に容易に変換できる。直接にまたは化学修飾の後、ア
ミノフェニル基について上に述べた方法においていわゆ
るスペーサーアーム(Methodsin E nz
ymology、 V of、 34. A ca
demlcP rcss)として使用でき、かつ本発明
によるアグリコン(R2基)としてを用な他の基は、例
えば、2−ブロモエチル基、2−(2−カルボメトキシ
エチルチオ)エチル基、2−アミノエチル基および6−
アミノヘキシル基、またはそれらの誘導体などである。
また、2−ヒドロキシエチルメタクリレートなどの重合
可能なアグリコンを有する配糖体も受容体物質として使
用できる。N−グリコシド結合したアグリコンの例とし
て、6−アミノカプロン酸アミド(NHCO(CH2)
NH2)を挙げることができる。
可能なアグリコンを有する配糖体も受容体物質として使
用できる。N−グリコシド結合したアグリコンの例とし
て、6−アミノカプロン酸アミド(NHCO(CH2)
NH2)を挙げることができる。
他の型の配糖体にトリメチルシリルエチル配糖体がある
。この配糖体は、アノマー配置を保持したままトリメチ
ルシリル基をアセチル基によって置換できるので興味深
い(K、 J ansson Ot al。
。この配糖体は、アノマー配置を保持したままトリメチ
ルシリル基をアセチル基によって置換できるので興味深
い(K、 J ansson Ot al。
T ctrahcdron L ctt、、 27
(198B) 、 753−756)。従って、一
つの酵素工程によって、同じオリゴ糖配列の多数の配糖
体を合成することができる。アリルグリコシドおよびベ
ンジルグリコシドは容易に遊離の糖へ変換することがで
きる。アリル基は、例えば、70℃でK o t B
u /DMSO処理した後、HgCl!2 ・HgO/
アセトン処理することによって容易に除去できる。ベン
ジル基はPd/C処理によって容易に除去できる。アリ
ルグリコシドは対応する2、3−エポキシプロピルグリ
コシドに変換できる (E、 Falent −Kwast et a
l。
(198B) 、 753−756)。従って、一
つの酵素工程によって、同じオリゴ糖配列の多数の配糖
体を合成することができる。アリルグリコシドおよびベ
ンジルグリコシドは容易に遊離の糖へ変換することがで
きる。アリル基は、例えば、70℃でK o t B
u /DMSO処理した後、HgCl!2 ・HgO/
アセトン処理することによって容易に除去できる。ベン
ジル基はPd/C処理によって容易に除去できる。アリ
ルグリコシドは対応する2、3−エポキシプロピルグリ
コシドに変換できる (E、 Falent −Kwast et a
l。
Carbohydrate Res、、 145(1
98B) 、 I)り、 332−340)。遊離の
還元末端を有するオリゴ糖配列はこのようにして合成で
きる。
98B) 、 I)り、 332−340)。遊離の
還元末端を有するオリゴ糖配列はこのようにして合成で
きる。
特別に興味ある他のアグリコンには、アミノ酸(セリン
、トレオニン、ヒドロキシプロリン、ヒドロキシリジン
、アスパラギンなど)、ペプチド脂質および、これらの
3群に属する物質の誘導体または類似体がある。アミノ
酸配糖体およびペプチド配糖体は、ペプチド合成に通常
利用される官能基(FMOC%CBZ、BOCなど)に
よって、アミノ基および/またはカルボキシル基を保護
できる。本発明によれば、複合糖質の断片または類似体
をこれらのアグリコンを用いて合成することができる。
、トレオニン、ヒドロキシプロリン、ヒドロキシリジン
、アスパラギンなど)、ペプチド脂質および、これらの
3群に属する物質の誘導体または類似体がある。アミノ
酸配糖体およびペプチド配糖体は、ペプチド合成に通常
利用される官能基(FMOC%CBZ、BOCなど)に
よって、アミノ基および/またはカルボキシル基を保護
できる。本発明によれば、複合糖質の断片または類似体
をこれらのアグリコンを用いて合成することができる。
上述のように、受容体物質の望ましい位置をグリコシド
置換するように合成を制御できることは、本発明による
合成方法の重要な利点である。その結果として、従来の
方法を用いるより高い割合で望ましいオリゴ糖異性体を
形成できる。更に、アグリコンの選択と、受容体物質の
糖部分へのグリコシド結合の立体配置とに応じて、同じ
酵素が異なる異性体の合成を異なる程度に触媒するとい
う利点がある。
置換するように合成を制御できることは、本発明による
合成方法の重要な利点である。その結果として、従来の
方法を用いるより高い割合で望ましいオリゴ糖異性体を
形成できる。更に、アグリコンの選択と、受容体物質の
糖部分へのグリコシド結合の立体配置とに応じて、同じ
酵素が異なる異性体の合成を異なる程度に触媒するとい
う利点がある。
本発明による方法では、生成物の還元末端のアノマー炭
素における異性化の問題が除かれるので、生成物の精製
も多くの場合に非常に容易となる。
素における異性化の問題が除かれるので、生成物の精製
も多くの場合に非常に容易となる。
更に他の利点は、興味あるファインケミカルズが本発明
の方法を用いて合成できることである。
の方法を用いて合成できることである。
直接にまたは化学修飾の後、例えば、重合、固体担体へ
の固定化、酵素やたんぱく質に対する結合などに対して
使用できる物質を得ることができる。
の固定化、酵素やたんぱく質に対する結合などに対して
使用できる物質を得ることができる。
アミノ酸、ペプチドまたは脂質誘導体をアグリコンとし
て使用できるので、糖ペプチドや糖脂質およびその類似
体の合成も本発明の方法によって非常に容易となる。
て使用できるので、糖ペプチドや糖脂質およびその類似
体の合成も本発明の方法によって非常に容易となる。
本発明による合成方法は、例えば、温度、pH。
緩衝液および反応体濃度などに関して、高度に多様な条
件下で行うことができる。種々の共溶媒(N、N−ジメ
チルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキ
シド、ジオキサン、ピリジン、メタノール、エタノール
、エチレングリコールなど)が使用でき、種々の濃度の
水溶液としても使用できる。加えて、反応は2相系、水
−有機溶媒(シクロヘキサン、クロロホルム、塩化メチ
レンなど)中で行うことができる。更に、酵素を逆ミセ
ルに内包することもできる( P 、 L ulsI
。
件下で行うことができる。種々の共溶媒(N、N−ジメ
チルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキ
シド、ジオキサン、ピリジン、メタノール、エタノール
、エチレングリコールなど)が使用でき、種々の濃度の
水溶液としても使用できる。加えて、反応は2相系、水
−有機溶媒(シクロヘキサン、クロロホルム、塩化メチ
レンなど)中で行うことができる。更に、酵素を逆ミセ
ルに内包することもできる( P 、 L ulsI
。
Angev、 Chem、、 Vol、 97. p
p、 449−G。
p、 449−G。
(1985) )。反応は沈澱させた酵素を用いて純粋
な有機溶媒中で行うこともできる( K azandj
lanet al、 J、 Amer、 Che
s+、 Soc、、Vol。
な有機溶媒中で行うこともできる( K azandj
lanet al、 J、 Amer、 Che
s+、 Soc、、Vol。
107、 (1985) )。反応条件は重要でないが
、主にその合成に含まれる反応体の性質に基づいて、更
に実際的な理由を考慮して選択する。例えば、酵素に関
しては、室温で、しかも水性の媒質の場合には4〜11
の範囲のpHで、作用させることがしばしば適切である
ことが挙げられる。酵素の最適pHよりいくらか高いp
Hを用いることによって、しばしばより高い生成物収率
が得られることが見出されている。コーヒーマメ由来の
α−ガラクトシダーゼおよびタチナタマメ由来のα−マ
ンノシダーゼに対してはpH6,5〜7.5が使用され
た。一方、大腸菌(E、 colt)のβ−ガラクトシ
ダーゼに対してはわずかに高いpHが好ましい。適切な
緩衝塩は、例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リ
ン酸カリウムまたはリン酸ナトリウムなどである°。
、主にその合成に含まれる反応体の性質に基づいて、更
に実際的な理由を考慮して選択する。例えば、酵素に関
しては、室温で、しかも水性の媒質の場合には4〜11
の範囲のpHで、作用させることがしばしば適切である
ことが挙げられる。酵素の最適pHよりいくらか高いp
Hを用いることによって、しばしばより高い生成物収率
が得られることが見出されている。コーヒーマメ由来の
α−ガラクトシダーゼおよびタチナタマメ由来のα−マ
ンノシダーゼに対してはpH6,5〜7.5が使用され
た。一方、大腸菌(E、 colt)のβ−ガラクトシ
ダーゼに対してはわずかに高いpHが好ましい。適切な
緩衝塩は、例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リ
ン酸カリウムまたはリン酸ナトリウムなどである°。
有機共溶媒は加水分解反応を最小化するために使用され
る。同じ理由で、2相系を使用できる。
る。同じ理由で、2相系を使用できる。
しかし、ある場合には水を唯一の溶媒として用いる場合
に、かなり高い収率が得られることが知られている。こ
れは、例えば、コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダー
ゼを用いるGa1(α1−3)Ga 1 (a)−0M
eおよびGal ((Zl−3)Ga l (a)−
0C6H4−NO2−pの合成の場合などである。
に、かなり高い収率が得られることが知られている。こ
れは、例えば、コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダー
ゼを用いるGa1(α1−3)Ga 1 (a)−0M
eおよびGal ((Zl−3)Ga l (a)−
0C6H4−NO2−pの合成の場合などである。
生成物収率と酵素安定性を変えるために温度を変化させ
ることもできる。最もしばしば用いられる温度は5〜5
5℃の範囲であるが、熱安定性グリコシダーゼに対して
、あるいは、例えば高基質濃度を用いて熱変性に対して
安定化された酵素(E 、 J ohansson
et al、 B 1otechnol。
ることもできる。最もしばしば用いられる温度は5〜5
5℃の範囲であるが、熱安定性グリコシダーゼに対して
、あるいは、例えば高基質濃度を用いて熱変性に対して
安定化された酵素(E 、 J ohansson
et al、 B 1otechnol。
Lctt、、 8 (19813) pp、 42
1−424 )に対しては、より高い温度を使用できる
。高温の利点の一つは、高基質濃度を利用でき、それに
よって水活性が減少され高い生成物収率が得られること
である。その上に、高温では酵素活性が増加し、そのた
めに反応時間が短縮されるという利点があり、これが更
に、メチルグリコシドまたはエチルグリコシドなどの室
温で比較的遅く加水分解される配糖体が高温(50〜6
0℃)ではグリコシル供与体として有利に使用できると
いう利点をもたらす。上限温度は反応媒質中の酵素の熱
安定性によって決定される。ある糖転移に関しては、よ
り低い温度がより高い収率の生成配糖体を与えることが
見出された。コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダーゼ
を用い、供与体の初濃度を0.15M、受容体の初濃度
を0.45Mとし、それぞれ20.40.50℃で反応
を行った場合、20℃で Ga I Ca 1−3)Ga 1 ((り−0Meの
最大収率が得られた。
1−424 )に対しては、より高い温度を使用できる
。高温の利点の一つは、高基質濃度を利用でき、それに
よって水活性が減少され高い生成物収率が得られること
である。その上に、高温では酵素活性が増加し、そのた
めに反応時間が短縮されるという利点があり、これが更
に、メチルグリコシドまたはエチルグリコシドなどの室
温で比較的遅く加水分解される配糖体が高温(50〜6
0℃)ではグリコシル供与体として有利に使用できると
いう利点をもたらす。上限温度は反応媒質中の酵素の熱
安定性によって決定される。ある糖転移に関しては、よ
り低い温度がより高い収率の生成配糖体を与えることが
見出された。コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダーゼ
を用い、供与体の初濃度を0.15M、受容体の初濃度
を0.45Mとし、それぞれ20.40.50℃で反応
を行った場合、20℃で Ga I Ca 1−3)Ga 1 ((り−0Meの
最大収率が得られた。
通常は、生成配糖体の収率を最大にするために、供与体
および受容体基質の飽和溶液が使用される。
および受容体基質の飽和溶液が使用される。
これは、室温で水を溶媒として、p−ニトロフェニルグ
リコシドの0.05〜0.2モル溶液、メチルグリコシ
ドの0.3〜0.6゛モル溶液を意味する。メタノール
、N、N−ジメチルホルムアミドなどの共溶媒を、例え
ばp−ニトロフェニルグリコシドなどの疎水性アグリコ
ンを有する配糖体の溶解度を増加させるために使用でき
る。反応はTLC%HPLCによって、または放出され
たアグリコンの分光測定によって(例えばp−ニトロフ
ェノールでは400nm)追跡できる。生成配糖体の最
大収率が達成されたときには、pH変化、温度上昇およ
び/または有機共溶媒(エタノールなど)の添加により
酵素を変性させることによって反応を中断させる。通常
は、80〜85℃で3〜5分間加熱し、その後、約80
%の濃度までエタノールを添加することで十分である。
リコシドの0.05〜0.2モル溶液、メチルグリコシ
ドの0.3〜0.6゛モル溶液を意味する。メタノール
、N、N−ジメチルホルムアミドなどの共溶媒を、例え
ばp−ニトロフェニルグリコシドなどの疎水性アグリコ
ンを有する配糖体の溶解度を増加させるために使用でき
る。反応はTLC%HPLCによって、または放出され
たアグリコンの分光測定によって(例えばp−ニトロフ
ェノールでは400nm)追跡できる。生成配糖体の最
大収率が達成されたときには、pH変化、温度上昇およ
び/または有機共溶媒(エタノールなど)の添加により
酵素を変性させることによって反応を中断させる。通常
は、80〜85℃で3〜5分間加熱し、その後、約80
%の濃度までエタノールを添加することで十分である。
生成物の精製には種々の技術が使用できる。例えば、溶
出液として塩化メチレン:メタノール:水(例えば6:
4:1 v/v/v)を用い、固相としてシリカを用
い、そこで、低圧での乾燥後の部分的に精製した生成配
糖体を無水酢酸とピリジン(例えば1 : 1 v/
v)を用いてアセチル化するカラムクロマトグラフィー
が有効である。
出液として塩化メチレン:メタノール:水(例えば6:
4:1 v/v/v)を用い、固相としてシリカを用
い、そこで、低圧での乾燥後の部分的に精製した生成配
糖体を無水酢酸とピリジン(例えば1 : 1 v/
v)を用いてアセチル化するカラムクロマトグラフィー
が有効である。
更に、カラムクロマトグラフィーの工程(シリカ、溶出
液は例えば酢酸エチル:イソオクタン)を行うことによ
って、通常は純粋なアセチル化生成物が得られる。触媒
量のナトリウム メトキシドを用いる乾燥MeOH中の
脱アセチル化によって、しばしば結晶形の生成配糖体が
得られる。顕著に疎水性のアグリコン(例えば、Ga1
(α1−3)Ga 1 ((Z)−0C6H4N02
−p)を有する生成物の精製は、製造的な(prapa
ratlvo )HPLC装置とC□8シリカを用いて
しばしば1工程で行うことができる。本発明による合成
方法は、糖たんぱく質または糖脂質に含まれるオリゴ、
糖配列の合成に一般に適用できる( B 1o1o
gy of’Carbohydrates、 V o
f、 2 (1984) 。
液は例えば酢酸エチル:イソオクタン)を行うことによ
って、通常は純粋なアセチル化生成物が得られる。触媒
量のナトリウム メトキシドを用いる乾燥MeOH中の
脱アセチル化によって、しばしば結晶形の生成配糖体が
得られる。顕著に疎水性のアグリコン(例えば、Ga1
(α1−3)Ga 1 ((Z)−0C6H4N02
−p)を有する生成物の精製は、製造的な(prapa
ratlvo )HPLC装置とC□8シリカを用いて
しばしば1工程で行うことができる。本発明による合成
方法は、糖たんぱく質または糖脂質に含まれるオリゴ、
糖配列の合成に一般に適用できる( B 1o1o
gy of’Carbohydrates、 V o
f、 2 (1984) 。
V、 Ginsburg and P、 W、 R
obbins、 cds。
obbins、 cds。
Wlley & 5ons、 New Yor
k ;TheGlycoconjugates、 Vo
l、 I −V、 Acade+++1cPress
、 New York ; S、
Hako*or1. Ann。
k ;TheGlycoconjugates、 Vo
l、 I −V、 Acade+++1cPress
、 New York ; S、
Hako*or1. Ann。
Rev、 B ioehem、 、 V ol、 50
. pp、 733−64(1981) ) 。
. pp、 733−64(1981) ) 。
特に興味深いのは、生物学的情報を転移するためには十
分であるこれらの構造の最小断片である。
分であるこれらの構造の最小断片である。
このような構造の重要性の例として、血液型決定基、微
生物に対する特異的レセプター(Gal(α1−3)
Ga 1a−1大腸菌 N88;C1cNac (β1
−3)Galβ−1肺炎双球菌(S、 pneua+o
niae) ; G a I Ca 1−4)Galβ
−1p−線毛大腸菌(p −r1w+brjatedE
、 eoll)など)、分化抗原i、I、CO514,
38,13などを挙げることができる( N atur
e。
生物に対する特異的レセプター(Gal(α1−3)
Ga 1a−1大腸菌 N88;C1cNac (β1
−3)Galβ−1肺炎双球菌(S、 pneua+o
niae) ; G a I Ca 1−4)Galβ
−1p−線毛大腸菌(p −r1w+brjatedE
、 eoll)など)、分化抗原i、I、CO514,
38,13などを挙げることができる( N atur
e。
V of、 314. pp、 53−57 (
1985)のT 、 F ciziによる総説中の第
1表および第2表を参照)。
1985)のT 、 F ciziによる総説中の第
1表および第2表を参照)。
例えば、「成熟」アスパラギン結合オリゴ糖の3つのク
ラス、即ち、(a)高マンノース型、(b) 腹合型、
(c)雑種型を代表する次のN−結合オリゴ糖中に含ま
れるオリゴ糖配列を生産できる( B iology
of’ Carbohydratos、 V of
、 2 。
ラス、即ち、(a)高マンノース型、(b) 腹合型、
(c)雑種型を代表する次のN−結合オリゴ糖中に含ま
れるオリゴ糖配列を生産できる( B iology
of’ Carbohydratos、 V of
、 2 。
(1984) 、 V、 Ginsburg an
d P、 W。
d P、 W。
Robblns、 eds、 Wiloy &
5ons、 NewY orkを参照)。
5ons、 NewY orkを参照)。
ゴ 8
次のO−れ〜合Aリゴ糖ti+tiΔ中に、1まれるA
リニ「糖配列を([+1’(−さ゛る(lliolog
y or Car市o1++7+IraLcs。
リニ「糖配列を([+1’(−さ゛る(lliolog
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Vol、 2 (1084) 、 5AfilOy
& 5ons、 N(!IVY Orkをぞ;照)
。
& 5ons、 N(!IVY Orkをぞ;照)
。
■、 而、1+Jlり之スー’r11 s、t+(Fu
cal−2−Gal II・他の糖 )f”;rり’t−−スGa181−3GalN−11
?’fルグルー1リミン GlcNcal−4Ga
lGlcNAcα1−4GlcNAc N−アピチルガラク1−リミン Ga1NAcal−
3GalNAcシiNL/M 5
iaa2−6GalNAcSiaa2−6Gal Siaa2−4G1cNAc Siaa2−8Sia 更に、次の構造またはその断片が本発明によって製造で
きる( S 、 Hakoo+orl、 A nn、
Ray。
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3GalNAcシiNL/M 5
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きる( S 、 Hakoo+orl、 A nn、
Ray。
Biochea+、、Vol、 5. p、 739
(1981)を参照)。
(1981)を参照)。
次の表に、本発明によって全体または部分を生産できる
ことが示唆される微生物およびトキシンに対する幾つか
のレセプター構造を芥子。
ことが示唆される微生物およびトキシンに対する幾つか
のレセプター構造を芥子。
赤痢菌トキシン Ga l(!1−4Ga l
−末端位 g)裏申のtJ町文献 R@C@p七ors and Recogniti
on、 Vol、 8. Chapman a
nd 1lall。
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on、 Vol、 8. Chapman a
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N、Y、、 1980゜
bl It、Laff1er and C,5vanb
orq−Ed”ene FEMj Microbiol
。
orq−Ed”ene FEMj Microbiol
。
Le七tars L 1980+ p、 12
71 G、 Kallsnius、 It、 M
811by。
71 G、 Kallsnius、 It、 M
811by。
S、B、SV@n1m1!On、J、Winberg、
八−f、undblad、S、SV@n8110n
yand B、 Cedergren、 FEMS M
icrobiol、 Letters 7# 1911
(L2、29)。
八−f、undblad、S、SV@n8110n
yand B、 Cedergren、 FEMS M
icrobiol、 Letters 7# 1911
(L2、29)。
cl X、 Parkklnll!ns J、 Fi
nns、 M、 Achtman、 V、 VaisM
nsnsand T、に+ Korhonen、Bio
chem、Biophys、Rss、Conwnun。
nns、 M、 Achtman、 V、 VaisM
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chem、Biophys、Rss、Conwnun。
ill、 19113. p、 456゜dl V
、VBLJMI4n@n−Rh@nr T、に、Kor
honen、and J、Finne#FEBD La
tt、159,1983.p−2D。
、VBLJMI4n@n−Rh@nr T、に、Kor
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s)M、J、Anderson、JJ、Whl七ehe
adt and YJ、 に1m、Infect。
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and Xmmun、 2L 198(L p
、 897゜f) M、 BerLolini an
d W、Pigman、 Carbohydr、 Re
s、、 L4t197El、 p、 53゜ 91 J、E、Brown、に+−A、Karlss
on、 八+ Lindberg# N、B七ri5
mb@r:qrand J、Thurin in M
、八、Chaster、o、IleinegArdt
八、faundblad。
、 897゜f) M、 BerLolini an
d W、Pigman、 Carbohydr、 Re
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mb@r:qrand J、Thurin in M
、八、Chaster、o、IleinegArdt
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and S、5vensson (edslr Pr
oc、7七h Xn七、Symp、Glyco−con
jugatss+ Lundg 1983. p、
6)8゜h) 八、Gunnar!1Iiony
P、−八、MArdh、 八、Lundblad、
S、5vensson。
oc、7七h Xn七、Symp、Glyco−con
jugatss+ Lundg 1983. p、
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S、5vensson。
Xnfec七、 Immun、、 45# 19
8L p、 41゜i)C,Svanborg−E
den、B+Andersson、L、llagbwg
、Il、Laff1er+G、P憧aqnumB0nr
G9MooripJ、Daltmen、and丁、58
dt!1”!Itr8ffbAnn、N、Y、Acad
−Sci、、4G9,1983.p 560゜j) T
、 Fe1zi and 11.A、 Childs、
Trendll、 Blochem、 Sci、。
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to、 1985. p、 24゜k)G、P、
Springer and R,R,Dessa
i、 八nn、 Cl1n、 Lab、 ScL
、t1985、p、294゜ 1) J−)1o1mgren、 Nature+
292. 1981# p、 431. )
更に、種々のヒト腫瘍中に現われ、腫瘍関連抗原として
作用する複合糖質(特に、F cizi、 N atu
rc、 314 (1985)を参照)中の多数の異な
るオリゴ糖の配列も非常に興味深い。これには次の構造
がある。
Springer and R,R,Dessa
i、 八nn、 Cl1n、 Lab、 ScL
、t1985、p、294゜ 1) J−)1o1mgren、 Nature+
292. 1981# p、 431. )
更に、種々のヒト腫瘍中に現われ、腫瘍関連抗原として
作用する複合糖質(特に、F cizi、 N atu
rc、 314 (1985)を参照)中の多数の異な
るオリゴ糖の配列も非常に興味深い。これには次の構造
がある。
横γシ 刹11
1泡介合胃腺がん、分泌者 亙2グJ土丞 単糖のフルオロ類似体、ホスホ類似体、アミン類似体ま
たはチオ類似体などを含むオリゴ糖配列は、複合糖質代
謝の研究の点から、および可能性としてはがんの化学療
法の点から非常に興味深い(Tho Glyeoco
njugates、 Vol、 IV (1982)A
cadcmic P rcss) oあるオリゴ糖
類似体は、天然のレセプターよりもレクチンに対してよ
り高い会合定数を持つことが示された。これについては
、糖構造に基づく感受性の高い診断法および効果的な治
療法の開発の点から非常に興味が持たれる。
1泡介合胃腺がん、分泌者 亙2グJ土丞 単糖のフルオロ類似体、ホスホ類似体、アミン類似体ま
たはチオ類似体などを含むオリゴ糖配列は、複合糖質代
謝の研究の点から、および可能性としてはがんの化学療
法の点から非常に興味深い(Tho Glyeoco
njugates、 Vol、 IV (1982)A
cadcmic P rcss) oあるオリゴ糖
類似体は、天然のレセプターよりもレクチンに対してよ
り高い会合定数を持つことが示された。これについては
、糖構造に基づく感受性の高い診断法および効果的な治
療法の開発の点から非常に興味が持たれる。
上に述べたように非常に多数のアグリコンを使用できる
。例えば、受容体としてアリルグリコシド、ベンジルグ
リコシドまたはトリメチルシリルグリコシドを選ぶこと
によって、生成配糖体から容易に高収率で遊離の糖を得
ることができる。このように、依然にはグリコシダーゼ
を用いて合成することができなかった遊離のオリゴ糖構
造の酵素合成を、本発明の方法によって行うことができ
る。
。例えば、受容体としてアリルグリコシド、ベンジルグ
リコシドまたはトリメチルシリルグリコシドを選ぶこと
によって、生成配糖体から容易に高収率で遊離の糖を得
ることができる。このように、依然にはグリコシダーゼ
を用いて合成することができなかった遊離のオリゴ糖構
造の酵素合成を、本発明の方法によって行うことができ
る。
簡単な配糖体(メチルグリコシドなど)を、抗体(Sl
ama at at、 Bloche+5lstry、
(1980) 。
ama at at、 Bloche+5lstry、
(1980) 。
19 (20) 、 4595−4(too)およびレ
クチン(Sharon and Lis、 5
cionco(1972)、 177゜949−95
9 )を用いる阻害研究に使用することができる。発色
団または蛍光性のアグリコン(例えば、p−ニトロフェ
ニル、4−メチルウンベリフェリル)を存する配糖体を
酵素分析に使用することができる(D、 E、 5
ykes at al。
クチン(Sharon and Lis、 5
cionco(1972)、 177゜949−95
9 )を用いる阻害研究に使用することができる。発色
団または蛍光性のアグリコン(例えば、p−ニトロフェ
ニル、4−メチルウンベリフェリル)を存する配糖体を
酵素分析に使用することができる(D、 E、 5
ykes at al。
Carbobydrate Ras、、 IIG (
19H) 127− IH)。
19H) 127− IH)。
更に、ペプチド、たんぱく質、脂質、クロマトグラフィ
ーの担体などに対する共有結合させるのに適した配糖体
を、本発明の方法によって合成することができる。
ーの担体などに対する共有結合させるのに適した配糖体
を、本発明の方法によって合成することができる。
本発明の実際の具体例を次に示す。しかし、これらは本
発明の技術的範囲を制限するものではない(略称は、I
UPAC−IUBの推薦によった。
発明の技術的範囲を制限するものではない(略称は、I
UPAC−IUBの推薦によった。
J、 Blot、 Cbcm、 Vol、 25
7. pp、(347−3354(1982) ”)。
7. pp、(347−3354(1982) ”)。
例I
A、 1.8gのp−ニトロフェニル−α−D−ガ
ラクトピラノシド(Gal(α)− OPhNO2−pと18gの1−0−メチル−α−D−
ガラクトピラノシド(Gal(α)−〇Me)とを、1
10111の0.05Mリン酸ナトリウム水溶液(pH
6,5)と40111!のN、N−ジメチルホルムアミ
ド中に溶解した。コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダ
ーゼ(α−D−ガラクトシド ガラクトヒドロラーゼ;
EC3,2,1゜22;0.211i;10単位、B
oohringor )を添加した。室温で7日間放置
した後、反応混合物を80℃で5分間加熱し、生成物を
カラムクロマトグラフィー(シリカ、K Icsclg
cl 60.230〜400メツシユ、M ercL
クロロホルム:MeOH:H2O,6:4:0.5
v/v/v)によって精製し、無水酢酸とピリジンを用
いてパ−アセチル化した。更にカラムクロマトグラフィ
ーの工程(シリカ、イソオクタン:酢酸エチル、1:1
v/v)を行い、触媒量のナトリウムメトキシドを用い
てMeOH中で脱アセチル化した後、純粋な結晶Ga
1 (C1−3) Ga 1 (a)−〇Meを得た
。生成物をNMR,HPLCを用いて分析しく純度は9
9%を超える)、更にメチル化分析を行った。
ラクトピラノシド(Gal(α)− OPhNO2−pと18gの1−0−メチル−α−D−
ガラクトピラノシド(Gal(α)−〇Me)とを、1
10111の0.05Mリン酸ナトリウム水溶液(pH
6,5)と40111!のN、N−ジメチルホルムアミ
ド中に溶解した。コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダ
ーゼ(α−D−ガラクトシド ガラクトヒドロラーゼ;
EC3,2,1゜22;0.211i;10単位、B
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した後、反応混合物を80℃で5分間加熱し、生成物を
カラムクロマトグラフィー(シリカ、K Icsclg
cl 60.230〜400メツシユ、M ercL
クロロホルム:MeOH:H2O,6:4:0.5
v/v/v)によって精製し、無水酢酸とピリジンを用
いてパ−アセチル化した。更にカラムクロマトグラフィ
ーの工程(シリカ、イソオクタン:酢酸エチル、1:1
v/v)を行い、触媒量のナトリウムメトキシドを用い
てMeOH中で脱アセチル化した後、純粋な結晶Ga
1 (C1−3) Ga 1 (a)−〇Meを得た
。生成物をNMR,HPLCを用いて分析しく純度は9
9%を超える)、更にメチル化分析を行った。
B、 0.31gのGa 1 (α)−0PhNO2
−pとOy91gのGa 1 ((り−0Meとを、1
0rIJ!の緩衝液(例IAを参照)に溶解した。α−
ガラクトシダーゼ(コーヒーマメ、 Boehringer、 E C3,2,1、22,
5単位)を添加し、反応を室温で72時間継続させた。
−pとOy91gのGa 1 ((り−0Meとを、1
0rIJ!の緩衝液(例IAを参照)に溶解した。α−
ガラクトシダーゼ(コーヒーマメ、 Boehringer、 E C3,2,1、22,
5単位)を添加し、反応を室温で72時間継続させた。
反応混合物を80℃で5分間加熱し、生成物を例IAに
従って単離した。Ga1(C1−3)Ga 1 (α
)−0Meの収量は180mg、つまりGa 1 (α
)−0PhNO29の39%が付加された。
従って単離した。Ga1(C1−3)Ga 1 (α
)−0Meの収量は180mg、つまりGa 1 (α
)−0PhNO29の39%が付加された。
例2
0.6gのGa 1 (α)−0PhNO2−pと4g
のGa1(β)−0Meとを、22Mの0.05Mリン
酸ナトリウム水溶液(pH6,5)と9dのN、N−ジ
メチルホルムアミド中に溶解した。コーヒーマメ由来の
α−ガラクトシダーゼ(EC3,2,1,22;0.2
tl;10単位)を添加し、反応を室温で90時間継続
させた。生成物を例1に従ってカラムクロマトグラフィ
ーによって精製した。アセチル化した生成物を200M
Hz NMR(’ Hs 13C)を用いて分析した
。Ga 1 (crl−6) Ga 1 (β)−
0Meの収量は125mg、Ga 1 ((!1−3)
Ga 1(β)−0Meでは65mgであり、つまりそ
れぞれ16%と8%のGa l (α)−0PhNO
2−pが付加された。
のGa1(β)−0Meとを、22Mの0.05Mリン
酸ナトリウム水溶液(pH6,5)と9dのN、N−ジ
メチルホルムアミド中に溶解した。コーヒーマメ由来の
α−ガラクトシダーゼ(EC3,2,1,22;0.2
tl;10単位)を添加し、反応を室温で90時間継続
させた。生成物を例1に従ってカラムクロマトグラフィ
ーによって精製した。アセチル化した生成物を200M
Hz NMR(’ Hs 13C)を用いて分析した
。Ga 1 (crl−6) Ga 1 (β)−
0Meの収量は125mg、Ga 1 ((!1−3)
Ga 1(β)−0Meでは65mgであり、つまりそ
れぞれ16%と8%のGa l (α)−0PhNO
2−pが付加された。
例3
A、 0.9gのGa 1 (a)−0PhNO2−
pを、24Mの0.05Mリン酸ナトリウム水溶液(p
H6,5)と811J!のN、N−ジメチルホルムアミ
ド中に溶解した。コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダ
ーゼ(EC3,2,1,22;0.21LI!;10単
位)を添加し、反応を室温で38時間継続させた。生成
物をカラムクロマトグラフィー(シリカ、セファデック
ス(S cphadcx )G10)によって分離し、
UV (305nm)と200MHz NMR(”
H,13C)を用いて分析し、更にメチル化分析を行っ
た。Ga1((!1−3)Ga 1 (a)−0PhN
O2−pの収量は150mg、Ga 1 ((El−
2)Ga 1(a) 0PhNO2pでは25mgで
あり、つまりそれぞれ13%と1.7%のGa1(α)
−OPhNO2−pが付加された。
pを、24Mの0.05Mリン酸ナトリウム水溶液(p
H6,5)と811J!のN、N−ジメチルホルムアミ
ド中に溶解した。コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダ
ーゼ(EC3,2,1,22;0.21LI!;10単
位)を添加し、反応を室温で38時間継続させた。生成
物をカラムクロマトグラフィー(シリカ、セファデック
ス(S cphadcx )G10)によって分離し、
UV (305nm)と200MHz NMR(”
H,13C)を用いて分析し、更にメチル化分析を行っ
た。Ga1((!1−3)Ga 1 (a)−0PhN
O2−pの収量は150mg、Ga 1 ((El−
2)Ga 1(a) 0PhNO2pでは25mgで
あり、つまりそれぞれ13%と1.7%のGa1(α)
−OPhNO2−pが付加された。
B、 1.35gのGa l (a) −0PhNO
2−pを、10tt’の緩衝液(例3Aを参照)中に溶
解し、コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダーゼ(例3
Aを参照)を5単位添加した。反応を50℃で76時間
継続させた。反応混合物を80℃で5分間加熱すること
によって反応を中断させた。
2−pを、10tt’の緩衝液(例3Aを参照)中に溶
解し、コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダーゼ(例3
Aを参照)を5単位添加した。反応を50℃で76時間
継続させた。反応混合物を80℃で5分間加熱すること
によって反応を中断させた。
生成物を例3Aに従いカラムクロマトグラフィー(セフ
ァデックス GIOlP barmaciaxおよび、
シリカ、M 0rCks K iosclgol 6
0.23〜400メツシユ、酢酸エチル:イソプロパノ
ール:水 6:2:1 v/v/v)によって単離し
た。
ァデックス GIOlP barmaciaxおよび、
シリカ、M 0rCks K iosclgol 6
0.23〜400メツシユ、酢酸エチル:イソプロパノ
ール:水 6:2:1 v/v/v)によって単離し
た。
Ga l (al−3)Ga l (a)−0PhN
O2−pとGa l (al−2) Ga l (a)
−OP h N O29の収率はそれぞれ23%(2
36mg)と3.5%(36mg)であった。
O2−pとGa l (al−2) Ga l (a)
−OP h N O29の収率はそれぞれ23%(2
36mg)と3.5%(36mg)であった。
C1この試験は、トレシル(trcsyl)クロリド活
性化アガロース(P barsacla)に固定化した
コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダーゼ(K、 N
i1sson et at、 Biochem、
Biopbys+Ras、 Co11.、102
(1981) 449−457 )を用いて、例
3Aに従って行った。0.5g、11単位のα−ガラク
トシダーゼ−アガロースを、1.5gのGa 1 (α
) −0PhNO2−pを23R1の緩衝液と10m1
!のDMFとに溶解した溶液に添加した。緩やかに撹拌
しながら反応を室温で120間継続させた。上記に従っ
て反応を終結させ生成物を単離して、160mgのGa
l (αl−3)Ga 1 ((Z)−0PhNO2−
pを得た。ツまり理論値の14%である。触媒活性がわ
ずかに数パーセント減少するが、固定化したα−ガラク
トシダーゼを繰返して使用することができた。
性化アガロース(P barsacla)に固定化した
コーヒーマメ由来のα−ガラクトシダーゼ(K、 N
i1sson et at、 Biochem、
Biopbys+Ras、 Co11.、102
(1981) 449−457 )を用いて、例
3Aに従って行った。0.5g、11単位のα−ガラク
トシダーゼ−アガロースを、1.5gのGa 1 (α
) −0PhNO2−pを23R1の緩衝液と10m1
!のDMFとに溶解した溶液に添加した。緩やかに撹拌
しながら反応を室温で120間継続させた。上記に従っ
て反応を終結させ生成物を単離して、160mgのGa
l (αl−3)Ga 1 ((Z)−0PhNO2−
pを得た。ツまり理論値の14%である。触媒活性がわ
ずかに数パーセント減少するが、固定化したα−ガラク
トシダーゼを繰返して使用することができた。
例4
Ga l (αl−2)Ga 1 ((Z)−0PhN
O2−〇の合成 2gのGa 1 (α)−0PhNO2−oを、30m
1!の緩衝液(例IAを参照)と14111!のDMF
とに溶解した。α−ガラクトシダーゼ(例IAを参照、
20単位)を添加し、反応を室温で53時間継続させた
。反応を終結させ、生成物を例IAに従って単離し分析
した。純粋な結晶Ga 1 ((Zl−2) G
a 1 ((Z) −0PhNO2−0の収量は
60mgであり、つまり理論収率の4%であった。
O2−〇の合成 2gのGa 1 (α)−0PhNO2−oを、30m
1!の緩衝液(例IAを参照)と14111!のDMF
とに溶解した。α−ガラクトシダーゼ(例IAを参照、
20単位)を添加し、反応を室温で53時間継続させた
。反応を終結させ、生成物を例IAに従って単離し分析
した。純粋な結晶Ga 1 ((Zl−2) G
a 1 ((Z) −0PhNO2−0の収量は
60mgであり、つまり理論収率の4%であった。
例5
アスペルギルス ニゲル(A sperglllusn
lgcr )由来のα−ガラクトシダーゼ(EC3゜2
.1.22)を用いる以外は例3に従って、合成を行っ
た。この場合、40mgのGa1(al−3)Ga 1
(a)−0PhN02−pと4mgの異性体生成物(
多分(G1−2)異性体)と痕跡程度(約1mg)の他
の異性体生成物が得られた。これらの異性体は、例3A
に従ってセファデックス G10工程中で分離した。
lgcr )由来のα−ガラクトシダーゼ(EC3゜2
.1.22)を用いる以外は例3に従って、合成を行っ
た。この場合、40mgのGa1(al−3)Ga 1
(a)−0PhN02−pと4mgの異性体生成物(
多分(G1−2)異性体)と痕跡程度(約1mg)の他
の異性体生成物が得られた。これらの異性体は、例3A
に従ってセファデックス G10工程中で分離した。
例6
合成
0.63gのMan ((Z)−0PhNOz −pを
、10gM ZnCl2である0、05Mリン酸ナト
リウム(pH6,5)の33mに溶解した。
、10gM ZnCl2である0、05Mリン酸ナト
リウム(pH6,5)の33mに溶解した。
101tのN、N−ジメチルホルムアミドを添加した0
タチナタマメ(Canavalia ensiror
mis)由来のα−マンノシダーゼ(α−D−マンノシ
ドマンノヒドロラーゼ;EC3,2,1,24;0.3
m;10単位、Boehringor −Mannhe
is+ )を添加し、反応を室温で6時間、それから冷
却室(4℃)で36時間継続させた。生成物をカラムク
ロマトグラフィー(シリカゲル)によって単離し、NM
Rを用いて分析し更にメチル化分析を行った。Man
((Zl−2)Man Ca)−OPhNO2−pの収
量は36mgであった。
タチナタマメ(Canavalia ensiror
mis)由来のα−マンノシダーゼ(α−D−マンノシ
ドマンノヒドロラーゼ;EC3,2,1,24;0.3
m;10単位、Boehringor −Mannhe
is+ )を添加し、反応を室温で6時間、それから冷
却室(4℃)で36時間継続させた。生成物をカラムク
ロマトグラフィー(シリカゲル)によって単離し、NM
Rを用いて分析し更にメチル化分析を行った。Man
((Zl−2)Man Ca)−OPhNO2−pの収
量は36mgであった。
NMRによれば生成物の純度は95%を超えており、残
りの異性体の形成は無視できる程度であった。
りの異性体の形成は無視できる程度であった。
例7A
の合成
0.6gのp−ニトロフェニル−α−D−マンノピラノ
シド(Man (α)−0PhNO2−p)と6gの1
−0−メチル−α−D−マンノピラノシド(Man (
(Z)−0Me)とを、10gMZnCノ2である0、
05Mリン酸ナトリウム水溶液(pH6,5)の38ピ
に溶解した。N、 N−ジメチルホルムアミドを添加し
た。タチナタマメ由来のα−マンノシダーゼ(EC3,
2,1゜24;0.311Il;15単位)を添加し、
反応を室温で14時間継続させた。生成物を例1および
例2の合成と類似の方法でシリカカラムによって精製し
た。生成物をNMR、メチル化分析、HPLCを用いて
分析した。 180mgのMan(αl−21−2)
(a)−OMeと28mgのMan (αl−61−6
) ((Z) −OMeを得た。
シド(Man (α)−0PhNO2−p)と6gの1
−0−メチル−α−D−マンノピラノシド(Man (
(Z)−0Me)とを、10gMZnCノ2である0、
05Mリン酸ナトリウム水溶液(pH6,5)の38ピ
に溶解した。N、 N−ジメチルホルムアミドを添加し
た。タチナタマメ由来のα−マンノシダーゼ(EC3,
2,1゜24;0.311Il;15単位)を添加し、
反応を室温で14時間継続させた。生成物を例1および
例2の合成と類似の方法でシリカカラムによって精製し
た。生成物をNMR、メチル化分析、HPLCを用いて
分析した。 180mgのMan(αl−21−2)
(a)−OMeと28mgのMan (αl−61−6
) ((Z) −OMeを得た。
つまり、それぞれMan ((Z)−0PhNO2pの
20%と3%が付加された。
20%と3%が付加された。
例7B
20gのMa n (α)−OMeを、4511iの緩
衝液(例7Aを参照)と5dのMeOHとに溶解した。
衝液(例7Aを参照)と5dのMeOHとに溶解した。
α−マンノシダーゼ(例7Aを参照、50単位)を添加
し、反応を55℃で30間継続させた。反応を終結させ
、生成物を例7Aに従って単離した。
し、反応を55℃で30間継続させた。反応を終結させ
、生成物を例7Aに従って単離した。
例8
0.9gのMan (a)−0PhNO2−pと2.7
gの2−ブロモエチル−α−D−マンノピラノシド(M
a n ((Z) −0E t B r)とを、20I
IL!!の0.05Mリン酸ナトリウム水溶液(pH6
,5)に溶解した。7JのN、N−ジメチルホルムアミ
ドを添加した。タチナタマメ由来のα−マンノシダーゼ
(EC3,2,1,24;0.3IILI!;15単位
)を添加し、反応を室温で72時間継続させた。生成物
を例7Aに従って精製した。生成物をN M R(20
0M Hz ;IH,13C)によって分析した。20
0mgのMan ((21−2)Man (a)−0E
tBrと約30mgの未帰属異性体生成物(多分(G1
−6)異性体)とを得た。
gの2−ブロモエチル−α−D−マンノピラノシド(M
a n ((Z) −0E t B r)とを、20I
IL!!の0.05Mリン酸ナトリウム水溶液(pH6
,5)に溶解した。7JのN、N−ジメチルホルムアミ
ドを添加した。タチナタマメ由来のα−マンノシダーゼ
(EC3,2,1,24;0.3IILI!;15単位
)を添加し、反応を室温で72時間継続させた。生成物
を例7Aに従って精製した。生成物をN M R(20
0M Hz ;IH,13C)によって分析した。20
0mgのMan ((21−2)Man (a)−0E
tBrと約30mgの未帰属異性体生成物(多分(G1
−6)異性体)とを得た。
例9
この物質は、20gのMan(α)−
OPhNO2−pと45gのMan(a)−OMeとか
ら、IM(50単位)のタチナタマメ由来のα−マンノ
シダーゼ(EC3,2,1゜24)を用い、他は例7A
による条件下でのMan (αl−21−2) (α)
−OMeとMan ((Zl−6)Man (a)−O
Meの大量合成の副生成物として形成された。生成物は
、カラムクロマトグラフィー(セファデックスGIO、
シリカ)によって2糖分画から分離した。
ら、IM(50単位)のタチナタマメ由来のα−マンノ
シダーゼ(EC3,2,1゜24)を用い、他は例7A
による条件下でのMan (αl−21−2) (α)
−OMeとMan ((Zl−6)Man (a)−O
Meの大量合成の副生成物として形成された。生成物は
、カラムクロマトグラフィー(セファデックスGIO、
シリカ)によって2糖分画から分離した。
アセチル化した生成物を、カラムクロマトグラフィー(
シリカ)によって異性体生成物(全量の約35%)から
分離し、た。250mgのアセチル化M a n (a
1−2 ) M a n (a 1−2 ) M a
n(α)−OMeを得た。生成物をNMR(200M
Hz ;” H,” 3C)によって分析し、更にメチ
ル化分析を行った゛。
シリカ)によって異性体生成物(全量の約35%)から
分離し、た。250mgのアセチル化M a n (a
1−2 ) M a n (a 1−2 ) M a
n(α)−OMeを得た。生成物をNMR(200M
Hz ;” H,” 3C)によって分析し、更にメチ
ル化分析を行った゛。
例1O
A、 2.7gの0−ニトロフェニル−β−D−ガラ
クトピラノシド(Gal(β)− OPhNO2−o)と5gのGa1(β)−OMeとを
、1mM MgCl2および10mMメルカプトエタ
ノールである0、05Mリン酸ナトリウム水溶液(p
H6,8)の35111に溶解した。15M1のN、N
−ジメチルホルムアミドを添加した。大腸菌由来のβ−
ガラクトシダーゼ(β−D−ガラクトシド ガラクトヒ
ドロラーゼ;EC3,2,1,23,100単位; S
igmaL aboraiorlos )を添加し、
反応を室温で24時間継続させた。生成物をカラムクロ
マトグラフィー(シリカおよびセファデックス G10
)によって分離した。アセチル化とシリカカラムでのク
ロマトグラフィーの後、1.3gのアセチル化Ga1(
β1−3)Gal(β)−OMeと160 m gのC
a1(β1−6)Gal(β)−OMe(アセチル化)
を得た。分析は200M Hz N M R(” H
% ” 3C)を用いて行った。
クトピラノシド(Gal(β)− OPhNO2−o)と5gのGa1(β)−OMeとを
、1mM MgCl2および10mMメルカプトエタ
ノールである0、05Mリン酸ナトリウム水溶液(p
H6,8)の35111に溶解した。15M1のN、N
−ジメチルホルムアミドを添加した。大腸菌由来のβ−
ガラクトシダーゼ(β−D−ガラクトシド ガラクトヒ
ドロラーゼ;EC3,2,1,23,100単位; S
igmaL aboraiorlos )を添加し、
反応を室温で24時間継続させた。生成物をカラムクロ
マトグラフィー(シリカおよびセファデックス G10
)によって分離した。アセチル化とシリカカラムでのク
ロマトグラフィーの後、1.3gのアセチル化Ga1(
β1−3)Gal(β)−OMeと160 m gのC
a1(β1−6)Gal(β)−OMe(アセチル化)
を得た。分析は200M Hz N M R(” H
% ” 3C)を用いて行った。
B、 この試験は例10Aと類似しているが、960
gのGa1(β)−0PhNO2−oと、15gのCa
1(β) −OMeと、トレシルアガロース(例3Cを
参照)に固定化した大腸菌由来のβ−ガラクトシダーゼ
とを用いた。このグリコシダーゼを、105aIi7の
緩衝液(例10Aを参照)と451niのDMF’に溶
解した。β−ガラクトシダーゼ−アガロース(O,2g
、300単位)を添加し、緩やかに撹拌しながら反応を
室温で4日間継続させた。生成物を例1OAに従って単
離し、分析した。MeOHから再結晶させたGa1(β
1−3)Gal(β)−OMeの収量は4g(2996
)であり、Ga1(β1−6)Gal(β)−OMeで
は400mg (3%)であった。
gのGa1(β)−0PhNO2−oと、15gのCa
1(β) −OMeと、トレシルアガロース(例3Cを
参照)に固定化した大腸菌由来のβ−ガラクトシダーゼ
とを用いた。このグリコシダーゼを、105aIi7の
緩衝液(例10Aを参照)と451niのDMF’に溶
解した。β−ガラクトシダーゼ−アガロース(O,2g
、300単位)を添加し、緩やかに撹拌しながら反応を
室温で4日間継続させた。生成物を例1OAに従って単
離し、分析した。MeOHから再結晶させたGa1(β
1−3)Gal(β)−OMeの収量は4g(2996
)であり、Ga1(β1−6)Gal(β)−OMeで
は400mg (3%)であった。
例11
Gal(β1−6)Ga 1 (a)−OMeの製造こ
の試験は例10Aと類似しているが、2.7gのGa1
(β) 0PhNO2oと、5gのGa 1 (a
)−OMeと、大腸菌由来の1.0gのβ−ガラクトシ
ダーゼ(例10Aを参照)を35gの緩衝液(例10A
を参照)と15mのDMFとに溶解した溶液とを用いた
。室温で5時間反応させた後、生成物を例1Oに従って
単離し分析した。
の試験は例10Aと類似しているが、2.7gのGa1
(β) 0PhNO2oと、5gのGa 1 (a
)−OMeと、大腸菌由来の1.0gのβ−ガラクトシ
ダーゼ(例10Aを参照)を35gの緩衝液(例10A
を参照)と15mのDMFとに溶解した溶液とを用いた
。室温で5時間反応させた後、生成物を例1Oに従って
単離し分析した。
結晶Ga1(β1−6)Gal(β)−OMeの収量は
450mgであった。他の異性体の形成は無視できる程
度であった。
450mgであった。他の異性体の形成は無視できる程
度であった。
例12
この例は受容体配糖体自身の製造の説明である。
18gのラクトースを、160I!II!の緩衝液(例
1Oを参照)と751LI!のDMFと15ピのヒドロ
キシエチルメタクリレートとの混合物中に溶解した。
1Oを参照)と751LI!のDMFと15ピのヒドロ
キシエチルメタクリレートとの混合物中に溶解した。
β−ガラクトシダーゼ−アガロース(1,5g。
2250単位、例10Bを参照)を添加し、緩やかに撹
拌しながら反応を室温で継続させた。6日後、固定化酵
素をろ別し、生成物をカラムクロマトグラフィーによっ
て単離した。2.6gのGa1(β) 0CH2CH
2QC(O)C(CH3)=CH2と160mgのGa
1(β1−3)Ga 1−OCH2CH2QC(O)C
(CH3)=CH2を得た。
拌しながら反応を室温で継続させた。6日後、固定化酵
素をろ別し、生成物をカラムクロマトグラフィーによっ
て単離した。2.6gのGa1(β) 0CH2CH
2QC(O)C(CH3)=CH2と160mgのGa
1(β1−3)Ga 1−OCH2CH2QC(O)C
(CH3)=CH2を得た。
廻」J
6gのGa1(β)−0PhNO2−oと1gのC;1
cNAc(β) −〇 (CH2) 2 S 1(CH
3)3とを、10gのウシ精巣から得た抽出物の上清を
含む30M1の0.1Mリン酸ナトリウム(pH7,0
)中に懸濁した。反応を40℃で2日間継続させた。反
応を終結させ、生成物を例10Aに従ってカラムクロマ
トグラフィーによって単離した。脱アセチル化後のGa
1(β1−3)GlcNAc(β) 0(CH2)2
si(CH3)3の収量は200mgであった。
cNAc(β) −〇 (CH2) 2 S 1(CH
3)3とを、10gのウシ精巣から得た抽出物の上清を
含む30M1の0.1Mリン酸ナトリウム(pH7,0
)中に懸濁した。反応を40℃で2日間継続させた。反
応を終結させ、生成物を例10Aに従ってカラムクロマ
トグラフィーによって単離した。脱アセチル化後のGa
1(β1−3)GlcNAc(β) 0(CH2)2
si(CH3)3の収量は200mgであった。
1旦
GlcNAc(β1−1−6) n ((Z) −OM
eの合成 3gのGlcNAc(β)−0PhNO2−p ’(
p−ニトロフェニル−N−アセチル−β−D−グルコサ
ミニド)と16gのMan(α)−〇 M eとを、8
8aa?の緩衝液(例IAを参照)と12MJ!のDM
Fに溶解した。N−アセチル−β−D−グルコサミニダ
ーゼ(タチナタマメ、EC3゜2.1.30.20単位
、0.3JIJF、 SlgmaL aboraLor
ias )を添加し、反応を室温で30間継続させた。
eの合成 3gのGlcNAc(β)−0PhNO2−p ’(
p−ニトロフェニル−N−アセチル−β−D−グルコサ
ミニド)と16gのMan(α)−〇 M eとを、8
8aa?の緩衝液(例IAを参照)と12MJ!のDM
Fに溶解した。N−アセチル−β−D−グルコサミニダ
ーゼ(タチナタマメ、EC3゜2.1.30.20単位
、0.3JIJF、 SlgmaL aboraLor
ias )を添加し、反応を室温で30間継続させた。
反応を終結させ、生成物を例IAに従って単離し分析し
た。純粋な結晶G’1cNAc(β1−6 ) M a
n (a ) −0M eの収量は350mgであっ
た。
た。純粋な結晶G’1cNAc(β1−6 ) M a
n (a ) −0M eの収量は350mgであっ
た。
例15
Fuc (al−3)Ga 1 ((り−0Meの合成
0.31gのp−ニトロフェニル−α−L−フコピラノ
シド(Fuc (a)−0PhNO2)と3gのGa
1 (a)−OMeとを、251R1の緩衝液(O,
05Mリン酸ナトリウム、pH6,2)に溶解した。α
−L−フコシダーゼ(ウシ腎臓;EC3,2,1,51
;o、3m/、1単位、S igma L abor
atortcs )を添加し、反応を37℃で20間継
続させた。反応を中断させ、生成物を例IAに従って単
離し分析した。パーアセチル化Fuc (αl−3)G
a l ((Z)−OMeの収量は35mgであった。
0.31gのp−ニトロフェニル−α−L−フコピラノ
シド(Fuc (a)−0PhNO2)と3gのGa
1 (a)−OMeとを、251R1の緩衝液(O,
05Mリン酸ナトリウム、pH6,2)に溶解した。α
−L−フコシダーゼ(ウシ腎臓;EC3,2,1,51
;o、3m/、1単位、S igma L abor
atortcs )を添加し、反応を37℃で20間継
続させた。反応を中断させ、生成物を例IAに従って単
離し分析した。パーアセチル化Fuc (αl−3)G
a l ((Z)−OMeの収量は35mgであった。
Claims (25)
- (1)複合糖質の糖部分からなるオリゴ糖化合物、また
は、その糖部分の断片であるオリゴ糖化合物、または、
その糖部分の類似体であるオリゴ糖のいずれかを、逆加
水分解または糖転移によって酵素的に生産するにあたり
、グリコシル供与体とグリコシル受容体との間に形成さ
れるグリコシド結合のレジオセレクティビティを制御す
る方法であって、 単糖またはオリゴ糖、または単糖かオリゴ糖の配糖体で
ある供与体物質を、単糖またはオリゴ糖または糖類似体
と、1位でO−、N−、C−またはS−グリコシド結合
した少なくとも一つのアグリコンとからなるO−、N−
、C−またはS−配糖体である受容体物質と、グリコシ
ダーゼの存在下で反応させ、かつ、ここで、受容体物質
中のグリコシル基とアグリコンの間のグリコシド結合に
関してα−またはβ−配置が選択されることと、このオ
リゴ糖化合物が反応混合物から分離されることとを特徴
とする、 グリコシド結合のレジオセレクティビティの制御方法。 - (2)供与体物質と受容体物質の糖部分が、L−フコー
ス、D−ガラクトース、D−マンノース、N−アセチル
ノイラミン酸、N−アセチル−D−ガラクトサミンおよ
びN−アセチル−D−グルコサミンといった単糖の一つ
またはそれ以上を含むことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の方法。 - (3)受容体物質が、L−フコース、D−ガラクトース
、D−マンノース、N−アセチル−D−ガラクトサミン
およびN−アセチルD−グルコサミンといった単糖の類
似体を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の方法。 - (4)アグリコンが脂肪族物質または芳香族物質である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項から第3項まで
のいずれか1項に記載する方法。 - (5)アグリコンが、グリコシド結合したメチル基、C
H_3(CH_2)n基、フェニル基、p−ニトロフェ
ニル基、o−ニトロフェニル基、2−ブロモエチル基、
トリメチルシリルエチル基またはCH_2=C(CH_
3)−C(O)− OCH_2CH_2基であることを特徴とする特許請求
の範囲第4項記載の方法。 - (6)アグリコンが発蛍光物質であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1項に
記載する方法。 - (7)アグリコンがアミノ基、ニトリル基またはアミド
基であるか、またはこれらの基を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1項に
記載する方法。 - (8)アグリコンが、フォスフェート、サルフェートま
たはカルボキシル基、またはそれらの誘導体を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項から第4項までのい
ずれか1項に記載する方法。 - (9)アグリコンが、直接にまたは化学修飾の後、脂質
、ペプチド、たんぱく質、酵素、または、アフィニティ
分配系、アフィニティクロマトグラフィー、診断または
治療において使用される担体物質に、共有結合できるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項から第4項までの
いずれか1項に記載する方法。 - (10)アグリコンが重合可能であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第9項までのいずれか1項に
記載する方法。 - (11)アグリコンが、アミノ酸、ペプチド、脂質また
はその誘導体またはその類似体であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第6項までのいずれか1項に
記載する方法。 - (12)供与体が、ラクトース、ラフィノース、チトビ
オースまたはジマンノシドであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項から第11項までのいずれか1項に記
載する方法。 - (13)供与体物質が、α−またはβ−グリコシド結合
した有機物質を有する単糖またはオリゴ糖であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項から第11項までのい
ずれか1項に記載する方法。 - (14)有機物質が、メチル基、 CH_3(CH_2)n基、フェニル基、p−ニトロフ
ェニル基、o−ニトロフェニル基または4−メチルウン
ベリフェリル基であることを特徴とする特許請求の範囲
第13項記載の方法。 - (15)酵素がEC3.2群のエンドグリコシダーゼお
よび/またはエキソグリコシダーゼであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項から第14項までのいずれか
1項に記載する方法。 - (16)酵素が、ガラクトシダーゼ、マンノシダーゼ、
N−アセチルヘキソサミニダーゼ、N−アセチルガラク
トース アミニダーゼ、N−アセチルグリコースアミニ
ダーゼまたはフコシダーゼであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項から第15項までのいずれか1項に記
載する方法。 - (17)使用する酵素が熱安定性であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項から第16項までのいずれか1
項に記載する方法。 - (18)酵素が、そのままでまたはその天然の生物学的
環境から完全にまたは部分的に単離された後に使用され
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第17項
までのいずれか1項に記載する方法。 - (19)酵素が結晶形であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項から第18項までのいずれか1項に記載す
る方法。 - (20)酵素がミセルに内包されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項から第19項までのいずれか1
項に記載する方法。 - (21)酵素が有機物質によって共有結合的に修飾され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第2
0項までのいずれか1項に記載する方法。 - (22)酵素が、沈澱、吸着、内包、キレート化、また
は、プロトン性溶媒または非プロトン性溶媒に不溶であ
るポリマー物質またはその誘導体への共有結合によって
固定化されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項から第21項までのいずれか1項に記載する方法。 - (23)ポリマー物質が、アガロース、セルロース、シ
リカ、ポリアクリルアミド、または、ポリアクリレート
に基づく可塑物からなることを特徴とする特許請求の範
囲第22項記載の方法。 - (24)他の物質に対する生物特異的な親和力を有する
オリゴ糖化合物が合成され単離されることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第23項までのいずれか1項
に記載する方法。 - (25)特許請求の範囲第1項に記載する方法によって
得られた生成物を、直接にまたは化学修飾の後、アフィ
ニティクロマトグラフィー、2相系でのアフィニティ分
配、診断、治療、免疫化、免疫学的特徴づけ、酵素/た
んぱく質の性質の変化、酵素活性の測定、性細胞への影
響、または、植物防御/成長機構の修飾のために使用す
る、 特許請求の範囲第1項記載の方法によって得られた生成
物の使用。
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