JPH1129600A - 乳からラクトフェリンを分離、精製する方法 - Google Patents

乳からラクトフェリンを分離、精製する方法

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JPH1129600A
JPH1129600A JP20265197A JP20265197A JPH1129600A JP H1129600 A JPH1129600 A JP H1129600A JP 20265197 A JP20265197 A JP 20265197A JP 20265197 A JP20265197 A JP 20265197A JP H1129600 A JPH1129600 A JP H1129600A
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lactoferrin
casein
milk
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JP20265197A
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Haruo Negishi
晴夫 根岸
Hideo Otomo
英生 大友
Satoyuki Goto
聡幸 後藤
Tomoko Ueda
智子 植田
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Meiji Dairies Corp
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Meiji Milk Products Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 κ−カゼイン固定化カラムを用いて、乳
中に含まれるラクトフェリンを、安全、簡便、高純度に
分離する方法に関する。 【効果】 乳中に含まれるラクトフェリンを安全、簡
便、しかも高純度に分離することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、以下に述べるよう
に、種々の生理作用を示すラクトフェリンを、簡便、高
純度、しかも安全に分離・精製する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ラクトフェリンは乳、涙、唾液等の外分
泌液中に含まれる、分子量が約8万の鉄結合性糖蛋白質
である。その含量は初乳中に多く、ヒト初乳中で約5〜
10mg/ml含まれるが、ウシ常乳中では約0.1〜
0.5mg/mlと少ない。特に初乳中に多く含まれる
ことから、乳児の健全な発育を維持する上で、重要な働
きを担っていると考えられている。これを裏付けるよう
に、近年、in vitro、及びin vivoにおける多くの研究
で、ラクトフェリンが抗菌作用、過酸化脂質生成抑制作
用、鉄吸収の調節作用、免疫機能調節作用、細胞増殖作
用、及び細菌感染防御作用などの有用な生理作用を有す
ることが報告されている。
【0003】このようにラクトフェリンには多岐にわた
る生理活性が期待されることから、栄養生理学的、並び
に薬理学的に重要な物質である。ラクトフェリンを分離
するための原料としては、牛乳およびチーズ製造時に副
生されるチーズホエイが使用されている。ラクトフェリ
ンは栄養学的に優れ、しかも安全な牛乳原料から分離さ
れているため、安全な天然物由来の原料である。また、
最近では遺伝子組み換えラクトフェリンの利用も研究さ
れている。
【0004】従来、乳からラクトフェリンを分離、精製
する方法としては、ホエイの濃縮液を陽イオン交換体に
通液し、リン酸緩衝液で洗浄後、0.3M塩化ナトリウ
ムを含む同緩衝液でラクトフェリンを溶出させる方法
(特開昭62−19523)、あるいは脱脂乳を陽イオ
ン交換体と混合、攪拌後、樹脂をカラムに充填し、水洗
後、5%塩化ナトリウムで溶出する方法がある(特開昭
63−152400)。また、ラクトフェリンと親和性
の強い物質をカラムに固定化し、アフィニティクロマト
グラフィーにより分離する方法がある。例えば、ヘパリ
ン(特開昭63−255299)、ラクトフェリンに対
するモノクロナール抗体(特開昭61−14520
0)、硫酸エステル化物(特開昭63−25530
0)、DNA(T. William Hutchens ら、Biochimica e
t Biophysica Acta, 999 (1989) 323-329)、及び色素
(Mariano Grasselli ら、Netherlands Milk & Dairy
J., 50 (1996)551-561)などをクロマトグラフィー用の
支持体に固定化し、ラクトフェリンを含む乳原料と接触
させ、吸着したラクトフェリンを0.5〜1.0Mの塩
化ナトリウムで溶出させる方法などがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した技
術の現状に鑑み、数多くの生理作用を有するラクトフェ
リンを安全にしかも簡便、効率的に分離及び/又は精製
する方法を開発する目的でなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであって、各方面から検討の
結果、アフィニティクロマトグラフィーによる方法は、
ラクトフェリンとの特異的吸着反応を用いるため、イオ
ン交換クロマトグラフィー法に比べ、煩雑な工程を経ず
に簡便に高純度のものが得られるという利点がある点に
着目した。ただ、この方法は、たしかにすぐれた方法で
あるが、従来アフィニティカラムに使用されているリガ
ンドとして、ヘパリン、ラクトフェリンに対するモノク
ロナール抗体、硫酸エステル化物、DNAなどがある
が、何れも大量に入手するのが困難である。また、固定
化した上記物質が脱落してラクトフェリンに混入する恐
れもあり、食品用途としては、安全性に問題があり、更
にもう一段の改良が待たれるところである。
【0007】そこで本発明者らは、鋭意各方面から研究
を行い、ラクトフェリンがκ−カゼインに対して強い親
和性を有するという新事実を見出し、この原理を応用し
てκ−カゼインを固定化したカラムを作成し、ラクトフ
ェリンとの親和性を検討したところ、特異的にラクトフ
ェリンが吸着、溶出されることを発見した。更に、κ−
カゼインは牛乳中に存在する成分であり、従来使用され
てきたヘパリン、モノクロナール抗体などに比べ、極め
て安全で、価格的にも安いという利点がある。
【0008】本発明は、これらの有用新知見に基づき更
に研究の結果完成されたものであって、κ−カゼイン
に、ラクトフェリン含有原料を接触させてラクトフェリ
ンを特異的に吸着させ、次いで吸着したラクトフェリン
を溶出することにより、ラクトフェリンを分離及び/又
は精製する方法に関するものである。
【0009】本発明は、κ−カゼインを用いることによ
り、乳、涙、唾液などの外分泌液、微生物や細胞の培養
物、遺伝子組み換え培養液、こ(れら)の濃縮液、抽出
液、等に含まれる生理学的に重要なラクトフェリンを高
純度に、しかも簡便に分離/精製する方法に関するもの
である。以下、本発明について詳述する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、κ−カゼインに対して
ラクトフェリンが特異的、選択的に親和性を有するとい
う本発明者らがはじめて発見した新しい原理に基づくも
のであって、ラクトフェリン含有原料をκ−カゼインで
処理し、両者を特異的に結合せしめた後、ラクトフェリ
ンを分離するものである。
【0011】したがって、本発明を実施するには、κ−
カゼインを担体に固定化しておき、これにラクトフェリ
ン含有原料を接触せしめてラクトフェリンを特異的にκ
−カゼインに吸着させた後、次いで吸着させたラクトフ
ェリンを溶出せしめるいわば工業的な方法、あるいは、
κ−カゼインを担体に固定化することなく遊離状態にし
ておき、これにラクトフェリン含有原料を接触せしめて
ラクトフェリンとの結合体ないし複合体を形成せしめ、
これを取り出した後に両者を分離するいわば化学的ない
し生物学的方法のいずれもが利用可能である。
【0012】κ−カゼインの固定化は、従来より行われ
ている酵素、各種蛋白質、微生物の担体への固定化技術
が適宜利用可能であるすなわち、無機又は有機、天然又
は合成、高分子又は低分子、生物系又は非生物系等各種
担体を用い、共有結合法、イオン結合法、物理的吸着法
等による従来既知の固定化技術が適宜利用可能である。
【0013】例えば担体としては、アガロース、セルロ
ース、デキストラン、セファローズ、セファデックス等
の多糖類(誘導体)、ポリアクリルアミドゲル、ポリス
チレン等の合成高分子物質、(多孔質)ガラス、(多孔
質)セラミックス、活性炭、シリカゲル、アルミナ、粘
土鉱物等の無機ないしセラミックス系物質が適宜利用さ
れる。
【0014】これらの担体は、そのまま、あるいは臭化
シアン、水素化シアノホウ素等で処理したり、架橋剤や
縮合試薬で処理したりして、常法にしたがってκ−カゼ
インとの固定化を更に推進せしめてもよい。
【0015】本発明を実施するには、先ず、このように
して固定化したκ−カゼインとラクトフェリン含有原料
とを接触せしめるのであるが、ラクトフェリン含有原料
としては、乳、脱脂乳のほか、ホエイ等の乳副製物等ヒ
トを含む哺乳類の乳類;涙、唾液等の各種外分泌液;細
胞中微生物の培養液、遺伝子組み換え培養液;これらの
抽出液や濃縮液等、ラクトフェリンを含有する物質がす
べて包含される。
【0016】κ−カゼインとラクトフェリンの接触時に
おいて、pHは4.5〜8.5、好ましくは5.0〜
8.0とするのがよく、イオン強度は0.4以下、好ま
しくは0.3以下とするのがよい。
【0017】次いで吸着されたラクトフェリンを塩類溶
液で溶出するが、その際塩類溶液としては、イオン強度
が0.3〜1.6、好ましくは0.4〜1.5とするの
がよい。溶出した後、電気透析等の常法にしたがって脱
塩を行い、ラクトフェリンを得る。
【0018】吸着ラクトフェリンの溶出に用いられる塩
類溶液としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化
カルシウム、塩化マグネシウム、及びこれらの1種又は
それ以上の混合物から選ばれた塩類の溶液が使用され
る。以下、本発明の実施例について述べる。
【0019】
【実施例1】κ−カゼインの固定化:市販のアクチゲル
10ml(アガロースゲル、ステロジェン・バイオセパ
レーション社製)を脱イオン交換水で十分洗浄し、濾過
した後、κ−カゼイン20mgを10mMリン酸緩衝液
(pH7.0)3mlに溶かし、この混合物に水素化シ
アノホウ素ナトリウム(NaCNBH3)130mgを
添加し、κ−カゼイン固定化アクチゲルを得た。
【0020】ラクトフェリンの分離、精製:上記の手順
で調製したκ−カゼイン固定化アガロースゲルを直径1
cm、長さ10cmのカラムに充填し、10mMリン酸
緩衝液(pH7.0)で平衡化した。このカラムに、ウ
シラクトフェリン(シグマ社)(1mg/ml)1ml
を通液し、10mMリン酸緩衝液(pH7.0)でカラ
ムを洗浄した。次いで0.5M NaCl 20mlを
通液してカラムに吸着しているウシラクトフェリンを溶
出した。
【0021】
【実施例2】実施例1で調製したκ−カゼイン固定化ア
ガロースカラム(直径1cm×長さ10cm)に、ヒト
ラクトフェリン(シグマ社)(1mg/ml)1mlを
通液し、10mMリン酸緩衝液(pH7.0)でカラム
を洗浄した。次いで0.5MNaCl 20mlを通液
してカラムに吸着しているヒトラクトフェリンを溶出し
た。
【0022】
【実施例3】κ−カゼイン固定化カラム(直径1cm×
長さ10cm)は、実施例1と同様な手順で調製した。
乳タンパク質共存下において、κ−カゼイン固定化カラ
ムに対するラクトフェリンの特異的吸着性を確認するた
めに、ホエイ中の主要タンパク質である牛血清アルブミ
ン(BSA)(0.7mg)、免疫グロブリン(1.4
mg)、α−ラクトアルブミン(2.8mg)、及びβ
−ラクトグロブリン(7.0mg)をホエイ中の濃度と
同レベルに溶解し、この中にウシラクトフェリン1.0
mgを添加した。
【0023】このようにして調製したホエイのモデル溶
液の全量(2ml)を、上記のκ−カゼイン固定化カラ
ムに通液し、10mMリン酸緩衝液(pH7.0)でカ
ラムを洗浄した。次いで1.0M NaCl 20ml
を通液してカラムに吸着しているウシラクトフェリンを
溶出した。溶出したウシラクトフェリン量をELISA
で分析したところ、約0.95mgのウシラクトフェリ
ンが回収されたことから、ウシラクトフェリンの回収率
は96%であることを確認した。回収したウシラクトフ
ェリンの純度は、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動(PAGE)図より、95%以上と測定された。
【0024】図面は、κ−カゼイン固定化アフィニティ
クロマトグラフィーによるウシラクトフェリンの分離を
示し、図1は溶出したカラムナンバーと吸光度
(A280)との関係を示し、図2は上記SDS−ポリア
クリルアミドゲル電気泳動(PAGE)図を示す。
【0025】
【実施例4】κ−カゼイン固定化カラム(直径1cm×
長さ10cm)は、実施例1と同様な手順で調製した。
ヒト初乳から脂肪を分離した脱脂乳において、塩酸でp
H4.5調整することにより、カゼインを等電点沈殿さ
せて、ホエイ画分を得た。上清液のpHを水酸化ナトリ
ウムでpH7.0に調整した。このようにして調製した
ヒト初乳ホエイ5mlをκ−カゼイン固定化カラムに通
液した。10mMリン酸緩衝液(pH7.0)でカラム
を洗浄後、1.0M NaCl 20mlを通液してカ
ラムに吸着している成分を溶出した。この成分をSDS
−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)で分析
したところ、ヒトラクトフェリンであることが確認でき
た。回収されたヒトラクトフェリンの純度は、95%以
上であった。
【0026】
【実施例5】κ−カゼイン固定カラム(直径1cm×長
さ10cm)は、実施例1と同様な手順で調製した。ゴ
ーダチーズ製造過程で得られるチーズホエイ10mlを
κ−カゼイン固定化カラムに通液した。10mMリン酸
緩衝液(pH7.0)でカラムを洗浄後、1.0M N
aCl 30mlを通液してカラムに吸着している成分
を溶出した。この成分をSDS−ポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動(PAGE)で分析したところ、ウシラクト
フェリンであることが確認できた。回収されたウシラク
トフェリンの純度は95%以上であった。
【0027】
【発明の効果】乳等ラクトフェリン含有原料中に含まれ
るラクトフェリンを安全、簡便、しかも高純度に分離及
び/又は抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラムナンバーと溶出したウシラクトフェリン
の吸光度の関係を示す。
【図2】回収したウシラクトフェリンの純度を示す電気
泳動写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 智子 東京都東村山市栄町1−21−3 明治乳業 株式会社栄養科学研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 κ−カゼインに、ラクトフェリン含有原
    料を接触させてラクトフェリンを吸着させ、次いで吸着
    させたラクトフェリンを溶出すること、を特徴とするラ
    クトフェリン含有原料からラクトフェリンを分離、精製
    する方法。
  2. 【請求項2】 κ−カゼインを固定化した担体を用い、
    アフィニティークロマトグラフィーによりラクトフェリ
    ンを分離、精製すること、を特徴とする請求項1に記載
    の方法。
  3. 【請求項3】 ラクトフェリン含有原料が、乳、脱脂
    乳、ホエイ、涙、唾液、細胞培養物、微生物培養物、濃
    縮液、抽出液から選ばれる少なくともひとつであるこ
    と、を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 κ−カゼインとラクトフェリンとの接触
    時のpHが、5.0〜8.0であること、を特徴とする
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 κ−カゼインとラクトフェリンとの接触
    時のイオン強度が、0.3以下であること、を特徴とす
    る請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 吸着ラクトフェリンをイオン強度が0.
    4〜1.5の塩類溶液で溶出した後、電気透析等で脱塩
    すること、を特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に
    記載の方法。
  7. 【請求項7】 上記溶出に用いる塩類溶液が、塩化ナト
    リウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシ
    ウム、及びこれらの混合物から選ばれた塩類の溶液であ
    ること、を特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に
    記載の方法。
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