JPH0529430B2 - - Google Patents

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JPH0529430B2
JPH0529430B2 JP27786584A JP27786584A JPH0529430B2 JP H0529430 B2 JPH0529430 B2 JP H0529430B2 JP 27786584 A JP27786584 A JP 27786584A JP 27786584 A JP27786584 A JP 27786584A JP H0529430 B2 JPH0529430 B2 JP H0529430B2
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Japan
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lysozyme
substituted
reduced
reduced lysozyme
alkylated
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Taiji Imoto
Hidenori Yamada
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Description

【発明の詳細な説明】
この発明はS−置換アルキル化還元リゾチーム
およびその製造方法に関するものである。S−置
換アルキル化還元リゾチームは、殊にプロテアー
ゼ類の特異性を決定するのに極めて有用である。 プロテアーゼ類の特異性は短いポリヘプタイド
に対する作用によつて規定される。一般にプロテ
アーゼ類は多くの結合部位を有し、また短いポリ
ペプタイドに対する活性も弱い。従つて、得られ
る情報が余り正確でなかつたり、時には誤つてい
ることさえある。これまでプロテアーゼ類の特異
性を調べるためには酸化インシユリンのβ−鎖が
使用されてきた。しかし、この酸化インシユリン
β−鎖は、ある種のアミノ酸が欠如していて、満
足する情報を入手することができない場合があ
り、また酸化インシユリンβ−鎖は非常に高価で
あり、プロテアーゼ類の特異性決定に使用するの
に難点が多い。そこでプロテアーゼ類の特異性を
十分に調査するためには、全アミノ酸配列が決定
されていて、かつその分子量が比較的小さく、更
に安価に入手できるタンパク質基質が強く要望さ
れてきた。 従つて、本発明者は、従来使用されてきた基質
に代わるタンパク質基質について鋭意研究を続け
てきた結果、リゾチームから、プロテアーゼ類の
特異性を決定するのに充分実用に供しうる基質が
提供されることを見出して、この発明を完成する
に至つた。 リゾチームは、総てのアミノ酸を含有している
が、その分子中に4個のジスルフイド(S−S)
結合を有しているので、そのままではプロテアー
ゼ類の特異性を決定する基質として使用するには
難点がある。そこで、本発明者は、リゾチームを
還元剤で還元し、そのジスルフイド結合を開裂さ
せ、遊離したスルフヒドリル(S−H)基の1部
もしくは全部にアルキル化剤で化学的修飾を行つ
て得られた生成物、即ちS−置換アルキル化還元
リゾチームが、変性タンパク質に溶解度を付与
し、プロテアーゼ類の特異性を決定するのに有利
なタンパク質基質として使用できることを確認し
た。 従つて、この発明に係るS−置換アルキル化還
元リゾチームは、還元リゾチームのスルフヒドリ
ル(SH)基を部分的にもしくは全部に置換アル
キル化したものである。 尚、この明細書において使用する「還元リゾチ
ーム」という語句は、リゾチームを還元剤によつ
た開裂させて得られるジスルフイド(S−S)結
合の1部もしくは全部がスルフヒドリル(SH)
基に還元されたリゾチームを指称する。 この発明に使用するリゾチームは主に卵白より
精製することができるが、市販品を使用すること
もできる。リゾチームの還元は常法に従つて行え
ばよく、例えばメルカプトエタノール等の還元剤
を使用すればよい。還元剤の使用量は、所望する
リゾチームの還元程度、還元条件等によつて変え
ることができる。反応条件は、リゾチームが変性
しないような緩和なものでなければならず、反応
を促進させるために加温させるのが好ましい。 得られた還元リゾチームは次いで置換アルキル
化剤によつてS−アルキル化がされて、そのスル
フヒドリル(SH)基の1部もしくは全部が置換
アルキル基で保護されたS−置換アルキル化還元
リゾチームが得られる。使用できる置換アルキル
化剤としては、例えば、ヨード酢酸、ヨードプロ
ピオン酸等のヨード脂肪酸、ブロモ酢酸等のブロ
モ脂肪酸等のハロゲン化脂肪酸、かかるハロゲン
化脂肪酸アミド、ブロムエチルアミン臭化水素酸
塩等のブロモアルキルアミン臭化水素酸塩、ブロ
ムエチルジメチルアンモニウムブロマイド、ブロ
ムエチルトリメチルアンモニウムブロマイド、ブ
ロモプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド
等のブロモアルキル(モノ、ジもしくはトリアル
キル)アンモニウムブロマイド等が挙げられる。
アルキル化剤の使用量は、アルキル化するスルフ
ヒドリル基の数によつて変わるが、還元剤に対し
て通常5モル程度、好ましくは約1〜4モル程度
である。またアルキル化は、還元リゾチームが変
性しない条件下で行なわなければならないが、通
常は多少加温した程度の温度で、約5分間から10
時間までの反応時間で行なうのが有利である。 得られたS−置換アルキル化還元リゾチームを
アミノ酸分析した結果、シスチン成分と置換アル
キル化されたシステイン成分を除いて天然のリゾ
チームのアミノ酸分析値と同じであることが確認
された。またヒスチジン残基及びメチオニン残基
を含む他のいかなる残基においても何ら副反応が
起こつていないことが判明した。更に、得られた
S−置換アルキル化還元リゾチームは水、緩衝液
等に対して種々の溶解度を有しているが、その溶
液を種々のプロテアーゼで加水分解して各種のペ
プタイドを得ることができる。このようにして得
られたペプタイドを分析した結果、この発明に係
るS−置換アルキル化還元リゾチームは各種のプ
ロテアーゼの特異性を決定するのに極めて有用で
あることが確認された。 以下、この発明を実施例で詳細に説明する。 実施例 1 リゾチームの還元及び還元リゾチームのアルキ
ル化 70mgのリゾチーム(生化学工業株式会社製のニ
ワトリ卵白リゾチームを5回再結晶したもの)を
8M尿素および5.25Mエチレンジアミンテトラア
セテートを含有する0.5Mトリス緩衝液(PH8.6)
2mlに溶解した。この溶液をアスピレータで脱ガ
スし、窒素で置換した。得られた溶液に、
0.43mM2−メルカプトエタノール30μを添加
し、得られた反応液を40℃で2時間放置した。次
いで0.43mM3−ブロモプロピルトリメチルアン
モニウムブロマイド93.4mgを添加し、得られた溶
液を40℃で2時間放置した。この反応液を蒸留水
で透析するか、または10%酢酸で溶出したセフア
デツクスG−25(登録商標)の1.5×92mlカラムを
通すとS−3−(トリメチルアミノ)プロピル化
リゾチームが得られた。この生成物を凍結乾燥し
た。 この生成物は水に可溶でかつPH2〜9の間の緩
衝液に良く溶けるが、ある種の塩類もしくは濃塩
類溶液に対する溶解度が低下することがある。こ
の場合には、この生成物の濃水溶液を塩類溶液で
希釈するとかなり安定な溶液が得られる。 得られた生成物をアミノ酸分析した結果、シス
チン成分とS−3−(トリメチルアミノ)プロピ
ル化システイン成分を除いて天然のリゾチームの
アミノ酸分析値と同じであり、ヒスチジンまたは
メチオニン残基上で何ら副反応が起こつていない
ことが確認された。S−3−(トリメチルアミノ)
プロピル化システインは常法のアミノ酸分析法に
従つてリシンを使用した場合と同じ場所に溶出さ
れた。 未反応のシスチンおよびシステインの残基を調
べるために、適当な時間反応させて得られたS−
3−(トリメチルアミノ)プロピル化リゾチーム
を再度同様に還元し、得られた還元リゾチームを
ヨード酢酸でS−カルボキシメチル化した。得ら
れた生成物をアミノ酸分析した結果を第1図に示
す。 第1図に示すように、カルボキシメチル化シス
テインの数の減少は、リシンとS−3−(トリメ
チルアミノ)プロピル化システインのピーク領域
の増加と一致している。リシンとS−3−(トリ
メチルアミノ)プロピル化システインとを合せた
ピーク領域は2ないし4時間で一定になり、S−
3−(トリメチルアミノ)プロピル化は40℃で2
時間以内に終了するようである。このことで、使
用した条件下においては、リシン残基上では何ら
副反応が起こつてないことが分かる。このことは
また、この生成物のトリプシン分解によつて得ら
れたペプタイドのペプタイド地図の結果からも確
認された。2〜4時間反応させて得られたピーク
領域から、S−3−(トリメチルアミノ)プロピ
ル化システインに対するニンヒドリン呈色因子は
リシンに対するニンヒドリン呈色因子の61%であ
ることが推定された。第1図では、生成されたS
−3−(トリメチルアミノ)プロピル化システイ
ンの数は、この呈色因子を使用した時間に対して
プロツトした。 トリプシンによる加水分解 S−3−(トリメチルアミノ)プロピル化リゾ
チーム5mgを0.1M NH4HCO3(PH8.2)1mlに溶
解し、得られた溶液を40℃で2時間TPCKトリプ
シン(1%リゾチーム重量)を用いて蒸解した。
この蒸解を沸騰水浴中で反応液を10分間加熱させ
て止めた後、得られた混合物を半透膜フイルター
(0.45μm、西ドイツ・ザルトーリウス社製)でろ
過した。得られた液を逆相高速液体クロマトグラ
フイーによつて分析した結果、トリプシン加水分
解により得られたペプタイドの溶出パターンは第
2図の示す通りである。各ピークをアミノ酸分析
したところ、その酸成分が同一であることが分か
つた。 トリプシンはアルギニンとリシンのカルボキシ
ル未端においてだけS−3−(トリメチルアミノ)
プロピル化還元リゾチームを加水分解し、それに
よつて得られたペプタイドはS−カルボキシメチ
ル化還元リゾチームから得られたペプタイド類と
同じであつた。尚、トリプシンは、その強い塩基
性にも拘わらず、S−3−(トリメチルアミノ)
プロピル化システインのカルボキシル基未端にお
けるペプタイド結合を加水分解しなかつた。 なお、第2図に示すアミノ酸ピークは次のこと
を示す。また、アミノ酸名の後に、カツコで示し
た数字はアミノ酸配列番号を示す。
【表】 実施例 2 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブ
ロマイドの代わりにヨード酢酸を用い、還元リゾ
チームのアルキル化をほぼ15分間行う以外は、実
施例1と同様に処理すると、S−カルボキシメチ
ル化還元リゾチームが得られた。 このS−カルボキシメチル化還元リゾチームは
水には殆んど不溶であり、そのカルボキシ基がプ
ロトン化されている酸性溶液中にはある程度溶解
する。このリゾチーム誘導体は、中性PH領域にお
いては、7アミノ酸および11グアニジノ基がプラ
スに、8S−カルボキシメチル基および10カルボ
キシ基がマイナスに負荷している。このS−カル
ボキシメチル化還元リゾチームのアミノ酸成分を
トリプシンで分解して得られたペプタイドは、実
施例1で得られた還元リゾチーム誘導体のそれと
同じであつた。 実施例 3 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブ
ロマイドの代わりにヨードアセトアミドを用い、
還元リゾチームのアルキル化をほぼ15分間行うこ
と以外は実施例1と同様に処理することにより、
S−カルバミドメチル化還元リゾチームを得た。
得られたS−カルバミドメチル化リゾチームは水
に難溶である。 実施例 4 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブ
ロマイドの代わりにブロムエチルアミン臭化水素
酸塩2モルを用いた以外は実施例1と同様に処理
すると、S−アミノエチル化リゾチームが得られ
た。このS−アミノエチル化リゾチームは水に相
当溶解する。 実施例 5 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブ
ロマイドの代わりに2−ブロムエチルジメチルア
ンモニウムブロマイド3.5モル使用し、還元リゾ
チームのアルキル化反応を8時間行つた以外は、
実施例1と同様に処理すると、S−ジメチルアミ
ノエチル化リゾチームが得られた。このS−ジメ
チルアミノエチル化リゾチームは水にかなり良く
溶解した。 実施例 6 3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブ
ロマイドの代わりに2−ブロムエチルトリメチル
アンモニウムブロマイド2.3モル使用し、また還
元リゾチームのアルキル化反応を8時間行つた以
外は、実施例1と同様に処理すると、S−2−ト
リメチルアミノエチル化リゾチームが得られた。
この生成物は水に可溶であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、還元リゾチームのスルフヒドリル基
と3−ブロモプロピルトリメチルアンモニウムブ
ロマイドの反応の経時変化を示すグラフである。
図中、曲線3は、リシンとS−3−(トリメチル
アミノ)プロピル化システインのピーク領域とア
ラニンのピーク領域との比を示し、曲線2は明細
書に記載したようにニンヒドリン呈色因子が得ら
れたS−3−(トリメチルアミノ)プロピル化シ
ステインの数を示し、そして曲線1は実施例1に
おいてカルボキシメチル化して得られたカルボキ
シメチル化システインの数を示す。 第2図は、還元リゾチームにS−3−(トリメ
チルアミノ)プロピル化反応を4時間行つて得ら
れたS−3−(トリメチルアミノ)プロピル化リ
ゾチームをトリプシンで加水分解して得られたペ
プタイドを逆相高速液体クロマトグラフイーのグ
ラフを示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 還元リゾチームのスルフヒドリル基の1部も
    しくは全部がS−置換アルキル化されたS−置換
    アルキル化還元リゾチーム。 2 還元リゾチームがカルボキシメチル基で置換
    されていることからなる特許請求の範囲1項に記
    載のS−置換アルキル化還元リゾチーム。 3 還元リゾチームがカルバミドメチル基で置換
    されていることからなる特許請求の範囲1項に記
    載のS−置換アルキル化還元リゾチーム。 4 還元リゾチームがアミノエチル基で置換され
    ていることからなる特許請求の範囲第1項記載の
    S−置換アルキル化還元リゾチーム。 5 還元リゾチームがジメチルアミノエチル基で
    置換されていることからなる特許請求の範囲第1
    項記載のS−置換アルキル化還元リゾチーム。 6 還元リゾチームがトリメチルアミノエチル基
    で置換されていることからなる特許請求の範囲第
    1項に記載のS−置換アルキル化還元リゾチー
    ム。 7 還元リゾチームがトリメチルアミノプロピル
    基で置換されていることからなる特許請求の範囲
    第1項に記載のS−置換アルキル化還元リゾチー
    ム。 8 還元リゾチームにS−置換アルキル化剤を反
    応させてそのスルフヒドリル基の1部もしくは全
    部が置換アルキル化されたS−置換アルキル化還
    元リゾチームを得ることを特徴とするS−置換ア
    ルキル化還元リゾチームの製造方法。 9 前記アルキル化剤がヨード酢酸であることか
    らなる特許請求の範囲第8項に記載の製造方法。 10 前記アルキル化剤がヨードアセトアミドで
    あることからなる特許請求の範囲第8項に記載の
    製造方法。 11 前記アルキル化剤がブロムエチルアミン臭
    化水素酸塩であることからなる特許請求の範囲第
    8項に記載の製造方法。 12 前記アルキル化剤がブロムエチルジメチル
    アンモニウムブロマイドであることからなる特許
    請求の範囲第8項に記載の製造方法。 13 前記アルキル化剤がブロムエチルトリメチ
    ルアンモニウムブロマイドであることからなる特
    許請求の範囲第8項に記載の製造方法。 14 前記アルキル化剤がブロモプロピルトリメ
    チルアンモニウムブロマイドであることからなる
    特許請求の範囲第8項に記載の製造方法。
JP27786584A 1984-12-28 1984-12-28 S−置換アルキル化還元リゾチ−ムおよびその製造方法 Granted JPS61268181A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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