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JP7111325B2 - Chondroitin Sulfate Derivatives Containing Reactive Groups - Google Patents

Chondroitin Sulfate Derivatives Containing Reactive Groups Download PDF

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JP7111325B2
JP7111325B2 JP2017183343A JP2017183343A JP7111325B2 JP 7111325 B2 JP7111325 B2 JP 7111325B2 JP 2017183343 A JP2017183343 A JP 2017183343A JP 2017183343 A JP2017183343 A JP 2017183343A JP 7111325 B2 JP7111325 B2 JP 7111325B2
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chondroitin sulfate
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Description

本発明は、反応性基含有コンドロイチン硫酸誘導体、その製造方法、その利用等に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reactive group-containing chondroitin sulfate derivative, its production method, its utilization, and the like.

コンドロイチン硫酸は神経細胞伸長作用、軟骨細胞分化作用等の様々な生理活性を持つことが知られている。このため、コンドロイチン硫酸は、再生医療、医薬化合物の高機能化、関節疾患の治療等の多分野において、その応用利用が望まれている。 Chondroitin sulfate is known to have various physiological activities such as nerve cell elongation action and chondrocyte differentiation action. For this reason, chondroitin sulfate is desired to be applied and used in various fields such as regenerative medicine, highly functional pharmaceutical compounds, and treatment of joint diseases.

ただ、コンドロイチン硫酸は、高分子であるが故に、有機化学的人工合成は不可能である。したがって、通常は、生体成分からアルカリ処理等で切り出して抽出することにより得ている。この場合、得られたコンドロイチン硫酸を他の物質へ付加することは一般的に困難である。 However, since chondroitin sulfate is a polymer, organic chemical artificial synthesis is impossible. Therefore, it is usually obtained by cutting and extracting from biological components by alkali treatment or the like. In this case, it is generally difficult to add the obtained chondroitin sulfate to other substances.

非特許文献1には、サケ由来プロテオグリカン(コンドロイチン硫酸含有)とプロパルギルアルコールとをエンド-β-キシロシダーゼの存在下で反応させることにより、プロパルギル基が導入されたサケ由来コンドロイチン硫酸誘導体が得られたことが報告されている。また、該コンドロイチン硫酸誘導体を、プロパルギル基を利用して、他の物質に付加させたことも報告されている。しかしながら、この技術で使用されている酵素は、抽出と精製が困難であり、特に精製に煩雑な工程を要し、必要量を得ることが難しい。また、この技術の原料(コンドロイチン硫酸含有プロテオグリカン)を必要量得るには、サケ等の魚類を原料とする必要があるので、この方法では、哺乳類型コンドロイチン硫酸鎖を有するものを得ることは困難である。 Non-Patent Document 1 describes that a salmon-derived chondroitin sulfate derivative into which a propargyl group was introduced was obtained by reacting salmon-derived proteoglycan (containing chondroitin sulfate) with propargyl alcohol in the presence of endo-β-xylosidase. has been reported. It has also been reported that the chondroitin sulfate derivative is added to other substances using a propargyl group. However, the enzymes used in this technique are difficult to extract and purify, and in particular require complicated steps for purification, making it difficult to obtain the required amount. In addition, in order to obtain the necessary amount of the raw material (chondroitin sulfate-containing proteoglycan) for this technique, it is necessary to use fish such as salmon as the raw material, so it is difficult to obtain mammalian chondroitin sulfate chains by this method. be.

非特許文献2には、キシロース-セリン構造に長鎖アルキル基が付加されてなる化合物を細胞に導入することにより、細胞内で、該化合物を起点としてグリコサミノグリカン鎖が伸長してなるグリコサミノグリカン誘導体が生成されたことが報告されている。しかしながら、得られたグリコサミノグリカン誘導体におけるグリコサミノグリカン鎖の分子量は非常に低い(概ね分子量1000以下)。また、この技術で得られたグリコサミノグリカン誘導体は、他の物質への付加を簡便に行えるものではない。 In Non-Patent Document 2, by introducing a compound in which a long-chain alkyl group is added to a xylose-serine structure into a cell, a glycosaminoglycan chain in which the glycosaminoglycan chain extends from the compound as a starting point is introduced into the cell. It has been reported that saminoglycan derivatives have been produced. However, the molecular weight of the glycosaminoglycan chain in the obtained glycosaminoglycan derivative is very low (approximately 1000 or less). Moreover, the glycosaminoglycan derivative obtained by this technique cannot be easily added to other substances.

Tetrahedron Letters 47 (2006) 7455-7458.Tetrahedron Letters 47 (2006) 7455-7458. Carbohydrate Research 361 (2012) 33-40.Carbohydrate Research 361 (2012) 33-40.

本発明は、他の物質への付加をより簡便且つ効率的に行うことができ、且つコンドロイチン硫酸鎖の分子量がより大きな哺乳類型コンドロイチン硫酸誘導体を、より簡便且つ効率的に製造することができる方法、及び該哺乳類型コンドロイチン硫酸誘導体を提供することを課題とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention enables addition to other substances more easily and efficiently, and a method that enables more easily and efficiently producing a mammalian chondroitin sulfate derivative having a chondroitin sulfate chain with a higher molecular weight. and the mammalian chondroitin sulfate derivative.

本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意研究を進めた結果、一般式(2)で表される反応性基含有キシロース誘導体を含む細胞を培養することにより、上記課題を解決できることを見出した。即ち、本発明は、下記の態様を包含する。 As a result of intensive research in view of the above problems, the present inventors found that the above problems can be solved by culturing cells containing a reactive group-containing xylose derivative represented by general formula (2). That is, the present invention includes the following aspects.

項1. 一般式(2): Section 1. General formula (2):

Figure 0007111325000001
Figure 0007111325000001

[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Yは反応性基1を示す。]
で表される化合物を含む細胞を培養する工程を含む、
一般式(3):
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. Y 1 represents reactive group 1. ]
Including the step of culturing cells containing a compound represented by
General formula (3):

Figure 0007111325000002
Figure 0007111325000002

[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Xはコンドロイチン硫酸鎖を示す。Yは反応性基1を示す。]
で表される化合物の製造方法。
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. X indicates a chondroitin sulfate chain. Y 1 represents reactive group 1. ]
A method for producing a compound represented by

項2. 前記Yがエチニル基、ビニル基、アジド基、エポキシ基、アルデヒド基、オキシルアミノ基、チオール基、イソシアネート基、又はイソチオシアネートである、項1に記載の製造方法。 Section 2. Item 2. The production method according to Item 1 , wherein Y1 is an ethynyl group, a vinyl group, an azide group, an epoxy group, an aldehyde group, an oxylamino group, a thiol group, an isocyanate group, or an isothiocyanate.

項3. 前記Yがエチニル基である、項1又は2に記載の製造方法。 Item 3. Item 3. The production method according to Item 1 or 2, wherein Y 1 is an ethynyl group.

項4. 前記nが0又は1~4の整数である、項1~3のいずれかに記載の製造方法。 Section 4. Item 4. The production method according to any one of Items 1 to 3, wherein n is 0 or an integer of 1 to 4.

項5. 前記Rが水素原子である、項1~4のいずれかに記載の製造方法。 Item 5. Item 5. The production method according to any one of items 1 to 4, wherein said R 2 is a hydrogen atom.

項6. 前記細胞が繊維芽細胞である、項1~5のいずれかに記載の製造方法。 Item 6. Item 6. The production method according to any one of Items 1 to 5, wherein the cells are fibroblasts.

項7. 前記コンドロイチン硫酸鎖の分子量が1000以上である、項1~6のいずれかに記載の製造方法。 Item 7. Item 7. The production method according to any one of Items 1 to 6, wherein the chondroitin sulfate chain has a molecular weight of 1000 or more.

項8. 前記コンドロイチン硫酸鎖が哺乳類型コンドロイチン硫酸鎖である、項1~7のいずれかに記載の製造方法。 Item 8. Item 8. The production method according to any one of Items 1 to 7, wherein the chondroitin sulfate chain is a mammalian chondroitin sulfate chain.

項9. 前記コンドロイチン硫酸鎖がヒト型コンドロイチン硫酸鎖である、項1~8のいずれかに記載の製造方法。 Item 9. Item 9. The production method according to any one of Items 1 to 8, wherein the chondroitin sulfate chain is a human chondroitin sulfate chain.

項10. 一般式(3): Item 10. General formula (3):

Figure 0007111325000003
Figure 0007111325000003

[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Xは哺乳類型コンドロイチン硫酸鎖を示す。Yは反応性基1を示す。]
で表される化合物。
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. X indicates a mammalian chondroitin sulfate chain. Y 1 represents reactive group 1. ]
A compound represented by

項11. 一般式(2): Item 11. General formula (2):

Figure 0007111325000004
Figure 0007111325000004

[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Yは反応性基1を示す。]
で表される化合物。
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. Y 1 represents reactive group 1. ]
A compound represented by

項12. キシロース供与体と、一般式(1): Item 12. A xylose donor and general formula (1):

Figure 0007111325000005
Figure 0007111325000005

[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Yは反応性基1を示す。]
で表される化合物とをキシラナーゼの存在下で反応させる工程を含む、
一般式(2):
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; Y 1 represents reactive group 1. ]
Including the step of reacting a compound represented by in the presence of xylanase,
General formula (2):

Figure 0007111325000006
Figure 0007111325000006

[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Yは反応性基1を示す。]
で表される化合物の製造方法。
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. Y 1 represents reactive group 1. ]
A method for producing a compound represented by

項13. 一般式(5): Item 13. General formula (5):

Figure 0007111325000007
Figure 0007111325000007

[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは修飾対象物質由来の基を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Xは哺乳類型コンドロイチン硫酸鎖を示す。Zは架橋連結部を示す。]
で表される化合物。
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 1 represents a group derived from the substance to be modified. R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. X indicates a mammalian chondroitin sulfate chain. Z indicates a cross-linking portion. ]
A compound represented by

項14. 前記Zが1,2,3-トリアゾール環である、項13に記載の化合物 Item 14. Item 14. The compound according to Item 13, wherein said Z is a 1,2,3-triazole ring.

項15. 一般式(3): Item 15. General formula (3):

Figure 0007111325000008
Figure 0007111325000008

[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Xは哺乳類型コンドロイチン硫酸鎖を示す。Yは反応性基1を示す。]
で表される化合物と、一般式(4):
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. X indicates a mammalian chondroitin sulfate chain. Y 1 represents reactive group 1. ]
A compound represented by the general formula (4):

Figure 0007111325000009
Figure 0007111325000009

[式中:Rは修飾対象物質由来の基を示す。Yは反応性基2を示す。]
で表される化合物とを反応させる工程を含む、
一般式(5):
[In the formula: R 1 represents a group derived from a substance to be modified. Y 2 represents reactive group 2. ]
Including the step of reacting with a compound represented by
General formula (5):

Figure 0007111325000010
Figure 0007111325000010

[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは修飾対象物質由来の基を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Xは哺乳類型コンドロイチン硫酸鎖を示す。Zは架橋連結部を示す。]
で表される化合物の製造方法。
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 1 represents a group derived from the substance to be modified. R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. X indicates a mammalian chondroitin sulfate chain. Z indicates a cross-linking portion. ]
A method for producing a compound represented by

本発明によれば、他の物質への付加をより簡便且つ効率的に行うことができ、且つコンドロイチン硫酸鎖の分子量がより大きな哺乳類型コンドロイチン硫酸誘導体を、より簡便且つ効率的に製造することができる方法、及び該哺乳類型コンドロイチン硫酸誘導体を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, addition to other substances can be performed more easily and efficiently, and mammalian chondroitin sulfate derivatives having a chondroitin sulfate chain with a higher molecular weight can be more simply and efficiently produced. and the mammalian-type chondroitin sulfate derivative.

さらに、本発明によれば、該製造方法の原料及びその製造方法、並びに哺乳類型コンドロイチン硫酸誘導体の利用態様として、哺乳類型コンドロイチン硫酸で修飾された物質及びその製造方法を提供することもできる。 Furthermore, according to the present invention, it is also possible to provide a substance modified with mammalian chondroitin sulfate and a production method thereof as a raw material for the production method, a production method thereof, and a utilization aspect of mammalian chondroitin sulfate derivatives.

実施例3で得られたクロマトグラムを示す。2 shows a chromatogram obtained in Example 3. FIG. 実施例4で得られたクロマトグラムを示す。2 shows a chromatogram obtained in Example 4. FIG.

本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。 As used herein, the expressions "contain" and "include" include the concepts "contain", "include", "consist essentially of" and "consist only of".

1.反応性基含有コンドロイチン硫酸誘導体
本発明は、その一態様において、一般式(3):
1. In one aspect of the present invention, a reactive group-containing chondroitin sulfate derivative has the general formula (3):

Figure 0007111325000011
Figure 0007111325000011

で表される化合物、及びその製造方法に関する。以下に、これらについて説明する。 A compound represented by and a method for producing the same. These are described below.

nは0又は1~10の整数を示す。 n represents 0 or an integer of 1 to 10;

nは、好ましくは0又は1~6の整数であり、より好ましくは0又は1~4の整数であり、さらに好ましくは1~3の整数であり、よりさらに好ましくは1又は2であり、よりさらに好ましくは1である。 n is preferably 0 or an integer of 1 to 6, more preferably 0 or an integer of 1 to 4, still more preferably an integer of 1 to 3, still more preferably 1 or 2, and more 1 is more preferable.

は同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。 R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group.

アシル基としては、特に制限されないが、例えばアセチル基、グリコリル基、レブリノイル基、クロロアセチル基、ブロモアセチル基、トリクロロアセチル基、トリフルオロアセチル基、ベンゾイル基、ピバロイル基、トロック基等を挙げることができる。これらの中でもアセチル基、又はグリコリル基が好ましく挙げられ、アセチル基がより好ましく挙げられる。 Examples of the acyl group include, but are not limited to, acetyl group, glycolyl group, levulinoyl group, chloroacetyl group, bromoacetyl group, trichloroacetyl group, trifluoroacetyl group, benzoyl group, pivaloyl group, toroc group, and the like. can. Among these, an acetyl group or a glycolyl group is preferred, and an acetyl group is more preferred.

は、好ましくは水素原子、アセチル基、又はグリコリル基であり、より好ましくは水素原子又はアセチル基であり、さらに好ましくは水素原子である。 R 2 is preferably a hydrogen atom, an acetyl group, or a glycolyl group, more preferably a hydrogen atom or an acetyl group, still more preferably a hydrogen atom.

Xはコンドロイチン硫酸鎖を示す。 X indicates a chondroitin sulfate chain.

コンドロイチン硫酸鎖としては、特に制限されず、例えばグルクロン酸、イズロン酸、及びそれらの水酸基が硫酸化されてなる硫酸化ウロン酸からなる群より選択される少なくとも1種の糖Pと、アセチルガラクトサミンの水酸基が硫酸化されてなる硫酸化アミノ糖からなる群より選択される少なくとも1種の糖Qとの繰り返し構造を含む鎖が挙げられる。コンドロイチン硫酸鎖は、通常はリンカー構造を含む。典型的には、コンドロイチン硫酸鎖としては、W-L-(式中:Wは糖Pと糖Qとの繰り返し構造を含む構造を示す。Lはリンカー構造を示す。)で表される基が挙げられる。Wは、例えば糖Pと糖Qとの繰り返し構造を主鎖として含み、分岐鎖を有していてもよい。Lは、通常は、グルクロン酸、ガラクトース、ガラクトースがこの順で連結した構造である。 The chondroitin sulfate chain is not particularly limited. A chain containing a repeating structure with at least one sugar Q selected from the group consisting of sulfated amino sugars in which hydroxyl groups are sulfated. Chondroitin sulfate chains usually contain a linker structure. Typically, the chondroitin sulfate chain includes a group represented by WL- (in the formula, W represents a structure containing a repeating structure of sugar P and sugar Q. L represents a linker structure.) mentioned. W includes, for example, a repeating structure of sugar P and sugar Q as a main chain, and may have a branched chain. L is usually a structure in which glucuronic acid, galactose and galactose are linked in this order.

コンドロイチン硫酸鎖の構造、特に糖Pと糖Qとの繰り返し構造を含む構造は、それを生成する生物種によって異なる型を示す。コンドロイチン硫酸鎖の型は、好ましくは哺乳類型であり、より好ましくはヒト型、サル型、マウス型、ラット型等であり、さらに好ましくはヒト型である。 The structure of the chondroitin sulfate chain, particularly the structure containing the repeating structure of sugar P and sugar Q, shows different types depending on the organism species that produce it. The type of chondroitin sulfate chain is preferably mammalian type, more preferably human type, monkey type, mouse type, rat type, etc., and still more preferably human type.

コンドロイチン硫酸鎖の分子量は、特に制限されないが、例えば1000以上、好ましくは2000以上、より好ましくは5000以上、さらに好ましくは10000以上である。上限は、例えば100000、50000である。 Although the molecular weight of the chondroitin sulfate chain is not particularly limited, it is, for example, 1,000 or more, preferably 2,000 or more, more preferably 5,000 or more, and still more preferably 10,000 or more. The upper limit is, for example, 100,000 and 50,000.

は反応性基1を示す。 Y 1 represents reactive group 1.

反応性基1は、他の基(後述の反応性基2(Y))と反応することにより、後述の架橋連結部(Z)を形成可能な基である限り特に制限されない。反応性基1としては、例えば、エチニル基、ビニル基、アジド基、エポキシ基、アルデヒド基、オキシルアミノ基、チオール基、イソシアネート基、イソチオシアネート基等が挙げられる。 The reactive group 1 is not particularly limited as long as it is a group capable of forming a cross-linking portion (Z) described later by reacting with another group (reactive group 2 (Y 2 ) described later). Examples of the reactive group 1 include an ethynyl group, a vinyl group, an azide group, an epoxy group, an aldehyde group, an oxylamino group, a thiol group, an isocyanate group, and an isothiocyanate group.

は、好ましくはエチニル基である。 Y 1 is preferably an ethynyl group.

一般式(3)で表される化合物は、一般式(2): The compound represented by the general formula (3) has the general formula (2):

Figure 0007111325000012
Figure 0007111325000012

で表される化合物を含む細胞を培養する工程(工程2)を含む方法によって、製造することができる。 It can be produced by a method comprising the step of culturing cells containing the compound represented by (step 2).

一般式(2)中、n、R、及びYは前記に同じである。 In general formula (2), n, R 2 and Y 1 are the same as above.

工程2で使用される細胞は、コンドロイチン硫酸鎖を生成する細胞である限り、特に制限されない。細胞の由来生物としては、好ましくは哺乳類、より好ましくはヒト、サル、マウス、ラット等、さらに好ましくはヒトが挙げられる。これらの生物の細胞を用いることにより、哺乳類型コンドロイチン硫酸鎖を有する一般式(3)で表される化合物を簡便且つ効率的に製造することができる。細胞の種類としては、例えば繊維芽細胞、上皮細胞、血管内皮細胞、神経細胞、肝細胞、ケラチン生成細胞、筋細胞、表皮細胞、血液細胞、造血幹細胞・前駆細胞、配偶子(精子、卵子)、受精卵、内分泌細胞、ES細胞、iPS細胞、組織幹細胞、がん細胞等が挙げられ、好ましくは繊維芽細胞が挙げられ、中でもより好ましくは皮膚繊維芽細胞が挙げられる。繊維芽細胞を用いることにより、より効率的に一般式(3)で表される化合物を製造することができると考えられる。 The cells used in step 2 are not particularly limited as long as they produce chondroitin sulfate chains. Cells are derived from preferably mammals, more preferably humans, monkeys, mice, rats and the like, and still more preferably humans. By using cells of these organisms, compounds represented by general formula (3) having mammalian chondroitin sulfate chains can be produced simply and efficiently. Cell types include, for example, fibroblasts, epithelial cells, vascular endothelial cells, nerve cells, hepatocytes, keratinocytes, muscle cells, epidermal cells, blood cells, hematopoietic stem cells/progenitor cells, and gametes (sperm, eggs). , fertilized eggs, endocrine cells, ES cells, iPS cells, tissue stem cells, cancer cells, etc., preferably fibroblasts, and more preferably skin fibroblasts. By using fibroblasts, it is believed that the compound represented by general formula (3) can be produced more efficiently.

工程2において一般式(2)で表される化合物を含む細胞は、細胞の培養培地中に一般式(2)で表される化合物を添加することにより得ることができる。添加する際の培地中終濃度は、例えば0.1~10ミリモル/L、好ましくは0.5~5ミリモル/L、より好ましくは1~3ミリモル/Lであることができる。また、一般式(2)で表される化合物を添加する際の細胞の密度は、高い方が好ましく、例えば培養容器における最大密度を100%(コンフルエント状態)とした場合、例えば60~100%、好ましくは80~100%、より好ましくは90~100%である。 Cells containing the compound represented by general formula (2) in step 2 can be obtained by adding the compound represented by general formula (2) to the cell culture medium. The final concentration in the medium when added can be, for example, 0.1 to 10 mmol/L, preferably 0.5 to 5 mmol/L, more preferably 1 to 3 mmol/L. Further, the density of the cells when adding the compound represented by the general formula (2) is preferably as high as possible. It is preferably 80-100%, more preferably 90-100%.

工程2における培養期間は、特に制限されないが、例えば1~10日間、好ましくは3~7日間である。 The culture period in step 2 is not particularly limited, but is, for example, 1 to 10 days, preferably 3 to 7 days.

工程2の培養後、一般式(3)で表される化合物の回収手段は特に制限されないが、簡便には、培地から回収することができる。培地は、さらに精製工程に供してもよい。精製手段としては、アルコール沈殿処理、酵素によるタンパク質分解処理(酵素処理)、タンパク質の沈殿処理等が挙げられる。 After culturing in step 2, the means for recovering the compound represented by general formula (3) is not particularly limited, but it can be conveniently recovered from the medium. The medium may be subjected to further purification steps. Examples of purification means include alcohol precipitation, enzymatic proteolysis (enzyme treatment), protein precipitation, and the like.

アルコール沈殿処理は、公知の方法に従って行うことができる。典型的には、工程2の培養後の培地を、必要に応じて濃縮処理して、その1~5倍量(好ましくは2~4倍量)のアルコールと混合した後、一定時間放置することにより沈殿を形成させ、その後、遠心分離して得られたペレットを回収することにより行われる。 Alcohol precipitation treatment can be performed according to a known method. Typically, the medium after the culture in step 2 is concentrated as necessary, mixed with 1 to 5 times (preferably 2 to 4 times) alcohol, and left for a certain period of time. to form a precipitate, followed by centrifugation to collect the resulting pellet.

アルコールは、コンドロイチン硫酸を沈殿させることができる限り特に限定されない。アルコールとしては、例えばエタノール、イソプロパノール等が挙げられ、これらの中でも毒性がより低いという観点からはエタノールが好ましく挙げられる。アルコールは1種単独でもよいし、2種以上の組み合わせであってもよい。 The alcohol is not particularly limited as long as it can precipitate chondroitin sulfate. Examples of alcohols include ethanol, isopropanol, etc. Among these, ethanol is preferred from the viewpoint of lower toxicity. One type of alcohol may be used alone, or two or more types may be used in combination.

アルコールには、塩が含まれていることが好ましい。塩としては、特に限定されず、アルコール沈殿に用いられる通常の塩、例えば塩化ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム等が挙げられる。塩は1種単独でもよいし、2種以上の組み合わせであってもよい。アルコール中の塩の濃度は、特に限定されず、アルコール沈殿において採用される通常の塩濃度、例えば塩化ナトリウムの場合はアルコールに対する飽和濃度であることができる。 The alcohol preferably contains a salt. The salt is not particularly limited and includes common salts used for alcohol precipitation, such as sodium chloride, sodium acetate, ammonium acetate, lithium chloride, magnesium chloride and the like. Salts may be used singly or in combination of two or more. The concentration of the salt in the alcohol is not particularly limited, and may be a normal salt concentration employed in alcohol precipitation, such as the saturation concentration for alcohol in the case of sodium chloride.

沈殿を形成させるために放置する際の温度は、プロテオグリカンを沈殿させることができる限り特に限定されない。温度は、例えば-80℃~室温程度、好ましくは0~10℃程度であることができる。 The temperature when left to stand to form a precipitate is not particularly limited as long as the proteoglycan can be precipitated. The temperature can be, for example, about -80°C to room temperature, preferably about 0 to 10°C.

沈殿を形成させるために放置する時間は、プロテオグリカンを沈殿させることができる限り特に限定されず、温度に応じて適宜設定される。時間は、温度が0~10℃である場合であれば、例えば8~48時間、好ましくは16~32時間であることができる。 The time for standing to form a precipitate is not particularly limited as long as the proteoglycan can be precipitated, and is appropriately set according to the temperature. The time can be, for example, 8-48 hours, preferably 16-32 hours, provided that the temperature is between 0 and 10°C.

酵素処理は、培地中のタンパク質成分を分解できる酵素による処理であれば特に制限されない。使用する酵素としては、例えば公知のタンパク質分解酵素、具体的にはアクチナーゼ、キモトリプシン、スブチリシン、ペプシン、カテプシン、HIVプロテアーゼ、サーモリシン、パパイン、カスパーゼ、コラゲナーゼ等が挙げられる。 Enzyme treatment is not particularly limited as long as it is treatment with an enzyme capable of decomposing protein components in the medium. Enzymes to be used include, for example, known proteolytic enzymes such as actinase, chymotrypsin, subtilisin, pepsin, cathepsin, HIV protease, thermolysin, papain, caspase, and collagenase.

タンパク質の沈殿処理は、タンパク質(ペプチド含む)の変性及び沈殿を行うことができる処理である限り特に制限されない。典型的には、TCA(トリクロロ酢酸)沈殿処理、硫安沈殿処理、アセトン沈殿処理、TCA/アセトン沈殿処理、有機溶媒(フェノール、クロロホルム、これらの混合溶媒等)抽出処理等が挙げられる。 The protein precipitation treatment is not particularly limited as long as it is a treatment capable of denaturing and precipitating proteins (including peptides). Typical examples include TCA (trichloroacetic acid) precipitation treatment, ammonium sulfate precipitation treatment, acetone precipitation treatment, TCA/acetone precipitation treatment, organic solvent (phenol, chloroform, mixed solvent thereof, etc.) extraction treatment, and the like.

2.反応性基含有コンドロイチン硫酸誘導体の原料
限定的な解釈を望むものではないが、一般式(2)で表される化合物は、脂溶性の程度が適切であり、且つ細胞内でのコンドロイチン硫酸鎖の伸長に与える悪影響が少ない構造であるが故に、これを用いることにより、細胞内に効率的に取り込ませることができ、且つコンドロイチン硫酸鎖を効率的に伸長させることができると考えられる。
2. Raw materials for the reactive group-containing chondroitin sulfate derivative Although the compound represented by the general formula (2) has an appropriate degree of lipid solubility, Since it has a structure that has little adverse effect on elongation, it is thought that by using it, it can be efficiently taken up into cells and the chondroitin sulfate chain can be efficiently elongated.

よって、本発明は、その一態様において、一般式(2): Accordingly, in one aspect of the present invention, the general formula (2):

Figure 0007111325000013
Figure 0007111325000013

で表される化合物、及びその製造方法に関する。 A compound represented by and a method for producing the same.

一般式(2)中、n、R、及びYは前記に同じである。 In general formula (2), n, R 2 and Y 1 are the same as above.

一般式(2)で表される化合物は、様々な方法によって製造することができるが、好適には、キシロース供与体と、一般式(1): The compound represented by general formula (2) can be produced by various methods, but preferably a xylose donor and general formula (1):

Figure 0007111325000014
Figure 0007111325000014

で表される化合物とをキシラナーゼの存在下で反応させる工程(工程1)を含む方法によって、製造することができる。 It can be produced by a method comprising a step (step 1) of reacting a compound represented by in the presence of xylanase.

一般式(1)中、n、及びYは前記に同じである。 In general formula ( 1 ), n and Y1 are the same as above.

工程1で使用されるキシロース供与体は、キシロース又はキシラナーゼによる酵素分解作用によりキシロースを遊離可能なキシロース含有多糖若しくはキシロース誘導体である限り、特に制限されない。キシロース含有多糖としては、例えばキシロオリゴ糖等が挙げられる。キシロース誘導体としては、例えばPNP-キシロース等が挙げられる。キシロース供与体としては、好ましくはキシロオリゴ糖が挙げられる。 The xylose donor used in step 1 is not particularly limited as long as it is xylose or a xylose-containing polysaccharide or xylose derivative capable of liberating xylose by enzymatic degradation by xylase. Xylose-containing polysaccharides include, for example, xylooligosaccharides. Examples of xylose derivatives include PNP-xylose and the like. Xylose donors preferably include xylooligosaccharides.

工程1で使用されるキシラナーゼとしては、EC番号EC 3.2.1.8に分類される酵素であり、その限りにおいて特に限定されない。キシラナーゼとしては、種々の生物由来のものを使用することができる。例えば、トリコデルマ属生物(好ましくはTrichoderma longibrachiatum(ressei))、アスペルギルス属生物(好ましくはAspergillus niger)等の糸状菌等に由来するキシラナーゼが挙げられる。これらの中でも、一般式(2)で表される化合物をより効率的に製造できるという観点から、好ましくはトリコデルマ属生物由来、より好ましくはTrichoderma longibrachiatum(ressei)由来のキシラナーゼが挙げられる。キシラナーゼとしては1種単独を用いてもよいし、2種以上の組み合わせを用いてもよい。 The xylanase used in step 1 is an enzyme classified under EC number EC 3.2.1.8, and is not particularly limited in this respect. As the xylanase, those derived from various organisms can be used. Examples thereof include xylanases derived from filamentous fungi such as organisms belonging to the genus Trichoderma (preferably Trichoderma longibrachiatum (ressei)) and organisms belonging to the genus Aspergillus (preferably Aspergillus niger). Among these, xylanase is preferably derived from the genus Trichoderma, more preferably derived from Trichoderma longibrachiatum (ressei), from the viewpoint that the compound represented by general formula (2) can be produced more efficiently. A single xylanase may be used alone, or two or more xylanases may be used in combination.

キシラナーゼは、担体に固定化されたキシラナーゼであってもよい。キシラナーゼを担体に固定化する方法は、公知の方法を採用することができる。担体は、キシラナーゼを固定化できる限りにおいて特に限定されず、例えばキシラナーゼに含まれるアミノ基とアミド結合できるカルボキシル基を有する担体が挙げられる。具体例としては、カルボキシル基をN‐ヒドロキシスクシンイミド(NHS)でエステル化したセファロース(担体)の活性化エステル基と、キシラナーゼのアミノ基とをアミド結合させることにより、担体にキシラナーゼを固定化することができる。また、他の具体例としては、担体を臭化シアンで活性化して、キシラナーゼのアミノ基とアミド結合させる固定化方法等が挙げられる。 The xylanase may be a xylanase immobilized on a carrier. A known method can be adopted as a method for immobilizing xylanase on a carrier. The carrier is not particularly limited as long as it can immobilize the xylanase, and includes, for example, a carrier having a carboxyl group capable of forming an amide bond with an amino group contained in the xylanase. As a specific example, xylanase is immobilized on a carrier by forming an amide bond between the activated ester group of sepharose (carrier) in which the carboxyl group is esterified with N-hydroxysuccinimide (NHS) and the amino group of xylanase. can be done. Another specific example is a method of immobilization in which the carrier is activated with cyanogen bromide to form an amide bond with the amino group of xylanase.

工程1の反応は、適当な溶媒中で行う。溶媒としては、キシロース供与体及び一般式(1)で表される化合物を溶解させることができ、且つキシラナーゼが失活しない溶媒であれば特に限定されない。このような溶媒としては、例えば、水、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液、トリス緩衝液、リン酸緩衝生理食塩水等が挙げられ、好ましくは酢酸緩衝液が挙げられる。 The step 1 reaction is carried out in a suitable solvent. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the xylose donor and the compound represented by the general formula (1) and does not deactivate the xylanase. Examples of such solvents include water, acetate buffers, phosphate buffers, citrate buffers, borate buffers, tartrate buffers, Tris buffers, phosphate buffered saline, etc., and are preferably include acetate buffers.

工程1の反応温度は、キシラナーゼが失活しない温度であれば特に限定されず、キシラナーゼの反応至適温度に従って適宜選択される。例えば、30℃~60℃、好ましくは40~60℃、より好ましくは45~55℃であることができる。 The reaction temperature in step 1 is not particularly limited as long as it does not deactivate the xylanase, and is appropriately selected according to the optimum reaction temperature of the xylanase. For example, it can be 30°C to 60°C, preferably 40°C to 60°C, more preferably 45°C to 55°C.

工程1の反応時間は、キシラナーゼの酵素活性が十分に発揮できる限り特に限定されない。例えば、1~100時間、好ましくは12~48時間、より好ましくは18~30時間であることができる。 The reaction time of step 1 is not particularly limited as long as the enzymatic activity of xylanase can be sufficiently exhibited. For example, it can be 1-100 hours, preferably 12-48 hours, more preferably 18-30 hours.

工程1の反応pHは、キシラナーゼの酵素活性が十分に発揮される限り特に限定されない。例えば、pH3~10、好ましくはpH4~6であることができる。 The reaction pH in step 1 is not particularly limited as long as the enzymatic activity of xylanase is sufficiently exhibited. For example, it can be pH 3-10, preferably pH 4-6.

工程1の反応における、キシロース供与体及び一般式(1)で表される化合物のモル比は、キシラナーゼによる酵素反応が起こる限り特に限定されないが、例えば、キシロース供与体1モルに対して、一般式(1)で表される化合物が、例えば1~50モル、好ましくは10~20モルであることができる。 The molar ratio of the xylose donor and the compound represented by general formula (1) in the reaction of step 1 is not particularly limited as long as the enzymatic reaction by xylanase occurs. The compound represented by (1) can be, for example, 1 to 50 mol, preferably 10 to 20 mol.

工程1の反応後、反応によって得られた一般式(2)で表される化合物を含む溶液を、さらに精製工程に供してもよい。精製手段は、公知の方法(分液、蒸留、クロマトグラフィー、再結晶等)を採用できる。 After the reaction in step 1, the solution containing the compound represented by general formula (2) obtained by the reaction may be further subjected to a purification step. As purification means, known methods (liquid separation, distillation, chromatography, recrystallization, etc.) can be employed.

3.反応性基含有コンドロイチン硫酸誘導体の利用態様
反応性基含有コンドロイチン硫酸誘導体(一般式(3)で表される化合物)は、エチニル基、ビニル基、アジド基、エポキシ基、アルデヒド基、オキシルアミノ基等の反応性基を有する。エチニル基は、アジド基と1,3‐双極子付加環化反応することにより、1,2,3‐トリアゾール環を形成することが知られている。ビニル基は、チオール基と反応して結合を形成する。エポキシ基はアミノ基やチオール基と反応し結合を形成する。アルデヒド基はアミノ基と反応し、シッフ塩基を形成し、それを還元すると結合を形成する。オキシルアミノ基はケトン基、アルデヒド基と反応し、オキシムを形成する。アジド基は、エチニル基と1,3‐双極子付加環化反応することにより、1,2,3‐トリアゾール環を形成することが知られている。反応性基のこれら性質を利用すれば、一般式(3)で表される化合物と、該反応性基と反応する基(例えば、アジド基、アミノ基、チオール基、ヒドロキシ基、ケトン基、アルデヒド基)を有する物質とを容易に連結させることができ、これによりコンドロイチン硫酸鎖で修飾された多種多様な物質を提供することができる。
3. Modes of Use of Reactive Group-Containing Chondroitin Sulfate Derivatives has a reactive group of An ethynyl group is known to form a 1,2,3-triazole ring through a 1,3-dipolar cycloaddition reaction with an azide group. A vinyl group reacts with a thiol group to form a bond. Epoxy groups react with amino groups and thiol groups to form bonds. An aldehyde group reacts with an amino group to form a Schiff base, which upon reduction forms a bond. Oxylamino groups react with ketone groups and aldehyde groups to form oximes. An azide group is known to form a 1,2,3-triazole ring through a 1,3-dipolar cycloaddition reaction with an ethynyl group. If these properties of the reactive group are used, the compound represented by the general formula (3) and a group that reacts with the reactive group (for example, an azide group, an amino group, a thiol group, a hydroxy group, a ketone group, an aldehyde group), thereby providing a wide variety of substances modified with chondroitin sulfate chains.

よって、本発明は、その一態様において、一般式(5): Accordingly, in one aspect of the present invention, the general formula (5):

Figure 0007111325000015
Figure 0007111325000015

で表される化合物、及びその製造方法に関する。以下に、これについて説明する。 A compound represented by and a method for producing the same. This will be explained below.

一般式(5)中、n、R、及びXは前記に同じである。 In general formula (5), n, R 2 and X are the same as above.

は修飾対象物質由来の基を示す。Rは、例えば修飾対象物質から1又は複数の原子又は原子団が除かれてなる基である。 R 1 represents a group derived from the substance to be modified. R 1 is, for example, a group obtained by removing one or more atoms or atomic groups from a substance to be modified.

修飾対象物質としては、有機物質、無機物質を問わず採用することができる。 Either an organic substance or an inorganic substance can be used as the substance to be modified.

修飾対象物質としては、例えば生体内外における再生医療用足場材料となり得る物質、具体的には細胞外マトリックス成分(例えばコラーゲン、フィブロネクチン、ラミニン、マトリゲル等)、ゼラチン、フィブリン、フィブロイン、セリシン、綿、セルロース、メチルセルロース、寒天、アガロース、アルギン酸塩、キチン、キトサン、生体分解性高分子(例えばポリグリコール酸、ポリ乳酸等)、生体非分解性高分子(例えばポリスチレン、ポリウレタン、ナイロン等)、酸化物系セラミックス(例えばアルミナ、ジルコニア等)、リン酸カルシウム系セラミックス(例えばハイドロキシアパタイト等)、チタン、ステンレス鋼等、さらにはこれらの複合物質等が挙げられる。これらをコンドロイチン硫酸鎖で修飾することにより、コンドロイチン硫酸鎖の生理活性(神経細胞伸長作用、軟骨細胞分化作用等)を付与することができる。得られた足場材料を用いることにより、細胞の成長、分化、増殖等、さらには組織の修復等をより促進することができる。 Substances to be modified include, for example, substances that can serve as scaffold materials for regenerative medicine inside and outside the body, specifically extracellular matrix components (eg, collagen, fibronectin, laminin, matrigel, etc.), gelatin, fibrin, fibroin, sericin, cotton, and cellulose. , methyl cellulose, agar, agarose, alginate, chitin, chitosan, biodegradable polymers (e.g. polyglycolic acid, polylactic acid, etc.), biodegradable polymers (e.g. polystyrene, polyurethane, nylon, etc.), oxide ceramics (for example, alumina, zirconia, etc.), calcium phosphate-based ceramics (for example, hydroxyapatite, etc.), titanium, stainless steel, etc., and composite materials thereof. By modifying these with chondroitin sulfate chains, physiological activities of chondroitin sulfate chains (nerve cell elongation action, chondrocyte differentiation action, etc.) can be imparted. By using the obtained scaffold material, cell growth, differentiation, proliferation, etc., tissue repair, etc. can be further promoted.

その他にも、修飾対象物質としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタンジエンスチレン樹脂、スチレンアクリロニトリルコポリマー、アクリル樹脂、ポリアミド、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタラート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、ポリテトラフロロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、若しくはポリアミドイミド等のプラスチックそのもの、これらのプラスチックを加工した材料等のプラスチック材料が挙げられる。上記プラスチックを加工した材料としては、例えばプラスチック製細胞培養容器、医療用チューブ等が挙げられる。 Other substances to be modified include phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane, thermosetting polyimide, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and polystyrene. , polyvinyl acetate, polytetrafluoroethylene, acrylonitrile butanediene styrene resin, styrene acrylonitrile copolymer, acrylic resin, polyamide, nylon, polyacetal, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polytetrafluoro Plastic materials such as plastics such as ethylene, polysulfone, polyethersulfone, amorphous polyarylate, liquid crystal polymer, polyetheretherketone, thermoplastic polyimide, or polyamideimide, and materials obtained by processing these plastics can be used. Examples of materials obtained by processing plastic include plastic cell culture vessels, medical tubes, and the like.

その他にも、修飾対象物質としては、繊維材料、例えば、綿、毛、絹、麻、ビスコース繊維、銅アンモニア繊維、アセテート繊維、プロミックス繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリ塩化ビニリデン系合成繊維、ポリ塩化ビニル系合成繊維、ポリエステル系合成繊維、ポリアクリロニトリル系合成繊維、ポリエチレン系合成繊維、ポリプロピレン系合成繊維、ポリウレタン系合成繊維、ポリクラール系合成繊維、炭素繊維、若しくは羽毛等の繊維そのもの、又はこれらの繊維を加工した材料が挙げられる。上記繊維を加工した材料としては、例えば衣類、寝具、バンドエイド、マスク、包帯、又は介護用品等が挙げられる。衣類としては、特に限定されないが、肌に直接触れ得るものが好ましく挙げられる。このような衣類としては、例えば帽子、肌着、手袋、靴下、ストッキング、マフラー、ストール、下着、又はオムツ(赤ちゃん用、介護用)等が挙げられる。寝具としては、特に限定されないが、肌に直接触れ得るものが好ましく挙げられる。このような寝具としては、例えば、シーツ、布団カバー、又は枕カバーなどが挙げられる。 In addition, as a modification target substance, fiber materials such as cotton, wool, silk, hemp, viscose fiber, cuprammonium fiber, acetate fiber, promix fiber, nylon fiber, vinylon fiber, polyvinylidene chloride synthetic fiber , polyvinyl chloride-based synthetic fiber, polyester-based synthetic fiber, polyacrylonitrile-based synthetic fiber, polyethylene-based synthetic fiber, polypropylene-based synthetic fiber, polyurethane-based synthetic fiber, polyclar-based synthetic fiber, carbon fiber, or fibers themselves such as feathers, or Examples include materials processed from these fibers. Examples of materials obtained by processing the fibers include clothing, bedding, band-aids, masks, bandages, and nursing care products. Although the clothing is not particularly limited, clothing that can come into direct contact with the skin is preferable. Such clothing includes, for example, hats, underwear, gloves, socks, stockings, mufflers, stoles, underwear, diapers (for babies, nursing care), and the like. The bedding is not particularly limited, but preferably includes those that can come in direct contact with the skin. Examples of such bedding include sheets, duvet covers, pillowcases, and the like.

その他にも、修飾対象物質としては、医薬化合物が挙げられる。医薬化合物をコンドロイチン硫酸鎖で修飾することにより、医薬化合物の安定性を向上させ得る。 Other examples of substances to be modified include pharmaceutical compounds. Modification of a pharmaceutical compound with a chondroitin sulfate chain can improve the stability of the pharmaceutical compound.

Zは架橋連結部を示す。架橋連結部は、後述の反応性基2(Y)と反応することにより形成される連結部であり、反応性基1と反応性基2の種類によって異なる構造の部位である。 Z indicates a cross-linking portion. The cross-linking portion is a linking portion formed by reacting with a reactive group 2 (Y 2 ), which will be described later, and has a different structure depending on the type of reactive group 1 and reactive group 2 .

Zとしては、好ましくは1,2,3-トリアゾール環が挙げられる。 Z preferably includes a 1,2,3-triazole ring.

一般式(5)で表される化合物は、例えば一般式(3): The compound represented by general formula (5) is, for example, general formula (3):

Figure 0007111325000016
Figure 0007111325000016

で表される化合物と、一般式(4): A compound represented by the general formula (4):

Figure 0007111325000017
Figure 0007111325000017

で表される化合物とを反応させる工程(工程3)を含む方法によって、製造することができる。 It can be produced by a method including a step of reacting with a compound represented by (step 3).

一般式(3)中、n、R、X、及びYは前記に同じである。 In general formula (3), n, R 2 , X and Y 1 are the same as above.

一般式(4)中、Rは前記に同じである。 In general formula (4), R 1 is the same as above.

は反応性基2を示す。反応性基2は、他の基(上述の反応性基1(Y))と反応することにより、上述の架橋連結部(Z)を形成可能な基である限り特に制限されない。反応性基2としては、例えばアジド基、アミノ基、チオール基、ヒドロキシ基、ケトン基、アルデヒド基、エチニル基等が挙げられる。 Y 2 represents reactive group 2. The reactive group 2 is not particularly limited as long as it is a group capable of forming the above-described cross-linking portion (Z) by reacting with another group (the above-described reactive group 1 (Y 1 )). Examples of the reactive group 2 include an azide group, an amino group, a thiol group, a hydroxy group, a ketone group, an aldehyde group and an ethynyl group.

としては、好ましくはアジド基である。 Y2 is preferably an azide group.

工程3の反応は、反応性基1と反応性基2の種類に応じて、適切な条件で行われる。以下に、反応性基1がエチニル基であり、反応性基2がアジド基である場合の反応について詳述する。 The reaction in step 3 is carried out under appropriate conditions depending on the types of reactive groups 1 and 2. The reaction when the reactive group 1 is an ethynyl group and the reactive group 2 is an azide group will be described in detail below.

工程3の反応は、1,3‐双極子付加反応である。反応は溶媒存在下でも非存在下でも行うことができるが、溶媒存在下で行う場合、溶媒は、反応に悪影響を与えない限り特に限定されない。例えば、蒸留水、メタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルスルフォキシド、N,N-ジメチルホルムアミド等を使用することができる。好ましくは適当な触媒の存在下で反応を行うことが好ましい。触媒としては、例えば銅(I)触媒が挙げられる。銅(I)触媒を使用する場合は、例えば、硫酸銅などの2価の銅と、還元剤(例えばヒドロキノン、アスコルビン酸ナトリウム)を系内に導入し、一価の銅を反応させる方法が挙げられる。 The step 3 reaction is a 1,3-dipolar addition reaction. The reaction can be carried out in the presence or absence of a solvent, but when carried out in the presence of a solvent, the solvent is not particularly limited as long as it does not adversely affect the reaction. For example, distilled water, methanol, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylsulfoxide, N,N-dimethylformamide and the like can be used. It is preferred to carry out the reaction preferably in the presence of a suitable catalyst. Catalysts include, for example, copper (I) catalysts. When using a copper (I) catalyst, for example, a method of introducing divalent copper such as copper sulfate and a reducing agent (e.g., hydroquinone, sodium ascorbate) into the system and reacting monovalent copper can be mentioned. be done.

工程3の反応温度は、溶媒の沸点以下であれば特に限定されないが、例えば15~80℃、好ましくは25~50℃、より好ましくは32~42℃であることができる。 The reaction temperature in step 3 is not particularly limited as long as it is below the boiling point of the solvent, but may be, for example, 15 to 80°C, preferably 25 to 50°C, more preferably 32 to 42°C.

工程3の反応時間は、特に限定されないが、例えば、1~100時間、好ましくは24~60時間であることができる。 The reaction time in step 3 is not particularly limited, but can be, for example, 1 to 100 hours, preferably 24 to 60 hours.

工程3の反応における、一般式(3)で表される化合物と、一般式(4)で表される化合物とのモル比は、特に限定されないが、例えば、一般式(3)で表される化合物1モルに対して、一般式(4)で表される化合物1モル~5モル、好ましくは1モル~3モルであることができる。 The molar ratio of the compound represented by general formula (3) and the compound represented by general formula (4) in the reaction of step 3 is not particularly limited, but for example, represented by general formula (3) It can be 1 mol to 5 mol, preferably 1 mol to 3 mol, of the compound represented by the general formula (4) per 1 mol of the compound.

工程3の反応後、反応によって得られた、一般式(5)で表される化合物を含む溶液を、さらに精製工程に供してもよい。精製手段は、公知の方法(分液、蒸留、クロマトグラフィー、再結晶等)を採用できる。 After the reaction in step 3, the solution containing the compound represented by general formula (5) obtained by the reaction may be further subjected to a purification step. As purification means, known methods (liquid separation, distillation, chromatography, recrystallization, etc.) can be employed.

以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limited by these examples.

実施例1.プロパルギル基含有キシロース誘導体の合成
キシロオリゴ糖(10 wt %, 1.5 mL, 約0.53 mmol)を、酢酸ナトリウムバッファー(pH= 5.0, 50 mM, 1 mL)、キシラナーゼ(スミチームX(新日本化学工業株式会社、Trichoderma longibrachiatum(ressei)由来))5 mg(25 U)、及びプロパルギルアルコール 0.5mLを含む反応液に加え、50℃にて24時間インキュベートした。反応終了後、減圧濃縮をして得られたシラップをフラッシュシリカゲルクロマトグラフィー(Fuji Silysia 300 mesh, l = 17 cm)に供し、溶出液(CHCl3:MeOH=10 : 1 )にてβ―プロパルギルキシロース(12 mg, 0.59 mmol)を得た。
1H-NMR (D2O)
4.54 (d, 1 H, J = 7.6 Hz), 4.36 (t, 1 H), 3.82 (d, 1 H,), 3.62 (dd, 1 H), 3.42-3.26 (m), 3.18 (t, 1 H), 2.81 (br-d)。
Example 1. Synthesis of propargyl group-containing xylose derivatives Xylooligosaccharides (10 wt %, 1.5 mL, about 0.53 mmol) were added to sodium acetate buffer (pH = 5.0, 50 mM, 1 mL), xylanase (Sumizym X (Shinnihon Chemical Industry Co., Ltd., (derived from Trichoderma longibrachiatum (ressei))))) and 0.5 mL of propargyl alcohol were added to a reaction solution and incubated at 50°C for 24 hours. After completion of the reaction, the syrup obtained by concentration under reduced pressure was subjected to flash silica gel chromatography (Fuji Silysia 300 mesh, l = 17 cm), and β-propargyl xylose was extracted with an eluent (CHCl 3 : MeOH = 10: 1). (12 mg, 0.59 mmol) was obtained.
1H - NMR ( D2O)
4.54 (d, 1 H, J = 7.6 Hz), 4.36 (t, 1 H), 3.82 (d, 1 H,), 3.62 (dd, 1 H), 3.42-3.26 (m), 3.18 (t, 1 H), 2.81 (br-d).

実施例2.アルキニル基含有ヒト型コンドロイチン硫酸誘導体の合成
正常ヒト皮膚繊維芽細胞(KURABO社製、P-7:継代7回目)をコンフェルトになるまでシャーレ上で培養した。それぞれのシャーレ(14枚)の培地に、ジメチルスルフォキシドに溶解したβ―プロパルギルキシロースを、培地中終濃度が2 mmol/Lになるよう投与した。投与後、CO2インキュベーター(37 ℃)で5日間培養した後、培地を回収して凍結乾燥した。得られた残渣を蒸留水(10 mL)に溶解し、そこへ3倍量の食塩飽和エタノール(30 mL)を加えて、4℃にて24時間、静置した。次いで遠心分離(15000 r. p. m., 15分間, 4 ℃)し、上澄を廃棄して沈殿物を回収した。沈殿物を塩化カルシウム(50 m M)含有100 m M-TrisHCl緩衝液. pH = 8.0(15 mL)に溶解させ、そこへアクチナーゼ(5 mg)を加えて、37℃にて3日反応させた。次いで0 ℃にてトリクロロ酢酸(500 mg)を加えて反応を停止した。反応液を遠心分離(15000 r. p. m., 15分間, 4 ℃)し、上清を回収した。その上清に3倍量の食塩飽和エタノール(45 mL)を加えてエタノール沈殿を行い、アルキニル基含有ヒト型コンドロイチン硫酸を得た。
Example 2. Synthesis of Alkynyl Group-Containing Human Chondroitin Sulfate Derivative Normal human skin fibroblasts (KURABO, P-7: 7th passage) were cultured on a Petri dish until conferred. β-propargyl xylose dissolved in dimethylsulfoxide was added to the medium of each petri dish (14 plates) so that the final concentration in the medium was 2 mmol/L. After administration, the cells were cultured in a CO 2 incubator (37°C) for 5 days, after which the medium was collected and lyophilized. The resulting residue was dissolved in distilled water (10 mL), 3 volumes of sodium chloride-saturated ethanol (30 mL) was added thereto, and the mixture was allowed to stand at 4°C for 24 hours. After centrifugation (15000 rpm, 15 minutes, 4°C), the supernatant was discarded to collect the precipitate. The precipitate was dissolved in 100 mM TrisHCl buffer containing calcium chloride (50 mM), pH = 8.0 (15 mL), actinase (5 mg) was added, and the reaction was allowed to proceed at 37°C for 3 days. . Then, trichloroacetic acid (500 mg) was added at 0°C to stop the reaction. The reaction solution was centrifuged (15000 rpm, 15 minutes, 4°C) and the supernatant was collected. Three volumes of sodium chloride-saturated ethanol (45 mL) was added to the supernatant for ethanol precipitation to obtain an alkynyl group-containing human chondroitin sulfate.

実施例3.ヒト型コンドロイチン硫酸修飾型蛍光物質の合成
合成したアルキニル基含有ヒト型コンドロイチン硫酸(500μg)を超純水(500μL)にて溶解した。得られた溶液の内の50 μLに、Azido - Alexa Fluor(登録商標) 488溶液(1 mg / 400μL DMSO溶液, 10μL)、硫酸銅(10 mM, 30μL)、及びアスコルビン酸ナトリウム(10 mM, 30μL)を加え、窒素雰囲気下37℃にて2日間撹拌した。得られた反応液を逆相カラムカートリッジ(Allteck C18)に供し、H2O、MeOH / H2O = 1 / 1の順に溶出し、H2O画分にて目的化合物であるヒト型コンドロイチン硫酸修飾型蛍光物質を得た。
Example 3. Synthesis of Human Chondroitin Sulfate Modified Fluorescent Substance Synthesized alkynyl group-containing human chondroitin sulfate (500 μg) was dissolved in ultrapure water (500 μL). Azido-Alexa Fluor (registered trademark) 488 solution (1 mg / 400 μL DMSO solution, 10 μL), copper sulfate (10 mM, 30 μL), and sodium ascorbate (10 mM, 30 μL) were added to 50 μL of the resulting solution. ) was added and stirred for 2 days at 37° C. under a nitrogen atmosphere. The resulting reaction solution was applied to a reversed-phase column cartridge (Allteck C18 ) and eluted in the order of H 2 O and MeOH/H 2 O = 1/1. A sulfuric acid-modified fluorescent substance was obtained.

得られたシラップを超純水(300μL)にて再溶解し、その溶液を、HPLC分析を行った。HPLC分析条件は、流速0.5 mL / min、溶離液0.2 M - NaCl、カラム温度40℃、カラムはTOSOH製TSKgel G5000PWXLであり、検出は蛍光検出器 (励起波長501 nm、蛍光波長525 nm)にて行った。クロマトグラムを図1に示す。その結果、分子量は約2万2千であると算出された。なお、分子量は、プルランスタンダード(shodex社製、P-82)を用いて算出した。 The resulting syrup was redissolved in ultrapure water (300 µL), and the solution was subjected to HPLC analysis. The HPLC analysis conditions were a flow rate of 0.5 mL/min, an eluent of 0.2 M NaCl, a column temperature of 40°C, a TOSOH TSKgel G5000PW XL column, and detection using a fluorescence detector (excitation wavelength: 501 nm, fluorescence wavelength: 525 nm). went. A chromatogram is shown in FIG. As a result, the molecular weight was calculated to be about 22,000. The molecular weight was calculated using a pullulan standard (manufactured by Shodex, P-82).

実施例4.コンドロイチン硫酸の確認
実施例3で得られたヒト型コンドロイチン硫酸修飾型蛍光物質を超純水(500μL)にて溶解した。得られた溶液の内の50 μLに、0.4M Tris-HCl緩衝液 pH = 8.0, 60μL と0.4M酢酸ナトリウム60μLを添加し、さらにコンドロイチナーゼABC 5μL(2.5 mU / mL)を加え37℃にて24時間反応させた。反応液を100℃にて3分間加熱し、反応を停止した。その反応液を遠心分離(15000 r. p. m., 15分間, 4 ℃)し、上清を回収し、実施例3と同様にしてHPLC分析を行った。クロマトグラムを図2に示す。図1との比較より、コンドロイチナーゼABCの消化により、リテンションタイムが遅くなり、低分子化していることが確認された。このことから、実施例2で得られたものが確かにコンドロイチン硫酸であることが確認できた。
Example 4. Confirmation of Chondroitin Sulfate The human chondroitin sulfate-modified fluorescent substance obtained in Example 3 was dissolved in ultrapure water (500 μL). To 50 μL of the obtained solution, add 60 μL of 0.4M Tris-HCl buffer pH=8.0 and 60 μL of 0.4M sodium acetate, and add 5 μL of chondroitinase ABC (2.5 mU/mL) and heat to 37°C. and reacted for 24 hours. The reaction solution was heated at 100° C. for 3 minutes to terminate the reaction. The reaction solution was centrifuged (15000 rpm, 15 minutes, 4° C.), and the supernatant was collected and subjected to HPLC analysis in the same manner as in Example 3. A chromatogram is shown in FIG. A comparison with FIG. 1 confirmed that digestion with chondroitinase ABC slowed the retention time and reduced the molecular weight. From this, it was confirmed that the product obtained in Example 2 was indeed chondroitin sulfate.

Claims (6)

一般式(2):
Figure 0007111325000018
[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Yはエチニル基、ビニル基、アジド基、エポキシ基、アルデヒド基、オキシルアミノ基、チオール基、イソシアネート基、又はイソチオシアネートを示す。]
で表される化合物を含む繊維芽細胞を培養する工程を含む、
一般式(3):
Figure 0007111325000019
[式中:nは0又は1~10の整数を示す。Rは同一又は異なって、水素原子又はアシル基を示す。Xは分子量10000以上のコンドロイチン硫酸鎖を示す。Yはエチニル基、ビニル基、アジド基、エポキシ基、アルデヒド基、オキシルアミノ基、チオール基、イソシアネート基、又はイソチオシアネートを示す。]
で表される化合物の製造方法。
General formula (2):
Figure 0007111325000018
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. Y1 represents an ethynyl group, vinyl group, azide group, epoxy group, aldehyde group, oxylamino group, thiol group, isocyanate group, or isothiocyanate. ]
Including the step of culturing fibroblasts containing a compound represented by
General formula (3):
Figure 0007111325000019
[wherein: n represents an integer of 0 or 1 to 10; R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom or an acyl group. X represents a chondroitin sulfate chain with a molecular weight of 10,000 or more . Y1 represents an ethynyl group, vinyl group, azide group, epoxy group, aldehyde group, oxylamino group, thiol group, isocyanate group, or isothiocyanate. ]
A method for producing a compound represented by
前記Yがエチニル基である、請求項1に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein said Y 1 is an ethynyl group. 前記nが0又は1~4の整数である、請求項1又は2に記載の製造方法。 3. The production method according to claim 1, wherein said n is 0 or an integer of 1-4. 前記Rが水素原子である、請求項1~3のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein said R 2 is a hydrogen atom. 前記コンドロイチン硫酸鎖が哺乳類型コンドロイチン硫酸鎖である、請求項1~のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the chondroitin sulfate chain is a mammalian chondroitin sulfate chain. 前記コンドロイチン硫酸鎖がヒト型コンドロイチン硫酸鎖である、請求項1~のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the chondroitin sulfate chain is a human chondroitin sulfate chain.
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