JPH11318445A - ノイラミニダーゼ阻害物質製造法 - Google Patents

ノイラミニダーゼ阻害物質製造法

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JPH11318445A
JPH11318445A JP10150587A JP15058798A JPH11318445A JP H11318445 A JPH11318445 A JP H11318445A JP 10150587 A JP10150587 A JP 10150587A JP 15058798 A JP15058798 A JP 15058798A JP H11318445 A JPH11318445 A JP H11318445A
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JP
Japan
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neuraminidase
cells
carrot
neuraminidase inhibitor
salts
Prior art date
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Pending
Application number
JP10150587A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Yamaguchi
信哉 山口
Junji Ichida
淳治 市田
Hidemitsu Uchisawa
秀光 内沢
Norimitsu Hanamatsu
憲光 花松
Hajime Matsue
一 松江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aomori Prefecture
Original Assignee
Aomori Prefecture
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

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  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 植物の培養細胞を用いて、高活性のノイラミ
ニダーゼ阻害物質を製造する。 【構成】 ニンジン属のカルス細胞にエリシターやその
塩又は重金属やその塩を作用させて、細胞内にノイラミ
ニダーゼ阻害物質を生成させ、有機溶媒により抽出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生化学、医学、医療の
分野で、インフルエンザウイルス等のウイルスの膜表面
に存在するノイラミニダーゼを研究することによりウイ
ルスの抗原構造の解析や感染の機構や感染防止、及びサ
ルモネラ菌、コレラ菌やクロストリジウム属などの病原
性細菌の感染の機構や感染防止に利用できるノイラミニ
ダーゼ阻害物質の製造方法に関するものである。
【0002】ノイラミニダーゼ阻害物質はノイラミニダ
ーゼ酵素活性の働きを止める作用をもつものである。ノ
イラミン酸は人や微生物の細胞表面に存在する糖であ
り、ノイラミニダーゼはそのノイラミン酸のグリコシド
結合を分解する酵素である。
【0003】また、ノイラミニダーゼはインフルエンザ
ウイルスが人に感染し、感染細胞から放出されて他の細
胞に感染する際に関与している。つまりノイラミニダー
ゼはウイルスが人の細胞に感染する際、不可欠な酵素で
ある。逆にいうとノイラミニダーゼを持たないウイルス
やノイラミニダーゼ活性が弱いウイルスは人や動物に感
染し難しい。現在、抗ウイルス剤の開発は大変難しく、
ウイルスに対する効果的な治療方法はない。そこで、新
しい治療法としてノイラミニダーゼ阻害剤が有望視され
ている。ノイラミニダーゼ阻害剤は、呼吸器部位におけ
る粘液中のウイルス感染を阻害し、早期治療に有効と考
えられている。又、ウイルスはそのノイラミニダーゼに
より赤血球の膜から侵入し、溶血させることが知られて
いるので、本製造法で得られる物質によりそれを防御す
ることが可能となる。
【0004】一方、細菌のノイラミニダーゼに関して
も、ウイルスのノイラミニダーゼほど注目を浴びていな
いが、ノイラミニダーゼを分泌する細菌は、サルモネラ
菌、コレラ菌やクロストリジウム属(破傷風菌、ボツリ
ヌス菌、ウエルシュ菌など)などの病原性の高い菌であ
り、それらの菌の人への感染に関与しているので、ノイ
ラミニダーゼ阻害物質は感染、発症予防に対して非常に
効果的であると思われる。さらに、人の細胞の表面には
ノイラミン酸が存在するので、細胞の研究、特にガン細
胞の研究などに対してノイラミニダーゼ阻害物質は非常
に有益なツールとして用いられることが予測される。
【0005】
【従来の技術】既に、ノイラミニダーゼ阻害活性物質の
製造法は、化学合成法や微生物を用いた製造法が知られ
ている。微生物としては、スタフィロコッカス、アクチ
ノミセスやストレプトミセスが用いられている。しか
し、これらの微生物が産生するノイラミニダーゼ阻害物
質は、その活性が低く、抽出、分離操作が非常に煩雑で
あるという欠点がある。又、化学合成法による製造法
は、活性や合成の収率が低いという欠点をもっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の化学
合成法による収率の悪さ、製造の複雑さ等の欠点を克服
し、又、従来の微生物で得られる阻害物質よりも効果の
高い阻害物質を、簡単にかつ大量に生産し得る方法で、
工業的に実施するのに有利な製造方法を提供するために
なされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らはノ
イラミニダーゼ阻害物質製造法について上記の目的を達
するために、鋭意研究を重ねた結果、本発明者らにより
はじめて、ニンジン属のカルス細胞内に目的物質を産生
蓄積させることに成功し、この目的に適合することを発
見した。本発明の方法は、培養したニンジン属のカルス
細胞にエリシター又はその塩や重金属又はその塩を添加
し、カルス細胞内にノイラミニダーゼ阻害物質を産生蓄
積させ、その後抽出し、ノイラミニダーゼ阻害物質を製
造することからなっている。
【0008】ニンジン属のカルス化や培養方法は古くか
ら研究されており、植物の中で最も条件が簡単で一般的
であり、そのため広く知られている。しかも生育も速い
ので、工業的生産には適している材料である。ニンジン
属のカルス化は代表的な培地、無機塩やビタミンを含む
ムラシゲ・スクーグ培地に、ショ糖やイノシトール、オ
ーキシンやカイネチン又はそれらと同等の効力を示す天
然や合成の植物ホルモンを添加し、培養することが一般
的である。
【0009】植物は二次代謝物質である抗菌性物質等を
生成する場合があるが、エリシターとは、このように植
物において防御応答を誘導する物質のことをいい、ガラ
クツロン酸のオリゴマー又はその塩、βーグルカンやキ
チンやキトサンのオリゴマー又はその塩や、ジャスモン
酸、ジャスモン酸メチル、サリチル酸やそれらの誘導
体、植物や微生物の細胞壁やその分解物が用いられる。
又、重金属としては水溶性の銅塩(例えば硫酸銅)や鉄
塩(例えば塩化鉄)、水銀塩、鉛塩、錫塩、カドミウム
塩、バリウム塩、金塩、銀塩、亜鉛塩、ニッケル塩、コ
バルト塩、クロム塩、ストロンチウム塩などがあげられ
る。これらのエリシターや重金属又はその塩をニンジン
属のカルス細胞の培地に添加するときは、エリシターで
数ppm〜数千ppmの範囲、重金属では数nM〜数mMの濃度が
好ましい。又、エリシターや重金属添加後、数時間後に
細胞内にノイラミニダーゼ阻害物質が産生、蓄積するの
で、最大濃度に達したときに細胞を集める。集めたカル
ス細胞は、培地の成分を除くために水で洗浄するのも一
つの方法である。次に、細胞を有機溶媒、例えばメタノ
ール、エタノールなどのアルコールやアセトンや酢酸エ
チルなどで、抽出する。抽出効率をあげるために物理的
に細胞を磨砕するのが好ましい。
【0010】こうして製造された目的生産物は高活性で
あることが特徴である。得られるノイラミニダーゼ阻害
物質は、ウイルスや細菌のノイラミニダーゼ活性を100
%阻害する。又、得られる阻害物質は熱安定性であり、
酸及びアルカリの作用によってもその活性は低下しな
い。
【0011】以下に、実施例を示して本発明を具体的に
説明するが、これは単に例示の目的で述べるものであ
り、本発明はこれらの実施例に限定されるものでない。
【0012】
【実施例1】エリシターとしてのガラクツロン酸のオリ
ゴマーの調製法について。
【0013】500mlの三角フラスコに0.5%ポリガラクツ
ロン酸を50mMの酢酸緩衝液(pH4.5)200mlに溶解し、エ
ンド型のペクチン分解酵素であるペクチナーゼSE-150
(商品名、シキボウ社製)を200μg加え、30℃で30分間
反応させた。その後、直ちに100℃の湯浴に移し、30分
間放置し反応を止めた。次に、この溶液を陽イオン交換
樹脂に通し、ペクチン分解酵素とナトリウムイオンを除
き、減圧濃縮、凍結乾燥し、ガラクツロン酸のオリゴマ
ーの粉末を得た。
【0014】
【実施例2】ニンジン属のカルス細胞の培養法につい
て。
【0015】ニンジン属のカルス細胞の培養法は常法に
よった。すなわち、ニンジンの地下茎を70%エタノール
と5%次亜塩素酸ナトリウムで殺菌後、約5mmの大きさの
切片をムラシゲ=スクーグ培地(pH5.6〜5.8)に3%シ
ョ糖と0.01%イノシトール及び植物ホルモンとして5μM
2,4-ジクロロフェノキシ酢酸と0.5μMベンジルアデニン
を添加した寒天培地にて、25℃で培養した。2〜3週間後
にカルス化するので1〜2ケ月ごとに新しい培地に植え継
いで培養した。
【0016】
【実施例3】ノイラミニダーゼ阻害物質製造法につい
て。
【0017】上記植物ホルモン等を含むムラシゲ・スク
ーグの液体培地100mlに、実施例2において寒天培地で9
ケ月培養したニンジン属のカルス細胞10g(新鮮重)を
移し替え、一週間、25℃で振盪培養を行った。一週間
後、実施例1にて調製されたガラクツロン酸のオリゴマ
ーを水酸化ナトリウムでpH6.0に調整し、無菌的に10mg
加えた。その後再び、25℃で振盪培養を行った。24時間
後、ニンジンのカルス細胞を遠心分離で集め、蒸留水に
て3回細胞を洗浄し、乳鉢に海砂を加え、メタノールに
て磨砕した。この溶液をろ過により集めた。
【0018】精製法としては、この溶液をロータリエバ
ポレーターにて濃縮し、逆相クロマトグラフィーである
5gのSep-Pak C18(商品名、ウォーターズ社、アメリ
カ)を用い、メタノールの30%、80%、100%各40mlに
て溶出し、80%メタノールの画分を得、濃縮した。これ
を高速液体クロマトグラフィーにて、逆相カラムである
ウルトラスフェアーC18 (3.9mm×150mm:商品名、ウォ
ーターズ社、アメリカ)にてアセトニトリルと水のリニ
アグラジエントにて分離した。検出は紫外部の吸収を測
定した。その溶離液条件は流速1ml/分で、0分(アセト
ニトリル40%:水60%)、5分(アセトニトリル40%:
水60%)から35分(アセトニトリル100%:水0%)のリ
ニアグラジエントで、このとき、約15分の溶出位置に本
発明物質が分離されてくる。ガラクツロン酸のオリゴマ
ーを添加しないニンジンのカルスで同様の製造法を行う
と、この15分の位置には何も物質は分離されない。後、
この15分の位置に溶出されてきたもののみを分取し、ロ
ータリーエバポレーターで濃縮、乾固した後、収量を測
定した結果、1.7mgであった。
【0019】
【実施例4】実施例1において調製されたガラクツロン
酸のオリゴマーを弱塩基性陰イオン交換樹脂Sephadex A
-25にて、重炭酸アンモニウムの0.3Mから0.6Mのリニア
グラジエントによって分離した。ここで分離された重合
度4のガラクツロン酸を集め、ゲルろ過によって脱塩
し、濃縮し、凍結乾燥し粉末を得た。
【0020】実施例3において、重合度4のガラクツロ
ン酸1mgをガラクツロン酸のオリゴマーに替わりに、ニ
ンジンのカルス細胞液体培地100mlに無菌的に添加し、2
4時間後、ニンジンのカルス細胞を集め、上記と同様に
メタノールにて抽出し、高速液体クロマトグラフィーで
分離精製し、分取した。そのときの収量は1.9mgであっ
た。
【0021】
【実施例5】実施例3において、ガラクツロン酸のオリ
ゴマーの替わりに硫酸銅5水和物を最終濃度10μMでニ
ンジンのカルス細胞液体培地100mlに無菌的に添加し、2
4時間後、ニンジンのカルス細胞を集め、上記実施例と
同様にメタノールにて抽出し、高速液体クロマトグラフ
ィーで分離精製し、分取した。そのときの収量は1.4mg
であった。
【0022】
【実施例6】ウイルスのノイニラミニダーゼ酵素反応阻
害活性について。
【0023】50mM酢酸緩衝液(pH5.5)中にて、終濃度
0.5mMの2'-(4-メチルウンベリフェリル)-α-D-N-アセ
チルノイラミン酸アンモニウム(製造元、マルキン醤油
社)と、Newcastle disease virus,Hitchner B1 strain
のノイラミニダーゼ(シグマ社、アメリカ)を0.9μuni
ts加え、実施例3〜5で得られた高速液体クロマトグラ
フィーで分離精製した製造物5μgを75%ジメチルスルホ
キシドに溶解し加え、総量600mlにて酵素反応を行っ
た。酵素反応は、酵素反応の結果遊離する4-メチルウン
ベリフェロンをEX365nm、EM450nmの蛍光強度を計測する
ことにより求めた。
【0024】その結果、ノイラミニダーゼ酵素活性を10
0%阻害した。
【0025】
【実施例7】細菌のノイラミニダーゼ酵素反応阻害活性
について。
【0026】50mM酢酸緩衝液(pH4.5)中にて、終濃度
0.5mMの2'-(4-メチルウンベリフェリル)-α-D-N-アセ
チルノイラミン酸アンモニウム(製造元、マルキン醤油
社)と、Clostridium perfringensのノイラミニダーゼ
(シグマ社、アメリカ)を0.375μg加え、実施例3〜5
で得られた高速液体クロマトグラフィーで分離精製した
製造物を75%ジメチルスルホキシドに溶解し、各濃度に
加え、総量600mlにて酵素反応を行った。酵素反応は、
酵素反応の結果遊離する4-メチルウンベリフェロンをEX
365nm、EM450nmの蛍光強度を計測することにより求め
た。
【0027】その結果、酵素反応を50%阻害する濃度I
C50は21ppbであった。
【0028】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0029】材料に栽培植物でなく、植物の培養細胞を
用いているため、製造にあたって自然条件に左右されな
く、年間を通して生産することができる。また、製造条
件を均一化することができる。
【0030】培養細胞の植物として生育の速いニンジン
属を用いているため、収量的に期待でき、工業的大量生
産を行うことができる。
【0031】さらに、ノイラミニダーゼ阻害物質の抽
出、分離、精製は非常に簡単に行うことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12R 1:91) (72)発明者 花松 憲光 青森県青森市大字八ッ役字芦谷202―4 青森県産業技術開発センター内 (72)発明者 松江 一 青森県青森市大字八ッ役字芦谷202―4 青森県産業技術開発センター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニンジン属のカルス細胞にエリシター又
    は重金属を添加し、カルス細胞内にノイラミニダーゼ阻
    害物質を蓄積させ、これより抽出することを特徴とする
    ノイラミニダーゼ阻害物質の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記請求項1において目的物質を逆相ク
    ロマトグラフィーで精製する製造方法。
JP10150587A 1998-05-14 1998-05-14 ノイラミニダーゼ阻害物質製造法 Pending JPH11318445A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005505544A (ja) * 2001-08-31 2005-02-24 ラトガーズ, ザ ステイト ユニバーシティ オブ ニュー ジャージー 植物抽出物を用いて障害を処置するための方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005505544A (ja) * 2001-08-31 2005-02-24 ラトガーズ, ザ ステイト ユニバーシティ オブ ニュー ジャージー 植物抽出物を用いて障害を処置するための方法

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