JPS5810522A - 不活化トロンビンゲルによるアンチトロンビン3の精製法 - Google Patents

不活化トロンビンゲルによるアンチトロンビン3の精製法

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JPS5810522A
JPS5810522A JP56108289A JP10828981A JPS5810522A JP S5810522 A JPS5810522 A JP S5810522A JP 56108289 A JP56108289 A JP 56108289A JP 10828981 A JP10828981 A JP 10828981A JP S5810522 A JPS5810522 A JP S5810522A
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Sukekazu Tomono
丞計 伴野
Hideko Sawada
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアフィニティークロマトグラフィーにおいて、
不活化トロンビンをリガンドとして結合させた親水性ゲ
ルを用い、緩衝液と中性塩溶液及び血漿タンパク質混合
液とから成る溶離液をカラムを用いて通液させるか、あ
るいは回分法により容器内で両者を混合することにより
ゲルと接触させ、アンチトロンビン■を特異的に吸着さ
せることにより分離精製する方法に関するものである。
さらに詳しくは、トロンビンの反応中心セリン残基がデ
ヒドロアラニン残基に変換した不活化型トロンビンを基
体としたアフィスティーゲルを用い、アンチトロンビン
■のトロンビンとの親和力を利用して分離精製する方法
に係るものである。
血液は、赤血球、白血球、血小板から成る有形成分と血
漿と呼ばれる無形成分とから成り、血漿中には100種
類以上のタンパク質が含まれる。これらのタンパク質は
電気泳動的にアルブミン、α、βおよびr−グロブリン
およびフィブリノーゲンに分類される。
アンチトロピン■は、α2−グロブリンに属する糖タン
パク質である。血漿中に通常30〜50mg1旧の割合
で含まれているのみである。しかし、トロンビンや活性
型X因子等と反応し、複合体をつくることにより、血液
凝固反応を阻害し、血管内での凝固反応の調節に大きな
役割をはたしている。
アンチトロンビン■の分離精製法としては従来 (IJ  硫酸アンモニウムなどの中性塩添加、ポリエ
チレングリコール等の水溶性高分子の添加による分別沈
澱法 (2)  分子の荷電を利用したイオン交換クロマトグ
ラフィー法 (3)  分子の大きさを利用した分子篩クロマトグラ
フィー法 (4)分子の等電点の差を利用する電気泳動法(5) 
 ヘパリンとの親和力を利用するアフィニティークロマ
トグラフィー法 などが知られており、これらの方法の一つ又は幾つかを
組み合せた方法が用いられている。
これらの方法のうち、(5)のアフィニティークロマト
グラフィー法を除く他の組み合せは夾雑タンパク質の分
離除去が難しく、何回も操作をくり返さねばならないこ
とから、回収量が少ないこと操作が繁雑であるといった
欠点がある。
一方、リガンドとの特異的な親和力により分離するアフ
ィニティークロマトグラフィー法は、アンチトロンビン
■のもつ特異的な性質を利用することから精製操作が簡
単であり夾雑物の分離がよく、活性回収率もよい利点を
もつ。
ところで、従来使用されているヘパリンを基体としたア
フィニティークロマトグラフィー法は、アンチトロンビ
ン■かヘパリンと結合することを利用したものであり、
他の方法に比べ、簡単で効率的である。しかしながら、
現在工業的に広く行なわれている冷エタノール法による
ill 分画からこの方法によってアンチトロンビン■
を精製すると収率がきわめて低い。また、加熱処理血漿
より精製した場合においても収率が低い。すなわち、こ
の方法はアンチトロンビン■のヘパリン結合部位である
リジン残基付近の構造に依存するものであるので、この
部分の構造が低温エタノール処理、熱処理に対し不安定
であるため効率が悪いものと推定される。したがって、
アフィニティークロマトグラフィーに利用する構造とし
ては、アンチトロンビン■中の他の構造部位である、ア
ルギニン反応中心残基付近の構造を利用することが望ま
しい。
本発明者らは、前述の点に着目しこれらの欠点を改善す
べく鋭意研死の結果、アンチトロンビン■のアルギニン
反応中心を利用したアフィニティークロマトグラフィー
によシ、血漿中および冷エタノール分画等の血漿タンパ
ク質混合液中に含有されるアンチトロンビン■を効率良
く、分画することが出来る方法を見出し本発明を完成し
たものである。
すなわち、本発明は、アフィニティークロマトグラフィ
ーにおいて従来用いられていたリガンドに代わり、不活
化トロンビンすなわち、アンチトロンビン■と反応し共
有結合性の複合体形成はしないが、親和性をもつトロン
ビンを用い、緩衝液、中性塩溶液および血漿タンパク質
からなる混合液を接触させ、アンチトロンビン■を特異
的に吸着せしめ、それを溶出することにより迅速かつ簡
便に効率よく分離精製する方法を提供するものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明に用いる不活化トロンビンは精製人トロンビンを
pH8,0イオン強度0.0−5のトリス塩酸緩衝液中
で、フェニルメタンスルホニルフルオリドと反応させ、
活性中心セリン残基とエステル結合を形成せしめ、トロ
ンビン活性を失わせた。その後pH9,0に調整し、低
温に保ち、エステル結合を解離させ、ると共にセリン残
基をデヒドロアラニン残基に変換した。次に、ベンズア
ミジンを基体とするアガロースゲルヲ用い、アフィニテ
ィークロマトグラフィーを行い、親和性を示す分画を採
取し、アンヒドロトロンビンとして用いたものである。
なお、本発明はおける精製トロンビンは、低温エタノー
ル法(E、J、 Cohn:Journal ofAm
erican Chemical 5ociety、6
8:459(1946))により得られたコーンペース
ト■分画より、ポリエチレングリコール沈澱およびBa
Cl2沈澱によりプロトロンビン複合体を精製し、牛脳
より抽出したトロンボッ;ラスチンにより活性化し、そ
の後に、DEAEセフ7デツクスカラムクロマトグラフ
イーおよびベンズアミジンセファロースカラムクロマト
グラフィーにより精製したトロンビンを用いた。
そして、該リガンドをアガロースに固定したゲルに血漿
タンパク質混合液を接触することにより、アンチトロン
ビン■を特異的に吸着し、それを溶出することにより分
離精製するものである。
本発明において該リガンドを結合するのに用いられる担
体は通常用いられている親和性の担体から任意に選ぶこ
とができる。架橋アガロースゲル(商品名:セファロー
ス4B、および6B)架橋デキストランゲル(商品名:
セファデックスG100、G150、G200)架橋ア
クリルアミドゲル(商品名:セファクリル5200゜5
300)などを挙げることができる。
本発明において、血漿タンパク質混合液の吸着には、p
H6〜8かつイオン強度0〜1.0の緩衝液と中性塩溶
液とからなる溶離液を用いるものである。
溶離液中の緩衝液はpH6〜8域を示す緩衝液を任意に
選ぶことができるが特にトリス緩衝液、リン酸緩衝液が
好ましく、中性塩溶液は通常用いられる中性塩溶液から
任意に選ぶことができるが、特にNaC1,KCIの水
溶液が好ましい。
本発明における吸着アンチトロンビン■分画の溶出液に
はpH5,0〜5.5イオン強度1〜4の緩衝液かある
いは、pH4,0〜5.5の基質類似物を用いるもので
ある。
緩衝液はpH4,0〜5.5のpH域を示す緩衝液を任
意に選ぶことができるが、特に酢酸緩衝液がよく、中性
塩溶液は通常用いられる中性塩溶液から任意に選ぶこと
が゛できるがNaC1の水溶液が好ましい。
基質類似物としては、べ/ズアミジン!ニトロベンズア
ミジンラアミノベンズアミジンを挙げることができる。
0. I N NaOHを用い、pH4,0〜5.5と
して用いるものである。
次に本発明において使用される血漿タンパク質の状態に
ついて説明する。
血漿タンパク質の一つにフィブリノーゲンがある。血液
が体外に出ると凝固するが、これはフィブリノーゲンが
フィブリンとなつそ血栓をつくることが原因となってい
る。したがってクロマトグラフィーにおいてもフィブリ
ンが析出し、担体に付着する。この現象を防ぐため、フ
ィブリンを除く前処理を施した方が好ましい。
血漿を60℃で数分間加熱し、フィブリノーゲンを除去
後、用いることができる。血漿を低温でエタノールを用
いてフィブリノーゲンを除去すると共に沈澱、濃縮処理
を行った後溶離緩衝液に溶解して用いることができる。
血漿に水溶性高分子を共存させてフィブリノーゲンを除
去する前処理として利用することができる。また、中性
塩を共存させ、フィブリノーゲンを予め除去後、塩強度
を1.0以下になるように水で希釈し、用いることがで
きる。
したがって、本発明における血漿タンパク質を含む溶液
とは、水溶液、水溶性高分子、中性塩、またはアルコー
ル類を共存する水溶液を用いるものである。
水溶性高分子とは、ポリエチレングリコール、ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸
、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルデン
プンを挙げることができる。
また、中性塩としては、NaC1、KCI 、NH,C
1、Na25O<、K2S0.、(N H4)2 S 
Oi を挙げることができる。
アルコール類としては、炭素数2〜5を有するアルコー
ルを挙げることができる。
以上、述べたように溶離液および血漿タンパク質を含む
溶液を通液あるいは混合し、不活化トロンビンゲルに吸
着させ、それを溶出液で回収−しアフィニティークロマ
トグラフィーを行うものである。
本発明においてカラム法を用いる場合は不活化トロンビ
ンゲルはガラス製のカラム内に充填されたものをはじめ
処理量にみあった任意の大きさの種々のカラム内に充填
されて使用される。
該カラムはあらかじめ溶離液を通し平衡化させておく方
が望ましい。
溶離液の流速は種々変化させることが出来るが、本発明
はアフィニティークロマトグラフィー法を基本とするた
め、流速は0.5 ml/am2以下であることがよシ
好ましい。流速をさらに高めることは、溶離液中に1〜
5単位/ml のヘパリンを共存させることにより可能
である。
溶出液の流速は、使用した担体の機械的強度のl、5囲
において変化させることができる。
また、溶出液に基質類似物を含む水溶液を用いた場合は
、拳法による分離精製後、基質類似物を除去するためp
H7,0、イオン強度1.0以上の緩衝液中で、透析あ
るいは分子篩クロマトグラフィーを行い該物質の除去す
ること望ましい。
本発明において回分法を用いる場合も血漿タンパク質を
含む溶離液とゲルの量は処理量にみあって変化させるこ
とができる。ゲルと溶液の混合時間は攪拌の度合あるい
は容器の形状により異なるが一般に2時間以上行なうこ
とが望ましい。この操作でアンチトロンビン■を吸着さ
れたゲルは、ガラスフィルター上等で溶離液により洗浄
を行なった後、前述のカラム法に準じ溶出液で洗浄しア
ンチトロンビン■を回収するものである。
以上の操作はアンチトロンビン■の活性を安定に保存す
るため低温で行うことが望捷しい。
以上、説明したように本発明は不活化トロンビンゲルを
用い種々の血漿タンパク混合液と接触させ、アンチトロ
ンビン■を特異的に吸着せしめ、それを溶出することに
より、迅速かつ簡便に、効率よく分離精製できるもので
ある。
以下、本発明を実施及び比較例により詳細に説明する。
実施例1 アンヒドロトロンビンは人トロンビンかう次に示す方法
によシ調製した。精製したヒトα−トロンビン(716
000単位、 300mg )を50 mM トリス緩
衝液(pH8,0)に溶解し、21℃で1ooo倍量ノ
フェニルメタンスルホニルフルオライトヲ加え30分間
放置し、トロンビン活性を消失させた。−トロンビンの
エステラーゼ活性を測定したところ99.95%が失な
われた。その後50mM  トリス緩衝液(pH9,0
>で平衡化した脱塩カラム(商品名=セファデックスG
−25)で脱塩を行ない、そのまま4℃で1昼夜放置し
た。この分画を50 mMトリス緩衝液(pH7,5)
で平衡化したベンズアミジンアガロ−ヌカラム(ゲル床
容積30m1)に通液し、同緩衝液で洗浄した。5.m
lづつ分取し、280rtmの吸光度とFolin法に
よるタンパク量を測定したところ第1図に示される如く
不活化トロンビンの大半はとのカラムに吸着し基質結合
能を有することが示された。これは第1図に示されると
と(,0,2Mベンズアミジン(pH7,5)で溶出さ
れ。
1MNaC1を含む50mM  トリス緩衝液(pH7
,5)で透析し、ベンズアミジンを除去し、アンヒドロ
トロンビンとした。
つぎに、アンチトロンビンmにあらかじめアンヒドロト
ロンビンを加え37℃でインキュベートし、トロンビン
と混和し、フィブリノーゲン液に加え凝固時間を測定す
ることによシその活性の阻害率を調ベアン千トロンビン
活性を測定した。アンヒドロトロンビンと共に加温する
ことによりアンチトロンビン活性は低下し、アンチトロ
ンビン■とアンヒドロトロンビンが相互作用することが
示すした。また、アンヒドロトロンビンをトロンビンに
加えてもその活性が上昇しないことから、アンヒドロト
ロンビンが活性を示さないことが確かめられた。
該アンヒドロトロンビンを0.1M NaHCO−(p
H1s3 )で透析し、活性化架橋アガロースゲル(商
品名−活性化CHセファローズ4B)と混合することに
よりアンヒドロトロンビンセファロースケルヲ合成した
。
実施例2 血漿を60℃に3分間加熱後、低温にて遠心分離し、上
澄みを集め0.2μのポアーサイズを有するフィルター
を用いて濾過し、その4ml  を不活化トロンビンセ
ファローズカラム(ゲル床容積4ml )K通液し、5
0mMトリス緩衝液(pH7,5)につづいてOIMN
aClを含む同緩衝液で洗浄後、4MNaClを含む5
0 mM酢酸緩衝液(pH5,5)で吸着タンパク質を
溶出した。流速は1ml/minとした。その結果溶出
物は波長2F30nmの紫外部吸光度測定によシ第2図
に示す如く、夾雑タンパク質よシなるピークの他にpH
5,5で溶出した分画があった。この分画のアンチトロ
ンビン■活性を測定し、アンチトロンビン■が含まれる
こと、また第3図に示す如く、電気泳動像より、極少量
の夾雑タンパク質のみを含む、純度の高いアンチトロン
ビン■分画であることが確認された。表■に示される如
く、添加した加熱膜フィブリン血漿よシ該アンチトロン
ビン■分画へのアンチトロンビン■の活性回収率は90
%であシ、Folin法にょシ測定したタンパク質量当
シの活性の値は加熱膜フィブリン崩漿に比べて175倍
に上昇した。電気泳動像においてみとめられる微量の夾
雑タンパク質は、陰イオン交換樹脂カラムクロマトグラ
フィー(商品名= DEAEセファデックスA−50)
にょシ除去しさらに高純度のアンチトロンビン■を得る
ことができた。(表1参照) 表1 実施例2におけるアンチトロンビン■の精製実施
例3 実施例2において用いた溶出液を0.2 Mベンズアミ
ジン(pH5,5)と変えた以外は実施例2と同様な操
作・測定を行った。ただし、アンチトロンビン■分画は
、1MNaclを含む50 mM トリス緩衝液(pH
7,5)で透析した。その結果、実施例2とはぼ同様の
純度を保ち、アンチトロンビン■の活性も同程度に回収
されることが確認された。
実施例4 低温エタノール法を用いて人血漿タンパク質を分画する
方法は古< Cohn らによ多系統的な分画法が開発
され(E、J、Cohn:Journal of Am
eri −can Chemical 5ociety
、68:459(1946))現在も工業的に広く利用
されている。
この方法で分画されたIV−1ペイスト(湿重1g)を
4mlの50 mM トリス緩衝液(pH7,5)に溶
解し、0.2μのポアーサイズを有するフィルターを用
いて濾過し、実施例2と同様な操作でアンチトロンビン
■を分離精製した。波長230nmの吸光度測定の結果
、順次溶出するタンパク質は実施例1と同様なピークに
分れることを確認した。実施例2と同様にp H5,5
イオン強度4の溶出液で溶出されるピークを採取したと
ころ、表2に示される如く、アンチトロンビン■の活性
回収率は80チであシ、効率よく回収されていることが
確認された。また、タンパク当りのアンチトロンビン■
の活性の比もカラムに添加前に比べ177倍に上昇した
。(表2参照) 表2 実施例4におけるアンチトロンビン■の精製実施
例5 血漿に終濃度5omMになるようにトリスアミノメタン
を加え、0.IN塩酸でpH7,5とし冷却しながら5
0%ポリエチレングリコール4000溶液ヲ加工、ポリ
エチレングリコールの最終濃度を15俤とする。低温に
て遠心分離し上澄みを集め、フィルターを用いて濾過し
4ml  を不活化トロンビンゲルカラム(ゲル床容積
4m1)に添加し、実施例2 、!: ホホ同程度の純
度のアンチトロンビンmを同程度の効率で回収できるこ
とがわかった。回収率は85g6比活性はクロマトグラ
フィーの前後で165倍上昇した。
実施例6 実施例2において用いた溶離液を50 mMト、IJス
緩衝液(pH8,0)と変えた以外は実施例2と同様な
操作・測定を行った。その結果得られたアンチトロンビ
ン■は、実施例とほぼ同程度の純度であ−たが、活性の
回収率は60チであった。
実施例7 実施例2において用いた溶離液をIMNaCIを含む5
0 mM Uン酸緩衝液(pH6,0)と変えた以外は
実施例2と同様な操作・測定を行った。その結果アンチ
トロンビン■は、実施例とほぼ同程度の純度であったが
、活性の回収率は50%とやや低かった。
実施例8 血漿に低温で終濃度20チとなるように(NH,)2S
O4の粉末を加え、30分間放置後、遠心分離し、上澄
を取シ、50 mM トリス緩衝液(pH7,5)で1
00倍に希釈した。その後、フィルターを用いて濾過4
00m1を実施例2と同様な純度のアンチトロンビン■
を回収率約80q6で精製することができた。
実施例9 回分法によシアンチトロンビンmを精久シた。
実施例2と同様な操作で加熱によりフィブリノーゲンを
除去した血漿100m1を得た。それに50m1のアン
ヒドロトロンビンゲルを加え%4℃で3時間攪拌した。
グラスフィルター上で吸引しながらゲルを回収し、さら
に250m1の0.1M NaClを含む50mMトリ
ス緩衝液(pH7,5)で洗浄後、100m1ノ50m
M酢酸緩衝液(pH5,5)でアンチトロンビン■分画
を溶出した。
タンパク質量とア、ンチトロンビン■活性を測定したと
ころ、回収率は約80%であること比活性はクロマトグ
ラフィー前後で150倍に上昇し、純度は実施例2に近
いものであることが確認された。
さらに、DEAEセファデックスカラムクロマトグラフ
ィーを行ったところ高純度の標品が得られた。
実施例10 実施例5と同様な操作で血漿にポリエチレングリコール
を加え、フィブリノーゲンを除去した後その150 m
lを実施例9と同様な操作で回分法によりアンチトロン
ビン■の分離精製を行った。
回収率、純度とも実施例7と同程度であった。
比較例1 ヘパリンをリガンドとしたアガロースゲル(商品名=ヘ
パリンセファロース(CL6 B ) 全充填したカラ
ム(ゲル床容積:20m1)にコーンIV−1ペイスト
(湿重5g)を20 mlの50mM)リス緩衛液(p
’H7,5)に溶解し濾過後添加した。同緩衝液100
m1でカラムを洗浄後0−2. OMNaClで直線的
に濃度勾配をつけた同緩衝液で吸着タンパク質を溶出し
た。流速は0.3ml/minであった。該溶出液は5
ml毎に分取し、 230nmの吸光度測定およびアン
壬トロンビン■活性の測定を行ったうその結果第4図に
示す如く溶出される2つの夾雑タンパク質ピークは各々
アンチトロンビン■活性を示した。したがってアンチト
ロンビン■は三つのピークに分かれるが、その純度から
アンチトロンビンm分画として採取されるのは第3のピ
ークのみである。表3に示す如く、この分画のタンパク
質当りのアンチトロンビン■活性は添加前ト比べ150
倍に上昇し、純度が高い標品であることがわかった。し
かし、アンチトロンビン■活性の回収率は30%と低い
値であり、効率が悪い。
(表3参照) 表3 比較例1におけるアンチトロンビン■の精製第1
図はアンヒドロトロンビンのベンズアミジンセファロー
ズアフィニティークロアトゲラムである。
■、 アンヒドロトロンビン 第2図および第4図はアンヒドロトロンビンセファロー
ズアフィニティークロマトグラフィーにより分離された
血漿タンパク質混合液のクロマトグラムである。
2、 アンチトロンビン■ 第3図ハ、アンヒドロドロンピンセファローズアフィニ
ティクロマトグラフィーにより精製されたアンチトロン
ビン■のポリアクリルアミドディスク電気泳動像である
。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  アフィニティークロマトグラフィー法を用い
    て、緩衝液、中性塩溶液および血漿タンノ々り質混合液
    を含むpH6〜8かつイオン強度0〜1の溶離液とゲル
    を接触させることにより、アンチトロンビン■を特異的
    に吸着せしめ、pH4,o〜5.5の中性塩溶液あるい
    は基質類似物により溶出することを特徴とするアンチト
    ロンビン■の分離精製法。ただし、ここでいう基質類似
    物とは、トロンビンの競合阻害剤のことである。
  2. (2)  アフィニティークロマトグラフィーに用いる
    ゲルが親水性担体にアフィニティーリガンドとして化学
    修飾不活化トロンビンを結合しだものであり、それ自身
    トロンビン活性を示さず、基質結合能のみを有するゲル
    である特許請求の範囲第(1)項記載の方法。
  3. (3)  アフィニティーリガンドとしての修飾不活化
    トロンビンがアンヒドロトロンビンである特許請求の範
    囲第(1)項または第(27項記載の方法。
  4. (4)  緩衝液が、トリス緩衝液、リン酸緩衝液、酢
    酸緩衝液である特許請求の範囲第(11項ないし第(3
    1項記載の方法。
  5. (5)  中性塩溶液が、NaC1,KCI 、 NH
    4Cl 、(NH4)2S04である特許請求の範囲第
    (1)項ないし第(3)項記載の方法。〜
  6. (6)基質類似物がベンズアミジン、アミノベンズアミ
    ジン、ニトロベンズアミジンである特許請求の範囲第(
    1jな、リシ第(,31項記載の方法。
  7. (7)血漿タンパク質を含む溶液が水溶液である特許請
    求の範囲第(1+項ないし第(6)項のいずれかの項記
    載の方法。
  8. (8)  血漿タンパク質を含む溶液が中性塩を共存す
    る溶液である特許請求の範囲第(1)ないし第(6)項
    のいずれかの項記載の方法。
  9. (9)血漿タンパク質を含む溶液がポリエチレングリコ
    ールなどの水溶性高分子を共存する水溶液である特許請
    求の範囲第(1)項ないし第(6ン項のいずれかの項記
    載の方法。
JP56108289A 1981-07-13 1981-07-13 不活化トロンビンゲルによるアンチトロンビン3の精製法 Expired JPS597694B2 (ja)

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JP56108289A Expired JPS597694B2 (ja) 1981-07-13 1981-07-13 不活化トロンビンゲルによるアンチトロンビン3の精製法

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JPS597694B2 (ja) 1984-02-20

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