JPH1036406A - ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖及びその製造法 - Google Patents
ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖及びその製造法Info
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- JPH1036406A JPH1036406A JP18787896A JP18787896A JPH1036406A JP H1036406 A JPH1036406 A JP H1036406A JP 18787896 A JP18787896 A JP 18787896A JP 18787896 A JP18787896 A JP 18787896A JP H1036406 A JPH1036406 A JP H1036406A
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- galactosyl
- cycloisomaltooligosaccharide
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 サイクロイソマルトオリゴ糖環のグルコ
シル基の水酸基に、ガラクトシル基がαもしくはβ結合
により結合したガラクトシル−サイクロイソマルトオリ
ゴ糖及びガラクトシル糖化合物とサイクロイソマルトオ
リゴ糖との混合物に、ガラクトシル基転移酵素を作用さ
せ、ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を製造
することを特徴とするガラクトシル−サイクロイソマル
トオリゴ糖の製造法。 【効果】 ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖
を効率良く得ることができる。このガラクトシル−サイ
クロイソマルトオリゴ糖は、医薬品分野の他、食品分
野、化粧品、化成品分野等において幅広く利用できる。
シル基の水酸基に、ガラクトシル基がαもしくはβ結合
により結合したガラクトシル−サイクロイソマルトオリ
ゴ糖及びガラクトシル糖化合物とサイクロイソマルトオ
リゴ糖との混合物に、ガラクトシル基転移酵素を作用さ
せ、ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を製造
することを特徴とするガラクトシル−サイクロイソマル
トオリゴ糖の製造法。 【効果】 ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖
を効率良く得ることができる。このガラクトシル−サイ
クロイソマルトオリゴ糖は、医薬品分野の他、食品分
野、化粧品、化成品分野等において幅広く利用できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラクトシル−サ
イクロイソマルトオリゴ糖及びその製造法に関する。
イクロイソマルトオリゴ糖及びその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】サイクロイソマルトオリゴ糖は、グルコ
ースがα-1,6結合により7〜9個環状に連結した環状オリ
ゴ糖である。サイクロイソマルトオリゴ糖は、分子内部
に空洞があり、しかもこの空洞内部が、サイクロデキス
トリン(以下、CDと略称する。)と同様に、疎水性に
なっているため、包接作用があり、各種油性物質を取り
込む性質を有している。サイクロイソマルトオリゴ糖
は、このような性質を有しているため、食品工業、化成
品工業、医薬品工業等の分野での実用化が期待されてい
る。また、サイクロイソマルトオリゴ糖は、CDと異な
る性質として、虫歯菌が生産するグルカン合成酵素の作
用を特異的に阻害する。その結果、虫歯の原因となる歯
垢の生成が著しく抑制されることから、抗う蝕剤として
の利用も期待されている。
ースがα-1,6結合により7〜9個環状に連結した環状オリ
ゴ糖である。サイクロイソマルトオリゴ糖は、分子内部
に空洞があり、しかもこの空洞内部が、サイクロデキス
トリン(以下、CDと略称する。)と同様に、疎水性に
なっているため、包接作用があり、各種油性物質を取り
込む性質を有している。サイクロイソマルトオリゴ糖
は、このような性質を有しているため、食品工業、化成
品工業、医薬品工業等の分野での実用化が期待されてい
る。また、サイクロイソマルトオリゴ糖は、CDと異な
る性質として、虫歯菌が生産するグルカン合成酵素の作
用を特異的に阻害する。その結果、虫歯の原因となる歯
垢の生成が著しく抑制されることから、抗う蝕剤として
の利用も期待されている。
【0003】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に、糖鎖の細胞認識性に着目して、
医薬品を特定の器官や臓器へ特異的に輸送させる、いわ
ゆるドラッグデリバリーシステムに糖鎖を利用する試み
が精力的に研究されており、既にCDに、ガラクトース
をはじめとする種々の側鎖を有する種々の誘導体が合成
されている。しかしながら、CDは、強い溶血活性を有
しており、これを直接注射剤等へ応用することは困難な
状況にある。更に、この難点を克服するために、グルコ
ースやマルトースの分岐鎖をつけた分岐CDも開発され
ているが、まだ溶血の問題を充分に克服してはいない。
一方、サイクロイソマルトオリゴ糖は、CDに比べると
溶血活性は遥かに弱いことから、注射剤等への利用も充
分に考えられる。
用を少なくするために、糖鎖の細胞認識性に着目して、
医薬品を特定の器官や臓器へ特異的に輸送させる、いわ
ゆるドラッグデリバリーシステムに糖鎖を利用する試み
が精力的に研究されており、既にCDに、ガラクトース
をはじめとする種々の側鎖を有する種々の誘導体が合成
されている。しかしながら、CDは、強い溶血活性を有
しており、これを直接注射剤等へ応用することは困難な
状況にある。更に、この難点を克服するために、グルコ
ースやマルトースの分岐鎖をつけた分岐CDも開発され
ているが、まだ溶血の問題を充分に克服してはいない。
一方、サイクロイソマルトオリゴ糖は、CDに比べると
溶血活性は遥かに弱いことから、注射剤等への利用も充
分に考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ガラ
クトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖及びその製造法
を提供することにある。
クトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖及びその製造法
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、肝細胞に
親和性のあるガラクトースをサイクロイソマルトオリゴ
糖に結合させることにより、ドラッグデリバリーシステ
ムに新たな輸送担体を提供することを目的として、サイ
クロイソマルトオリゴ糖環に直接ガラクトシル基を転移
させたガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖の合
成を試みた。その結果、市販のα−ガラクトシル基転移
酵素がα−ガラクトシル糖化合物からサイクロイソマル
トヘプタオース、サイクロイソマルトオクタオース、サ
イクロイソマルトノナオースの1箇所のグルコシル基の
水酸基にα結合でガラクトシル基を転移結合させたガラ
クトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を生成すること
を見出した。また、市販のβ−ガラクトシル基転移酵素
が同様にして、β結合でガラクトシル基を転移結合させ
たガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を生成す
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成し
た。
親和性のあるガラクトースをサイクロイソマルトオリゴ
糖に結合させることにより、ドラッグデリバリーシステ
ムに新たな輸送担体を提供することを目的として、サイ
クロイソマルトオリゴ糖環に直接ガラクトシル基を転移
させたガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖の合
成を試みた。その結果、市販のα−ガラクトシル基転移
酵素がα−ガラクトシル糖化合物からサイクロイソマル
トヘプタオース、サイクロイソマルトオクタオース、サ
イクロイソマルトノナオースの1箇所のグルコシル基の
水酸基にα結合でガラクトシル基を転移結合させたガラ
クトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を生成すること
を見出した。また、市販のβ−ガラクトシル基転移酵素
が同様にして、β結合でガラクトシル基を転移結合させ
たガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を生成す
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成し
た。
【0006】すなわち、本発明は、サイクロイソマルト
オリゴ糖環のグルコシル基の水酸基に、ガラクトシル基
がαもしくはβ結合により結合してなるガラクトシル−
サイクロイソマルトオリゴ糖である。更に、本発明はガ
ラクトシル糖化合物とサイクロイソマルトオリゴ糖との
混合物に、ガラクトシル基転移酵素を作用させ、上記の
ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を製造する
ことを特徴とするガラクトシル−サイクロイソマルトオ
リゴ糖の製造法である。本発明のガラクトシル−サイク
ロイソマルトオリゴ糖は、以下に示す構造式I〜IVで表
すことができる。
オリゴ糖環のグルコシル基の水酸基に、ガラクトシル基
がαもしくはβ結合により結合してなるガラクトシル−
サイクロイソマルトオリゴ糖である。更に、本発明はガ
ラクトシル糖化合物とサイクロイソマルトオリゴ糖との
混合物に、ガラクトシル基転移酵素を作用させ、上記の
ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を製造する
ことを特徴とするガラクトシル−サイクロイソマルトオ
リゴ糖の製造法である。本発明のガラクトシル−サイク
ロイソマルトオリゴ糖は、以下に示す構造式I〜IVで表
すことができる。
【0007】
【化1】
【0008】
【化2】
【0009】
【化3】
【0010】
【化4】
【0011】Cl : Cl-7, Cl-8, Cl-9 本発明のガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖
は、医薬品分野の他、食品分野、化粧品、化成品分野等
において幅広く利用できる。先ず、本発明の原料として
使用するサイクロイソマルトオリゴ糖としては、グルコ
ースがα-1、6結合よりなる環状体を骨格とする環状体で
あれば、如何なるものでもよく、例えば、誘導体、置換
体、分岐環状体等、好ましくは、サイクロイソマルトヘ
プタオース、サイクロイソマルトオクタオース、サイク
ロイソマルトノナオース等が挙げられる。また、これら
は、単独あるいは混合物であっても良い。
は、医薬品分野の他、食品分野、化粧品、化成品分野等
において幅広く利用できる。先ず、本発明の原料として
使用するサイクロイソマルトオリゴ糖としては、グルコ
ースがα-1、6結合よりなる環状体を骨格とする環状体で
あれば、如何なるものでもよく、例えば、誘導体、置換
体、分岐環状体等、好ましくは、サイクロイソマルトヘ
プタオース、サイクロイソマルトオクタオース、サイク
ロイソマルトノナオース等が挙げられる。また、これら
は、単独あるいは混合物であっても良い。
【0012】この環状体を得る方法は、該環状体を生成
する方法であれば、如何なる方法でも良いが、例えば、
デキストランから該環状体を生成する微生物を、デキス
トランを含んだ培地で培養し、培養物から環状体を分離
精製する方法、デキストランから該環状体を生成するサ
イクロイソマルトオリゴ糖合成酵素の作用により、酵素
的にデキストランから生成させた後、反応液より環状体
を分離精製する方法等が挙げられる。本発明において用
いられるサイクロイソマルトオリゴ糖の理化学的性質に
ついて、例えばサイクロイソマルトヘプタオースについ
て示すと次の通りである。
する方法であれば、如何なる方法でも良いが、例えば、
デキストランから該環状体を生成する微生物を、デキス
トランを含んだ培地で培養し、培養物から環状体を分離
精製する方法、デキストランから該環状体を生成するサ
イクロイソマルトオリゴ糖合成酵素の作用により、酵素
的にデキストランから生成させた後、反応液より環状体
を分離精製する方法等が挙げられる。本発明において用
いられるサイクロイソマルトオリゴ糖の理化学的性質に
ついて、例えばサイクロイソマルトヘプタオースについ
て示すと次の通りである。
【0013】1.元素分析は次の通りである。 C42H70O34・3H2Oとして 計算値 C:42.43% H:6.44 % 測定値 C:42.78% H:6.33 % 2.分子量は、日立製作所社製の質量分析計 80Bにより
分析したマススペクトル分析のデータから1134であ
った。 3.融点は、やなぎもと社製の融点測定機により測定し
た結果、明確に融解せず分解温度が234〜238℃であっ
た。
分析したマススペクトル分析のデータから1134であ
った。 3.融点は、やなぎもと社製の融点測定機により測定し
た結果、明確に融解せず分解温度が234〜238℃であっ
た。
【0014】4.紫外線吸収スペクトルは、日立製作所
社製の分光光度計 775で測定した結果、いずれも特徴的
な吸収は認められなかった。従って、アミノ基、カルボ
キシル基等の官能基は持っていないことが示唆された。 5.赤外線吸収スペクトルは、日本分光社製IRスペクト
ルメーターモデルFT/IR-7300 で測定した。結果を図1
に示す。図1において、α−1、6結合に特有の917±
2cm-1と768±1cm-1に吸収ピークが示されている。
従って、該オリゴ糖がα−1、6結合を有していること
が示唆された。
社製の分光光度計 775で測定した結果、いずれも特徴的
な吸収は認められなかった。従って、アミノ基、カルボ
キシル基等の官能基は持っていないことが示唆された。 5.赤外線吸収スペクトルは、日本分光社製IRスペクト
ルメーターモデルFT/IR-7300 で測定した。結果を図1
に示す。図1において、α−1、6結合に特有の917±
2cm-1と768±1cm-1に吸収ピークが示されている。
従って、該オリゴ糖がα−1、6結合を有していること
が示唆された。
【0015】6.溶剤に対する溶解性は、室温で最低2
0mg/ml以上の濃度で水に溶解した。 7.呈色反応は、ソモギーネルソン法で発色しなかった
ことから、還元末端が存在していないことを強く示唆し
ている。 8.該物質は、中性の白色物質である。 9.NMR スペクトルは、日本電子社製のNMR スペクトル
メーターモデルNM-FX200により測定し、13C−NMR分
析の結果から6本のシグナルが認められただけであっ
て、環状構造を支持していた。また、イソマルトヘプタ
オースの解析から、該物質の結合様式がα−1、6結合
であることが強く示唆された。
0mg/ml以上の濃度で水に溶解した。 7.呈色反応は、ソモギーネルソン法で発色しなかった
ことから、還元末端が存在していないことを強く示唆し
ている。 8.該物質は、中性の白色物質である。 9.NMR スペクトルは、日本電子社製のNMR スペクトル
メーターモデルNM-FX200により測定し、13C−NMR分
析の結果から6本のシグナルが認められただけであっ
て、環状構造を支持していた。また、イソマルトヘプタ
オースの解析から、該物質の結合様式がα−1、6結合
であることが強く示唆された。
【0016】次にサイクロイソマルトヘプタオースの各
酵素に対する挙動は次の通りである。 10. 図2に示すように、1%濃度の該物質に対してエキ
ソ型デキストラナーゼであるグルコデキストラナーゼを
40℃で24時間作用させたが、全く水解されなかった。な
お、同条件下でイソマルトヘキサオース及びイソマルト
ヘプタオースは、完全に水解された。 11.1%濃度の該物質に対してエンド型デキストラナー
ゼを作用させたところグルコース及びイソマルトースに
まで分解された。従って、これらのオリゴ糖は、グルコ
ースを唯一の構成糖としており、かつα−1、6結合の
みからなることを示唆している。 以上1.〜11.までの結果より、該物質はα−1、6結合
した、環状オリゴ糖であることが判る。
酵素に対する挙動は次の通りである。 10. 図2に示すように、1%濃度の該物質に対してエキ
ソ型デキストラナーゼであるグルコデキストラナーゼを
40℃で24時間作用させたが、全く水解されなかった。な
お、同条件下でイソマルトヘキサオース及びイソマルト
ヘプタオースは、完全に水解された。 11.1%濃度の該物質に対してエンド型デキストラナー
ゼを作用させたところグルコース及びイソマルトースに
まで分解された。従って、これらのオリゴ糖は、グルコ
ースを唯一の構成糖としており、かつα−1、6結合の
みからなることを示唆している。 以上1.〜11.までの結果より、該物質はα−1、6結合
した、環状オリゴ糖であることが判る。
【0017】次に、サイクロイソマルトオリゴ糖の調製
法の例として、上記サイクロイソマルトヘプタオースの
調製法について説明する。上記サイクロイソマルトヘプ
タオースは微生物によって製造することができるもので
あって、使用する微生物としては、バチルス属に属し、
デキストランからサイクロイソマルトヘプタオースを生
成する、例えば、T−3040菌株が用いられる。この
T−3040株は、土壌中から、取得した野性株であっ
て、以下に本菌株の菌学的性質を示す。
法の例として、上記サイクロイソマルトヘプタオースの
調製法について説明する。上記サイクロイソマルトヘプ
タオースは微生物によって製造することができるもので
あって、使用する微生物としては、バチルス属に属し、
デキストランからサイクロイソマルトヘプタオースを生
成する、例えば、T−3040菌株が用いられる。この
T−3040株は、土壌中から、取得した野性株であっ
て、以下に本菌株の菌学的性質を示す。
【0018】菌学的性質 (1)形態 a.形態 桿菌 b.運動性 認められる c.胞子 有 胞子嚢 膨出 形 楕円形 位置 中立〜亜端立 d.グラム染色性 +
【0019】(2) 生育状態 a.肉汁寒天平板培養 平滑、色素生産せず b.肉汁寒天斜面培養 平滑、周辺なめらか、色素生産せず
【0020】 (3)生理学的性質 a.硝酸塩の還元 − b.脱窒反応 − c.MRテスト − d.VPテスト − e.インドールの生成 − f.硫化水素の生成 − g.デンプンの加水分解 + h.クエン酸の利用 − i.無機窒素源の利用 硝酸塩 − アンモニア塩 + j.ウレアーゼ − k.オキシダーゼ − l.カタラーゼ + m.生育の範囲 温度 10-37℃ n.酸素に対する態度 好気的 o.O−Fテスト −(酸の産生を認めず) p.糖類に対する態度 酸の生成 ガスの生成 (1)L-アラビノース − − (2)D-キシロース − − (3)D-グルコース + − (4)D-マンノース − − (5)D-フラクトース − − (6)D-ガラクトース + − (7)麦芽糖 + − (8)ショ糖 + − (9)乳糖 + − (10)トレハロース + − (11)D-ソルビット − − (12)D-マンニット − − (13)イノシット − − (14)グリセリン − − (15)デンプン + −
【0021】このT−3040菌株は、胞子を形成する
グラム陽性桿菌であることからバチルス属に属する細菌
であると同定し、バチルス属・エスピー. T−3040
株とした。なお、バチルス・エスピー.(Bacillus sp.)
T−3040株は、工業技術院微生物工業技術研究所
に FERM BP-4132 として寄託されている。
グラム陽性桿菌であることからバチルス属に属する細菌
であると同定し、バチルス属・エスピー. T−3040
株とした。なお、バチルス・エスピー.(Bacillus sp.)
T−3040株は、工業技術院微生物工業技術研究所
に FERM BP-4132 として寄託されている。
【0022】このバチルス・エスピー.(Bacillus sp.)
T−3040株を通常の微生物の培養に用いられる窒
素源、炭素源、ビタミン、ミネラル等を含み更に本物質
の原料となるデキストラン等を含んだ培地中、pH6〜
8、温度20〜40℃、好ましくは30℃で、16時間〜6日
間、好ましくは3日間振盪培養または通気攪拌培養を行
ない培養物中にサイクロイソマルトオリゴ糖を得ること
ができる。
T−3040株を通常の微生物の培養に用いられる窒
素源、炭素源、ビタミン、ミネラル等を含み更に本物質
の原料となるデキストラン等を含んだ培地中、pH6〜
8、温度20〜40℃、好ましくは30℃で、16時間〜6日
間、好ましくは3日間振盪培養または通気攪拌培養を行
ない培養物中にサイクロイソマルトオリゴ糖を得ること
ができる。
【0023】上記培養物からサイクロイソマルトオリゴ
糖を得るには遠心分離、膜濃縮等により除菌したのち、
通常のオリゴ糖分離方法であれば如何なる方法でもよい
が、本製造法の場合、除菌液を公知のサイクロデキスト
リンの精製法に従って処理することにより、高純度のサ
イクロイソマルトオリゴ糖画分を得ることが出来る。次
にサイクロイソマルトヘプタオースの生合成例を説明す
る。
糖を得るには遠心分離、膜濃縮等により除菌したのち、
通常のオリゴ糖分離方法であれば如何なる方法でもよい
が、本製造法の場合、除菌液を公知のサイクロデキスト
リンの精製法に従って処理することにより、高純度のサ
イクロイソマルトオリゴ糖画分を得ることが出来る。次
にサイクロイソマルトヘプタオースの生合成例を説明す
る。
【0024】生合成例 1%デキストランT2000、1%ペプトン、0.5% N
aCl及び0.1%イーストエキスからなる液体培地(水
道水使用、pH 7.0)3mlを15ml容試験管に入れ、120
℃で20分間、殺菌処理を行なった。これに、バチルス・
エスピー. T−3040菌株(FERM BP−4132)
保存スラントより1白金耳接種し、30℃で1日間振盪培
養した。本培養液3mlを上記と同様の培地組成と殺滅菌
条件により調製した2L の培地を含有する3L 容ミニジ
ャ−に接種し、30℃、0.25vvm 、350r.p.m.の条件で2
日間通気攪拌培養を行ない、培養終了後、培養液から80
00r.p.m.で20分間の遠心分離処理により菌体を分離し、
除菌液を得た。
aCl及び0.1%イーストエキスからなる液体培地(水
道水使用、pH 7.0)3mlを15ml容試験管に入れ、120
℃で20分間、殺菌処理を行なった。これに、バチルス・
エスピー. T−3040菌株(FERM BP−4132)
保存スラントより1白金耳接種し、30℃で1日間振盪培
養した。本培養液3mlを上記と同様の培地組成と殺滅菌
条件により調製した2L の培地を含有する3L 容ミニジ
ャ−に接種し、30℃、0.25vvm 、350r.p.m.の条件で2
日間通気攪拌培養を行ない、培養終了後、培養液から80
00r.p.m.で20分間の遠心分離処理により菌体を分離し、
除菌液を得た。
【0025】除菌液を活性炭カラムに通液してサイクロ
イソマルトオリゴ糖を吸着させ、エタノールにより5%
ずつ、段階的に溶出した。TSKgel Amide80
カラム(東ソ−社製、分配・吸着クロマトグラフィー用
充填カラム)を用いたHPLCにより分析した結果を図
3−Aに示した。20%エタノール溶出画分に目的の環状
オリゴ糖が最も多く含まれていた。次に該粗サイクロイ
ソマルトオリゴ糖溶液をロータリーエバポレーターで濃
縮後、YMC PA43カラム(山村化学社製、分配・
吸着クロマトグラフィー用充填カラム、分取用)を用い
たHPLCに供し各々の粗サイクロイソマルオリゴ糖を
分離精製した。
イソマルトオリゴ糖を吸着させ、エタノールにより5%
ずつ、段階的に溶出した。TSKgel Amide80
カラム(東ソ−社製、分配・吸着クロマトグラフィー用
充填カラム)を用いたHPLCにより分析した結果を図
3−Aに示した。20%エタノール溶出画分に目的の環状
オリゴ糖が最も多く含まれていた。次に該粗サイクロイ
ソマルトオリゴ糖溶液をロータリーエバポレーターで濃
縮後、YMC PA43カラム(山村化学社製、分配・
吸着クロマトグラフィー用充填カラム、分取用)を用い
たHPLCに供し各々の粗サイクロイソマルオリゴ糖を
分離精製した。
【0026】各々の画分をロータリーエバポレーターで
濃縮後、不純物として混入している直鎖イソマルトオリ
ゴ糖を除去するためにエキソ型デキストラナーゼである
グルコデキストラナーゼを添加して40℃で1晩反応させ
た。反応液を煮沸することにより反応を停止後、遠心分
離により変性蛋白質を除去した後、再度、YMC PA
43カラムを用いたHPLCにより各々のサイクロイソマ
ルトオリゴ糖を分離精製した。各々の画分をロータリー
エバポレーターで濃縮後、濃縮液中のオリゴ糖の純度を
TSKgel Amide80カラム(東ソ−社製、分配
・吸着クロマトグラフィー用充填カラム)を用いたHP
LCにより分析した(図3−B)。各々のオリゴ糖の純
度は、98%以上であった。更に、これらのオリゴ糖画分
を凍結乾燥し、サイクロイソマルトヘプタオースを約60
mg得た。他のサイクロイソマルトオリゴ糖、例えば、サ
イクロイソマルトオクタオース、サイクロイソマルトノ
ナオースなども同様に調製される。
濃縮後、不純物として混入している直鎖イソマルトオリ
ゴ糖を除去するためにエキソ型デキストラナーゼである
グルコデキストラナーゼを添加して40℃で1晩反応させ
た。反応液を煮沸することにより反応を停止後、遠心分
離により変性蛋白質を除去した後、再度、YMC PA
43カラムを用いたHPLCにより各々のサイクロイソマ
ルトオリゴ糖を分離精製した。各々の画分をロータリー
エバポレーターで濃縮後、濃縮液中のオリゴ糖の純度を
TSKgel Amide80カラム(東ソ−社製、分配
・吸着クロマトグラフィー用充填カラム)を用いたHP
LCにより分析した(図3−B)。各々のオリゴ糖の純
度は、98%以上であった。更に、これらのオリゴ糖画分
を凍結乾燥し、サイクロイソマルトヘプタオースを約60
mg得た。他のサイクロイソマルトオリゴ糖、例えば、サ
イクロイソマルトオクタオース、サイクロイソマルトノ
ナオースなども同様に調製される。
【0027】次に、本発明のα−ガラクトシル−サイク
ロイソマルトオリゴ糖は、例えば、サイクロイソマルト
オリゴ糖を含有する溶液に、α結合のガラクトシル糖化
合物とα−ガラクトシル基転移酵素を添加して反応させ
ることにより得ることができる。一方、β結合のガラク
トシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を得る場合は、例
えば、サイクロイソマルトオリゴ糖を含有する溶液に、
β結合のガラクトシル糖化合物とβ−ガラクトシル基転
移酵素を添加して反応させることにより得ることができ
る。
ロイソマルトオリゴ糖は、例えば、サイクロイソマルト
オリゴ糖を含有する溶液に、α結合のガラクトシル糖化
合物とα−ガラクトシル基転移酵素を添加して反応させ
ることにより得ることができる。一方、β結合のガラク
トシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を得る場合は、例
えば、サイクロイソマルトオリゴ糖を含有する溶液に、
β結合のガラクトシル糖化合物とβ−ガラクトシル基転
移酵素を添加して反応させることにより得ることができ
る。
【0028】本発明に用いるα−ガラクトシル糖化合物
としては、α結合しているガラクトシル糖化合物であれ
ば如何なるものでもよく、例えば、メリビオース、フェ
ニル−α−ガラクトシド、パラニトロフェニル−α−ガ
ラクトシド、α−ガラクトオリゴ糖等が挙げられる。一
方、β−ガラクトシル糖化合物としては、β−結合して
いるガラクトシル糖化合物であれば如何なるものでもよ
く、例えば、ラクトース、フェニル−β−ガラクトシ
ド、パラニトロフェニル−β−ガラクトシド、β−ガラ
クトオリゴ糖等が挙げられる。これらは、単独あるいは
混合物であっても良い。
としては、α結合しているガラクトシル糖化合物であれ
ば如何なるものでもよく、例えば、メリビオース、フェ
ニル−α−ガラクトシド、パラニトロフェニル−α−ガ
ラクトシド、α−ガラクトオリゴ糖等が挙げられる。一
方、β−ガラクトシル糖化合物としては、β−結合して
いるガラクトシル糖化合物であれば如何なるものでもよ
く、例えば、ラクトース、フェニル−β−ガラクトシ
ド、パラニトロフェニル−β−ガラクトシド、β−ガラ
クトオリゴ糖等が挙げられる。これらは、単独あるいは
混合物であっても良い。
【0029】次いで、本発明に用いるα−ガラクトシル
基転移酵素としては、α−ガラクトシル糖化合物とサイ
クロイソマルトオリゴ糖を含有する溶液に作用させた際
に、糖供与体を分解し、そのα−ガラクトシル基をサイ
クロイソマルトオリゴ糖に直接α結合で転移させ、α−
ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を合成する
ものであれば、如何なるものでも良い。例えば、コーヒ
ー豆等の植物由来の酵素、黒麹菌、大腸菌等の微生物由
来のα−ガラクトシル基転移酵素等が挙げられる。そし
て、これらは、シグマ社より市販されている。
基転移酵素としては、α−ガラクトシル糖化合物とサイ
クロイソマルトオリゴ糖を含有する溶液に作用させた際
に、糖供与体を分解し、そのα−ガラクトシル基をサイ
クロイソマルトオリゴ糖に直接α結合で転移させ、α−
ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を合成する
ものであれば、如何なるものでも良い。例えば、コーヒ
ー豆等の植物由来の酵素、黒麹菌、大腸菌等の微生物由
来のα−ガラクトシル基転移酵素等が挙げられる。そし
て、これらは、シグマ社より市販されている。
【0030】同様に、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サイクロイソマルト
オリゴ糖を含有する溶液に作用させた際に、糖供与体を
分解し、そのβ−ガラクトシル基をサイクロイソマルト
オリゴ糖に直接β結合で転移させ、β−ガラクトシル−
サイクロイソマルトオリゴ糖を合成するものであれば、
如何なるものでも良く、α−ガラクトシル基転移酵素と
同様、コーヒー豆等の植物由来の酵素、ペニシリウム
属、バチルス属等の微生物由来のβ−ガラクトシル基転
移酵素等が挙げられる。そして、これらは、K−I化成
社より市販されている。
ては、β−ガラクトシル糖化合物とサイクロイソマルト
オリゴ糖を含有する溶液に作用させた際に、糖供与体を
分解し、そのβ−ガラクトシル基をサイクロイソマルト
オリゴ糖に直接β結合で転移させ、β−ガラクトシル−
サイクロイソマルトオリゴ糖を合成するものであれば、
如何なるものでも良く、α−ガラクトシル基転移酵素と
同様、コーヒー豆等の植物由来の酵素、ペニシリウム
属、バチルス属等の微生物由来のβ−ガラクトシル基転
移酵素等が挙げられる。そして、これらは、K−I化成
社より市販されている。
【0031】本発明の反応系において、サイクロイソマ
ルトオリゴ糖の濃度は、0.2%〜150%(W/V)であり、糖
供与体の濃度は、0.1%〜100%(W/V)であることが好ま
しく、かつ 、サイクロイソマルトオリゴ糖に対する糖
供与体の比率は、0.1〜100倍の範囲内、好ましくは、0.
2〜5倍の範囲である。また、必要により、メタノール、
エタノール、エチレングリコール等の有機溶媒を添加し
ても良い。
ルトオリゴ糖の濃度は、0.2%〜150%(W/V)であり、糖
供与体の濃度は、0.1%〜100%(W/V)であることが好ま
しく、かつ 、サイクロイソマルトオリゴ糖に対する糖
供与体の比率は、0.1〜100倍の範囲内、好ましくは、0.
2〜5倍の範囲である。また、必要により、メタノール、
エタノール、エチレングリコール等の有機溶媒を添加し
ても良い。
【0032】反応液のpHは、使用する酵素の最適pHによ
り異なり、例えば、pH2.5〜11.0の範囲内で行ない、温
度は10〜90℃、好ましくは、30〜60℃で行なうのが適当
である。反応時間は、酵素の添加量により異なるが、30
分〜7日間、好ましくは、3時間〜48時間程度の範囲内
で行なう。以上のような反応により生成したガラクトシ
ル−サイクロイソマルトオリゴ糖を分離精製する方法と
しては、通常のオリゴ糖の精製方法で行ない、例えば、
有機溶媒による沈殿、活性炭カラム、ODS樹脂カラム等
を単独もしくは適宜組み合わせて行ない、必要により、
HPLC及びHPLC用のカラムを用いて分離精製を行なう。
り異なり、例えば、pH2.5〜11.0の範囲内で行ない、温
度は10〜90℃、好ましくは、30〜60℃で行なうのが適当
である。反応時間は、酵素の添加量により異なるが、30
分〜7日間、好ましくは、3時間〜48時間程度の範囲内
で行なう。以上のような反応により生成したガラクトシ
ル−サイクロイソマルトオリゴ糖を分離精製する方法と
しては、通常のオリゴ糖の精製方法で行ない、例えば、
有機溶媒による沈殿、活性炭カラム、ODS樹脂カラム等
を単独もしくは適宜組み合わせて行ない、必要により、
HPLC及びHPLC用のカラムを用いて分離精製を行なう。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により更に
具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限
定されるものではない。
具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限
定されるものではない。
【0034】
実施例1 メリビオース3.16g、サイクロイソマルトオクタオース
(CI-8)2gを50mMリン酸緩衝液(pH6.5)14.4mlに溶
解させ、コーヒー豆由来のα−ガラクトシダーゼ(シグ
マ社製)2.4mg(1ml)を加えて40℃、48時間反応させた。
反応液の一部をYMC Pack PolyamineIIカラム(150 ×
4.6 mm i.d.)を用いたHPLCにより分析した結果を図4
に示す。反応終了後、酵素を熱失活させ、遠心分離によ
り不溶物を除去した。この上清液から、2種類のα-ガ
ラクトシル−サイクロイソマルトオクタオースA及びB
をODSカラム(DAISO PAK; 250×20 mm i.d.)を用いたH
PLC操作によりそれぞれ110mg及び100mg を単離した。
(CI-8)2gを50mMリン酸緩衝液(pH6.5)14.4mlに溶
解させ、コーヒー豆由来のα−ガラクトシダーゼ(シグ
マ社製)2.4mg(1ml)を加えて40℃、48時間反応させた。
反応液の一部をYMC Pack PolyamineIIカラム(150 ×
4.6 mm i.d.)を用いたHPLCにより分析した結果を図4
に示す。反応終了後、酵素を熱失活させ、遠心分離によ
り不溶物を除去した。この上清液から、2種類のα-ガ
ラクトシル−サイクロイソマルトオクタオースA及びB
をODSカラム(DAISO PAK; 250×20 mm i.d.)を用いたH
PLC操作によりそれぞれ110mg及び100mg を単離した。
【0035】実施例2 ラクトース3.16g、サイクロイソマルトオクタオース(C
I-8)2gを50mM酢酸液 (pH4.5)14.4mlに溶解させ、ペ
ニシリウム・マルチカラー(Penicillium multicolor)
由来のβ−ガラクトシダーゼ(K-I化成社製)50mg(1m
l)を加えて40℃、3時間反応させた。反応液の一部をYM
C Pack PolyamineIIカラム(150 × 4.6 mm i.d.)を用
いたHPLCにより分析した結果を図5に示す。反応終了
後、酵素を熱失活させ、遠心分離により不溶物を除去し
た。この上清液から、2種類のβ−ガラクトシル−サイ
クロイソマルトオクタオースC及びDをODSカラム(DAI
SOPAK; 250×20 mm i.d.)を用いたHPLC操作により180m
g及び120mg を単離した。
I-8)2gを50mM酢酸液 (pH4.5)14.4mlに溶解させ、ペ
ニシリウム・マルチカラー(Penicillium multicolor)
由来のβ−ガラクトシダーゼ(K-I化成社製)50mg(1m
l)を加えて40℃、3時間反応させた。反応液の一部をYM
C Pack PolyamineIIカラム(150 × 4.6 mm i.d.)を用
いたHPLCにより分析した結果を図5に示す。反応終了
後、酵素を熱失活させ、遠心分離により不溶物を除去し
た。この上清液から、2種類のβ−ガラクトシル−サイ
クロイソマルトオクタオースC及びDをODSカラム(DAI
SOPAK; 250×20 mm i.d.)を用いたHPLC操作により180m
g及び120mg を単離した。
【0036】実施例3 実施例1、2で単離した転移生成物(A〜D)をTOF-MS
分析した結果、これらの転移生成物は、全て分子量が14
58(重合度9)、即ち、CI-8に1分子のガラクトースが結
合したものであることが判明した。次いで、NMRスペク
トルを 測定し、H-H COSY及びC-H COSYにより全てのシ
グナルを帰属した。その結果、α−ガラクトシルCI-8
(AとB)では、CI-8の1個のグルコースのC-3とC-2の
シグナルが夫々大きく低磁場シフトしており、従って、
Aは、3-O-α-D-ガラクトピラノシルー CI-8 、Bは、2
-O-α-D-ガラクトピラノシル−CI-8であることが判明し
た(図6−A、B)。
分析した結果、これらの転移生成物は、全て分子量が14
58(重合度9)、即ち、CI-8に1分子のガラクトースが結
合したものであることが判明した。次いで、NMRスペク
トルを 測定し、H-H COSY及びC-H COSYにより全てのシ
グナルを帰属した。その結果、α−ガラクトシルCI-8
(AとB)では、CI-8の1個のグルコースのC-3とC-2の
シグナルが夫々大きく低磁場シフトしており、従って、
Aは、3-O-α-D-ガラクトピラノシルー CI-8 、Bは、2
-O-α-D-ガラクトピラノシル−CI-8であることが判明し
た(図6−A、B)。
【0037】また、同様に、β-ガラクトシルCI-8(C
とD)でもCI-8のグルコースのC-3とC-2が夫々1つずつ
低磁場シフトしていたので、Cは、3-O-β-D-ガラトピ
ラノシル−CI-8、Dは、2-O-β-D-ガラクトピラノシル
−CI-8と決定した(図7−C、D)。
とD)でもCI-8のグルコースのC-3とC-2が夫々1つずつ
低磁場シフトしていたので、Cは、3-O-β-D-ガラトピ
ラノシル−CI-8、Dは、2-O-β-D-ガラクトピラノシル
−CI-8と決定した(図7−C、D)。
【0038】
【化5】
【0039】
【化6】
【0040】
【化7】
【0041】
【化8】
【0042】実施例4 0.8Mラクトース及び0.2Mサイクロイソマルトヘプタオー
ス(CI-7)濃度となるように調製した50mM酢酸液(pH4.5)5
0μlにペニシリウム・マルチカラー(Penicillium multi
color 由来のβ-ガラクトシダーゼ(K-I化成社製)50mg(1
ml)を10μl 加え、40℃で1時間反応させた。反応液の
一部を、TSKgel Amide80カラム(250×4.6mm i.d.) を用
いたHPLCにより分析し、TOF-MS及びNMR スペクトルによ
り3-0-β-D-ガラクトピラノシル-CI-7 及び2-0-β-D-ガ
ラクトピラノシル-CI-7 が生成されていることを確認し
た。
ス(CI-7)濃度となるように調製した50mM酢酸液(pH4.5)5
0μlにペニシリウム・マルチカラー(Penicillium multi
color 由来のβ-ガラクトシダーゼ(K-I化成社製)50mg(1
ml)を10μl 加え、40℃で1時間反応させた。反応液の
一部を、TSKgel Amide80カラム(250×4.6mm i.d.) を用
いたHPLCにより分析し、TOF-MS及びNMR スペクトルによ
り3-0-β-D-ガラクトピラノシル-CI-7 及び2-0-β-D-ガ
ラクトピラノシル-CI-7 が生成されていることを確認し
た。
【0043】実施例5 0.8Mラクトース及び0.2Mサイクロイソマルトノナオース
(CI-9)濃度となるように調製した50mM酢酸液(pH4.5)50
μlにペニシリウム・マルチカラー(Penicilliummultico
lor 由来のβ-ガラクトシダーゼ(K-I化成社製)50mg(1m
l)を10μl 加え、40℃で1時間反応させた。反応液の一
部を、TSKgel Amide80カラム(250×4.6mm i.d.) を用い
たHPLCにより分析し、TOF-MS及びNMR スペクトルにより
3-0-β-D-ガラクトピラノシル-CI-9 及び2-0-β-D-ガラ
クトピラノシル-CI-9 が生成されていることを確認し
た。
(CI-9)濃度となるように調製した50mM酢酸液(pH4.5)50
μlにペニシリウム・マルチカラー(Penicilliummultico
lor 由来のβ-ガラクトシダーゼ(K-I化成社製)50mg(1m
l)を10μl 加え、40℃で1時間反応させた。反応液の一
部を、TSKgel Amide80カラム(250×4.6mm i.d.) を用い
たHPLCにより分析し、TOF-MS及びNMR スペクトルにより
3-0-β-D-ガラクトピラノシル-CI-9 及び2-0-β-D-ガラ
クトピラノシル-CI-9 が生成されていることを確認し
た。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、α−ガラクトシル基転
移酵素あるいはβ−ガラクトシル基転移酵素の糖転移作
用を利用して、サイクロイソマルトオリゴ糖環のグルコ
シル基の水酸基にα-1,2-結合、α-1,3-結合あるいは、
β-1,2-結合、β-1,3-結合でガラクトシル基が結合して
いるガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を効率
良く得ることができる。本発明のガラクトシル−サイク
ロイソマルトオリゴ糖は、医薬品分野の他、食品分野、
化粧品、化成品分野等において幅広く利用できる。
移酵素あるいはβ−ガラクトシル基転移酵素の糖転移作
用を利用して、サイクロイソマルトオリゴ糖環のグルコ
シル基の水酸基にα-1,2-結合、α-1,3-結合あるいは、
β-1,2-結合、β-1,3-結合でガラクトシル基が結合して
いるガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖を効率
良く得ることができる。本発明のガラクトシル−サイク
ロイソマルトオリゴ糖は、医薬品分野の他、食品分野、
化粧品、化成品分野等において幅広く利用できる。
【図1】サイクロイソマルトヘプタオースの赤外線吸収
スペクトルを示す図である。
スペクトルを示す図である。
【図2】サイクロイソマルトヘプタオースの酵素的解析
結果を示す図である。
結果を示す図である。
【図3】サイクロイソマルトヘプタオースの溶出液及び
生成した該化合物をHPLCにより分析した結果を示す
図である。
生成した該化合物をHPLCにより分析した結果を示す
図である。
【図4】α−ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ
糖A及びBのHPLCにより分析した結果を示す図であ
る。
糖A及びBのHPLCにより分析した結果を示す図であ
る。
【図5】β−ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ
糖C及びDのHPLCにより分析した結果を示す図であ
る。
糖C及びDのHPLCにより分析した結果を示す図であ
る。
【図6】転移生成物A及びBの13C-NMR分析した結果を
示す図である。
示す図である。
【図7】転移生成物C及びDの13C-NMR分析した結果を
示す図である。
示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北尾 悟 千葉県野田市野田339番地 キッコーマン 株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 サイクロイソマルトオリゴ糖環のグルコ
シル基の水酸基に、ガラクトシル基がαもしくはβ結合
により結合してなるガラクトシル−サイクロイソマルト
オリゴ糖。 - 【請求項2】 ガラクトシル糖化合物とサイクロイソマ
ルトオリゴ糖との混合物に、ガラクトシル基転移酵素を
作用させ、請求項1記載のガラクトシル−サイクロイソ
マルトオリゴ糖を製造することを特徴とするガラクトシ
ル−サイクロイソマルトオリゴ糖の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18787896A JPH1036406A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18787896A JPH1036406A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036406A true JPH1036406A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16213792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18787896A Pending JPH1036406A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | ガラクトシル−サイクロイソマルトオリゴ糖及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1036406A (ja) |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP18787896A patent/JPH1036406A/ja active Pending
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