JPH0423802A - 分岐シクロデキストリンの側鎖部分にβ―結合でガラクトシル基を転移結合させた新規ヘテロ分岐シクロデキストリン及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、糖転移作用を利用した分岐シクロデキストリ
ンの側鎖にβ−結合で１個または２個のガラクトシル基
を結合させた新規ヘテロ分岐シクロデキストリン及びそ
の製造方法に関するものである。

〔従来の技術、発明が解決しようとする課題〕シクロデ
キストリン（以下、ＣＤと略記する。）は、グルコース
がα−１，４結合で連なった環状デキストリンで、グル
コース６、　７．　８個より成るそれぞれα−１β−及
びγ−ＣＤが良く知られている。最近、ＣＤの溶解度を
改善するため、これらＣＤにα：１，６結合でグルコシ
ル基やマルトシル基を結合させた分岐ＣＤが合成されて
いる。

これらＣＤ及び分岐ＣＤには分子内部に空洞があり、し
かもこの空洞内部が疎水性になっているため、各種油性
物質を取り込む性質を有している。

ＣＤ及び分岐ＣＤはこのような性質を持っているため、
食品工業、化粧品工業、医薬品工業なとの分野で広く使
用されている。

最近、医薬品工業の分野では薬剤の副作用を少なくする
ため、糖質の細胞認識性に着目して、これをドラッグ・
デリバリ−・システムの薬剤運搬体の標識細胞へのセン
サーとして利用する研究か活発に行われている。また、
ガラクトースは生体内の各部位に強い親和性を示すこと
が良く知られている。

そこで、本発明者らは分岐ＣＤの包接作用とガラクトー
スのこの特質を利用して、ドラッグ・デリバリ−・シス
テムに利用することを目的として分岐ＣＤにガラクトシ
ル基を転移結合させたヘテロ分岐ＣＤの合成を試みた。

その結果、市販の各種β−ガラクトシル基転移酵素がβ
−ガラクトシル糖化合物からグルコシル−α−２β−及
びγ−ＣＤ（以下、それぞれＧｌ−α−ＣＤ、Ｇｌ−β
−ＣＤ及びＧ１−γ−ＣＤと略記する。）及びマルトシ
ル−α−１β−及びγ−ＣＤ（以下、それぞれＧ２−α
−ＣＤＳＧ２−β−ＣＤ及びＧ２−γ−ＣＤと略記する
。）の側鎖に、β−結合でガラクトシル基を転移結合さ
せたヘテロ分岐ＣＤを合成することを見出した。さらに
、このうちバチルス・サーキュランス由来のβ−ガラク
トシル基転移酵素は、Ｇ１−β−ＣＤの側鎖のグルコシ
ル基及びＧ２−α−ＣＤの側鎖のマルトシル基の非還元
性末端のグルコシル基に、β−１，４結合で１個または
２個のガラクトシル基を転移結合させたヘテロ分岐ＣＤ
を優先的に合成することを見出し、この知見に基づいて
本発明を完成したのである。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は、Ｇ１−β−ＣＤの側鎖のグルコシル
基の４位の水酸基にβ−結合で１個または２個のガラク
トシル基を転移結合させた構造のヘテロ分岐ＣＤ及びＧ
２−α−ＣＤの側鎖のマルトシル基の非還元性末端のグ
ルコシル基の４位の水酸基にβ−結合で１個または２個
のガラクトシル基を転移結合させた構造のヘテロ分岐Ｃ
Ｄ、さらにＧｌ−α−，Ｇ１−β−，Ｇ１−γ−、Ｇ２
−α−、Ｇ２−β−及びＧ２−γ−ＣＤの側鎖部分にβ
−結合で１個または２個のガラクトシル基を結合させた
構造のヘテロ分岐ＣＤ並びにグルコシル−α、β−及び
γ−シクロデキストリン、マルトシル−α、β−及びγ
−シクロデキストリンとβ−ガラクトシル糖化合物とを
含有する水溶液または懸濁液に、β−ガラクトシル基転
移酵素を作用させることを特徴とする分岐シクロデキス
トリンの側鎖にβ−結合でガラクトシル基を結合させた
ヘテロ分岐シクロデキストリンの製造方法を提供するも
のである。

具体的には、本発明に係る物質は第１図の構造式Ｉ〜■
で表せられるものである。

本発明に係る物質は、Ｇ１−α−，Ｇｌ−β−Ｇ１−γ
−、Ｇ２−α−、Ｇ２−β−またはＧ２−γ−ＣＤとβ
−ガラクトシル糖化合物とを含む水溶液または懸濁液に
、β−ガラクトシル基転移酵素を作用させることによっ
て得られる。

本発明に用いるβ−ガラクトシル糖化合物（以下、糖供
与体と記す。）としては、通常乳糖が用いられるが、β
−ガラクタン及びその分解物であるオリゴ糖またはβ−
ガラクトシル基を含む配糖体、ヘテロオリゴ糖等も用い
ることができる。

本発明に用いるβ−ガラクトシル基転移酵素としては、
β−ガラクトシル糖化合物とＧ１−α−Ｇ１−β−，Ｇ
ｌ−γ−、Ｇ２−α−、Ｇ２−β−またはＧ２−γ−Ｃ
Ｄを含む水溶液に作用させるとき、糖供与体を分解し、
その１個または２個のβ−ガラクトシル基をＧｌ−α−
，Ｇ１−β及びＧｌ−γ−ＣＤの側鎖のグルコシル基ま
たはＧ２−α−，Ｇ２−β−及びＧ２−γ−ＣＤの側鎖
のマルトシル基にβ−結合で転移させ、ヘテロ分岐ＣＤ
を合成するものてあれば、いずれも使用可能である。こ
の反応系ての分岐ＣＤと糖供与体を含む水溶液または懸
濁液は、分岐ＣＤの濃度か約１〜１００％（Ｗ／Ｗ）、
糖供与体の濃度が約１〜５０％（Ｗ／Ｗ）とし、かつ分
岐ＣＤに対する糖供与体の比率は使用する糖供与体の種
類によって異なるか、０．１〜５０倍の範囲、好ましく
は０．３〜２倍の範囲とする。

本発明に使用するβ−ガラクトシル基転移酵素は自然界
に広く分布している。例えば高等植物。

動物に由来するもののほか、微生物起源のものとしては
バチルス・サーキュランス、アスペルギルス・オリゼー
、ペニシリウム・マルテイカラーサッ力ロマイセス・フ
ラギリスなど細菌、カビ。

酵母などの生産する酵素がよく知られている。

反応液のｐＨと温度は通常ｐＨ４〜９．温度は３０〜６
０℃が適当である。使用酵素量は反応時間と密接な関係
があり、通常５〜１００時間、好ましくは５〜２０時間
で反応か終了する酵素量にすればよいが、これらに限定
されるものではない。

以上のような方法で反応させて得られた液を高速液体ク
ロマトグラフィーにかけて、Ｇ１−α−Ｇ１−β−，Ｇ
ｌ−γ−、Ｇ２−α−、Ｇ２−β−及びＧ２−γ−ＣＤ
への転移生成物を分取したのち、酵素分解法により構造
を調べた。また、Ｇｌ−β−ＣＤ及びＧ２−α−ＣＤへ
の転移生成物について、それぞれを分画、分取した後、
酵素分解法及び核磁気共鳴により構造解析を行った結果
、第１図の構造式（Ｉ〜■）に示すようなヘテロ分岐Ｃ
Ｄであることを確認した。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ （１）転移反応 乳糖１ｇ、Ｇｌ−β−ＣＤ２ｇを１００ｍＭ酢酸緩衝液
（１）８６．０）５−に溶解させた後、バチルス・サー
キュランスのβ−ガラクトシル基転移酵素（商品名：ビ
オラフタ、大和化成相製）を１０■加え、４０°Ｃにて
１時間反応させた（第２図）。

反応後、酵素を加熱失活させた溶液を高速液体クロマト
グラフィにかけて転移生成物（Ａ）及び（Ｂ）を分画、
分取し、それぞれ５００■及び１００■を得た。

（２）構造解析 上記分画、単離された転移生成物（Ａ）はビオラフタに
より完全に等モルのガラクトースとＧ１β−ＣＤに分解
された（第３図）。転移生成物（Ｂ）は２モルのガラク
トースと１モルの０１−β−ＣＤに分解された。また、
”Ｃ−ＮＭＲ解析により、第４図及び第５図に示すよう
に、Ｇｌ−β−ＣＤの側鎖のグルコシル基の４位の水酸
基にβ−結合で、ガラクトシル基か結合した化合物、さ
らにガラクトシル基の４位の水酸基にβ−結合で、ガラ
クトシル基か結合した化合物（第１図の構造■）である
ことか確認された。

実施例２ （１）転移反応 乳糖２ｇ、Ｇ２−ａ−ＣＤ３ｇを１００ｍＭ酢酸緩衝液
（１）Ｈ６，０）６−に溶解させた後、ビオラフタをｌ
Ｏ■加え、４０℃にて反応させた（第６図）。２時間後
、１００℃で２０分間加熱し、酵素を失活させた反応液
を高速液体クロマトグラフィにかけて、転移生成物（Ｃ
）及び（Ｄ）を分画、分取し、それぞれ６３０■及び１
８５■を得た。

（２）構造解析 上記転移生成物（Ｃ）及び（Ｄ）はビオラフタにより完
全に分解され、それぞれガラクトースと０２−α−ＣＤ
をｌ：１及び２：１のモル比で生成した。

また、”Ｃ−ＮＭＲ解析により、第７図及び第８図に示
すように、Ｇ２−α−ＣＤの側鎖のマルトシル基の非還
元性末端のグルコシル基の４位の水酸基にβ−結合で、
ガラクトシル基か結合した化合物であることが確認され
た（第１図の構造■）。

実施例３ （１）転移反応 ガラクトビオース（β−１，４結合）５００■。

Ｇ　１−ａ−ＣＤ５００ｍｇを１００ｍＭ酢酸緩衝液（
ｐＨ４，５）　５ｙＩＬｌに溶解させた後、ペニシリウ
ム・マルティカラーのβ−ガラクトシル基転移酵素（商
品名：ラクターゼ−Ｐ、ケイ・アイ化成■製）を５■加
え、４０°Ｃにて３０分間反応させた。反応後、酵素を
加熱失活させた溶液を高速液体クロマトグラフィにかけ
て、転移生成物を５０■を単離した。

（２）構造解析 上記転移生成物は、ラクターゼ−Ｐにより完全にガラク
トースとＧｌ−α−ＣＤに加水分解された。また、本酵
素剤では、α−２β−およびγ−ＣＤのような非分岐Ｃ
Ｄには転移しないことより、上記転移生成物はＧｌ−α
−ＣＤの側鎖のグルコシル基のＣ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ６
位のいずれかの水酸基にβ−結合でガラクトシル基が転
移した化合物であることが確認された（第１図の構造Ｉ
）。

実施例４ （１）転移反応 パラニトロフェニル−β−ガラクトシド２００■。

Ｇ２−β−ＣＤ６００ｍｇを１００ｍＭ酢酸緩衝液（ｐ
Ｈ４，５）ｌＯｍｔ’に溶解させた後、アスペルギルス
・オリゼーのβ−ガラクトシル基転移酵素（商品名：ラ
クターゼ−Ｆ、大野製薬■製）を１■加え、４０°Ｃに
て３時間反応させた。反応後、酵素を加熱失活させた溶
液を高速液体クロマトグラフィにかけて、転移生成物２
０■を単離した。

（２）構造解析 上記転移生成物は、ラクターゼ−Ｆにより完全にガラク
トースと０２−β−ＣＤに加水分解された。また、本酵
素剤ては、α−９β−及びγ−ＣＤのような非分岐ＣＤ
には転移しないことより、上記転移生成物はＧ２−β−
ＣＤの側鎖のマルトシル基のいずれかのグルコシル基の
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，０６位の水酸基のずれかにβ−結合
でガラクトシル基か転移した化合物であることが確認さ
れた（第１図の構造■）。

実施例５ （１）転移反応 バラニトロフェニル−β−ガラクトシド１００■。

Ｇ　ｌ−７−ＣＤ２００ｍｇを１００ｍＭ酢酸緩衝液（
１）Ｈ４，５）１０ｍｌに溶解させた後、アスペルギル
ス・オリゼーのβ−ガラクトシル基転移酵素（商品名：
ラクターゼーＹ−ＡＯ１■ヤクル本社製）を１■加え、
４０°Ｃにて１時間反応させた。反応後、酵素を加熱失
活させた溶液を高速液体クロマトグラフィにかけて、転
移生成物２０■を単離した。

（２）構造解析 上記転移生成物は、ラクターゼ−Ｙ−Ａ○により完全に
ガラクトースとＧｌ−γ−ＣＤに加水分解された。また
、本酵素剤ては、α−９β−及びγ−ＣＤのような非分
岐ＣＤには転移しないことより、上記転移生成物はＧｌ
−γ−ＣＤの側鎖のグルコシル基のＣ２，Ｃ３，Ｃ４，
Ｃ６位の水酸基のいずれかにβ−結合てガラクトシル基
か転移した化合物であることか確認された（第１図の構
造■）。

実施例６ （１）　　転移反応 乳糖５００ｍｇ、　Ｇ２−７ＣＤ２５０ｍｇを１００ｍ
Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７，３）２−に溶解させた後、サ
ツカロマイセス・フラギリスのβ−ガラクトシル基転移
酵素（シグマ社製）をｔｏ　　ＩＵ加え、４０°Ｃにて
５時間反応させた。反応後、酵素を加熱失活させた溶液
を高速液体クロマトグラフィにかけて、転移生成物３０
■を単離した。

（２）構造解析 上記転移生成物は、上記酵素により完全にガラクトース
と０２−γ−ＣＤに加水分解された。また、本酵素剤で
は、α−９β−及びγ−ＣＤのような非分岐ＣＤには転
移しないことより、上記転移生成物はＧ２−γ−ＣＤの
側鎖のマルトシル基のいずれかのグルコシル基のＣ２，
Ｃ３，Ｃ４゜Ｃ６位の水酸基のいずれかにβ−結合でガ
ラクトシル基か転移した化合物であることが確認された
（第１図の構造■）。

〔発明の効果〕

本発明によれば、分岐ＣＤに１個または２個のガラクト
シル基を転移結合させた新規ヘテロ分岐ＣＤと該化合物
の効率的な製造方法が提供される。

本発明の新規ヘテロ分岐ＣＤは医薬品分野のほか食品分
野、化粧品分野等における幅広い利用が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る物質の構造式を示し、第２図は実
施例１の転移反応生成物の高速液体クロマトグラフ、第
３図は該転移反応生成物のビオラフタによる分解物の高
速液体クロマトグラフ、第４図及び第５図は”Ｃ−ＮＭ
Ｒスペクトル、第６図は実施例２の転移反応生成物の高
速液体クロマトグラフ、第７図及び第８図は”Ｃ−ＮＭ
Ｒスペクトルである。 特許出願人　塩水港精糖株式会社 北畑寿美雄 一棗七二１ 図面のｉ＞吉Ｃ内容に変更なし） 第２図 ＱΣ 図面の浄書（内容に変更なし） 第３図 図面の浄書（内容に変更なし） 第６図 手続補正書（甚） 平成２年９月１８日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）グルコシル−β−シクロデキストリンの側鎖のグ
   ルコシル基の４位の水酸基にβ−結合で１個または２個
   のガラクトシル基を転移結合させた構造のヘテロ分岐シ
   クロデキストリン。
2. （２）マルトシル−α−シクロデキストリンの側鎖のマ
   ルトシル基の非還元性末端のグルコシル基の４位の水酸
   基にβ−結合で１個または２個のガラクトシル基を転移
   結合させた構造のヘテロ分岐シクロデキストリン。
3. （３）グルコシル−α，β−及びγ−シクロデキストリ
   ン、マルトシル−α，β−及びγ−シクロデキストリン
   とβ−ガラクトシル糖化合物とを含有する水溶液または
   懸濁液に、β−ガラクトシル基転移酵素を作用させるこ
   とを特徴とする分岐シクロデキストリンの側鎖にβ−結
   合でガラクトシル基を結合させたヘテロ分岐シクロデキ
   ストリンの製造方法。