JPH06116300A - ケラチンフラグメントおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム、繊維などに加工した場合に好適な
強度を持ち得るようになる適度な長さのペプチド鎖と架
橋可能なチオール基を有し、フィルム、繊維、スポンジ
などの材料として、あるいはマイクロカプセルの壁材、
医農薬基材、化粧品基材として、好適に使用できるケラ
チンフラグメントを提供する。 【構成】 ケラチン含有物質を還元して得られた還元ケ
ラチンを蛋白質分解酵素で加水分解し、その加水分解中
に蛋白質分解酵素を失活させるかまたは反応系外に分離
して、加水分解を停止させ、加水分解の程度を制限し
て、平均分子量３，０００〜３０，０００でアミノ酸１
００残基当りシステインを４〜１６個有するケラチンフ
ラグメントを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平均分子量３，０００
〜３０，０００で、活性なチオール基（ＳＨ基）を有
し、たとえばフィルム、スポンジ、マイクロカプセル、
繊維、医農薬基材、化粧品基材などの産業用品の製造に
好適に使用されるケラチンフラグメント（ケラチン蛋白
断片）およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】毛髪、獣毛、羽毛などの動物組織中に構
造タンパクとして存在するケラチンは、従来から、フィ
ルム、繊維などの産業素材原料として注目されてきた。

【０００３】そして、これらのケラチンは、天然のケラ
チン含有物質を酸、アルカリまたは酵素などにより加水
分解して短分子量化した加水分解物の水溶液として利用
するか、あるいは還元剤と尿素などの蛋白質変成剤との
共用によりケラチンのジスルフィド結合をチオール基に
還元開裂して生成した還元ケラチンの水溶液として利用
するか、あるいは上記の還元ケラチンのチオール基の再
結合防止のためにモノヨード酢酸や亜硫酸ナトリウム／
テトラチオン酸ナトリウムなどにより不可逆的な化学修
飾を施したケラチン誘導体の水溶液として利用するか、
あるいは還元開裂と蛋白質分解酵素により短分子量化し
たケラチン加水分解物の水溶液などとして利用されてき
た。

【０００４】上記のように、ケラチンは天然ケラチンの
分子量をほぼ維持したままの状態でなんらかの加工を経
て利用されるか、あるいは化学的または酵素による加水
分解処理によって分子量１，０００〜２，０００のもの
を実質的な成分とする短分子量化ケラチン加水分解物と
してかなりの水溶性を付与した上で、化粧品基材などに
利用されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ケラチンやケラチン加水分解物はチオール基がジスルフ
ィド基に酸化されたり不可逆的な化学修飾が施されてい
るため、活性なチオール基に特有な反応性を充分に利用
することができなかったり、あるいは分子量が小さいた
めにフィルムなどに加工したときに強度が劣り、水中で
はすぐ崩壊するなどの欠点があった。

【０００６】したがって、本発明は、天然ケラチンより
も低分子量ではあるが、蛋白質分子としての性質（フィ
ルム、繊維などに加工した場合の強靱性）を有する適度
な長さのペプチド鎖と架橋反応が可能なチオール基を有
するケラチンフラグンメントおよびその製造方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、ケラチン含有物
質を還元して得られた還元ケラチンを蛋白質分解酵素で
加水分解し、その加水分解中に蛋白質分解酵素を失活さ
せるかまたは反応系外に分離することによって、加水分
解を停止させ、加水分解の程度を制限するときは、平均
分子量３，０００〜３０，０００（好ましくは平均分子
量７，０００〜３０，０００）で、アミノ酸１００残基
当りシステインを４〜１６個有するケラチンフラグメン
トが得られることを見出し、本発明を完成するにいたっ
た。

【０００８】上記ケラチンフラグメントは、平均分子量
が３，０００〜３０，０００と、従来の短分子量化した
ケラチン加水分解物に比べて分子量が大きく、蛋白質分
子としての性質を保持する適度な長さのペプチド鎖を有
しているので、フィルム、繊維などに加工した場合に望
ましい強度が得られる。

【０００９】また、上記のケラチンフラグメントは、ア
ミノ酸１００残基当りシステインを４〜１６個有してお
り、そのシステイン残基がチオール基を有しているの
で、そのチオール基間の架橋反応により高分子化するこ
とができる。

【００１０】すなわち、このチオール基を空気酸化によ
り架橋するか、あるいは過酸化水素や過ヨウ素酸ソーダ
などの酸化剤により架橋してジスルフィド結合を生成さ
せることによって、架橋剤を使用しなくても高分子化す
ることができ、フィルム、スポンジ、マイクロカプセル
などの基材として充分な強度を持たせることができる。

【００１１】上記平均分子量３，０００〜３０，０００
で、アミノ酸１００残基当りシステインを４〜１６個有
するケラチンフラグメントを得るにあたって、ケラチン
含有物質から還元ケラチンを得る工程は公知の方法を含
め各種の方法を採用することができる。

【００１２】そして、還元ケラチンから制限的に加水分
解して平均分子量３，０００〜３０，０００で、アミノ
酸１００残基当りシステインを４〜１６個有するケラチ
ンフラグメントを得る工程は、本発明者が本発明の完成
にあたって特に開発した方法によるので、これについて
先に詳しく説明する。

【００１３】すなわち、本発明において、上記平均分子
量３，０００〜３０，０００で、アミノ酸１００残基当
りシステインを４〜１６個有するケラチンフラグメント
を得るには、ケラチン含有物質を還元して得られた還元
ケラチンを蛋白質分解酵素で加水分解し、その加水分解
中に蛋白質分解酵素を失活させるかまたは反応系外に分
離することによって、加水分解を停止させ、加水分解の
程度を制限する。

【００１４】この還元ケラチンの加水分解にあたって、
蛋白質分解酵素としては、ペプチド結合について限られ
た分解特異性を持つトリプシンやカイモトリプシンが特
に好適であるが、これらに限らず、ブロメライン、ジス
パーゼ（Ｄｉｓｐａｓｅ）、フィチン、パパイン、ペプ
シン、サーモライシンなどの蛋白質分子の内部ペプチド
結合を非特異的に切断するエンドペプチターゼであって
もよい。また、固定化トリプシン（Ｔｒｙｐｓｉｎ−３
０，Ｂｅｏｈｒｉｎｇｅｒ Ｍａｎｎｈｅｉｍ，Ｃａ
ｔ．Ｎｏ．１０９８５１）などのように蛋白質分解酵素
をポリマーに担持させた固定化蛋白質分解酵素なども用
いることができる。

【００１５】還元ケラチンの加水分解そのものは（つま
り、加水分解中に加水分解を停止させて、加水分解の程
度を制限することを除いては）、特に限定されることは
ないが、たとえば、還元ケラチンを水溶液にし（還元ケ
ラチンの濃度にして１〜５重量％が好ましい）、この還
元ケラチンの水溶液を５〜８０℃、好ましくは２０〜５
０℃に保持しながら、蛋白質分解酵素を加え、攪拌する
ことによって行われる。

【００１６】還元ケラチンを蛋白質分解酵素で制限する
ことなく加水分解していくと、得られる加水分解物は分
子量がどんどん低下していくので、その加水分解中に蛋
白質分解酵素を失活させるかまたは反応系外に分離する
ことによって、加水分解を停止させ、加水分解の程度を
制限する。

【００１７】その際の蛋白質分解酵素の失活にあたって
は、蛋白質分解酵素の禁止剤を使用するか、加熱するか
のいずれかが採用される。

【００１８】上記蛋白質分解酵素の禁止剤としては、そ
れぞれの蛋白質分解酵素に適した禁止剤があり、トリプ
シン、カイモトリプシンなどや上記のエンドペプチター
ゼには、たとえばアンチトリプシン、トリプシニンヒビ
ター、アプロチニン、リュペプチン（Ｌｅｕｐｅｐｔｉ
ｎ）、マクログロブリンなどが用いられる。

【００１９】また、加熱により蛋白質分解酵素を失活さ
せる場合は、たとえば、加水分解中の反応液を急速に加
熱して沸騰させればよい。

【００２０】一方、蛋白質分解酵素を反応系外に分離す
ることによって、加水分解を停止させ、加水分解の程度
を制限する方法を採る場合には、固定化蛋白質分解酵素
を使用するのが好ましい。

【００２１】すなわち、還元ケラチンの水溶液に固定化
蛋白質分解酵素を加え、加水分解し、その加水分解中に
遠心分離または濾過により、その固定化蛋白質分解酵素
を反応系外に分離することによって、加水分解を停止さ
せ、加水分解の程度を制限して、平均分子量３，０００
〜３０，０００のケラチンフラグメントを得ることがで
きる。

【００２２】また、加水分解中に蛋白質分解酵素を分離
する方法を採用する場合には、上記のように還元ケラチ
ンの水溶液に固定化蛋白質分解酵素を加える方法とは異
なり、固定化蛋白質分解酵素そのもの、または固定化蛋
白質分解酵素を分子ふるいの役目を果たすゲル（たとえ
ば、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ−１００）と共にカラムに充
填し、そのカラムに還元ケラチンの水溶液を通過させ、
その通過の間のみ加水分解させ、還元ケラチンの加水分
解中に蛋白質分解酵素を反応系外に分離させる方法も採
用することができる。

【００２３】なお、市販品の蛋白質分解酵素や固定化蛋
白質分解酵素の活性は、バッチごとに変動し一定品質の
ものが入手しにくいので、加水分解処理液をＳＤＳ（ド
デシル硫酸ナトリウム）ポリアクリルアミド電気泳動法
で分析し、ケラチン原料（分子量４０，０００〜６０，
０００が主）の泳動パターンから分子量４０，０００〜
６０，０００の主蛋白バンドが消失し、加水分解物の主
バンドの分子量がほぼ１０，０００〜３０，０００と認
められる時点を目安とし、最適な最終酵素処理ユニット
量と処理時間、固定化蛋白質分解酵素量および該固定化
蛋白質分解酵素と還元ケラチン水溶液との接触時間ある
いは滞留時間を決定することが望ましいが、酵素使用量
は、通常、還元ケラチン２０ｍｇ／ｍｌ当り１００〜
３，０００ユニットの範囲から選ばれ、処理時間は、通
常、３〜３０分の範囲から選ばれる。

【００２４】つぎに、上記の制限加水分解工程で使用す
る還元ケラチンを得るまでの還元工程について詳しく説
明する。

【００２５】ケラチン含有物質を還元して還元ケラチン
を得る方法としては、公知の方法を含め各種の方法を採
用できる。それらのうち、代表的なものを例示すると、
たとえば次の〜に示すものが挙げられる。

【００２６】 ケラチン含有物質を水性媒体中、蛋白
質変成剤の存在下、または蛋白質変成剤と界面活性剤の
存在下で、還元剤で還元し、不溶物を遠心分離または濾
過により除去した後、得られた水溶液に塩化ナトリウム
や硫酸アンモニウムなどの無機塩を添加して塩析させ、
抽出された還元ケラチンを沈殿させて、還元ケラチンを
単離する。

【００２７】 ケラチン含有物質を水性媒体中、蛋白
質変成剤と界面活性剤の存在下で、還元剤で還元し、抽
出された還元ケラチンを透析によって単離する。

【００２８】上記、の方法とも、還元時に超音波を
照射して、還元抽出を促進させることができる。

【００２９】上記、の方法とも、本発明者が開発し
たものであるが、特にの方法による場合、短時間でか
つ収率よく還元ケラチンを単離することができ、本発明
の実施にあたって好適に適用できるので、それについて
詳しく説明する。

【００３０】上記の方法では、還元ケラチンを製造す
るにあたっては、まずケラチン含有物質を水性媒体中、
蛋白質変成剤の存在下、または蛋白質変成剤と界面活性
剤の存在下で、還元剤で還元する。

【００３１】上記の還元工程で出発原料として用いるケ
ラチン含有物質としては、ケラチンを含むものであれば
よく、たとえば人間の毛髪、羊毛、馬毛、牛毛などの獣
毛や、鶏などの鳥類の羽毛、牛などの動物の爪や角、ひ
ずめ（蹄）、うろこ（鱗）などを用いることができる。

【００３２】上記の水性媒体は、水単独、または水と水
混和性の有機溶媒との混合物であってもよく、含水率が
５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上の溶媒を用
いる。水混和性の有機溶媒としては、たとえばメタノー
ル、エタノールなどの低級脂肪族アルコールなどが挙げ
られる。

【００３３】還元剤は、ケラチン含有物質中のケラチン
のジスルフィド結合を還元してチオール基に変換する作
用をするものであり、この還元剤としては、たとえば２
−メルカプトエタノール、チオグリコール酸、ジチオス
レイトール、ジチオエリトリトールなどのチオール化合
物；トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィンな
どの有機リン化合物；亜硫酸水素ナトリウムなどの還元
能力を持つ無機化合物などが用いられる。

【００３４】これらの還元剤の使用量は、ケラチン含有
物質１０ｇに対して０．０５〜０．５０モルであり、還
元反応の効率と経済性を考慮すると、ケラチン含有物質
１０ｇに対して０．０５〜０．２０モルが好ましい。

【００３５】蛋白質変成剤は、ケラチン中の水素結合を
切断する作用を有するもので、その具体例としては、た
とえば尿素、チオ尿素などが好適なものとして挙げられ
る。そして、爪、ひずめ、うろこなどのように堅い組織
のケラチン含有物質を使用する場合には、蛋白質に対し
て溶解作用を有する水酸化ナトリウム、アンモニアなど
を溶解助剤として用いることが好ましい。

【００３６】これらの蛋白質変成剤の濃度と使用量は、
ケラチン含有物質の溶解性などを考慮して決定するのが
適しているが、通常、ケラチン含有物質に対して３〜１
０ｍｏｌ／ｌ濃度のものを５〜４０倍重量、好ましくは
５〜８ｍｏｌ／ｌ濃度のものを１０〜３０倍重量であ
る。

【００３７】還元工程は、上記のような蛋白質変成剤の
存在下、または蛋白質変成剤と界面活性剤の存在下で行
われるが、後者のように界面活性剤を共存させた場合
は、還元速度が速くなり、ケラチン含有物質からの還元
ケラチンの抽出速度が向上する。ただし、界面活性剤は
還元ケラチンを可溶化する作用があるので、塩析のため
に添加する無機塩を多くする必要がある。

【００３８】上記界面活性剤としては、下記のアニオン
界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノ
ニオン界面活性剤のいずれも用いることができる。

【００３９】アニオン界面活性剤としては、たとえばド
デシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩、アルキル
硫酸エステル塩、脂肪酸アルコールリン酸エステル塩、
スルホコハク酸エステル塩などのアニオン界面活性剤な
どが挙げられる。

【００４０】カチオン界面活性剤としては、たとえば次
式で示されるカチオン界面活性剤などが挙げられる。 〔Ｒ¹ ・Ｒ² ・Ｒ³ ・Ｒ⁴ Ｎ〕⁺ Ｘ^- 〔式中、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ およびＲ⁴ の１個または２個
は直鎖もしくは分岐鎖を有する炭素数８〜２０のアルキ
ル基またはヒドロキシアルキル基であり、残余は水素原
子、炭素数１〜３のアルキル基もしくはヒドロキシアル
キル基またはベンジル基である。Ｘはハロゲン原子、炭
素数１〜２個のアルキル硫酸基またはアルキルピリジニ
ウムハライドなどの芳香族四級アミン塩などである〕。

【００４１】両性界面活性剤としては、たとえば脂肪族
アミンのＮ−カルボキシメチル体、Ｎ−スルホアルキル
化体、イミダゾリンスルホン酸などのベタイン系の両性
界面活性剤（疎水基は主として炭素数１２〜１４のアル
キル基またはアシル基、対イオンはアルカリ金属などで
ある）などが挙げられる。

【００４２】ノニオン界面活性剤としては、たとえばポ
リオキシエチレンアルキルエーテル型、脂肪酸エステル
型、ポリエチレンイミン型、ポリグリセリンエーテル
型、ポリグリセリンエステル型などのノニオン界面活性
剤（疎水基は主として炭素数１２〜１４のアルキル基も
しくはアシル基である）などが挙げられる。

【００４３】そして、この界面活性剤の還元工程での使
用量はケラチン含有物質の５〜５０重量％が好ましい。

【００４４】界面活性剤としては、前記したように、ア
ニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性
剤、ノニオン界面活性剤のいずれも使用することができ
るが、なかでもアニオン界面活性剤、たとえばアルキル
硫酸塩やポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩な
どが特に好ましい。

【００４５】この還元工程の具体的操作は、たとえば次
のようにして行われる。すなわち、ケラチン含有物質を
その全量が浸るに充分な５〜４０重量倍の３〜１０Ｍ
（ｍｏｌ／ｌ）の蛋白質変成剤の水溶液、たとえば尿素
の場合には、５〜８Ｍの尿素水溶液に浸漬し、還元剤ま
たは還元剤と界面活性剤を加えてから容器を密栓し、室
温〜１００℃で１〜２４時間加熱攪拌する。

【００４６】上記還元工程において、反応系に超音波を
照射すると、還元抽出作用を促進することができ、還元
工程に要する時間を短縮することができる。超音波照射
はプローブ型、浴槽型などの公知の超音波照射装置を用
いることができる。超音波照射の強さは反応系の大きさ
により異なるが、たとえば反応系の大きさが１リットル
以下のときは出力５０〜２００Ｗで充分である。

【００４７】上記の還元工程を経て得られた反応液は、
不溶物を含むので、これを遠心分離や濾過により除去し
た後、塩析により還元ケラチンを沈殿させる。

【００４８】塩析は、塩化ナトリウム、硫酸アンモニウ
ム、硫酸ナトリウムなどの無機塩を上記不溶物除去後の
水溶液に加えることによって行われる。この塩析にあた
っては、上記水溶液を塩酸などの酸を加えて弱酸性（ｐ
Ｈ３〜５、特に３．５付近が好適）にしておくことが好
ましい。また、アセトンやメタノール、エタノールなど
の極性有機溶媒を併用添加し、塩析効果を上げてもよ
い。

【００４９】この塩析にあたっての無機塩の添加量はケ
ラチン素抽出液（キューティクルなどの不溶物を除去し
たもの）に対して無機塩が０．１〜２Ｍの濃度になるよ
うにすることが適しており、特に０．５〜０．７Ｍの濃
度になるようにすることが好ましい。

【００５０】塩析時の温度は０℃近辺から４０℃の範囲
であり、塩析に要する時間は短時間で、長くても１０分
間程度をみておけば充分である。

【００５１】上記のようにして固形物として得られた還
元ケラチンは、水洗後、水を加えて水溶液にすることが
できる。

【００５２】上記の還元工程で生じる現象およびこの
の方法が還元ケラチンを得るにあたって優れたものであ
る理由を述べると、次の通りである。

【００５３】まず、ケラチン含有物質を水性媒体中で還
元すると、ケラチンは還元されて水性媒体中に溶解し、
ケラチンを包んでいたキューティクルなどは不溶物とし
て水性媒体中に存在する。

【００５４】そこで、この不溶物を遠心分離または濾過
により除去した後、塩化ナトリウムや硫酸アンモニウム
などの無機塩を添加すると塩析が生じ、水性媒体中に溶
解していた還元ケラチンが還元された状態を保持したま
ま、つまりケラチンを還元したときに生成したチオール
基がほぼ保持された状態で、溶液中から高収率で沈殿す
る。

【００５５】一方、還元剤、蛋白質変成剤、界面活性剤
などは、水性媒体中に溶解して水性媒体中に残るので、
濾過または遠心分離することにより還元ケラチンを反応
液から単離することができる。

【００５６】この際、還元ケラチンは、水性媒体中から
短時間で沈殿するので、長時間を要する透析や限外濾過
による場合のように還元ケラチンが酸化を受けることが
少なく、したがってチオール基がほとんど損なわれるこ
となく保持される。

【００５７】上記のような還元工程とそれに続く制限加
水分解工程を経て得られたケラチンフラグメントの水溶
液は、そのままの状態で利用することができるし、凍結
乾燥して粉末として利用に供することができる。また、
限外濾過により濃縮液として利用することも可能であ
る。

【００５８】そして、得られるケラチンフラグメント
は、前記のような制限加水分解によって平均分子量３，
０００〜３０，０００のものとすることができる。

【００５９】また、アミノ酸分析によれば、得られるケ
ラチンフラグメント中のシステインは原料のケラチン含
有物質中に含まれているケラチンを還元したときに生成
したシステインとほぼ同様の割合で存在し、アミノ酸１
００残基当り４〜１６個のシステインを有している。

【００６０】また、上記の方法によって還元工程を実
施する場合も、前記の方法と共通する部分はの方法
と同様に行うことができる。

【００６１】そして、の方法における透析処理は従来
公知の処理手段によって行うことができる。たとえば、
還元後に不溶物を除いた反応液、すなわち、還元ケラチ
ンを含む濾過液をたとえばセロハンのような半透膜の容
器内に入れ、これを外液を入れた容器内に浸す。外液と
しては、ジスルフィド結合をチオール基に還元すること
ができる還元剤を０．１〜０．５重量％含む水性媒体を
用いることができ、たとえば上記還元工程で用いた水性
媒体と還元剤の混合物を用いることができる。外液は還
元ケラチンの濾過液に対し通常２０〜４０容量倍用いら
れる。温度は室温でよく、時間は通常１２〜３６時間で
ある。このような透析処理を２〜４回行うことにより上
記濾過液中の蛋白質変成剤、界面活性剤などを除くこと
ができると共に、還元剤を外液と等濃度に減らすことが
できる。

【００６２】還元ケラチンを入手して制限加水分解する
ことも可能であるが、そのような還元ケラチンもケラチ
ン含有物質を還元して得られたものであるから、その場
合も、もちろん、本発明の範囲内に含まれる。

【００６３】

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳し
く説明するが、本発明はそれらの実施例のみに限定され
るものではない。

【００６４】実施例１ 羊毛（Ｃｏｌｌｉｄａｌｅ種より採取）２０ｇを５Ｍ尿
素水溶液５５０ｇに浸漬し、２−メルカプトエタノール
２５ｍｌを添加した後、容器を密栓、攪拌し、約５０℃
で５時間、２００Ｗの出力にて超音波照射した。反応液
を室温に戻し、不溶物を濾過により除去した後、濾液を
塩酸でｐＨ５に調整し、その後、硫酸ナトリウムを添加
して塩析し、密栓、攪拌した後、遠心分離した。

【００６５】得られた白色沈殿物を２−メルカプトエタ
ノールを０．３重量％含む水で水洗し、ドデシル硫酸ナ
トリウム（ＳＤＳ）３ｇと２−メルカプトエタノール
０．６ｇを含む水を加え、アンモニアでｐＨ８〜９に調
整しつつ、溶解した。

【００６６】この水溶液１０ｇをＬｏｗｒｙ法により蛋
白定量したところ、０．３５ｇの還元ケラチンを含んで
おり、この水溶液中の還元ケラチン濃度は３．５重量％
であって、収率は３５％であった。また上記水溶液を凍
結乾燥して得た還元ケラチン粉末のアミノ酸分析を行っ
たところ、アミノ酸１００残基当りシステインが８．４
個であった。

【００６７】また、上記還元ケラチン粉末の分子量をＳ
ＤＳポリアクリルアミド電気泳動法で調べたところ、分
子量４０，０００から６０，０００のものが主たる成分
であった。

【００６８】上記のようにして得られた濃度３．５重量
％の還元ケラチン水溶液１０ｍｌを２０℃に保ちなが
ら、その中にトリプシン２，０００ユニットを含む０．
０５Ｍのトリス／塩酸緩衡液（ｐＨ８）５ｍｌと０．０
１Ｍの塩化カルシウム水溶液５ｍｌを加え、窒素ガス雰
囲気下で５分間攪拌した。

【００６９】つぎに、１．５ｍｇユニットのアンチトリ
プシン（ａｎｔｉｔｒｙｐｓｉｎ、シグマ社製、商品番
号Ａ９０２４）水溶液を添加してトリプシンを失活さ
せ、加水分解を停止させて、加水分解の程度を制限し
た。

【００７０】得られた加水分解液中のケラチンフラグメ
ントの分子量をＳＤＳポリアクリルアミド電気泳動法で
調べたところ、ケラチンフラグメントは分子量８，００
０〜２４，０００のものを主成分とする混合物であり、
その数平均での平均分子量は１７，０００であった。

【００７１】上記加水分解液についてＬｏｗｒｙ法によ
り蛋白定量したところ、ケラチンフラグメントの濃度は
３．５重量％であった。また、アミノ酸分析によれば、
上記ケラチンフラグメントはアミノ酸１００残基当りシ
ステインを８．４個有していた。

【００７２】実施例２ 実施例１における還元工程で得られた還元ケラチン水溶
液（３．５重量％）５０ｍｌを２０℃に保ちながら、そ
の中にトリプシン８，０００ユニットを含む０．０５Ｍ
のトリス／塩酸緩衡液（ｐＨ８）２５ｍｌと０．０１Ｍ
の塩化カルシウム水溶液２５ｍｌを加え、窒素ガス雰囲
気下にて１５分間攪拌した。

【００７３】ついで、上記反応液を加熱して３分間沸騰
させ、トリプシンを失活させ、加水分解を停止させて、
加水分解の程度を制限した。

【００７４】以後、実施例１と同様の操作を経て得られ
た還元ケラチン加水分解液中のケラチンフラグメントの
分子量をＳＤＳポリアクリルアミド電気泳動法によって
調べたところ、ケラチンフラグメントは分子量７，００
０〜２４，０００のものが主成分であり、平均分子量は
１６，０００であった。

【００７５】上記還元ケラチン加水分解液についてＬｏ
ｗｒｙ法により蛋白定量したところ、ケラチンフラグメ
ントの濃度は３．５重量％であった。また、アミノ酸分
析によれば、上記ケラチンフラグメントはアミノ酸１０
０残基当りシステインを８．５個有していた。

【００７６】実施例３ 実施例１における還元工程で得られた還元ケラチン水溶
液（３．５重量％）５０ｍｌと０．０１Ｍの塩化カルシ
ウム水溶液５０ｍｌの混合物をｐＨ７．８〜８．５に調
整したのち２０℃に保ちながら、その中に固定化トリプ
シン（Ｔｒｙｐｓｉｎ−３０，Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ
Ｍａｎｎｈｅｉｍ，Ｃａｔ．Ｎｏ．１０９８５１）８，
０００ユニットを加え、窒素ガス雰囲気下にて２０分間
攪拌した後、遠心分離によりただちに固定化トリプシン
を分離し、加水分解を停止させて、加水分解の程度を制
限した。

【００７７】以後、実施例１と同様の操作を経て得られ
た還元ケラチン加水分解液中のケラチンフラグメントの
分子量をＳＤＳポリアクリルアミド電気泳動法によって
調べたところ、ケラチンフラグメントは分子量８，００
０〜３０，０００のものが主成分であり、平均分子量は
１９，０００であった。

【００７８】上記還元ケラチン加水分解液についてＬｏ
ｗｒｙ法により蛋白定量したところ、ケラチンフラグメ
ントの濃度は３．５重量％であった。また、アミノ酸分
析によれば、上記ケラチンフラグメントはアミノ酸１０
０残基当りシステインを８．５個有していた。

【００７９】実施例４ 固定化トリプシン（Ｔｒｙｐｓｉｎ−３０，Ｂｏｅｈｒ
ｉｎｇｅｒ Ｍａｎｎｈｅｉｍ，Ｃａｔ．Ｎｏ．１０９
８５１）とゲル〔Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ−１００（ｃｏ
ｕｒｓｅ）〕をリン酸緩衡液（ｐＨ８）中で体積比１：
３０で混合し、得られた混合物をガラスカラム（直径２
ｃｍ、高さ１０ｃｍ）に充填した。

【００８０】このカラムに実施例１における還元工程で
得られた還元ケラチン水溶液（３．５重量％）２０ｍｌ
と０．０１Ｍの塩化カルシウム水溶液１０ｍｌとの混合
物を室温で２５分間かけて流し、還元ケラチン水溶液が
上記カラムを通過する間、加水分解した。

【００８１】得られた還元ケラチン加水分解液中のケラ
チンフラグメントの分子量をＳＤＳポリアクリルアミド
電気泳動法により測定したところ、上記加水分解液中の
ケラチンフラグメントは分子量７，０００〜３０，００
０のものが主成分であり、平均分子量は２０，０００で
あった。

【００８２】上記還元ケラチン加水分解液についてＬｏ
ｗｒｙ法により蛋白定量したところ、ケラチンフラグメ
ントの濃度は１．８重量％であった。また、アミノ酸分
析によれば、上記ケラチンフラグメントはアミノ酸１０
０残基当りシステインを８．１個有していた。

【００８３】比較例１ 実施例１における還元工程で得られた還元ケラチン水溶
液（３．５重量％）５０ｍｌを２０℃に保ちながら、そ
の中にトリプシン８，０００ユニットを含む０．０５Ｍ
のトリス／塩酸緩衡液２５ｍｌと０．０１Ｍの塩化カル
シウム水溶液２５ｍｌとの混合物を加え、窒素ガス雰囲
気下で３時間攪拌して還元ケラチンを加水分解した。

【００８４】得られた還元ケラチン加水分解物中のケラ
チンフラグメントの分子量をＳＤＳポリアクリルアミド
電気泳動法で調べたところ、上記ケラチンフラグメント
は分子量は１，０００〜３，０００のものが主成分であ
り、平均分子量は２，０００であった。

【００８５】また、上記ケラチンフラグメントのアミノ
酸分析をしたところ、上記ケラチンフラグメントはアミ
ノ酸１００残基当り７．１個のシステインを有してい
た。

【００８６】試験例１ 実施例１〜４および比較例１で得られたケラチンフラグ
メントの水溶液それぞれ６ｍｌに７５重量％グリセリン
水溶液０．２ｍｌを加え、それらをそれぞれ別々に水平
な底面を持つ円形ガラス容器（直径６ｃｍ）に流し、室
温、大気中で乾燥した。その後、８０〜９０℃で１５分
間加熱処理した後、水中に入れ、ガラス容器から剥離し
てきたケラチンフラグメントのフィルムを取り出した。

【００８７】得られたフィルムの強伸度をオートグラフ
により測定した。その結果を表１に示す。なお、測定に
あたっての試料の調整および測定条件は次の通りであ
る。

【００８８】試料： 得られたフィルムを風乾した後、８０℃で２０分間熱処
理し、その後、室温まで戻す。

【００８９】測定条件： 相対湿度６５％の雰囲気中、引張速度２００ｍｍ／ｍｉ
ｎで測定する。

【００９０】

【表１】

【００９１】表１に示すように、実施例１〜４で製造し
たケラチンフラグメントから作製したフィルムは、比較
例１で製造したケラチンフラグメントから作製したフィ
ルムに比べて、強伸度が大きかった。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ケラチン含有物質から得られた還元ケラチンを蛋白質加
水分解酵素により制限的に加水分解することによって、
平均分子量３，０００〜３０，０００でアミノ酸１００
残基当り４〜１６個のシステインを有するケラチンフラ
グメントを得ることができる。

【００９３】上記ケラチンフラグメントは、フィルム、
繊維などに加工した場合に好適な強度を持ち得るように
なる適度な長さのペプチド鎖と架橋可能なチオール基を
有している。

【００９４】また、上記ケラチンフラグメントは天然の
蛋白質に由来するものであって、人体に対する毒性、刺
激性なども少ない。

【００９５】したがって、このケラチンフラグメント
は、上記の特性を利用して、フィルム、スポンジ、繊維
などの材料として、あるいはマイクロカプセルの壁材、
医農薬基材、化粧品基材として、好適に使用することが
できる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均分子量３，０００〜３０，０００
   で、アミノ酸１００残基当りシステインを４〜１６個有
   するケラチンフラグメント。
2. 【請求項２】 ケラチン含有物質を還元して得られた還
   元ケラチンを蛋白質分解酵素で加水分解し、その加水分
   解中に蛋白質分解酵素を失活させるかまたは反応系外に
   分離して、加水分解を停止させ、加水分解の程度を制限
   することを特徴とする請求項１記載のケラチンフラグメ
   ントの製造方法。
3. 【請求項３】 蛋白質分解酵素を禁止剤により失活させ
   る請求項２記載のケラチンフラグメントの製造方法。
4. 【請求項４】 蛋白質分解酵素を加熱により失活させる
   請求項２記載のケラチンフラグメントの製造方法。
5. 【請求項５】 蛋白質分解酵素をポリマーに担持させた
   固定化蛋白質分解酵素を用い、該固定化蛋白質分解酵素
   を遠心分離または濾過により反応系外に分離する請求項
   ２記載のケラチンフラグメントの製造方法。
6. 【請求項６】 蛋白質分解酵素をポリマーに担持させた
   固定化蛋白質分解酵素を用い、該固定化蛋白質分解酵素
   をカラムに充填し、該カラムに還元ケラチン水溶液を通
   過させ、通過の間のみ加水分解して、加水分解中に固定
   化蛋白質分解酵素を反応系外に分離する請求項２記載の
   ケラチンフラグメントの製造方法。