KR101709931B1 - 신규 지질 디펩티드 및 겔 - Google Patents

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Abstract

[과제] 산성에서부터 알칼리성의 액성 범위에서 매우 소량으로 겔을 형성할 수 있는 겔화제 및 높은 환경·생체적합성 및 생체분해성을 갖는 겔의 제공.
[해결 수단] 식 (1):
[화학식 1]
Figure 112011014989074-pct00027

(식 중, R1은 탄소원자수 9 내지 23의 지방족기를 나타내고, R2는 수소원자, 또는 탄소원자수 1 혹은 2의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, R3은 -(CH2)n-X기를 나타내며, n은 1 내지 4의 수를 나타내며, X는 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소원자를 1 내지 3개 가질 수 있는 5원환 혹은 6원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합복소환을 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 또는 그 약학적으로 사용 가능한 염으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 겔화제.

Description

신규 지질 디펩티드 및 겔{NOVEL LIPID DIPEPTIDE AND GEL}
본 발명은, 지질 디펩티드로 이루어진 겔화제, 이 겔화제의 자기집합화에 의해 형성되는 섬유, 및 겔화제 또는 섬유와 각종 용액으로 구성되는 겔 및 겔 시트, 그리고 이것들에 이용할 수 있는 신규 지질 디펩티드에 관한 것이다.
본 발명의 지질 펩티드는, 화장품, 한천 등의 겔상 식료품이나 의약품 제제 등을 비롯한 각종 겔상 기재를 제조하기 위한 겔화제로서 특히 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 상기 지질 펩티드로부터 얻은 겔은, 화장품, (소프트) 콘택트렌즈, 종이 기저귀, 방향제 등의 일용품 용도나, 건조지 농업 용도, 크로마토그래피 등의 분석화학 용도, 의료·의학 용도, 단백질의 담지체 또는 세포배양 관련 기재, 바이오 리액터 등의 생화학 분야 용도 등, 각종 기능성 재료로서 적합하다.
하이드로겔은 물을 매질로 하기 때문에 생체 적합성이 높은 겔로서 유용하며, 종이 기저귀나 화장품, 방향제의 일용품용 용도를 비롯하여, 폭넓은 분야에서 사용되고 있다.
종래형 하이드로겔로서는, 아가로스(agarose) 등의 천연 고분자 겔이나, 아크릴아미드겔 등의 고분자쇄 간을 화학공유결합에 의해 가교한 합성 고분자 겔을 들 수 있다.
최근에는 하이드로겔에 물질 유지성능이나 외부자극 응답성능, 나아가 환경을 배려하여 생분해 성능과 같은 각종 기능을 부여한 기능성 겔이 주목받고 있으며, 상기 천연 또는 합성 고분자 겔에 공중합 반응을 이용하여 기능성 분자를 조합함으로써 다양한 기능을 발현하기 위한 시도가 이루어지고 있다.
이처럼 새로운 기능을 하이드로겔에 부여하기 위해서는, 겔의 나노구조나 그 표면구조를 상세히 검토할 필요가 있는데, 상기 서술한 공중합 반응을 이용한 기능성 분자의 조합 방법으로는 기능성 기(基)의 도입율에 한계가 있다는 점이나 정밀분자 설계가 어렵다는 점의 문제가 있으며, 또한 미반응의 잔존물질의 안전성 문제, 나아가 겔 조제가 매우 번잡하다는 등 많은 문제가 있었다.
또한, 이들 하이드로겔로 잔존하는 미반응 가교제도 없이, 안전하고 안정적인 시트형상의 겔(이른바, 겔 시트)을 작성하고자 할 때에는, 천연 고분자를 용해시킨 용액을 시트형상의 틀에 넣은 후 겔화시켜 겔 시트를 얻게 된다. 그러나, 천연 고분자 간의 물리 가교는 약하고 평형 상태에 있으므로, 이 겔 시트를 물에 침지해 두면 점차 천연 고분자가 겔 시트로부터 물로 빠져 나와 붕괴되어 버린다. 이처럼, 물리 겔 만으로의 겔 시트를 작성하는 것은 매우 어려웠다(비특허문헌 1)
이러한 종래의 「Top-down형」 기능성 재료의 개발에 대하여, 물질의 최소단위인 원자나 분자를 집합시키고 그 집합체인 초(超)분자에 새로운 기능을 발견하는 「Bottom-up형」 기능성 재료의 창제 연구가 주목을 받고 있다.
겔 분야에서도, 저분자 화합물의 자기집합화에 의한 비공유 결합성 겔 섬유(이른바 「나노섬유상의 자기집합체」)에 의해 형성되는 새로운 겔의 개발이 진행되고 있다. 상기 「자기집합화」란, 당초 랜덤 상태에 있는 물질(분자)군에서, 분자가 적절한 외부조건 하에서 분자 간의 비공유 결합성 상호작용 등에 의해 자발적으로 회합함으로써, 매크로한 기능성 집합체로 성장하는 것을 말한다.
상기 새로운 겔은, 이론적으로는 모노머의 분자설계에 의해 분자간 상호작용이나 분자 집합체가 약한 비공유결합을 제어함으로써, 거시적인 겔의 구조나 기능의 제어가 가능하다는 점이 주목을 받고 있다.
다만, 저분자 화합물 간의 분자간 상호작용이나 비공유결합을 어떻게 제어할 것인가에 대해서는 명확한 방법론이 발견되지 않았으며, 또한 비공유 결합성 겔의 연구는 비교적 겔 형성이 용이하다는 점으로부터 유기용매 중에서의 수소결합을 이용한 자기집합체의 연구가 선행되고 있으며, 수용액 중에서의 자기집합화 화합물(즉, 하이드로겔화제 등)은 우발적인 발견의 영역에 머물러 있다.
현재 보고되어 있는 비공유 결합성 겔을 형성하는 하이드로겔화제는 크게 아래의 3종류로 나눌 수 있다.
[1. 양친매성 저분자를 골격으로 가지는 것]
인공 지질막을 모델로 한 것으로, 4급 암모늄염부를 친수부로 하고, 알킬 장쇄를 소수부로 한 계면활성제형 겔화제, 2개의 계면활성제형 분자의 친수부를 연결한 쌍계면활성제형 겔화제 등을 들 수 있다.
이러한 겔화제에 의한 하이드로겔의 일 예로, 분지형 알킬기를 소수부에 가지는 양이온성 양친매성 화합물의 분산 수용액에 분자량 90 이상의 음이온을 첨가함으로써 형성되는 분자조직성 하이드로겔에 관한 제안이 이루어져 있다(특허문헌 1).
[2. 생체내 성분을 모티브로 한 골격을 가지는 것]
펩티드 2차 구조 골격(α-헬릭스 구조나 β-시트 구조 등)에 의한 분자 집합체 간의 회합을 이용한 겔화제를 들 수 있다.
예를 들어, α-헬릭스 구조를 갖는 것(비특허문헌 2), β-시트 구조를 갖는 것(비특허문헌 3)에 관한 제안이 이루어져 있다.
[3. 반인공형 저분자를 골격으로 가지는 것]
DNA 염기나 펩티드쇄, 당쇄 등의 생체 내 성분(친수부)과 알킬쇄(소수부) 등의 조합으로 이루어지며, 앞에 언급한 2가지 겔화제의 특징을 조합한 겔화제라 할 수 있다. 여기서, DNA 염기, 펩티드쇄 및 당쇄는 친수성을 높일 뿐만 아니라, 수소결합 등의 분자간 상호작용을 부여하는 역할도 담당한다.
예를 들어, N-아세틸화된 단당류 또는 이당류의 글리코시드 구조를 갖는 당 구조부위를 가지는 글리코시드아미노산 유도체로 이루어지는 하이드로겔화제(특허문헌 2), 일반식 「RCO(NHCH2CO)mOH」로 표현되는 펩티드 지질과 천이금속으로부터 자기집합성을 갖고 형성되는 미세 중공섬유(특허문헌 3) 등의 제안이 이루어지고 있다.
또한, <소수부-시스테인 잔기(네트워크 형성시에 디설파이드 결합 형성)-글리신 잔기(유연성을 부여)-인산화 세린 잔기-세포접착성 펩티드>라는 구조를 갖는 양친매성 펩티드가, 소수부를 핵으로 하여 β-시트형 섬유 네트워크를 형성하는 것이 개시되어 있다(비특허문헌 4).
그리고, 화합물 라이브러리를 이용하여 당지질형 초분자 하이드로겔의 작성을 행한 사례도 보고되고 있다(비특허문헌 5).
양친매성인 소수성부+디펩티드로 구성된 디펩티드 화합물도 자기집합체를 형성할 수 있는 「Bottom-up형」의 기능성 재료 중 하나로서 주목을 받고 있다. 예를 들면 「2-(나프탈렌-2-일옥시)아세트산」+「글리실글리신이나 글리실세린 등」과 같은 특수한 지질부를 갖는 디펩티드 화합물로 하이드로겔이 된다고 알려져 있다. 그러나 이들 모두, 산성 수용액을 겔화하거나, 또는 겔화된 하이드로겔이 산성이라는 점이다(비특허문헌 6).
또한, 이렇게 발견된 많은 저분자 하이드로겔은, 수용액뿐 아니라 유기용제를 겔화하는 일이 거의 없으며, 그 구조가 한정되어 있었다. 양방 겔화에서도 물 또는 한정된 액성의 수용액과 특수한 유기용제의 조합으로 한정되어 있었다(비특허문헌 7~9). 즉, 넓은 액성의 수용액을 겔화함에도 불구하고, 유기용제나, 나아가 화장품 등에도 사용되는 실용적인 용제에 대해서도, 겔화능을 발휘하는 겔화제가 알려져 있지 않다.
이에 반해, 천연으로 존재하는 지방산인 라우린산 또는 미리스틴산과, 글리실글리신으로 구성된 지질 펩티드 화합물은, 하이드로겔로는 되지 않고 다중 베시클의 내경 50~90㎚ 정도의 중공을 갖는 유기나노튜브를 형성하여 석출한다(예를 들어 특허문헌 3). 그러나, 글리실글리신의 C말단에 히스티딘을 부여하여 N말단을 천연지방산인 팔미트산과 결합시킨 팔미토일-Gly-Gly-His가 겔화능을 갖는다는 사실이 발견되었고, 또한 팔미트산과 결합시키는 펩티드를 트리펩티드로부터 테트라펩티드로 한 팔미토일-Gly-Gly-Gly-His로 할 경우, 불과 0.03wt%라는 최소 겔화 농도로 높은 겔화능을 갖는다고 보고되어 있다(비특허문헌 10).
이처럼, 친수부의 펩티드쇄를 길게 한 경우에는, 지질 펩티드끼리의 수소 결합의 수가 증가하게 되므로 안정적으로 회합하는 지질 펩티드를 얻을 수 있다고도 생각할 수 있지만, 반대로, 친수부인 펩티드쇄를 짧게 하고, 지질 펩티드 간에 생기는 수소결합의 수를 감소시킨 경우에도, 자기집합화하여 겔화하는지는 아직까지 알려지지 않았다.
또한, 상기 팔미토일-Gly-Gly-Gly-His의 경우도, 1N 염산수용액이나 중·염기성 수용액, 에탄올과 물의 혼합용액 등, 지금껏 보고된 겔화 가능한 매체는 몇 개 되지 않았고, 각종 산이나 무기염이 존재한 경우의 겔화나 화장품, 외용의약품에 이용되는 유기용제의 겔화에 관한 보고는 나와 있지 않다.
특개2002-085957호 공보 특개2003-327949호 공보 특개2004-250797호 공보
Katsuyoshi NISHINARI, K.S.Hossain, Shimon TANAKA, Yoko NITTA, Takemasa MAKOTO, Fang Yapeng, Toyoichi, TANAKA 기념 심포지움, 겔의 부피 총 전이의 발견-그로부터 30년- 요지집, 2008년 9월 10일-12일, SS-1, p39. W.A.Pekata et.al., SCIENCE, 281, 389 (1998) A.Aggeli et.al., Angew. Chem. Int. Ed., 2003, 42. 5603-5606 Jefffry D. Hartgerink, Elia Beniaah, Samuel I. Stupp, SCIENCE, vol294, 1684-1688(2001) Shinji MATSUMOTO, Itaru HAMACHI, Dojin News No.118, 1-16(2006) Z.Yang, B.Xu et al., J.Mater. Chem. 2007, 17, 850-854 P.K.Kumar et al., CHem. Mater. 2007, 19, 138-140 P.K.Kumar and G.John, CHem. Commun. 2006, 2218-2220 Y.Matsuzawa, M.Abe et al., Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1507-1514 Daisuke KODA, Tatsuo MARUYAMA, Saori SONOKAWA, Kazunori NAKASHIMA, Masahiro GOTO, 제44회 회학관련지부 합동 큐슈대회, 2007년 7월 7일 요지집
종래형 하이드로겔의 경우, 그 합성 고분자 겔을 형성함에 있어, 또 경우에 따라 젤라틴(콜라겐) 등의 천연 고분자를 겔화함에 있어서, 알데히드기를 갖는 가교제를 사용할 필요가 있다.
또한, 천연 고분자 겔은 물론, (합성)고분자 겔에 기능을 부여하기 위해서는, 고분자쇄를 화학 수식하거나 기능분자를 조합하기 위해 공중합 반응을 행할 필요가 있다.
이처럼, 종래형 하이드로겔에서는 겔의 조제가 번잡하고 미반응 가교제나 공중합 반응시에 미반응 물질이 겔 내에 잔존한다고 하는 문제도 있었다.
또한, 지금까지 제안된 상기 서술한 비공유 결합성 겔을 형성하는 하이드로겔화제에 있어서, 상기 양친매성 저분자를 골격으로 하는 (1.)의 경우, 매질의 액성에 따라서는 겔 형성을 이루지 못하는 경우가 있다. 즉, 알칼리성 영역에서는 미셀을 형성하여 유화액이 되어버리는 한편, 산성 영역에서는 섬유형상으로 자기집합하여 하이드로겔을 얻을 수는 있지만, 생체에 안전한 중성 영역에서 하이드로겔화 하는 예에 대한 보고는 거의 나와 있지 않다. 또한, 4급 암모늄 양이온 등(예를 들어, 특허문헌 1)의 생체환경에 대한 안전성에 불안을 남긴다는 등의 과제도 있다.
또, 생체 내 성분을 모티브로 한 골격(2.)에서는, 대량 제조에 적합하지 않다는 생산성의 문제, 또는 겔 형성능이 온도나 pH에 의존한다는 과제가 있다.
그리고, 반인공형 저분자를 골격으로 갖는 것인 (3.)에서는, 예를 들면 특허문헌 2에 기재된 그 하이드로겔화제를 구성하는 글리코시드아미노산 유도체를 합성하는 반응 스킴(도 1)을 참조하면, 독성이 높은 아지드화나트륨을 사용하는 것이 명기되어 있으며, 또 특허문헌 3에 기재된 중공섬유의 자기집합화에 있어서, 천이금속(이온)의 첨가가 필수라는 점 등, 생체 적합성이나 환경 안전성에서의 과제를 남기고 있었다.
이와 같이, 지금까지 보고된 각종 비공유 결합성 하이드로겔 및 그 겔을 형성하는 하이드로겔화제에서는, 겔 형성능(겔구조 유지능)이나 생체환경에 대한 안전성 등의 면에서 더욱 개선이 요구되고 있었다.
또한 생체환경에 대한 안전성의 관점으로부터는, 보다 소량의 첨가량으로 겔 형성을 할 수 있게 된 하이드로겔화제에 대한 잠재적인 요구가 있었다.
이때, 천연으로 존재하는 지방산과 아미노산을 조합하여, 높은 겔화능을 갖는 지질 펩티드를 개발하고자 하는 경우, 펩티드 부분이 3개 내지는 4개 이상의 아미노산을 필요로 하기 때문에 제조공정 등이 번잡하므로, 보다 간단한 구조로, 짧은 공정에서의 제조가 가능하면서 공업화 규모로 제조할 수 있는 화합물이 요구되고 있었다.
또한, 의농약제제·화장품·잉크·도료 등 폭넓은 용도의 관점으로부터, 단순히 물이나 수성 매체를 겔화시킬 뿐 아니라, 다종 다양한 용액이나 넓은 pH 영역에 대응할 수 있으며, 물과 유기용제와의 혼합용액이나 소수성 유기용액 등을 겔 형성할 수 있는 겔화제에 대한 요구도 있었다.
또한, 시트형상의 겔, 즉, 겔 시트를 작성하는 경우에는, 화학 가교제를 이용하지 않고 안전한 겔 시트를 작성하기 위해, 물리겔을 이용하더라도, 물에 침지시켜도 붕괴되지 않는 안정한 겔 시트를 작성할 수가 없었다. 겔 시트는 피부 등에 닿을 때 보습 효과가 있어, 피부보습제, 창상피복제, 화장팩, 의농약의 서방용(sustained release) 기재로서의 용도로 확대되고 있다는 점에서, 이처럼 안전하고 안정적인 겔 시트가 요구되고 있었다.
본 발명은 상기 사정을 기초하여 이루어진 것으로, 그 해결하고자 하는 과제는, 신규 지질 펩티드, 특히 산성에서부터 알칼리성까지와 같은 넓은 액성 범위에서, 특히 중성 영역에서도, 알코올, 유기용제 등이 혼합된 용액, 혹은, 유기산, 무기산, 무기염이나 유기염이 용해된 용액과 극소량으로 겔을 형성시키는 높은 겔화능을 가지는 지질 펩티드로 이루어지는 겔화제를 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 상기 지질 펩티드로 이루어지는 겔화제를 이용하여 산성에서부터 알칼리성까지와 같은 넓은 액성 범위에서 안정하게 겔 구조를 유지하며, 또한, 높은 환경·생체 적합성 및 생분해성을 갖는 겔을 제공하는 것을 과제로 한다.
그리고 본 발명은, 가교제를 사용하지 않고 물리가교 만으로 안전하고 안정적인 시트형상의 겔(이른바 겔시트)을 형성할 수 있는 겔화제 및 겔을 제공하는 것을 과제로 한다.
또 다른 본 발명의 과제는, 상기 지질 펩티드로 이루어지는 겔화제의 자기집합화에 의해 형성된 섬유에 저분자 화합물이 흡착 또는 포접됨으로써, 저분자 화합물을 서방화할 수 있는 의농약 제제 기재로서 사용 가능한 겔을 제공하는데 있다.
그리고 본 발명은, 상술한 바와 같은 겔화능이나 겔을 제공할 수 있는 신규 지질 펩티드를 제공하는 것도 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 본 발명을 발견하기에 이르렀다. 즉, 제1 관점으로서, 식 (1):
Figure 112011014989074-pct00001
(식 중, R1은 탄소원자수 9 내지 23의 지방족기를 나타내고, R2는 수소원자, 또는 탄소원자수 1 혹은 2의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, R3은 -(CH2)n-X기를 나타내며, n은 1 내지 4의 수를 나타내며, X는 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소원자를 1 내지 3개 가질 수 있는 5원환 혹은 6원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합 복소환을 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 또는 그 약학적으로 사용 가능한 염으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 겔화제.
제2 관점으로서, R3이 -(CH2)n-X기를 나타내며, n이 1 내지 4의 수를 나타내며, X가 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소를 1 내지 2개 가질 수 있는 5원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합복소환을 나타내는, 제1 관점에 기재된 겔화제.
제3 관점으로서, R1이 불포화결합을 0 내지 2개 가질 수 있는 탄소원자수 11 내지 21의 직쇄상 지방족기를 나타내는, 제1 관점 또는 제2 관점에 기재된 겔화제.
제4 관점으로서, R2가 수소원자, 또는 탄소원자수 1의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 3의 알킬기를 나타내는, 제3 관점에 기재된 겔화제.
제5 관점으로서, n이 1 내지 4의 수를 나타내고, 또 X가 아미노기, 구아니디노기 또는 -CONH2기를 나타내거나, 또는 n이 1을 나타내고, 또 X가 피롤기, 이미다졸기, 피라졸기 또는 이미다졸기를 나타내는, 제4 관점에 기재된 겔화제.
제6 관점으로서, R2가 수소원자, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기 또는 tert-부틸기이고, R3이 아미노메틸기, 아미노에틸기, 3-아미노프로필기, 4-아미노부틸기, 카바모일메틸기, 2-카바모일에틸기, 3-카바모일부틸기, 2-구아니디노에틸기, 3-구아니디노부틸기, 피롤메틸기, 이미다졸메틸기, 피라졸메틸기 또는 3-인돌메틸기를 나타내는, 제5 관점에 기재된 겔화제.
제7 관점으로서, R2가 수소원자, 메틸기, 이소프로필기, 이소부틸기 또는 sec-부틸기이고, R3이 4-아미노부틸기, 카바모일메틸기, 2-카바모일에틸기, 3-구아니디노부틸기, 이미다졸메틸기 또는 3-인돌메틸기를 나타내는, 제6 관점에 기재된 겔화제.
제8 관점으로서, 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 한 항에 기재된 겔화제의 자기집합화에 의해 형성되는 섬유.
제9의 관점으로서, 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 한 항에 기재된 겔화제와, 식 (2)
Figure 112011014989074-pct00002
(식 중, R4은 탄소원자수 9 내지 23의 지방족기를 나타내고, R5, R6, R7은 수소, 탄소원자수 1 내지 2개의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4개의 알킬쇄, 또는 -(CH2)n-X를 나타내며, 또 R5, R6, R7 중 적어도 하나 이상이 -(CH2)n-X를 나타내고, n은 1 내지 4의 수를 나타내며, X는 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소를 1 내지 3개 가질 수 있는 5원환 혹은 6원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합복소환을 나타내고, m은 1 내지 4의 수를 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 혹은 그 약리학적으로 사용 가능한 염으로 이루어진 겔화제의 혼합물의 자기집합화에 의해 형성되는 섬유.
제10의 관점으로서, 계면활성제의 첨가에 의해 자기집합화가 촉진되어 형성된 제8 관점 또는 제9의 관점에 기재된 섬유.
제11 관점으로서, 상기 계면활성제가, 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 또는 양이온 계면활성제인 제10의 관점에 기재된 섬유.
제12 관점으로서, 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 한 항에 기재된 겔화제와 용매로 이루어지는 겔.
제13 관점으로서, 제8 관점 내지 제11 관점 중 어느 한 항에 기재된 섬유와 용매로 이루어지는 겔.
제14 관점으로서, 저분자 화합물을 섬유에 부착 또는 포접시켜 이루어지는, 제13 관점에 기재된 겔.
제15 관점으로서, 상기 용매가, 물, 알코올, 수용액, 알코올용액, 친수성 유기용액, 고급알코올, 지방산, 고급 지방산 에스테르류, 글리세라이드 또는 소수성 유기용액, 또는 이들을 혼화시킬 수 있는 혼합용매인, 제12 관점 또는 제13 관점에 기재된 겔.
제16 관점으로서, 상기 용매가, 물, 알코올, 수용액, 알코올용액, 친수성 유기용액, 고급알코올, 소수성 유기용액, 또는 이들을 혼화시킬 수 있는 혼합용매인, 제15 관점에 기재된 겔.
제17 관점으로서, 상기 알코올용액이 메탄올, 에탄올, 2-프로판올 및 i-부탄올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 알코올과 물의 혼합용액인, 제15 관점에 기재된 겔.
제18 관점으로서, 상기 친수성 유기용액이, 아세톤, 디옥산, 글리세린, 프로필렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 친수성 유기용매와 물의 혼합용액인, 제15 관점에 기재된 겔.
제19 관점으로서, 상기 소수성 유기용액이, 유동파라핀, 미네랄오일, 수소첨가 폴리이소부텐 및 올리브유로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 소수성 유기용매의 용액인, 제15 관점에 기재된 겔.
제20 관점으로서, 상기 수용액이 무기탄산염, 무기황산염, 무기인산염 및 무기인산수소염로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 무기염, 또는, 유기아민염산염 및 유기아민아세트산염로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기염을 용해시킨 수용액인, 제15 관점에 기재된 겔.
제21 관점으로서, 상기 무기염이 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산마그네슘, 인산칼륨, 인산나트륨, 인산수소2나트륨 및 인산2수소나트륨로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 무기염이고, 상기 유기염이 에틸렌디아민염산염, 에틸렌디아민4아세트산염 및 트리스히드록시메틸아미노메탄염산염로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기염인, 제20 관점에 기재된 겔.
제22 관점으로서, 추가로 방부제를 함유하는, 제12 관점 내지 제21 관점 중 어느 한 항에 기재된 겔.
제23 관점으로서, 시트 형태로 존재하는, 제12 관점 내지 제22 관점 중 어느 한 항에 기재된 겔.
제24 관점으로서, 제23 관점에 기재된 시트 형태로 존재하는 겔로부터 용매를 증발시켜 얻어지는 필름.
제25 관점으로서, 식 (1b)
Figure 112011014989074-pct00003
(식 중, R1은 탄소원자수 12 내지 22의 지방족기를 나타내고, R2는 수소원자를 나타내고, R3은 3-인돌메틸기 또는 이미다졸메틸기를 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
제26 관점으로서, 식 (1c)
Figure 112011014989074-pct00004
(식 중, R1은 탄소원자수 14 내지 22의 지방족기를 나타내고, R2는 수소원자, 메틸기, 이소프로필기, 이소부틸기 또는 2-부틸기를 나타내고, R3은 4-아미노-n-부틸기, 카바모일에틸기, 카바모일메틸기, 이미다졸메틸기 또는 3-인돌메틸기를 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
제27 관점으로서, R2가 메틸기, 이소프로필기, 이소부틸기 또는 2-부틸기를 나타내고, R3이 4-아미노-n-부틸기, 카바모일에틸기 또는 카바모일메틸기를 나타내는, 제26 관점에 기재된 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
제28 관점으로서, R2가 메틸기, 이소프로필기, 이소부틸기 또는 2-부틸기를 나타내고, R3이 이미다졸메틸기 또는 3-인돌메틸기를 나타내는, 제26 관점에 기재된 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
제29 관점으로서, R2가 수소원자를 나타내고, R3이 4-아미노-n-부틸기, 카바모일에틸기 또는 카바모일메틸기를 나타내는, 제26 관점에 기재된 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
제30 관점으로서, 식 (3)
Figure 112011014989074-pct00005
(식 중, R8은 탄소원자수 9 내지 23의 지방족기를 나타내고, R9은 -(CH2)n-X기를 나타내며, R10은 수소원자, 또는 탄소원자수 1 혹은 2의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, n은 1 내지 4의 수를 나타내며, X는 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소원자를 1 내지 3개 가질 수 있는 5원환 혹은 6원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합복소환을 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 또는 그 약학적으로 사용 가능한 염으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 겔화제.
제31 관점으로서, 식 (3)
Figure 112011014989074-pct00006
(식 중, R8은 탄소원자수 9 내지 23의 지방족기를 나타내고, R9은 -(CH2)n-X기를 나타내며, R10은 수소원자, 또는 탄소원자수 1 혹은 2의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, n은 1 내지 4의 수를 나타내며, X는 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소원자를 1 내지 3개 가질 수 있는 5원환 혹은 6원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합복소환을 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
본 발명의 겔화제는, 종래형 겔 형성시 필요하였던 가교제 등을 사용하지 않고도, 수용액 또는 알코올 수용액을 겔화시켜 겔을 형성할 수 있으며, 미반응 가교제가 잔존하지 않는다. 또한, 본 발명의 지질 펩티드는 저분자 화합물로 이루어지기 때문에, 종래의 겔화제와 같이 기능의 발현을 위해 조합된 기능성 분자의 미반응 물질을 포함하지 않고, 겔을 형성할 수 있다.
또한 본 발명의 겔화제는, 산성 영역으로부터 알칼리성 영역에 걸쳐 넓은 액성에서 겔을 형성할 수 있다. 특히, 세포배양의 기재, 의용재료, 화장품용 재료 등에서 요구되는 높은 안전성의 관점으로부터, 중성 영역에서도 겔 형성능을 갖는 본 발명의 지질 펩티드는 상기 용도에서의 겔화제로서 유용하다.
또한 본 발명의 겔화제는, 물뿐 아니라, 알코올, 수용액, 알코올 용액, 친수성 유기용액, 고급알코올, 지방산, 고급 지방산 에스테르류, 글리세라이드 또는 소수성 유기용액과 같은 각종 용매, 그리고 이들 혼화시킬 수 있는 혼합용매까지도 겔화시키는 본 발명의 지질 펩티드는, 상기 용도에 더하여, 농약제제, 잉크, 도료와 같은 용도에서의 겔화제로서 유용하다.
또한 본 발명의 겔화제는, 이 겔화제를 구성하는 지질 펩티드를 2종류 이상 혼합하여 사용하는 경우에도, 겔화제로서의 겔 형성능을 가질 수 있다. 또, 본 발명의 겔화제는, 상기 식 (1)로 표현되는 지질 펩티드 이외에, 자기집합체를 형성할 수 있는 다른 각종 펩티드, 즉, N말단을 지방산으로 수식된 트리펩티드나 테트라펩티드를 혼합하는 경우에도 각각이 또는 혼합하여 자기집합체를 형성할 수 있다.
또한 본 발명의 겔화제는, 음이온성 계면활성제, 비이온 계면활성제, 양이온 계면활성제가 용해되는 수용액인 경우에도 계면활성제와 혼합하여 자기집합체를 형성할 수 있다.
또한 본 발명의 겔화제는, 자기집합하여 형성하는 섬유에 저분자 화합물이 흡착 또는 섬유 내에 포접되어, 저분자 화합물을 서방화할 수 있는 겔을 형성할 수 있다.
또한 본 발명의 겔화제는, 지방산과 2개의 아미노산으로만 구성되는 지질 디펩티드 유도체이다. 기존 기술에 입각한다면, 안정적인 겔화제를 얻기 위해 펩티드 유도체를 구성하는 아미노산의 수를 증가시키는 방법을 생각할 수 있다. 이에 반해, 본 발명자들은, 놀랍게도, 아미노산의 수를 감소시켜 겨우 2개의 디펩티드로서도 겔화능을 갖는다는 것을 발견하여, 기존의 하이드로겔화제에 비해 짧은 공정으로 합성할 수 있는 공업화 가능한 겔제를 발견하는데 성공하였다.
또한, 디펩티드로 함으로써, 소수성 부위와 친수성 부위의 균형으로부터, 순수뿐 아니라, 각종 산·염기가 들어 있는 수용액이나, 에탄올과 같은 알코올계 용매나 글리세린과 같은 화장품에 사용되는 유기용제의 겔화를 갖기에 이르렀다.
한편, 선행기술인 팔미토일-Gly-Gly-Gly-His는, 사용 가능한 수성 매체가 한정된다라고 하는 사실이 보이며, 예를 들어, pH 5인 50mM의 구연산 완충액, pH 5인 50mM의 아세트산 완충액 등에 대하여 가열하여도 용해되지 않는다는 결과가 얻어지고 있다. 또한 팔미토일-Gly-Gly-Gly-His는 에탄올 농도가 80% 이상인 에탄올/물 혼합용매 중에서는 겔화되지 않는다는 결과도 얻어지고 있다.
한편, 본 발명의 겔화제(팔미토일-Gly-His)는, 이들 매체를 포함하여, 다종다양한 매체 중에서도 겔화를 가능하게 하는 것이므로, 매체의 선택 범위가 크게 확대되고 있다.
또한 본 발명의 겔화제는, 최근에 BSE 감염 등으로 문제가 되고 있는 동물 유래 재료(콜라겐, 젤라틴, 매트리겔 등)을 사용하지 않고 지질과 펩티드로만 구성되는 인공 저분자화합물(지질 펩티드)이므로, 얻어진 겔에 있어서 이들 감염 등에 의한 문제가 발생하지 않는다. 뿐만 아니라, 아지드화 나트륨 등의 반응성은 높으나 독성의 시약을 사용하지 않고 지질과 펩티드의 아미드화 반응만으로 지질 펩티드를 제조할 수 있으므로, 안전성이 높은 겔화제로서 적합하게 이용할 수 있다.
한편, 본 발명의 지질 펩티드는, 상기한 것 이외에도 세포 상해 보호, 랭뮤어 단분자층(Langmuir monolayer)으로도 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 섬유는, 물이나 알코올, 수용액, 알코올 용액, 친수성 유기용액 등의 수성 매체 중에서, 상기 지질 펩티드가 자기집합될 때 그 최외측(즉, 섬유 표면)에 펩티드부(아미노산)가 위치하게 되기 때문에, 생체 내에 취입될 때 생체세포와 거부반응을 일으키기 어려워 세포접착성도 우수하다. 그러므로, 의료용 서방성 담체나 흡착제, 재생의료용 비계(scaffolding member) 등에 적합하게 이용할 수 있다.
상기 용도 외에도, 식품공업, 농림업, 화장품분야, 섬유공업에서의 안정제, 분산제, 습윤제로서, 금속이나 도전성 물질을 도프한 나노부품으로서 전자·정보 분야에서, 나아가 필터용 재료나 도전성 재료로서도 유용하다.
또, 본 발명의 겔은, 산성 영역으로부터 알칼리성 영역에 걸쳐 넓은 액성에 있어서, 특히 중성 조건하에서도 안정적으로 겔 구조를 유지할 수 있으므로 세포배양 등의 생화학용 재료나 의용재료 용도로 적합하다.
또한, 본 발명의 겔은, 상술한 종래의 것에 비해 소량의 겔화제를 첨가함으로써 얻을 수 있으므로, 생체면·환경면의 어떠한 면에 있어서도 안전성이 높은 겔이라 할 수 있다.
또한 상술한 바와 같이, 저분자 화합물인 지질 펩티드로부터 얻은 겔은, 외부환경 중에서, 예를 들어, 토양 중에서 사용하는 경우, 토양세균 등에 의해 용이하게 분해되고, 또 생체 내에서 사용하는 경우에는 대사효소에 의해 용이하게 분해되기 때문에 환경·생체에 대한 부하가 적다.
또한 본 발명의 겔은, 상기 겔화제(지질 펩티드)가 회합하여 자기집합화함으로써 섬유구조를 구축하고, 그 섬유 내에 비타민 E나 메틸파라벤과 같은 소수성 화합물을 조합하여 가용화시킬 수 있다는 점으로부터, 친수성 화합물과 소수성 화합물을 동시에 용해시킨 용액을 작성할 수 있다. 즉, 용해시키고자 하는 화합물이 생리활성물질인 경우에는 화장품·의약부외품·의약품·농약과 같은 제제 제조시에 유용하며, 용해시키고자 하는 대상물이 염료나 안료일 경우에는 잉크나 도료 등의 기재에도 유용하다.
또한, 본 발명의 겔은, 상기 겔화제가 회합되어 자기집합화함으로써 겔화되어 있으므로, 이 겔화제를 용해한 용액을 시트형상의 틀에 넣고 이것을 겔화시켜 얻어진 시트형상의 겔(이른바 겔 시트)은, 화학 가교 없이 물 등의 용액에 침지하여도 붕괴되지 않는 안전·안정적인 겔 시트로 할 수 있다. 즉, 이와 같은 겔 시트는 보습 효과가 있으며, 약제 방출기능이나, 혹은 악성 화합물을 포착할 수도 있게 되어, 보습제, 화장용 팩, 나아가, 창상 피복제와 같은 의용제 기재로서 유용하다.
뿐만 아니라, 이 겔 시트의 용매를 동결 건조하지 않고 증발시키는 경우, 겔화제인 지질 펩티드로 이루어지는 필름을 작성할 수 있다.
도 1은, 지질 펩티드의 자기집합화 및 이것에 계속되는 겔화의 개념도를 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시예 32에서 조제한 겔 2종 및 용액에 대해 측정한 형광강도를 나타내는 도면이다.
도 3은, 실시예 34에서 조제한 비타민 E 및 비타민 C 유도체 함유 백탁 용액의 가용화를 나타내는 도면이다.
이하에, 더욱 상세하게 본 발명을 설명한다. 한편, 본 발명에 있어서 「n」은 노말을, 「i」는 이소를, 「s」 또는 「sec」는 세컨더리를, 「t」 또는 「tert」는 터셔리를, 「c」는 시클로를, 「o」는 오르토를, 「m」은 메타를, 「p」는 파라를, 「Me」는 메틸기를, 「Bu」는 부틸기를, 「tBu」는 터셔리부틸기를 의미한다.
[겔화제]
본 발명의 겔화제는, 하기 (1)로 표현되는 구조를 가지는 지질 펩티드 또는 그 약학적으로 사용 가능한 염으로 구성되고, 이 지질 펩티드는, 지용성이 높은 쇄를 갖는 지질부(알킬카르보닐기)와 친수성 펩티드부(디펩티드)로 구성된다.
Figure 112011014989074-pct00007
상기 (1)에서 지질부에 포함되는 R1은 탄소원자수 9 내지 23의 지방족기를 나타내고, 바람직하게는 R1이 탄소원자수 11 내지 21의 직쇄상 지방족기 또는 불포화결합을 1 또는 2개 갖는 탄소원자수 11 내지 21의 직쇄상 지방족기인 것이 바람직하다.
특히 바람직한 R1로 표현되는 지방족기의 구체예로는, 노닐기, 데실기(카프릴기), 운데실기, 도데실기(라우릴기), 트리데실이기, 테트라데실기(미리스틸기), 헵타데실기, 헥사데실기(팔미틸기), 헵타데실기, 옥타데실기(스테아릴기), 노나데실기, 이코실기, 헨이코실기 등을 들 수 있다.
상기 식 (1)에서, 펩티드부에 포함되는 R2는, 수소원자, 탄소원자수 1 혹은 2의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, R3은, -(CH2)n-X기를 나타낸다.
상기 -(CH2)n-X기에서, n은 1 내지 4의 수를 나타내며, X는 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소원자를 1 내지 3개 가질 수 있는 5원환 혹은 6원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합복소환을 나타낸다.
상기 R2에서의, 탄소원자수 1 혹은 2의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4의 알킬기란, 주쇄의 탄소원자수가 1 내지 4이면서, 탄소원자수 1 혹은 2의 분지쇄를 가질 수 있는 알킬기를 의미하며, 그 구체예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, sec-부틸기 또는 tert-부틸기 등을 들 수 있다.
R2는 바람직하게는, 수소원자, 또는 탄소원자수 1의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 3의 알킬기, 보다 바람직하게는 수소원자이다. 탄소원자수 1의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 3의 알킬기란, 주쇄의 탄소원자수가 1 내지 3이면서, 탄소원자수 1의 분지쇄를 가질 수 있는 알킬기를 의미하며, 그 구체예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, i-부틸기 또는 sec-부틸기 등을 들 수 있으며, 바람직하게는, 메틸기, i-프로필기, i-부틸기 또는 sec-부틸기를 들 수 있다.
상기 -(CH2)n-기에서, X는, 바람직하게는, 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 피롤기, 이미다졸기, 피라졸기 또는 인돌기를 나타내며, 보다 바람직하게는 이미다졸기이다. 또한, 상기 -(CH2)n-기에서, n은, 바람직하게는, 1 또는 2이며, 보다 바람직하게는 1이다.
따라서, 상기 -(CH2)n-기는, 바람직하게는, 아미노메틸기, 2-아미노에틸기, 3-아미노프로필기, 4-아미노부틸기, 카바모일메틸기, 2-카바모일에틸기, 3-카바모일부틸기, 2-구아니디노에틸기, 3-구아니디노부틸기, 피롤메틸기, 이미다졸메틸기, 피라졸메틸기, 또는 3-인돌메틸기를 나타내며, 보다 바람직하게는, 4-아미노부틸기, 카바모일메틸기, 2-카바모일에틸기, 3-구아니디노부틸기, 이미다졸메틸기 또는 3-인돌메틸기를 나타내고, 더욱 바람직하게는 이미다졸메틸기이다.
상기 식 (1)로 표현되는 지질 펩티드 화합물 중, 특히 적합한 화합물의 구체예로는 이하의 지질부와 디펩티드부로 형성되는 화합물을 들 수 있다. 또한, 아미노산의 약칭으로는, 히스티딘(His), 글리신(Gly), 발린(Val), 이소류신(Ile), 알라닌(Ala), 아르기닌(Arg), 아스파라긴(Asn), 글루타민(Gln), 류신(Lys), 트립토판(Trp)을 사용한다.: N-라우로일-Gly-His, N-라우로일-Gly-Trp, N-라우로일-Gly-Gln, N-라우로일-Gly-Asn, N-라우로일-Gly-Arg, N-라우로일-Gly-Lys, N-라우로일-Ala-His, N-라우로일-Ala-Trp, N-라우로일-Ala-Gln, N-라우로일-Ala-Asn, N-라우로일-Ala-Arg, N-라우로일-Ala-Lys, N-라우로일-Val-His, N-라우로일-Val-Trp, N-라우로일-Val-Gln, N-라우로일-Val-Asn, N-라우로일-Val-Arg, N-라우로일-Val-Lys, N-라우로일-Leu-His, N-라우로일-Leu-Trp, N-라우로일-Leu-Gln, N-라우로일-Leu-Asn, N-라우로일-Leu-Arg, N-라우로일-Leu-Lys, N-라우로일-Ile-His, N-라우로일-Ile-Trp, N-라우로일-Ile-Gln, N-라우로일-Ile-Asn, N-라우로일-Ile-Arg, N-라우로일-Ile-Lys, N-미리스토일-Gly-His, N-미리스토일-Gly-Trp, N-미리스토일-Gly-Gln, N-미리스토일-Gly-Asn, N-미리스토일-Gly-Arg, N-미리스토일-Gly-Lys, N-미리스토일-Ala-His, N-미리스토일-Ala-Trp, N-미리스토일-Ala-Gln, N-미리스토일-Ala-Asn, N-미리스토일-Ala-Arg, N-미리스토일-Ala-Lys, N-미리스토일-Val-His, N-미리스토일-Val-Trp, N-미리스토일-Val-Gln, N-미리스토일-Val-Asn, N-미리스토일-Val-Arg, N-미리스토일-Val-Lys, N-미리스토일-Leu-His, N-미리스토일-Leu-Trp, N-미리스토일-Leu-Gln, N-미리스토일-Leu-Asn, N-미리스토일-Leu-Arg, N-미리스토일-Leu-Lys, N-미리스토일-Ile-His, N-미리스토일-Ile-Trp, N-미리스토일-Ile-Gln, N-미리스토일-Ile-Asn, N-미리스토일-Ile-Arg, N-미리스토일-Ile-Lys, N-팔미토일-Gly-His, N-팔미토일-Gly-Trp, N-팔미토일-Gly-Gln, N-팔미토일-Gly-Asn, N-팔미토일-Gly-Arg, N-팔미토일-Gly-Lys, N-팔미토일-Ala-His, N-팔미토일-Ala-Trp, N-팔미토일-Ala-Gln, N-팔미토일-Ala-Asn, N-팔미토일-Ala-Arg, N-팔미토일-Ala-Lys, N-팔미토일-Val-His, N-팔미토일-Val-Trp, N-팔미토일-Val-Gln, N-팔미토일-Val-Asn, N-팔미토일-Val-Arg, N-팔미토일-Val-Lys, N-팔미토일-Leu-His, N-팔미토일-Leu-Trp, N-팔미토일-Leu-Gln, N-팔미토일-Leu-Asn, N-팔미토일-Leu-Arg, N-팔미토일-Leu-Lys, N-팔미토일-Ile-His, N-팔미토일-Ile-Trp, N-팔미토일-Ile-Gln, N-팔미토일-Ile-Asn, N-팔미토일-Ile-Arg, N-팔미토일-Ile-Lys, N-마르가로일-Gly-His, N-마르가로일-Gly-Trp, N-마르가로일-Gly-Gln, N-마르가로일-Gly-Asn, N-마르가로일-Gly-Arg, N-마르가로일-Gly-Lys, N-마르가로일-Ala-His, N-마르가로일-Ala-Trp, N-마르가로일-Ala-Gln, N-마르가로일-Ala-Asn, N-마르가로일-Ala-Arg, N-마르가로일-Ala-Lys, N-마르가로일-Val-His, N-마르가로일-Val-Trp, N-마르가로일-Val-Gln, N-마르가로일-Val-Asn, N-마르가로일-Val-Arg, N-마르가로일-Val-Lys, N-마르가로일-Leu-His, N-마르가로일-Leu-Trp, N-마르가로일-Leu-Gln, N-마르가로일-Leu-Asn, N-마르가로일-Leu-Arg, N-마르가로일-Leu-Lys, N-마르가로일-Ile-His, N-마르가로일-Ile-Trp, N-마르가로일-Ile-Gln, N-마르가로일-Ile-Asn, N-마르가로일-Ile-Arg, N-마르가로일-Ile-Lys, N-마르가로일-Gly-His, N-마르가로일-Gly-Trp, N-마르가로일-Gly-Gln, N-마르가로일-Gly-Asn, N-마르가로일-Gly-Arg, N-마르가로일-Gly-Lys, N-마르가로일-Ala-His, N-마르가로일-Ala-Trp, N-마르가로일-Ala-Gln, N-마르가로일-Ala-Asn, N-마르가로일-Ala-Arg, N-마르가로일-Ala-Lys, N-마르가로일-Val-His, N-마르가로일-Val-Trp, N-마르가로일-Val-Gln, N-마르가로일-Val-Asn, N-마르가로일-Val-Arg, N-마르가로일-Val-Lys, N-마르가로일-leu-His, N-마르가로일-Leu-Trp, N-마르가로일-Leu-Gln, N-마르가로일-Leu-Asn, N-마르가로일-Leu-Arg, N-마르가로일-Leu-Lys, N-마르가로일-Ile-His, N-마르가로일-Ile-Trp, N-마르가로일-Ile-Gln, N-마르가로일-Ile-Asn, N-마르가로일-Ile-Arg, N-마르가로일-Ile-Lys, N-스테아로일-Gly-His, N-스테아로일-Gly-Trp, N-스테아로일-Gly-Gln, N-스테아로일-Gly-Asn, N-스테아로일-Gly-Arg, N-스테아로일-Gly-Lys, N-스테아로일-Ala-His, N-스테아로일-Ala-Trp, N-스테아로일-Ala-Gln, N-스테아로일-Ala-Asn, N-스테아로일-Ala-Arg, N-스테아로일-Ala-Lys, N-스테아로일-Val-His, N-스테아로일-Val-Trp, N-스테아로일-Val-Gln, N-스테아로일-Val-Asn, N-스테아로일-Val-Arg, N-스테아로일-Val-Lys, N-스테아로일-Leu-His, N-스테아로일-Leu-Trp, N-스테아로일-Leu-Gln, N-스테아로일-Leu-Asn, N-스테아로일-Leu-Arg, N-스테아로일-Leu-Lys, N-스테아로일-Ile-His, N-스테아로일-Ile-Trp, N-스테아로일-Ile-Gln, N-스테아로일-Ile-Asn, N-스테아로일-Ile-Arg, N-스테아로일-Ile-Lys, N-엘라이도일-Gly-His, N-엘라이도일-Gly-Trp, N-엘라이도일-Gly-Gln, N-엘라이도일-Gly-Asn, N-엘라이도일-Gly-Arg, N-엘라이도일-Gly-Lys, N-엘라이도일-Ala-His, N-엘라이도일-Ala-Trp, N-엘라이도일-Ala-Gln, N-엘라이도일-Ala-Asn, N-엘라이도일-Ala-Arg, N-엘라이도일-Ala-Lys, N-엘라이도일-Val-His, N-엘라이도일-Val-Trp, N-엘라이도일-Val-Gln, N-엘라이도일-Val-Asn, N-엘라이도일-Val-Arg, N-엘라이도일-Val-Lys, N-엘라이도일-Leu-His, N-엘라이도일-Leu-Trp, N-엘라이도일-Leu-Gln, N-엘라이도일-Leu-Asn, N-엘라이도일-Leu-Arg, N-엘라이도일-Leu-Lys, N-엘라이도일-Ile-His, N-엘라이도일-Ile-Trp, N-엘라이도일-Ile-Gln, N-엘라이도일-Ile-Asn, N-엘라이도일-Ile-Arg, N-엘라이도일-Ile-Lys, N-아라키도일-Gly-His, N-아라키도일-Gly-Trp, N-아라키도일-Gly-Gln, N-아라키도일-Gly-Asn, N-아라키도일-Gly-Arg, N-아라키도일-Gly-Lys, N-아라키도일-Ala-His, N-아라키도일-Ala-Trp, N-아라키도일-Ala-Gln, N-아라키도일-Ala-Asn, N-아라키도일-Ala-Arg, N-아라키도일-Ala-Lys, N-아라키도일-Val-His, N-아라키도일-Val-Trp, N-아라키도일-Val-Gln, N-아라키도일-Val-Asn, N-아라키도일-Val-Arg, N-아라키도일-Val-Lys, N-아라키도일-Leu-His, N-아라키도일-Leu-Trp, N-아라키도일-Leu-Gln, N-아라키도일-Leu-Asn, N-아라키도일-Leu-Arg, N-아라키도일-Leu-Lys, N-아라키도일-Ile-His, N-아라키도일-Ile-Trp, N-아라키도일-Ile-Gln, N-아라키도일-Ile-Asn, N-아라키도일-Ile-Arg, N-아라키도일-Ile-Lys, N-베헤노일-Gly-His, N-베헤노일-Gly-Trp, N-베헤노일-Gly-Gln, N-베헤노일-Gly-Asn, N-베헤노일-Gly-Arg, N-베헤노일-Gly-Lys, N-베헤노일-Ala-His, N-베헤노일-Ala-Trp, N-베헤노일-Ala-Gln, N-베헤노일-Ala-Asn, N-베헤노일-Ala-Arg, N-베헤노일-Ala-Lys, N-베헤노일-Val-His, N-베헤노일-Val-Trp, N-베헤노일-Val-Gln, N-베헤노일-Val-Asn, N-베헤노일-Val-Arg, N-베헤노일-Val-Lys, N-베헤노일-Leu-His, N-베헤노일-Leu-Trp, N-베헤노일-Leu-Gln, N-베헤노일-Leu-Asn, N-베헤노일-Leu-Arg, N-베헤노일-Leu-Lys, N-베헤노일-Ile-His, N-베헤노일-Ile-Trp, N-베헤노일-Ile-Gln, N-베헤노일-Ile-Asn, N-베헤노일-Ile-Arg, N-베헤노일-Ile-Lys.
상기 화합물 중, 보다 적합한 지질 펩티드 화합물로는,
N-라우로일-Gly-His, N-라우로일-Gly-Trp, N-라우로일-Gly-Gln, N-라우로일-Gly-Asn, N-라우로일-Gly-Lys, N-라우로일-Ala-His, N-라우로일-Ala-Trp, N-라우로일-Ala-Gln, N-라우로일-Ala-Asn, N-라우로일-Ala-Lys, N-라우로일-Val-His, N-라우로일-Val-Trp, N-라우로일-Val-Gln, N-라우로일-Val-Asn, N-라우로일-Val-Lys, N-미리스토일-Gly-His, N-미리스토일-Gly-Trp, N-미리스토일-Gly-Gln, N-미리스토일-Gly-Asn, N-미리스토일-Gly-Lys, N-미리스토일-Ala-His, N-미리스토일-Ala-Trp, N-미리스토일-Ala-Gln, N-미리스토일-Ala-Asn, N-미리스토일-Ala-Lys, N-미리스토일-Val-His, N-미리스토일-Val-Trp, N-미리스토일-Val-Gln, N-미리스토일-Val-Asn, N-미리스토일-Val-Lys, N-팔미토일-Gly-His, N-팔미토일-Gly-Trp, N-팔미토일-Gly-Gln, N-팔미토일-Gly-Asn, N-팔미토일-Gly-Lys, N-팔미토일-Ala-His, N-팔미토일-Ala-Trp, N-팔미토일-Ala-Gln, N-팔미토일-Ala-Asn, N-팔미토일-Ala-Lys, N-팔미토일-Val-His, N-팔미토일-Val-Trp, N-팔미토일-Val-Gln, N-팔미토일-Val-Asn, N-팔미토일-Val-Lys, N-마르가로일-Gly-His, N-마르가로일-Gly-Trp, N-마르가로일-Gly-Gln, N-마르가로일-Gly-Asn, N-마르가로일-Gly-Lys, N-마르가로일-Ala-His, N-마르가로일-Ala-Trp, N-마르가로일-Ala-Gln, N-마르가로일-Ala-Asn, N-마르가로일-Ala-Lys, N-마르가로일-Val-His, N-마르가로일-Val-Trp, N-마르가로일-Val-Gln, N-마르가로일-Val-Asn, N-마르가로일-Val-Lys, N-마르가로일-Gly-His, N-마르가로일-Gly-Trp, N-마르가로일-Gly-Gln, N-마르가로일-Gly-Asn, N-마르가로일-Gly-Lys, N-마르가로일-Ala-His, N-마르가로일-Ala-Trp, N-마르가로일-Ala-Gln, N-마르가로일-Ala-Asn, N-마르가로일-Ala-Lys, N-마르가로일-Val-His, N-마르가로일-Val-Trp, N-마르가로일-Val-Gln, N-마르가로일-Val-Asn, N-마르가로일-Val-Lys, N-스테아로일-Gly-His, N-스테아로일-Gly-Trp, N-스테아로일-Gly-Gln, N-스테아로일-Gly-Asn, N-스테아로일-Gly-Lys, N-스테아로일-Ala-His, N-스테아로일-Ala-Trp, N-스테아로일-Ala-Gln, N-스테아로일-Ala-Asn, N-스테아로일-Ala-Lys, N-스테아로일-Val-His, N-스테아로일-Val-Trp, N-스테아로일-Val-Gln, N-스테아로일-Val-Asn, N-스테아로일-Val-Lys, N-엘라이도일-Gly-His, N-엘라이도일-Gly-Trp, N-엘라이도일-Gly-Gln, N-엘라이도일-Gly-Asn, N-엘라이도일-Gly-Lys, N-엘라이도일-Ala-His, N-엘라이도일-Ala-Trp, N-엘라이도일-Ala-Gln, N-엘라이도일-Ala-Asn, N-엘라이도일-Ala-Lys, N-엘라이도일-Val-His, N-엘라이도일-Val-Trp, N-엘라이도일-Val-Gln, N-엘라이도일-Val-Asn, N-엘라이도일-Val-Lys, N-아라키도일-Gly-His, N-아라키도일-Gly-Trp, N-아라키도일-Gly-Gln, N-아라키도일-Gly-Asn, N-아라키도일-Gly-Lys, N-아라키도일-Ala-His, N-아라키도일-Ala-Trp, N-아라키도일-Ala-Gln, N-아라키도일-Ala-Asn, N-아라키도일-Ala-Lys, N-아라키도일-Val-His, N-아라키도일-Val-Trp, N-아라키도일-Val-Gln, N-아라키도일-Val-Asn, N-아라키도일-Val-Lys, N-베헤노일-Gly-His, N-베헤노일-Gly-Trp, N-베헤노일-Gly-Gln, N-베헤노일-Gly-Asn, N-베헤노일-Gly-Lys, N-베헤노일-Ala-His, N-베헤노일-Ala-Trp, N-베헤노일-Ala-Gln, N-베헤노일-Ala-Asn, N-베헤노일-Ala-Lys, N-베헤노일-Val-His, N-베헤노일-Val-Trp, N-베헤노일-Val-Gln, N-베헤노일-Val-Asn, N-베헤노일-Val-Lys를 들 수 있다.
가장 적합한 화합물로는, N-라우로일-Gly-His, N-라우로일-Gly-Gln, N-라우로일-Gly-Asn, N-라우로일-Gly-Lys, N-미리스토일-Gly-His, N-미리스토일-Gly-Gln, N-미리스토일-Gly-Asn, N-미리스토일-Gly-Lys, N-팔미토일-Gly-His, N-팔미토일-Gly-Trp, N-팔미토일-Gly-Gln, N-팔미토일-Gly-Asn, N-팔미토일-Gly-Lys, N-팔미토일-Ala-His, N-팔미토일-Ala-Trp, N-팔미토일-Ala-Gln, N-팔미토일-Ala-Asn, N-팔미토일-Ala-Lys, N-팔미토일-Val-His, N-팔미토일-Val-Trp, N-팔미토일-Val-Gln, N-팔미토일-Val-Asn, N-팔미토일-Val-Lys, N-마르가로일-Gly-His, N-마르가로일-Gly-Gln, N-마르가로일-Gly-Asn, N-마르가로일-Gly-Lys, N-마르가로일-Gly-His, N-마르가로일-Gly-Gln, N-마르가로일-Gly-Asn, N-마르가로일-Gly-Lys, N-스테아로일-Gly-His, N-스테아로일-Gly-Gln, N-스테아로일-Gly-Asn, N-스테아로일-Gly-Lys, N-엘라이도일-Gly-His, N-엘라이도일-Gly-Gln, N-엘라이도일-Gly-Asn, N-엘라이도일-Gly-Lys, N-아라키도일-Gly-His, N-아라키도일-Gly-Gln, N-아라키도일-Gly-Asn, N-아라키도일-Gly-Lys, N-베헤노일-Gly-His, N-베헤노일-Gly-Gln, N-베헤노일-Gly-Asn, N-베헤노일-Gly-Lys를 들 수 있다.
[겔화제로 형성되는 섬유 및 겔]
본 발명의 겔화제가 물, 알코올, 수용액, 알코올용액, 친수성 유기용액, 고급알코올, 지방산, 고급 지방산 에스테르류, 글리세라이드 또는 소수성 유기용액, 혹은, 이들을 혼화시킬 수 있는 혼합용매에 투입되면 섬유상의 자기집합체가 형성된다.
예를 들어, 본 발명의 겔화제가 물, 알코올, 수용액, 알코올용액 또는 친수성 유기용액 중에 투입되면 식 (1)에서의 펩티드부가 수소결합에 의해 분자간 비공유결합을 형성하는 한편, 식 (1)에서의 지질부가 소수적으로 팩킹되도록 자기집합화(자기조직화라고도 한다)하여 원통 형상의 2차 집합체, 즉 섬유가 형성된다.
참고로, 도 1에 본 발명의 겔화제를 구성하는 지질 펩티드의 자기집합화 및 겔화의 개념도의 일 예를 나타낸다(다만, 본 발명에서, 모든 지질 펩티드가 도 1에 나타내는 자기집합화 및 겔화의 형태를 취하고 있다고는 한정하지 않는다).
이 지질 펩티드분자(a)는 소수성 부위인 지질부를 중심으로 집합하고(b), 자기집합화에 의해 섬유(c)를 형성한다.
한편, 본 발명의 겔화제가, 고급알코올, 지방산, 고급 지방산 에스테르, 글리세라이드 또는 소수성 용액 중에 투입되면, 다음에는 반대로, 상기 식 (1)에서의 펩티드부가 친수적으로 팩킹되도록 자기집합화함으로써 자기집합체가 형성된다.
상기 섬유가 물, 알코올, 수용액, 알코올용액 또는 친수성 유기용액 등의 수성 매체 중에서 형성되면, 이 섬유가 3차원 망목 구조를 형성하고(예를 들어, 도 1에서의 (d) 참조), 또, 섬유표면의 친수성 부분(펩티드부)과 수성 매체 사이에 비공유결합을 형성하여 팽윤함으로써, 수성 매체가 겔화되어 하이드로겔이 형성된다.
또한, 상기 고급알코올, 지방산, 고급 지방산 에스테르, 글리세라이드 또는 소수성 용액 등의 소수성 매체 중에서 상기 섬유가 형성되면, 이 섬유가 3차원 망목 구조를 형성하고, 또, 섬유표면의 소수성 부분(지질부)과 소수성 매체가 소수성 상호작용에 의해 집합함으로써, 소수성 매체가 겔화되어 겔이 형성된다.
한편, 이들 겔은, 시트형태로도 형성될 수 있으며, 나아가 이 시트형태의 겔에서의 용제를 증발시킨다면 필름형태로 작성하는 것도 가능하다.
상기 수성 매체는, 겔화제의 자기집합화, 섬유화 또는 겔화를 방해하는 것이아니라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직한 구체예로서, 물 또는 물에 무기염 또는 유기염을 용해시킨 수용액(본 명세서에서는 수용액이라 함), 알코올 또는 물과 알코올의 혼합용액(본 명세서에서는 알코올 용액이라 함), 물과 친수성 유기용매의 혼합용액(본 명세서에서는 친수성 유기용액이라 함)을 이용할 수 있다.
상기 알코올은, 바람직하게는, 물에 자유롭게 용해되는 수용성 알코올이며, 보다 바람직하게는 탄소원자수 1 내지 6의 알코올이고, 더욱 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올 또는 i-부탄올, 1,3-부탄디올이고, 특히 더 바람직하게는, 에탄올 또는 2-프로판올이다.
상기 친수성 유기용매란, 알코올을 제외한 유기용매로서, 물에 임의의 비율로 용해하는 유기용매를 의미한다. 사용하는 친수성 유기용매의 예로는, 아세톤, 디옥산, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등을 들 수 있다.
상기의 산 및 염은, 복수 종을 첨가할 수도 있고, 또, 산과 염을 혼합하여 첨가할 수도 있지만, 산 또는 염은 1~3 종류가 바람직하다. 염을 2 종류, 또는 산 1~2 종류와 염 1~2 종류를 첨가함으로써, 용액이 완충능을 갖는 것도 바람직하다
상기 산은 무기산 혹은 유기산이다. 바람직한 무기산으로는, 탄산, 황산, 혹은 인산을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 인산이고, 더욱 바람직하게는 인산이다. 또한, 바람직한 유기산의 예로는, 아세트산, 구연산, 호박산, 혹은 유산을 들 수 있다. 보다 바람직하게 것은 유산이다.
바람직한 무기염의 예로는, 무기 유산염, 무기 탄산염, 무기 황산염, 무기 인산염 및 무기 인산수소염을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 유산칼륨, 유산나트륨, 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산마그네슘, 인산칼륨, 인산나트륨, 인산수소2나트륨 또는 인산2수소나트륨이며, 더욱 바람직하게는, 유산칼륨, 유산나트륨, 탄산칼슘, 황산마그네슘, 인산수소2나트륨 또는 인산2수소나트륨이다.
또는, 바람직한 유기염의 예로는, 유기아민의 염산염 혹은 유기아민아세트산염을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 에틸렌디아민염산염, 에틸렌디아민4아세트산염, 트리스히드록시메틸아미노메탄염산염이다.
한편, 이들 무기염 및 유기염은, 통상적으로, 겔화제를 가하기 전에 물에 용해하여 수용액 형태로 사용하는 것이 바람직하지만, 겔 형성에 이르는 과정 중 어느 단계에서 첨가하던지 관계없다.
상기 소수성 매체는, 겔화제의 자기집합화, 섬유화나 겔화를 방해하는 것이아니라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 구체예로서, 상기 고급알코올, 지방산, 고급 지방산 에스테르, 글리세라이드 또는 그 밖의 소수성 유기용매의 용액(본 명세서에서는 소수성 용액이라 함)을 이용할 수 있다.
상기 고급알코올로는, 스테아릴알코올, 올레일알코올 등을 들 수 있으며, 상기 지방산으로는, 스테아린산 등을 들 수 있다.
상기 고급 지방산 에스테르류로는, 옥탄산세틸, 미리스틴산이소프로필, 팔미트산이소프로필 등을 들 수 있다.
상기 글리세라이드로는, 트리옥타노인, 트리(카프릴릭카프르산)글리세린, 스테아린산글리세린 등을 들 수 있다.
또한, 상기 소수성 유기용매로는, 올리브유, 야자유, 파마자유, 호호바 오일 또는 해바라기유 등의 식물유, 미네랄오일, 수소첨가 이소부텐, 유동파라핀 등의 탄화수소류를 들 수 있다.
상기 수성 매체 및 소수성 매체 중 특히 바람직한 것으로는, 물, 2-프로판올, i-부탄올, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜, 에탄올 수용액, 2-프로판올 용액, i-부탄올 용액, 프로필렌글리콜 용액, 글리세린 용액, 폴리에틸렌글리콜 용액, 1,3-부탄디올 용액, 스테아릴알코올 용액, 올레일알코올 용액, 유동파라핀 용액이다.
섬유 및 겔 형성에 이용하는 겔화제는, 본 발명의 식 (1)로 표현되는 지질 펩티드로 이루어지는 겔화제를 1종류 사용할 수도 있고 2종류 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 바람직하게는, 1종류 또는 2종류를 사용하고, 더욱 바람직하게는 1종류를 사용하는 것이다. 단, 2종류를 이용하는 경우에는, 1종류의 경우와 상이한 성질을 얻는 것을 기대할 수 있다.
본 발명의 식 (1)로 표현되는 지질 펩티드로 이루어지는 겔화제 이외의 겔화제, 예를 들어, 하기 식 (2)으로 표현되는 지질 펩티드 혹은 그 약학적으로 사용 가능한 염으로 이루어진 겔화제를 혼합해서 사용할 수도 있다.
Figure 112011014989074-pct00008
식 중, R4은 탄소원자수 9 내지 23의 지방족기를 나타내고, R5, R6, R7은 수소, 탄소원자수 1 내지 2개의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4개의 알킬쇄, 또는 -(CH2)n-X를 나타내며, 또 R5, R6, R7 중 적어도 하나 이상이 -(CH2)n-X를 나타내고, n은 1 내지 4의 수를 나타내며, X는 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소를 1 내지 3개 가질 수 있는 5원환 혹은 6원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합복소환을 나타내고, m은 1 내지 4의 수를 나타낸다.
또한, 본 발명의 겔화제는, 친수성 매체 또는 소수성 매체 중에 투입시, 계면활성제를 병용하여 섬유 형성 및 겔 형성을 촉진시킬 수도 있다. 이러한 계면활성화제로서는, 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 또는 양이온 계면활성제를 들 수 있다.
또한, 상기 섬유에 저분자 화합물을 부착 또는 포접시킨 겔도 본 발명의 대상이다.
본 발명의 섬유 및 겔을 형성하는 겔화제(지질 펩티드)는, 앞에서 설명한 바와 같이, 분자 내에 친수성 부위와 소수성 부위를 갖기 때문에, 예를 들어, 소수성 비타민E 등의 저분자 화합물과, 친수성 비타민C 유도체 등의 저분자 화합물을, 동시에 부착 또는 포접시킴으로써 여러 가지 용매에 쉽게 용해시킬 수 있게 된다.
또, 물에 난용성인 방부제 등의 화합물도 가용화시킬 수 있다.
상기 서술한 섬유에 부착 또는 포접시킬 수 있는 저분자 화합물의 구체예로는, 소수성 화합물, 친수성 화합물, 난용성 화합물, 효소, 및 파이린 등을 들 수 있다.
상기 소수성 화합물로는, 예를 들어, 비타민E(토코페롤), 파이린, 아젤라인산 유도체, 레티놀(비타민A 알코올), 레티노산, 히드록시신남산, 카페인, 히노키티올, 카로티노이드, 아스타잔틴, 스테로이드, 인도메타신, 및 케토프로펜 등을 들 수 있다.
상기 친수성 화합물로는, 예를 들어, 비타민 C(아스코브산), 비타민 B2(리보플라빈), 코지산, 글루코사민, 아젤라인산, 피리독신(비타민 B6), 판토텐산(비타민 B5), 알부틴, 및 키토산 등을 들 수 있다.
상기 난용성 화합물로는 페녹시에탄올이나 메틸파라벤 등을 들 수 있다.
상기 효소로는 시토크롬c 등을 들 수 있다.
또, 상기 저분자 화합물로서, 예를 들어, 아스코브산 및 그 유도체, 코지산 및 그 유도체, 글루코사민 및 그 유도체, 아젤라익 및 그 유도체, 레티놀산 및 그 유도체, 피리독신 및 그 유도체, 판토텐산 및 그 유도체, 알부틴 및 그 유도체, 토코페롤 및 그 유도체, 히드록시신남산 및 그 유도체, 키토산, 키토산 분해물, 카페인유도체, 히노키티올, 카로티노이드, 및 아스타잔틴 등을 내포함으로써 미백 효과 등을 발휘할 수 있는 겔을 형성할 수 있다.
또한, 이러한 섬유로 형성되는 겔은, 액체 또는 생체와 접촉한 경우, 함유하는 저분자 화합물을 서서히 방출하는, 이른바 서방화 능을 가질 수 있으며, 이러한 저분자의 예로는 의약, 농약 또는 기능성 저분자 등을 들 수 있다.
본 발명의 겔 형성시의 상세한 메커니즘은 밝혀지지 않았으나, 지질 펩티드분자의 하전 상태가 관여되어 있는 것으로 보고 있다.
본 발명의 지질 펩티드는, C말단의 카르복실기와 펩티드부의 측쇄 -(CH2)n-X기에 유래하는 아미노기를 가지는 양(兩) 이온성 화합물이다. 이 이온 상태는 카르복실기만이 음이온화된 상태, 아미노기만이 양이온화된 상태, 쌍성이온화된 상태, 양 치환기 모두 이온이 되어 있지 않은 상태의 4형상 간에 평형으로 존재하는 것으로 생각된다.
아미노산 잔기의 산해리 상수를 고려한다면, 지질 펩티드 분자는 산성 영역에서는 펩티드부의 -(CH2)n-X기에 유래하는 말단 아미노기가 플러스로 대전하여 양이온화되고, 염기성 영역에서는 펩티드부 C말단의 말단 카르복실기가 마이너스로 대전하여 음이온화되고, 중성 영역에서는 쌍성 이온화된 상태가 많이 존재하는 것으로 생각된다.
이온화된 상태가 되면 펩티드부의 물과의 친화성이 증강되어, 소수성 부위인 장쇄부를 물과의 접촉을 멀리하도록 자기집합화가 이루어져, 나노섬유를 형성한다. 이때, 쌍성 이온상태가 보다 많이 존재해 있으면, 나노섬유 사이에서 양이온과 음이온에 의한 이온결합 형성되어 가교 구조를 형성한 망목 구조가 된다. 이 망목 구조가 형성됨에 따라, 더 많은 물을 취입할 수 있게 되므로 우수한 겔 형성 능을 발현하는 것이라고 생각한다.
또한, 이와 같이 저분자 화합물의 자기집합화에 의해 얻어지는 섬유는, 천연 고분자화합물의 자기집합화에 의해 얻어지는 섬유와 같이, 자기집합한 섬유가 형성된 망목 구조로부터 빠지지 않는다. 게다가, 자기집합체로부터 겔화제가 한 분자씩 탈락하여 겔이 붕괴되지도 않는다.
한편, 본 발명의 겔화제는, 특히, 소수성 유기용액, 경우에 따라서는 친수성 용매, 고급 알코올, 지방산, 지방산 에스테르 등의 용제 중에 첨가한 경우에는, 펩티드부 중심부로 하여 표층부가 지질부에서 회합해서 섬유를 형성하여 동일하게 3차원 망목 구조를 형성하고, 겔이 형성되는 것으로 생각된다.
이는, 본 발명의 겔화제는 적당한 탄소원자수를 가지는 지방산과 디펩티드로 구성된 지질 펩티드이고, 소수성 부위의 크기와 친수성 부위의 크기 간에 적당한 정도의 균형을 갖고 있고, 수용액과 유기용액 중에서 회합 형성을 바꿀 수 있으므로, 수용액에서도 유기용매에서도 겔화가 가능했다고 생각된다.
이상과 같이, 본 발명의 겔화제에 의해 중성 영역에서 안정적인 겔을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 겔화제는 저분자 화합물이기 때문에, 이 겔화제 및 형성되는 섬유 및 겔과 함께 환경·생체 내에서 분해 가능하여, 생체 적합성이 높은 겔화제 및 겔을 얻을 수 있다.
그러므로, 본 발명의 지질 펩티드 및 이로부터 얻어지는 겔은 세포배양 기재, 세포나 단백질 등의 생체분자 유지재, 외용기재, 의료용 재료, 생화학용 재료, 화장품재료, 식품용 재료, 콘택트렌즈, 종이 기저귀, 인공 엑츄에이터, 건조지 농업용재 등 여러 분야에서의 재료로 사용할 수 있다. 또한, 효소 등의 바이오 리액터 담체로서, 연구, 의료, 분석, 각종 산업에 폭넓게 이용할 수 있다.
이뿐 아니라, 본 발명의 겔은 저분자 화합물(지질 펩티드)에 의해 형성된 겔이기 때문에, 이 화합물의 설계에 의해, 예를 들면 외부 자극반응성에 의해 졸-겔 전환하는 겔을 형성할 수 있는 등, 고분자 쇄의 수식이나 공중합 반응의 실시를 필요로 하지 않고도, 여러 기능을 용이하게 부가할 수 있다.
한편, 본 발명은 신규 지질 펩티드도 대상으로 한다. 이러한 신규 지질 펩티드는, 식 (1b)
Figure 112011014989074-pct00009
(식 중, R1은 탄소원자수 12 내지 22의 지방족기를 나타내고, R2는 수소원자를 나타내고, R3은 3-인돌메틸기 또는 이미다졸메틸기를 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염이다.
혹은, 식 (1c)
Figure 112011014989074-pct00010
식 중, R1은 탄소원자수 14 내지 22의 지방족기를 나타내고, R2는 수소원자, 메틸기, 이소프로필기, 이소부틸기 또는 2-부틸기를 나타내고, R3은 4-아미노-n-부틸기, 카바모일에틸기, 카바모일메틸기, 이미다졸메틸기 또는 3-인돌메틸기를 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염이다.
또, 식 (1c)에서, R2가 메틸기, 이소프로필기, 이소부틸기 또는 2-부틸기를 나타내고, R3이 4-아미노-n-부틸기, 카바모일에틸기 또는 카바모일메틸기를 나타내는 것이 바람직하다.
혹은, 식 (1c)에서, R2가 메틸기, 이소프로필기, 이소부틸기 또는 2-부틸기를 나타내고, R3이 이미다졸메틸기 또는 3-인돌메틸기를 나타내는 것이 바람직하다.
또한, 식 (1c)에서 R2가 수소원자를 나타내고, R3이 4-아미노-n-부틸기, 카바모일에틸기 또는 카바모일메틸기를 나타내는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은, 하기 식 (3)으로 표현되는 지질 펩티드 또는 그 약학적으로 사용 가능한 염으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 겔화제, 그리고 식 (3)으로 표현되는 지질 펩티드 또는 그 약학적으로 사용 가능한 염도 대상으로 한다.
Figure 112011014989074-pct00011
상기 식 중, R8은 탄소원자수 9 내지 23의 지방족기를 나타내고, R9는 -(CH2)n-X기를 나타내며, R10은 수소원자, 또는 탄소원자수 1 혹은 2의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, n은 1 내지 4의 수를 나타내며, X는 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소원자를 1 내지 3개 가질 수 있는 5원환 혹은 6원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합복소환을 나타낸다.
[실시예]
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예에서 사용하는 약기호]
이하의 실시예에서 사용하는 약기호의 의미는 다음과 같다.
Gly: 글리신
His: 히스티딘
Val: 발린
Ala: 알라닌
Gln: 글루타민
Lys: 류신
Trp: 트립토판
HBTU: 2-(1H-벤조트리아졸-1-일)-1,1,3,3-테트라메틸우로늄-헥사플루오로포스페이트(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.)
HOBt: 1-히드록시-벤조트리아졸(PEPTIDE INSTITUTE, INC.)
DMF: N,N-디메틸포름아미드
WSCD: 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드
TFA: 트리플루오로아세트산(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.)
TIS: 트리이소프로필실란(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.)
NMP: N-메틸-2-피롤리돈
DIPEA: N,N-디이소프로필에틸아민(TOKYO CHEMICAL INDUSTRY)
DMSO: 디메틸술폭시드
[지질 펩티드]
지질 펩티드는, 이하에 나타내는 Fmoc 고상 펩티드 합성법 순서에 따라 합성하였다. 수지는 주로 아미노산-Barlos Resin을 이용하였다. 합성 스케일은 0.3mmol로 행하였다.
Figure 112011014989074-pct00012
[실시예 1: N-팔미토일-Gly-His·트리플루오로아세트산염(TFA염)의 고상 합성]
펩티드 합성장치에 H-His(Trt)-Trt(2-Cl)수지(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) 163mg(0.125mmol)(수지 1g 당 0.77mmol의 His 부가)을 계량하여 가지고 있는 반응용기를 장착하고, Fmoc-Gly-OH(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) 149mg(4eq)을 Fmoc법으로 축합시켜 H-Gly-His(Trt)-Trt(2-Cl) 수지를 얻었다.
얻어진 펩티드수지를 습윤인 상태로 수동 반응장치로 옮긴 후, 팔미트산(Aldrich사) 160mg(5eq), HOBt 85mg(5eq), HBTU 235mg(5eq), DMF 1ml, NMP 2ml를 첨가하여 교반하고, 다시 DIPEA 0.22ml를 첨가하였다. 1시간 교반한 후에 소량의 수지를 샘플링하여 반응 완결을 확인하였다. 반응액을 여과 분별한 후, 수지를 NMP, 메탄올로 순차 세정하고, 감압 하에 건조하여 N-팔미토일-Gly-His(Trt)-Trt(2-Cl)수지 187mg을 얻었다.
건조 수지의 전체 량을 TFA-TIS-물(95:2.5:2.5) 1.8ml로 처리하여, 얻어진 37mg의 조질 펩티드를 ODS칼럼을 이용하는 분취 HPLC 장치로 정제하였다. 목적으로 하는 순도의 용출 분화액을 모아 아세토니트릴을 유거, 동결 건조를 거쳐 N-팔미토일-Gly-His·TFA염 32mg을 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.96(1H,s), 8.21(1H,d, J=8.4Hz), 8.04(1H,t, J=6.3Hz), 7.36(1H,s,), 4.57-4.50(1H,m), 3.65(2H, d=6, 3Hz), 3.14(1H,m), 2.99(1H,m), 2.10(2H,t, J=7.5Hz), 1.47(2H,m), 1.23(24H,s), 0.85(3H,t, J=6.6Hz).
·MS(EI)m/z: 451.4(M++1,bp)
HPLC 정제 조건:
칼럼: YMC-Pack ODS-A (250×20mm I.D.)
유속: 10ml/분
용출: MeCN/0.1%TFAaq.= 45/55-(80분, 라이너 성분)-65/35
검출파장: 220㎚
온도: 실온
[실시예 2: N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 액상 합성]
<N-팔미토일-Gly-OtBu의 합성>
Gly-tBu·HCl(8.82g, 52.6mmol), 염화 팔미토일(15.2ml, 50.1mmol)을 클로로포름 200ml에 용해하고, 빙냉 하에 교반한 다음, 트리에틸아민(14.6ml, 105mmol)을 10분간 적하한 후, 서서히 실온으로 되돌려 15시간 교반하였다. 물을 첨가하여 분액한 후, 유기층을 포화식염수로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조하였다. 감압 농축 후, 잔사를 헥산으로 세정하고 여과 분별함으로써 목적 화합물을 무색 고체로서 17.4g(94%) 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.09(1H,t, J=6.3Hz), 3.67(2H,d, J=6.3Hz), 2.09(2H,t, J=7.8Hz), 1.48(2H,m), 1.39(9H,s), 1.23(24H,brs), 0.85(3H,t, J=6.9Hz).
·MS(EI)m/z: 314.3(M+-Boc-1,bp)
<N-팔미토일-Gly의 합성>
N-팔미토일-Gly-OtBu(17.4g, 47.1mmol)에 4M HCl/AcOEt(118ml, 0.471mmol)을 첨가하여 실온에서 1시간 교반하였다. 감압 농축 후, 잔사를 헥산으로 세정하여 목적 화합물을 무색분말로서 11.4g(77%)로 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 12.43(1H,brs), 8.07(1H,t, J=5.7Hz), 3.70(2H,d, J=5.7Hz), 2.09(2H,t, J=7.8Hz), 1.47(2H,m), 1.23(24H,brs), 0.85(3H,t, J=6.9Hz).
<N-팔미토일-Gly-His(Trt)-OtBu의 합성>
N-팔미토일-Gly(10.0g, 31.9mmol)에 His(Trt)-OtBu(15.0g, 33.1mmol), HOBt·H2O(5.13g, 33.5mmol)을 첨가하여, 빙냉 하 교반하고, WSCD의 염산염(6.42g, 33.5mmol)을 첨가하여, 빙냉 하에 30분간 다시 실온에서 18시간 교반하였다. 물(500ml), 아세트산에틸(400ml)을 첨가하여 분액한 후, 물 층을 아세트산에틸(200ml)로 추출하였다. 유기층을 함께, 포화중조수, 포화식염수, 10% 구연산수용액, 포화식염수로 순차 세정하여, 황산마그네슘으로 건조하였다. 감압 농축 후, 목적 화합물을 담황색 유상 물질 28.1g(118%)을 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 7.77(1H,d, J=7.8Hz), 7.35-7.29(10H,m), 7.13-7.07(6H,m), 6.64-6.58(2H,m), 4.67(1H,m), 3.98(2H,m), 2.98(2H,m), 2.22(2H,m), 1.61(2H,m), 1.34(9H,s), 1.25(24H,brs), 0.87(3H,t, J=6.6Hz).
<N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 합성>
N-팔미토일-Gly-His(Trt)-OtBu(23.0g, 30.8mmol), 빙냉 하, TFA(206ml)-트리이소프로필실란(10.8ml)-H2O(10.8ml) 혼합물을 첨가하여 실온에서 1시간 교반하였다. 감압 농축 후, 디이소프로필에테르, 이어서, 디에틸에테르 세정 후, 멤브레인 필터로 여과하여 얻었다. 이것을, TFA(35ml)-디에틸에테르(800ml)로 재침전하고 감압 하에 건조하여 목적 화합물을 16.2g(93%)으로 얻었다.
[실시예 3: N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 무보호 합성법]
Figure 112011014989074-pct00013
<N-팔미토일옥시-호박산이미드의 합성>
염화 팔미토일(165ml, 0.544mol)의 클로로포름 1L 용액에, 빙냉 교반 하, N-히드록시호박산이미드(69.8g, 0.598mol)를 소량씩 넣은 후, 트리에틸아민(83.1ml, 0.598mol)을 30분간 적하한 후, 30분간 빙냉 하에 교반하고, 서서히 실온으로 되돌려 7시간 교반하였다. 물(500ml×3)로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압 농축하여 무색고체 260.3g(quant)을 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 2.80(4H,s), 2.65(2H,t, J=7.2Hz), 1.61(2H,quintet, J=7.2Hz), 1.24(24H,s), 0.85(3H,t, J=6.3Hz).
<N-팔미토일-Gly의 합성>
상기에서 합성한 N-팔미토일옥시-호박산이미드 전체 량(260.3g)을 DMF 750ml에 현탁시키고, 빙냉 교반 하에, 물 250ml에 Gly(56.3g, 0.750mol)와 트리에틸아민(83.2ml, 0.598mol)을 용해시킨 것을 적하하고, 다시 30분간 빙냉 하에 교반한 후, 서서히 실온으로 되돌려 15시간 교반하였다. 6N염산 100ml를 물 1L에 용해시켜 조정한 pH 3의 수용액을 빙냉 교반하고, 그 안으로 앞의 N-팔미토일옥시-호박산이미드를 포함하는 반응용액을 적하하여 석출된 고체를 여과하여 얻었다. 이것을, 물 2L, 이어서, 헥산 1L로 세정한 후, 회수하여 목적 화합물 114g(67%)을 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.10(1H,t, J=6Hz), 3.71(2H,d, J=6Hz), 2.10(2H,t, J=7.2Hz), 1.48(2H,m), 1.23(24H,s), 0.85(3H,t, J=6.3Hz).
<N-팔미토일옥시-글리실옥시호박산이미드의 합성>
상기에서 합성한 N-팔미토일-Gly 114g(0.364mol), N-히드록시호박산이미드(44.0g, 0.382mol)를 DMF 620ml에 현탁시켜 빙냉 하에 교반하고, 그 안에 WSCD의 염산염(73.2g, 0.382mol)을 첨가하여, 빙냉 하에 30분간, 다시 실온에서 20시간 교반하였다. 빙수(얼음물) 1.5L를 넣어 불용물을 여과(濾取)하여 5L의 물로 세정하고, 추가로 1.5L의 에테르로 세정한 후, 얻어진 고형물을 감압 하에 건조하여 무색고체 198g을 정량적으로 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.46(1H,t, J=5.7Hz), 4.22(2H,d, J=5.7Hz), 2.89(4H,s), 2.13(2H,t, J=7.2Hz), 1.49(2H,m), 1.23(24H,s), 0.85(3H,t, J=6.3Hz).
<N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 합성>
상기에서 합성한 N-팔미토일옥시-글리실옥시호박산이미드 전체 량 198g을 DMF에 현탁시키고 빙냉 교반 하에 물 350ml에 L-히스티딘 113g(0.728mol)과 트리에틸아민 55.6ml(0.400mol)를 현탁시킨 것을 첨가하였다. 그 후, 빙냉 하에 30분간 교반한 후, 실온으로 승온시켜 추가 17시간 교반하였다. 석출되고 있는 고체를 그대로 여과하여 고체를 얻었다. 이것을 트리플루오로아세트산 120ml과 빙수 1.5L를 혼합시킨 용액에 넣어 교반한 후, 불용물을 여과하여 얻어진 고체를 큰 컵(jug)에 옮겨 담아 물 2L로 세정을 3회하고, 그 후 감압 하에 건조시켰다. 얻어진 건조 고체를 트리플루오로아세트산 400ml에 녹여 멤브레인 필터로 소량의 불용물을 여과한 후, 여액을 약 절반 량까지 감압 농축한 다음, 디에틸에테르로 세정하고, 고체를 감압 하에 건조시켰다. 이 고체를, 적당 횟수로 물 세정한 후, 얻어진 고체를 감압 하에 건조하여 무색 고체를 112g(54%)얻었다.
[실시예 4: N-팔미토일-Gly-His·프리체의 합성]
실시예 3의 합성 중간체인 N-팔미토일옥시-글리실옥시호박산이미드 2.0g(4.86mmol)에 DMF 175mL를 가해 빙욕(氷浴)으로 냉각을 행하였다. 그 후, 물 45mL, 트리에틸아민 0.74mL(5.46mmol, 1.1eq), H-L-His-OH 1.50g(9.72mmol, 2.0eq)를 첨가하여 30분간 반응을 행하였다. 그 후 실온까지 자연 승온시키고 나서, 실온에서 23.5시간 동안 반응을 행하였다.
반응 종료후, 반응용액(겔상)을 원심분리(4℃, 10,000rpm, 15분간)하여 동결 건조를 행하였다(7시간×2). 상청액(Supernatant)을 제거한 겔상의 생성물을 메탄올 350mL에 용해해 불용물을 여과한 후, 여액을 감압 농축하여 (A)액으로 하였다.
한편, 원심분리 후의 상청액(DMF/물층)을 냉장고에서 15분간 냉각하고, 원심분리(4℃, 10,000rpm, 25분간) 후에 상청액을 제거하여 동결 건조를 행하였다(7시간×3). 그 후, 메탄올 250mL에 용해해 불용물을 여과하여 (B)액으로 하였다.
(A)액에 (B)액을 첨가하여 감압 농축하고 클로로포름 150mL, 물 150mL로 세정하여 백색 고체 698.3mg(32%)을 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.12(1H,d, J=7.8Hz), 8.06(1H,t, J=5.7Hz), 7.56(1H,s), 6.81(1H,s), 4.38(1H,q,J=7.8Hz), 3.69(2H,dd, J=5.7Hz 및 J=10.2Hz), 2.89(2H,m), 2.20(2H,t, J=6.9Hz), 1.48(2H,m), 1.23(24H,s), 0.85(3H,t, J=7.2Hz).
·MS(EI)m/z: 451.43(M++1,bp)
[실시예 5: N-팔미토일-Gly-His·TFA염 중화법]
N-팔미토일-Gly-His의 트리플루오로아세트산염 500mg을 샘플병에 계량하여 가지며, 그 안에 milli-Q수를 10ml 넣은 후, 0.05M의 수산화나트륨 수용액을 17.7ml 넣어 혼합하였다. 이것을 90℃의 탕욕(湯浴)에 담궈, 가볍게 흔들면서 완전히 용해시키고, 방냉 후, 동결 건조시켜 얻은 고체를 물로 적당한 횟수로 세정한 후에 감압 하에 건조하여 중화체 399g을 정량적으로 얻었다.
[실시예 6: N-라우로일-Gly-His·TFA염의 합성]
실시예 1과 동일한 순서로, 즉, H-His(Trt)-Trt(2-Cl) 수지를 장착하고 Fmoc-Gly-OH를 Fmoc법으로 축합한 다음, 마지막으로 라우린산(Aldrich사)을 반응시켜 TFA-TIS-수처리함으로써 목적 화합물을 수율 82%로 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.59(1H,s), 8.19(1H,d, J=7.4Hz), 8.05(1H,t, J=5.7Hz), 7.22(1H,s), 4.50(1H,m), 3.65(2H,d, J=5.7Hz), 3.02(2H,m), 2.11(2H,t, J=8.1Hz), 1.47(2H,m), 1.23(16H,brs), 0.85(3H,t,J=6.9Hz).
·MS(EI)m/z: 395.4(M++1,bp), 214.9
[실시예 7: N-베헤노일-Gly-His·TFA염의 합성]
실시예 1과 동일한 순서로, 즉, H-His(Trt)-Trt(2-Cl) 수지를 장착하고 Fmoc-Gly-OH를 Fmoc법으로 축합한 다음, 마지막으로 베헨산(Aldrich사)을 반응시켜 TFA-TIS-수 처리함으로써 목적 화합물을 수율 82%로 얻었다.
·1H-HMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.45(1H,s), 8.18(1H,d, J=8.4Hz), 8.05(1H,t, J=5.7Hz), 7.16(1H,s), 4.48(1H,m), 3.65(2H,d, J=5.7Hz), 3.00(2H,m), 2.10(2H,t, J=7.5Hz), 1.47(2H,m), 1.23(36H,brs), 0.85(3H,t, J=7.2Hz)
·MS(EI)m/z: 535.6(M++1,bp), 363.3, 270.1
[실시예 8: N-미리스토일-Gly-His·TFA염의 합성]
실시예 1과 동일한 순서로, 즉, H-His(Trt)-Trt(2-Cl) 수지를 장착하고 Fmoc-Gly-OH를 Fmoc법으로 축합한 다음, 마지막으로 미리스트산(Aldrich사)을 반응시켜 TFA-TIS-수 처리함으로써 목적 화합물을 수율 89%로 얻었다.
·1H-HMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.93(1H,s), 8.22(1H,d, J=8.4Hz), 8.05(1H,t, J=5.7Hz), 7.35(1H,s), 4.50(1H,m), 3.65(2H,d, J=5.7Hz), 3.06(2H,m), 2.10(2H,t, J=7.5Hz), 1.46(2H,m), 1.23(20H,brs), 0.85(3H,t, J=6.6Hz).
·MS(EI)m/z: 423.4(M++1,bp)
[실시예9: N-팔미토일-Gly-Lys·TFA염의 합성]
실시예 1과 동일한 순서로, 단, H-Lys(Boc)Resin를 장착하고, Fmoc-Gly-OH를 Fmoc법으로 축합한 다음, 마지막으로 팔미트산(Aldrich사)을 반응시켜 TFA-TIS-수 처리함으로써 목적 화합물을 얻었다.
·1H-HMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.05-7.98(2H,m), 7.66(2H,brs), 4.18(1H,m), 3.70(2H,m), 2.76(2H,m), 2.10(2H,t, J=7.2Hz), 1.73-1.47(6H,m), 1.37-1,23(26H,brs), 0.85(3H,t,J=6.6Hz).
·MS(EI)m/z: 423.4(M++1,bp)
[실시예 10: N-팔미토일-Ala-His·TFA염의 합성]
실시예 1과 동일한 순서로, 즉, H-His(Trt)-Trt(2-Cl) 수지를 장착하고 Fmoc-Ala-OH를 Fmoc법으로 축합한 다음, 마지막으로 팔미트산(Aldrich사)을 반응시켜 TFA-TIS-수 처리함으로써 목적 화합물을 얻었다.
·1H-HMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.49(1H,s), 8.20(1H,d, J=8.1Hz), 7.97(1H,d, J=7.2Hz), 7.20(1H,s), 4.47(1H,m), 4.23(1H,m), 3.07(2H,m), 2.07(2H,t, J=6.9Hz), 1.45(2H,m), 1.23(24H,brs), 1.16(3H,d, J=6.9Hz), 0.85(3H,t, J=6.6Hz).
·MS(EI)m/z: 442.4(M++1,bp), 297.2
[실시예 11: N-팔미토일-Val-His·TFA염의 합성]
실시예 1과 동일한 순서로, 즉, H-His(Trt)-Trt(2-Cl) 수지를 장착하고 Fmoc-Val-OH를 Fmoc법으로 축합한 다음, 마지막으로 팔미트산(Aldrich사)을 반응시켜 TFA-TIS-수 처리함으로써 목적 화합물을 얻었다.
·1H-HMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.53(1H,s), 8.31(1H,d, J=7.5Hz), 7.82(1H,d, J=8.7Hz), 7.20(1H,s), 4.49(1H,m), 4.09(1H,t, J=7.5Hz), 3.00(2H,m), 2.22-1.89(3H,m), 1.47(2H,m), 1.23(24H,brs), 0.83(9H,m)
·MS(EI)m/z: 493.4(M++1,bp)
[실시예 12: N-팔미토일-Gly-Trp·TFA염의 합성]
실시예 1과 동일한 순서로, 단, Trp(Boc) Alko 수지(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.)를 장착하고, Fmoc-Gly-OH를 Fmoc법으로 축합한 다음, 마지막으로 팔미트산(Aldrich사)을 반응시켜 TFA-TIS-수 처리함으로써 목적 화합물을 얻었다.
·1H-HMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 10.83(1H,s), 7.99-7.91(2H,m), 7.50(1H,d, J=7.8Hz), 7.31(1H,d, J=8.4Hz), 7.21-6.94(3H,m), 4.47(1H,m), 3.67(2H,m), 3.17(1H,m), 3.02(1H,m), 2.07(2H,t, J=7.2Hz), 1.45(23H,m), 1.23(24H,brs), 0.85(3H,t, J=6.6Hz).
·MS(EI)m/z: 500.4(M++1,bp), 205.1
[실시예 13: N-팔미토일-Gly-Gln·TFA염의 합성]
실시예 1과 동일한 순서로, 단, Gln(Trt)-Alko(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.)를 장착하고, Fmoc-Gly-OH를 Fmoc법으로 축합한 다음, 마지막으로 팔미트산(Aldrich사)을 반응시켜 TFA-TIS-수 처리함으로써 목적 화합물을 얻었다.
·1H-HMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.07(1H,d, J=7.5Hz), 7.95(1H,m), 4.16(1H,m), 3.70(2H,m), 2.10-2.08(4H,m), 1.92(1H,m), 1.75(1H,m), 1.47(2H,m), 1.23(24H,brs), 0.85(3H,t, J=6.6Hz).
·MS(EI)m/z: 442.3(M++1,bp), 130.1
[실시예 14: N-팔미토일-His-Gly·TFA염의 합성]
실시예 1과 동일한 순서로, 단, 글리신 Alko Resin를 장착하고 Fmoc-His-OH를 Fmoc법으로 축합한 다음, 마지막으로 팔미트산(Aldrich사)을 반응시켜 TFA-TIS-수 처리함으로써 목적 화합물을 얻었다.
·1H-NMR(300MHz, DMSO-d6, δppm): 8.70(1H,s,C-2 His), 8.22(1H,t, J=6Hz,NH Gly), 8.07(1H,d, J=8.7Hz,NH His), 7.22(1H,s,C-5 His), 4.62(1H,m,α-CH His), 3.84-3.67(2H,m,α-CH2 Gly), 3.07(1H,m,β-CH2a,His), 2.84(1H,m,β-CH2b,His), 2.07(2H,t,J=7.8Hz,CH2 Pal), 1.40(2H,m,CH2 Pal), 1.23(24H,brs,CH2 Pal), 0.85(3H,t, J=6.9Hz,CH3 Pal)
·MS(EI)m/z: 451.4(M++1,bp)
[실시예 15: 순수에 의한 펩티드의 겔화 평가]
상기 실시예 1, 6, 7, 8 및 10에서 합성된 지질 펩티드를 샘플관에 넣고, 0.25 또는 0.5%(w/v)(w는 질량(g), v는 부피(mL)를 의미한다)의 지질 펩티드 농도 의 용액이 되도록 순수(금속, 이온프리)를 가하고, 90℃ 이상으로 가열해 지질 펩티드를 용해한 후 방냉하였다.
방냉 후, 용액이 유동성을 잃어서 샘플관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 「겔화(○)」라 판정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112011014989074-pct00014
[실시예 16: 완충액에 의한 펩티드의 겔화 평가]
실시예 3 내지 10 및 실시예 14에서 합성된 지질 펩티드를 샘플관에 넣고, 0.25 또는 0.5%(w/v)의 지질 펩티드 농도의 용액이 되도록 3종류의 인산 완충액(PBS)(PH=2.6, 7.4 또는 10)을 각각 가한 후(조건 A 내지 F), 90℃ 이상으로 가열해 지질 펩티드를 용해한 후에 방냉하였다.
방냉 후, 용액이 유동성을 잃어서 샘플관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 「겔화」라고 판정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다. 한편, 표 중, 겔화된 것을 「○」, 겔화되지 않은 것을 「×」, 평가를 실시하지 않은 것을 「-」로 나타내었다.
Figure 112011014989074-pct00015
표 2에 나타내는 바와 같이, 산성 영역(pH=2.6)에서는, 농도 0.5%에서 N-팔미토일-Gly-His·TFA염, N-라우로일-Gly-His·TFA염, N-베헤노일-Gly-His·TFA염, N-미리스토일-Gly-His·TFA염 및 N-팔미토일-Ala-His·TFA염이 겔화되었다. 또한, 농도 0.25%에서, N-팔미토일-Gly-His·TFA염, N-라우로일-Gly-His·TFA염, N-미리스토일-Gly-His·TFA염 및 N-팔미토일-Ala-His·TFA염이 겔화되었다.
중성 영역(pH=7.4)에서는, 실시예 16에서 사용한 모든 지질 펩티드에서, 농도 0.25 또는 0.5%의 어떤 경우에도 겔화되었다.
한편, 염기성 영역(pH=10)에서는, 농도 0.5%의 경우 실시예 16에서 사용한 모든 지질 펩티드에서 겔화되었지만, 농도 0.25%의 경우에는 N-라우로일-Gly-His·TFA염 만이 겔화되었다.
[실시예 17: N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 각종 용액에서의 겔화 평가]
상기 실시예 1 내지 3에서 합성된 N-팔미토일-Gly-His의 트리플루오로아세트산염을 각각 스크류관(MARUEMU No.1, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 이들 N-팔미토일-Gly-His·TFA염(Pal-GH(TFA)이라고도 한다)의 농도가 0.5 또는 1%(w/v)가 되도록 아래 표 3에 나타내는 각종 용액을 넣어, 히팅 블록 고온조(Nippon Genetics Co., Ltd. 제조)에서 100℃로 가열하고, 그 후 실온에서 방치시켰다.
용액이 유동성을 잃어서 스크류관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 「겔화」라고 판정하고, 그 겔 상태를 관찰하였다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.
한편, 실시예 1 내지 3에서 합성된 N-팔미토일-Gly-His의 트리플루오로아세트산염은, 어느 것이든지 동일한 겔화능을 보였기 때문에, 표 3에서는 구별하지 않고 나타내었다.
Figure 112011014989074-pct00016
[실시예 18: N-팔미토일-Gly-His·TFA염과 N-팔미토일-Gly-Gly-Gly-His·TFA염을 사용한 인산 완충액의 겔화 평가]
실시예 18 및 후술하는 실시예 19에 사용한 N-팔미토일-Gly-Gly-Gly-His·TFA염은 아래와 같이 합성하였다.
히스티딘 Barlos Resin(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) 약 390mg을 PD-10칼럼에 첨가하고, 디클로로메탄(DCM) 5ml로 3회 세정하고, 추가로 디메틸포름아미드(DMF) 5ml로 3회 세정하였다. 이어서, Fmoc-Gly-OH(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) 약 270mg 및, 축합제 용액(1)(HBTU 3.05g, HOBt 1.25g을 DMF16ml에 용해한 것) 2.1ml를 첨가하고, 추가로 축합제 용액(2)(DIPEA 2.75ml를 DMF14.25ml에 용해한 것) 2.1ml를 첨가하였다.
이들을 30분간 바이브레이터로 교반한 후, DMF 5ml로 5회, 계속해서 DCM 5ml로 3회, 추가로 DMF 5ml로 3회씩 각각 세정하였다.
그 다음, 20% 피페리딘/DMF용액 5ml를 첨가해 1분간 교반하고, 이 용액을 제거한 후 다시 20% 피페리딘/DMF용액 5ml를 첨가해 45분간 교반하고, DMF 5ml로 5회 세정하였다.
또, Fmoc-Gly(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.)을 270mg, 축합제(1) 및 축합제(2)를 각각 2.1ml씩 첨가하고 20분간 바이브레이터로 교반한 후, DMF 5ml에 의한 세정을 5회, DCM 5ml로 3회 세정, 추가로 DMF 5ml에 의한 세정을 3회 행하였다. 그 후, 20% 피페리딘/DMF용액 5ml를 첨가해 1분간 교반한 다음, 용액을 버리고, 다시 20% 피페리딘/DMF용액 5ml를 첨가해 45분간 교반하고 DMF 5ml로 5회 세정하였다.
팔미트산(TOKYO CHEMICAL INDUSTRY) 약 230mg을 칼럼에 첨가하고, 축합제(1) 및 축합제(2)를 각각 2.1ml씩 첨가해 90분간 바이브레이터로 교반하였다. 반응 후에 DMF 5ml로 5회, 이어서 DCM 5ml로 5회, 추가로 메탄올5ml로 5회씩 각각 세정한 다음, 수지를 하룻밤 진공 건조시켰다.
건조 후에 트리플루오로아세트산 3.8ml 및 트리이소프로필실란 0.1ml를 칼럼에 첨가하고 1시간 교반하였다.
회수한 혼합용액에 물을 첨가하여 석출시킨 후, 흡입여과를 행하여 생성물을 회수하였다. 동결 건조를 행한 후, 아세트니트릴 4ml로 3회 세정하여 목적 화합물을 얻었다.
·FT-MS+m/z calc. for C26H46N5O5 [M+H]+ 507.34207,found 507.92
5질량%의 비율로 N-팔미토일-Gly-Gly―His·TFA염을 함유시킨 N-팔미토일-Gly-His·TFA염(10.4mg)을 스크류관(Maruemu Co., Ltd., No.3)에 넣고, 0.5%(w/v)의 농도가 되도록 인산 완충액(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조의 phosphate buffer powder, 1/15mol/L, PH=7.4, 조성:Na2HPO4 7.6g, KH2PO4 1.8g/L)을 첨가해 드라이 배스 인큐베이터(First Gene사 제조)에서 가열(105℃, 10분간)하고, 방냉 후, 용액이 유동성을 잃어서 샘플관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 확인한 다음, 이에 따라 겔화된 것으로 판정하였다.
5% N-팔미토일-Gly-Gly―His·TFA염 함유 N-팔미토일-Gly-His·TFA염은, 0.5%(w/v) 농도에서, 인산 완충액을 매체로 한 가열에 의해 겔화가 확인되었다.
[실시예 19: N-팔미토일-Gly-His·TFA염과 N-팔미토일-Gly-Gly-Gly-His·TFA염을 사용한 초순수의 겔화 평가]
5%의 N-팔미토일-Gly-Gly―His·TFA염을 함유시킨 N-팔미토일-Gly-His·TFA염(10.4mg)을 스크류관(Maruemu Co., Ltd., No.3)에 넣고, 1%(w/v)의 농도가 되도록 초순수(Kurita Water Industries Ltd. 제조)를 첨가해 드라이 배스 인큐베이터(First Gene사 제조)에서 가열(105℃, 10분간)하고, 방냉 후, 용액이 유동성을 잃어서 샘플관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 확인한 다음, 이에 따라 겔화된 것으로 판정하였다.
5% N-팔미토일-Gly-Gly―His·TFA염 함유 N-팔미토일-Gly-His·TFA염은, 1%(w/v) 농도에서, 초순수를 매체로 한 가열에 의해 겔화가 확인되었다.
[실시예 20: N-팔미토일-Gly-His의 트리플루오로아세트산염을 사용한 물을 매체로 하는 겔과 겔 시트의 작성]
실시예 1에서 조제된 N-팔미토일-Gly-His(TFA) 3mg을 스크류관(MARUEMU No.3, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 여기에 0.5%(w/v)의 농도가 되도록 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 0.6ml를 첨가하여 105℃로 5분간 가열한 후, 실온에 그대로 두고 0.5% N-팔미토일-Gly-His(TFA)의 겔을 작성하였다.
이 겔에 추가로 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 2ml를 넣고, 72시간, 시트화의 유무를 달관적으로 관찰하였다. 물을 매체로 하여 작성한 N-팔미토일-Gly-His(TFA) 겔은, 물 침지액 중에서 용해되지 않고 시트형상 겔이 형성되는 것으로 확인되었다.
[실시예 21: N-팔미토일-Gly-His의 트리플루오로아세트산염을 사용한 글리세린 용액을 매체로 하는 겔과 겔 시트의 작성]
실시예 1에서 조제된 N-팔미토일-Gly-His·TFA염9.1mg을 스크류관(MARUEMU No.3, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 여기에 0.5%(w/v)의 농도가 되도록 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 및 글리세린(JUNSEI CHEMICAL CO.,LTD.)을 각각 0.91ml를 첨가해 105℃로 5분간 가열한 후, 실온에 그대로 두고 0.5% N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 글리세린 용액의 겔을 작성하였다.
이 겔에 추가로 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 2ml를 넣고, 72시간, 시트화의 유무를 달관(達觀)적으로 관찰하였다. 글리세린 용액을 매체로 하여 작성한 N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 겔은, 물 침지액 중에서 용해되지 않고 시트형상 겔이 형성되는 것으로 확인되었다.
[실시예 22: N-팔미토일-Gly-His의 트리플루오로아세트산염을 사용한 글리세린을 매체로 하는 겔 및 겔 시트의 작성]
실시예 1에서 조제된 N-팔미토일-Gly-His·TFA염 4.6mg을 스크류관(MARUEMU No.3, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 여기에 1%(w/v) 농도가 되도록 글리세린 0.46ml를 첨가해 105℃로 5분간 가열한 후, 실온에 그대로 두고 1% N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 글리세린겔을 작성하였다.
이 겔에 추가로 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 2ml를 넣고, 72시간, 시트화의 유무를 달관적으로 관찰하였다. 글리세린을 매체로 하여 작성한 N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 겔은, 물 침지액 중에서 용해되지 않고 시트형상 겔이 형성되는 것으로 확인되었다.
[실시예 23: N-팔미토일-Gly-His·프리체의 물 및 각종 pH에서의 겔화 평가]
실시예 4에서 조제한 N-팔미토일-Gly-His·프리체를 스크류관(MARUEMU No.1, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 여기에 N-팔미토일-Gly-His·프리체(Pal-GH(프리)라고도 한다)의 농도가 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1% 혹은 2%(w/v)가 되도록 아래 표 4에 나타내는 각종 용액을 넣어 히팅 블록 고온 조(Nippon Genetics Co., Ltd. 제조)에서 100℃로 가열하고, 그 후 실온에서 방치시켰다.
방냉 후, 용액이 유동성을 잃어서 스크류관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 「겔화」라고 판정하였다. 결과를 표 4에 나타낸다. 표 중, 겔화된 것을 「○」, 졸화된 것을 「×」, 평가를 실시하지 않은 것을 「-」로 나타내었다.
Figure 112011014989074-pct00017
[실시예 24: N-팔미토일-Gly-His·프리체의 글리세린 용액에서의 겔화 평가]
실시예 4에서 조제한 N-팔미토일-Gly-His·프리체를 스크류관(MARUEMU No.1, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 여기에 N-팔미토일-Gly-His·프리체의 농도가 0.2%, 0.25%, 0.5% 혹은 1%(w/v)가 되도록 아래 표 5에 나타내는 각 농도의 글리세린 용액을 각각 첨가하여 히팅블록 고온조(Nippon Genetics Co., Ltd. 제조)에서 100℃로 가열하고, 그 후 실온에서 방치시켰다.
용액이 유동성을 잃어서 스크류관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 「겔화」로 판정하였다. 얻어진 결과를 표 5에 나타낸다. 표 중, 겔화된 것을 「○」, 부분적으로 겔화된 것을 「△」, 평가를 실시하지 않은 것을 「-」로 나타내었다.
Figure 112011014989074-pct00018
[실시예 25: N-팔미토일-Gly-His·프리체의 프로필렌글리콜(PG) 용액에서의 겔화 평가]
실시예 4에서 조제한 N-팔미토일-Gly-His·프리체를 스크류관(MARUEMU No.1, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 여기에 N-팔미토일-Gly-His·프리체의 농도가 0.25%, 0.5% 혹은 1%(w/v)가 되도록 아래 표 6에 나타내는 각 농도 프로필렌 용액을 첨가하여 히팅블록 고온조(Nippon Genetics Co., Ltd. 제조)에서 100℃로 가열하고, 그 후 실온에서 방치시켰다.
용액이 유동성을 잃어서 스크류관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 「겔화」로 판정하였다. 얻어진 결과를 표 6에 나타낸다. 표 중, 겔화된 것을 「○」, 부분적으로 겔화된 것을 「△」, 겔이 형성되지 않은 것을 「×」로 나타내었다.
Figure 112011014989074-pct00019
[실시예 26: N-팔미토일-Gly-His·프리체의 무기염, 아미노산 또는 유기물 첨가용액에서의 겔화 평가]
실시예 4에서 조제한 N-팔미토일-Gly-His·프리체를 스크류관(MARUEMU No.1, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 여기에 N-팔미토일-Gly-His·프리체의 농도가 0.5% 혹은 1%(w/v)가 되도록 아래 표 7에 기재된 각 첨가물을 용해시킨 수용액을 첨가하여 히팅블록 고온조(Nippon Genetics Co., Ltd. 제조)에서 100℃로 가열하고, 그 후 실온에서 방치시켰다.
용액이 유동성을 잃어서 스크류관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 「겔화」로 판정하였다. 얻어진 결과를 표 7에 나타낸다. 표 중, 겔화된 것을 「○」, 부분적으로 겔화된 것을 「△」, 평가를 실시하지 않은 것을 「-」로 나타내었다.
Figure 112011014989074-pct00020
[실시예 27: N-팔미토일-Gly-His·프리체의 0.25%(w/v) 프로필렌글리콜 수용액(65%(w/w))(유산·유산칼륨 첨가)에서의 겔화 평가]
상기 실시예 4에서 얻은 N-팔미토일-Gly-His·프리체(25mg)를 스크류관(Maruemu Co., Ltd., No.7)에 넣고, 0.25%(w/v) 농도가 되도록 65%(w/w) 프로필렌글리콜수용액을 넣은 다음, 추가로 용해액 전체에 대해 5%(w/w) 농도가 되도록 유산칼륨:유산(95:5)을 첨가해 드라이 배스(Dry Bath) 인큐베이터(First Gene사 제조)에서 75℃, 10분간 가열하고, 얻어진 용해액을 스프레이바이알(Maruemu Co., Ltd., No.3L)로 옮겨, 실온까지 방냉시켰다.
방냉 후, 용액이 유동성을 잃어서 샘플관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 확인한 다음, 이에 따라 겔화된 것으로 판정하였다.
[실시예 28: N-팔미토일-Gly-His·프리체의 0.2%(w/v) 프로필렌글리콜 수용액(65%(w/w))(유산·유산칼륨 첨가)에서의 겔화 평가]
상기 실시예 4에서 얻은 N-팔미토일-Gly-His·프리체(80mg)를 스크류관(Maruemu Co., Ltd., No.7)에 넣고, 0.2%(w/v) 농도가 되도록 65%(w/w) 프로필렌글리콜 수용액을 넣은 다음, 추가로 용해액 전체에 대해 5%(w/w) 농도가 되도록 유산칼륨:유산(95:5)을 첨가해 드라이 배스 인큐베이터(First Gene사 제조)에서 93℃, 5분간 가열하고, 얻어진 용해액을 스프레이바이알(Maruemu Co., Ltd., No.3L)로 옮겨, 실온까지 방냉시켰다.
방냉 후, 용액이 유동성을 잃어서 샘플관을 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 확인한 다음, 이에 따라 겔화된 것으로 판정하였다.
[실시예 29: N-팔미토일-Gly-His·TFA염을 사용한 글리세린 및 폴리에틸렌글리콜(400)을 매체로 하는 겔 및 겔 시트의 작성(1)]
실시예 1 내지 3에서 조제한 N-팔미토일-Gly-His·TFA염 50.4mg을 스크류관(MARUEMU No.7, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 각각 넣고, 여기에 N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 농도가 0.5%(w/v)가 되도록 폴리에틸렌글리콜(400)(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1ml, 에탄올 1.5ml, 70% 글리세린(JUNSEI CHEMICAL CO.,LTD.) 물을 8ml 첨가한 뒤 드라이 배스 인큐베이터(First Gene사 제조)에서 가열(105℃, 8분간)한 후, 실온에 그대로 두어 겔을 형성하였다.
이 겔에 추가로 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 20ml를 넣고, 72시간, 시트화의 유무를 달관적으로 관찰하였다. 글리세린 및 폴리에틸렌글리콜(400)을 매체로 하여 작성한 N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 겔은, 물 침지액 중에서 용해되지 않고 시트형상 겔이 형성되는 것으로 확인되었다.
[실시예 30: N-팔미토일-Gly-His·TFA염을 사용한 글리세린 및 폴리에틸렌글리콜(400)을 매체로 하는 겔 및 겔 시트의 작성(2)]
실시예 1 내지 3에서 조제한 N-팔미토일-Gly-His·TFA염 52.5mg을 스크류관(MARUEMU No.7, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 각각 넣고, 여기에 N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 농도가 0.5%(w/v)가 되도록 폴리에틸렌글리콜(400)(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.5ml, 에탄올 1ml, 70% 글리세린(JUNSEI CHEMICAL CO.,LTD.) 물을 8ml 첨가한 뒤 드라이 배스 인큐베이터(First Gene사 제조)에서 가열(105℃, 8분간)한 후, 실온에 그대로 두어 겔을 형성하였다.
이 겔에 추가로 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 20ml를 넣고, 72시간, 시트화의 유무를 달관적으로 관찰하였다. 글리세린 및 폴리에틸렌글리콜(400)을 매체로 하여 작성한 N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 겔은, 물 침지액 중에서 용해되지 않고 시트형상 겔이 형성되는 것으로 확인되었다.
[실시예 31: 인도메타신, l-멘톨을 포접하는 N-팔미토일-Gly-His(TFA) 겔 시트]
실시예 1 내지 3에서 조제한 팔미토일-Gly-His·TFA염 50.2mg을, 인도메타신 104.7mg 및 l-멘톨 220mg과 함께 스크류관(MARUEMU No.7, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 여기에 N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 농도가 0.5%(w/v)가 되도록 폴리에틸렌글리콜(400)(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.5ml, 에탄올 1.5ml, 70% 글리세린(JUNSEI CHEMICAL CO.,LTD.) 물 8ml를 첨가해 드라이 배스 인큐베이터(First Gene사 제조)에서 가열(105℃, 8분간)한 뒤 실온에 그대로 둔 결과, 담황색의 겔이 형성되었다. 본 겔의 손에 닿은 감촉은 연성이 있으며 청량감이 있는 느낌이었다.
겔 형성을 확인한 후, 45일간 실온에 그대로 둔 후, 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 20ml를 첨가해 72시간, 시트화의 유무를 달관적으로 관찰하였다. 본 겔은 물 침지액 중에서 용해되지 않고 시트형상 겔이 형성되는 것으로 확인되었다.
[실시예 32: N-팔미토일-Gly-His트리플루오로아세트산염의 자기조직화에 의해 형성된 섬유에 대한 δ-아닐리노-1-나프탈렌설폰산(ANS)의 취입 확인 시험]
소수성 환경응답성 프로브인 8-아닐리노-1-나프탈렌설폰산(ANS)을 최종농도가 5㎛가 되도록 pH7.5의 인산 완충액에 용해하고, 여기에 실시예 1에서 조제된 N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 농도가 0.5wt%가 되도록 첨가하여 겔을 조제하였다.
또한, 콘트롤로서, pH7.5 인산 완충액에 0.5wt% 농도로 N-팔미토일-Gly-His·TFA염 만을 첨가하여 조제한 겔과, 5㎛ ANS의 pH7.5 인산수용액(N-팔미토일-Gly-His·TFA염 무첨가)를 조제하였다.
이들 각 겔 및 용액에 대하여 각각의 형광강도를 측정하였다(여기파장(ex) 350㎚, 형광 파장(em) 480㎚). 얻어진 결과를 도 2에 나타낸다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 5㎛ ANS pH7.5 인산수용액, 및, 0.5wt% N-팔미토일-Gly-His(TFA)의 pH7.5 인산수용액 겔에서는 형광강도가 거의 관측되지 않는 반면, 0.5wt% N-팔미토일-Gly-His(TFA)의 pH7.5 인산수용액 겔에 ANS가 첨가된 겔에서는, 460㎚ 부근에서 강한 형광강도를 관측하였다. 이 결과는, ANS가 N-팔미토일-Gly-His(TFA)의 자기조직화에 의해 형성된 섬유 중에 취입되고 있음(포접되고 있음)을 시사하는 결과였다.
또, 상기와 마찬가지로 최종농도가 5㎛가 되도록 pH7.5의 인산 완충액에 용해한 ANS를 이용하여 0.5wt% 아가로스겔, 3wt% 알긴산나트륨겔, 5wt% 폴리아크릴아미드겔을 각각 작성했지만, 이들 겔 중의 ANS는 모두 인산수용액 중의 ANS와 마찬가지로 형광강도가 거의 관측되지 않았다.
[실시예 33: N-팔미토일-Gly-His트리플루오로아세트산염에 의한 소수성 물질의 가용화 시험]
소수성 물질로서 DL-α-토코페롤(비타민E)을 에탄올에 용해하고, 스톡 용액을 조제하였다. 이 스톡 용액을 인산 완충액(pH 7.5)으로 희석하여, 비타민E의 최종농도가 100㎛~500㎛인 샘플 용액을 조제하였다(에탄올을 5% 함유한다).
각 샘플 용액에, 실시예 1에서 조제된 N-팔미토일-Gly-His·TFA염(최종농도:0.2wt%)을 첨가하고, 가열 용해한 후 방냉하여 겔화시켰다.
N-팔미토일-Gly-His·TFA염을 첨가함으로써 가열후 재빨리 투명해져 방냉 후에도 석출되지 않으며, 즉, 겔 중에 가용화 가능하게 하는 결과가 얻어졌다. 한편, N-팔미토일-Gly-His·TFA염을 첨가하지 않는 경우 비타민E는 가용화되지 않고, 석출이 관측되었다.
이상으로부터, N-팔미토일-Gly-His·TFA염을 이용하여 비타민E를 포접한 겔을 작성할 수 있음을 보이고 있다.
[실시예 34: N-팔미토일-Gly-His·프리체에 의한 비타민C 유도체와 비타민E의 동시 가용화 시험]
DL-α-토코페놀(비타민E)의 1wt% 에탄올 용액을 조제하였다. 별도로 L(+)-아스코브산2인산에스테르3나트륨(비타민C 유도체)을 0.1wt%가 되도록 인산 완충액(pH7.4)에 용해시켜 스톡 용액을 조제하였다. 비타민E의 에탄올 용액과 비타민C 유도체의 스톡 용액을 1:99이 되도록 혼합한 결과, 백탁을 발생시켰다(도 3(a)).
그 다음, 이 백탁 용액에 최종농도가 1wt%가 되도록 실시예 4에서 조제한 N-팔미토일-Gly-His·프리체를 첨가하여 80℃가 되도록 드라이 배스 인큐베이터에서 10분간 가열하였다. N-팔미토일-Gly-His·프리체를 무첨가한 것은 백탁 상태 그대로였던(도 3(c)) 반면, 첨가한 것은 무색 투명해져(도 3(c)), 비타민E 및 비타민C 유도체를 완전하게, 또 동시에 겔 중에 가용화시킬 수 있다는 결과가 얻어졌다. 이 겔은, 실온까지 방냉하여도 비타민E 및 비타민C 유도체가 석출되지는 않았다.
이상으로부터, N-팔미토일-Gly-His·프리체를 이용함으로써, 용해성이 상이한 비타민E와 비타민C 유도체를, 동시에 포접한 겔을 작성할 수 있음을 나타내었다.
[실시예 35: N-팔미토일-Gly-His·프리체에서의 메틸파라벤 첨가시의 겔화 시험]
0.2wt%의 메틸파라벤수용액을 조제하고, 그 안에 실시예 4에서 조제한 N-팔미토일-Gly-His·프리체를 0.25, 0.5, 1.0wt%가 되도록 첨가하여, 현탁혼합용액을 작성하였다. 각 용액을 95~99℃로 용해될 때까지(6~25분간) 가온하고, 그 후 실온까지 방냉하였다. 그 결과, 0.5wt% 이상의 농도에서 투명한 겔이 얻어졌다.
실시예 23에서 나타난 물 만으로의 조건과 비교하면, 메틸파라벤의 첨가에 의해, N-팔미토일-Gly-His·프리체는 난용성인 메틸파라벤의 용해를 촉진시킴과 함께, 스스로 겔화능을 향상시키는 결과가 얻어졌다.
메틸파라벤의 첨가에 의한 겔화능 향상의 상세한 메커니즘은 명확하지 않지만, 그 이유 중 하나로서, N-팔미토일-Gly-His에서의 펩티드결합부의 아미드기와 말단 카르복실기 사이의 거리와, 메틸파라벤의 수산기와 카르복실기 사이의 거리가 매칭됨으로써, 수소결합을 통해 N-팔미토일-Gly-His 분자간에 메틸파라벤이 나누어 넣어지는 듯한 형태로 회합하고 있다고 생각된다.
또한, N-팔미토일-Gly-His에서의 히스티딘의 이미다졸환과, 메틸파라벤의 방향환이 π스태킹되어, 메틸파라벤의 카르복실기와 히스티딘의 카르복실기 가에 수소결합이 일어나, N-팔미토일-Gly-His 분자간에 메틸파라벤이 들어간 형태로 회합된다고도 생각된다.
[실시예 36: N-팔미토일-Gly-His트리플루오로아세트산염을 사용한 필름의 작성]
실시예 1에서 조정된 N-팔미토일-Gly-His·TFA염 3mg을 스크류관(MARUEMU No.3, Maruemu Co., Ltd. 제조)에 넣고, 여기에 0.5%(w/v)의 농도가 되도록, 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 0.6ml를 첨가해 105℃로 5분간 가열한 후, 실온에 그대로 두고 0.5% N-팔미토일-Gly-His·TFA염의 겔을 작성하였다.
이 겔에 추가로 일본약국방 정제수(KYOEI Pharmaceutical Industries, Ltd.) 2ml를 넣고, 72시간, 시트화의 유무를 달관적으로 관찰하였다. 물을 매체로 하여 작성한 N-팔미토일-Gly-His(TFA)겔은, 물 침지액 중에서 용해되지 않고 시트형상의 겔이 형성되는 것으로 확인되었다.
또한, 얻어진 겔 시트를 유리기판상으로 옮겨, 데시케이터 내에 십수일간 그대로 둔 결과, 매체인 물이 증발되어 N-팔미토일-Gly-His·TFA염에 의한 필름이 작성되었다.
[실시예 37: N-팔미토일-Gly―His·프리체에 의한 글리세린필름의 작성]
N-팔미토일-Gly―His·프리체10mg을 이용하여 0.5%(w/v) 용액이 되도록 30%, 20% 혹은 10% 글리세린수용액을 각각 2.0mL 첨가하여 80℃에서 가열 용해시켰다. 이 용액을, 내경 2.2cm의 유리샬레에 넣어 실온에서 방냉시켰다. 방냉 후, 용액이 유동성을 잃어서 유리샬레를 넘어뜨려도 용액이 흘러내리지 않는 상태를 겔화로 판정하였다. 그 후, 얻어진 겔을 유리기판상으로 옮겼다.
어떠한 농도의 글리세린수용액을 이용한 경우라도 겔화가 관측되었다. 또, 얻어진 시트형상의 겔을 데시케이터 내에 10일간 그대로 놔둔 결과, 어느 겔이던지 글리세린을 함유한 N-팔미토일-Gly―His·프리체에 의한 필름을 작성하였다.
본 발명에 의한 펩티드로 이루어지는 겔화제 및 이로부터 얻어지는 겔은, 산성 영역으로부터 알칼리성 영역에 걸쳐 넓은 액성에서, 특히 중성 조건하에서도 안정적으로 겔 구조를 유지할 수 있으며, 또한 물뿐 아니라 알코올용액, 친수성 유기용액, 소수성 유기용액, 고급알코올 등 또는 이들 용제와 물과의 혼합용액도 겔화되어, 생체 적합성이 매우 높으므로, 화장품용기기재, 의약부외품용 기재, 의약 외용제뿐 아니라 잉크, 도료 등을 비롯한 각종 기능성 재료로서의 용도로도 적합하다.
예를 들어, 상기 설명한 넓은 액성에 적당한 관점으로부터, 세정제(의료용, 생활용, 공업용 등), 졸·겔화제(화장품, 기타 일용품 용도), 색소안정용도의 겔화제, 식품용 첨가제(산성식품, 알칼리성식품, 중성식품 등) 등의 용도로 적합하다.
또한, 중성 영역에서는, 세포배양기재나 피부기재 등의 생물·생화학용 재료로서, 산성 영역에서는, 위산조제제, 장용성 제제, 만복감에 의한 생분해성 항메타볼릭제 등의 의약품 제제의 기재로서, 펙틴 등을 함유하는 산성유 음료를 제조할 때의 안정제나 첨가제로서, 혹은 알칼리 토양의 개량 용도 등으로 이용할 수 있다.
또, 알칼리성 영역에서는, 알칼리성 음료, 유음료를 제조시 안정제나 첨가제로서, 각종 알칼리성 효소(알칼리프로테아제, 알칼리셀룰라제, 알칼리아밀라아제, 알칼리자일라나제, 알칼리팩틴산리아제 등)를 이용한 촉매반응용 용도로서, 호(好)알칼리성 균의 산업이용시 알칼리 전지 등에 사용하는 겔화제로서, 산성 토양의 개량제 용도로서, 그 밖에 바이오 리액터, 세제·비누, 화장품, 창약, 분석검사 등, 각종 산업에 이용하는데 있어서의 기재, 반응첨가제, 촉진제로서 이용할 수 있다.

Claims (32)

  1. 식 (1)
    Figure 112016068426063-pct00021

    (식 중, R1은 탄소원자수 12 내지 23의 지방족기를 나타내고, R2는 수소원자 또는 메틸기를 나타내고, R3은 3-인돌메틸기 또는 이미다졸메틸기를 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 또는 그 약학적으로 사용 가능한 염으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 겔화제.
  2. 제 1항에 있어서, R2가 수소원자를 나타내고, R3이 3-인돌메틸기 또는 이미다졸메틸기를 나타내는 겔화제.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 기재된 겔화제의 자기집합화에 의해 형성되는 섬유.
  9. 제 1항에 기재된 겔화제와, 식 (2)
    Figure 112016068426063-pct00022

    (식 중, R4은 탄소원자수 9 내지 23의 지방족기를 나타내고, R5, R6, R7은 수소, 탄소원자수 1 내지 2개의 분지쇄를 가질 수 있는 탄소원자수 1 내지 4개의 알킬쇄, 또는 -(CH2)n-X를 나타내며, 또 R5, R6, R7 중 적어도 하나 이상이 -(CH2)n-X를 나타내고, n은 1 내지 4의 수를 나타내며, X는 아미노기, 구아니디노기, -CONH2기, 또는 질소를 1 내지 3개 가질 수 있는 5원환 혹은 6원환 또는 5원환과 6원환으로 구성되는 축합복소환을 나타내고, m은 1 내지 4의 수를 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 혹은 그 약리학적으로 사용 가능한 염으로 이루어진 겔화제의 혼합물의 자기집합화에 의해 형성되는 섬유.
  10. 제 8항에 있어서, 계면활성제의 첨가에 의해 자기집합화가 촉진되어 형성된 섬유.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 계면활성제가 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 또는 양이온 계면활성제인 섬유.
  12. 제 1항에 기재된 겔화제와 용매로 이루어지는 겔.
  13. 제 8항에 기재된 섬유와 용매로 이루어지는 겔.
  14. 제 13항에 있어서, 저분자 화합물을 섬유에 부착 또는 포접시켜 이루어지는 겔.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 용매가, 물, 알코올, 수용액, 알코올용액, 친수성 유기용액, 고급알코올, 지방산, 고급 지방산 에스테르류, 글리세라이드 또는 소수성 유기용액, 또는 이들을 혼화시킬 수 있는 혼합용매인 겔.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 용매가, 물, 알코올, 수용액, 알코올용액, 친수성 유기용액, 고급알코올, 소수성 유기용액, 또는 이들을 혼화시킬 수 있는 혼합용매인 겔.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 알코올용액이 메탄올, 에탄올, 2-프로판올 및 i-부탄올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 알코올과 물의 혼합용액인 겔.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 친수성 유기용액이, 아세톤, 디옥산, 글리세린, 프로필렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 친수성 유기용매와 물의 혼합용액인 겔.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 소수성 유기용액이, 유동파라핀, 미네랄오일, 수소첨가 폴리이소부텐 및 올리브유로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 소수성 유기용매의 용액인 겔.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 수용액이 무기탄산염, 무기황산염, 무기인산염 및 무기인산수소염로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 무기염, 또는, 유기아민염산염 및 유기아민아세트산염로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기염을 용해시킨 수용액인 겔.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 무기염이 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산마그네슘, 인산칼륨, 인산나트륨, 인산수소2나트륨 및 인산2수소나트륨로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 무기염이고,
    상기 유기염이 에틸렌디아민염산염, 에틸렌디아민4아세트산염 및 트리스히드록시메틸아미노메탄염산염로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기염인 겔.
  22. 제 12항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로 방부제를 함유하는 겔.
  23. 제 12항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 시트의 형태로 있는 겔.
  24. 제 23항에 기재된 시트 형태로 존재하는 겔로부터 용매를 증발시켜 얻어지는 필름.
  25. 식 (1b)
    Figure 112016068426063-pct00023

    (식 중, R1는 탄소원자수 12 내지 22의 지방족기를 나타내고, R2는 수소원자 또는 메틸기를 나타내고, R3은 3-인돌메틸기 또는 이미다졸메틸기를 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
  26. 식 (1c)
    Figure 112016068426063-pct00024

    (식 중, R1는 탄소원자수 14 내지 22의 지방족기를 나타내고, R2는 수소원자 또는 메틸기를 나타내고, R3은 이미다졸메틸기 또는 3-인돌메틸기를 나타낸다.)로 표현되는 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
  27. 제 26항에 있어서, R2가 수소원자를 나타내고, R3이 3-인돌메틸기 또는 이미다졸메틸기를 나타내는 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 식 (3)
    Figure 112016068426063-pct00025

    (식 중, R8은 탄소원자수 12 내지 23의 지방족기를 나타내고, R9은 3-인돌메틸기 또는 이미다졸메틸기를 나타내며, R10는 수소원자를 나타낸다.)으로 표현되는 지질 펩티드 또는 그 약학적으로 사용 가능한 염으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 겔화제.
  31. 식 (3)
    Figure 112016068426063-pct00026

    (식 중, R8은 탄소원자수 12 내지 23의 지방족기를 나타내고, R9은 3-인돌메틸기 또는 이미다졸메틸기를 나타내며, R10는 수소원자를 나타낸다.)으로 표현되는 지질 펩티드 및 그 약학적으로 사용 가능한 염.
  32. 제 1항 또는 제 30항에 기재된 겔화제에 용매를 첨가하고, 75℃ 이상으로 가열해서 상기 겔화제를 용해하는 공정; 및
    얻어진 용액을 방냉하여 겔화시키는 공정을 포함하는 겔 조제 방법.
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