JPH0625275A - 糖転移反応によって得られた糖脂質 - Google Patents

糖転移反応によって得られた糖脂質

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JPH0625275A
JPH0625275A JP3276103A JP27610391A JPH0625275A JP H0625275 A JPH0625275 A JP H0625275A JP 3276103 A JP3276103 A JP 3276103A JP 27610391 A JP27610391 A JP 27610391A JP H0625275 A JPH0625275 A JP H0625275A
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吾朗 花形
Tomoko Kobayashi
智子 小林
Shuichi Yanagidaira
修一 柳平
Sakanori Shukke
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Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明は、糖脂質と乳糖を基質として用い、β
−ガラクトシダーゼの糖転移反応によって得られた下記
一般式(I)に示す糖脂質である。 一般式 Galβ1→4 Galβ1→X Glcβ1→1 Cer (I) X=4または6 (式中 Gal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表す。また、Xは
結合部位を表す。) 【効果】この糖脂質は温和な条件で、大量に製造するこ
とができ、医薬及び試薬として安価に供給することが可
能であり、医学及び生化学の研究に寄与するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は糖転移反応によって得ら
れた新規な糖脂質に関する。
【0002】
【従来の技術】糖脂質は糖と脂質を構成成分とする物質
群で、分子内に親水性部分と疏水性部分を併せ持ってお
り、生体膜の表面などに存在している。生体内における
糖脂質の役割については、細胞の相互認識、分裂、増
殖、分化、免疫などが知られており、生理機能に関して
も重要な役割を演じていると考えられている。そして、
それらを対象とする研究のために、天然の糖鎖構造を有
する糖脂質や新規な糖脂質の合成が試みられている。従
来、ラクトシルセラミドなどの化学合成がよく知られて
いるが、操作が煩雑で危険性が高く、しかも副産物も多
く生成するという問題があった。また、転移酵素を用い
る方法も行われているが、それらの酵素は不安定で比活
性も小さく、基質として活性型の糖が必要である。ま
た、転移酵素を用いることによって、天然の糖鎖構造を
持つ糖脂質を合成することは可能であるが、新規な糖脂
質の合成はできないという問題もある。
【0003】一方、β−ガラクトシダーゼなど糖質を加
水分解する酵素は、糖転移反応で糖を付与することが知
られており、オリゴ糖などの合成に用いられているが、
糖脂質の合成に用いるという試みはなされていなかっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、新規な
糖鎖構造を有する糖脂質を合成する方法について鋭意研
究を重ねてきた結果、従来知られているβ−ガラクトシ
ダーゼの糖転移反応を利用し、糖脂質と乳糖を基質とす
ることによって、新規な糖脂質を合成することができる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
【0005】
【課題を解決するための手段】第一の本発明は、糖脂質
と乳糖を基質として用い、β−ガラクトシダーゼの糖転
移反応によって得られた下記一般式(I)に示す糖脂質
である。 一般式 Galβ1→4 Galβ1→X Glcβ1→1 Cer (I) X=4または6 (式中 Gal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表す。また、Xは
結合部位を表す。)糖脂質としてラクトシルセラミドを
用い、これと乳糖を基質としてβ−ガラクトシダーゼの
糖転移反応によって得ることができる。
【0006】また、第二の本発明は、糖脂質と乳糖を基
質として用い、β−ガラクトシダーゼの糖転移反応によ
って得られた下記一般式(II) に示す糖脂質である。 一般式 Galβ1→4 Galβ1→6 Galβ1→1 Cer (II) (式中 Galはガラクトース残基を、Cer はセラミド残基
をそれぞれ表す。)糖脂質としてガラクトシルセラミド
を用い、これと乳糖を基質としてβ−ガラクトシダーゼ
の糖転移反応によって得ることができる。
【0007】本発明の糖脂質を合成する方法は、β−ガ
ラクトシダーゼを糖脂質と乳糖からなる基質に作用さ
せ、糖転移反応によって糖脂質にガラクトース残基を付
与させる。本発明で用いることのできる糖脂質として
は、グルコシルセラミド、ガラクトシルセラミド、ラク
トシルセラミドなどの中性糖脂質を例示することができ
る。また、本発明で用いることのできるβ−ガラクトシ
ダーゼの由来は特に限定されないが、好ましくは、バチ
ルス チェルキュランス (Bacillus circulans) 由来の
β−ガラクトシダーゼを用いるとよい。
【0008】次に、本発明の糖脂質を合成する方法につ
いて詳しく説明する。乳糖を5%以上、好ましくは10%
以上溶解した溶液に、タウロコール酸ナトリウムやコー
ル酸ナトリウムなど胆汁酸系の界面活性剤を用いて溶解
したグルコシルセラミド、ガラクトシルセラミド、ラク
トシルセラミドなどの中性脂質を添加して基質溶液とす
る。そして、この基質溶液にβ−ガラクトシダーゼを添
加して5〜15時間程度反応させることによって糖脂質に
ガラクトース残基を付与することができる。この際、β
−ガラクトシダーゼの至適pH及び至適温度を考慮する
必要がある。したがって、基質の溶解には適当な緩衝液
を用いる。そうすることによって、糖脂質にガラクトー
ス残基を付与させることができる。
【0009】このようにして生成した糖脂質は、次のよ
うな方法によって分離した。 (1)糖脂質のシリカゲルクロマトグラフィー 常法により、クロロホルム・メタノール・水の混合系で
シリカゲルクロマトグラフィーを行い、精製した糖脂質
の分画を行った。 (2)アセチル化糖脂質のシリカゲルクロマトグラフィ
ー ピリジン−無水酢酸を用い、(1)の糖脂質のシリカゲ
ルクロマトグラフィーで分画した各糖脂質を80℃、30分
間加熱してアセチル化した。そして、シリカゲルを充填
したカラムにアセチル化した糖脂質を通液し、ジクロロ
エタン:アセトン=85:15の溶媒系で溶出して各分画画
分を得た。この分画画分を 0.1N水酸化ナトリウムを含
むメタノール溶液を用いて脱アセチル化を行った。
【0010】また、生成した糖脂質の構造解析は、次の
ような方法で行った。 (1)プロトン核磁気共鳴スペクトルによる糖鎖結合の
確認 東京化学同人編、『続生化学実験講座4 複合糖質研究
II』、8章 核磁気共鳴法、8. 3 糖脂質の一次元PM
R に記載の方法に従い、生成した糖脂質のプロトン核
磁気共鳴スペクトルを測定した。その結果、生成した糖
脂質の糖鎖構造は全てβ結合であることを確認した。 (2)メチル化分析による糖鎖結合位の決定 東京化学同人編、『続生化学実験講座4 複合糖質研究
II』、6章 糖鎖の構造決定、6. 4 メチル化法による
炭素位の決定 に記載の方法に従い、生成した糖脂質の
メチル化分析を行った。 (3)塩酸加水分解による構成糖の定量 東京化学同人編、『生化学実験講座4 糖質の化学
(下)』、11 ガスクロマトグラフィー、11. 2 単糖の
ガスクロマトグラフィー に記載の方法に従い、定量を
行った。
【0011】
【実施例】次に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説
明する。 実施例1 糖脂質としてガラクトシルセラミド4mgを、20%タウロ
デオキシコール酸ナトリウム溶液 0.1mlで溶解し、0.5
M酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.5) 0.1ml、40%
乳糖溶液 0.5ml、Bacillus circulans由来のβ−ガラク
トシダーゼ(大和化成株式会社製)5IUを加えた後、水
を加えて反応液の全容量を1mlとした。そして、37℃に
保持し、14時間反応を行った。
【0012】各反応終了後、反応液をセップパックC18
カートリッジ(商品名)処理してタウロコール酸ナトリ
ウム、酵素、乳糖及び緩衝液を除去し、生成した糖脂質
を得た。このようにして得られた糖脂質の薄層クロマト
グラフィーの結果は図1に示されている。図において一
番左側のレーンはトータルの画分で、上から出発物質の
ガラクトシルセラミド、2糖の転移反応物であるCD
H、界面活性剤のタウロデオキシコール酸ナトリウムで
ある。タウロデオキシコール酸ナトリウムのバンド付近
に発色の薄いバンドがいくつか認められ、これは3糖以
上の糖鎖を持つ糖脂質の生成を示唆している。1から9
の画分はトータルの画分をさらに分離精製したものであ
り、ほぼ単一のバンドになっている。展開液:クロロホ
ルム/メタノール/水(65:25:4(容量))、発色:オル
シノール−硫酸。
【0013】図1のNo.4、6、7、8に該当する画分の
NMRスペクトル解析の結果を、次に示す。 画分 構造 ppm (Hz) 4 Galβ1→4 GalCer 4.07(7.7) 4.27(7.9) 6 Galβ1→6 GalCer 4.18(7.9) 4.38(7.9) 7 Galβ1→4 Galβ1→4 GalCer 4.07(7.7) 4.29(7.5) 4.26(7.7) 8 Galβ1→4 Galβ1→6 GalCer 4.10(7.9) 4.29(7.9) 4.26(7.8) 図1のNo.8に該当する画分の物質については、塩酸加水
分解による構成糖の定量の結果からガラクトース3分子
からなり、メチル化分析の結果からガラクトースが1→
4結合及び1→6結合していることが判った。したがっ
て、この糖脂質の構造式は Galβ1→4 Galβ1→6 G
alβ1→1 Cerであり、新規な糖脂質であることが判っ
た。
【0014】実施例2 糖脂質としてラクトシルセラミド4mgを20%タウロデオ
キシコール酸ナトリウム溶液 0.1mlで溶解し、0.5 M酢
酸−酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.5) 0.1ml、40%乳糖
溶液 0.5ml、Bacillus circulans由来のβ−ガラクトシ
ダーゼ(大和化成株式会社製)5IUを加えた後、水を加
えて反応液の全容量を1mlとした。そして、37℃に保持
し、14時間反応を行った。
【0015】各反応終了後、反応液をセップパックC18
カートリッジ(商品名)処理してタウロコール酸ナトリ
ウム、酵素、乳糖及び緩衝液を除去し、生成した糖脂質
を得た。このようにして得られた糖脂質の薄層クロマト
グラフィーの結果は、図2に示されている。図におい
て、左側のレーンはトータルの画分で、上から分解物の
ガラクトシルセラミド、出発物質のラクトシルセラミ
ド、界面活性剤のタウロデオキシコール酸ナトリウムで
ある。タウロデオキシコール酸ナトリウムのバンド付近
に発色の薄いバンドがいくつか認められ、これは3糖以
上の糖鎖を持つ糖脂質の生成を示唆している。1から5
の画分は生成した3糖以上の糖鎖を持つ糖脂質をさらに
分離精製したもので、ほぼ単一のバンドとなっている。
展開液:クロロホルム/メタノール/水(65:25:4(容
量))、発色:オルシノール−硫酸。
【0016】図2のNo.1、4に該当する画分のNMRス
ペクトル解析の結果を次に示す。 画分 構造 ppm (Hz) 1 Galβ1→4 Galβ1→4 GlcCer 4.20(7.9) 4.35(7.9) 4.27(7.7) 4 Galβ1→4 Galβ1→6 GlcCer 4.11(7.9) 4.27(7.9) 4.21(7.9) 図2のNo.1に該当する画分の物質については、塩酸加水
分解による構成糖の定量の結果から、グルコース1分子
とガラクトース2分子からなり、メチル化分析の結果か
らガラクトースとガラクトースが1→4結合、ガラクト
ースとグルコースが1→4結合していることが判った。
したがって、この糖脂質の構造式は Galβ1→4 Galβ
1→4 Galβ1→1 Cerであり、新規な糖脂質であるこ
とが判った。
【0017】図2のNo.4に該当する画分の物質について
は、塩酸加水分解による構成糖の定量の結果から、グル
コース1分子とガラクトース2分子からなり、メチル化
分析の結果からガラクトースとガラクトースが1→4結
合、ガラクトースとグルコースが1→6結合しているこ
とが判った。したがって、この糖脂質の構造式は Galβ
1→4 Galβ1→6 Galβ1→1 Cerであり、新規な糖
脂質であることが判った。
【0018】実施例3、4 糖脂質として、ガラクトシルセラミド800mg(実施例
3)、ラクトシルセラミド800mg(実施例4)を用い、2
00 倍の規模で操作した以外は、実施例1、2と同様に
反応させて、シリカゲルクロマトグラフィーによって分
画した。各画分の収量を表1に示す。
【0019】
【表1】 各画分について、実施例1、2と同様に構造解析を行っ
たところ、同様の結果が得られた。
【0020】
【発明の効果】本発明の新規な糖脂質は、医学及び生化
学の研究に寄与するものである。しかも、この糖脂質は
温和な条件で、大量に製造することができ、医薬及び試
薬として安価に供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1で得られた糖脂質の薄層クロマトグ
ラフィーの結果を示す図。
【図2】 実施例2で得られた糖脂質の薄層クロマトグ
ラフィーの結果を示す図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 糖脂質と乳糖を基質として用い、β−ガ
    ラクトシダーゼの糖転移反応によって得られた下記一般
    式(I)に示す糖脂質。 一般式 Galβ1→4 Galβ1→X Glcβ1→1 Cer (I) X=4または6 (式中 Gal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表す。また、Xは
    結合部位を表す。)
  2. 【請求項2】 糖脂質と乳糖を基質として用い、β−ガ
    ラクトシダーゼの糖転移反応によって得られた下記一般
    式(II) に示す糖脂質。 一般式 Galβ1→4 Galβ1→6 Galβ1→1 Cer (II) (式中 Galはガラクトース残基を、Cer はセラミド残基
    をそれぞれ表す。)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0730033A3 (en) * 1995-03-03 1998-03-11 Snow Brand Milk Products Co., Ltd. Method of producing glycosphingolipid
JP2001245690A (ja) * 2000-03-03 2001-09-11 Yakult Honsha Co Ltd グリコシドまたはオリゴ糖の製造方法

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EP0730033A3 (en) * 1995-03-03 1998-03-11 Snow Brand Milk Products Co., Ltd. Method of producing glycosphingolipid
JP2001245690A (ja) * 2000-03-03 2001-09-11 Yakult Honsha Co Ltd グリコシドまたはオリゴ糖の製造方法

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