WO2000050464A1 - Fucogalactane sulfate - Google Patents

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WO2000050464A1
WO2000050464A1 PCT/JP2000/000965 JP0000965W WO0050464A1 WO 2000050464 A1 WO2000050464 A1 WO 2000050464A1 JP 0000965 W JP0000965 W JP 0000965W WO 0050464 A1 WO0050464 A1 WO 0050464A1
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WO
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sulfated
molecular weight
present
fucogalactan
enzyme
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PCT/JP2000/000965
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takeshi Sakai
Hitomi Kimura
Kaoru Kojima
Kaoru Katayama
Kazuo Shimanaka
Katsushige Ikai
Ikunoshin Kato
Original Assignee
Takara Shuzo Co., Ltd.
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Priority to AU25751/00A priority patent/AU2575100A/en
Priority to US09/913,599 priority patent/US6590097B1/en
Priority to DE60014065T priority patent/DE60014065T2/de
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H11/00Compounds containing saccharide radicals esterified by inorganic acids; Metal salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12N9/14Hydrolases (3)
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    • C12N9/14Hydrolases (3)
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    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
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    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds

Definitions

  • the present invention provides a sulfated fucogalatatan useful as a reagent for sugar chain engineering, a low molecular weight product derived from the sulfated polysaccharide, and a method for producing the same, a sulfated fucogalatatan degrading enzyme useful in the field of sugar chain engineering, and a method for producing the enzyme About.
  • Brown algae contain many types of sulfated fucose-containing polysaccharides.
  • 1 sulfated fuhifucan containing only fucose and sulfate groups 2 sulfated fucodarcuronomannan containing glucuronic acid, mannose, fucose, and sulfate groups, for example, sulfate-containing fucose described in W097 / 26896
  • the sulfated fucose-containing polysaccharides of brown algae are often not directly separated, but their biological activities are often examined as they are, and the sulfated fucose-containing polysaccharide responsible for the found biological activity is determined. It was difficult.
  • the method of utilizing enzymatic degradation for structural analysis of polysaccharides and production of oligosaccharides is the most efficient method.
  • the polysaccharide is converted to a low-molecular weight enzyme, It can be easily separated from other polysaccharides by molecular weight fractionation such as filtration.
  • sulfated fucogalactan if there is an enzyme that specifically degrades sulfated fucogalactan, it is easy to analyze the structure of sulfated fucogalactan and to produce sulfated fucogalactan oligosaccharide.
  • an object of the present invention is to provide (1) a sugar chain engineering reagent or hepatocyte growth factor
  • HGF hepatocyte growth factor
  • the inventors of the present application have conducted intensive studies and found that sulfated fucogalactan contained in brown algae, A sulfated fucogalactan degrading enzyme capable of decomposing the sulfated polysaccharide and a method for producing the same have been found. Furthermore, they have found a low molecular weight product of sulfated fucogalactan that can be used as a sugar chain engineering reagent and a method for producing the same, and have completed the present invention.
  • the first invention of the present invention relates to a sulfated fucogalatatan or a salt thereof having the following physicochemical properties.
  • the sulfated fucogalatatan contains galactose and fucose as constituent sugars, and has a molar ratio of 1: 1 to 6: 1.
  • the sulfated fucogalatatan is an essential component of the constituent sugars represented by the following general formula (XI).
  • R is H or S_ ⁇ 3 H
  • the molecular weight is reduced by the sulfated fucogalatatan-decomposing enzyme of the present invention, and one or more compounds selected from the compounds represented by the following general formulas (I) to (IV) are produced.
  • R is H or S_ ⁇ 3 H
  • the second invention of the present invention relates to a saccharide compound having a chemical structure selected from the following general formulas (11), (III,) and (IV) or a salt thereof. (II)
  • R is H or S0 3 H
  • a third invention of the present invention relates to a sulfated fucogalatatan degrading enzyme having the following physicochemical properties.
  • the enzyme comprises galactose and fucos as constituent sugars.
  • Sulfated fucogalactan or a salt thereof having a molar ratio of 1: 1 to 6: 1 to reduce the molecular weight of the sulfated fucogalactan, and to provide a sulfated galatose or galactose at the reducing end.
  • the optimum pH is in the range of about 7 to 9, and the optimum temperature is about 25 to 45 ° C.
  • a fourth invention of the present invention provides a sulfated fucogalactan characterized by obtaining the sulfated fucogalactan-decomposing enzyme according to the third invention by acting on a sulfated fucogalactan derived from brown algae or a salt thereof.
  • the present invention relates to a method for producing a low molecular weight compound or a salt thereof. Examples of the low molecular weight product obtained by the enzyme include the oligosaccharide or the salt thereof according to the second aspect.
  • the fifth invention of the present invention is the sulfate according to the third invention, wherein a bacterium belonging to the genus Flavobacterium having an ability to produce a sulfated fucogalactan degrading enzyme is cultured, and the enzyme is collected from the culture.
  • the present invention relates to a method for producing a fucogalactan-decomposing enzyme.
  • Figure 1 pH and relative activity of sulfated fucogalatatan degrading enzyme obtained by the present invention
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the temperature and the relative activity (%) of the sulfated fucogalactan degrading enzyme obtained by the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the 1 H—NMR spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight product (A) obtained by the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing a 1 3 C-NMR spectrum of the sulfated fucogalactan smaller molecules obtained by the present invention (A).
  • FIG. 5 is a diagram showing a mass analysis (mass) spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight compound (A) obtained by the present invention.
  • Figure 7 is a diagram showing a 1 3 C-NMR spectrum of the sulfated fucogalactan smaller molecules obtained by the present invention (B).
  • Figure 8 Mass fraction of sulfated fucogalactan low molecular weight compound (B) obtained by the present invention It is a figure which shows an analysis (mass) spectrum.
  • FIG. 9 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of a low molecular weight product of diphthecogalactan sulfate (C) obtained by the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of a sulfated low molecular weight fucogalatatan (C) obtained by the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing a mass spectrometry (mass) spectrum of a sulfated fucogalactan low molecular weight product (C) obtained by the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of sulfated low molecular weight fucogalatatan (D) obtained by the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of sulfated fucogalactan low molecular weight compound (D) obtained by the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing a mass spectrometry (mass) spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight compound (D) obtained by the present invention.
  • FIG. 15 1 H-NMR spectrum of sulfated low molecular weight fucogalactan (E) obtained by the present invention.
  • FIG. 16 is a view showing a 13 C-NMR spectrum of a sulfated low molecular weight fucogalactan (E) obtained by the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram showing a mass spectrometry (mass) spectrum of the sulfated fucogalatatan reduced molecular weight product (E) obtained by the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an NMR spectrum.
  • FIG. 19 is a view showing a 13 C-DEPT-135 ° spectrum of a sulfated fucogalactan low molecular weight compound (F) obtained by the present invention.
  • FIG. 20 is a view showing a mass spectrometry (mass) spectrum of a sulfated fucogalatan tan low molecular weight product (F) obtained by the present invention.
  • FIG. 21 1 H-NMR spectrum of sulfated fucogalactan obtained by the present invention.
  • FIG. 22 is a view showing 13 C-NMR spectrum of dihyfcogalactan sulfate obtained by the present invention.
  • FIG. 23 is a view showing an infrared absorption spectrum of sulfated fucogalactan obtained by the present invention.
  • Fig. 24 Mass spectrometry (mass) spectrum of 0.4 M sodium chloride eluted fraction of low molecular weight fucose sulfate-containing polysaccharide.
  • Figure 25 1 H—NMR spectrum of a 0.4 M sodium chloride eluted fraction of a low molecular weight fucose sulfate-containing polysaccharide.
  • Figure 2 6 is a diagram showing a 1 3 C-NMR scan Bae spectrum of 0 4 M chloride Natoriumu eluted fraction of the low molecular products of the sulfated-fucose-containing polysaccharide..
  • Figure 27 1 H—NMR spectrum of a 0.6 M sodium chloride eluted fraction of a low molecular weight fucose sulfate-containing polysaccharide. Detailed description of the invention
  • Seaweed belonging to brown algae contains a plurality of polysaccharides containing sifucose sulfate.
  • sulfated fucan As the molecular species, sulfated fucan, sulfated fucodarcuronomannan, and many other molecular species have been reported.
  • the sulfated fucogalatatan of the present invention mainly contains galactose and fucose as constituent sugars, and the molar ratio thereof is 1: 1 to 6: 1.
  • the sulfated fucogalactan or G-fucoidan of the present invention will be described.
  • a 2: 1 sulfated fucogalactan is exemplified.
  • the average molecular weight of the sulfated polysaccharide is, for example, about 130,000 (the molecular weight distribution is about 100,000 to about 200,000) by HPLC gel filtration.
  • the molecular weight, sugar composition, and sulfate group content of the sulfated fucogalactan vary depending on the harvesting period of the raw material of the sulfated fucogalactan, the method of drying the raw material, and the method of storing the raw material. Heating conditions, pH conditions, etc.
  • the sulfated fucogalactan may be hydrolyzed by an acid. Therefore, the molecular weight, molecular weight distribution, sugar composition, or sulfate group content of the sulfated fucogalactan described in this specification is only one example, and the molecular weight, molecular weight distribution, and sugar composition depend on the extraction treatment conditions of the sulfated fucogalactan.
  • the sulfate group content can be easily varied.
  • the sulfated fucogalactan of the present invention is prepared using a polysaccharide mono-F-degrading enzyme, for example, the sulfated fucogalactan of the present invention having the above sugar composition and molecular weight is obtained. That is, depending on the conditions of the preparation method, it is possible to prepare diphthecogalactan sulfate having any molecular weight, molecular weight distribution, sugar composition, or sulfate group content.
  • the main constituent saccharide of the sulfated fucogalatan tan of the present invention contains approximately 5 sulfate groups per hexasaccharide, but sulfate groups generally ester-linked to sugars are chemically unstable. Which is easily cleaved by acid, alkali or heat. For example, heat treatment under acidic or alkaline conditions will reduce the sulfuric acid content. That is, desulfation can be intentionally performed from the sulfated fucogalactan of the present invention. In addition, in desulfurization, if the type and concentration of acid and alkali, and the temperature and time during the heat treatment are adjusted, the amount of sulfate groups to be cut can be adjusted.
  • the sulfated fucogalactan of the present invention may be derived from any brown alga if it is a sulfated fucogalactan having the above-mentioned characteristics or a sulfated fucogalactan that is reduced in molecular weight by the sulfated fucogalatatan degrading enzyme of the present invention. Is included.
  • the main skeleton of the sulfated fucogalactan of the present invention is represented by the following general formula (XII).
  • n is an integer of 1 or more, for example, in the range of 1 to 100, more preferably in the range of 1 to 500, is included in the dihifcogalactan sulfate of the present invention. It is.
  • the sulfated fucogalatatan of the present invention has a structure in which the following general formula (XII) is continuously repeated and another structure intervenes, and discontinuously has the following general formula (XII). Any of those having a structure containing (XII) is included.
  • R is H or S_ ⁇ 3 H
  • the brown algae from which the diphtheria galactan sulfate of the present invention is derived are not particularly limited, but include, for example, gagome kelp, wakame, mako kelp, arame, kajime, kurome, resso nianidaresensu, giant kelp, durvillaea ) Can be prepared.
  • fucoidan derived from Gagome kelp includes U-fucoidan, F-fucoidan, and G-fucoidan of the present invention.
  • salts of fudogalactan sulfate of the present invention can be used, for example, salts of alkali metals such as sodium and potassium, salts of alkaline earth metals such as calcium and magnesium, zinc and the like. Or an ammonium salt of a transition metal.
  • the low-molecular-weight fuifogalactan sulfate is an oligosaccharide obtained by allowing the sulfated fucogalactan degrading enzyme of the present invention to act on the sulfated fucogalactan of the present invention.
  • Galactose or galactose The sulfated fucogalactan degrading enzyme of the present invention is a compound that acts on the sulfated fucogalactan of the present invention to lower the molecular weight of the sulfated fucogalactan to produce an oligosaccharide having sulfated galactose or galactose at the reducing end. .
  • WO97 / 268896 discloses an end-fucose sulfate-containing polysaccharide degrading enzyme that degrades sulfated-fucose-containing polysaccharide mono-F, and the enzyme is a sulfated fucogalactan of the present invention. Do not disassemble. Further, the sulfated fucogalatatan degrading enzyme of the present invention comprises It is an enzyme that endogenously degrades the 31-6 bond and the 1-4 bond between D-sulfated galactose or galactose and D-sulfated galactose or galactose of oxidized fucogalactan.
  • a sulfated fucogalactan of the present invention is purified from a brown alga-containing sulfated fucose-containing polysaccharide fraction.
  • the method is simple. For example, in the production of a sulfated fucose-containing polysaccharide fraction, first, a water-soluble fraction extract of brown algae is obtained. In order to prevent the molecular weight of the sulfated fucose-containing polysaccharide from being reduced at that time, it is preferable to extract ⁇ 1 at 4 to 9 and at a temperature of 100 ° C or lower.
  • Methods for removing alginic acid from the extract include a method using isoelectric focusing of alginic acid by acid treatment, a method of adding a salt that forms a precipitate with alginic acid, such as a calcium salt, and a method of decomposing with alginate-degrading enzyme. is there.
  • ultrafiltration can be used to efficiently remove low molecules such as amino acids and mannitol.
  • Activated carbon treatment is also effective for removing hydrophobic substances.
  • the low molecular fraction is limited. It is good to remove by a filtration method and prepare the sulfated fucogalactan of the present invention.
  • the sulfated fucogalactan obtained in this way may contain some sulfated fucosyl-containing polysaccharides other than sucrose fucogalatatan sulfate.
  • the sulfated fucogalactan of the present invention can be isolated. According to this method, the amount of resin is smaller than the method of directly separating a mixture of sulfated fucose-containing polysaccharides using an anion exchange resin, and there is no mixing of the above two kinds of sulfated fucose-containing polysaccharides. Is significantly improved.
  • the sulfated fucogalactan of the present invention obtained by the above-mentioned method is a substrate for measuring the activity when purifying the sulfated fucogalactanase of the present invention, or the sulfated fucogalactan of the present invention. It can also be used as a raw material when producing galactan oligosaccharides. Further, as a raw material at the time of production of oligosaccharides of sulfuric acid galactan sulfate, a mixture of the above-mentioned polysaccharides containing sulfuric acid sulfate may be used.
  • the strain used for the production of the enzyme of the present invention is not particularly limited as long as it is a bacterium that produces an enzyme that reduces the molecular weight of the sulfated fucogalactan of the present invention.
  • the flavobacterium described in W097 / 26896 can be used.
  • NCBI Biotechnology Information
  • the genus Flavobacterium described in this specification includes bacteria belonging to the genus Flavobacterium categorized from mycological properties and bacteria belonging to the order Sofagaga that are homologous in genetic classification. . Therefore, the case where the sulfated fucogalactan-degrading enzyme of the present invention is produced by culturing a bacterium belonging to the order of the Cytophaga is included in the method for producing a sulfated fucogalactan-degrading enzyme of the present invention.
  • the culture medium of the strain used in the method for producing the sulfated fucogalactan-degrading enzyme of the present invention may be any medium as long as the strain used is metabolized and produces the sulfated fucogalactan-degrading enzyme of the present invention.
  • Fucogalactan a mixture of sulfated fucose-containing polysaccharides, seaweed powder, alginic acid, fucose, galactose, glucose, mannitol, glycerol, saccharose, maltose, etc. can be used.
  • As the nitrogen source peptone, yeast extract, meat extract, etc. are suitable.
  • this strain grows very well in seawater or artificial seawater containing the above-mentioned nutrients.
  • the production amount varies depending on the culturing conditions, but the culturing temperature is preferably 15 to 30 ° C, the pH of the medium is preferably 6 to 9, and the The production of the sulfated fucogalactan-decomposing enzyme of the present invention reaches the maximum after 72 hours of aeration and stirring culture.
  • the culturing conditions are set so as to maximize the production of the sulfated fucogalactan-degrading enzyme of the present invention according to the strain used, the composition of the medium, and the like.
  • the sulfated fucogalatatan degrading enzyme is present both in the cells and in the culture supernatant.
  • Flavobacterium sp. SA-082 is cultured in a suitable medium, the cells are collected, and the cells are crushed by a commonly used cell disruption means, such as ultrasonic treatment.
  • a cell extract is obtained.
  • a purified enzyme preparation can be obtained from the extract by a commonly used purification method. For example, purified by salting out, ion exchange column chromatography, hydrophobic binding column chromatography, gel filtration, etc., and purified to substantially contain no other sulfated fucose-containing polysaccharide-degrading enzyme of the present invention. It is possible to obtain an enzyme capable of decomposing enzymes.
  • a culture obtained by removing cells from the above-described culture solution. Since the present enzyme is present in a large amount in the culture supernatant, it can be purified by the same purification means as the intracellular enzyme.
  • the physicochemical properties of the sulfated fucogalactan-decomposing enzyme of the present invention are as follows.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between the pH and the relative activity during the reaction of the present enzyme.
  • the vertical axis indicates the relative activity (%), and the horizontal axis indicates the pH.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the temperature and the relative activity during the reaction of the present enzyme.
  • the vertical axis shows the relative activity (%), and the horizontal axis shows the temperature (° C.).
  • the confirmation of the sulfated fucogalactan degrading enzyme of the present invention can be carried out, for example, by analyzing the degradation product obtained by reacting the enzyme with sulfated fucogalactan by HPLC and measuring the degree of reduction in molecular weight, or by reducing the resulting product.
  • the measurement can be carried out by measuring the terminal by a conventional method.
  • the activity can be measured either in the cell extract of the producing bacteria or in the enzyme solution after chromatographic purification.
  • the low-molecular-weight product of sigma-fucogalactan sulfate of the present invention or a salt thereof is prepared by allowing the sulfated fucogalactan-decomposing enzyme of the present invention to act on the sulfated fucogalactan of the present invention or the sulfated fucogalactan-containing substance.
  • the sulfated fucogalactan-containing material of the present invention include a partially purified product of the sulfated fucogalactan of the present invention, a sulfated fucose-containing polysaccharide fraction derived from brown algae, an aqueous solvent extract of brown algae, and brown algae algae.
  • the body can be suitably used.
  • the dissolution of the sulfated fucogalactan sulfate or the substance containing the sulfated fucogalactan sulfate of the present invention may be performed by a conventional method, and the solution containing the sulfated fucogalactan sulfate of the present invention or the sulfated fucogalatatan in a solution is contained.
  • the concentration of the substance may be the highest dissolved concentration, but usually, it should be selected in consideration of the operation time and enzyme titer.
  • water, a buffer or the like may be selected according to the purpose.
  • Lysate p H is usually around neutral, and the enzyme reaction is usually carried out at around 30 ° C.
  • the molecular weight of the low molecular weight compound can also be adjusted.
  • the low molecular weight product of the present invention having a more uniform molecular weight distribution can be prepared by molecular weight fractionation of the low molecular weight product.
  • a commonly used method can be applied. For example, a gel filtration method or a molecular weight fractionation membrane may be used.
  • the low molecular weight compound may be further subjected to a purification operation such as an ion exchange resin treatment and an activated carbon treatment, if necessary, and may be subjected to a desalination treatment, an aseptic treatment, and a lyophilization treatment as necessary.
  • a purification operation such as an ion exchange resin treatment and an activated carbon treatment, if necessary, and may be subjected to a desalination treatment, an aseptic treatment, and a lyophilization treatment as necessary.
  • the low molecular weight product of the sulfated fucogalatatan of the present invention is not particularly limited.For example, disaccharides to hexasaccharides as low molecular weight products obtained by allowing the sulfated fucogalactan degrading enzyme of the present invention to act on the sulfated fucogalactan of the present invention. Is mentioned.
  • the substitution position of the sulfate group present in the low molecular weight compound of the present invention varies depending on the preparation method, but if it is obtained by the action of the sulfated fucogalactan degrading enzyme of the present invention, the low molecular weight of the present invention may be changed. Included in child products.
  • the chemical structure of the low molecular weight compound is represented by, for example, the following general formula (I)
  • R is H or S_ ⁇ 3 H
  • the low molecular weight compound of the present invention has a sulfate group in the molecule, and this group reacts with various base groups to form salts. Reduction of the molecular weight of these sulfated fucogaratatan of the present invention
  • the product is stable in the salted state and is usually provided in the form of sodium and Z or potassium or Z and a salt such as calcium.
  • a cation exchange resin such as Dowex 50 W (manufactured by Dow Chemical Company)
  • salts of these substances can be converted into free low molecular weight products of the sulfated fucogalactan of the present invention.
  • these can be further exchanged with various desired salts by performing known and conventional salt exchange, if necessary.
  • salts of the low-molecular-weight sulfated fucogalactan of the present invention for example, salts of alkali metals such as sodium and potassium, and salts of alkaline earth metals such as calcium and magnesium. And salts of transition metals such as zinc, and ammonium salts.
  • the sulfated fucogalactan degrading enzyme of the present invention is used, only the sulfated fucogalactan of the present invention contained in any sulfated fucose-containing polysaccharide fraction can be reduced in molecular weight.
  • the combination it is possible to selectively remove the sulfated fucogalatatan of the present invention.
  • the sulfated fucan fraction has various biological activities such as an anticoagulant activity, a cancer metastasis inhibitory activity, and a virus infection inhibitory activity. So far, sulfated fucan and other polysaccharides have been contained in the sulfated efifucane fraction obtained from brown algae.
  • sulfated fucogalactan-degrading enzyme of the present invention sulfated fucogalactan can be removed from the sulfated fucan fraction, and as a result, high-purity sulfated fucan can be obtained.
  • sulfated fucodalc mouth nomannan has an apoptosis-inducing effect on cancer cells. Therefore, by utilizing the sulfated fucogalactanase-decomposing enzyme of the present invention, the sulfated fucogalatatan of the present invention, which is contaminated with the sulfated fucodalchronomannan obtained from brown algae, can be easily removed. A high-purity sulfated fucoglucuronomannan can be easily obtained.
  • a solution in which the sulfated fucogalactan-containing substance of the present invention is dissolved in an aqueous solvent is prepared.
  • the dissolution of the sulfated-fucogalactan-containing material of the present invention may be carried out by a usual method, and the concentration of the sulfated fucogalactan-containing material of the present invention in the dissolution solution may be the highest dissolved concentration.
  • the selection should be made in consideration of the workability and enzyme titer.
  • the sulfated fucogalactan solution of the present invention may be selected from water, a buffer, and the like depending on the purpose.
  • the pH of the solution is usually preferably around neutral.
  • the sulfated fucogalactan-degrading enzyme of the present invention or an immobilized product of the enzyme, or both are added to the sulfated fucogalactan-containing solution of the present invention and reacted to reduce the molecular weight of the sulfated fucogalactan of the present invention.
  • the enzymatic reaction is usually carried out at around 30 ° C., and the amount of the enzyme and the reaction time may be appropriately adjusted according to the molecular weight fractionation ability in the next step.
  • a target product from which the low-molecular-weight sulfated fucogalatatan of the present invention has been easily removed can be prepared.
  • a commonly used method can be applied. For example, a gel filtration method or an ultrafiltration method using a molecular weight fractionation membrane may be used.
  • the sulfated fucogalactan degrading enzyme of the present invention acts on the sulfated fucogalactan of the present invention, it can be used for structural analysis of the sulfated fucogalactan of the present invention.
  • the sulfated fucogalactan-decomposing enzyme of the present invention is allowed to act on the sulfated fucogalactan of the present invention, a low molecular weight compound having a chemical structure represented by any one of the general formulas (I) to (IV) is obtained.
  • the use of the sulfated fucogalactan-decomposing enzyme of the present invention enables the sulfated fucogalactan component of the present invention to be selectively removed from the sulfated fucose-containing fucose-containing polysaccharide containing the sulfated fucogalactan of the present invention.
  • the high-purity sulfated fucan or sulfated fucodarcuronomannan after removing the sulfated fucogalactan component of the present invention can be suitably used as a raw material of a pharmaceutical.
  • the sulfated fucogalactan-degrading enzyme of the present invention is a sulfated-fucose-containing polysaccharide mono-F-degrading enzyme described in W097Z2686 and / or a fucose described in WO97 / 26689.
  • a sulfated saccharide represented by the following general formula (XIV) is used as an essential component of the constituent saccharide, and a sulfated polysaccharide having a repeating structure thereof can be obtained.
  • n is an integer of 1 or more, and is, for example, in the range of 1 to 100, 000, more preferably 1 to 50,000. Range of things can be obtained
  • R is H or OS 0 3 H
  • the sulfated polysaccharide contains fucose as a constituent sugar.
  • the average molecular weight is about 200,000 (the molecular weight distribution is about 10,000 to about 100,000). It is. Further, for example, when the processing conditions at the time of extraction are pH 6 to 8 and 25 ° C for 24 hours, the average molecular weight is about 1,300,000 (the molecular weight distribution is about 100,000 to About 2,000,000). Thus, the average molecular weight and the molecular weight distribution differ depending on the extraction conditions.
  • the sulfated polysaccharide obtained under any of the extraction conditions is reduced to a molecular weight by the above-mentioned sulfated-fucose-containing polysaccharide-1F-degrading enzyme.
  • the molecular weight and sulfate group content of the sulfated polysaccharide vary depending on the harvesting period of the raw material of the sulfated polysaccharide, the method of drying the raw material, and the method of storing the raw material, and also depend on the heating conditions during extraction, pH conditions, and the like. different. For example, it may be hydrolyzed by an acid.
  • the molecular weight, molecular weight distribution, or sulfate group content of the sulfated polysaccharide described in this specification is only one example, and the molecular weight, molecular weight distribution, or sulfuric acid content of the sulfated polysaccharide depends on the extraction treatment conditions of the sulfated polysaccharide.
  • the group content can easily be varied. That is, the above-mentioned sulfated polysaccharide having an arbitrary molecular weight, molecular weight distribution or sulfate group content can be prepared depending on the conditions of the preparation method.
  • the main constituent sugars of the above sulfated polysaccharides contain about 12 residues of sulfate groups per 7 sugars, but sulfate groups generally ester-linked to sugars are chemically unstable. And is easily cleaved by acid, alkali or heat. For example, heat treatment under acidic or alkaline conditions reduces the sulfuric acid content. It is less. That is, desulfation can be intentionally performed from the sulfated polysaccharide. Also, the amount of sulfate groups to be cut can be adjusted by adjusting the types and concentrations of acids and alkalis and the temperature and time during the heat treatment during desulfation.
  • a novel sulfated saccharide can be obtained by using a combination of the sulfated fucogalactan degrading enzyme, the sulfated-fucose-containing polysaccharide-F degrading enzyme, and the sulfated-fucose-containing polysaccharide-U degrading enzyme.
  • a combination of the above three types of degrading enzymes can be used to classify sulfated saccharides different from conventional ones.
  • Fucose sulfate-containing polysaccharide-a sulfated saccharide fraction that is not degraded by an F-degrading enzyme or a fucose-sulfuric acid-containing polysaccharide-U degrading enzyme and is degraded by a sulfated fucogalactan-degrading enzyme (the sulfated fucogalactan of the present invention);
  • sulfated saccharide fractions can be obtained for the first time by combining the fucogalactanase of the present invention with the sulfated-fucose-containing polysaccharide-1F-degrading enzyme or the sulfated-fucose-containing polysaccharide-1U-degrading enzyme.
  • the sulfated fucogalatatan or a salt thereof of the present invention has a growth factor production-inducing activity, particularly an HGF (hepatocyte growth factor) production-inducing activity.
  • HGF hepatocyte growth factor
  • HGF promotes proliferation of not only dry cells but also many epithelial cells such as bile duct epithelial cells, renal tubular epithelial cells, and gastric mucosal cells.
  • HGF is a multifunctional active substance that exhibits extremely diverse physiological activities, such as enhancing epithelial cell motility, vascularization, and inducing morphogenesis as seen in epithelial cell lumen formation. In other words, it promotes the growth of epithelial cells in various organs when repairing damage to the organs, and induces morphogenesis such as increased motility and angiogenesis.
  • HGF has a hepatocyte growth-promoting action, a protein synthesis-promoting action, a cholestasis-improving action, and a drug-preventing action on kidney damage. For these reasons, it is expected to be used as a therapeutic agent for severe hepatitis, cirrhosis and intrahepatic cholestasis.
  • HGF mRNA is also synthesized in the brain, kidney, lung, etc., and is a mesodermal cell growth factor that has proliferative activity on hepatic parenchymal cells, renal tubular cells, epidermal cells, and the like. Therefore, the sulfated fucogalactan of the present invention or a salt thereof induces the production of hepatocyte growth factor, and thereby is used as a therapeutic agent for hepatitis, severe hepatitis, cirrhosis and intrahepatic cholestasis, chronic nephritis, pneumonia, wound, or Useful as a component of a prophylactic agent.
  • the sulfated fucogalactan or a salt thereof of the present invention can be used as an active ingredient of cosmetics by its HGF production inducing action, and is useful as, for example, an HGF production inducing cosmetic, and has an HGF production inducing action.
  • the present invention can provide a biochemical cosmetic having the same.
  • the cosmetic for inducing growth factor production for example, the cosmetic for inducing HGF production, containing the sulfated fucogalactan or a salt thereof of the present invention can be produced according to a conventional method, for example, lotions, emulsions, creams, Examples include packs, bath preparations, facial cleansers, bath cleaners, hair preparations, hair restorers or hair cleansers.
  • the sulfated fucogalactan of the present invention, a low molecular weight compound of the sulfated fucogalactan, or a salt thereof can be used as an antigen.
  • Antibodies are produced by a conventional method.
  • the antibody of the present invention may be prepared by using a salt of fifcogalactan sulfate of the present invention, a low-molecular-weight product of the sulfated fucogalatan, or a salt thereof together with an adjuvant, such as a heron. By immunizing the product, a polyclonal antibody can be prepared.
  • Monoclonal antibodies can also be prepared by fusing melanoma cells with antibody-producing B cells obtained by immunizing with an antigen, selecting a hybridoma that produces the desired antibody, and culturing the cells. it can. These antibodies can be used for purification of the sulfated fucogalactan of the present invention, a low molecular weight product of the sulfated fucogalactan, or a salt thereof. Further, it can be used for identification of the sulfated fucogalatatan of the present invention in seaweed.
  • the content of the sulfated fucogalactan of the present invention in the seaweed extract can be easily measured by using the antibody that recognizes the sulfated fucogalactan of the present invention, and the high-content extract can be efficiently prepared.
  • the antibody recognizing the sulfated fucogalatan, the low molecular weight product of the sulfated fucogalatan, or the salt thereof according to the present invention includes the sulfated fucoragaltan, the low molecular weight product of the sulfated fucogalatan, or the low molecular weight product thereof. It is useful for analyzing the mechanism of salt inhibition of fertilization, the mechanism of viral infection inhibition, and the metabolism in vivo.
  • the low molecular weight product, ie, oligosaccharide, obtained by allowing the sulfated fucogalactan degrading enzyme of the present invention to act on the sulfated fucogalactan of the present invention or a salt thereof can be used as a sugar chain engineering reagent.
  • a sugar chain engineering reagent for example, if pyridyl- (2) -amination (PA conversion) is carried out by the method described in Japanese Patent Publication No. 5-6510-8 to prepare a PA compound of the low-molecular-weight compound, it can be extremely used as a reagent for sugar chain engineering. Useful substances can be provided.
  • PA conversion pyridyl- (2) -amination
  • Sulfated fucogalactan was prepared by the following steps.
  • the amount of fucose was quantified as described in (1948).
  • the obtained dried preparation of sulfated fucogalatatan was dissolved in 1N hydrochloric acid at a concentration of 0.5%, treated at 110 ° C for 2 hours, and hydrolyzed to a constituent monosaccharide.
  • the reducing end of the monosaccharide obtained by hydrolysis using Glycotta Tug (Takara Shuzo Co., Ltd.) and Glycotta Tug Reagent Kit (Takara Shuzo Co., Ltd.) is subjected to pyridyl (2) -amination (PA conversion).
  • the ratio of constituent sugars was examined by HP LC.
  • the conditions of HP are as follows.
  • the obtained sulfated fucogalactan contained galactose and fucose as constituent sugars, and the molar ratio was about 2: 1. Peronic acid and other neutral sugars were not substantially contained. The molar ratio of fucose to sulfate groups was about 1: 2.
  • the activity of the sulfated fucogalactanase of the present invention was measured using the sulfated fucogalactan fraction obtained in (2) in the following manner.
  • One unit of the enzyme is the amount of the enzyme that cleaves the galactosyl bond of the 1 ⁇ mole-sulfated fucogalactan fraction in the above reaction system per minute.
  • M average molecular weight of reaction product (MG / M) — 1: Number of one molecule of sulfated fucogalactan cleaved by the enzyme
  • HP LC conditions were as follows.
  • A-0082 (FERM BP-5402) in artificial seawater (manufactured by Jamarin Laboratories) pH 7.5 containing 0.1% of gnorecose, 1.0% of peptone, and 0.05% of yeast extract.
  • the medium was inoculated into a sterilized medium at 20 ° C for 20 minutes, and cultured at 24 ° C for 23 hours to obtain a seed culture solution.
  • sulfated fucose-containing polysaccharide fraction derived from Gagome kelp prepared by the method of Example 3 (1) below, 2.0% of peptone, 0.01% of yeast extract, and an antifoaming agent (KM70, 20 liters of a medium consisting of artificial seawater (pH 7.5) containing 0.01% was sterilized at 120 C for 20 minutes in a 30-liter jar armmenter. After cooling, inoculate 600 ml of the above seed culture and incubate at 24 ° C for 23 hours at 10 l / min and 12 min / min. Culture was performed under the conditions of a stirring speed of 5 rotations. After completion of the culture, the culture was centrifuged to obtain cells.
  • the obtained cells are suspended in 1,200 ml of 1 OmM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.4 M sodium chloride, sonicated, and then centrifuged to extract the cells. A liquid was obtained.
  • the obtained bacterial cell extract was sufficiently dialyzed against the same buffer and centrifuged to obtain a supernatant. Ammonium sulfate was added to the obtained supernatant to a final concentration of 90% saturation, and the resulting precipitate was collected by centrifugation.
  • the resulting precipitate was dissolved in 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 15 Om 1 of 5 OmM sodium chloride, dialyzed sufficiently with the same buffer, and centrifuged.
  • the resulting supernatant is applied to a 50 OmL column of DEAE-Sepharose FF (Amersham Pharmacia) equilibrated with the same buffer solution, washed with the same buffer, and then subjected to a concentration of 50 mM to 600 mM sodium chloride. The active fraction was collected by elution with a gradient.
  • DEAE-Sepharose FF Amersham Pharmacia
  • the obtained active fraction was sufficiently dialyzed against 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.1 M sodium chloride, and 10 OmL of DEAE equilibrated with the same buffer. After washing with the same buffer, the column was eluted with a concentration gradient of 0.1M to 0.4M sodium chloride, and the active fraction was collected. The obtained active fraction was added with sodium chloride to a concentration of 4M, and the mixture was equilibrated with a 10 mM Tris-hydrochloride buffer (pH 8.0) containing 4M sodium chloride.
  • reaction solution was concentrated to 8 Om1 using an evaporator, and subjected to molecular weight fractionation using a column (4 ⁇ 9 Ocm) of Cell mouth Fine GCL-1000 (manufactured by Chisso). Fractions having a molecular weight of 15,000 or less were collected and used as a sulfated fucogalactan enzyme digest fraction.
  • a polysaccharide fraction containing sulfated fucose was prepared from Gagome kelp. That is, 2 kg of commercially available dried gagome kelp is a cutter mill equipped with a screen with a hole diameter of lmm.
  • the resulting supernatant was concentrated to 4 liters with an ultrafilter equipped with a hollow fiber with a molecular weight cut off of 100,000, and then insoluble substances were removed by centrifugation, followed by standing at 5 ° C for 24 hours.
  • the resulting precipitate was removed by centrifugation, and the obtained supernatant was exchanged with an ultrafilter to give a 10 OmM sodium chloride solution.
  • the pH was adjusted to 2.0 with hydrochloric acid, and the resulting precipitate was removed by centrifugation.
  • the pH of the resulting supernatant was adjusted to 8.0 with sodium hydroxide, concentrated to 4 liters, and then exchanged with 2 OmM sodium chloride by an ultrafilter.
  • Flavopacterium sp. S A-0082 (FERM BP-5402) was prepared by the method of Example 3 (1), and contained 0.2% of a polysaccharide fraction containing sulphicose sulfate derived from gagome kelp. Artificial seawater (p. 1.0%, yeast extract 0.01%)
  • the medium consisting of H7.5 was placed in a 50 Om1 Erlenmeyer flask, inoculated into a sterilized medium at 120 ° C for 20 minutes, and cultured with shaking at 24 ° C for 23 hours. After completion of the culture, the culture solution was centrifuged to obtain bacterial cells and culture solution supernatant.
  • the obtained cells were washed with 1 OmM Tris containing 5 ml of 0.4 M sodium chloride.
  • the cells were suspended in hydrochloric acid buffer (pH 8.0), sonicated, and centrifuged to obtain a cell extract.
  • the culture supernatant was 2 mU / ml of the culture medium
  • the cell extract was 2 mU / ml of the culture medium.
  • An activity of 2 mU was detected.
  • the sulfated fucogalactan-decomposing enzyme of the present invention was contained in the cells of the genus Flavobacterium and in approximately the same amount outside the cells.
  • the above-mentioned fraction also contained about 10% of a component degraded by the sulfated fucogalactan-decomposing enzyme, that is, about 10% of the present invention. Therefore, this fraction was desalted with an ultrafilter equipped with a holofiber having a molecular weight cutoff of 100,000, and further dissolved in a 20 mM imidazole monohydrochloride buffer (pH 8.0) containing 200 mM sodium chloride. Replaced. Thereto, 60 OmU of the sulfated fucogalatatan degrading enzyme of the present invention was added, and the mixture was reacted at 25 ° C for 3 days, followed by ultrafiltration, and the amount of sugar contained in the filtrate was determined by the sulfuric acid method.
  • Example 3 70 g of the sulfated fucose-containing polysaccharide fraction derived from Gagome kelp obtained in Example 3 was added to 3 After dissolving in 20 mM imidazole-hydrochloric acid buffer (pH 7.5) containing 0 OmM sodium salt, 2 OmM sodium chloride, and 10% ethanol, a holofiber with 100,000 exclusion molecular weight was attached. Ultrafiltration was performed using an ultrafiltration machine that had been removed to thoroughly remove substances that could be filtered. The buffer added at the time of ultrafiltration had the same composition as the buffer used for dissolution.
  • an Alteromonas sp. 3 ⁇ -1009 strain (? £ 1 1 ⁇ 8? -5747) was cultured in the ultrafiltration solution according to the method described in WO 97/26896, and the culture strength ⁇ 25 U of the obtained sulfated-fucose-containing polysaccharide mono-F-degrading enzyme was added; The reaction was performed at C for 3 days.
  • the above reaction solution is ultrafiltered with an ultrafiltration machine equipped with a hollow fiber of 100,000 excluded molecular weight, and the substance degraded by the fucose sulfate-containing polysaccharide mono-F-degrading enzyme, that is, the depolymerized fucoidan is obtained. Removed thoroughly.
  • the buffer added at the time of ultrafiltration had the same composition as the buffer used in the above reaction solution.
  • flavobacterium sp. SA-0082 strain (FERM BP-5402) was cultured in the ultrafiltration solution according to the method described in W097Z26896, and the sulfated-fucose-containing polysaccharide-U degraded from the culture was cultured. 20 U of the enzyme was added and reacted at 25 ° C. for 5 days.
  • the above reaction solution was ultrafiltered with an ultrafiltration machine equipped with a hollow fiber with a rejection molecular weight of 100,000, and a substance reduced in molecular weight by the above-mentioned sulfated-fucose-containing polysaccharide-1U-degrading enzyme, that is, sulfated fucodarcuronomannan Low molecular weight compounds were thoroughly removed.
  • water was added to the mixture, and finally it was replaced with a 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8) containing 20 OmM sodium chloride.
  • the sulfated fucogalactan-degrading enzyme described in Example 2 (1) was added to the ultrafiltration solution in a 2U-added mash, and reacted at 25 ° C. for 5 days.
  • the reaction solution was divided into two equal parts, and one was subjected to ultrafiltration using an ultrafiltration machine equipped with a holofiber with a molecular weight of 100,000, and a substance reduced in molecular weight by the sulfated fucogalactan degrading enzyme, that is, The low molecular weight product of sulfated fucogalatatan was thoroughly ultrafiltered.
  • 1 OmM Tris-monohydrochloride buffer (pH 8) containing 5 OmM sodium chloride was added.
  • the filtrate obtained in this manner was used as a sulfated fucogalatatan enzyme digest (i).
  • Example 5 The sulfuric acid described in Example 2 (1) was The duck fucogaratatan-degrading enzyme was added to 55 OmU-added casket and allowed to react at 25 ° C. for 7 days to confirm the progress of the molecular reduction.
  • the reaction solution was subjected to ultrafiltration using an ultrafiltration machine equipped with a hollow fiber having an exclusion molecular weight of 100,000, and thorough ultrafiltration was performed on low molecular weight products of sulfated fucogalactan.
  • 1 OmM tris-hydrochloric acid buffer (pH 8) containing 5 OmM sodium chloride was added thereto.
  • the filtrate obtained in this manner was designated as enzyme digest (ii).
  • the enzyme digest (i) of sulfated fucogalatatan obtained in Example 5 (1) was concentrated to 50 Om1 by an evaporator, desalted by an electrodialyzer, and then 10 mM of 10 mM containing 1 OmM sodium chloride in advance. Apply 1 liter of DEAE-Cell Mouth Fine A-800 (manufactured by Chisso) column equilibrated with imidazole-hydrochloric acid buffer (pH 8), wash with the same buffer, and wash with 1 OmM to 90 OmM chloride. Eluted with sodium gradient. The eluted fraction was collected in 62 ml portions, and the sugar content of each was measured by the phenol monosulfuric acid method.
  • the OmM elution fraction (i) was desalted with an electrodialyzer, sodium chloride was dissolved to 5 OmM, and 10 mM imidazole monohydrochloride buffer (pH 8 ) was applied to a column of 100 ml of DEAE-Cell mouth Fine A-800 (manufactured by Chisso) equilibrated with) and washed with the same buffer.
  • Elution was carried out with a gradient of sodium chloride from 5 to 20 OmM.
  • the eluted fraction was fractionated in 10 ml portions, and the sugar content of each fraction was measured by the phenol monosulfuric acid method. Since the fraction eluted with sodium chloride at around 55 mM to 75 mM formed a peak of the sugar content, the fraction eluted with sodium chloride at around 60 mM was collected. This fraction was concentrated to 2 ml by speed knock (manufactured by Savant Instruments Inc .; SAVANT Instruments Inc.), and was previously equilibrated with 10% ethanol. And eluted with the same buffer. The eluted fractions were collected in 2 ml portions, and their sugar contents were measured by the phenol monosulfuric acid method. Collect the fractions whose sugar content forms a peak, (A).
  • OmM elution fraction (i) after desalting with an electrodialyzer, sodium chloride was dissolved to 10 OmM, and 10 mM imidazole-hydrochloride containing 10 OmM sodium chloride beforehand was dissolved. The solution is applied to a column of 10 Oml of DEAE-Cell mouth Fine A-800 (manufactured by Chisso) equilibrated with a buffer solution (pH 8), washed with the same buffer solution, and washed with 10 OmM to 350 mM sodium chloride. Eluted by gradient. The eluted fraction was fractionated by 1 Om1 and each sugar content was measured by the phenol-sulfuric acid method.
  • Fractions eluted with sodium chloride at around 16 OmM were collected, concentrated to 2 ml with a Speed Vac (manufactured by Savant Instruments Inc.), and then equilibrated with 10% ethanol beforehand.
  • the sample was applied to a column of Cell Open Fine GCL-25 (manufactured by Chisso) and eluted with the same buffer.
  • the eluted fraction was fractionated by 2 ml, and the sugar content of each fraction was measured by the phenolic sulfuric acid method. Collect the fractions whose sugar content forms a peak,
  • Example 5 The sulfated fucogalactan enzyme digest (2) described in (2) was concentrated to 50 Om1 using an evaporator, and then desalted using an electrodialyzer, and 10 mM imidazole containing 1 OmM sodium chloride was previously added. Apply a 1 liter column of DEAE-Cell mouth Fine A-800 (manufactured by Chisso) equilibrated with hydrochloric acid buffer (pH 8), wash with the same buffer, and wash 10 mM to 900 mM sodium chloride. The gradient was eluted. The eluted fraction was collected in 6 lm 1 portions, and the sugar content of each fraction was measured by the phenol monosulfuric acid method.
  • the fractions eluted with sodium chloride at around 130 mM, around 220 mM and around 27 OmM formed a peak of the sugar content, so that they were collected, and the 13 OmM elution fraction (ii) and the 22 OmM elution fraction (Ii) and 27 OmM elution fraction (ii).
  • the 130 mM elution fraction (ii) was desalted with an electrodialyzer, sodium chloride was dissolved to 20 mM, and 10 mM imidazole-hydrochloric acid buffer (pH 8) containing 2 OmM salt solution was previously added.
  • 10 mM imidazole-hydrochloric acid buffer (pH 8) containing 2 OmM salt solution was previously added.
  • Fractions eluted with sodium chloride from 5 OmM to 7 OmM were collected, concentrated to 3 Oml with an evaporator, and then equilibrated with 10% ethanol beforehand. And eluted with the same buffer. The eluted fraction was fractionated by 1 Oml, and the sugar content of each fraction was measured by the phenol-monosulfuric acid method. Collect the fractions whose sugar content forms a peak,
  • the sample was applied to a 200 ml column of Fine GCL-25 (manufactured by Chisso Corporation), which had been flattened with 10% ethanol, and eluted with the same solution.
  • the eluted fraction was fractionated by 2 ml, and the sugar content of each fraction was measured by the phenol-sulfuric acid method.
  • Mass spectrometry of the fraction with a peak sugar content revealed that the same substance as in (A) was present in the first half, but the same substance as in (A) was present in the second half. Since it was not included, the second half fraction was collected and designated as (C).
  • the above 220 mM elution fraction (ii) was added with water so as to have the same conductivity as that of 10 mM imidazole-hydrochloric acid buffer containing 100 mM sodium chloride, and 1.0 OmM was added in advance.
  • a column of 20 Om 1 DEAE-Cell mouth Fine A-800 manufactured by Chisso Corporation
  • 1 OmM imidazo monohydrochloric acid buffer solution (pH 8) containing sodium chloride washed with the same buffer solution, From 10 OmM
  • the above reaction solution is subjected to ultrafiltration using an ultrafiltration machine equipped with a hollow fiber having a rejection molecular weight of 100,000, and the above fucose sulfate-containing polysaccharide-substance degraded by F-degrading enzyme, that is, low fucoidan. Molecular compounds were thoroughly removed.
  • the buffer added at the time of ultrafiltration had the same composition as the buffer used for dissolution.
  • Example 5 1 U of the sulfated-fucose-containing polysaccharide monolytic enzyme used in Example 5 (1) was added to the ultrafiltration solution, and the mixture was reacted at 25 ° C. for 5 days.
  • the above reaction solution is ultrafiltered with an ultrafiltration machine equipped with a hollow fiber having a rejection molecular weight of 100,000, and the substance reduced in molecular weight by the above-mentioned sulfated-fucose-containing polysaccharide-u-degrading enzyme, that is, sulfated
  • the low molecular weight compound of fucoglucuronomannan was thoroughly removed.
  • 10 mM Tris-hydrochloric acid buffer ( ⁇ 8) containing 20 OmM sodium chloride and 10% ethanol was added.
  • Example 2 (1) the sulfated fucogalatatan degrading enzyme described in Example 2 (1) was added to the inner solution of the ultrafiltration.
  • 60 OmU was added and reacted at 25 ° C. for 5 days. Exclude the reaction solution by ultrafiltration using an ultrafiltration machine equipped with a 100,000 molecular weight holofiber, and thoroughly remove the substances degraded by the sulfated fucogalatatan degrading enzyme, that is, the depolymerized sulfated fucogalatatan. And ultrafiltered. During ultrafiltration, 10% ethanol containing 2 OmM sodium chloride was added. The filtrate obtained in this manner was used as a sulfated fucogalatatan enzyme digest (iiii).
  • the enzyme digest of fucogaratatan sulfate (iii) obtained in Example 6 (1) was desalted with an electrodialyzer, concentrated to 5 Om1 by an evaporator, and then concentrated to 50 m1 in advance.
  • the column was loaded on a 10 Om 1 DEAE-Cell Mouth Fine A-800 (manufactured by Chisso) column equilibrated with ammonium acetate (pH 5.5), washed with the same buffer, and washed with 50 mM to 4 M ammonium acetate. Eluted with a gradient.
  • the eluted fraction was fractionated by 1 Oml, and the sugar content of each fraction was measured by the phenol-sulfuric acid method.
  • the fraction was desalted with an electrodialyzer, made to have the same conductivity as a 5 OmM ammonium acetate solution, and 10 Om 1 DEAE-cell port previously equilibrated with 5 OmM ammonium acetate (pH 5.5). Run on a column of Fine A-800 (manufactured by Chisso), wash with the same buffer, wash with 100 mM ammonium acetate (pH 5.5), and gradient from 10 OmM to 80 OmM ammonium acetate. And eluted. The eluted fraction was fractionated by 1 Om 1 and the sugar content of each fraction was measured by the phenol monosulfuric acid method. Fractions eluted with ammonium acetate in the range of 44 to 53 OmM were collected.
  • the fraction was desalted with an electrodialyzer, made to have the same electrical conductivity as a 20 OmM ammonium acetate solution, and 10 Om 1 DEAE-cell port which had been preliminarily equilibrated with 20 OmM ammonium acetate (pH 5.5).
  • the column was eluted with a gradient of 20 to 70 OmM ammonium acetate.
  • the eluted fraction was fractionated by 1 Om 1 and the sugar content of each fraction was measured by the phenol monosulfuric acid method. Fractions eluted with about 420 mM to 470 mM ammonium acetate were collected.
  • the fraction was analyzed by mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), and was estimated to be the same substance as (B) described in Example 5 (3).
  • the mass spectrometry was performed using an AP I-II I mass spectrometer (manufactured by Pachinkin Elma-Sykes).
  • NMR analysis was performed using a nuclear magnetic resonance apparatus JMN-A500 (manufactured by JEOL Ltd.).
  • the reaction solution was desalted with an electrodialyzer, made to have the same electrical conductivity as a 5 OmM ammonium acetate solution, and preliminarily equilibrated with 5 OmM ammonium acetate (pH 5.5).
  • the solution was applied to a column of Fine A-800 (manufactured by Chisso), washed with the same buffer, and eluted with a gradient of 10 OmM to 1 M ammonium acetate.
  • the eluted fraction was collected in 10 ml portions, and the sugar content of each was measured by the phenol monosulfuric acid method.
  • the six fractions (A), (B), (C), (D), (E), and (F) obtained in Examples 5 and 6 were desalted by an electrodialysis device, and then lyophilized.
  • the sugar content and the mass were analyzed.
  • mass spectrometry an AP I-III mass spectrometer (manufactured by Perkin-Elma Syechs) was used.
  • NMR analysis a J NM-o: 500 type nuclear magnetic resonance apparatus (manufactured by JEOL Ltd.) was used.
  • the analysis sample was subjected to structural analysis after replacement with heavy water according to a standard method.
  • the binding mode of the constituent sugars was determined using the HMBC method, which is a 1 H-detection heteronuclear detection method.
  • the DQF-COSY method and the HOHAHA method were used for assignment of 1 H-NMR, and the HSQC method was used for assignment of 13 C-NMR.
  • FIG. 3 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of the low molecular weight fucogalactan sulfate (A) of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram showing 13 C-NMR spectrum of the low molecular weight fucogalactan sulfate (A) of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a mass spectrum of the sulfated fucogalatatan reduced molecular weight product (A) of the present invention.
  • the vertical axis indicates the signal intensity
  • the horizontal axis indicates the chemical shift value (ppm).
  • the vertical axis represents the relative intensity.
  • Table 1 shows the chemical shift values of each carbon at the time of 13 C-NMR analysis. Position of carbon 13 C—NMR chemical shift value (p pm)
  • FIG. 6 shows the 1 H-NMR spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight compound (B) of the present invention
  • FIG. 7 shows the 13 C-NMR spectrum
  • Figure 8 shows the mass spectrum. That is, FIG. 6 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight compound (B) of the present invention, and FIG. 7 is a 13 C-NMR of the sulfated fucogalactan low molecular weight compound (B) of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a spectrum, and FIG.
  • FIGS. 6 and 7 are diagram showing a spectrum of a low molecular weight product of diphtheria galatatan sulfate (B) of the present invention.
  • the vertical axis represents the signal intensity
  • the horizontal axis represents the chemical shift value (ppm).
  • the vertical axis represents the relative intensity.
  • Table 2 shows the chemical shift values of each carbon at the time of 13 C-NMR analysis.
  • FIG. 9 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of the sulfated fucogalatan tan low molecular weight product (C) of the present invention
  • FIG. 10 is a 13 C-NMR of the sulfated fucogalactan low molecular weight product (C) of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing a spectrum
  • FIG. 9 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of the sulfated fucogalatan tan low molecular weight product (C) of the present invention
  • FIG. 10 is a 13 C-NMR of the sulfated fucogalactan low molecular weight product (C) of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing a spectrum
  • FIG. 11 is a view showing a spectrum
  • FIG. 11 is a view showing a mass spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight compound (C) of the present invention.
  • the vertical axis indicates the signal intensity
  • the horizontal axis indicates the chemical shift value (ppm).
  • the vertical axis represents the relative intensity (%)
  • the horizontal axis represents the m / Z value.
  • G1-6-H 3.82 (1H, m, G1-5-H), 3.80 (1H, m, G16-H) 3.63 (2H, m, G2-6 -H), 3.62 (1H, m, G2-5-H), 3.55 (1H, m, G2—2—H), 3.50 (1H, m, G1-2-H) )
  • FIG. 12 shows the 1 H-NMR spectrum of the sulfated fucogalactan compound (D) of the present invention
  • FIG. 1 shows the 13 C-NMR spectrum thereof
  • Fig. 14 shows the mass spectrum in Fig. 3. That is, FIG. 12 is a diagram showing the 1 H-NMR spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight product (D) of the present invention, and FIG. 13 is 13 C—N of the sulfated fucogalactan low molecular weight product (D) of the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing an MR spectrum
  • FIG. 14 is a view showing an MR spectrum
  • FIG. 14 is a view showing a mass spectrum of the sulfated fucogalatan tan low molecular weight compound (D) of the present invention.
  • the vertical axis represents the signal intensity
  • the horizontal axis represents the chemical shift value (ppm).
  • the vertical axis represents the relative intensity (%)
  • the horizontal axis represents the mZZ value.
  • FIG. 15 shows the 1 H-NMR spectrum
  • FIG. 16 shows the 13 C-NMR spectrum of the low molecular weight sulfated fucogalactan (E) of the present invention.
  • the mass spectrum is shown in FIG. That is, FIG. 15 is a diagram showing the 1 H-NMR spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight product (E) of the present invention, and FIG. 16 is a diagram showing 13 C— of the sulfated fucogalactan low molecular weight product (E) of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram showing an NMR spectrum
  • FIG. 17 is a diagram showing an NMR spectrum
  • FIG. 17 is a diagram showing a mass spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight compound (E) of the present invention.
  • the vertical axis indicates the signal intensity
  • the horizontal axis indicates the chemical shift value (ppm).
  • the vertical axis represents the relative intensity (%)
  • the horizontal axis represents the mZZ value.
  • FIG. 18 shows the 1 H-NMR spectrum of the sulfated low molecular weight fucogalactan compound (F) of the present invention.
  • FIG. 18 shows 13 C-DEPT-135.
  • the spectrum is shown in Figure 19 and the mass spectrum is shown in Figure 20.
  • FIG. 18 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of the low molecular weight product of fuifogalatatan sulfate (F) of the present invention
  • FIG. 19 is a diagram showing the spectrum of the low molecular weight product of the sulfated fucogalactan (F) of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of the low molecular weight product of fuifogalatatan sulfate (F) of the present invention
  • FIG. 19 is a diagram showing the spectrum of the low molecular weight product of the sulfated fucogalactan (F) of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a 13 C—DEPT—135 ° spectrum
  • FIG. 20 is a diagram showing a mass spectrum of the sulfated fucogalactan low molecular weight compound (F) of the present invention.
  • the vertical axis represents the signal intensity
  • the horizontal axis represents the chemical shift value (ppm).
  • the vertical axis indicates the relative intensity (%)
  • the horizontal axis indicates the value.
  • NMR analysis was performed to determine the entire structure of the sulfated fucogalactan fraction prepared in Example 1 (2) and the cleavage site of the sulfated fucogalactanase.
  • FIG. 21 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of the sulfated fucogalatatan of the present invention
  • FIG. 22 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of the sulfated fucogalatatan of the present invention
  • FIG. 23 is a diagram showing an infrared absorption spectrum of the sulfated fucogalatan tan of the present invention.
  • the vertical axis represents the signal intensity
  • the horizontal axis represents the chemical shift value (ppm).
  • the vertical axis represents transmittance (%)
  • the horizontal axis represents wavenumber (cm ⁇ 1 ).
  • the sulfated fucogalactan of the present invention has the main skeleton of the compound (D) described in Example 7 (4). Has been found to be a structure that is repeatedly bonded. Further, the bond between the repeating structures was such that the galactose of G2 was bonded to the 6-position of galactose of G4 by an i3 bond as shown in the following formula (XIII). That is, it was found that sulfated fucogalactan had a repeating structure of the following main skeleton.
  • the sulfated fucogalactan-degrading enzyme of the present invention is obtained by combining D-sulfated galactose or galactose of sulphate fucogalactan with sulfate.
  • the enzyme was found to be an enzyme that endogenously degrades 1-6 and 1-4 bonds between D-sulfated galactose or galactose.
  • the molecular weight of the sulfated fucogalatatan of the present invention was measured under the conditions of Example 1 (3), and the average value was about 130,000. Its molecular weight distribution was about 10,000 to about 200,000.
  • the HGF production-inducing activity of the sulfated fucogalactan of the present invention obtained by the method described in Example 1 (2) was measured.
  • the HGF production inducing activity was measured as follows. That is, MR C-5 cell suspension (CCL 177: manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) suspended in DME medium containing 10% fetal bovine serum so as to have l ⁇ 10 5 ce 11 s / ml. cod e. 02-021) Add 500jul to a 48-well cell culture plate,
  • Example 11- (2) sulfated fucogalatatan obtained by the method described in Example 11- (2) was added as a sample to a final concentration of 1, 10, and 1 0 0 ⁇ g Zm1, and the cells were further cultured for 24 hours. Collect the culture medium and use the Quantikine Human Hepatocyte Growth Factor (HGF) ELISA Kit (Funakoshi, Code. RS- 0641-
  • Flavata terium sp. SA-0082 strain (FERM BP-5402) was cultured in the ultrafiltration solution according to the method described in W097Z26896, and the sulfated-fucose-containing polysaccharide mono-U obtained by the culture was degraded. 20 U of the enzyme was added and reacted at 25 ° C. for 5 days.
  • the above reaction solution was subjected to ultrafiltration using an ultrafiltration machine equipped with a hollow fiber with a molecular weight of 100,000, and low-molecular-weight with the above fucose sulfate-containing polysaccharide-U degrading enzyme.
  • the converted substances that is, the low-molecular-weight products of sulfated fucodarcuronomannan were thoroughly removed. At the time of ultrafiltration, water was added and finally replaced with 10 mM imidazo mono-hydrochloric acid buffer (pH 8) containing 20 OmM sodium chloride.
  • Example 2 (1) 2 U of the sulfated fucogalactan degrading enzyme described in Example 2 (1) was added to the ultrafiltration internal solution, and the mixture was reacted at 25 ° C. for 5 days.
  • the reaction solution is subjected to ultrafiltration using an ultrafiltration machine equipped with a 100,000 molecular weight exclusion fiber, and the substance degraded by the sulfated fucogalatatan-degrading enzyme, that is, the depolymerized sulfated fucogalactan, Thoroughly ultrafiltered.
  • the buffer added at the time of ultrafiltration had the same composition as the buffer used in the above reaction solution.
  • the filtrate obtained in the above (1) was collected and subjected to ultrafiltration using an ultrafiltration machine equipped with a holofiber having a molecular weight cutoff of 3000 to separate into a filtrate and a non-filtrate.
  • the filtrate was concentrated to about 3 liters by a rotary evaporator and centrifuged to obtain a supernatant.
  • the resulting supernatant was desalted with an electrodialyzer equipped with a membrane having an exclusion molecular weight of 300, and calcium acetate was added to the solution to a concentration of 0.1 M, and the resulting precipitate was removed by centrifugation.
  • the supernatant was applied to DEAE-Cell mouth fine (resin volume: 4 liters) which had been equilibrated with 5 OmM calcium acetate in advance, and washed thoroughly with 5 OmM calcium acetate and 5 OmM sodium chloride.
  • the solution of the 0.4M elution fraction was first concentrated to 15 Om1, sodium chloride was added to a concentration of 4M, and the solution was previously equilibrated with 4M sodium chloride. (Resin amount: 200 ml) and washed thoroughly with 4 M sodium chloride. The non-adsorbed sulfated saccharide fraction was collected and desalted with an electrodialyzer equipped with a membrane having an excluded molecular weight of 300 to obtain 505 ml of a desalted solution.
  • the resulting desalted solution was applied to a cell-mouth Fine GCL-90 column (4.1 cm x 87 cm) in which 4 Om 1 was equilibrated with 0.2 M sodium chloride containing 10% ethanol. Gel filtration was performed. The fractionation was performed at 9.2 ml per fraction.
  • the total sugar content was analyzed for all the fractions by the phenolic sulfuric acid method (Analytical Chemistry, vol. 28, p. 350 (1956)).
  • the dried product of sulfated saccharide was obtained. A part of the dried product was taken and subjected to sugar composition analysis and mass spectrometry. Also, 10 mg of the dried product was replaced with heavy water by a conventional method, and subjected to NMR analysis.
  • FIG. 24 shows the results of mass spectrometry of sulfated saccharides using an AP I-III mass spectrometer (Perkin Elmer Sykes), and the analysis results are shown below. That is, FIG. 24 is a diagram showing the results of mass spectrometry of the sulfated saccharide, in which the vertical axis indicates the relative intensity (%), and the horizontal axis indicates the m / z value.
  • the molecular weight was 2264 ⁇ 1 in a state where all sulfate groups were converted to sodium salts.
  • fucose is composed of 7 molecules and 12 sulphate groups. It was found that the acid groups were all sodium salts and the theoretical molecular weight was 2265.
  • NMR analysis was performed using a J NM One 500 type nuclear magnetic resonance apparatus (manufactured by JEOL Ltd.) to determine the binding mode of fucose and the binding position of the sulfate group.
  • the binding mode of the constituent sugars was determined using the HMBC method, which is a 1 H-detection heterogeneous nucleus detection method.
  • the DQF-COSY method and the HOH AHA method were used for assignment of 1 H-NMR, and the HSQC method was used for assignment of 13 C-NMR.
  • FIG. 25 shows the R spectrum and FIG. 26 shows the 13 C-NMR spectrum.
  • the chemical shift value of ' ⁇ -NMR was expressed as the chemical shift value of dioxane was 3.53 ⁇ pm
  • the chemical shift value of 13 C-NMR was expressed as the chemical shift value of dioxane was 66.5 ppm. Both measurements were performed at 60 ° C. That is, FIG. 25 is a diagram showing the 1 H-NMR spectrum of the sulfated saccharide in the 0.4 M elution fraction
  • FIG. 26 is a diagram showing the 13 C-NMR spectrum of the sulfated saccharide in the 0.4 M elution fraction. It is. In FIGS. 25 and 26, the vertical axis represents the signal intensity, and the horizontal axis represents the chemical shift value (ppm). — The analysis results by NMR and 13 C—NMR are shown in Tables 12 and 13 . Table 12
  • FIG. 27 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of a fraction, in which the vertical axis represents signal intensity and the horizontal axis represents chemical shift value (ppm).
  • the 0.6 M elution fraction had a structure in which the 0.4 M elution fraction bound several molecules. Therefore, the degraded product obtained by further decomposing the 0.6 M eluted fraction with the fucosulfate-containing polysaccharide mono-F degrading enzyme described in Example 9 (1) was analyzed by HP LC, and the reaction product was analyzed. Many of them eluted at the same position as the sulfated saccharide in the 0.4 M elution fraction of DEAE-Cellulofine described in Example 9 (2).
  • HP LC The analysis conditions of HP LC are as follows.
  • the 0.4 M elution fraction was converted to pullulan.
  • the eluted fraction with a molecular weight of about 8500 and 0.6 M has a molecular weight of about 26000,
  • the 0.6 M elution fraction was found to be a sulfated sugar trimer of the 0.4 M elution fraction. Further, the repeating binding position of the heptasaccharide residue can be determined by examining the 1 H-NMR spectrum of the eluted fraction of about 0.6M in detail, to find that the 3rd position of fucose of F in formula (XV) is ⁇ . — (1 ⁇ 3) It became clear that they were connected by a bond.
  • a pentamer of sulfated saccharide represented by (XVI), that is, n 5 in the following general formula (XIV), was obtained from the low molecular weight compound of the sulfated-fucose-containing polysaccharide according to the above method.
  • the sulfated sugar represented was obtained.
  • a sulfated fucogalactan degrading enzyme By treating with a sulfated fucogalactan degrading enzyme, a sulfated saccharide represented by the following general formula can be obtained, which is converted into a low-molecular-weight molecule by a sulfated-ifucose-containing polysaccharide mono-F-degrading enzyme. It was confirmed that it could be done.
  • the molecular weight of the sulfated polysaccharide was determined in Example 1.
  • the average molecular weight is about 200,000 (the molecular weight distribution is about 10,000 ⁇ About 100,000).
  • the average molecular weight is about 1.3 million (the molecular weight distribution is about 100,000 to about 20,000). 000,000).
  • sulphated fucogalactan and low molecular weight products thereof which are useful as sugar chain engineering reagents or HGF production inducers.
  • a novel sulfated fucogalatatan degrading enzyme which can be used for structural analysis and decomposition of the sulfated fucogalactan, and production of a reproducible low molecular weight product of sulfated fucogalactan.
  • a method for producing the enzyme Also provided is a method for selectively removing sulfated fucogalactan from a mixture of sulfated fucose-containing polysaccharides using the sulfated fucogalatatan degrading enzyme of the present invention.
  • the sulfated fucogalatatan-decomposing enzyme of the present invention A novel sulfated saccharose is provided by using a combination of sulfuric acid and another sulfated-fucose-containing polysaccharide degrading enzyme.

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Description

明 細 書 硫酸化フコ 技術分野
本発明は、 糖鎖工学用試薬として有用な硫酸化フコガラタタン、 該硫酸化多糖 由来低分子化物、 及びその製造方法、 さらに糖鎖工学分野において有用な硫酸ィ匕 フコガラタタン分解酵素、 該酵素の製造方法に関する。
背景技術
褐藻類には何種類もの硫酸化フコース含有多糖が含まれている。 例えば、 ①フ コースと硫酸基のみからなる硫酸ィヒフカン、 ②グルクロン酸、 マンノ一ス、 フコ ース及び硫酸基を含有する硫酸化フコダルクロノマンナン、 例えば W097/2 6896公報に記載のフコース硫酸含有多糖一 U (構成糖及びそのモル比がフコ ース : マンノース :ガラクトース : ゥロン酸:硫酸基 =約 10 : 7 : 4 : 5 : 2
0、 以下、 U—フコィダンと称す) 、 ③フコース、 ガラクトースよりなる硫酸ィ匕 フコガラタタン、 例えば、 W〇97/26896公報に記載のフコース硫酸含有 多糖一 F (構成糖及びそのモル比がフコース :ガラクトース=約 10 : 1、 以下、 F—フコィダンと称す) 等の硫酸化フコース含有多糖が知られている。 これらの 硫酸化フコース含有多糖は、 おおよそ総て高分子の陰イオンであるため、 様々な 精製工程において理化学的に同じ挙動を取り、 分離が困難であった。 そのため褐 藻類の硫酸化フコース含有多糖はそれぞれ分離されることなく、 そのまま生物活 性が調べられることが多く、 見出された生物活性を担うのがどの硫酸化フコース 含有多糖であるのかを決定することは困難であった。
現在までに活性と分子の相関関連が知られているのは、 ァグリカルチュラル アンド ノくィォロジカノレ ケミストリー (Agricultural and Biological Chemistry )、 第 44卷、 第 8号、 第 1 965頁〜第 1 966頁 (1 980) 記 載の抗凝血作用を担う硫酸化フカン画分、 WO 97ノ 26896公報記載の癌細 胞に対するアポトーシス誘発作用を担う U—フコィダンである。 硫酸化フカン画分の抗凝血作用に関しては、 へパリンの代わりに使用すること が検討されてきた。 し力 し、 薬品として使用する場合、 予期せぬ活性すなわち副 作用を防ぐためにも、 高純度の硫酸化フカンを得る必要があり、 その方法が求め られていた。
同様に、 U—フコィダンに関しても癌細胞に対するアポトーシス誘発作用を利 用した薬品類を調製するために高純度のフコース硫酸含有多糖一 Uを簡便に得る 必要があり、 その方法が求められていた。
一般的に、 多糖の構造解析やオリゴ糖の製造に酵素分解を利用する方法は、 最 も効率良い方法である。 また、 分離が困難な多糖の混合物から一種類の多糖だけ を除去する際にも、 除去したい多糖を特異的に分解する酵素があれば、 その多糖 をその酵素で低分子化した後、 限外ろ過等の分子量分画を行うことにより容易に その他の多糖と分離することができる。
硫酸化フコガラクタンに関して、 硫酸化フコガラクタンを特異的に分解する酵 素があれば、 硫酸化フコガラクタンの構造解析、 硫酸化フコガラクタンオリゴ糖 の製造が容易である。
以上のことから硫酸化フコガラクタン分解酵素、 及び酵素的に製造した硫酸ィ匕 フコガラタタンオリゴ糖を得る方法が求められていた。
発明の目的
即ち、 本発明の目的は、 (1 ) 糖鎖工学用試薬あるいは肝細胞増殖因子
(hepatocyte growth factor; H G F ) 産生誘導物質として有用な硫酸化フコガ ラクタン又はその塩、 (2 ) 該硫酸ィ匕フコガラクタンに硫酸化フコガラタタン分 解酵素を作用させて得られる低分子化物又はその塩、 (3 ) 糖鎖工学的に有用な 硫酸化フコガラクタン分解酵素、 (4 ) 硫酸化フコガラクタン又はその塩に該酵 素を作用させて得られる低分子化物の製造方法、 及び (5 ) 硫酸化フコガラクタ ン分解酵素の製造方法を提供することにある。 発明の概要
本願の発明者らは鋭意研究の結果、 褐藻類に含まれる硫酸化フコガラクタン、 該硫酸化多糖を分解する硫酸化フコガラクタン分解酵素及びその製造方法を見出 した。 さらに、 糖鎖工学用試薬として利用できる硫酸化フコガラクタンの低分子 化物及びその製造方法を見出し、 本発明を完成させた。
本発明の第 1の発明は、 下記の理化学的性質を有することを特徴とする硫酸ィ匕 フコガラタタン又はその塩に関する。 該硫酸化フコガラタタンは、 構成糖として ガラクトースとフコースを含有し、 そのモル比が 1 : 1〜6 : 1であり、 下記一 般式 (X I ) で表される硫酸化糖を構成糖の必須成分とする。
Figure imgf000005_0001
(式中、 Rは H又は S〇3 Hである)
さらに、 本発明の硫酸化フコガラタタン分解酵素により低分子化され、 下記一 般式 (I ) 〜 (I V) で表される化合物より選択される 1種以上の化合物が生成 する。
Figure imgf000005_0002
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000006_0002
Figure imgf000006_0003
(式中、 Rは H又は S〇3Hである)
本発明の第 2の発明は、 下記一般式 (1 1) 、 (I I I, ) 又は (I V) から 選択される化学構造を有する糖化合物またはその塩に関する。 (I I)
OR H OR H OR H OR
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0002
(式中、 Rは H又は S03Hである)
本発明の第 3の発明は、 下記の理化学的性質を有することを特徴とする硫酸ィ匕 フコガラタタン分解酵素に関する。 該酵素は、 構成糖としてガラクトースとフコ ースを含有し、 そのモル比が 1 : 1〜6 : 1である硫酸化フコガラクタン又はそ の塩に作用して該硫酸化フコガラクタンを低分子化させ、 還元性末端に硫酸化ガ ラタトースあるいはガラクトースを持つオリゴ糖を生成させることができ、 至適 p Hは、 約 7〜9の範囲であり、 至適温度は、 約 2 5〜4 5 °Cである。
本発明の第 4の発明は、 上記第 3の発明に記載の硫酸ィ匕フコガラクタン分解酵 素を褐藻類由来の硫酸化フコガラクタン又はその塩に作用させて取得することを 特徴とする硫酸化フコガラクタンの低分子化物又はその塩の製造方法に関する。 該酵素によって得られる低分子化物は、 例えば、 上記第 2の発明に記載のオリゴ 糖又はその塩が挙げられる。
本発明の第 5の発明は、 硫酸化フコガラクタン分解酵素生産能を有するフラボ パクテリゥム属細菌を培養し、 その培養物から該酵素を採取することを特徴とす る上記第 3の発明に記載の硫酸化フコガラクタン分解酵素の製造方法に関する。 図面の簡単な説明
図 1 :本発明により得られる硫酸化フコガラタタン分解酵素の p Hと相対活性
(%) の関係を表すグラフである。
図 2 :本発明により得られる硫酸ィ匕フコガラクタン分解酵素の温度と相対活性 (%) の関係を表すグラフである。
図 3 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (A) の1 H— NM Rスぺクトルを示す図である。
図 4 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (A) の1 3 C— NMRスぺク トルを示す図である。
図 5 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (A) の質量分 析 (マス) スぺク トルを示す図である。
図 6 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (B ) の1 H—
NM Rスぺク トルを示す図である。
図 7 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (B ) の1 3 C— NMRスぺク トルを示す図である。
図 8 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (B ) の質量分 析 (マス) スぺク トルを示す図である。
図 9 :本発明により得られる硫酸ィヒフコガラクタン低分子化物 (C) の1 H— NMRスぺク トルを示す図である。
図 10 :本発明により得られる硫酸化フコガラタタン低分子化物 (C) の13 C 一 NMRスぺク トルを示す図である。
図 1 1 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (C) の質量 分析 (マス) スぺクトルを示す図である。
図 12 :本発明により得られる硫酸化フコガラタタン低分子化物 (D) の1 H 一 NMRスぺク トルを示す図である。
図 1 3 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (D) の13 C 一 NMRスぺク トルを示す図である。
図 14 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (D) の質量 分析 (マス) スぺク トルを示す図である。
図 1 5 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (E) の1 H 一 NMRスぺク トルを示す図である。
図 16 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (E) の13 C 一 NMRスぺク トルを示す図である。
図 1 7 :本発明により得られる硫酸化フコガラタタン低分子化物 (E) の質量 分析 (マス) スぺクトルを示す図である。
図 18 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (F) の1 H
— NMRスぺク トルを示す図である。
図 19 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタン低分子化物 (F) の13 C — DEPT— 135° スペクトルを示す図である。
図 20 :本発明により得られる硫酸化フコガラタタン低分子化物 (F) の質量 分析 (マス) スぺク トルを示す図である。
図 21 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタンの1 H— NMRスぺクト ルを示す図である。
図 22 :本発明により得られる硫酸ィヒフコガラクタンの13 C— NMRスぺクト ノレを示す図である。 図 2 3 :本発明により得られる硫酸化フコガラクタンの赤外吸収スぺク トルを 示す図である。
図 2 4 : フコース硫酸含有多糖の低分子化物の 0 . 4 M塩化ナトリゥム溶出画 分の質量分析 (マス) スぺク トルを示す図である。
図 2 5 : フコース硫酸含有多糖の低分子化物の 0 . 4 M塩化ナトリゥム溶出画 分の1 H— NM Rスぺク トルを示す図である。
図 2 6 : フコース硫酸含有多糖の低分子化物の 0 . 4 M塩化ナトリゥム溶出画 分の1 3 C— NMRスぺクトルを示す図である。
図 2 7 : フコース硫酸含有多糖の低分子化物の 0 . 6 M塩化ナトリウム溶出画 分の1 H— NM Rスペク トルを示す図である。 発明の詳細な説明
以下本発明に関して具体的に説明する。
褐藻類に属する海藻には複数種の硫酸ィヒフコース含有多糖が含まれている。 そ の分子種としては、 硫酸化フカン及び硫酸化フコダルクロノマンナン等や他にも 何種類もの分子種が報告されている。
本発明の硫酸ィ匕フコガラタタンとは、 構成糖として主にガラクトースとフコー スを含有し、 そのモル比が 1 : 1〜6 : 1であり、 以下、 本発明の硫酸化フコガ ラクタンあるいは G—フコィダンと称し、 例えば、 2 : 1の硫酸化フコガラクタ ンが例示される。 また、 平均分子量は、 例えば、 H P L Cゲルろ過法で約 1 3万 (分子量分布は、 約 1 0万〜約 2 0万) の硫酸化多糖である。 なお、 上記硫酸ィ匕 フコガラクタンの分子量、 糖組成、 及び硫酸基含量は、 該硫酸化フコガラクタン の原料の収穫期、 該原料の乾燥方法、 該原料の保存方法により異なり、 また硫酸 化フコガラタタンの抽出時の加熱条件、 p H条件等により異なる。 例えば、 酸に より該硫酸化フコガラクタンは加水分解される場合がある。 従って、 本明細書に 記載した硫酸化フコガラクタンの分子量、 分子量分布、 糖組成、 あるいは硫酸基 含量はその 1例にすぎず、 該硫酸化フコガラクタンの抽出処理条件により、 その 分子量、 分子量分布、 糖組成、 あるいは硫酸基含量は容易に変化させ得る。 例え ば、 本明細書に記載のフコース硫酸含有多糖— u分解酵素及びフコース硫酸含有 多糖一 F分解酵素を用いて本発明の硫酸化フコガラクタンを調製する場合、 例え ば上記の糖組成と分子量を示す本発明の硫酸化フコガラクタンが得られる。 すな わち、 調製方法の条件によって任意の分子量、 分子量分布、 糖組成、 あるいは硫 酸基含量の硫酸ィヒフコガラクタンを調製することができる。 例えば、 本発明の硫 酸化フコガラタタンの主要な構成糖は、 6糖あたりおよそ 5残基の硫酸基を含ん でいるが、 一般的に糖にエステル結合している硫酸基は、 化学的に不安定であり、 酸やアルカリあるいは熱により容易に切断される。 例えば、 酸性やアルカリ性条 件下で加熱処理を行えばその硫酸含量は減少するものである。 すなわち、 本発明 の硫酸化フコガラクタンから意図的に脱硫酸が可能である。 また、 脱硫酸の際、 酸やアルカリの種類や濃度、 加熱処理時の温度や時間を調整すれば、 切断する硫 酸基の量も調整することができる。 従って、本発明の硫酸化フコガラタタンは、 前述の特徴を備えた硫酸化フコガラクタンもしくは、 本発明の硫酸化フコガラタ タン分解酵素で低分子化される硫酸化フコガラクタンであればすべての褐藻類由 来のものを包含する。
本発明の硫酸化フコガラクタンの主骨格は、 下記一般式 (X I I ) に表される。 下記一般式において、 nは、 1以上の整数であり、 例えば、 1〜1 0 0 0の範囲、 さらに好ましくは 1〜5 0 0の範囲のものが本発明の硫酸ィヒフコガラクタンに含 まれる。 また、 本発明の硫酸化フコガラタタンには、 上記範囲であれば、 下記一 般式 (X I I ) が連続的に繰り返した構造をもつもの及び他の構造が介在して、 非連続的に下記一般式 (X I I ) が含有される構造をもつもののいずれもが含ま れる。
Figure imgf000012_0001
(式中、 Rは H又は S〇3 Hである)
本発明の硫酸ィヒフコガラクタンが由来する褐藻類は、 特に限定されるものでは ないが例えば、 ガゴメ昆布、 ワカメ、 マ昆布、 ァラメ、 カジメ、 クロメ、 レツソ ニアニダレセンス、 ジャイアントケルプ、 ダービリア (durvillaea) 由来のもの を調製することができる。 特に限定はないが、 例えば、 ガゴメ昆布由来フコイダ ンには、 U—フコィダン、 F—フコィダン及び本発明の G—フコィダンが含まれ ている。
本発明の硫酸ィ匕フコガラクタンの塩としては、 薬学的に許容される塩を用いる ことができ、 例えばナトリウム、 カリウム等のアルカリ金属の塩、 カルシウム、 マグネシウム等のアルカリ土類金属の塩、 亜鉛等の遷移金属の塩、 またはアンモ 二ゥム塩等が挙げられる。
本明細書において硫酸ィヒフコガラクタン低分子化物とは、 本発明の硫酸化フコ ガラクタンに本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素を作用させて得られるオリ ゴ糖であり、 還元性末端糖が硫酸化ガラクトースあるいはガラクトースである。 本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素とは、 本発明の硫酸化フコガラクタン に作用して該硫酸ィヒフコガラクタンを低分子化させ、 還元性末端に硫酸化ガラク トースあるいはガラクトースを持つオリゴ糖を生成させる。 また、 W0 9 7 / 2 6 8 9 6公報には、 フコース硫酸含有多糖一 Fを分解するエンド型フコース硫酸 含有多糖分解酵素が記載されているが、 該酵素は、 本発明の硫酸化フコガラクタ ンを分解しない。 また、 本発明の硫酸化フコガラタタン分解酵素は、 本発明の硫 酸化フコガラクタンの D—硫酸化ガラクトースあるいはガラク トースと D—硫酸 化ガラクトースあるいはガラクトースの間の ;3 1— 6結合及び 1— 4結合をェ ンド的に分解する酵素である。
本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素の基質となる本発明の硫酸化フコガラ クタンを製造する際にはまず、 褐藻類から硫酸化フコース含有多糖画分を得てか ら本発明の硫酸化フコガラタタンを精製する方法が簡便である。 例えば、 硫酸ィ匕 フコース含有多糖画分の製造にはまず、 褐藻類の水溶性画分抽出液を得る。 その 際の硫酸ィ匕フコース含有多糖の低分子化を防ぐためには、 ^1は4〜9、 温度は 1 0 0 °C以下の抽出が好ましい。
当該抽出液からアルギン酸を除くには、 酸性処理によるアルギン酸の等電点沈 殿を利用する方法、 カルシウム塩等、 アルギン酸と沈殿を形成する塩を添加する 方法、 アルギン酸分解酵素により分解する方法等がある。 また、 アミノ酸やマン 二トール等の低分子を除くには限外ろ過を用いれば効率良く除去できる。 疎水性 物質の除去には活性炭処理なども有効である。
このようにして硫酸ィヒフコース含有多糖の混合物を得ることができる。 この混 合物から本発明の硫酸化フコガラタタンを製造する際には、 硫酸化フコース含有 多糖の混合物に、 WO 9 7 / 2 6 8 9 6公報にエンド型フコース硫酸含有多糖分 解酵素として記載のフコース硫酸含有多糖一 F分解酵素及び WO 9 7 / 2 6 8 9 6公報にェンド型フコィダン分解酵素として記載のフコース硫酸含有多糖一 U分 解酵素を作用させた後に、 低分子画分を限外ろ過法で除去し、 本発明の硫酸化フ コガラクタンを調製すれば良レ、。
' こうして得られた硫酸化フコガラクタンには硫酸ィヒフコガラタタン以外の何種 類かの硫酸化フコース含有多糖が含まれる場合があるが、 例えば、 陰イオン交換 樹脂を用いて分離精製することにより、 本発明の硫酸化フコガラクタンを単離す ることができる。 この方法によれば、 硫酸化フコース含有多糖の混合物を直接陰 イオン交換樹脂により分離する方法と比べて樹脂量も少なくて済み、 上記 2種の 硫酸ィ匕フコース含有多糖の混入がないため、 分離が格段に向上する。
前述の方法で得られた本発明の硫酸化フコガラクタンは本発明の硫酸化フコガ ラクタン分解酵素を精製する際の活性測定用基質、 あるいは本発明の硫酸化フコ ガラクタンオリゴ糖製造時の原料としても使用できる。 また、 硫酸ィヒフコガラタ タンオリゴ糖製造時の原料としては、 上記の硫酸ィヒフコース含有多糖の混合物を 使用してもよい。
本発明の酵素の製造に使用される菌株としては、 本発明の硫酸化フコガラクタ ンを低分子化する酵素を産生する菌であれば特に限定はないが例えば、 W097 /26896公報記載のフラボパクテリゥム (Flavobacterium ) s p. S A 一 0082株 (通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所 [日本国茨城県 つくば巿東 1丁目 1番 3号 (郵便番号 305-8566) ] に平成 7年 (1 99 5年) 3月 29日より FERM P— 14872として寄託され、 前記通商産業 省工業技術院生命工学工業技術研究所に FERM BP— 5402 [国際寄託へ の移管請求日 :平成 8年 (1 996年) 2月 1 5日] として寄託)が好適に使用 できる。 上記菌株はグラム染色性、 DNAの GC含量、 主要キノン系等の菌学的 性質から、 フラボパクテリゥム属であると考えられた。 一方、 最近の分類基準に 1 6 S r DNAの塩基配列が考慮されていることが多いため、 本発明者らも本細 菌の 16 S r DNAの塩基配列についてインターネット National Center for
Biotechnology Information (NCBI)の Advanced BLAST searchでホモロジー検索 を行った。
上記塩基配列と相同性の高い遺伝子を持つ細菌を検索したところ、 全域に渡つ て相同性が最も高いものは、 ポーラリバクタ一 フイラメンタス (Polaribacter filamentus) で、 その相同性は 1424塩基にわたって 89 %であった。 その他 の細菌では全域にわたって相同性が高いものはなかった。 なお、 比較的相同性の 高いものとしては、 ポーラリバクタ一 ィルジエンシー (Polaribacter irgensii、 1360塩基にわたって 89%の相同性) 、 サイトファ一ガ スピー シーズ (Cytophaga sp.、 1249塩基にわたって 92%の相同'! "生) 、 フレキシ パクター マリティムス (Flexibacter maritimus、 1 247塩基にわたって 9
1 %の相同性) 等があった。 一般的に 16 S r DNAの塩基配列の相同性が 9 0%以下の場合、 同属の細菌と判断できないため、 本細菌は、 遺伝子学的分類に は既知の細菌と同じ属に帰属しないことが考えられた。 即ち、 本細菌の菌学的性 質が サイトファーガ (Cytophaga) 目に属するフラボバタテリゥム (Flavobacterium ) 属細菌とほぼ一致すること及び本細菌の 1 6 S r D N Aの 塩基配列について相同性が高い上記 4菌株が総て、 サイトファーガ目細菌である ことなど力 ら、 本細菌は、 サイトファーガ目に属する新規細菌であると考えられ る。 なお、 本明細書に記載のフラボバタテリゥム属細菌には、 菌学的性質から分 類されるフラボバタテリゥム属細菌及び遺伝子学的分類において相同性のあるサ ィ トファーガ目細菌も含まれる。 従って、 サイトファーガ目に属する細菌を培養 して本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素を生産する場合は、 本発明の硫酸ィ匕 フコガラクタン分解酵素の製造方法に含まれる。
本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素の製造方法に使用する菌株の培地は、 使用する菌株が代謝し、 本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素を生産するもの であればよく、 炭素源としては例えば硫酸化フコガラクタン、 硫酸化フコース含 有多糖の混合物、 海藻粉末、 アルギン酸、 フコース、 ガラク トース、 グルコース、 マンニトール、 グリセロール、 サッカロース、 マルトース等が利用でき、 窒素源 としては、 ペプトン、 酵母エキス、 肉エキス等が好適に使用できる。 また、 本菌 株は、 上記栄養素を含んだ海水あるいは人工海水中で非常に良く生育する。
本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素の生産菌を培養するに当たり、 生産量 は培養条件により変動するが、 培養温度は 1 5〜 3 0 °C、 培地の p Hは 6〜 9が よく、 5〜 7 2時間の通気攪拌培養で本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素の 生産量は最高に達する。 培養条件は使用する菌株、 培地組成等に応じ、 本発明の 硫酸化フコガラクタン分解酵素の生産量が最大になる様に設定するのは当然のこ とである。 また、 当該硫酸化フコガラタタン分解酵素は菌体中にも培養物上清中 にも存在する。
上記のフラボバタテリゥム s p . S A— 0 0 8 2を適当な培地で培養し、 そ の菌体を集め、 通常用いられる細胞破砕手段、 例えば、 超音波処理等で菌体を破 砕すると無細胞抽出液が得られる。 次いでこの抽出液から通常用いられる精製手 段により精製酵素標品を得ることができる。 例えば、 塩析、 イオン交換カラムク 口マト、 疎水結合カラムクロマト、 ゲルろ過等により精製を行い、 実質的に他の 硫酸ィ匕フコース含有多糖分解酵素を含まない純化された本発明の硫酸ィ匕フコガラ クタン分解酵素を得ることができる。 また、 上述の培養液から菌体を除去した培 養上清中にも本酵素が大量に存在するので、 菌体内酵素と同様の精製手段により 精製することができる。
本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素の理化学的性質は以下の通りである。
( I ) 作用①:構成糖としてガラクトースとフコースを含有し、 そのモル比が 1 : :!〜 6 : 1である硫酸ィ匕フコガラクタン又はその塩に作用して該硫酸ィ匕フコ ガラクタンを低分子化させ、 還元性末端に硫酸化ガラクトースあるいはガラクト ースを持つオリゴ糖を生成させる。
( I I ) 至適 p H:本酵素の至適 p Hは約 7〜9付近にある (図 1 ) 。
すなわち図 1は本酵素の反応時の p Hと相対活性の関係を表すグラフであり、 縦軸は相対活性 (%) 、 横軸は p Hを示す。
( I I I ) 至適温度:本酵素の至適温度は約 2 5〜4 5 °C付近にある (図 2 ) 。 すなわち図 2は、 本酵素の反応時の温度と相対活性の関係を表すダラフであり、 縦軸は相対活性 (%) 、 横軸は温度 (°C) を示す。
本発明の硫酸化フコガラタタン分解酵素の確認は、 例えば、 該酵素を硫酸化フ コガラクタンに作用させて得られる分解物を H P L Cにより分析し、 低分子化の 程度を測定することによって、 あるいは生成する還元末端を常法により測定する ことによって行なうことができる。 活性測定は、 産生菌の細胞抽出液もしくはク ロマト精製後の酵素液のいずれにおいても可能である。
本発明の硫酸ィヒフコガラクタンの低分子化物又はその塩は、 本発明の硫酸化フ コガラクタン分解酵素を本発明の硫酸化フコガラタタン、 若しくは該硫酸化フコ ガラクタン含有物に作用させることによって調製することができる。 本発明の硫 酸ィ匕フコガラクタン含有物としては、 例えば本発明の硫酸化フコガラクタンの部 分精製品、 褐藻類由来の硫酸化フコース含有多糖画分、 褐藻類の水性溶媒抽出物、 もしくは褐藻類藻体が好適に使用できる。
本発明の硫酸ィ匕フコガラタタン、 若しくは該硫酸ィ匕フコガラクタン含有物の溶 解は通常の方法で行えばよく、 溶解液中の本発明の硫酸ィヒフコガラクタン、 若し くは該硫酸化フコガラタタン含有物濃度はその最高溶解濃度でもよいが、 通常は その操作十生、 酵素力価を考慮して選定すればよレ、。 本発明の硫酸化フコガラクタ ンの溶解液としては水、 緩衝液等より目的に応じて選択すればよレ、。 溶解液の p Hは通常中性付近で、 酵素反応は通常 3 0 °C付近で行う。 酵素量や反応時間等を 調整することによって、 低分子化物の分子量を調整することもできる。 次に低分 子化物を分子量分画する.ことによって、 更に均一な分子量分布の本発明の硫酸化 フコガラクタンの低分子化物を調製することができる。 分子量分画は通常よく使 用されている方法を適用することができ、 例えばゲルろ過法や分子量分画膜を使 用すればよレ、。 低分子化物は、 必要に応じて更にイオン交換樹脂処理、 活性炭処 理等の精製操作を行ってもよく、 必要に応じて脱塩処理、 無菌処理、 凍結乾燥処 理をすることもできる。
本発明の硫酸化フコガラタタンの低分子化物は、 特に限定はないが、 例えば本 発明の硫酸化フコガラクタンに本発明の硫酸化フコガラタタン分解酵素を作用さ せて得られる低分子化物として 2糖類〜 6糖類が挙げられる。 本発明の低分子化 物中に存在する硫酸基の置換位置は、 調製方法によって変化するが、 本発明の硫 酸化フコガラクタン分解酵素を作用させて得られたものであれば、 本発明の低分 子化物に含まれる。 該低分子化物の化学構造は、 例えば、 下記一般式 (I ) 〜
( I V) に示される。 その中で、 下記一般式 (I I I ) は、 前述の硫酸化フコガ ラクタンの構成単位であると考えられる。
OR H OR H
OR OR H H OR
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0002
(式中、 Rは H又は S〇3 Hである)
また、 本発明の低分子化物は、 硫酸基を分子中に有しており、 該基は種々の塩 基と反応し、 塩を形成する。 これらの本発明の硫酸化フコガラタタンの低分子化 物は、 塩になった状態が安定であり、 通常ナトリゥム及び Z又は力リゥム及び Z 又はカルシウム等の塩の形態で提供される。 これらの物質の塩はダウエックス 5 0 W (ダウケミカル社製) 等の陽イオン交換樹脂を利用することによって遊離の 本発明の硫酸化フコガラクタンの低分子化物に導くことが可能である。 また、 こ れらは、 更に必要に応じ公知慣用の塩交換を行い所望の種々の塩に交換すること ができる。
本発明の硫酸化フコガラクタンの低分子化物の塩としては、 薬学的に許容され る塩を用いることができ、 例えばナトリウム、 カリウム等のアルカリ金属の塩、 カルシウム、 マグネシウム等のアルカリ土類金属の塩、 亜鉛等の遷移金属の塩、 またはアンモニゥム塩等が挙げられる。
本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素を用レ、れば任意の硫酸化フコース含有 多糖画分に含まれている本発明の硫酸化フコガラクタンのみを低分子化させるこ とができるので、 分子量分画と組み合わせることによつて本発明の硫酸化フコガ ラタタンを選択的に除去することが可能である。 例えば、 硫酸化フカン画分には 抗凝血活性、 癌転移抑制活性、 ウィルス感染抑制活性等様々な生物活性があるこ とが報告されている。 これまで、 褐藻類から得られた硫酸ィヒフカン画分には硫酸 化フカン及びその他の多糖類が含まれている。 従って、 本発明の硫酸化フコガラ クタン分解酵素を利用することにより、 当該硫酸化フカン画分から硫酸化フコガ ラクタンを取り除くことができ、 その結果、 高純度の硫酸ィ匕フカンを得ることが できる。
さらに例えば、 硫酸化フコダルク口ノマンナンには癌細胞に対するアポトーシ ス誘発作用があることが報告されている。 従って、 本発明の硫酸化フコガラクタ ン分解酵素を利用することにより、 褐藻類から得た硫酸化フコダルクロノマンナ ンに共雑する本発明の硫酸化フコガラタタンを容易に取り除くことができ、 その 結果、 高純度の硫酸ィ匕フコグルクロノマンナンを簡便に得ることができる。 本発明の硫酸化フコガラタタンを除去する方法としては、 たとえば、 本発明の 硫酸化フコガラクタン含有物が水系溶媒に溶けた溶液を調製する。 本発明の硫酸 ィ匕フコガラクタン含有物の溶解は通常の方法で行えばよく、 溶解液中の本発明の 硫酸化フコガラクタン含有物濃度はその最高溶解濃度でもよいが、 通常はその操 作性、 酵素力価を考慮して選定すればよい。 本発明の硫酸化フコガラクタン溶解 液としては水、 緩衝液等より目的に応じて選択すればよレ、。 溶解液の p Hは通常 中性付近が好ましい。 次に本発明の硫酸化フコガラタタン含有物溶液に本発明の 硫酸ィ匕フコガラクタン分解酵素もしくは該酵素の固定化物、 あるいは両方を添加 して反応させ本発明の硫酸化フコガラクタンを低分子化する。 酵素反応は通常 3 0 °C付近で行い、 酵素量や反応時間等は、 次工程の分子量分画能に応じて適宜調 整すればよい。 その後、 分子量分画すれば、 本発明の硫酸化フコガラタタンの低 分子化物を容易に除去された目的物を調製することができる。 分子量分画は、 通 常よく使用されている方法を適用することができ、 例えばゲルろ過法や分子量分 画膜を利用した限外ろ過法を使用すればよい。
本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素は、 本発明の硫酸化フコガラクタンに 作用するため、 本発明の硫酸化フコガラクタンの構造解析に用いることができる。 例えば、 本発明の硫酸化フコガラクタンに本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵 素を作用させると、 前記一般式 (I ) 〜 (I V) に示される化学構造を有する低 分子化物が得られる。
さらに本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素を用いれば、 本発明の硫酸化フ コガラクタンを含有する硫酸ィ匕フコース含有多糖から本発明の硫酸化フコガラク タン成分を選択的に除去することができる。 例えば、 本発明の硫酸化フコガラク タン成分を除去した後の高純度の硫酸化フカンもしくは硫酸化フコダルクロノマ ンナンは、 医薬品の原材料としても好適に使用できる。
本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素は、 W0 9 7 Z 2 6 8 9 6号公報に記 載のフコース硫酸含有多糖一 F分解酵素及び/又は WO 9 7 / 2 6 8 9 6号公報 記載のフコース硫酸含有多糖— U分解酵素と組み合わせて使用することができる。 特に限定はないが例えば、 ガゴメ昆布から p H 4〜9、 1 0 0 °C以下の温度で抽 出する方法で得た硫酸化フコース含有多糖の混合物を上記フコース硫酸含有多糖 - U分解酵素及び本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素で処理すると下記一般 式 (X I V) で表される硫酸化糖を構成糖の必須成分とし、 その繰り返し構造を 有する硫酸化多糖を得ることができる。 下記一般式において nは、 1以上の整数 であり、 例えば、 1〜 1 0, 0 0 0の範囲、 さらに好ましくは 1〜5, 0 0 0の 範囲のものが得られる
〔X I V]
Figure imgf000021_0001
(式中、 Rは、 H又は O S 03 Hである)
上記硫酸化多糖は、 構成糖としてフコースを含有する。 例えば、 抽出時の処理 条件が、 p H 6〜8、 9 5 °C 2時間程度の場合は、 平均分子量は約 2 0万 (分 子量分布は、 約 1万〜約 1 0 0万) である。 さらに例えば、 抽出時の処理条件が、 p H 6〜8、 2 5 °C 2 4時間程度の場合は、 平均分子量は約 1 , 3 0 0万 (分 子量分布は、 約 1 0万〜約 2, 0 0 0万) である。 このように抽出条件によって 平均分子量及び分子量分布は異なってくる。 しかしながら、 いずれの抽出条件に おいても得られる硫酸化多糖は、 上記フコース硫酸含有多糖一 F分解酵素で低分 子化される。 なお、 上記硫酸化多糖の分子量及び硫酸基含量は、 該硫酸化多糖の 原料の収穫期、 該原料の乾燥方法、 該原料の保存方法により異なり、 また抽出時 の加熱条件、 p H条件等により異なる。 例えば、 酸により加水分解される場合が ある。 従って、 本明細書に記載した上記硫酸化多糖の分子量、 分子量分布あるい は硫酸基含量はその 1例にすぎず、 該硫酸化多糖の抽出処理条件により、 その分 子量、 分子量分布あるいは硫酸基含量は容易に変化させ得る。 すなわち、 調製方 法の条件によつて任意の分子量、 分子量分布あるいは硫酸基含量の上記硫酸化多 糖を調製することができる。 例えば、 上記硫酸化多糖の主要な構成糖は、 7糖あ たりおよそ 1 2残基の硫酸基を含んでいるが、 一般的に糖にエステル結合してい る硫酸基は、 化学的に不安定であり、 酸やアルカリあるいは熱により容易に切断 される。 例えば、 酸性やアルカリ性条件下で加熱処理を行えばその硫酸含量は減 少するものである。 すなわち、 上記硫酸ィ匕多糖から意図的に脱硫酸が可能である。 また、 脱硫酸の際、 酸やアルカリの種類や濃度、 加熱処理時の温度や時間を調整 すれば、 切断する硫酸基の量も調整することができる。
さらに、 上記硫酸化フコガラクタン分解酵素、 フコース硫酸含有多糖一 F分解 酵素及びフコース硫酸含有多糖一 U分解酵素を組み合わせて使用することにより 新規硫酸化糖を取得することができる。 また、 前述の 3種類の分解酵素の組み合 わせにより従来とは異なる硫酸化糖の分類をすることができる。 特に限定はない 力 例えば、 上記ガゴメ昆布のような褐藻類由来の硫酸ィヒフコース含有多糖の混 合物に作用させて、
①フコース硫酸含有多糖— F分解酵素及びフコース硫酸含有多糖一 U分解酵素で 分解されず、 硫酸化フコガラクタン分解酵素で分解される硫酸化糖画分 (本発明 の硫酸化フコガラクタン) ;
②フコガラクタン分解酵素及びフコース硫酸含有多糖— F分解酵素で分解されず、 フコース硫酸含有多糖一 U分解酵素で分解される硫酸化糖画分;
③フコガラクタン分解酵素及びフコース硫酸含有多糖一 U分解酵素で分解されず、 フコース硫酸含有多糖一 F分解酵素で分解される硫酸化糖画分;
④フコガラクタン分解酵素、 フコース硫酸含有多糖一 F分解酵素及びフコース硫 酸含有多糖一 U分解酵素で分解されない硫酸化糖画分;
をそれぞれ得ることができる。 これらの硫酸化糖画分は、 本発明のフコガラクタ ン分解酵素とフコース硫酸含有多糖一 F分解酵素あるいはフコース硫酸含有多糖 一 U分解酵素を組み合わせることによって初めて得られる。
本発明の硫酸化フコガラタタン又はその塩は、 成長因子産生誘導活性、 特に H G F (hepatocyte growth factor)産生誘導活性を有する。
部分肝切除を受けた肝臓は、 速やかに再生し、 もとのサイズになる。 この肝再 生因子の本体は、 長年不明であつたが、 劇症肝炎患者の血漿中に H G Fが見出さ れ、 その患者血漿から、 単離、 精製された (J . Clin. Invest. , 88 414-419, 1988) 。 さらに、 ヒ ト H G Fの c D N Aもクローニングされ、 H G Fの 1次構造 も明らかにされた (Biochem. Biophys. Res. Commun. , 163 967-973, 1989) 。 また、 細胞の運動性を亢進させる s c a t t e r f a c t o r ( S F ) および、 腫瘍細胞障害因子である t umo r c y t o t o x i c f a c t o r (TC F) と HGFが同一物質であることも明らかになった (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88 7001-7005, 1991: Biochem. Biophys. Res. Commun. , 180 1151 - 1158, 1991) 。
HGFは、 干細胞だけでなく胆管上皮細胞、 腎尿細管上皮細胞、 胃粘膜細胞な ど多くの上皮細胞の増殖を促進させる。 また、 上皮細胞の運動性の亢進や血管新 生、 上皮細胞の管腔形成で見られるような形態形成を誘導するなど、 HGFは極 めて多彩な生理活性を示す多機能活性物質である。 つまり、 様々な臓器において、 その臓器の障害を修復する際の上皮細胞の増殖を促進、 運動性の亢進や血管新生 などの形態形成の誘導等を行う。 また、 HGFは、 肝細胞増殖作用、 タンパク合 成促進作用、 胆汁うっ滞改善作用、 さらには薬剤による腎障害の予防作用などを 示す。 これらのことからも、 重症肝炎、 肝硬変および肝内胆汁うっ滞の治療薬と して期待されている。
また HGFの mRNAは、 脳、 腎臓、 肺等でも合成されており、 肝実質細胞、 腎細尿管細胞、 表皮細胞等に対しても増殖活性がある、 中胚葉性細胞成長因子で ある。 従って、 本発明の硫酸化フコガラクタン又はその塩は、 肝細胞増殖因子の 産生を誘導することにより、 肝炎、 重症肝炎、 肝硬変および肝内胆汁うっ滞、 慢 1生腎炎、 肺炎、 創傷の治療剤又は予防剤の成分として有用である。
本発明の硫酸化フコガラクタン又はその塩は、 その H G F産生誘導作用により、 化粧料の有効成分として使用することができ、 例えば HGF産生誘導用化粧料と して有用であり、 HG F産生誘導作用を有するバイオィヒ粧品が提供できる。
さらに、 本発明の硫酸化フコガラクタン又はその塩を含有する成長因子産生誘 導用化粧品、 例えば HGF産生誘導用化粧品は、 常法に従って製造することがで き、 例えばローション類、 乳液類、 クリーム類、 パック類、 浴用剤、 洗顔剤、 浴 用洗剤、 毛髪剤、 育毛剤又は洗髪剤が挙げられる。
本発明の硫酸化フコガラクタン、 若しくは該硫酸化フコガラクタンの低分子化 物又はそれらの塩は、 抗原として使用することができる。 抗体の作製は、 常法に より行われるが、 例えば、 本発明の硫酸ィヒフコガラクタン、 若しくは該硫酸化フ コガラタタンの低分子化物又はそれらの塩をアジュバンドとともにゥサギ等の動 物に免疫することによって、 ポリクローナル抗体を調製することができる。 また、 モノクローナル抗体は、 抗原を免疫して得られた抗体産生 B細胞とメラノーマ細 胞を融合し、 目的の抗体を産生するハイプリ ドーマを選択し、 この細胞を培養す ることによって調製することができる。 これらの抗体は、 本発明の硫酸化フコガ ラクタン若しくは該硫酸化フコガラクタンの低分子化物又はそれらの塩の精製に 使用することができる。 また、 海藻中の本発明の硫酸化フコガラタタンの同定に 使用することができる。 例えば、 本発明の硫酸化フコガラクタンを認識する抗体 を使用し、 海藻抽出液中の本発明の硫酸化フコガラクタン含量を容易に測定でき、 高含有抽出液を効率よく調製することが可能になる。 さらに、 本発明の硫酸化フ コガラタタン、 若しくは該硫酸化フコガラクタンの低分子化物又はそれらの塩を 認識する抗体は、 本発明の硫酸ィ匕フコガラクタン、 若しくは該硫酸化フコガラタ タンの低分子化物又はそれらの塩の受精阻害作用機作、 ウィルス感染阻害機作、 生体内での代謝等の解析等に有用である。
また、 本発明の硫酸化フコガラクタン又はその塩に本発明の硫酸化フコガラク タン分解酵素を作用させて得られた低分子化物即ちオリゴ糖類は、 糖鎖工学用試 薬として用いることができる。 例えば、 特公平 5— 6 5 1 0 8号公報記載の方法 によりピリジルー (2 ) —ァミノ化 (P A化) を行い、 該低分子化物の P A化物 を調製すれば、 糖鎖工学用試薬として極めて有用な物質を提供することができる。 実施例
以下に本発明を実施例をもって具体的に示すが、 本発明は以下の実施例の範囲 のみに限定されるものではない。
実施例 1 硫酸化フコガラクタンの調製
( 1 ) 硫酸化フコガラクタンを下記の工程により調製した。
乾燥ガゴメ昆布 2 K gを穴径 l mmのスクリーンを装着したカッターミル (増 幸産業社製) により破砕し、 2 0リッ トルの 8 0 %エタノール中で 2 5 °C、 3時 間攪拌後ろ過、 洗浄した。 得られた残さを 5 O mMの塩ィ匕カルシウム、 1 0 0 m Mの塩化ナトリウム、 1 0 %のエタノール、 及ぴ WO 9 7 / 2 6 8 9 6公報記載 のアルテロモナス s p . S N— 1 0 0 9株 (通商産業省工業技術院生命工学 工業技術研究所 [日本国茨城県つくば巿東 1丁目 1番 3号 (郵便番号 305— 8
566) ] に平成 8年 (1 996年) 2月 1 3日より FERM P— 15436 として寄託され、 前記通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所に FERM B P-5747 [国際寄託への移管請求日 :平成 8年 (1 996年) 1 1月 1 5 日] として寄託)を培養し、 該培養物から得られたフコース硫酸含有多糖— F分 解酵素を 1 U含む 20リツトルの 30 mMィミダゾール緩衝液 ( p H 8. 2) に 懸濁し、 25°Cで 2日攪拌すると高分子の硫酸化フコース含有多糖による強い粘 弾性が完全に消失したので低分子化した硫酸化フコース含有多糖を除去するため、 穴径 32 /zmのステンレス金網でろ過し、 洗浄した。 得られた残さを 1 O OmM の塩化ナトリウム、 10%のエタノール、 及び 4 gのアルギン酸リアーゼ K (ナ ガセ生化学工業製) を含む 40リットルのリン酸ナトリウム緩衝液 (PH6. 6) に懸濁し、 25°C、 4日攪拌後、 遠心分離し上清を得た。 得られた上清中に 含まれるアルギン酸の低分子化物を除去するため排除分子量 10万のホロフアイ バーを装着した限外ろ過機により 2リツトルに濃縮後、 10%のエタノールを含 む 10 OmMの塩化ナトリゥムで溶液交換した。 この溶液に等量の 400 mM酢 酸カルシウムを添加攪拌後、 遠心分離し、 得られた上清を氷冷しながら、 1 Nの 塩酸で p H 2とした。 生じた沈殿を遠心分離により除去し、 得られた上清を 1 N の水酸化ナトリウムにより pH8. 0とした。 この溶液を限外ろ過により 1 リツ トルに濃縮後、 10 OmMの塩ィヒナトリウムで溶液交換した。 この時生じた沈殿 は遠心分離により除去した。 得られた上清中の疎水性物質を除去するため、 上清 に 1 Mとなるように塩化ナトリウムを加えて、 1 Mの塩化ナトリゥムで平衡化し た 3リッ トルのフエニルセル口ファインカラム (生化学工業製) にかけ、 素通り 画分を集めた。 この画分を限外ろ過機により濃縮後、 2 OmMの塩化ナトリウム で溶液交換し、 凍結乾燥した。 凍結乾燥物の重量は 29. 3 gであった。
(2) 上記の凍結乾燥物 1 5 gを 400 mMの塩化ナトリウム及び WO 97/2
6896公報記載のフラボバタテリゥム s p. S A-0082 (通商産業省ェ 業技術院生命工学工業技術研究所 [日本国茨城県つくば巿東 1丁目 1番 3号 (郵 便番号 305— 8566) ] に平成 7年 (1 995年) 3月 29日より FERM P— 14872として寄託され、 前記通商産業省工業技術院生命工学工業技術研 究所に FERM BP— 5402 [国際寄託への移管請求日 :平成 8年 ( 1 99 6年) 2月 1 5日] として寄託) を培養し、 該培養物から得られたフコース硫酸 含有多糖一 U分解酵素を 9 U含む 1. 5リットルの 50 mMトリス塩酸緩衝液に 溶解し、 25°Cで 6日間反応後、 エバポレーターで約 30 Om 1に濃縮した。 濃 縮液を排除分子量 3500の透析チューブに入れて徹底的に透析し、 低分子化さ れた硫酸化フコダルクロノマンナンを除去した。 透析チューブ内に残つた液を、 5 OmMの塩^ (匕ナトリゥムで平衡ィ匕した 4リットルの DEAE—セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) に力、け、 5 OmM塩化ナトリゥムで充分洗浄後、 50 〜65 OmMの塩化ナトリゥムの濃度勾配による溶出を行った。 更に同カラムを 65 OmMの塩ィヒナトリウムで充分溶出させた。 溶出画分のうち 650 mMの塩 化ナトリゥムで溶出した画分を硫酸ィ匕フコガラクタン画分として集め、 排除分子 量 10万の限外ろ過機により濃縮後、 1 OmMの塩化ナトリゥムで溶液を置換し、 凍結乾燥して硫酸化フコガラクタン画分の凍結乾燥物を 0. 85 g得た。 この画 分について、 糖組成分析を行なった。 まず、 ジャーナル ォブ バイオロジカル ケミストリー( Journal of Biological Chemistry), 第 1 75卷、 第 595頁
(1 948) の記載に従い、 フコース量を定量した。
次に、 得られた硫酸化フコガラタタンの乾燥標品を 1規定の塩酸に 0. 5%の 濃度で溶解し、 1 10°Cで 2時間処理し、 構成単糖に加水分解した。 次に、 グラ ィコタツグ (宝酒造社製) 及びグライコタツグ リージ ント キット (宝酒造 社製) を用いて加水分解して得られた単糖の還元性末端をピリジルー (2) —ァ ミノ化 (PA化) し、 HP LCにより構成糖の比率を調べた。 なお、 HP じの 条件は下記によった。
装置; L—6200型 (日立製作所製)
カラム;パルパックタイプ A (4. 6 mm X 1 50 mm;宝酒造社製) 溶離液; 700 mMホゥ酸緩衝液 ( p H 9. 0 ) :ァセトニトリル = 9 : 1 検出;蛍光検出器 F— 1 1 50 (日立製作所製) にて励起波長 31◦ nm、 蛍 光波長 380 nmで検出。
流速; 0. 3m l 分
力ラム温度; 65 °C 次に、 アナリティカル バイオケミストリ一(Analytical Biochemistry), 第 4卷、 第 330頁 (1 962) の記載に従いゥロン酸量を定量した。 さらに、 ノ ィォケミカル ジャーナル(Biochemical Journal) , 第 84卷、 第 106頁 (1 962) の記載に従い硫酸含量を定量した。
以上の結果、 得られた硫酸化フコガラクタンは、 構成糖としてガラクトースと フコースを含有し、 そのモル比は、 約 2 : 1であった。 ゥロン酸及びその他の中 性糖は実質的に含有されていなかった。 また、 フコースと硫酸基のモル比は約 1 : 2であった。
( 3 ) 硫酸化フコガラクタン分解酵素の活性測定方法
(2) で得られた硫酸化フコガラタタン画分を用いて本発明の硫酸化フコガラ クタン分解酵素の活性を測定するときは下記の要領で行った。
すなわち、 60 μ 1の 50 mMのィミダゾールー塩酸緩衝液 ( p H 7. 5) と、 4. 8 μ 1の 2. 5%の硫酸ィ匕フコガラクタン画分溶液と、 6 1の4^塩化ナ トリウムと、 37. 2 1の水と 12 μ 1の本発明の第 1の発明の硫酸化フコガ ラクタン分解酵素とを混合し、 37 °C、 3時間反応させた後、 反応液を 100 °C で 10分間処理し、 遠心分離後 1 00 μ 1を H P L Cにより分析し、 低分子化の 程度を測定した。 対照として、 本発明の第 1の発明の硫酸化フコガラタタン分解 酵素の代わりに、 その酵素を溶解してある緩衝液を用いて同様の条件により反応 させたもの及び硫酸化フコガラクタン画分の代わりに水を用いて反応を行つたも のを用意し、 それぞれ同様に H PLCにより分析した。
1単位の酵素は、 上記反応系において 1分間に 1 μ m o 1の硫酸化フコガラク タン画分のガラクトシル結合を切断する酵素量とする。 切断されたガラク トシル 結合の量は下記式により求めた。 {(4.8X1000X2.5/100) / G} X {(MG/M) -1} X {1/(180X0.012) } =U/ml
4.8X1000X2.5/100:反応系中に添加した硫酸化フコガラクタン g) MG:基質硫酸化フコガラクタン画分の平均分子量
M:反応生成物の平均分子量 (MG/M)— 1: 1分子の硫酸ィ匕フコガラクタンが酵素により切断された数
180:反応時間 (分)
0.012:酵素液量 (m 1.)
なお、 HP LC条件は下記によった。
装置: L一 6200型 (日立製作所製)
カラム: OHp a k SB— 806 HQ (8 X 30 Omm、 昭和電エネ: t ) 溶離液: 5 mMのアジ化ナトリゥムを含む 5 OmMの塩化ナトリウム
検出:視差屈折率検出器 (Sh o d e X R I— 71、 昭和電工社製) 流; iS: 1 m 1 Z分
カラム温度: 25°C
反応生成物の平均分子量の測定のために、 市販の分子量既知のプルラン (ST ANDARD P— 82、 昭和電工社製) を上記の H P L C分析と同条件で分析 し、 プルランの分子量と保持時間との関係を曲線に表し、 上記酵素反応生成物の 分子量測定のための標準曲線とした。
蛋白質の定量は、 酵素液の 280 nmの吸光度を測定することにより行った。 その際 1 mg/m 1の蛋白質溶液の吸光度を 1. 0として計算した。 実施例 2 硫酸化フコガラクタン分解酵素の作用機作の決定
( 1 ) 硫酸化フコガラクタン分解酵素の調製
硫酸化フコガラクタン分解酵素の生産のため、 フラボパクテリゥム s p. S
A- 0082 (FERM BP— 5402) をグノレコース 0. 1%、 ペプトン 1. 0%、 酵母エキス 0. 05%を含む人工海水 (ジャマリンラボラトリー製) pH 7. 5からなる培地 600m 1を 1 20°C、 20分間殺菌した培地に接種し、 2 4 °Cで 23時間培養して種培養液とした。 下記の実施例 3 (1) の方法で調製し たガゴメ昆布由来の硫酸化フコース含有多糖画分 0. 2%、 ペプトン 2. 0%、 酵母エキス 0. 01%、 及び消泡剤 (KM70、 信越化学工業製) 0. 01%を 含む人工海水 (pH7. 5) からなる培地 20リットルを 30リツトル容のジャ ーフアーメンターにいれ 120 Cで 20分間殺菌した。 冷却後、 上記の種培養液 600mlを接種し、 24°Cで 23時間、 毎分 10リツトルの通気量と毎分 12 5回転の攪拌速度の条件で培養した。 培養終了後、 培養液を遠心分離して菌体を 得た。
得られた菌体を、 1, 200m lの 0. 4M塩ィ匕ナトリウムを含む 1 OmMの トリス—塩酸緩衝液 (pH8. 0) に懸濁し、 超音波破砕後、 遠心分離して菌体 抽出液を得た。 得られた菌体抽出液を同じ緩衝液で充分透析し、 遠心分離して上 清を得た。 得られた上清に終濃度が 90%飽和となるように硫安を添加し生じた 沈殿を遠心分離して集めた。 得られた沈殿を 15 Om 1の 5 OmM塩化ナトリウ ムを含む 10 mMトリス一塩酸緩衝液 (pH8. 0 ) に溶解させ、 同じ緩衝液で 充分透析し、 遠心分離した。 得られた上清を同じ緩種 Ϊ液で平衡化した 50 OmL の DEAE—セファロース F F (アマシャムフアルマシア社製) のカラムにかけ、 同じ緩衝液で洗浄後、 50 mMから 600 mM塩化ナトリゥムの濃度勾配により 溶出させ、 活性画分を集めた。
得られた活性画分を 0 · 1 M塩化ナトリウムを含む 10 mMトリス一塩酸緩衝 液 (pH8. 0) で充分透析し、 同じ緩衝液で平衡化した 10 OmLの DEAE —セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同じ緩衝液で洗浄 後、 0. 1Mから 0. 4Mの塩化ナトリウムの濃度勾配により溶出させ、 活性画 分を集めた。 得られた活性画分に 4Mとなるように塩ィ匕ナトリウムを添カ卩し、 4 Mの塩化ナトリウムを含む 10 mMのトリス—塩酸緩衝液 ( p H 8 · 0 ) で平衡 ィ匕した 2 OmLの P h e n y 1—セル口ファイン (チッソ社製) のカラムにかけ、 同じ緩衝液で洗浄後、 4Mから 1 Mの塩化ナトリゥムの濃度勾配により溶出後、 さらに 1Mの塩ィ匕ナトリゥムを含む 1 OmMのトリス一塩酸緩衝液 (pH8. 0) で充分溶出させ、 活性画分を集めた。 得られた活性画分に 3 Mとなるように 塩化ナトリゥムを添加し、 3Mの塩化ナトリゥムを含む 1 OmMのトリス一塩酸 緩衝液 (ρΗ8. 0) で平衡化した 1 OmLの P h e n y 1—セル口ファイン (チッソ社製) のカラムにかけ、 同じ緩衝液で洗浄後、 3Mから 0. 5Mの塩ィ匕 ナトリウムの濃度勾配により溶出後、 さらに 0. 5 Mの塩化ナトリウムを含む 1 0 mMのトリス一塩酸緩衝液 ( p H 8. 0) で充分溶出させ、 活性画分を集めた。 この様にして得られた精製酵素を硫酸ィ匕フコガラクタン分解酵素として用いた。 ( 2 ) 硫酸ィ匕フコガラクタンの低分子化物の調製 実施例 1 (2) 記載の硫酸化フコガラクタン画分に上記の精製硫酸化フコガラ クタン分解酵素を作用させ低分子化物を調製した。 すなわち、 1. 94 gの硫酸 ィ匕フコガラタタン画分を 0. 2 Mの塩ィ匕ナトリゥムを含む 25 mMトリス一塩酸 緩衝液 (pH8. 0) に溶解後、 186mUの実施例 2 (1) 記載の硫酸化フコ ガラクタン分解酵素を加え、 25°Cで、 6日間反応させた。 反応液をエバポレー ターにより 8 Om 1に濃縮し、 セル口ファイン GCL— 1000 (チッソ社製) のカラム (4 X 9 O cm) による分子量分画を行った。 分子量 15, 000以 下の画分を集め、 硫酸化フコガラクタン酵素消化物画分とした。
次に、 硫酸化フコガラタタン酵素消化物画分の一部をグライコタツグ (宝酒造 社製) 及びグライコタツグ リージ ント キット (宝酒造社製) を用レ、て還元 性末端を PAィ匕し、 得られた PA化糖を 2規定の塩酸中で 1 00°C、 3時間処理 により加水分解し、 HP LCにより還元末端糖を調べた。 HP LC条件は下記に よった。
装置: L_6200型 (日立製作所製)
カラム:パルパックタイプ A (4. 6 X 1 5 Omm, 宝酒造社製)
溶離液: 0. 7Mホウ酸緩衝液 (ρΗ9· 0) : ァセトニトリル =9 : 1 検出:蛍光検出器 (F— 1 150、 日立製作所製) にて励起波長 310 nm、 蛍光波長 380 n mで検出。
流速: 0. 3 m 1 /分
カラム温度: 65°C
この結果、 ガラクトースのみが検出されたので、 硫酸化フコガラタタンの酵素 消化物画分の還元性末端は総て硫酸化ガラク トースあるいはガラクト一スである ことが判明した。
また、 硫酸化フコガラクタンの酵素消化物画分の中性糖組成を分析するため、 還元性末端糖を分析した試料の一部を再度 P A化し、 上記と同じ条件で H PLC により分析した。 その結果、 硫酸化フコガラタタンの酵素消化物画分はガラタト 一スとフコースからなり、 そのモル比は、 約 2: 1であることが判明した。 前述 の結果より、 本発明の硫酸化フコガラタタン分解酵素は、 硫酸ィ匕フコガラタタン のガラクトシル結合を切断して還元性末端に硫酸ィヒガラクトースあるいはガラク トースを持つオリゴ糖を生成させるエンド型ガラクトシダーゼ類であることが判 明した。 実施例 3
(1) ガゴメ昆布から硫酸ィ匕フコース含有多糖画分を調製した。 すなわち、 市販 の乾燥ガゴメ昆布 2 Kgを穴径 lmmのスクリーンを装着させたカッターミル
(増幸産業社製) で破砕し、 20リッ トルの 80 %エタノール中に懸濁後 25 °C で 3時間攪拌し、 ろ紙でろ過した。 得られた残さを 40リツトノレの 10 OmMの 塩ィ匕ナトリウムを含む 3 OmMのリン酸ナトリウム緩衝液 (pH6. 5) に懸濁 し、 95°Cで 2時間処理後、 穴径 106 / mのステンレス製ふるいでろ過した。 得られたろ液に 200 gの活性炭、 4. 5リツ トルのエタノール、 12, 000 Uのアルギン酸リアーゼ K (ナガセ生化学工業社製) を添加し、 25°Cで 20時 間攪拌後、 遠心分離した。 得られた上清を排除分子量 10万のホロファイバーを 装着させた限外ろ過機で 4リットルに濃縮後、 遠心分離により不溶物を除去し、 5°Cで 24時間放置した。 生じた沈殿を遠心分離により除去し、 得られた上清を 限外ろ過機により溶液交換して 10 OmM塩化ナトリゥム溶液とした。 この溶液 を 4°C以下に冷却後、 塩酸により pHを 2. 0とし、 生じた沈殿を遠心分離によ り除去した。 得られた上清の pHを水酸ィ匕ナトリウムにより 8. 0とし、 4リツ トルに濃縮後、 限外ろ過機により 2 OmMの塩ィ匕ナトリゥムに溶液交換した。 こ の溶液中の不溶物を遠心分離により除去後、 50 %のエタノールを 82m l添加 して凍結乾燥し、 ガゴメ昆布由来の硫酸ィヒフコース含有多糖画分の乾燥物を 76 g得た。
(2) フラボパクテリゥム s p. S A- 0082 (FERM BP— 540 2) を実施例 3 (1) の方法で調製したガゴメ昆布由来の硫酸ィヒフコース含有多 糖画分 0. 2 %、 ぺプトン 1. 0 %、 酵母エキス 0. 01 %を含む人工海水 ( p
H 7. 5) からなる培地 10 Om 1を 50 Om 1容の三角フラスコにいれ 1 2 0 °Cで 20分間殺菌した培地に接種し、 24 °Cで 23時間、 振とう培養した。 培 養終了後、 培養液を遠心分離して菌体と培養液上清を得た。
得られた菌体を、 5m lの 0. 4M塩化ナトリウムを含む 1 OmMのトリス一 塩酸緩衝液 (pH8. 0) に懸濁し、 超音波破砕後、 遠心分離して菌体抽出液を 得た。
上記の培養液上清と菌体抽出液に含まれる本発明の硫酸化フコガラクタン分解 酵素活性を測定した結果、 培養液上清には培地 lmlあたり 2mU、 菌体抽出液 には培地 1 m 1あたり 2 mUの活性が検出された。 上記の培養条件を用いれば、 本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素はフラボバクテリウム属細菌の菌体内に も菌体外にもほぼ同量含まれることが判明した。 実施例 4
実施例 3 (1) で得られた硫酸化フコース含有多糖画分 7 gを 70 Om 1の 5
0 mM塩化ナトリウムと 10 %のエタノールを含む 20 mMのィミダゾールー塩 酸緩衝液 (pH8. 0) に溶解し、 あらかじめ同緩衝液で平衡化した、 5リット ルの DEAE—セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) に力け、 同緩衝液で洗 浄後、 50〜1 55 OmMの塩ィヒナトリウムの濃度勾配により溶出させ、 溶出塩 濃度 550〜 1550 mMの硫酸化フコース含有多糖画分を集めた。
上記の画分には、 硫酸化フコガラクタン分解酵素により低分子化される成分す なわち本発明の硫酸ィヒフコガラタタンも 10%程度含まれていた。 そこで、 本画 分を排除分子量 10万のホロフアイバーを装着させた限外ろ過機により脱塩し、 さらに、 200 mMの塩化ナトリゥムを含む 20 mMのィミダゾール一塩酸緩衝 液 (pH8. 0) で溶液置換した。 そこに、 60 OmUの本発明の硫酸化フコガ ラタタン分解酵素を添加し 25 °Cで 3日間反応後、 限外ろ過を行い、 ろ液中に含 まれる糖の量をフ ノ一ルー硫酸法により測定し、 糖が検出されなくなるまで限 外ろ過を続けた。 この工程により、 本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素によ り低分子化される成分すなわち本発明の硫酸化フコガラクタンを前記の硫酸化フ コース含有多糖画分から除去することができた。 実施例 5
(1) 硫酸化フコガラクタンの酵素消化物 ( i) の調製
実施例 3で得られたガゴメ昆布由来の硫酸化フコース含有多糖画分 70 gを 3 0 OmMの塩ィヒナトリウム、 2 OmMの塩ィ匕カルシウム、 及び 10%のエタノー ルを含む 20 mMのィミダゾールー塩酸緩衝液 (pH 7. 5) に溶解後、 排除分 子量 10万のホロファイバーを装着させた限外ろ過機で限外ろ過し、 ろ過可能な 物質を徹底的に除去した。 なお、 限外ろ過時に添加する緩衝液は溶解に用いた緩 衝液と同じ組成のものを用いた。
次に、 限外ろ過内液に、 WO 97/26896公報記載の方法でアルテロモナ ス s p. 3^^— 1009株 (?£1 1^ 8?—5747) を培養し、 該培養物 力 ^得られたフコース硫酸含有多糖一 F分解酵素を 5 U添加し、 25。Cで 3日間 反応させた。 上記反応液を排除分子量 10万のホロファイバーを装着させた限外 ろ過機で限外ろ過し、 上記フコース硫酸含有多糖一 F分解酵素で低分子化された 物質、 すなわち、 フコィダンの低分子化物を徹底的に除去した。 なお、 限外ろ過 時に添加する緩衝液は上記反応液に用いた緩衝液と同じ組成のものを用いた。 次に、 限外ろ過内液に、 W097Z26896公報記載の方法でフラボバクテ リウム s p. SA— 0082株 (FERM BP— 5402) を培養し、 該培 養物から得られたフコース硫酸含有多糖— U分解酵素を 20U添加し、 25°Cで 5日間反応させた。 上記反応液を排除分子量 10万のホロファイバーを装着させ た限外ろ過機で限外ろ過し、 上記フコース硫酸含有多糖一 U分解酵素で低分子化 された物質、 すなわち、 硫酸化フコダルクロノマンナンの低分子化物を徹底的に 除去した。 なお、 限外ろ過時には水を添カ卩し、 最後に 20 OmMの塩ィヒナトリウ ムを含む 1 0 mMのトリス—塩酸緩衝液 ( p H 8 ) に置換した。
次に、 限外ろ過內液に、 実施例 2 (1) 記載の硫酸化フコガラクタン分解酵素 を 2U添カ卩し、 25 °Cで 5日間反応させた。 反応液を 2等分し、 一方は排除分子 量 10万のホロファイバ一を装着させた限外ろ過機で限外ろ過し、 上記硫酸化フ コガラクタン分解酵素で低分子化された物質、 すなわち、 硫酸化フコガラタタン の低分子化物を徹底的に限外ろ過した。 なお、 限外ろ過時には 5 OmMの塩化ナ トリウムを含む 1 OmMのトリス一塩酸緩衝液 (pH8) を添加した。 こうして 得られたろ過液を硫酸化フコガラタタン酵素消化物 ( i) とした。
(2) 硫酸化フコガラクタン酵素消化物 ( i i) の調製
実施例 5 (1) で 2等分した反応液のもう一方に、 実施例 2 (1) 記載の硫酸 ィ匕フコガラタタン分解酵素を 55 OmU添カ卩し、 25°Cで 7日間反応させ、 低分 子化の進行を確認した。 反応液を、 排除分子量 10万のホロファイバーを装着さ せた限外ろ過機で限外ろ過し、 硫酸化フコガラクタンの低分子化物を徹底的に限 外ろ過した。 なお、 限外ろ過時には 5 OmMの塩化ナトリゥムを含む 1 OmMの トリス一塩酸緩衝液 ( p H 8 ) を添カ卩した。 こうして得られたろ過液を硫酸ィ匕フ コガラタタン酵素消化物 ( i i) とした。
(3) 硫酸化フコガラタタン酵素消化物 ( i) の分離精製
実施例 5 (1) で得られた硫酸化フコガラタタン酵素消化物 ( i) をエバポレ 一ターで 50 Om 1に濃縮後、 電気透析装置により脱塩し、 あらかじめ 1 OmM の塩化ナトリウムを含む 10 mMのィミダゾールー塩酸緩衝液 ( p H 8 ) で平衡 ィ匕した 1リッ トルの DEAE—セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラ ムにかけ、 同緩衝液で洗浄後、 1 OmMから 90 OmMの塩化ナトリゥムのグラ ジェントにより溶出させた。 溶出画分は 62m 1ずつ分取し、 それぞれの糖含量 をフヱノ一ルー硫酸法により測定した。 130 mM付近及び 220 mM付近の塩 化ナトリゥムで溶出される画分が糖含量のピークを形成していたので、 それぞれ を集め、 1 3 OmM溶出画分 ( i ) 及び 22 OmM溶出画分 ( i ) とした。
1 3 OmM溶出画分 (i) を電気透析装置により脱塩後、 5 OmMとなるよう に塩化ナトリゥムを溶解させ、 あらかじめ 5 OmMの塩化ナトリゥムを含む 10 mMのィミダゾール一塩酸緩衝液 ( p H 8 ) で平衡化した 1 00mlの DEAE —セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で洗浄後、
5 OmMから 20 OmMの塩化ナトリゥムのグラジェントにより溶出させた。 溶 出画分は 10m lずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエノ一ルー硫酸法により測 定した。 55mMから 75 mM付近の塩化ナトリゥムで溶出される画分が糖含量 のピークを形成していたので、 6 OmM付近の塩化ナトリゥムで溶出される画分 を集めた。 この画分をスピードノ ック (サバントインストルメンッ社製; SAVANT Instruments Inc.) で 2 m lに濃縮後、 あらかじめ 10 %のエタノールで平衡ィ匕 した 20 Om 1のセル口ファイン GCL— 25 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で溶出させた。 溶出画分は 2 mlずつ分取し、 それぞれの糖含量をフユ ノール一硫酸法により測定した。 糖含量がピークを形成している画分を集め、 (A) とした。
一方、 上記の 22 OmM溶出画分 ( i) に関しては、 電気透析装置により脱塩 後、 10 OmMとなるように塩ィ匕ナトリウムを溶解させ、 あらかじめ 10 OmM の塩化ナトリウムを含む 10 mMのィミダゾールー塩酸緩衝液 ( p H 8 ) で平衡 ィ匕した 10 Omlの DEAE—セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラ ムにかけ、 同緩衝液で洗浄後、 10 OmMから 350 mMの塩化ナトリゥムのグ ラジェントにより溶出させた。 溶出画分は 1 Om 1ずつ分取し、 それぞれの糖含 量をフエノールー硫酸法により測定した。 16 OmM付近の塩化ナトリゥムで溶 出される画分を集め、 スピードバック (サバントインストルメンッ社製; SAVANT Instruments Inc.) で 2mlに濃縮後、 あらかじめ 10 %のエタノールで平衡ィヒ した 20 Om 1のセル口ファイン GCL— 25 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で溶出させた。 溶出画分は 2m 1ずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエ ノ一ルー硫酸法により測定した。 糖含量がピークを形成している画分を集め、
(B) とした。
(4) 硫酸化フコガラクタン酵素消化物 ( i i) の分離精製
実施例 5 (2) 記載の硫酸化フコガラクタン酵素消化物 (i i) をエバポレー ターで 50 Om 1に濃縮後、 電気透析装置により脱塩し、 あらかじめ 1 OmMの 塩ィ匕ナトリゥムを含む 10 mMのィミダゾールー塩酸緩衝液 ( p H 8 ) で平衡ィ匕 した 1 リットルの DEAE—セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラム に力け、 同緩衝液で洗浄後、 10 mMから 900 mMの塩化ナトリゥムのグラジ ェントにより溶出させた。 溶出画分は 6 lm 1ずつ分取し、 それぞれの糖含量を フエノ一ルー硫酸法により測定した。 130 mM付近、 220 mM付近及び 27 OmM付近の塩化ナトリゥムで溶出される画分が糖含量のピークを形成していた ので、 それぞれを集め、 13 OmM溶出画分 ( i i ) 、 22 OmM溶出画分 ( i i ) 及び 27 OmM溶出画分 ( i i) とした。
130mM溶出画分 (i i) を電気透析装置により脱塩後、 20mMとなるよ うに塩化ナトリゥムを溶解させ、 あらかじめ 2 OmMの塩ィ匕ナトリゥムを含む 1 0 mMのィミダゾール—塩酸緩衝液 ( p H 8 ) で平衡化した 200mlの DEA E—セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で洗浄 後、 2 OmMから 15 OmMの塩ィ匕ナトリゥムのグラジェントにより溶出させた。 溶出画分は 13m lずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエノ一ルー硫酸法により 測定した。 5 OmMから 7 OmM付近の塩ィ匕ナトリゥムで溶出される画分を集め、 エバポレーターで 3 Omlに濃縮後、 あらかじめ 10%のエタノールで平衡化し た 120 Om 1のセル口ファイン GC L— 25 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で溶出させた。 溶出画分は 1 Omlずつ分取し、 それぞれの糖含量をフ ェノ一ル一硫酸法により測定した。 糖含量がピークを形成している画分を集め、
1 OmMとなるように酢酸を添加後、 塩酸で pH 3. 5とし、 20 mMの塩ィ匕ナ トリウムを含む 1 OmMの酢酸緩衝液 (pH3. 5) の導電率と同じになるよう に塩ィ匕ナトリウムを添加し、 あらかじめ 2 OmMの塩化ナトリウムを含む 1 Om Mの酢酸緩衝液 (pH 3. 5) で平衡ィ匕した 3 Om 1の DEAE—セルロフアイ ン A— 800 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で洗浄後、 2 OmMから
1 2 OmMの塩ィ匕ナトリウムのグラジェントにより溶出させた。 溶出画分は 3 m
1ずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエノ一ルー硫酸法により測定した。 65m Mから 8 OmM付近の塩ィヒナトリウムで溶出される画分を集め、 4 OmMの塩化 ナトリウムを含む 1 OmMの酢酸緩衝液 (pH3. 5) の導電率と同じになるよ うに水で希釈し、 あらかじめ 4 OmMの塩化ナトリウムを含む 1 OmMの酢酸緩 衝液 (ρΗ3. 5) で平衡化した 2 Om 1の DEAE—セル口ファイン Α— 80
0 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で洗浄後、 4 OmMから 8 OmMの 塩ィヒナトリウムのグラジェントにより溶出させた。 溶出画分は 3m 1ずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエノールー硫酸法により測定した。 5 OmMから 65mM 付近の塩化ナトリウムで溶出される画分を集め、 スピードバック (サバントイン ストルメンッ社製; SAVANT Instruments Inc.) で 2m 1に濃縮後、 あら力 じめ
1 0 %のエタノ一ノレで平後 ϊ化した 200 m 1のセル口ファイン GCL— 25 (チ ッソ社製) のカラムにかけ、 同溶液で溶出させた。 溶出画分は 2m 1ずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエノールー硫酸法により測定した。 糖含量がピークを形成 している画分について質量分析したところ、 前半の画分には (A) と同じ物質が 存在したが、 後半の画分には実質的に (A) と同じ物質が含まれていなかつたの で、 後半の画分を集め、 (C) とした。 一方上記の 220 mM溶出画分 ( i i ) に関しては、 100 mMの塩化ナトリ ゥムを含む 10 mMのィミダゾールー塩酸緩衝液の導電率と同じになるように水 を添カ卩し、 あらかじめ 1.0 OmMの塩ィ匕ナトリゥムを含む 1 OmMのィミダゾ一 ルー塩酸緩衝液 (pH8) で平衡化した 20 Om 1の DEAE—セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で洗浄後、 10 OmMから
30 OmMの塩ィ匕ナトリゥムのグラジェントにより溶出させた。 溶出画分は 1 3 m 1ずつ分取し、 それぞれの糖含量をフヱノ一ルー硫酸法により測定した。 14 OmMから 1 7 OmM付近の塩ィ匕ナトリゥムで溶出される画分を集め、 エバポレ 一ターで 3 Om lに濃縮後、 あらかじめ 10%のエタノールで平衡ィ匕した 1 20 Omlのセル口ファイン GCL— 25 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同溶液で 溶出させた。 溶出画分は 1 Om 1ずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエノールー 硫酸法により測定した。 糖含量がピークを形成している画分を集め、 質量分析を 行ったところ、 実施例 5 (3) 記載の (B) と同じ物質であると推定された。 また上記の 27 OmM溶出画分 ( i i ) に関しては、 150 mMの塩化ナトリ ゥムを含む 10 mMのィミダゾールー塩酸緩衝液 (pH8) と同じ導電率になる ように水を添加し、 あらかじめ 1 5 OmMの塩化ナトリゥムを含む 1 OmMのィ ミダゾールー塩酸緩衝液 (pH8) で平衡化した 200m lの DEA E—セル口 ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で洗浄後、 1 50 mMから 30 OmMの塩化ナトリゥムのグラジェントにより溶出させた。 溶出画 分は 1 2m lずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエノールー硫酸法により測定し た。 16 OmMから 18 OmM付近の塩化ナトリゥムで溶出される画分を集め、 スピードバック (サバントインストルメンッ社製; SAVANT Instruments Inc. ) で 2 m 1に濃縮後、 あら力 じめ 100/0のェタノールで平衡化した 200 m 1のセ ルロファイン GCL— 25 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同溶液で溶出させた c 溶出画分は 2 m 1ずつ分取し、 それぞれの糖含量をフヱノ一ルー硫酸法により測 定した。 糖含量がピ一クを形成している画分を集め、 (D) とした。 実施例 6
(1) 硫酸化フコガラクタンの酵素消化物 (i i i) の調製 実施例 3で得られたガゴメ昆布由来の硫酸ィヒフコース含有多糖画分 1 5 gを 1 5◦ Om 1の 30 OmMの塩化ナトリウム、 20 mMの塩ィ匕カルシウム、 及び 1 0 %のエタノールを含む 20 mMのィミダゾール一塩酸緩衝液 (pH 7. 5) に 溶解後、 排除分子量 10万のホロファイバーを装着させた限外ろ過機で限外ろ過 し、 ろ過可能な物質を徹底的に除去した。 なお、 限外ろ過時に添加する緩衝液は 上記反応液に用いた緩衝液と同じ組成のものを用いた。 限外ろ過内液に、 実施例
5 (1) で使用したフコース硫酸含有多糖— F分解酵素を 1U添加し、 25°Cで 3日間反応させた。
上記反応液を排除分子量 10万のホロファイバーを装着させた限外ろ過機で限 外ろ過し、 上記フコース硫酸含有多糖— F分解酵素で低分子化された物質、 すな わち、 フコィダンの低分子化物を徹底的に除去した。 なお、 限外ろ過時に添加す る緩衝液は溶解に用いた緩衝液と同じ組成のものを用レヽた。
該限外ろ過内液に、 実施例 5 (1) で使用したフコース硫酸含有多糖一 U分解 酵素を 1 U添加し、 25 °Cで 5日間反応させた。
上記反応液を排除分子量 10万のホロファイバーを装着させた限外ろ過機で限 外ろ過し、 上記フコース硫酸含有多糖一 u分解酵素で低分子化された物質、 すな わち、 硫酸ィ匕フコグルクロノマンナンの低分子化物を徹底的に除去した。 なお、 限外ろ過時には 20 OmMの塩化ナトリゥム及び 10%のエタノールを含む 10 mMのトリス一塩酸緩衝液 (ρΗ 8) を添加した。
次に限外ろ過内液に、 実施例 2 (1) 記載の硫酸化フコガラタタン分解酵素を
60 OmU添加し、 25°Cで 5日間反応させた。 反応液を排除分子量 10万のホ ロフアイバーを装着させた限外ろ過機で限外ろ過し、 上記硫酸化フコガラタタン 分解酵素で低分子化された物質、 すなわち、 硫酸化フコガラタタンの低分子化物 を徹底的に限外ろ過した。 なお、 限外ろ過時には 2 OmMの塩化ナトリゥムを含 む 10%のエタノールを添カ卩した。 こうして得られたろ過液を硫酸化フコガラタ タン酵素消化物 ( i i i) とした。
(2) 硫酸化フコガラタタン酵素消化物 (i i i) の分離精製
実施例 6 (1) で得られた硫酸ィ匕フコガラタタン酵素消化物 (i i i) を電気 透析装置により脱塩し、 エバポレーターで 5 Om 1に濃縮後、 あらかじめ 50m Mの酢酸アンモニゥム (pH5. 5) で平衡化した 10 Om 1の DE AE—セル 口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液で洗浄後、 50 mMから 4Mの酢酸アンモニゥムのグラジェントにより溶出させた。 溶出画分は 1 Omlずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエノールー硫酸法により測定した。
42 OmMから 620 mM付近の酢酸アンモニゥムで溶出される画分が 量の ピークを形成していたので、 その画分を集め 420から 62 OmM溶出画分とし た。
(3) 420から 62 OmM溶出画分の精製
該画分を、 電気透析装置により脱塩し、 5 OmMの酢酸アンモニゥム溶液と同 じ導電率とし、 あらかじめ 5 OmMの酢酸アンモニゥム (pH5. 5) で平衡化 した 10 Om 1の DE AE—セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラム にかけ、 同緩律 ί液で洗浄後、 100 mMの酢酸ァンモニゥム ( p H 5. 5) で洗 浄し、 10 OmMから 80 OmMの酢酸アンモニゥムのグラジェントにより溶出 させた。 溶出画分は 1 Om 1ずつ分取し、 それぞれの糖含量をフヱノール一硫酸 法により測定した。 44 OmMから 53 OmM付近の酢酸アンモニゥムで溶出さ れる画分を集めた。
該画分を、 電気透析装置により脱塩し、 20 OmMの酢酸アンモニゥム溶液と 同じ導電率とし、 あらかじめ 20 OmMの酢酸アンモニゥム (pH5. 5) で平 衡ィ匕した 10 Om 1の DEAE—セル口ファイン A— 800 (チッソネ環) の力 ラムにかけ、 同緩衝液で洗浄後、 20 OmMから 70 OmMの酢酸アンモニゥム のグラジェントにより溶出させた。 溶出画分は 1 Om 1ずつ分取し、 それぞれの 糖含量をフエノ一ルー硫酸法により測定した。 420 mMから 470 mM付近の 酢酸アンモニゥムで溶出される画分を集めた。 該画分について質量分析及び核磁 気共鳴スペク トル (NMR) 分析を行ったところ実施例 5 (3) 記載の (B) と 同じ物質であると推定された。 なお、 質量分析は AP I— I I I質量分析器 (パ 一キンエルマ一'サイェクス社製) を用いて行った。 NMR分析は核磁気共鳴装 置 JMN— A500 (日本電子社製) を用いて行った。
( 4 ) 硫酸化フコガラクタン酵素消化物の再酵素消化及び分離精製
実施例 6 (2) の 420から 62 OmM溶出画分以外は比較的分子量が大きか つたので再度硫酸化フコガラクタン分解酵素により分解した。 すなわち、 420 から 62 OmM溶出画分以外の溶出画分を集め、 電気透析装置で脱塩後、 該溶液 が 200 mMの塩化ナトリゥム及び 10 %のエタノールを含む 10 mMリン酸緩 衝液 (pH7. 5) となるように調整し、 実施例 2 (1) 記載の硫酸化フコガラ クタン分解酵素を 460 mU添カ卩し、 25 °Cで 8日間反応させた。 反応液を電気 透析装置により脱塩し、 5 OmMの酢酸アンモニゥム溶液と同じ導電率とし、 あ らかじめ 5 OmMの酢酸アンモニゥム (pH5. 5) で平衡ィ匕した 100 m 1の DEAE—セル口ファイン A— 800 (チッソ社製) のカラムにかけ、 同緩衝液 で洗浄後、 10 OmMから 1Mの酢酸アンモニゥムのグラジェントにより溶出さ せた。 溶出画分は 10m lずつ分取し、 それぞれの糖含量をフエノ一ルー硫酸法 により測定した。 18 OmMから 28 OmM付近の酢酸アンモニゥム溶出画分及 び 36 OmMから 430 mM付近の酢酸アンモニゥムで溶出される画分を集め、 それぞれ、 (E) 及び (F) とした。 実施例 7 硫酸化フコガラクタン酵素消化物の構造決定
実施例 5及び 6で得られた 6つの画分 (A) 、 (B) 、 (C) 、 (D) 、 (E) 、 及び (F) についてそれぞれ電気透析装置により脱塩後、 凍結乾燥し、 糖糸且成及び質量を分析した。 質量分析は、 AP I— I I I質量分析機 (パーキン エルマ一 'サイェクス社製) を用いた。 また、 NMR分析は、 J NM—o: 500 型核磁気共鳴装置 (日本電子社製) を用いた。 分析試料は、 定法により重水で置 換後、 構造解析を行った。 構成糖の結合様式は、 1H—検出異種核検出法である HMB C法を用いて行った。 1 H— NMRの帰属には DQF—COS Y法及び H OHAHA法を、 13 C— NMRの帰属には HSQC法を用いた。
(1) 低分子化物 (A) の物性
質量分析及び N MRの帰属の結果を以下に示し、 本発明の硫酸化フコガラクタ ン低分子化物 (A) の1 H— NMRスペクトルを図 3に、 13C— NMRスぺタト ルを図 4に、 マススペクトルを図 5にそれぞれ示した。 即ち、 図 3は本発明の硫 酸化フコガラクタン低分子化物 (A) の1 H— NMRスぺクトルを示す図であり、 図 4は本発明の硫酸化フコガラタタン低分子化物 (A) の13 C— NMRスぺタト ルを示す図であり、 図 5は本発明の硫酸化フコガラタタン低分子化物 (A) のマ ススペクトルを示す図である。 図 3、 図 4において縦軸はシグナルの強度を、 横 軸は化学シフト値 (p p.m) を示す。 また、 図 5において、 縦軸は相対強度
(%) を、 横軸は、 mZZ値を示す。
分子量; 632
MS m/z 653. 2 [M+ N a +— 2 H+ ] -、 31 5. 0 [M— 2H+] 2- 1 H-NMR (D2 O)
6 ; 5. 1 5 (1 H, d, J =4. 3H z, F l— l—H) , 4. 93 ( 1 H, d, J = 3. 7H z, F 2- 1 -H) , 4. 53 (1H, d-d, J = 10. 4, 4. 3Hz, F 1 - 3-H) , 4. 49 ( 1 H, d, J = 7. 6Hz, G 1 - 1
-H) , 4. 46 (1 H, d-d, J = 10. 7, 3. 1 H z, F 2— 3— H) , 4. 36 ( 1 H, q, J = 6. 7 H z , F2— 5— H) , 4. 14 ( 1 H, q, J = 6. 7H z, F 1 - 5 -H) , 4. 09 ( 1 H, d, J = 2. 4H z, F 1 一 4— H) , 4. 03 (1 H, d, J二 3. 1Ηζ, F2— 4一 H) , 3. 97 (1 H, d-d, J = 10. 4, 4. 3Hz, F 1 - 2-H) , 3. 90 (1 H, b r— s, G l— 4一 H) , 3. 81 (1 H, d-d, J = 10. 7, 3. 7H z, F 2 - 2 -H) , 3. 59 ( 1 H, m, G l— 3— H) , 3. 59 ( 1 H, m, G l— 5— H) , 3. 59 (2H, m, G l— 6— H) , 3. 56 ( 1 H, m, G l - 2— H) , 1. 1 9 (3H, d, J = 6. 7, F 1 - 6 -H) , 1. 14 (3H, d, J = 6. 7, F 2 - 6 -H)
13 C-NMR (D20) 各炭素の13 C— NMR分析時のケミカルシフト値を表 1に示す。 炭素の位置 13 C— NMRケミカルシフ ト値 (p pm)
Gl-1 97.1
Gl-2 71.9
Gl - 3 81.8
Gl-4 69.6
Gl - 5 76.0
Gl - 6 61.8
Fl-1 101.6
Fl-2 67.4
Fl-3 77.2
Fl-4 78.2
Fl-5 68.9
Fl-6 16.4
F2-1 100.8
F2-2 67.4
F2-3 78.5
F2-4 71.3
F2-5 67.9
F2-6 16.2
糖組成 Lーフコース : D—ガラクトース = 2 : 1
硫酸基 2分子
なお、 1 H- NMRにおけるピークの帰属の番号は、 下記式 (V) の通りである。
Figure imgf000043_0001
(2) 低分子化物 (B) の物性
質量分析及び NMRの帰属の結果を以下に示し、 本発明の硫酸化フコガラクタ ン低分子化物 (B) の1 H— NMRスペクトルを図 6に、 13C— NMRスぺク ト ルを図 7に、 マススペク トルを図 8にそれぞれ示した。 即ち、 図 6は本発明の硫 酸化フコガラクタン低分子化物 (B) の1 H— NMRスペク トルを示す図であり、 図 7は本発明の硫酸化フコガラタタン低分子化物 (B) の13 C— NMRスぺクト ルを示す図であり、 図 8は本発明の硫酸ィヒフコガラタタン低分子化物 (B) のマ ススペク トルを示す図である。 図 6、 図 7において縦軸はシグナルの強度を、 横 軸は化学シフト値 (ppm) を示す。 また、 図 8において、 縦軸は相対強度
(%) を、 横軸は、 mZZ値を示す。
分子量; 1 1 16
MS m/z 1 181. 2 [M+ 3 N a +— 4 H+ ]-、 579. 0 [M+ 2Na +— 4H+]2-、 378. 6 [M+ N a +— 4 H+ ] 3 -
1 H-NMR (D2 O)
δ ; 5. 20 ( 1 H, d, J =4. 3Hz, F 1 - 1 -H) , 4. 95 ( 1 H, d, J = 3. 7H z, F 2— 1— H) , 4. 64 (1 H, HODと重複, G l— 1一 H) , 4. 60 ( 1 H, d, J = 7. 9 H z , G 2 - 1 -H) , 4. 55 ( 1 H, d-d, J = 10. 7, 1. 8Hz, F 1 - 3 -H) , 4. 47 ( 1 H, m, F 2-3-H) , 4. 45 ( 1 H, d, J = 7. 6Hz, G3— 1— H) , 4. 42 (1 H, b r— s, G2— 4_H) , 4. 38 ( 1 H, q, J -6. 4 Hz, F 2 - 5 -H) , 4. 28 ( 1 H, m, G 2 - 3 -H) , 4. 20 ( 1 H, m, G 3 - 3 -H) , 4. 1 7 ( 1 H, b r— s, G3— 4—H) , 4. 14 (1 H, q, J = 6. 4H z, F 1— 5— H) , 4. 1 1 (1H, d, J 1
8H z, F 1一 4一 H) , 4 . 06 (1 H, d, J = 1. 8Hz, F 2— 4 ―
H) , 4 • 01 (1 H, .m, G2-6- H) , 3 97 (1H, d— d, J = 1
0. 7, 4 . 3Hz , P I - 2-H) 、 3. 90 ( 1H, b r— s , G 1 ― 4 ―
H) , 3 • 88 (1 H, m, G 2 - 5 - H) , 3 83 (1 H, m, G 2 ― 6 ―
H) , 3 • 82 (1 H, m, F 2 - 2 - H) , 3 68 (1H, m, G 1 ― 3 ―
H) , 3 66 (1 H, m, G 2 - 2 - H) , 3 65 (2H, m, G 3 6
H) , 3 62 (1 H, m, G 3— 5— H) , 3 61 (2H, m, G 1 6
H) , 3 59 (1 H, m, G 1— 2— H) , 3 55 (1H, m, G 1 5
H) , 3 54 (1 H, m, G 3 - 2 - H) , 1 21 (3H, d, J = 6 4
F 1一 6 H) , 1 . 1 5 (3H, d, J = 6. 4, F 2 - 6 -H)
13 C-NMR (D2 O) 各炭素の13 C— NMR分析時のケミカルシフト値を表 2に示す。
表 2
炭素の位置 13 C— NMRケミカルシフト値 (p pm)
Gl-1 103.4
Gl-2 71.4
Gl-3 81.0
Gl-4 69.6
Gl-5 75.6
Gl-6 61.6
G2 - 1 97.0
G2-2 70.3
G2-3 80.9
G2-4 73.9
G2-5 74.3
G2-6 70.7
G3-1 103.8
G3-2 69.6
G3-3 81.0
G3-4 67.4
G3-5 75.5
G3-6 61.7
Fl-1 101.3
Fl-2 67.4
Fl-3 77.2
Fl-4 78.2
Fl-5 68.8
Fl-6 16.3
F2 - 1 100.8
F2-2 67.4
F2-3 78.5
F2-4 71.2
F2-5 67.7
F2-6 16.2 糖組成 L—フコース : D—ガラクトース = 2 : 3
硫酸基 4分子
なお、 'H— NMRにおけるピークの帰属の番号は下記式 (V I) の通りである。
Figure imgf000046_0001
(3) 低分子化物 (C) の物性
質量分析及び NMRの帰属の結果を以下に示し、 本発明の硫酸化フコガラクタ ン低分子化物 (C) の1 H— NMRスペクトルを図 9に、 13C— NMRスぺクト ルを図 10に、 マススぺクトルを図 1 1にそれぞれ示した。 即ち、 図 9は本発明 の硫酸化フコガラタタン低分子化物 (C) の1 H— NMRスペクトルを示す図で あり、 図 10は本発明の硫酸ィ匕フコガラクタン低分子化物 (C) の13 C— NMR スぺク トルを示す図であり、 図 1 1は本発明の硫酸化フコガラクタン低分子化物 (C) のマススペクトルを示す図である。 図 9、 図 10において縦軸はシグナル の強度を、 横軸は化学シフト値 (p pm) を示す。 また、 図 1 1において、 縦軸 は相対強度 (%) を、 横軸は、 m/Z値を示す。
分子量; 502
MS m/z 523 [M+ N a +— 2 H+ ]-、 250 [M— 2H+]2 - Ή-NMR (D20)
δ 4. 57 (1 Η, d, J = 7. 9Ηζ, G 1— 1一 Η) , 4. 43 ( 1 Η, d, J = 7. 9H z, G2 - 1 -H) , 4. 20 ( 1 H, b r - s , G l— 3— H) , 4. 20 (1 H, b r— s, G l— 4— H) , 4. 20 ( 1 H, b r— s, G 2 - 3-H) , 4. 15 (1 H, b r— s, G 2-4-H) , 3. 95 ( 1 H, m,
G 1一 6— H) 3. 82 (1H, m, G1— 5—H) , 3. 80 ( 1 H, m, G 1一 6— H) 3. 63 (2H, m, G 2 - 6 -H) , 3. 62 ( 1 H, m, G2-5-H) 3. 55 ( 1 H, m, G2— 2— H) , 3. 50 ( 1 H, m, G 1 - 2-H)
13 C-NMR (D20) 各炭素の13 C— NMR分析時のケミカルシフト値を表 3に示す。 表 3
Figure imgf000047_0001
糖組成 D—ガラクトースのみ
硫酸基 2分子
なお、 — NMRにおけるピークの帰属の番号は下記式 (V I I) の通りであ る。
Figure imgf000048_0001
(4) 低分子化物 (D) の物性
質量分析及び NMRの帰属の結果を以下に示し、 本発明の硫酸化フコガラクタ ン低分子化物 (D) の1 H— NMRスペク トルを図 1 2に、 13C— NMRスぺク トルを図 1 3に、 マススぺク トルを図 14にそれぞれ示した。 即ち、 図 1 2は本 発明の硫酸化フコガラタタン低分子化物 (D) の1 H— NMRスペクトルを示す 図であり、 図 13は本発明の硫酸化フコガラクタン低分子化物 (D) の13 C— N MRスぺクトルを示す図であり、 図 14は本発明の硫酸化フコガラタタン低分子 化物 (D) のマススペク トルを示す図である。 図 12、 図 13において縦軸はシ グナルの強度を、 横軸は化学シフト値 (p pm) を示す。 また、 図 14において、 縦軸は相対強度 (%) を、 横軸は、 mZZ値を示す。
分子量; 1 358
MS m/z 71 1. 2 [M+ 3 N a +— 5 H+ ]2 -、 466. 6 [M+2Na + — 5H+]3-、 344. 2 [M+Na +— 5H+] 4- 1 H-NMR (D¾ O)
δ ; 5. 1 9 (1 H, d, J =4. 3Hz, F 1 - 1— H) , 4. 93 ( 1 H, d, J = 3. 7Hz, F 2- 1 -H) , 4. 62 (1 H, HODと重複, G l—
1 -H) , 4. 59 (1 H, HODと重複, G2— 1— H) , 4. 54 ( 1 H, d-d, J = 10. 6, 2. 7H z, F l— 3— H) , 4. 46 ( 1 H, d, J =7. 6 H z , G 3 - 1 -H) , 4. 46 (1 H, m, F 2 - 3 -H) , 4. 4 1 ( 1 H, b r— s , G 2 4. 41 (1 H, d, J = 7• 6H z,
G4- 1 -H) , 4. 37 (1 H, q, J = 6. 4H z , F 2 - 5 - H) , 4.
27 (1 H, m, G 2一 3一 H) , 4. 24 (1 Η, b r— s, G 3 -4-H)
4. 21 (1 H, m, G 3 -3-H) , 4. 19 (1 H, m, G4- 3-H) ,
4. 1 5 (1 H, b r一 s , G4- 4一 H) , . 13 (1 H, q, J = 6. 7
Hz, F 1 -5- H) , 4 . 09 (1 H, d, J =2. 7Hz, F 1 -4-H)
4. 04 (1 H, d, J = 2.寸 8H z, F 2一 4一 H) , 3. 98 ( 1 H, m,
G 2-6-H) 、 3. 96 (1H, d— d, J = 10. 6, 4. 3H z, F 1 -
-
2 -H) , 3. 93 ( 1 H, m, G 3 - 6一 H) , 3. 88 ( 1 H, b r— s,
G 1 -4-H) , 3. 86 (1H, m) G 2一 5一 H) , 3. 81 ( 1 H, m,
G 2 - 6 -H) , 3. 81 (1H, m, F 2一 2一 H) , 3. 80 ( 1 H, m,
G3-5-H) , 3. 80 (1H, m, G 3 -6一 H) , 3. 66 ( 1 H, m,
G 1 - 3-H) , 3. 65 (1H, m, G 2一 2 -H) , 3. 64 ( 1 H, m,
G 1— 6— H) , 3. 64 (1H, m, G4一 6一 H) , 3. 61 ( 1 H, m,
G4-5-H) , 3. 58 (1H, m, G 1一 2 -H) , 3. 56 ( 1 H, m,
G 1 -6-H) , 3. 56 (1H, m, G4一 6一 H) , 3. 55 ( 1 H, m,
G4- 2-H) , 3. 54 (1H, m, G 1一 5一 H) , 3. 54 ( 1 H, m,
G 3 - 2 -H) , 1. 20 (3H, d, J = 6. 7, F 1 - 6 -H) , 1. 1
(3H, d, J = :6. 4, F 2-6一 H)
13 C-NMR (D20) 各炭素の13 C— NMR分析時のケミカルシフト値を表 4および 5に示す。
表 4 炭素の位置 13 C— NMRケミカルシフト値 (p pm)
G1-1 103.4
G1-2 71.4
G1-3 80.9
G1-4 69.5
G1-5 75.6
G1-6 61.7
G2-1 97.0
G2-2 70.7
G2-3 80.9
G2-4 73.8
G2-5 74.1
G2-6 70.8
G3-1 103.7
G3-2 69.5
G3-3 80.8
G3-4 67.4
G3-5 73.6
G3-6 69.0
G4-1 103.6
G4-2 69.5
G4-3 81.1
G4-4 67.7
G4-5 75.5
G4-6 61.7 表 5
(表 4の続き)
Figure imgf000051_0001
糖組成 L—フコース : D—ガラクトース = 2 : 4
硫酸基 5分子
なお、 1 H— NMRにおけるピークの帰属の番号は下記式 (V I I I) の通りで ある。
G 4 G 3
Figure imgf000052_0001
(5) 低分子化物 (E) の物性
質量分析及び NMRの帰属の結果を以下に示し、 本発明の硫酸化フコガラクタ ン低分子化物 (E) の1 H— NMRスペク トルを図 15に、 13C— NMRスぺク トルを図 16に、 マススぺクトルを図 17にそれぞれ示した。 即ち、 図 1 5は本 発明の硫酸化フコガラタタン低分子化物 (E) の1 H— NMRスペク トルを示す 図であり、 図 16は本発明の硫酸化フコガラクタン低分子化物 (E) の13 C— N MRスぺクトルを示す図であり、 図 1 7は本発明の硫酸化フコガラクタン低分子 化物 (E) のマススぺクトルを示す図である。 図 1 5、 図 1 6において縦軸はシ グナルの強度を、 横軸は化学シフト値 (p pm) を示す。 また、 図 1 7において、 縦軸は相対強度 (%) を、 横軸は、 mZZ値を示す。
分子量; 1036
MS m/z 528. 0 [M+ N a +— 3 H+ ]2 -、 344. 0 [M— 3H+] 3- 1 H— NMR (D2〇)
δ ; 5. 19 (1 H, d, J =4. 3H z, F l— 1一 H) , 4. 87 ( 1 H, d, J = 3. 7Hz, F 2— 1—H) , 4. 63 ( 1 H, HODと重複, G l— 1一 H) , 4. 59 (1 H, d, J = 7. 9H z, G 2 - 1 -H) , 4. 53 (1 H, d-d, J = 10. 7, 1. 8H z, F 1 - 3-H) , 4. 44 (1 H, d, J = 7. 6Hz, G3— 1一 H) , 4. 40 (1 H, b r— s, G2— 4— H) , 4. 32 (1 H, q, J = 6. 4Hz, F 2— 5— H) , 4. 27 (1 H, m, G2-3-H) , 4. 19 ( 1 H, m, G3— 3— H) , 4. 16 ( 1 H, b r— s, G3— 4— H) , 4. 1 2 ( 1 H, q, J = 6. 4Hz, F 1-5 -H) , 4. 06 ( 1 H, d, J = 1. 8Hz, F l— 4— H) , 3. 9 9 ( 1 H, m, G 2 - 6 -H) , 3. 88 ( 1 H, b r— s, G 1 - 4 -H) , 3. 88 (1 H, d-d, J = 10. 7, 4. 3Hz, F 1 - 2 -H) , 3. 8 6 ( 1 H, m, G 2 - 5 -H) 、 3. 81 ( 1 H, m, G 2 - 6 -H) , 3. 8
1 (1H m, F 2-3 -H) , 3. 69 (1 H d, J = 1. 8Hz, F 2 -
4 -H) 3. 66 (1 H, m, G 1— 3— H) 3. 65 ( 1 H, m, G 2 - 2一 H) 3. 64 ( 1 H, m, F 2 - 2— H) 3. 63 (2 H, m, G l— 6一 H) 3. 61 (1 H, m, G 3— 5— H) 3. 61 (2H, m, G 3 - 6一 H) 3. 60 (1 H, m, G 1— 2— H) 3. 53 (1 H, m, G l—
5一 H) 3. 53 ( 1 H, m, G 3 - 2 -H) 1. 1 9 (3 H, d, J = 6.
4, F 1— 6 -H) , 1 2 (3H, d, J = 6. 4, F 2-6-H)
13 C-NMR (D2〇) 各炭素の13 C— NMR分析時のケミカルシフト値を表 6に示す。
表 6
炭素の位置 13 C— NMRケミカルシフト値 (p pm)
Gl-1 103, 2
Gl-2 71.2
Gl-3 80.3
Gl-4 69.3
Gl-5 75.4
Gl-6 61.3
G2-1 96.7
G2 - 2 70.4
G2-3 80.8
G2-4 73.7
G2-5 74.0
G2-6 70.6
G3-1 103.5
G3-2 69.4
G3-3 80.8
G3-4 67.4
G3-5 75.2
G3-6 61.5
Fl-1 101.1
Fl-2 67.3
Fl-3 76.9
Fl-4 77.8
Fl-5 68.5
Fl-6 16.1
F2-1 100.6
F2-2 69.2
F2-3 69.8
F2-4 72.7
F2-5 67.7
F2-6 16.0 糖組成 L—フコース : D—ガラクトース =2 : 3
硫酸基 3分子
なお、 !H— NMRにおけるピークの帰属の番号は下記式 (I X) の通りである。
G 3
Figure imgf000055_0001
(6) 低分子化物 (F) の物性
質量分析及び NMRの帰属の結果を以下に示し、 本発明の硫酸化フコガラクタ ン低分子化物 (F) の1 H— NMRスペク トルを図 18に、 13 C— DEPT— 1 35。 スペク トルを図 1 9に、 マススペクトルを図 20にそれぞれ示した。 即 ち、 図 18は本発明の硫酸ィヒフコガラタタン低分子化物 (F) の1 H— NMRス ぺクトルを示す図であり、 図 19は本発明の硫酸化フコガラクタン低分子化物 (F) の13 C— DEPT— 1 35° スぺク トルを示す図であり、 図 20は本発 明の硫酸化フコガラクタン低分子化物 (F) のマススペクトルを示す図である。 図 18、 図 1 9において縦軸はシグナルの強度を、 横軸は化学シフト値 (p p m) を示す。 また、 図 20において、 縦軸は相対強度 (%) を、 横軸は、 値を示す。
分子量; 1 278
MS m/z 660.0 [M + 2N a +— 4 H+ ]2-、 432.0 [M+ N a +— 4 H+ ]3 、 318.2 [M— 4H+] 4一 H-NMR (D2 O)
δ ; 5. 1 9 (1H, d, J =4. 3H z, F 1 - 1一 H) , 4. 87 (1 H, d, J = 3. 8Hz, F.2- 1 -H) , 4. 61 ( 1 H, HODと重複, G l— 1一 H) , 4. 59 (1 H, J = 7. 9Hz、 G 2- 1 -H) , 4. 53 (1H, d-d, J = 10. 6, 2. 7Hz, F 1 - 3 -H) , 4. 46 ( 1 H, d, J = 7. 6Hz, G 3 - 1 -H) , 4. 42 ( 1 H, d, J = 7. 6Hz, G 4 — 1— H) , 4. 41 (1H, b r— s, G2— 4— H) , 4. 32 (1H, q, J = 6. 4Hz, F 2 - 5 -H) , 4. 27 ( 1 H, m, G 2 - 3 -H) , 4. 24 ( 1 H, b r— s, G 3 -4 -H) , 4. 20 ( 1 H, m, G3— 3— H) , 4. 20 ( 1 H, m, G4-3-H) , 4. 16 (1 H, b r - s , G4— 4— H) , 4. 1 2 (1 H, q, J = 6. 7H z, F l— 5— H) , 4. 06 ( 1 H, d, J = 2. 7H z, F l— 4一 H) , 3. 98 ( 1 H, m, G2— 6— H) ,
3. 94 ( 1 H, m, G 3 - 6 -H) , 3. 89 ( 1 H, d-d, J = 10. 6,
4. 3Hz, F 1 - 2 -H) 、 3. 88 (1 H, b r— s, G l— 4— H) , 3. 86 (1 H, m, G 2 - 5 -H) , 3. 86 (1 H, m, G 2 - 6 -H) , 3. 82 ( 1 H, m, F 2 - 3 -H) , 3. 80 (1 H, m, G 3 - 5 -H) , 3. 80 ( 1 H, m, G 3 - 6 -H) , 3. 69 ( 1 H, d, J = 2. 8, F 2 - 4
-H) , 3. 66 (1H, m, G 1— 3 -H) , 3 . 65 (2H, m, G 1 - 6 一 H) , 3. 65 (2H, m, G4- 6一 H) , 3 . 64 ( 1 H, m) G 2— 2 一 H) , 3. 64 (1 H, m, F 2— 2 -H) , 3 . 62 ( 1 H, m, G 4— 5
-H) , 3. 59 (1 H, m, G 1— 2 -H) , 3 . 54 ( 1 H, m, G 1— 5 一 H) , 3. 54 (1H, m, G 3— 2 -H) , 3 . 54 (1 H, m, G4- 2 一 H) , 1. 19 (3H, d, J =6 7, F 1 - 6-H) , 1. 1 2 (3H, d, J =6. 4, F 2— 6 -H)
13 c- NMR (D 2o) 各炭素の13 C一 NMR分析時のケミカノ 1 ンフト値を表
7および 8に示す。 表 7
炭素の位置 13C— NMRケミカルシフ ト値 (p pm)
Gl-1 103.2
Gl-2 71.2
Gl-3 80.4
Gl-4 69.3
Gl-5 75.3
Gl - 6 61.3
G2-1 96.7
G2-2 70.4
G2-3 80.5
G2-4 73.7
G2-5 73.8
G2-6 70.5
G3-1 103.5
G3-2 69.2
G3-3 80.5
G3-4 67.2
G3-5 73.4
G3-6 68.8
G4-1 103.4
G4-2 69.2
G4-3 80.8
G4-4 67.4
G4-5 75.3
G4-6 61.3 表 8
(表 7の続き)
Figure imgf000058_0001
糖組成 L—フコース : D—ガラクトース = 2 : 4
硫酸基 4分子
なお、 — NM Rにおけるピークの帰属の番号は下記式 (X) の通りである c
G 4 G 3
Figure imgf000059_0001
実施例 8
(1) 本発明の硫酸化フコガラタタンの主要構造の解析
実施例 1 (2) で調製した硫酸化フコガラクタン画分の全構造及び硫酸化フコ ガラクタン分解酵素の切断部位を決定するために、 NMR分析を行った。
質量分析及び NMRの帰属の結果を以下に示し、 本発明の硫酸化フコガラクタ ンの1 H— NMRスぺク トルを図 21に、 13C— NMRスぺク トルを図 22に、 赤外吸収 U R) スぺクトルを図 23にそれぞれ示した。 即ち、 図 21は本発明 の硫酸化フコガラタタンの1 H— NMRスぺク トルを示す図であり、 図 22は本 発明の硫酸化フコガラタタンの13 C— NMRスぺクトルを示す図であり、 図 23 は本発明の硫酸化フコガラタタンの赤外吸収スぺクトルを示す図である。 図 21、 図 22において縦軸はシグナルの強度を、 横軸は化学シフト値 (p pm) を示す。 また、 図 23において、 縦軸は透過率 (%) を、 横軸は、 波数 (cm-1) を示す。 1 H— NMR及び13 C— NMRによる分析結果を表 9および 10に示す。 表 9 炭素の位置 ケミカルシフト値 (p p m)
13C— NMR XH-NMR
Gl-1 103.4 4.63
Gl- 2 71.3 3.61
Gl- 3 80.8 3.67
Gl- 4 69.6 3.89
Gl- 5 75.6 3.57
Gl - 6 61.7 3.62, 3.68
G2-1 103.7 4.45
G2-2 69.6 3.56
G2-3 80.8 4.32
G2 - 4 74.1 4.44
G2-5 74.1 3.87
G2-6 71.3 3.83, 3.97
G3-1 103.7 4.45
G3-2 69.6 3.56
G3-3 80.8 4.23
G3-4 67.4 4.24
G3-5 74.1 3.82
G3-6 69.6 3.85, 3.99
G4-1 103.7 4.45
G4-2 69.6 3.56
G4-3 80.8 4.23
G4-4 67.4 4.17
G4-5 74.1 3.82 表 10
(表 9の続き)
Figure imgf000061_0001
表 9および 10に示した帰属より、 本発明の硫酸化フコガラクタンは、 実施例 7 (4) に記載の (D) の化合物が主骨格であり、 さらに本発明の硫酸化フコガ ラクタンは、 該化合物が繰り返し結合している構造である事が判明した。 また、 繰り返し構造間の結合は、 下記式 (X I I I) に示すように G 2のガラク トース が i3結合で G 4のガラクトースの 6位に結合したものであった。 すなわち硫酸ィ匕 フコガラクタンは、 下記に示す主骨格の繰り返し構造を有することが判明した。
Figure imgf000062_0001
また、 本発明の硫酸化フコガラタタンの化学構造及び本発明の硫酸化フコガラ クタン低分子化物の化学構造から、 本発明の硫酸化フコガラクタン分解酵素は、 硫酸ィ匕フコガラクタンの D—硫酸化ガラクトースあるいはガラクトースと D—硫 酸化ガラクトースあるいはガラクトースの間の 1—6結合及び 1— 4結合を エンド的に分解する酵素であることが判明した。 さらに、 本発明の硫酸化フコガ ラタタンの分子量は、 実施例 1 (3) の条件で測定したところ、 その平均値は約 1 3万であった。 またその分子量分布は約 1万〜約 20万であった。
(2) 本発明の硫酸化フコガラクタンの HGF産生誘導活性
実施例 1 (2) 記載の方法で得られた本発明の硫酸化フコガラクタンの HGF 産生誘導活性を測定した。 HGF産生誘導活性は、 以下のようにして測定した。 すなわち、 l X 105 c e 1 1 s /ml となるように 10 %牛胎児血清を含んだ DM E培地に懸濁した MR C- 5細胞懸濁液 (CCL 1 71 :大日本製薬社製、 c o d e. 02-021) 500ju lを 48穴の細胞培養プレートに入れ、 3
7 °C、 5 % C〇2存在下で 24時間培養後に 1 %牛胎児血清を含んだ DME培地 に交換した。 その後、 試料として実施例 1一 (2) に記載の方法で得られた硫酸 化フコガラタタンを最終濃度が 1、 10、 1◦ 0 μ gZm 1となるように添加し、 さらに 24時間培養した後、 培地を回収し、 Quantikine Human Hepatocyte Growth Factor (HGF) ELISA Kit (フナコシ社製、 Co d e. RS- 0641 -
00) を用いて、 培地中の HGFの量を測定した。 一方、 コントロールとして試 料と同量の蒸留水を添加した。 コントロールの HGF量は 4. S n gZmlであ り、 この値を 100%とした、 各試料添加区の HGF産生量を表 1 1に示す。 な お、 実験は全て 2連で行い、 その平均値を採用した。 表 1 1
HGFの産生量の増加
,m 1 ) (%)
1 1 94
10 355
00 429
(コントロールの HGF産生量は 4. 3 n gZm lであった。 ) 表 1 1に示したように、 本発明の硫酸化フコガラクタンが HGFの産生を誘導 することを確認した。 即ち、 本発明の硫酸化フコガラクタンは、 HGF産生誘導 物質として有用であることを確認した。 実施例 9
( 1 ) 実施例 3で得られたガゴメ昆布由来の硫酸化フコース含有多糖画分 70 g を 30 OmMの塩化ナトリウム、 及び 10%のエタノールを含む 20 mMのィミ ダゾール—塩酸緩衝液 (pH 7. 5) に溶解後、 排除分子量 10万のホロフアイ バーを装着させた限外ろ過機で限外ろ過し、 ろ過可能な物質を徹底的に除去した。 なお、 限外ろ過時に添加する緩衝液は溶解に用いた緩衝液と同じ組成のものを用 いた。
次に、 限外ろ過内液に、 W097Z26896号公報記載の方法でフラボバタ テリゥム s p. SA— 0082株 (FERM BP— 5402) を培養し、 該 培養物から得られたフコース硫酸含有多糖一 U分解酵素を 20U添加し、 25°C で 5日間反応させた。 上記反応液を排除分子量 10万のホロフアイバーを装着さ せた限外ろ過機で限外ろ過し、 上記フコース硫酸含有多糖一 U分解酵素で低分子 化された物質、 すなわち、 硫酸化フコダルクロノマンナンの低分子化物を徹底的 に除去した。 なお、 限外ろ過時には水を添加し、 最後に 20 OmMの塩ィ匕ナトリ ゥムを含む 10 mMのィミダゾ一ルー塩酸緩衝液 (pH8) に置換した。
次に、 限外ろ過内液に、 実施例 2 (1) 記載の硫酸化フコガラクタン分解酵素 を 2 U添加し、 25 °Cで 5日間反応させた。 反応液を排除分子量 10万のホ口フ アイバーを装着させた限外ろ過機で限外ろ過し、 上記硫酸化フコガラタタン分解 酵素で低分子化された物質、 すなわち、 硫酸化フコガラクタンの低分子化物を徹 底的に限外ろ過した。 なお、 限外ろ過時に添加する緩衝液は上記反応液に用いた 緩衝液と同じ組成のものを用いた。
次に、 限外ろ過内液に最終濃度が 2 OmMになるように塩化カルシウムを添加 し、 さらに W〇 97ノ 26896公報記載の方法でアルテロモナス S p. SN — 1009株 (FERM BP— 5747) を培養し、 該培養物から得られたフ コース硫酸含有多糖— F分解酵素を 5 U添加し、 25 °Cで 3日間反応させた。 上 記反応液を排除分子量 10万のホロファイバーを装着させた限外ろ過機で限外ろ 過し、 上記フコース硫酸含有多糖一 F分解酵素で低分子化された物質を徹底的に 限外ろ過した。 なお、 限外ろ過時には水を添加した。 こうして得られたろ過液に 含まれているフコース硫酸含有多糖の低分子化物について理ィヒ学的性質を調べた。
(2) 上記 (1) で得られたろ過液を集め、 排除分子量 3000のホロファイバ 一を装着させた限外ろ過機により限外ろ過し、 ろ過液と非ろ過液に分離した。 このろ過液をロータリーエバポレーターで約 3リットルに濃縮後、 遠心分離し て上清を得た。 得られた上清を排除分子量 300の膜を装着させた電気透析器に より脱塩し、 この溶液に 0. 1Mとなるように酢酸カルシウムを添加し、 生じた 沈殿を遠心分離により除去した。 この上清をあらかじめ 5 OmMの酢酸カルシゥ ムにより平衡ィ匕させた DEAE—セル口ファイン (樹脂量 4リットル) に力け、 5 OmMの酢酸カルシウム及び 5 OmMの塩化ナトリゥムで充分洗浄後、 50m
M〜80 OmMの塩化ナトリゥムのグラジェントにより溶出させた。 この時の分 取量は 1本当り 50 Om 1で行った。 分取した画分をセルロースァセテ一ト膜電 気泳動法 [アナリティカル バイオケミストリー (An a 1 y t i c a 1 B i o c h em i s t r y) 、 第 37卷、 第 1 97〜 202頁 (1 970) ] により 分析したところ塩ィヒナトリウム濃度が約 0. 4Mで溶出される画分 (以下、 0. 4 M溶出画分と称す。 ) が均一であることが判明した。 また、 約 0. 6Mの濃度 で溶出される画分 (以下 0. 6 M溶出画分と称す。 ) も電気泳動的にほぼ均一で あった。
そこで、 まず 0. 4M溶出画分の液を 15 Om 1に濃縮後、 濃度が 4Mとなる ように塩化ナトリゥムを添加し、 あらかじめ 4 Mの塩化ナトリゥムにより平衡ィ匕 した Ph e n y 1—セル口ファイン (樹脂量 200 m l) に力、け、 4 Mの塩化ナ トリウムにより充分洗浄した。 非吸着性の硫酸化糖画分を集め、 排除分子量 30 0の膜を装着させた電気透析器により脱塩し、 脱塩液 505m lを得た。
得られた脱塩液のうち 4 Om 1を 10%のエタノールを含む 0. 2 Mの塩化ナ トリウムによって平衡ィ匕させたセル口ファイン GCL— 90のカラム (4. 1 c mX 87 c m) にかけて、 ゲルろ過を行った。 分取は 1フラクション当り 9. 2 m 1で行った。
全フラクションに対して総糖量の分析をフエノール硫酸法 〔アナリティカル ケミストリー (Analytical Chemistry) 、 第 28卷、 第 350頁 (1956) 〕 により行った。
この結果、 硫酸化糖は 1つのピークを形成したので、 そのピークの中央部分を 集め、 排除分子量 300の膜を装着させた電気透析器により脱塩後、 凍結乾燥し、 1 1 2mgの本発明の硫酸化糖の乾燥品を得た。 該乾燥品の一部を取り糖組成分 祈及び質量分析を行つた。 また、 乾燥品のうちの 10 m gを常法により重水置換 し、 NMR分析に供した。
糖組成分析の結果、 0. 4 M溶出画分は、 フコースのみからなる硫酸化糖であ ることが判明した。
また、 AP I— I I I質量分析機 (パーキンエルマ一 ·サイェクス社) を用い た、 硫酸化糖の質量分析の結果を図 24に示し、 以下に解析結果を示す。 すなわ ち図 24は硫酸化糖の質量分析の結果を示す図であり、 縦軸は相対強度 (%) を、 横軸は m/z値を示す。 その結果、 分子量は、 全硫酸基がナトリウム塩になって いる状態で 2264± 1であった。 つまり、 構成糖がフコースだけの硫酸化糖 であることから、 フコースが 7分子、 硫酸基が 12分子結合したもので、 その硫 酸基がすべてナトリウム塩になっているもので、 理論的分子量は 2265である ことが判明した。
つまり、 本物質を Mとすると、 図 24中の主なシグナルは下記のように帰属す ることができる。
m/z 1 109. 05 --- [M- 2 N a + ] 2— (理論値 1 109. 5)
731. 45—- 〔M— 3Na+3— (理論値 732)
542. 75 -― 〔M— 4Na+4— (理論値 543. 25) 430. 05 --- 〔M— 5Na+5— (理論値 430) この結果、 本物質はフコース 7分子、 硫酸基 1 2分子のオリゴ糖である。
次に、 フコースの結合様式、 及び硫酸基の結合位置を決定するために、 J NM 一 ひ 500 型核磁気共鳴装置 (日本電子社製) を用い、 NMR分析を行った。 構成糖の結合様式は1 H—検出異種核検出法である HMB C法を用いて行った。 1 H-NMRの帰属には D QF-COS Y法及び H O H AH A法を、 13 C— NM R の帰属には HSQC法を用いた。
NMRの帰属の結果を以下に示し、 0. 4 M溶出画分の硫酸化糖の — NM
Rスぺク トルを図 25に、 13C— NMRスぺク トルを図 26にそれぞれ示した。 但し、 'Η— NMRでの化学シフト値はジォキサンの化学シフト値を 3. 53 ρ pmに、 13C— NMRではジォキサンの化学シフト値を 66. 5 p pmとして表 した。 測定は両方共に 60°Cで行った。 すなわち図 25は、 0. 4M溶出画分の 硫酸化糖の1 H— NMRスペク トルを示す図であり、 図 26は 0. 4M溶出画分 の硫酸化糖の13 C— NMRスペクトルを示す図である。 図 25、 図 26において 縦軸はシグナルの強度を、 横軸は化学シフト値 (p pm) を示す。 — NMR 及び13 C— NMRによる分析結果を表 1 2および 1 3に示す。 表 12
炭素の位置 ケミカルシフト値 (p pm)
13C— NMR XH-NMR
A - 1 89.3 5.30
A-2 75.4 4.30
A-3 73.9 4.17
A-4 78.6 4.67
A- 5 67.5 4.14
A - 6 15.3 1.12
B-l 98.3 5.23
B-2 74.5 4.33
B-3 75.9 4.18
B-4 80.6 4.72
B-5 68.0 4.10
B-6 15.9 1.08 c-i 98.9 5.18
C - 2 73.6 4.35
C-3 70.9 4.32
C-4 77.5 4.62
C-5 66.9 4.24
C-6 16.0 1.11
D-l 89.3 5.16
D- 2 73.9 3.98
D-3 74.2 4.16
D-4 73.0 4.64
D-5 70.6 4.25
D-6 13.1 1.34 表 1 3
(表 12の続き)
Figure imgf000068_0001
なお、 NMRのピークの帰属の番号は下記式 (XV) の通りである。
〔XV〕
Figure imgf000069_0001
以上の結果より、 本物質は下記式 (XV I) で表される硫酸化糖であることが 半 IJ明した。
[XV I〕
Figure imgf000069_0002
(3) 実施例 9 (2) に記載した、 DEAE—セル口ファインの 0. 6M溶出 画分に関しても 0. 4 M溶出画分と全く同様に精製して凍結乾燥品を得た。 この標品は、 HPLCによる分析の結果、 0. 4 M溶出画分よりも分子量の大 きな硫酸ィ匕糖であることが判明したが、 NMRの分析結果によると 0. 4M溶出 画分とほぼ同じスぺク トルが得られた。
図 27に 0. 6M溶出画分の 'H— NMRスペク トルを示した。 但し、 溶媒は 重水を用い、 'H— NMRでの化学シフト値はジォキサンの化学シフト値を 3. 53 p pmとして表した。 測定は 60°Cで行った。 すなわち図 27は 0. 6M溶 出画分の1 H— NMRスペクトルを示す図であり、 縦軸はシグナルの強度を、 横 軸は化学シフト値 (p pm) を示す。
この結果、 0. 6 M溶出画分は 0. 4 M溶出画分が数分子結合した構造を持つ ことが強く示唆された。 そこで、 0. 6 M溶出画分を実施例 9 (1) 記載のフコ —ス硫酸含有多糖一 F分解酵素によりさらに分解して得た分解物を HP LCによ り分析したところ、 反応生成物の多くが実施例 9 (2) に記載した DEAE—セ ルロファインの 0. 4 M溶出画分の硫酸化糖と同じ位置に溶出されてきた。
なお、 HP LCの分析条件は下記の通りである。
カラム S h o d e x SB802. 5 (昭和電工社製)
カラム温度 25°C
溶液 5 mMのアジ化ナトリゥムを含む 5 OmMの塩化ナトリウム
検出 示差屈折率検出器 Sh o d e x R I -7 1
上記 0. 6 M溶出画分、 0. 4 M溶出画分につきプルラン (昭和電工社製) を標 準物質としたゲルろ過法により分子量を測定したところ、 0. 4M溶出画分はプ ルラン換算で分子量約 8500、 0. 6 M溶出画分は分子量約 26000であり、
0. 6 M溶出画分は 0. 4 M溶出画分の硫酸化糖の 3量体であることが判明した。 また、 7糖残基の繰り返しの結合位置は約 0. 6M溶出画分の1 H— NMRスぺ タ トルを詳細に検討することにより、 式 (XV) 中の Fのフコースの 3位に α— (1→3) 結合でつながつていることが明らかとなった。 さらに、 上記の方法に 準じ、 上記フコース硫酸含有多糖の低分子化物中より、 (XV I) で表される硫 酸ィ匕糖の 5量体、 すなわち下記一般式 (X I V) において n = 5で表される硫酸 化糖を得た。 〔X I V〕
Figure imgf000071_0001
(式中、 Rは H又は〇S〇3 Hである) 以上のことから、 ガゴメ昆布のような褐藻類から得られた硫酸化フコース含有 多糖をフコース硫酸含有多糖一 u分解酵素及び本発明の硫酸化フコガラクタン分 解酵素で処理することにより、 硫酸ィヒフコース含有多糖一 F分解酵素によって低 分子化され、 下記一般式で表される硫酸化糖を構成糖の必須成分とする硫酸化多 糖が得られることが確認できた。 また、 該硫酸化多糖の分子量は、 実施例 1
( 3 ) の方法で測定したところ、 抽出時の処理条件が、 p H 6〜 8、 9 5 °C 約 2時間の場合は、 平均分子量は約 2 0万 (分子量分布は、 約 1万〜約 1 0 0万) であった。 また、 抽出時の処理条件が、 p H 6〜8、 2 5 °C 約 2 4時間の場合 は、 平均分子量は約 1, 3 0 0万 (分子量分布は、 約 1 0万〜約 2, 0 0 0万) であった。 産業上の利用の可能性
本発明により糖鎖工学用試薬あるいは H G F産生誘導物質として有用な硫酸ィ匕 フコガラクタン及びその低分子化物が提供される。 また、 該硫酸ィ匕フコガラクタ ンの構造解析や分解、 硫酸化フコガラクタンの低分子化物の再現性よい製造に用 いることができる新規な硫酸化フコガラタタン分解酵素が提供される。 また、 該 酵素の製造方法についても提供される。 また、 本発明の硫酸化フコガラタタン分 解酵素により硫酸化フコース含有多糖の混合物から硫酸化フコガラクタンを選択 的に除去する方法が提供される。 さらに、 本発明の硫酸化フコガラタタン分解酵 素と他のフコース硫酸含有多糖分解酵素を組み合せて使用することにより、 新規 の硫酸ィ匕糖が提供される。

Claims

O 00/50464 71 請 求 の 範 囲
1. 下記の理ィヒ学的性質を有することを特徴とする硫酸ィヒフコガラクタン又は その塩:
(1) 構成糖:ガラクトースとフコースを含有し、 そのモル比が 1 : 1〜6 : 1 である、
(2) 下記一般式 (X I) で表される硫酸化糖を構成糖の必須成分とする :
Figure imgf000073_0001
(式中、 Rは H又は S03Hである) 、
(3) 硫酸化フコガラクタン分解酵素により低分子化され、 下記一般式 (I) (I V) で表される化合物より選択される 1種以上の化合物が生成する :
Figure imgf000073_0002
Figure imgf000074_0001
Figure imgf000074_0002
Figure imgf000074_0003
(式中、 Rは H又は S03Hである) 。
2. 下記一般式 (1 1) 、 (I I ) 又は (I V) から選択される化学構造 を有する糖化合物またはその塩:
Figure imgf000075_0001
Figure imgf000075_0002
Figure imgf000075_0003
(式中、 Rは H又は S〇3Hである) 。
3. 下記の理化学的性質を有することを特徴とする硫酸ィヒフコガラクタン分解 ( 1 ) 作用:構成糖としてガラクトースとフコースを含有し、 そのモル比が 1 : :!〜 6 : 1である硫酸ィヒフコガラクタン又はその塩に作用して該硫酸ィ匕フコガラ クタンを低分子化させ、 還元性末端に硫酸ィ匕ガラタトースあるいはガラクトース を持つオリゴ糖を生成させる、
( 2 ) 至適 p H:本酵素の至適 p Hは約 7〜9である、
( 3 ) 至適温度:本酵素の至適温度は約 2 5〜 4 5 °Cである。
4 . 請求項 3記載の硫酸化フコガラクタン分解酵素を褐藻類由来の硫酸化フコ ガラクタン又はその塩に作用させて取得することを特徴とする硫酸ィヒフコガラク タンの低分子化物の製造方法。
5 . 請求項 3記載の硫酸化フコガラクタン分解酵素生産能を有するフラボバク テリゥム属細菌を培養し、 その培養物から該酵素を採取することを特徴とする請 求項 3記載の硫酸化フコガラクタン分解酵素の製造方法。
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