JP2641742B2 - 新規ペプチド及び抗菌剤 - Google Patents

新規ペプチド及び抗菌剤

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JP2641742B2 JP63203724A JP20372488A JP2641742B2 JP 2641742 B2 JP2641742 B2 JP 2641742B2 JP 63203724 A JP63203724 A JP 63203724A JP 20372488 A JP20372488 A JP 20372488A JP 2641742 B2 JP2641742 B2 JP 2641742B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、北米産カブトガニ(Limulus polyphemus)
から抽出、単離した抗菌作用を有する新規ペプチド及び
その塩、並びにこれらを含有して成る抗菌剤に関するも
のである。
〔従来の技術〕
近年、有用な生理活性物質としてペプチド類が注目さ
れている。プロテインエンジニアリングの発展に伴っ
て、従来の天然型のペプチド類のみならず、合成タイプ
のペプチド類の開発研究も積極的に進められており、有
用なペプチド類の開発は、これまで医薬の分野を中心に
かなりの実績をあげている。
抗菌作用を有するペプチド類の開発も、従来かなり積
極的に行われており、これまで、比較的低分子のオリゴ
ペプチド類を中心として数多くの報告がなされている。
例えば、グラム陽性菌及びグラム陰性菌に対して抗菌作
用を有するホスホノトリペプチド類(特開昭57−10668
9)、ホスホノジペプチド誘導体(特開昭58−13594)、
環状ペプチド誘導体(特開昭58−213744)、抗菌剤及び
抗ウィルス剤として有用な10個のアミノ酸配列から成る
新規ペプチド(特開昭59−51247)、酵母類に対する抗
菌剤として有用なポリペプチド(特開昭60−130599)、
グラム陽性菌に対する抗菌剤として有用な糖ペプチド誘
導体(特開昭60−172998)、新規グリコペプチド誘導体
(特開昭61−251699、特開昭63−44598)、グラム陽性
菌に対して有用なオリゴペプチド(特開昭62−2279
8)、ペプチド系抗生物質(特開昭62−51697、特開昭63
−17897)等、多数報告されている。
〔発明が解決しようとしている課題〕
しかしながら、従来技術の中には、必ずしも実用化に
到らず、基礎研究の域を出ないものも少なからず散見さ
れ、ペプチド系の抗菌剤の開発がいまだ発展途上にある
ことが理解されるが、いずれにしても、優れた抗菌作用
を有し、抗菌剤として実用化し得る新規ペプチド類を開
発することは、ペプチド類の新し応用領域を確立する上
できわめて重要なことと思われる。
〔課題を解決するための手段〕
このような見地から、本発明者は、有用な新規ペプチ
ド類を種々探索した結果、北米産カブトガニ(Limulus
polyphemus)の血球中より抽出、単離したペプチドが、
強力な抗菌作用を有することを見い出して本発明を完成
するに至った。
すなわち、本発明は、以下の(1)〜(2)に記載す
る記述的事項を含有するものとして認識される。
1)次の構造式(I) (式中、と、とは、それぞれ直接に結合してい
る。Arg−NH2は、アルギニンのカルボキシル基がアミド
であることを示す。) で表わされるペプチド、及びその塩。
2)次の構造式(I) (式中、と、とは、それぞれ直接に結合してい
る。Arg−NH2は、アルギニンのカルボキシル基がアミド
であることを示す。) で表されるペプチド、及びその塩を有効成分とする抗菌
剤。
このように、本発明は、強力な抗菌作用を有する新規
ペプチド、及びその塩を提供すると共に、それらを有効
成分とする抗菌剤を提供することを目的とするものであ
る。
なお、この明細書においてこの新規ペプチドをポリフ
ェムシンI(Polyphemusin I)と称する。また、この明
細書において、アミノ酸につき、IUPACIUB commission
on Biological Nomenclatureに基づく略号で表示する場
合があるが、それらを例示すると次の通りである。
Arg:アルギニン、Trp:トリプトファン、Cys:1/2シスチ
ン、Phe:フェニルアラニン、Val:バリン、Tyr:チロシ
ン、Gly:グリシン、Lys:リジン 本発明の新規ポリフェムシンIは、18個のアミノ酸よ
り構成され、その第4位と第17位、及び第8位と第13位
に存在する各システイン分子対間のジスルフィド結合に
より架橋された二環構造を有する。また、C末端に存在
するアルギニンは、そのカルボキシル基がアミド化(−
CONH2)され、アルギニンアミドとして存在している。
本発明のポリフェムシンIは、塩の形をとることがで
き、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩アン
モニウム塩、有機アミン塩等の無機塩基、有機塩基との
塩、及び、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、塩
酸、硫酸、硝酸、燐酸等の有機酸又は無機酸の付加塩が
含まれる。
本発明の新規ポリフェムシンI及びその塩は、以下の
方法によって製造することができる。
すなわち、北米産カブトガニ(Limulus polyphemus)
の血球に、塩化ナトリウム及びベンズアミジン塩酸塩を
含むトリス塩酸緩衝液を加え粉砕し、これを遠心して沈
澱物を得る。これに塩酸溶液を加え粉砕し、遠心し上澄
を得る。これをSephadex G−50に添加して、塩酸溶液
で溶出する。280nmにおける吸光度を測定して集めた溶
出区分を、コスモシール 5C18に添加しアセトニトリル
の濃度を変化させたトリフルオロ酢酸溶液で溶出するこ
とにより、目的のポリフェムシンI画分を得る。
また、本発明のポリフェムシンIは、固相法による合
成も可能である。この方法を本発明に適用する場合、α
−アミノ基はいずれのアミノ酸についてもtert−ブチル
オキシカルボニル基(Boc基)で保護し、チロシンの水
酸基は、2,6−ジクロロベンジル基(Cl2−Bzl基)で、
アルギニンのグアニジノ基はトシル基(Tos基)で、そ
れぞれ保護するのが好適である。まず、C末端アミノ酸
のアルギニンの保護誘導体をクロロメチル樹脂に導入
し、以後順次アミノ酸鎖を延長し、保護ペプチド樹脂を
合成し、これをフッ化水素で処理することにより保護ペ
プチドを樹脂から切断し、同時に脱保護し、これを還元
し、以下、常法に従って合成ペプチドを得る。得られた
粗合成ペプチドは、ゲル濾過、逆相HPLC等ペプチドの精
製に常用される手段により精製し高純度のポリフェムシ
ンIを得る。なお、ペプチド合成に常用される固相法に
ついては、例えば、日本生化学会編、「生化学実験講座
(I)」蛋白質の化学、4巻、208〜495頁、(株)東京
化学同人発行(1977)、及び、泉屋信夫ほか著、「ペプ
チド合成」丸善(株)発行(1975)に記載されているメ
リフィールド(Merrifield)等の方法に準じて行うこと
ができる。
本発明のポリフェムシンIの毒性は、極めて低いか又
は非毒性である。このポリフェムシンIを医療用抗菌剤
として投与する場合は経口投与法又は非経口的投与方
法、すなわち静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与等が好
ましい。そして、1投与単位当りのポリフェムシンIの
使用量は100〜1000mg程度である。更に、本発明のポリ
フェムシンIは医療用抗菌剤以外に防腐剤、抗生物質、
塗料用防腐剤として有効に使用することができる。
〔発明の効果〕
本発明のポリフェムシンIは、後記参考例に示すよう
に、例えば、グラム陽性細菌、グラム陰性細菌及び真菌
類に対して強い抗菌作用を示し、これら細菌の抑制剤と
して有用である。具体的には、医療用抗菌剤、防腐剤、
抗生物質、塗料用防腐剤等、広汎な分野で利用すること
が可能であり、これらは、いずれも本発明の抗菌剤の範
囲に包含されることはいうまでもない。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を記載して、さらに本発明を詳
細に説明する。
実施例1 (1) ポリフェムシンIの製造 北米産カブトガニ(Limulus polyphemus)血球37gに5
0mM塩化ナトリウム及び5mMベンズアミジン塩酸塩を含む
20mMトリス塩酸緩衝液(pH8.0)100mlを加え粉砕し、4
℃で遠心(7500rpm、40分)して沈澱を得た。さらにこ
の操作を2回くりかえし沈澱を得た。得られた沈澱に20
mM塩酸溶液100mlを加え粉砕する。4℃で遠心(7500rpm
40分)して上澄を得た。沈澱には20mM塩酸溶液100mlを
加え再度粉砕し、4℃で遠心(7500rpm40分)して上澄
を得た。さらに2回同様の操作を行い上澄を得た。得ら
れた上澄は集め凍結乾燥した。
上記の凍結乾燥物を20mM塩酸溶液に溶解し、4℃で遠
心(12,000rpm15分)して上澄を得た。これをSephadex
G−50(ファルマシア社製)カラム(3×85cm)に添
加し、20mM塩酸溶液で溶出した。これを10mlづつ分画し
ながら同時に280nmにおける吸光度を測り、分画番号66
−87の画分を集め、これを凍結乾燥した。(第1図参
照)。この凍結乾燥物を20mM塩酸溶液10mlに溶解しコス
モシール 5C18(半井化学薬品社製)カラム(10×250m
m)に添加し、アセトニトリルの濃度を22〜30%に変化
させた0.1%トリフルオロ酢酸溶液で溶出した。この溶
出溶液を第2図に示す。このカラムを28〜30%アセトニ
トリルで溶出し、得られる溶出区分を集め凍結乾燥する
ことにより本発明のポリフィムシンIを得た。収量は20
mgであった。
このポリフェムシンIの赤外線吸収スペクトルは第3
図の通りであり、3,300、1650、1540、1420、1240、及
び740cm-1に吸収がある。また、紫外吸収スペクトルは
第4図の通りである。このポリフェムシンIのアミノ酸
組成は第1表の通りである。
(2)構造決定 本物質の構造は以下の如くして決定された。即ち、ジ
チオトレイトールを用いジスルフィド結合を切断し、4
−ビニルピリジンでピリジルエチル化したサンプルを6N
塩酸を用い加水分解しアミノ酸組成を決定した。また、
このサンプルを気相シークエンサーを用いて17回のエド
マン分解に附し、N末端のアルギニンから17番目のシス
テインに至るアミノ酸の種類と結合の順序を決定した。
また、アミノエチル化したサンプルをリシルエンドペプ
チダーゼ処理してC末端残基を遊離させて得られた生成
物のフェニルチオカルバミル誘導体の逆相高速液体クロ
マトグラフィー上での溶出時間は、別に合成したフェニ
ルチオカルバミルアルギニンアミドのそれと一致した。
さらに質量分析結果もC末端をアルギニンとアミドとし
た質量数を示したのでC末端はアルギニンアミドである
と決定した。
実施例2 ポリフェムシンIの製剤化 本発明のポリフェムシンI活性成分を含む経口又は非
経口投与用の製剤例を以下に示す。
(1)200mg錠剤 ポリフェムシンI 200mg コーンスターチ 40mg ラクトース 98mg ステアリン酸マグネシウム 8mg タルク 4mg (2)100mg注射用アンプル(q.s.pアンプル) ポリフェムシンI 100mg 注射用蒸留水 適量 (3)500mgカプセル ポリフェムシンI 500mg ラクトース 50mg ステアリン酸マグネシウム 5mg (4)500mg錠剤 ポリフェムシンI 500mg コーンスターチ 70mg ポリビニルピロリドン 35mg ラクトース 74mg ステアリン酸マグネシウム 14mg タルク 7mg 以下に、本発明のペプチドポリフェムシンIの抗菌活
性について検討した結果を参考例として示す。
参考例 (1)グラム陽性細菌、グラム陰性細菌に対する抗菌性
試験 実験材料 供試菌:Escherichia coli ATCC 11775 Salmonela typhimurium Staphylococcus aureus ATCC 25923 Bicillus subtilis IAM 1069 培地 :牛心臓侵出液 250g カザミノ酸 15 g L−トリプトファン 0.05g 精製水 1000ml 実験方法 各菌をNutrient Broth (Difico社製)培地で20時間
振とう培養後、菌の濃度を660nmの吸光度が約0.3になる
ように調整し、その0.1mlを上記培地に加えたものを供
試菌液とした。本物質凍結乾燥品300μgを精製水12ml
に溶解し250μg/mlの溶液を得る。これを原液として2
倍階段希釈を行い12.5、6.25、3.13、1.56μg/mlの試料
液を得た。
減菌した試験管に各濃度の試料液を1mlずつ分注しこ
れに各菌液1mlずつを加え混合し37℃で20時間培養し、6
60nmの吸光度を測定した。対照は試料液のかわりに精製
水を用い、本物質の各菌に対する最小生成育阻害濃度を
決定した。その結果を第2表に示す。
(2)真菌類に対する抗菌生試験 実験材料 供試菌:Aspergillus nigar Psnicillium funiculosum 培地 :ポリペプトン 1g 麦芽エキス 20g ブドウ糖 20g 寒天 20g 精製水 1000ml 実験方法 本物質の凍結乾燥品500μgを2mlの精製水に溶き250
μg/mlの試料液を得た。これを二倍階段希釈し125、62.
5、31.3μg/mlの試料液を作成した。
上記培地9mlに各濃度の試料液を1mlずつ加え、これを
5mlずつ減菌した試験管に分注し斜面培地を作成した。
この斜面培地上に上記菌の分生子を付着させた白金耳で
直線をひき、30℃で48時間培養し、その生育を調べた。
その結果を第2表に示す。
上記の結果が示す様に、本物質は、グラム陽性菌、グ
ラム陰性菌及び真菌類までに至る広範囲の微生物に対し
て強い抗菌活性を示す特異な物質であることが判明し
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Sephadex G−50カラムにおける20mM塩酸溶
液抽出物の溶出曲線を示す図、第2図はコスモシール
5C18カラムにおける0.1%トリフルオロ酢酸溶液の溶出
曲線を示す図、第3図はポリフェムシンIの赤外吸収ス
ペクトルの図、第4図はポリフェムシンIの紫外吸収ス
ペクトルを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 J.Biochem.,106,663− 668(1989) Chem.Pharm,Bull., 37(10),2661−2664(1989)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】次の構造式(I) (式中、と、とは、それぞれ直接に結合してい
    る。Arg−NH2は、アルギニンのカルボキシル基がアミド
    であることを示す。) で表されるペプチド及びその塩。
  2. 【請求項2】次の構造式(I) (式中、と、とは、それぞれ直接に結合してい
    る。Arg−NH2は、アルギニンのカルボキシル基がアミド
    であることを示す。) で表されるペプチド又はその塩を有効成分とする抗菌
    剤。
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