JPH0436294A - 牛乳由来の新規なガングリオシド及びその製造法 - Google Patents

牛乳由来の新規なガングリオシド及びその製造法

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JPH0436294A
JPH0436294A JP2143468A JP14346890A JPH0436294A JP H0436294 A JPH0436294 A JP H0436294A JP 2143468 A JP2143468 A JP 2143468A JP 14346890 A JP14346890 A JP 14346890A JP H0436294 A JPH0436294 A JP H0436294A
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acetyl
milk
ganglioside
residue
group
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JP2143468A
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Goro Hanagata
花形 吾朗
Shuichi Yanagidaira
修一 柳平
Tomoko Kobayashi
智子 小林
Takashi Yagabe
矢賀部 隆史
Sakanori Shukke
栄記 出家
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Snow Brand Milk Products Co Ltd
Original Assignee
Snow Brand Milk Products Co Ltd
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H15/00Compounds containing hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to hetero atoms of saccharide radicals
    • C07H15/02Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures
    • C07H15/04Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to an oxygen atom of the saccharide radical
    • C07H15/10Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to an oxygen atom of the saccharide radical containing unsaturated carbon-to-carbon bonds

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

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、牛乳及び乳製品中に含まれる新規な9−0−
アセチル−GD3あるいはその組成物及びその製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
ガングリオシドGD3の特殊な誘導体である90−アセ
チル−GD3は、ガングリオシドGD3の末端シアル酸
の9番目炭素の水酸基が酢酸エステルとなっているもの
である。人の黒色皮膚癌であるメラノーマやラットの神
経組織等に現れることが知られており、機能や代謝に関
する様々な研究が行われることが期待されている。
ガングリオシドを含めてスフィンゴ糖脂質は、糖鎖部分
とセラミドと呼ばれる脂質部分によって構成され、さら
にセラミド部分は長鎖塩基と脂肪酸により構成されてい
る。一般にスフィンゴ糖脂質はその糖鎖部分により分類
されているが、同じ糖脂質に分類され同じ糖鎖を持ちな
がらセラミド部分は多様性を有していることが知られて
いる。
つまり、同じ組織由来の同じ糖脂質はI!鎖は同じであ
りながら種々の長鎖塩基と脂肪酸により構成されている
わけである。この多様性はスフィンゴ糖脂質の含まれる
臓器や組織によって特徴があることも知られている。
また、スフィンゴ糖脂質の生理機能がII鎖部分によっ
て担われていることが知られているが、方セラミドの部
分の構造が生理機能発現に大きく関わっていることも抗
ストレス潰瘍活性セレブロシド等の例により知られると
ころである。つまり、スフィンゴ糖脂質は糖鎖構造ばか
りではなくセラミドの部分の構造によっても生理機能の
発現が影響を受けるわけである。
9−○−アセチルーGD3は、特に癌特異抗原として知
られ注目されているが、人メラノーマ細胞由来の9−O
−アセチル−G[13の分子量や構造にライては、長鎖
塩基はスフィンゴシン(sph ingos 1ned
18:1)、脂肪酸はパルミチン酸(C16:0)とテ
トラオセン酸(C24:1)が主要構成物質であること
のみが知られている[J、Bil、Chem。
260(1985)、 14556−14563) 、
一方、牛の正常な生体成分である牛乳より調製されたバ
ターミルクに9−0−アセチル−GD3が存在すること
が最近知られた[Lipids 24 (1989)、
680−684) 、これは90−アセチル−GD3に
特異的なモノクローナル抗体により検出したもので、分
光学的もしくは化学的に物質の構造解析を行った結果に
よるものではない。この様に、大メラノーマ細胞由来の
9−0−アセチル−GD3は物質としての構造解析がな
されているものの十分であるとは言い難く、また牛乳よ
り調製されたバターミルクの9−0−アセチル−GD3
については構造解析が行われていない。
このことは、組織や体液中の9−〇−アセチルGD3の
含有量が極微量であり、そのため分離精製された9−0
−アセチル−GD3の量が非常に少量微量であるためで
ある。物質としての9−0−アセチル−GD3を化学的
に捉えるために、また生理機能を研究する上にも大量に
9−0−アセチル−GD3を分離精製する必要がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者は牛乳もしくは乳製品を出発物質として牛乳由
来の9−0−アセチル−G[13を、従来にない規模で
大量に単離精製し、ガングリオシドの構造をI!鎖、長
鎖塩基、脂肪酸の全てにわたって決定することにより、
人メラノーマ細胞由来の9−O−アセチル−GD3との
差異を明らかにし、物質として異なることを証明し、本
発明をなすに至ヮた。したがって、本発明の目的は種々
の医学や住化学の研究、特にヒトメラノーマの研究に利
用可能な牛乳由来の9−0−アセチル−GD3をff1
(J4すること及びそのための1−0−アセチル−G[
13の製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の特徴は、牛乳もしくは乳製品を原料として得ら
れる次の一般式(1)を表される9−0アセチル−GD
3ガングリオシドにある。
Neu5  、 9Ac2a2  → 8Neu5八c
cy2 −+3Ga2β1−+ 4G2cβ1−ICe
r  (1)(ただし、式中、Neuはノイラミン酸残
基を、Acはアセチル基を、Ga2はガラクトース残基
を、G2cはグルコース残基を、Cerはセラミド残基
をそれぞれ示す。) さらに、具体的には、次の一般式(U)で表される9−
0−アセチル−GD3ガングリオシドに関する。
COH C0H (II )        HzCOCOCH3(た!
し、式中、R,はCH3(CH2)L−基またはCHs
(CHz)−CH=CH−基を、またR2はCH3(C
H2) −基、またはCHi(CHz)pCH=CH−
(CHz)を−基をそれぞれ示す。これらの基中のlは
13〜15の整数を、mは11〜13の整数を、nは1
6〜22の整数を、pは7〜13の整数をそれぞれ示す
。)また、本発明では上記式(II)の−〇〇〇〇Mは
塩を形成することもある。このような塩としてナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等を
例示することができる。さらに塩はアルギニン、リジン
等の塩基性アミノ酸、アミン類等塩基性物質との付加塩
になることもある。
本発明の9−O−アセチル−GD3ガングリオシドには
このような塩をも包含する。
これらのガングリオシドとして次の化合物を具体的に挙
げることができる。
化合物   RI             R2(m
 )    CH3(CHz) (K112=13〜1
5 CH3(CHz) − n = 16.20.21または22 (IV)    CH3(CI(、)(ロ)2−13〜
15 CH:+(CHz)p CH=CH(CHz)。
p=7.lL12または13 (V)   CI(3(CH2)、  −CFI=CF
Im−11〜13 CH3(CIり。
n = 16.20.21または22 (VI)   CI(z(CHz)−−CH=CH−一
−11〜13 CHx(CHz)−CH=CFl(CH2)?p=7.
11.12または13 すなわちセラミドの主要構成成分が、長鎖塩素d16:
O)、ヘクサデカスフィンゲニル(hexsadeca
sphingenine+d  16 : 1 )、ス
フィンガニン(sphinganine、 d  18
 : O) 、スフィンゴシン(sphingosin
e、 d  18 : 1 )であり、脂肪酸はオクタ
デカツイン酸(octadecanoic acid、
 C18:0)、オクタデカツイン酸(octadec
enoic acid  C18:1)、トコサン酸(
docosanoic acid、 C22:0)、ト
リコサン酸(tricosanoic acid、 C
23:0)、テトラコサン酸(tetracosano
ic acid、C24:0)であることを特徴とする
9−〇−アセチルGD3で化合物(II[)、 (TV
)、 (V)、 (Vl)で示される化合物あるいはそ
れらの組成物である。
はヘクサデカスフィンガニン(hexsadecasp
hinganineOHN)l C=0 (CHI)。
CHl m =1,11+ 12.13 n=13.15 (TV) m=16.2021.22 n=1315 (II[) COH C0II HzCOCOCHz OHNH C=0 (CHz)− OH3 m=16.20,21.22 n=11.13 (V) CI(s(CHz)、1C1(ミCH−CH−CH−O
OHNH C二〇 上記糖鎖 (CHz)。
本発明の9−O−アセチル−GD3は、−a的には次の
方法で製造される。
出発物質としては、牛乳または牛乳から得られるバター
ミルク、ホエー、脱脂乳等の乳製品が用いられる。これ
らの出発物質は、種々の成分、例えば蛋白質、乳糖、脂
肪や中性糖脂質、9−0アセチル−GD3以外のガング
リオシド等を含有している。本発明者らは先に牛乳ガン
グリオシドを効率的に濃縮する方法(vf開昭63−2
69992号公報)を擢案したが、この方法によるガン
グリオシド濃縮物中には9−0−アセチル−GD3も当
然のことなから高度に濃縮されている。本発明では、こ
のような方法を適用し、得られる濃縮物をさらに濃縮乾
固し、クロロホルム−メタノール混液でガングリオシド
を含む脂質を抽出したのち、アセトンで乾固物を洗浄す
ることにより脂肪やコレステロールを除く。またクロロ
ホルム−メタノール−水温液もガングリオシドを含む脂
質の抽出に同様に用いられる。この残香は糖脂質やリン
脂質が主な複合脂質画分であるが、これをさらにイオン
交換クロマトグラフィ、続いてシリカゲルクロマトグラ
フィを行うこと番こより9−O−アセチル−GD3を得
る。この様にすると9−0−アセチル−GD3は白色粉
末で化合物(II[)ない(VI)の組成物が純度90
%以上で得ることができる。
さらに、本発明では逆相カラムクロマトグラフィー等を
用いてこれらの化合物を単離することもできる。
次に、本発明の上記の方法によって得られたガングリオ
シドの構造解析について説明する。
■ 弱アルカリ氷解法 単離した9−0−アセチル−GD3に0.2Nメタノー
ル性水酸化ナトリウムを加え、室温で2時間反応させた
後濃縮脱塩を行い、薄層クロマトグラフィに供した。氷
解を行わない9−0−アセチルGD3は薄層クロマトグ
ラフ上の移動度がアセチル基のないGD3より大きいが
、氷解を行うことによりGD3と完全に一致した。この
ことは、精製したガングリオシドがアルカリに不安定な
ことと、GD3の誘導体であることを意味している。
■ プロトン核磁気共鳴スペクトル 既知の方法に従って、約3■の牛乳由来の90−アセチ
ル−GD3を重水置換した後、ジメチルスルフオキシド
−重水(981、容量比)に溶かし、90″Cでプロト
ン核磁気共鳴スペクトルを測定した。その結果を第1図
に示す。このスペクトルをヒトメラノーマ細胞より精製
された9−0アセチル−GD3のスペクトル(第2図)
と比較すると、糖鎖部分のスペクトルはほぼ一致し、分
光学的に本発明のガングリオシドの糖鎖構造が式(I)
の通りであることが確認された。
■ アセチル化GD3のアセチル基の結合位の決定賀佐
らの方法(複合糖脂質研究法■、87ページ)によりア
セタール化、メチル化、メタツリシス、トリメチルシリ
ル(TMS)化を行い、アセチル基の結合している水酸
基にはメチル基を、遊離の水酸基にはトリメチルシリル
基を導入し、GLC/MSで分析した(GLCOカラム
はDB−1、MSのイオン化電圧は70eV)。その結
果、第3図に示すように、N−メチル−N−アセチル−
9−0−メチル−4,7,8−トリー〇−T門S−ノイ
ラミニルメチルケトシドメチルエステル(N−Meth
yl−N−acetyl−9−Omethyl−4+ 
7+ 8+ −tri−0−TMS−neuramin
ylmethylketoside methyl e
ster)の質量スペクトルを確認した。これは、GD
3の末端シアル酸の9番目炭素の水酸基にアセチル基が
結合していることを意味している。
■ メチル化分析によるシアル酸の結合位の決定約1■
の9−0−アセチル−GD3を箱守の方法で完全メチル
化しその半量を、0.5dの0.3N塩酸メタノールで
75°C1B時間メタツリシスする。
溶媒を留去後乾燥して60℃20分でトリメチルシリル
化した。このTMS誘導体をGLC/MSで分析した(
GLCOカラムはDB−1、MSのイオン化電圧は70
eV)。その結果、第4図及び第5図に示すように、8
−0−T8−0−Tメチル−4,7,9−)リー〇−メ
チルーN−アセチルーノイラミニルメチルケトシドメチ
ルエステル(8−0−TMS−N−Methyl−4゜
7+ 9− tri−0−sethyl−N−acet
yl−neuraminyl+gethylketos
ide methyl ester)とN−メチル−4
,7,8,9テトラ−O−メチル−N−アセチルーノイ
ラミニルメチルケトシドメチルエステル(N−Meth
yl−4,7,8,9te tra−0−se thy
l−N−acety l−neuraa+1nylse
thylketos ide■eLhyl ester
)の質量スペクトルを確認した。
■ メチル化分析による糖鎖の結合位の決定■の完全メ
チル化9−0−アセチル−GD3の半量用い、既報に従
い、部分メチル化アルジトールアセテート誘導体を調製
した。GLC/MS分析(GLCOカラムはDB−1、
MSのイオン化電圧は70eV)した結果、1,3.5
− トリーアセチル−2,4,6−トリーメチル−ガラ
クチトール(1+3+5−tri−acety12+ 
4+ 6− tri−methly−garacti 
tol)と14.5− )リアセチル−2,3,6−ト
リーメチル−グルクチトール(L4.5−tri−ac
etyl−2+3.6−trl−methly−glu
ctitol)を確認した。
■ 構成脂肪酸 約1■のガングリオシドをテフロンシール付ネジロ試験
管にとり、1mの含水メタノール性IN塩酸を加え、7
5°C18時間加熱する。放冷後、2dのヘキサンで3
回抽出して脂肪酸メチルニスチルを得る。さらにハイド
ロキシ酸をアセチル化するため、溶媒を窒素エバポレー
ターで除き、よく乾燥させて、0.1 dのピリジン−
無水酢酸(1:1、容量比)を加え80°C30分加熱
する。得られた誘導体をGLC/MS(DB −1)で
分析した。結果は、第1表の通りである。
第1表 3Ga2β1 −+4G2cβ1→ICerであると同
定された。
第2表 ”構成比は%で表示。
■ 構成長鎖塩素 ■のヘキサン抽出後のメタノール溶液を窒素エバポレー
ターで乾燥させ、トリメチルシリル化剤を加え60°C
20分加熱する。得られた誘導体をGLC/MSで分析
した(GLCOカラムはDB−1、MSのイオン化電圧
は70eV)、結果は、第2表の通りである。
上記■ないし■に示した性質から、本発明に係わるガン
グリオシドは式(III)、 (IV)、 (V)、 
(Vl)を有する Neu5,9Ac2α2−* 8Neu5Acα2 →
一般にガングリオシドが生理的に重要な意義を有するの
で、本発明の9−0−アセチル−GD3ガングリオシド
も生理的に重要な意義をもち、医学もしくは生化学の研
究、特にメラノーマの研究における試薬として有用に利
用することができる。
次に、実施例を示して、本発明のガングリオシドの製造
法を具体的に説明する。
実施例1 ホエー粉3kgを温湯302に溶解し、そこにメタノー
ル801を加え室温で30分間撹拌し、さらにクロロホ
ルム40fを加え同様に室温で30分間撹拌して、ガン
グリオシドを抽出した。
次に、抽出液を濾過し濃縮乾固した後、クロロホルム−
メタノール混液(2:l、容量比)を500d加え、室
温で30分間撹拌して濾過した。
濾液にアセトン20ffiを加え4°Cで一晩静置し、
濾過して白色沈澱を得た。
白色沈澱をクロロホルム−メタノール−水温液(30:
60:8、容量比)に溶解し、イオン交換樹脂(口EA
E−sephadexA−25)カラム(3,0X40
C!l)に流し、ガングリオシドを吸着させた。さらに
クロロホルム−メタノール−水混液(30:60:8、
容量比) 1500d、jり)−)L、3001dT:
中性糖脂質を溶出し、ついで0.2 M酢酸ナトリウム
メタノール溶液300mでガングリオシドを溶出させた
ガングリオシド溶出液を透析し酢酸ナトリウムを除いた
後、エバポレーターで蒸発乾固し、1.2gの白色粉末
ガングリオシドを得た。この粉末は1.2g中ニ24m
g(7)9−0−7セチルーGO3を含んでいる9−0
−アセチル−GD3の組成物であった。
この粉末をクロロホルム−メタノールへ水温液(70:
30:3、容量比)で溶解し、シリカゲルカラム(3,
OX 100cm)に流し、ガングリオシドを吸着させ
た後、クロロホルム−メタノール水混液(70:30:
3、容量比)1.5ffで非ガングリオシドを溶出した
。ついで、クロロホルム−メタノール−水混液C65:
35:3.5、容量比)5I!、で分画しながら9〜0
−アセチル−GD3を溶出させた。薄層クロマトグラフ
ィーで90−アセチル−GD3を含む画分を確認し、9
−0アセチル−GD3を集め、エバポレーターで蒸発乾
固し、薄層クロマトグラフィーで95%以上の純度を持
つ9−0−アセチル−GD3を7.5■得た。
実施例2 バターミルク粉40kgを水400!に熔解した溶液に
1kgの枯草菌プロテアーゼを添加し、ptl 7.6
、温度40℃で15時間反応させ、蛋白質を分解した後
、90℃で10分間加熱し、酵素を失活させた。
次いで、この溶液を、GR−51(DDS社製)の膜面
積0.36 ryfの濾過膜を装着した限外濾過装置(
LAB−20型モジユール、DDS社製)にて、温度4
0°C1流量151/分、平均圧力0.6 MPaで濾
過し、ガングリオシドを濃縮した。濃縮終了後、濃縮槽
より濃縮液を回収し、凍結乾燥を行って、粉末3000
gを得た。
さらにこの粉末にクロロホルム−メタノール混液(2:
1、容量比)を51加え、室温で30分間撹拌して濾過
した。濾液を濃縮した後アセトン40!を加え4°Cで
一晩静置し、濾過して白色沈澱を得た。
白色沈澱をクロロホルム−メタノール−水混液(30:
60:8、容量比)に溶解し、イオン交換樹脂(DEA
E−sephadexA −25)カラム(10X60
cm)に流し、ガングリオシドを吸着させた。
さらにクロロホルム−メタノール−水混液(30:60
:8、容量比) 1542、メタノール51で中性糖脂
質を溶出し、ついで0.2 M酢酸ナトリウムメタノー
ル溶液251でガングリオシドを溶出させた。
ガングリオシド溶出液を透析し酢酸ナトリウムヲ除いた
後、エバポレーターで蒸発乾固し、1.2gの白色粉末
ガングリオシドを得た。この粉末は5.4g中に100
■の9−0−アセチル−GD3を含んでいる9−0−ア
セチル−GD3の組成物である。
この粉末をクロロホルム−メタノール−水混液(70:
30:3、容量比)で溶解し、シリカゲルカラム(3,
3X120cm)に流し、ガングリオシドを吸着させた
後、クロロホルム−メタノール水温液(70:30:3
、容量比)2.5jl!で非ガングリオシドを溶出した
。ついで、クロロホルム−メタノール−水混液(65:
35:3.5、容量比)5fで分画しなから9−0−ア
セチル−GD3を溶出させた。薄層クロマトグラフィー
で9−〇アセチルーGD3を含む百分を確認し、9−0
アセチル−GD3を集め、エバポレーターで萎発乾固し
、薄層クロマトグラフィーで95%以上の純度を持つ9
−0−アセチル−GD3を100■得た。
〔発明の効果〕
本発明のガングリオシドは、牛乳由来の9−0アセチル
−GD3であり、セラミドの部分が人メラノーマ由来の
9−0−アセチル−GD3とは構造が異なる新規なガン
グリオシドである。本発明により医学及び生化学の研究
、特にメラノーマの研究に有用な試験の提供が可能とな
り、更には多くの医学や診断薬の開発が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の9−0−アセチル−G[13のプロ
トン核磁気共鳴スペクトルを、第2図はヒトメラノーマ
細胞より得られた9−0−アセチルGD3の核磁気共鳴
スペクトルをそれぞれ示す。 第3図は、本発明のN−メチル−N−アセチル9−0−
メチル−4,7,8−)ジー0−フペクトルを、第4図
は、8−08−0−T N−メチル−4.7.9−トリ
ーOーメチルーNーアセチルノイラミニルメチルケトシ
ドメチルエステルの質量スペクトルを、また第5図は、
N−メチル−4、7,8.9−テトラ−0−メチル−N
−アセチルノイラミニルメチルケトシドメチルエステル
の質量スペクトルをそれぞれ示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)牛乳もしくは乳製品に由来し、次の一般式(1)
    で表される9−O−アセチル−GD3ガングリオシド Neu5,9Ac2α2→8Neu5Acα2→3Ga
    2β1→4G2cβ1→1Cer( I )(たゞし、式
    中、Neuはノイラミン酸残基を、Acはアセチル基を
    、Ga2はガラクトース残基を、Glcはグルコース残
    基を、Cerはセラミド残基をそれぞれ示す。)
  2. (2)ガングリオシドが次の一般式(II)で表される化
    合物あるいはその組成物である請求項(1)記載の9−
    O−アセチル−GD3ガングリオシド▲数式、化学式、
    表等があります▼(II) (たゞし、式中、R_1はCH_3(CH_2)(iv
    )−基またはCH_3(CH_2)_m−CH=CH−
    基を、またR_2はCH_3(CH_2)_n−基、ま
    たはCH_3(CH_2)_pCH=CH−(CH_2
    )_7−基をそれぞれ示す。これらの基中のlは13〜
    15の整数を、mは11〜13の整数を、nは16〜2
    2の整数を、pは7〜13の整数をそれぞれ示す。)
  3. (3)牛乳もしくは乳製品を、クロロホルム−メタノー
    ル混液またはクロロホルム−メタノール−水混液によっ
    てガングリオシドを抽出し、抽出液をアセトンで洗滌し
    、イオン交換クロマトグラフィー、シリカゲルクロマト
    グラフィー処理することによって請求項(1)または(
    2)記載の9−O−アセチル−GD3を得ることを特徴
    とするガングリオシドの製造法
JP2143468A 1990-06-01 1990-06-01 牛乳由来の新規なガングリオシド及びその製造法 Pending JPH0436294A (ja)

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