JP2004346020A - Protease inhibitor - Google Patents
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Abstract
【課題】食品素材として幅広く利用することが可能であり、且つシステインプロテアーゼが関与する疾患の予防・治療剤、並びに各種飲食品及び飼料等に利用することが可能なシステインプロテアーゼ阻害剤を提供する。
【解決手段】ラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、及びトランスフェリンからなる群より選択される1種又は複数種の混合物を有効成分として含有するシステインプロテアーゼ阻害剤に関するものであり、骨粗鬆症、悪性腫瘍性高カルシウム血症等の予防・治療剤、並びに飲食品及び飼料等に利用することが可能なシステインプロテアーゼ阻害剤。
【選択図】 図2An object of the present invention is to provide a cysteine protease inhibitor which can be widely used as a food material, and which can be used as a prophylactic / therapeutic agent for diseases involving cysteine protease, and which can be used in various foods and drinks and feeds.
The present invention relates to a cysteine protease inhibitor containing, as an active ingredient, one or more mixtures selected from the group consisting of lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, and transferrin, osteoporosis, malignant neoplastic hypercalcemia. A cysteine protease inhibitor which can be used for a prophylactic / therapeutic agent for diseases, food and drink, feed, and the like.
[Selection] Figure 2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、及びトランスフェリンからなる群より選択される1種又は複数種の混合物を有効成分として含有するシステインプロテアーゼ阻害剤に関するものであり、骨粗鬆症、悪性腫瘍性高カルシウム血症等の予防・治療剤、並びに飲食品及び飼料等に利用することが可能なシステインプロテアーゼ阻害剤である。
【0002】
【従来の技術】
活性中心にチオール基を有する蛋白分解酵素はシステインプロテアーゼ(チオールプロテアーゼ)と総称されている。カテプシンL、カテプシンBは、カルシウム依存性中性プロテアーゼ(CAMP)、パパイン、フィシン、プロメライン等とともに代表的なシステインプロテアーゼの一つである。そしてこれらシステインプロテアーゼに対して阻害作用を有する物質は、システインプロテアーゼが関与するとされる疾患、例えば筋ジストロフィー、筋萎縮症、心筋梗塞、脳卒中、アルツハイマー病、頭部外傷時の意識障害や運動障害、多発性硬化症、末梢神経のニューロパシー、白内障、炎症、アレルギー、劇症肝炎、骨粗鬆症、高カルシウム血症、乳癌、前立腺癌、前立腺肥大症の治療薬として、あるいは癌の増殖抑制、転移予防薬、血小板の凝集阻害薬として期待される。また、近年に至り、勝沼等の研究によってカテプシンL、カテプシンBと骨粗鬆症乃至悪性腫瘍性高カルシウム血症の関係が解明され、それによって、とりわけカテプシンL阻害剤の骨粗鬆症治療剤乃至悪性腫瘍性高カルシウム血症治療剤としての医薬への適用が注目されつつある(例えば、非特許文献1を参照)。骨組織においては、骨芽細胞(osteoblast)による骨形成と、破骨細胞(osteoclast)による骨吸収が生涯を通じて行われており、成長期には骨形成が骨吸収を上回ることにより骨重量が増加し、一方老年期には逆に骨吸収が骨形成を上回るために骨重量が減少し、骨粗鬆症の発症となる。これら骨粗鬆症の原因としては様々なものがあるが、特に骨崩壊(骨吸収)を主原因の一つとして挙げることができる。これを更に2つの原因に分けると次のようになる。即ち、一つはカルシウムの吸収と沈着不全に起因するものであり、更に詳しくはカルシウムの供給量、転送、吸収、及び沈着が関係するものであり、ビタミンD誘導体、女性ホルモン(エストロゲン)等が関与していると考えられる。いま一つは、骨支持組織であるコラーゲンの分解促進を内容とするものであり、破骨細胞内リソゾームから分泌されるシステインプロテアーゼ群、中でも特にカテプシンL、カテプシンBによる骨コラーゲン分解が主たる原因である。破骨細胞内のリソゾームから分泌されたこれらカテプシンL及びBは骨組織中のコラーゲンの分解を促進し、それによって古い骨は溶解され、ヒドロキシプロリンとともにカルシウムが血中に遊離放出させられる。従って、カテプシンL及びBのコラーゲン分解能を阻害することによって過剰な骨崩壊を防止することが可能であり、ひいては骨粗鬆症の治療が可能となる。これら骨粗鬆症の治療剤としては、エストロゲン、タンパク同化ホルモン、カルシウム剤、ビタミンD、カルシトニン、あるいはビスホスホネート等が知られている。またカテプシンL阻害、カテプシンB阻害のいわゆるシステインプロテアーゼ阻害を作用機序とする骨粗鬆症治療剤についてもいくつかのシステインプロテアーゼ阻害剤をもちいた骨粗鬆症治療剤の開発が進められているが、さらなる骨粗鬆症治療剤の開発が望まれている。
【0003】
一方、高カルシウム血症は、血清中のカルシウム濃度が正常値以上となる代謝異常であり、腫瘍患者に多く見受けられる。これを放置した場合、患者の寿命は10日程度であると言われている。原因の多くは腫瘍の骨転移である。腫瘍が骨に転移すると、骨破壊が起こり、カルシウムが血中に放出される。このカルシウムは腎臓で処理されるが、骨破壊のスピードが腎臓の処理能力を上回ったとき、高カルシウム血症の発現となる。治療方法としては、フロセミドを併用した生理的食塩水の輸液を用いることにより腎臓からのカルシウム排泄を促進する方法や、骨粗鬆症治療薬であるカルシトニンを使用する方法等が知られている。即ち、骨吸収を抑制するがごとき骨粗鬆症治療薬は悪性腫瘍性高カルシウム血症の治療剤としても有効であるといえる。
【0004】
本発明者らにより、このような目的に使用し得るシステインプロテアーゼ阻害剤としてすでに以下の公報が開示されている。
(1)カテプシンL特異的阻害ポリペプチド(特許文献1)
(2)チオールプロテアーゼ阻害剤(特許文献2)
(3)バリン誘導体およびその用途(特許文献3)
(4)チオールプロテアーゼ阻害剤(特許文献4)
(5)FA−70C1物質(特許文献5)
(6)FA−70D物質、その製造法及びその用途(特許文献6)
しかしながら、さらに、抗原性のない、安全な素材として使えるシステインプロテアーゼ阻害剤の開発が望まれていた。
【0005】
他方、これまでに、母乳中にプロテアーゼ阻害物質が存在することが知られている。母乳に含まれるプロテアーゼ阻害物質として知られているものとしては、α1−アンチキモトリプシン、α1−アンチトリプシンが挙げられ、インターα2−トリプシン阻害物質、α2−アンチプラスミン、α2−マクログロブリン、アンチトロンビンIII、アンチロイコプロテアーゼなどの阻害剤等も微量含まれている(例えば、非特許文献2を参照)。
【0006】
乳中において、システインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質については、すでに以下の公報が開示されている。
(1)牛初乳由来の糖鎖を有する分子量約57kDaの新規システインプロテアーゼインヒビター(特許文献7)
(2)牛初乳由来の分子量16±2kDa又は13±2kDaの新規システインプロテアーゼインヒビター(特許文献8)
(3)人乳由来の分子量16±2kDa又は13±2kDaの新規タンパク質およびほ乳類乳に多量に含有されるタンパク質として、ラクトフェリン及びβ−カゼインなどが挙げられる。ラクトフェリン(lactoferrin:以下Lfと略すことがある)は、主に母乳中に含まれている分子量80kDaの鉄結合性糖蛋白質であり、大腸菌、カンジダ菌、クロストリジウム菌、ブドウ球菌等の有害微生物に対して抗菌作用を示すことが知られている(例えば非特許文献3および非特許文献4を参照)。また、様々な作用をもつ乳タンパク質として、疾病の治療剤に幅広く利用されている。ラクトフェリンは乳由来のタンパク質であるから安全性が高く、長期連用することが可能で、それ自体は殆ど無味無臭であり、各種の食品・医薬品・飼料の添加物として、汎用性が高いタンパク質である。
【0007】
なお、疾病の治療剤にラクトフェリンを応用した例としては、
(1)抗腫瘍剤(特許文献10)
(2)抗リウマチ剤(特許文献11)
(3)IgA産生促進剤(特許文献12)
(4)便秘を改善する育児用調製粉乳(特許文献13)
(5)血管新生病治療剤(特許文献14)
(6)経口がん転移抑制剤(特許文献15)
(7)IgE産生抑制剤(特許文献16)
等が開示されている。
【0008】
また、Lfの分解物については、
(8)抗菌性およびチロキシナーゼ活性阻害(特許文献17)
(9)細胞への病原菌付着防止(特許文献18)
(10)抗ウィルス作用(特許文献19)
等が開示されている。
【0009】
また、鉄―ラクトフェリンを有効成分とする骨強化剤が、骨疾患の予防及び治療に有効であることが開示されている(特許文献20)。この技術は、鉄とラクトフェリンが結合した鉄−ラクトフェリンを有効成分として投与し、骨の基質であるコラーゲンの前駆体であるプロリン及びリジンの水酸化に関与する酵素の補酵素である鉄を供給し、コラーゲン生成を強化するというものである。
【0010】
上記のように、これまでにシステインプロテアーゼ阻害物質が見いだされており、動物細胞、血液中、尿中及び乳中などにおいてもいくつかのシステインプロテアーゼ阻害物質が見いだされている。システインプロテアーゼ阻害物質のうち蛋白性のものはシスタチンと総称されている。シスタチンファミリーは、共通する活性部位を有することが知られており、その配列が明らかとなっている(非特許文献5)。
【0011】
しかしながら、ラクトフェリン及びその部分ペプチド、並びにトランスフェリンがシステインプロテアーゼ阻害作用を有することは知られておらず、また、ラクトフェリン及びトランスフェリンが、シスタチンファミリーの共通活性部位配列と相同性を有する領域を有することについても知られていなかった。さらに、ラクトフェリン及びその部分ペプチド、並びにトランスフェリンによるシステインプロテアーゼ阻害を作用機序とする骨疾患の予防・治療剤についても知られていなかった。
【0012】
【特許文献1】
特開平7−179496号公報
【特許文献2】
特開平9−221425号公報
【特許文献3】
特開2001−139534号公報
【特許文献4】
特開平7−242600号公報
【特許文献5】
特開2000−72797号公報
【特許文献6】
国際公開第97/31122号パンフレット
【特許文献7】
特開平7−2896号公報
【特許文献8】
特開平7−126294号公報
【特許文献9】
特開平10−80281号公報
【特許文献10】
特公平5−86932号公報
【特許文献11】
特開平5−186368号公報
【特許文献12】
特開平6−32743号公報
【特許文献13】
特開平6−205640号公報
【特許文献14】
特開平9−194388号公報
【特許文献15】
特開平10−59864号公報
【特許文献16】
特開2001−158748号公報
【特許文献17】
ヨーロッパ特許公報第438750号
【特許文献18】
特開平3−220130号公報
【特許文献19】
特開平1−233226号公報
【特許文献20】
特開2000−281586号公報
【0013】
【非特許文献1】
勝沼信彦著、「BIO media」、第7巻、第6号、第73〜77ページ、1992年
【非特許文献2】
清澤功著、「母乳の栄養学」、金原出版、第80〜81ページ
【非特許文献3】
ジャーナル・オブ・ペディアトリクス(Journal of Pediatrics)、第94巻、第1ページ、1979年
【非特許文献4】
ジャーナル・オブ・デイリー・サイエンス(Journal of Dairy Science)、第67巻、第60ページ、1984年
【非特許文献5】
早石修著、「プロテアーゼとそのインヒビター」、メジカルビュー社、第1版、第1刷、第104〜115ページ、1993年
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、食品素材として幅広く利用することが可能であり、骨粗鬆症、悪性腫瘍性高カルシウム血症等の予防・治療剤、並びに各種飲食品及び飼料等に利用することが可能な、汎用性の高いシステインプロテアーゼ阻害剤を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、抗原性のない、安全な素材として利用する事が可能なシステインプロテアーゼ阻害物質を鋭意検索した結果、乳由来のタンパク質であるラクトフェリン及びラクトフェリン由来のペプチドフラグメント、並びにトランスフェリンにシステインプロテアーゼ阻害活性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0016】
本発明の要旨は以下の(1)〜(8)のとおりである。
(1)ラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、及びトランスフェリンからなる群より選択される1種又は複数種の混合物を有効成分として含有するシステインプロテアーゼ阻害剤。
【0017】
(2)ラクトフェリン及び/又はトランスフェリンが、金属飽和型、金属部分飽和型、アポ型からなる群より選択される1種又は複数種の混合物である前記(1)に記載のシステインプロテアーゼ阻害剤。
【0018】
(3)ラクトフェリン及び/又はラクトフェリンの部分ペプチドが、以下の(a)〜(d)に示すタンパク質又はペプチドの1種又は複数種の混合物である前記(1)又は(2)に記載のシステインプロテアーゼ阻害剤。
(a)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号679〜695のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(b)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号679〜695のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
(c)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号676〜692のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(d)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号676〜692のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
【0019】
(4)ラクトフェリン及び/又はラクトフェリンの部分ペプチドが、以下の(e)〜(j)に示すタンパク質又はペプチドの1種又は複数種の混合物である前記(1)又は(2)に記載のシステインプロテアーゼ阻害剤。
(e)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号20〜30のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(f)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号20〜30のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
(g)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号31〜66のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(h)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号31〜66のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
(i)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号20〜66のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(j)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号20〜66のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
【0020】
(5)ラクトフェリン及び/又はラクトフェリンの部分ペプチドが、以下の(k)〜(n)に示すタンパク質又はペプチドの1種又は複数種の混合物である前記(1)又は(2)に記載のシステインプロテアーゼ阻害剤。
(k)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号36〜60のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(l)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号36〜60のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
(m)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号39〜44のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(n)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号39〜44のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
【0021】
(6)システインプロテアーゼが関与する疾患の予防・治療剤である前記(1)〜(5)のいずれかに記載のシステインプロテアーゼ阻害剤。
【0022】
(7)システインプロテアーゼが関与する疾患が、骨粗鬆症又は悪性腫瘍性高カルシウム血症である前記(1)〜(6)のいずれかに記載のシステインプロテアーゼ阻害剤。
【0023】
(8)前記(1)〜(7)のいずれかに記載のシステインプロテアーゼ阻害剤を添加してなる飲食品組成物又は飼料組成物。
【0024】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の好ましい実施態様に限定されず、本発明の範囲内で自由に変更することができるものである。尚、本明細書において百分率は特に断りのない限り質量による表示である。
【0025】
本発明は、ラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、及びトランスフェリンからなる群より選択される1種又は複数種の混合物を有効成分として含有するシステインプロテアーゼ阻害剤である。
【0026】
本発明に使用するラクトフェリンは、市販のラクトフェリンや、哺乳動物(例えば、ヒト、ウシ、ヤギ、ヒツジ、ウマ等。)の初乳、移行乳、常乳、末期乳、又はこれらの乳の処理物である脱脂乳、ホエー等を原料とし、例えばイオン交換クロマトグラフィー等の常法により、前記原料から分離して得られるラクトフェリンを用いることができる。中でも、工業的規模で製造されている市販のラクトフェリン(例えば、森永乳業社製)を使用することが好適である。更に、遺伝子工学的手法により、微生物、動物細胞、トランスジェニック動物等で生産したラクトフェリンを使用することも可能である。
【0027】
本発明のシステインプロテアーゼ阻害剤の効果において、ラクトフェリン中の金属含有量は特に限定されず、本発明では、ラクトフェリンを塩酸やクエン酸等により脱鉄したアポ型ラクトフェリン;該アポ型ラクトフェリンを、鉄、銅、亜鉛、マンガン等の金属でキレートさせて得られる飽和度100%の状態の金属飽和ラクトフェリン;及び100%未満の各種飽和度で金属が結合している状態の金属部分飽和ラクトフェリンからなる群から選ばれる、いずれか1種又は複数種の混合物を用いることができる。
【0028】
本発明に使用するラクトフェリンの部分ペプチドの製造方法としては、前記ラクトフェリンを酸又はプロテアーゼにより公知の方法で加水分解することによって製造する方法、遺伝子工学的手法を用いて組換え体ペプチドを合成することによって製造する方法、及び化学合成によって合成ペプチドを製造する方法などが例示される。尚、加水分解によって製造する方法を用いた場合、本発明のラクトフェリンの部分ペプチドは加水分解物中に混合物として含まれた形態で用いても良く、また常法に従ってHPLC等により精製した形態で用いても良い。
【0029】
本発明に使用するラクトフェリン又はラクトフェリンの部分ペプチドの好ましい形態としては、ヒトラクトフェリンのアミノ酸配列である配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号679〜695、並びにアミノ酸番号20〜30及び/又はアミノ酸番号31〜66、並びにアミノ酸番号20〜66のうち、いずれかのアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド等を例示することができる。また、ウシラクトフェリンのアミノ酸配列である配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号676〜692、アミノ酸番号36〜60、及びアミノ酸番号39〜44のうち、いずれかのアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド等を例示することができる。なお、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列、及び配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号1〜19はシグナル配列である。
【0030】
このうち、配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号679〜695、並びにアミノ酸番号20〜30及び/又はアミノ酸番号31〜66、並びにアミノ酸番号20〜66のうち、いずれかのアミノ酸配列からなるペプチドは、システインプロテアーゼ阻害活性を有し、本発明のシステインプロテアーゼ阻害剤に使用することが可能である。さらに、配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号676〜692、アミノ酸番号36〜60、及びアミノ酸番号39〜44のうち、いずれかのアミノ酸配列からなるペプチドは、システインプロテアーゼ阻害活性を有し、本発明のシステインプロテアーゼ阻害剤に使用することが可能である。
【0031】
また、ラクトフェリン自体がシステインプロテアーゼ阻害活性を有することから、配列表の配列番号1のアミノ酸番号679〜695、並びにアミノ酸番号20〜30及び/又はアミノ酸番号31〜66、並びにアミノ酸番号20〜66のいずれかを含み、N末端側もしくはC末端側又はその両方に配列を延長させたアミノ酸配列を有するペプチドも、システインプロテアーゼ阻害活性を有すると考えられる。さらに、配列表の配列番号2のアミノ酸番号676〜692、アミノ酸番号36〜60、及びアミノ酸番号39〜44のいずれかを含み、N末端側もしくはC末端側又はその両方に配列を延長させたアミノ酸配列を有するペプチドも、システインプロテアーゼ阻害活性を有すると考えられる。
【0032】
これらタンパク質及びペプチドは、例えば、本発明によりそのシステインプロテアーゼ阻害活性領域が明らかとなったので、該領域を含むアミノ酸配列に基づいて化学合成によって得ることもでき、また遺伝子組換え技術等により得ることもできる。例えば、該領域を含むアミノ酸配列をコードする塩基配列を基に適当なプライマーを作製し、該プライマーを用いて、目的の塩基配列を含むcDNAを鋳型としてPCR等によって塩基配列を増幅し、得られた塩基配列を適当な発現系を用いて発現させることにより得ることができる。
【0033】
また、通常の遺伝子においては、種、属、個体等の違いによって、1又は複数の位置での1又は複数の塩基の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位等の変異が当然存在し、このような変異を有する遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸においても変異が生じている場合がある。本発明に用いることができるラクトフェリン及びラクトフェリンの部分ペプチドには、システインプロテアーゼ阻害活性が損なわれない範囲において、このような変異を含むものも含有される。
【0034】
ここで、本発明に用いることができるラクトフェリン又はラクトフェリンの部分ペプチドとしては、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号679〜695、アミノ酸番号20〜30、アミノ酸番号31〜66、及びアミノ酸番号20〜66のいずれかのアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド、並びに、配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号676〜692、アミノ酸番号36〜60、及びアミノ酸番号39〜44のいずれかのアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、挿入、付加又は逆位を含み、システインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチドが例示される。尚、「1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、挿入、付加又は逆位」として可能なものは、少なくとも前記アミノ酸番号のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチドとシステインプロテアーゼとの間の立体的な相互作用に影響を及ぼさず、システインプロテアーゼ阻害活性を損なわない範囲で任意に設定できるものである。例えば、複数とは、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸番号679〜695、アミノ酸番号20〜30、アミノ酸番号31〜66、及びアミノ酸番号20〜66のいずれかのアミノ酸において、並びに、配列表の配列番号2に記載のうち、アミノ酸番号676〜692、アミノ酸番号36〜60、及びアミノ酸番号39〜44のいずれかのアミノ酸において、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、例えば、2から5個、好ましくは2から3個、より好ましくは2個である。
【0035】
さらに、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号679〜695、アミノ酸番号20〜30、アミノ酸番号31〜66、及びアミノ酸番号20〜66のいずれかのアミノ酸、並びに、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸番号676〜692、アミノ酸番号36〜60、及びアミノ酸番号39〜44のいずれかのアミノ酸においては、アミノ酸の種類を変更しない範囲で置換することが望ましい。すなわち、前記配列におけるアミノ酸と、同アミノ酸を置換するアミノ酸は構造上の分類で類似種類のアミノ酸であることが望ましい。具体的には前記配列のアミノ酸が酸性アミノ酸又は酸性アミノ酸アミドである場合はアスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、又はグルタミンのうちのいずれかとの置換、塩基性アミノ酸である場合はリジン、ヒスチジン、又はアルギニンのうちのいずれかとの置換、芳香族アミノ酸である場合はフェニルアラニン、チロシン、又はトリプトファンのうちのいずれかとの置換、脂肪族アミノ酸又はオキシアミノ酸である場合は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン又はスレオニンのうちのいずれかとの置換、及び前記以外のアミノ酸(システイン、メチオニン、プロリン等)の場合はシステインプロテアーゼ阻害活性を損なわない範囲で任意に置換することが望ましい。また、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号679〜695、アミノ酸番号20〜30、アミノ酸番号31〜66、及びアミノ酸番号20〜66のアミノ酸以外の範囲のアミノ酸、又は、配列表の配列番号2に記載のうち、アミノ酸番号676〜692、アミノ酸番号36〜60、及びアミノ酸番号39〜44のアミノ酸以外の範囲のアミノ酸において、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、例えば、2から10個、好ましくは2から5個、より好ましくは2から3個である。
【0036】
上記のようなラクトフェリンタンパク質又はラクトフェリンの部分ペプチドと実質的に同一のタンパク質又はペプチドをコードする塩基配列は、例えば部位特異的変異法によって、特定の部位のアミノ酸残基が置換、欠失、挿入、付加、又は逆位を含むように塩基配列を改変することによって得られる。また、上記のような改変された塩基配列は、従来知られている変異処理によっても取得されうる。
【0037】
上記のような変異を有する塩基配列を適当な細胞で発現させ、本発明の試験例又は実施例に記載のシステインプロテアーゼ阻害活性の測定法によってシステインプロテアーゼ阻害活性を調べることにより、ラクトフェリンタンパク質又はラクトフェリンの部分ペプチドと実質的に同一のタンパク質又はペプチドをコードする塩基配列が得られる。
【0038】
本発明に使用するトランスフェリンは、一般に市販されているトランスフェリンや、哺乳動物(例えば、ヒト、ウシ、ヤギ、ヒツジ、ウマ等。)の乳又は血液等を原料とし、例えばカラムクロマトグラフィー法等により分離して得られるトランスフェリンを使用することができる。更に、遺伝子工学的手法により、微生物、動物細胞、トランスジェニック動物等で生産したトランスフェリンを使用することも可能である。
【0039】
本発明のシステインプロテアーゼ阻害剤の効果において、トランスフェリン中の金属含有量は特に限定されず、本発明では、トランスフェリンを塩酸やクエン酸等により脱鉄したアポ型トランスフェリン;該アポ型トランスフェリンを、鉄、銅、亜鉛、マンガン等の金属でキレートさせて得られる飽和度100%の状態の金属飽和トランスフェリン;及び100%未満の各種飽和度で金属が結合している状態の金属部分飽和トランスフェリンからなる群から選ばれる、いずれか1種又は複数種の混合物を用いることができる。
【0040】
本発明においてはトランスフェリンの部分ペプチドも使用しうる。前記ラクトフェリンのシステインプロテアーゼ阻害活性領域と推定されるアミノ酸配列(配列番号1のアミノ酸番号679〜695、及び、配列番号2のアミノ酸番号676〜692)と、トランスフェリンのアミノ酸配列を比較したところ、配列番号3に示すヒトトランスフェリンのアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号666〜682の領域(ヒトトランスフェリンペプチドY666−R682)、及び配列番号4に示すウシトランスフェリンのアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号672〜688の領域(ウシトランスフェリンペプチドY672−R688)に、ラクトフェリンのシステインプロテアーゼ阻害活性領域と高い相同性が認められた(図3参照)。このことと、後記実施例に示すようにトランスフェリンにシステインプロテアーゼ阻害活性が認められたことから、上記のそれぞれの領域を含むヒトトランスフェリン及びウシトランスフェリンの部分ペプチドも、同様にシステインプロテアーゼ阻害活性を有することが強く示唆される。
【0041】
本発明に使用するトランスフェリンの部分ペプチドの製造方法としては、前記トランスフェリンを酸又はプロテアーゼにより公知の方法で加水分解することによって製造する方法、遺伝子工学的手法を用いて組換え体ペプチドを合成することによって製造する方法、及び化学合成によって合成ペプチドを製造する方法などが例示される。尚、加水分解によって製造する方法を用いた場合、本発明のトランスフェリンの部分ペプチドは加水分解物中に混合物として含まれた形態で用いても良く、また常法に従ってHPLC等により精製した形態で用いても良い。
【0042】
本発明に使用するトランスフェリン又はトランスフェリンの部分ペプチドの好ましい形態としては、ヒトトランスフェリンのアミノ酸配列である配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号666〜682のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド、及びウシトランスフェリンのアミノ酸配列である配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号672〜688のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド等を例示することができる。なお、配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列、及び配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号1〜19のアミノ酸配列はシグナル配列である。
【0043】
配列番号3に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号666〜682のアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号4に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号672〜688のアミノ酸配列からなるペプチドは、本発明によって明らかとなったシステインプロテアーゼ阻害活性領域であるヒトラクトフェリンのアミノ酸配列である配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号679〜695のアミノ酸配列、及びウシラクトフェリンのアミノ酸配列である配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号676〜692のアミノ酸配列との相同性から、システインプロテアーゼ阻害活性を有すると考えられる。また、トランスフェリン自体がシステインプロテアーゼ阻害活性を有することから、配列番号3に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号666〜682のアミノ酸配列を含み、N末端側もしくはC末端側又はその両方に配列を延長させたアミノ酸配列を有するペプチド、及び配列表の配列番号4のアミノ酸番号672〜688を含み、N末端側もしくはC末端側又はその両方に配列を延長させたアミノ酸配列を有するペプチドも、システインプロテアーゼ阻害活性を有すると考えられる。
【0044】
これらタンパク質及びペプチドは、例えば、本発明によりそのシステインプロテアーゼ阻害活性領域と推定される領域が明らかとなったので、該領域を含むアミノ酸配列に基づいて化学合成によって得ることもでき、また遺伝子組換え技術等により得ることもできる。例えば、該領域を含むアミノ酸配列をコードする塩基配列を基に適当なプライマーを作製し、該プライマーを用いて、目的の塩基配列を含むcDNAを鋳型としてPCR等によって塩基配列を増幅し、得られた塩基配列を適当な発現系を用いて発現させることにより得ることができる。
【0045】
また、通常の遺伝子においては、種、属、個体等の違いによって、1又は複数の位置での1又は複数の塩基の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位等の変異が当然存在し、このような変異を有する遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸においても変異が生じている場合がある。本発明に用いることができるトランスフェリン及びトランスフェリンの部分ペプチドには、システインプロテアーゼ阻害活性が損なわれない範囲において、このような変異を含むものも含有される。
【0046】
ここで、本発明に用いることができるトランスフェリン又はトランスフェリンの部分ペプチドとしては、配列番号3に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号666〜682のアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号4に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号672〜688のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、挿入、付加又は逆位を含み、システインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチドが例示される。尚、「1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、挿入、付加又は逆位」として可能なものは、少なくとも前記アミノ酸番号のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチドとシステインプロテアーゼとの間の立体的な相互作用に影響を及ぼさず、システインプロテアーゼ阻害活性を損なわない範囲で任意に設定できるものである。例えば、複数とは、配列番号3に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号666〜682のアミノ酸、及び配列表の配列番号4に記載のうち、アミノ酸番号672〜688のアミノ酸において、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、例えば、2から5個、好ましくは2から3個、より好ましくは2個である。
【0047】
さらに、配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号673〜677のアミノ酸、及び、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号679〜683のアミノ酸においては、アミノ酸の種類を変更しない範囲で置換することが望ましい。すなわち、前記配列におけるアミノ酸と、同アミノ酸を置換するアミノ酸は構造上の分類で類似種類のアミノ酸であることが望ましい。具体的には前記配列のアミノ酸が酸性アミノ酸又は酸性アミノ酸アミドである場合はアスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、又はグルタミンのうちのいずれかとの置換、塩基性アミノ酸である場合はリジン、ヒスチジン、又はアルギニンのうちのいずれかとの置換、芳香族アミノ酸である場合はフェニルアラニン、チロシン、又はトリプトファンのうちのいずれかとの置換、脂肪族アミノ酸又はオキシアミノ酸である場合は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン又はスレオニンのうちのいずれかとの置換、及び前記以外のアミノ酸(システイン、メチオニン、プロリン等)の場合はシステインプロテアーゼ阻害活性を損なわない範囲で任意に置換することが望ましい。また、配列番号3に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号666〜682のアミノ酸以外の範囲のアミノ酸、及び配列表の配列番号4に記載のうち、アミノ酸番号672〜688のアミノ酸以外の範囲のアミノ酸において、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、例えば、2から10個、好ましくは2から5個、より好ましくは2から3個である。
【0048】
上記のようなトランスフェリンタンパク質又はトランスフェリンの部分ペプチドと実質的に同一のタンパク質又はペプチドをコードする塩基配列は、例えば部位特異的変異法によって、特定の部位のアミノ酸残基が置換、欠失、挿入、付加、又は逆位を含むように塩基配列を改変することによって得られる。また、上記のような改変された塩基配列は、従来知られている変異処理によっても取得されうる。
【0049】
上記のような変異を有する塩基配列を適当な細胞で発現させ、本発明の試験例又は実施例に記載のシステインプロテアーゼ阻害活性の測定法によってシステインプロテアーゼ阻害活性を調べることにより、トランスフェリンタンパク質又はトランスフェリンの部分ペプチドと実質的に同一のタンパク質又はペプチドをコードする塩基配列が得られる。
【0050】
本発明のシステインプロテアーゼ阻害剤においては、ラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、又はトランスフェリンもしくはトランスフェリンの部分ペプチドをそれぞれ単独で使用することも、複数種を併用して使用することも可能である。また、ラクトフェリンの部分ペプチドは、1種を単独で使用することも、複数種を混合して用いることも可能である。さらに、トランスフェリンの部分ペプチドは、1種を単独で使用することも複数種を混合して用いることも可能である。
【0051】
本発明に用いることができるラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、又はトランスフェリンは、カテプシンB、L、S及びパパイン等のシステインプロテアーゼに対して阻害活性を有する。システインプロテアーゼ阻害活性は、Barrett等の方法に従って測定することができる。本発明の試験例又は実施例において、該測定方法について詳細に記載する。
【0052】
本発明のシステインプロテアーゼ阻害剤はラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、又はトランスフェリン、若しくはこれらを製剤学的に許容される製剤担体と組合わせて、経口的、又は非経口的にヒトを含む哺乳動物に投与することができる。本発明の製剤の投与単位形態は特に限定されず、治療目的に応じて適宜選択でき、具体的には、錠剤、丸剤、散剤、液剤、懸濁剤、乳剤、顆粒剤、カプセル剤、シロップ剤、坐剤、注射剤、軟膏剤、貼付剤、点眼剤、点鼻剤等を例示できる。製剤化にあたっては製剤担体として通常の薬剤に汎用される賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、安定剤、矯味矯臭剤、希釈剤、界面活性剤、注射剤用溶剤等の添加剤を使用できる。
【0053】
本発明の製剤中に含まれるラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、又はトランスフェリンの量は特に限定されず適宜選択すればよいが、例えばいずれも通常製剤中に0.005〜60質量%、好ましくは0.05〜50質量%とするのがよい。
【0054】
本発明の製剤の投与方法は特に限定されず、各種製剤形態、患者の年齢、性別、その他の条件、患者の症状の程度等に応じて決定される。本発明の製剤の有効成分の投与量は、用法、患者の年齢、性別、疾患の程度、その他の条件等により適宜選択される。通常有効成分としてのラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、又はトランスフェリンの量は、0.1〜1200mg/kg/日、好ましくは10〜500mg/kg/日の範囲となる量を目安とするのが良く、1日1回又は複数回に分けて投与することができる。
【0055】
本発明のシステインプロテアーゼ阻害剤は、システインプロテアーゼが関与する疾患、例えばアレルギー、筋ジストロフィー、筋萎縮症、心筋梗塞、脳卒中、アルツハイマー病、多発性硬化症、白内障、骨粗鬆症、悪性腫瘍性高カルシウム血症、前立腺肥大症、乳癌、前立腺癌等の予防・治療剤、若しくは癌細胞の増殖や転移の抑制剤、又は細菌(スタフィロコッカス・アウレウスV8等)やウイルス(ポリオウイルス、ヘルペスウイルス等)の増殖抑制剤として有用である。本発明のシステインプロテアーゼ阻害剤は、単独で使用しても良いが、公知の前記疾患の予防・治療剤、又は前記細菌・ウイルス増殖抑制剤と併用して使用することも可能である。併用することによって、前記疾患の予防・治療効果、又は前記細菌・ウイルス増殖抑制効果を高めることができる。併用する前記疾患の予防・治療剤、又は前記細菌・ウイルス増殖抑制剤は、本発明の組成物中に有効成分として含有させても良いし、本発明の組成物中には含有させずに別個の薬剤として組合わせて商品化し使用時に組み合わせても良い。
【0056】
本発明の飲食品組成物は、食品又は飲料にラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、又はトランスフェリンを添加して製造することができ、経口的に摂取することが可能である。飲食品組成物の形態としては、清涼飲料、炭酸飲料、栄養飲料、果汁飲料、乳酸菌飲料等の飲料(これらの飲料の濃縮原液及び調整用粉末を含む);アイスクリーム、シャーベット、かき氷等の氷菓;飴、チューインガム、キャンディー、ガム、チョコレート、錠菓、スナック菓子、ビスケット、ゼリー、ジャム、クリーム、焼き菓子等の菓子類:加工乳、乳飲料、発酵乳、バター等の乳製品;パン;経腸栄養食、流動食、育児用ミルク、スポーツ飲料;その他機能性食品等が例示される。
【0057】
本発明の飲食品組成物において、ラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、又はトランスフェリンを添加する量は、飲食品組成物の形態によって適宜設定されるが、通常の食品又は飲料中0.005〜60質量%、好ましくは0.05〜50質量%となるように添加すればよい。
【0058】
本発明の飼料組成物は、飼料にラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、又はトランスフェリンを添加して製造することができ、一般的な哺乳動物や家畜類、養魚類、愛玩動物に経口的に投与することが可能である。飼料組成物の形態としては、ペットフード、家畜飼料、養魚飼料等が例示され、穀類、粕類、糠類、魚粉、骨粉、油脂類、脱脂粉乳、ホエー、鉱物質飼料、酵母類等とともに混合して本発明の飼料組成物を製造することができる。
【0059】
本発明の飼料組成物において、ラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、又はトランスフェリンを添加する量は、飼料組成物の形態によって適宜設定されるが、通常の飼料中0.005〜60質量%、好ましくは0.05〜50質量%となるように添加すればよい。
【0060】
次に試験例を示して本発明を詳細に説明する。
[試験例1]
本試験は、乳中のシステインプロテアーゼ阻害物質を検出するために行った。
【0061】
(1)検出法
本発明者はプロテアーゼ阻害物質の検出法として「逆ザイモグラフィー」という手法を用い、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動のゲル上に存在するプロテアーゼ阻害物質の検出を行った。逆ザイモグラフィーとは通常のザイモグラフィーの逆の手法によるものであり、基本的原理は次のとおりである。即ち、ゼラチンを含むSDSポリアクリルアミドゲルにプロテアーゼ阻害物質を含むサンプルをアプライし、電気泳動を行った後にゲルをプロテアーゼ溶液に浸漬してゲル中のタンパク質を分解する。この操作により阻害物質が存在する部分はプロテアーゼの活性を阻害することから、ゼラチンはプロテアーゼによる分解を免れ、これが染色液によって染色されることにより、阻害物質を識別することが可能となる。
【0062】
(2)試験方法
本発明における逆ザイモグラフィーの方法は以下のとおりである。
牛乳中の全タンパク質及びウシラクトフェリン(森永乳業社製)をサンプルとし、0.1%ゼラチンを含む12.5%SDSポリアクリルアミドゲルを用いて、電気泳動(以下、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動をSDS−PAGEと略記することがある。)を行った。泳動後、ゲルを2.5%Triton X−100溶液に45分間浸漬して洗浄した後、更に45分間蒸留水に浸漬する操作を3回繰り返してゲルを洗浄した。このゲルを、1mgパパイン(31units/ml)を含む0.025M酢酸緩衝液(pH5.5)100mlに浸漬し、37℃で10時間保温してゼラチンを消化した。ゲルを蒸留水で洗浄後、染色液(0.025%クマシー・ブリリアント・ブルー(CBB)R−250、40%メタノール、7%酢酸水溶液)で1時間染色し、その後脱色液(40%メタノール、10%酢酸水溶液)で脱色を行った。
【0063】
これとは別に、対照試験としてゼラチンを含まない12.5%SDSポリアクリルアミドゲルを用いて前記と同様に逆ザイモグラフィーを行った。さらに、通常の12.5%SDS−PAGE(CBB染色)を行った。
【0064】
(3)試験結果
本試験の結果は図1に示すとおりである。図1は逆ザイモグラフィーのパターンを示す結果である。図1の1レーンは牛乳中の全タンパク質の通常のSDS−PAGEのパターン、2レーンは牛乳中の全タンパク質の逆ザイモグラフィーのパターン、3レーンは牛乳中の全タンパク質のゲルにゼラチンを含まない逆ザイモグラフィー(対照)のパターン、4レーンはウシラクトフェリンの逆ザイモグラフィーのパターン、5レーンはウシラクトフェリンのゲルにゼラチンを含まない逆ザイモグラフィー(対照)のパターンを各々示している。尚、図中矢印はウシ由来ラクトフェリン(分子量72kDa)のSDS−PAGEによる泳動位置を示している。尚、6レーン及び7レーンは本試験例とは直接関係がない。
【0065】
図1から明らかなとおり、2レーンにおいてウシラクトフェリンの泳動位置(72kDa)とほぼ同位置に逆ザイモグラフィーのポジティブなバンドが確認された。このことより、牛乳中にシステインプロテアーゼ阻害活性を有する物質の存在が確認された。また、4レーンにおいてウシラクトフェリンを泳動したパパインを用いた逆ザイモグラフィーにおいて、ポジティブなバンドが確認された。
【0066】
以上の結果から、ウシ由来のラクトフェリンにシステインプロテアーゼ阻害活性を有することが示唆された。
【0067】
[試験例2]
本試験は、試験例1においてシステインプロテアーゼ阻害活性が示唆された72kDaのバンドについてN末端アミノ酸配列を決定するために行った。
【0068】
(1)試験方法
試験例1で使用した牛乳中の全タンパク質サンプルを同様に使用してSDS−PAGEを行った後、ポリビニリデンジフルオライド(PVDF)膜に転写し、PVDF膜をCBBで染色後、72kDa付近に泳動された染色バンドを切り出した。このバンドについて、ヒューレットパッカード社製G1005Aプロテインシーケンシングシステムを用いてN末端アミノ酸配列を決定した。
【0069】
(2)試験結果
牛乳中の72kDa染色バンドのアミノ酸配列を決定した結果、72kDa染色バンドのN末端アミノ酸配列は配列表の配列番号2に記載されるウシラクトフェリンのそれと完全に一致した。従って、本試験の結果と試験例1の結果の両者から、ウシラクトフェリンはシステインプロテアーゼ阻害活性を有することが明らかとなった。
【0070】
[試験例3]
本試験は、ウシラクトフェリンのシステインプロテアーゼに対する阻害効果を測定するために行った。
【0071】
(1)試験方法
試験試料として市販のウシラクトフェリン(森永乳業社製)を使用し、システインプロテアーゼとしてパパイン、カテプシンB、カテプシンL、及びカテプシンS(以上いずれも市販品:和光純薬工業社製)に対してシステインプロテアーゼ阻害活性を測定した。阻害活性の測定方法はBarrett等の方法[メソッド・イン・エンザイモロジー(Methods in Enzymology)、第80巻、第535〜561ページ、1981年]を参考にして、次のとおり行った。即ち、0.1M酢酸緩衝液pH5.5に種々の濃度に溶解したサンプルに、基質としてZ−Phe−Arg−MCA(最終濃度20mM:ペプチド研究所社製)を添加し、システインプロテアーゼ(本試験では各サンプルにつき、パパイン、カテプシンB、カテプシンL、及びカテプシンSより選ばれる1種:和光純薬工業社製)溶液(最終濃度:15units/ml)を添加して混合し、37℃で10分間反応させた後、消化を受けた基質から遊離したAMCの蛍光強度(励起波長:370nm、発光波長:460nm)を蛍光分光度計(日立社製)を用いて測定した。
【0072】
(2)試験結果
本試験の結果は、表1に示すとおりである。表1は、パパイン、カテプシンB、カテプシンL、及びカテプシンSに対するウシラクトフェリンのシステインプロテアーゼ阻害効果を示す。その結果、パパイン及びカテプシンLのシステインプロテアーゼ活性は、ウシラクトフェリンの濃度が10−6Mに達したときに完全に阻害された。また、カテプシンB及びカテプシンSのシステインプロテアーゼ活性は、ウシラクトフェリンの濃度が10−5Mに達したときに70%以上阻害され、10−4Mの濃度で完全に阻害された。従って、ウシラクトフェリンは、パパイン、カテプシンB、カテプシンL、及びカテプシンSに対してシステインプロテアーゼ阻害活性を有することが判明した。
【0073】
【表1】
【0074】
[試験例4]
本試験は、ヒトラクトフェリンのシステインプロテアーゼに対する阻害効果を測定するために行った。
【0075】
(1)試験方法
試験試料として市販のヒトラクトフェリン(シグマ社製)を使用し、システインプロテアーゼとしてパパイン、カテプシンB、カテプシンL、及びカテプシンS(以上いずれも市販品:和光純薬工業社製)に対して、試験例3に記載のシステインプロテアーゼ阻害活性測定方法と同様の方法によりシステインプロテアーゼ阻害活性を測定した。
【0076】
(2)試験結果
本試験の結果は、図2に示すとおりである。図2は、パパイン、カテプシンB、カテプシンL、及びカテプシンSに対するヒトラクトフェリンのシステインプロテアーゼ阻害効果を示す。その結果、パパイン及びカテプシンLのシステインプロテアーゼ活性は、ヒトラクトフェリンの濃度が10−6Mに達したときにほぼ完全に阻害された。また、カテプシンB及びカテプシンSのシステインプロテアーゼ活性は、ヒトラクトフェリンの濃度が10−5Mに達したときに80%以上阻害され、10−4Mの濃度でほぼ完全に阻害された。従って、ヒトラクトフェリンは、パパイン、カテプシンB、カテプシンL、及びカテプシンSに対してシステインプロテアーゼ阻害活性を有することが判明した。
【0077】
[試験例5]
本試験は、ラクトフェリンの部分ペプチドのシステインプロテアーゼに対する阻害効果を測定するために行った。
【0078】
(1)試験方法
試験試料として、後記する実施例1で製造した、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号679〜695のアミノ酸配列を有するペプチド〔以下、ヒトラクトフェリンペプチドY679−K695(図3を参照)と記載する。〕を使用し、システインプロテアーゼとしてパパイン、カテプシンB、及びカテプシンL(以上いずれも市販品:和光純薬工業社製)に対して、試験例3に記載のシステインプロテアーゼ阻害活性測定方法と同様の方法によりシステインプロテアーゼ阻害活性を測定した。
【0079】
(2)試験結果
本試験の結果は、図4に示すとおりである。図4は、パパイン、カテプシンB、及びカテプシンLに対するヒトラクトフェリンペプチドY679−K695のシステインプロテアーゼ阻害効果を示す。その結果、パパイン及びカテプシンLのシステインプロテアーゼ活性は、ペプチドの濃度が10−4Mに達したときに50%以上阻害され、10−3Mの濃度でほぼ完全に阻害された。また、カテプシンBのシステインプロテアーゼ活性は、ペプチドの濃度が10−3Mに達したときに60%阻害された。従って、ヒトラクトフェリンペプチドY679−K695は、パパイン、カテプシンB、及びカテプシンLに対してシステインプロテアーゼ阻害活性を有することが判明した。また、後記する実施例1で製造した、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号676〜692のアミノ酸配列を有するペプチド〔以下、ウシラクトフェリンペプチドY676−K692(図3を参照)と記載する。〕について同様の阻害活性測定試験を行ったところ、ヒトラクトフェリンペプチドY679−K695とほぼ同等の活性を示すことが明らかとなった。
【0080】
[試験例6]
本試験は、ウシラクトフェリンの部分ペプチドのシステインプロテアーゼに対する阻害効果を測定するために行った。
【0081】
(1)試験方法
試験試料として、後記する実施例1と同様の方法で製造した、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号36〜60のアミノ酸配列を有するペプチド〔以下、ウシラクトフェリンペプチドF36−F60と記載する。〕を使用し、システインプロテアーゼとしてパパイン(市販品:和光純薬工業社製)に対して、試験例3に記載のシステインプロテアーゼ阻害活性測定方法と同様の方法によりシステインプロテアーゼ阻害活性を測定した。
【0082】
(2)試験結果
本試験の結果は、表2に示すとおりである。表2は、パパインに対するウシラクトフェリンペプチドのシステインプロテアーゼ阻害効果を示す。その結果、パパインのシステインプロテアーゼ活性は、ウシラクトフェリンペプチドF36−F60の濃度が10−4Mに達したときに88%阻害された。従って、ウシラクトフェリンペプチドF36−F60は、パパインに対してシステインプロテアーゼ阻害活性を有することが判明した。
【0083】
【表2】
【0084】
[試験例7]
本試験は、トランスフェリンのシステインプロテアーゼに対する阻害効果を測定するために行った。
【0085】
(1)試験方法
試験試料として市販のウシトランスフェリン(日本製薬社製)を使用し、システインプロテアーゼとしてパパイン、カテプシンB、及びカテプシンL(以上いずれも市販品:和光純薬工業社製)に対して、試験例3に記載のシステインプロテアーゼ阻害活性測定方法と同様の方法によりシステインプロテアーゼ阻害活性を測定した。
【0086】
(2)試験結果
本試験の結果は、図5に示すとおりである。図5は、パパイン、カテプシンB、及びカテプシンLに対するトランスフェリンのシステインプロテアーゼ阻害効果を示す。その結果、パパインのシステインプロテアーゼ活性は、トランスフェリンの濃度が10−4Mに達したときに40%阻害され、10−3Mの濃度で完全に阻害された。また、カテプシンB及びカテプシンLのシステインプロテアーゼ活性は、トランスフェリンの濃度が10−4Mに達したときに30%以上阻害された。従って、ウシトランスフェリンは、パパイン、カテプシンB、及びカテプシンLに対してシステインプロテアーゼ阻害活性を有することが判明した。
【0087】
【実施例】
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号679〜695のアミノ酸配列を有するペプチド(図3を参照:ヒトラクトフェリンペプチドY679−K695)を、以下の方法により製造した。
【0088】
尚、前記本発明のペプチドは、自動アミノ酸合成装置(アプライド・バイオシステムズ社製。Model 433A)を用いて合成を行い製造を行った。
【0089】
20%ピペリジン含有N−メチルピロリドン(アプライド・バイオシステムズ社製。以下、N−メチルピロリドンをNMPと略記する)により、ペプチド合成用固相樹脂であるHMP樹脂(アプライド・バイオシステムズ社製)のアミノ保護基であるFmoc基を切断除去し、NMPで洗浄した後、 Fmoc−スレオニン[具体的には、合成するペプチドのC末端アミノ酸に相当するFmoc−アミノ酸(アプライド・バイオシステムズ社製)]をFastMoc(登録商標)リージェントキット(アプライド・バイオシステムズ社製)を使用して縮合させ、NMPで洗浄した。次に、前記Fmoc基の切断、続いて、C末端から2番目のアミノ酸に相当するFmoc−アラニンの縮合、及び洗浄を行い、さらにFmoc−アミノ酸の縮合及び洗浄を繰り返し、保護ペプチド樹脂を作製し、樹脂より粗製ペプチドを回収した。
【0090】
前記粗製ペプチドから、高速液体クロマトグラフィー(以下、HPLCと略記する。)によりペプチドの精製を行った。カラムは逆相系のC18−ODS(メルク社製。Lichrospher100)を使用した。得られた精製ペプチドはHPLC分析を行い、精製物が単一であることを更に確認した。また、精製ペプチドのアミノ酸配列を、気相式自動アミノ酸シーケンサー(アプライド・バイオシステムズ社製。Model 473A)を用いて決定した結果、配列番号1のアミノ酸番号679〜695のアミノ酸配列を有していた。
【0091】
尚、同様の方法により配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号676〜692のアミノ酸配列を有するペプチド(図3を参照:ウシラクトフェリンペプチドY676−K692)も製造した。
【0092】
[実施例2]
(ラクトフェリンを配合した錠剤の調製)
次の組成からなる錠剤のシステインプロテアーゼ阻害剤を次の方法により製造した。
ウシラクトフェリン(森永乳業社製) 40.0(%)
乳糖(森永乳業社製) 18.5
トウモロコシ澱粉(日清製粉社製) 30.7
ステアリン酸マグネシウム(太平化学産業社製) 1.4
カルボキシメチルセルロ−スカルシウム(五徳薬品社製) 9.4
【0093】
ウシラクトフェリン、乳糖、トウモロコシ澱粉及びカルボキシメチルセルロ−スカルシウムの混合物に、滅菌精製水を適宜添加しながら均一に混練し、50℃で3時間乾燥させ、得られた乾燥物にステアリン酸マグネシウムを添加して混合し、常法により打錠し、錠剤を得た。
【0094】
[実施例3]
(カプセル入りラクトフェリンの調製)
乳糖(和光純薬工業社製)600g、トウモロコシデンプン(日清製粉社製)400g、結晶セルロース(和光純薬工業社製)400g及びウシラクトフェリン(森永乳業社製)600gを、50メッシュ篩(ヤマト科学社製)により篩分けし、厚さ0.5mmのポリエチレン製の袋にとり、転倒混合し、全自動カプセル充填機(Cesere Pedini社製。プレス式)を用い、前記粉末をカプセル(日本エランコ社製。1号ゼラチンカプセル、Op.Yellow No.6 Body、空重量は75mg)に内容量275mgで充填し、ウシラクトフェリン82mg入りのカプセル剤7,000個を得た。
【0095】
[実施例4]
(ウシラクトフェリンを添加した飲料の調製)
脱脂粉乳(森永乳業社製)90gを50℃の温湯800mlに溶解し、砂糖(日新製糖社製)30g、インスタントコーヒー粉末(ネスレ社製)14g、カラメル(昭和化工社製)2g、及びコーヒーフレーバー(三栄化学社製)0.01g、を攪拌しながら順次添加して溶解し、10℃に冷却し、ウシラクトフェリン(森永乳業社製)1gを添加し、ウシラクトフェリン約0.1%を含むシステインプロテアーゼ阻害効果を有する乳飲料を調製した。
【0096】
[実施例5]
(ウシラクトフェリンを添加した経腸栄養食粉末の調製)
ホエー蛋白酵素分解物(森永乳業社製)10.8kg、デキストリン(昭和産業社製)36kg、及び少量の水溶性ビタミンとミネラルを水200kgに溶解し、水相をタンク内に調製した。これとは別に、大豆サラダ油(太陽油脂社製)3kg、パーム油(太陽油脂社製)8.5kg、サフラワー油(太陽油脂社製)2.5kg、レシチン(味の素社製)0.2kg、脂肪酸モノグリセリド(花王社製)0.2kg、及び少量の脂溶性ビタミンを混合溶解し、油相を調製した。タンク内の水相に油相を添加し、攪拌して混合した後、70℃に加温し、更にホモゲナイザーにより14.7MPaの圧力で均質化した。次いで、90℃で10分間殺菌した後に、濃縮し、噴霧乾燥して、中間製品粉末約59kgを調製した。この中間製品粉末50kgに、蔗糖(ホクレン社製)6.8kg、アミノ酸混合粉末(味の素社製)167g、及びウシラクトフェリン(森永乳業社製)60gを添加し、均一に混合して、ウシラクトフェリンを含有するシステインプロテアーゼ阻害効果を有する経腸栄養食粉末約57kgを製造した。
【0097】
【発明の効果】
以上詳記したとおり、本発明はラクトフェリン、ラクトフェリンの部分ペプチド、及びトランスフェリンからなる群より選択される1種又は複数種の混合物を有効成分として含有するシステインプロテアーゼ阻害剤に関するものであり、本発明により奏される効果は次のとおりである。
(1)食品素材として利用することができるタンパク質であるので、安全性に優れ日常的に長期間投与又は摂取が可能である。
(2)幅広いシステインプロテアーゼに対して阻害活性スペクトルを有する。
(3)システインプロテアーゼが関与する疾患の予防・治療剤として使用することが可能である。
【0098】
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、ウシ乳タンパク質の逆ザイモグラフィーの検出を示す図(写真)である。
【図2】図2は、システインプロテアーゼに対するヒトラクトフェリンのシステインプロテアーゼ阻害効果を示す図である。
【図3】図3は、実施例1で製造したヒトラクトフェリンの部分ペプチド(ヒトラクトフェリンペプチドY679−K695)、及びウシラクトフェリンの部分ペプチド(ウシラクトフェリンペプチドY676−K692)、並びに配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号666〜682のアミノ酸配列を有するペプチド(ヒトトランスフェリンペプチドY666−R682)、及び配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列のうち、アミノ酸番号672〜688のアミノ酸配列を有するペプチド(ウシトランスフェリンペプチドY672−R688)のアミノ酸配列を示す図である。
【図4】図4は、システインプロテアーゼに対するヒトラクトフェリンペプチドY679−K695のシステインプロテアーゼ阻害効果を示す図である。
【図5】図5は、システインプロテアーゼに対するトランスフェリンのシステインプロテアーゼ阻害効果を示す図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cysteine protease inhibitor containing, as an active ingredient, one or more kinds of mixtures selected from the group consisting of lactoferrin, lactoferrin partial peptide, and transferrin, osteoporosis, malignant neoplastic hypercalcemia It is a cysteine protease inhibitor that can be used as a prophylactic / therapeutic agent for diseases and the like, foods and drinks, feeds and the like.
[0002]
[Prior art]
Proteolytic enzymes having a thiol group at the active center are collectively referred to as cysteine proteases (thiol proteases). Cathepsin L and cathepsin B are one of the representative cysteine proteases together with calcium-dependent neutral protease (CAMP), papain, ficin, promelain and the like. Substances having an inhibitory effect on these cysteine proteases are diseases in which cysteine proteases are involved, for example, muscular dystrophy, muscular atrophy, myocardial infarction, stroke, Alzheimer's disease, impaired consciousness and movement at the time of head trauma, multiple occurrences For the treatment of sclerosis, peripheral nerve neuropathy, cataract, inflammation, allergy, fulminant hepatitis, osteoporosis, hypercalcemia, breast cancer, prostate cancer, benign prostatic hyperplasia, or for suppressing cancer growth, preventing metastasis, platelets Promising as an aggregation inhibitor. In recent years, Katsunuma et al. Have elucidated the relationship between cathepsin L and cathepsin B and osteoporosis or malignant hypercalcemia. Attention has been focused on application to medicines as a therapeutic agent for bloodemia (for example, see Non-Patent Document 1). In bone tissue, bone formation by osteoblasts and bone resorption by osteoclasts are performed throughout the life, and during growth, bone weight increases due to bone formation exceeding bone resorption. On the other hand, in old age, on the other hand, bone resorption exceeds bone formation, so that bone weight decreases and osteoporosis develops. Although there are various causes of these osteoporosis, bone breakdown (bone resorption) can be particularly cited as one of the main causes. This can be further divided into two causes as follows. That is, one is caused by insufficient absorption and deposition of calcium, and more specifically, it relates to the supply, transfer, absorption, and deposition of calcium. Vitamin D derivatives, female hormones (estrogens), etc. Probably involved. The other is to promote the degradation of collagen, which is a bone-supporting tissue, and is mainly due to the degradation of bone collagen by cysteine proteases secreted from lysosomes in osteoclasts, especially cathepsin L and cathepsin B. is there. These cathepsins L and B, secreted from lysosomes in osteoclasts, promote the degradation of collagen in bone tissue, thereby lysing old bone and releasing calcium along with hydroxyproline into the blood. Therefore, by inhibiting the degradation of cathepsins L and B by collagen, excessive bone breakdown can be prevented, and thus osteoporosis can be treated. As therapeutic agents for these osteoporosis, estrogen, anabolic hormone, calcium, vitamin D, calcitonin, bisphosphonate and the like are known. As for osteoporosis therapeutic agents having the mechanism of action of so-called cysteine protease inhibition of cathepsin L inhibition and cathepsin B inhibition, development of osteoporosis treatment agents using several cysteine protease inhibitors has been promoted. The development of is desired.
[0003]
On the other hand, hypercalcemia is a metabolic disorder in which the calcium concentration in serum is higher than a normal value, and is often found in tumor patients. If left unchecked, the life of the patient is said to be about 10 days. Many of the causes are bone metastases of the tumor. When the tumor spreads to bone, bone destruction occurs and calcium is released into the blood. This calcium is processed in the kidney, but when the speed of bone destruction exceeds the processing capacity of the kidney, hypercalcemia develops. As a treatment method, a method of promoting excretion of calcium from the kidney by using an infusion of physiological saline combined with furosemide, a method of using calcitonin which is a therapeutic agent for osteoporosis, and the like are known. That is, it can be said that a therapeutic agent for osteoporosis such as suppressing bone resorption is also effective as a therapeutic agent for malignant neoplastic hypercalcemia.
[0004]
The following publications have already been disclosed by the present inventors as cysteine protease inhibitors that can be used for such a purpose.
(1) Cathepsin L-specific inhibitory polypeptide (Patent Document 1)
(2) Thiol protease inhibitor (Patent Document 2)
(3) Valine derivative and its use (Patent Document 3)
(4) Thiol protease inhibitor (Patent Document 4)
(5) FA-70C1 substance (Patent Document 5)
(6) FA-70D substance, its production method and its use (Patent Document 6)
However, further development of a cysteine protease inhibitor that has no antigenicity and can be used as a safe material has been desired.
[0005]
On the other hand, it is known that protease inhibitors exist in breast milk. Known protease inhibitors in breast milk include α 1 -Antichymotrypsin, α 1 Anti-trypsin, inter-alpha 2 -Trypsin inhibitor, α 2 -Antiplasmin, α 2 -Including trace amounts of inhibitors such as macroglobulin, antithrombin III, and antileucoprotease (for example, see Non-Patent Document 2).
[0006]
The following publications have already been disclosed for proteins having cysteine protease inhibitory activity in milk.
(1) A novel cysteine protease inhibitor having a sugar chain derived from bovine colostrum and having a molecular weight of about 57 kDa (Patent Document 7)
(2) A novel cysteine protease inhibitor having a molecular weight of 16 ± 2 kDa or 13 ± 2 kDa derived from bovine colostrum (Patent Document 8)
(3) Lactoferrin and β-casein are examples of novel proteins derived from human milk having a molecular weight of 16 ± 2 kDa or 13 ± 2 kDa and proteins contained in large amounts in mammalian milk. Lactoferrin (lactoferrin: hereinafter may be abbreviated as Lf) is an iron-binding glycoprotein having a molecular weight of 80 kDa mainly contained in breast milk, and against harmful microorganisms such as Escherichia coli, Candida, Clostridium, and Staphylococcus. Is known to exhibit antibacterial action (for example, see Non-Patent
[0007]
In addition, as an example of applying lactoferrin to a therapeutic agent for diseases,
(1) Antitumor agent (Patent Document 10)
(2) Anti-rheumatic agent (Patent Document 11)
(3) IgA production promoter (Patent Document 12)
(4) Infant formula for improving constipation (Patent Document 13)
(5) Angiogenic therapeutic agent (Patent Document 14)
(6) Oral cancer metastasis inhibitor (Patent Document 15)
(7) IgE production inhibitor (Patent Document 16)
Are disclosed.
[0008]
In addition, regarding the decomposition product of Lf,
(8) Antibacterial activity and inhibition of thyroxinase activity (Patent Document 17)
(9) Prevention of adhesion of pathogenic bacteria to cells (Patent Document 18)
(10) Antiviral action (Patent Document 19)
Are disclosed.
[0009]
Further, it has been disclosed that a bone enhancer containing iron-lactoferrin as an active ingredient is effective for prevention and treatment of bone diseases (Patent Document 20). In this technology, iron-lactoferrin in which iron and lactoferrin are bound is administered as an active ingredient, and iron, which is a coenzyme of enzymes involved in hydroxylation of proline and lysine, which are precursors of collagen, which is a bone matrix, is supplied. It enhances collagen production.
[0010]
As described above, cysteine protease inhibitors have been found so far, and some cysteine protease inhibitors have also been found in animal cells, blood, urine, milk and the like. Proteinaceous cysteine protease inhibitors are collectively referred to as cystatins. The cystatin family is known to have a common active site, and its sequence has been clarified (Non-Patent Document 5).
[0011]
However, it is not known that lactoferrin and its partial peptide, and transferrin have a cysteine protease inhibitory action, and that lactoferrin and transferrin have a region having homology to the common active site sequence of the cystatin family. Was not known. Furthermore, lactoferrin and its partial peptide, and a preventive / therapeutic agent for a bone disease whose mechanism of action is cysteine protease inhibition by transferrin have not been known.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-7-179496
[Patent Document 2]
JP-A-9-221425
[Patent Document 3]
JP 2001-139534 A
[Patent Document 4]
JP-A-7-242600
[Patent Document 5]
JP-A-2000-72797
[Patent Document 6]
WO 97/31122 pamphlet
[Patent Document 7]
JP-A-7-2896
[Patent Document 8]
JP-A-7-126294
[Patent Document 9]
JP-A-10-80281
[Patent Document 10]
Japanese Patent Publication No. 5-86932
[Patent Document 11]
JP-A-5-186368
[Patent Document 12]
JP-A-6-32743
[Patent Document 13]
JP-A-6-205640
[Patent Document 14]
JP-A-9-194388
[Patent Document 15]
JP-A-10-59864
[Patent Document 16]
JP 2001-158748 A
[Patent Document 17]
European Patent Publication No. 438750
[Patent Document 18]
JP-A-3-220130
[Patent Document 19]
JP-A-1-233226
[Patent Document 20]
JP 2000-281586 A
[0013]
[Non-patent document 1]
Nobuhiko Katsunuma, "BIO media", Vol. 7, No. 6, pp. 73-77, 1992
[Non-patent document 2]
Isao Kiyozawa, Nutrition of Breast Milk, Kanehara Publishing, pp. 80-81
[Non-Patent Document 3]
Journal of Pediatrics, vol. 94,
[Non-patent document 4]
Journal of Daily Science, vol. 67, p. 60, 1984
[Non-Patent Document 5]
Osamu Hayaishi, "Protease and its Inhibitors", Medical View, 1st edition, 1st edition, pp. 104-115, 1993
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention can be widely used as a food material, osteoporosis, preventive and therapeutic agents for malignant neoplastic hypercalcemia, and various versatile foods and feeds, etc. It is intended to provide a high cysteine protease inhibitor.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted a thorough search for cysteine protease inhibitors that can be used as a safe material without antigenicity, and as a result, lactoferrin and lactoferrin-derived peptide fragments that are milk-derived proteins, and transferrin have cysteine protease inhibition. They have found that they have activity, and have completed the present invention.
[0016]
The gist of the present invention is as follows (1) to (8).
(1) A cysteine protease inhibitor containing, as an active ingredient, one or a mixture of lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, and transferrin.
[0017]
(2) The cysteine protease inhibitor according to the above (1), wherein the lactoferrin and / or transferrin is one or a mixture of one or more selected from the group consisting of a metal saturated type, a partially saturated metal type, and an apo type.
[0018]
(3) The cysteine protease according to (1) or (2), wherein the lactoferrin and / or the partial peptide of lactoferrin is a mixture of one or more of the following proteins or peptides shown in (a) to (d): Inhibitors.
(A) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of
(B) a peptide having at least the amino acid sequence of
(C) a protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 676 to 692 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing;
(D) a peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 676 to 692 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
[0019]
(4) The cysteine protease according to (1) or (2), wherein the lactoferrin and / or the partial peptide of lactoferrin is a mixture of one or more of the following proteins or peptides shown in (e) to (j): Inhibitors.
(E) a protein or peptide having at least the amino acid sequence of
(F) A peptide having at least the amino acid sequence of
(G) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 31 to 66 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(H) a peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 31 to 66 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
(I) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of
(J) a peptide having an amino acid sequence of at least
[0020]
(5) The cysteine protease according to (1) or (2), wherein the lactoferrin and / or the partial peptide of lactoferrin is one or a mixture of proteins or peptides shown in the following (k) to (n): Inhibitors.
(K) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 36 to 60 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
(L) a peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 36 to 60 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
(M) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 39 to 44 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
(N) a peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 39 to 44 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
[0021]
(6) The cysteine protease inhibitor according to any of (1) to (5) above, which is a prophylactic / therapeutic agent for a disease involving cysteine protease.
[0022]
(7) The cysteine protease inhibitor according to any of (1) to (6), wherein the disease involving cysteine protease is osteoporosis or malignant hypercalcemia.
[0023]
(8) A food or drink composition or feed composition to which the cysteine protease inhibitor according to any of (1) to (7) is added.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following preferred embodiments, and can be freely modified within the scope of the present invention. In addition, in this specification, the percentage is represented by mass unless otherwise specified.
[0025]
The present invention is a cysteine protease inhibitor containing, as an active ingredient, one or a mixture of lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, and transferrin.
[0026]
The lactoferrin used in the present invention is commercially available lactoferrin, colostrum, transitional milk, normal milk, terminal milk, or processed milk of mammals (eg, human, cow, goat, sheep, horse, etc.). Lactoferrin obtained by separating from the above-mentioned raw materials using non-fat milk, whey or the like as a raw material, for example, by a conventional method such as ion exchange chromatography. Among them, it is preferable to use commercially available lactoferrin manufactured on an industrial scale (for example, manufactured by Morinaga Milk Industry Co., Ltd.). Furthermore, it is also possible to use lactoferrin produced in microorganisms, animal cells, transgenic animals, etc. by genetic engineering techniques.
[0027]
In the effect of the cysteine protease inhibitor of the present invention, the metal content in lactoferrin is not particularly limited, and in the present invention, apo-lactoferrin obtained by removing lactoferrin with hydrochloric acid, citric acid, or the like; A metal-saturated lactoferrin with a degree of saturation of 100%, obtained by chelating with a metal such as copper, zinc, manganese, etc .; and a metal-saturated lactoferrin with a metal bound at a degree of saturation of less than 100%. Any one or a mixture of selected ones can be used.
[0028]
The method for producing the partial peptide of lactoferrin used in the present invention includes a method for producing the lactoferrin by hydrolysis with an acid or a protease by a known method, and a method for synthesizing a recombinant peptide using a genetic engineering technique. And a method for producing a synthetic peptide by chemical synthesis. When the method of production by hydrolysis is used, the partial peptide of lactoferrin of the present invention may be used in a form contained as a mixture in the hydrolyzate, or used in a form purified by HPLC or the like according to a conventional method. May be.
[0029]
As a preferred form of lactoferrin or a partial peptide of lactoferrin used in the present invention, at least
[0030]
Among them, among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1,
[0031]
In addition, since lactoferrin itself has a cysteine protease inhibitory activity, any of
[0032]
These proteins and peptides can be obtained, for example, by chemical synthesis based on the amino acid sequence containing the cysteine protease inhibitory region according to the present invention since the region has been clarified by the present invention, or can be obtained by genetic recombination technology or the like. You can also. For example, an appropriate primer is prepared based on a base sequence encoding an amino acid sequence containing the region, and the base sequence is amplified by PCR or the like using the primer and a cDNA containing the target base sequence as a template. The expressed nucleotide sequence can be obtained by expressing the nucleotide sequence using an appropriate expression system.
[0033]
In addition, in ordinary genes, mutations such as substitution, deletion, insertion, addition, or inversion of one or more bases at one or more positions naturally exist depending on differences in species, genera, individuals, and the like. In some cases, mutations may occur in amino acids of proteins encoded by genes having such mutations. Lactoferrin and partial peptides of lactoferrin that can be used in the present invention include those containing such mutations as long as the cysteine protease inhibitory activity is not impaired.
[0034]
Here, lactoferrin or a partial peptide of lactoferrin that can be used in the present invention includes at least
[0035]
Furthermore, in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, any one of
[0036]
The nucleotide sequence encoding a protein or peptide substantially the same as the lactoferrin protein or a partial peptide of lactoferrin as described above, for example, by site-directed mutagenesis, substitution of amino acid residues at a specific site, deletion, insertion, It can be obtained by modifying the base sequence to include addition or inversion. The modified base sequence as described above can also be obtained by a conventionally known mutation treatment.
[0037]
By expressing the nucleotide sequence having the above mutation in an appropriate cell, and examining the cysteine protease inhibitory activity by the method for measuring the cysteine protease inhibitory activity described in Test Examples or Examples of the present invention, the lactoferrin protein or lactoferrin protein A nucleotide sequence encoding a protein or peptide substantially identical to the partial peptide is obtained.
[0038]
The transferrin used in the present invention may be a commercially available transferrin or a mammal (eg, human, cow, goat, sheep, horse, etc.) milk or blood, etc., and separated by, for example, column chromatography. Can be used. Furthermore, it is also possible to use transferrin produced by microorganisms, animal cells, transgenic animals, etc. by genetic engineering techniques.
[0039]
In the effect of the cysteine protease inhibitor of the present invention, the metal content in transferrin is not particularly limited, and in the present invention, apo-type transferrin in which transferrin is deferred with hydrochloric acid, citric acid, or the like; A metal-saturated transferrin having a degree of saturation of 100% obtained by chelating with a metal such as copper, zinc, or manganese; and a metal partially-saturated transferrin having a metal bound at various degrees of saturation of less than 100%. Any one or a mixture of selected ones can be used.
[0040]
In the present invention, a partial peptide of transferrin can also be used. A comparison of the amino acid sequence (
[0041]
The method for producing a partial peptide of transferrin used in the present invention includes a method of producing the transferrin by hydrolyzing the transferrin with an acid or a protease by a known method, and a method of synthesizing a recombinant peptide using a genetic engineering technique. And a method for producing a synthetic peptide by chemical synthesis. When the method of production by hydrolysis is used, the partial peptide of transferrin of the present invention may be used in the form of a mixture in the hydrolyzate, or used in a form purified by HPLC or the like according to a conventional method. May be.
[0042]
A preferred form of transferrin or a partial peptide of transferrin used in the present invention is a protein having at least the amino acid sequence of amino acid numbers 666 to 682 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 3 in the amino acid sequence of human transferrin. Alternatively, among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 4 in the Sequence Listing, which is the amino acid sequence of bovine transferrin, include peptides and proteins or peptides having at least the amino acid sequence of
[0043]
The peptide consisting of the amino acid sequence of amino acids 666 to 682 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 and the peptide consisting of the amino acid sequence of 672 to 688 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 are the present invention. Among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, which is the amino acid sequence of human lactoferrin, which is a cysteine protease inhibitory active region, the amino acid sequence of
[0044]
These proteins and peptides can be obtained by chemical synthesis based on the amino acid sequence containing the cysteine protease inhibitory region, for example, since the present invention has revealed the region presumed to be the cysteine protease inhibitory region by the present invention. It can also be obtained by technology. For example, an appropriate primer is prepared based on a base sequence encoding an amino acid sequence containing the region, and the base sequence is amplified by PCR or the like using the primer and a cDNA containing the target base sequence as a template. The expressed nucleotide sequence can be obtained by expressing the nucleotide sequence using an appropriate expression system.
[0045]
In addition, in ordinary genes, mutations such as substitution, deletion, insertion, addition, or inversion of one or more bases at one or more positions naturally exist depending on differences in species, genera, individuals, and the like. In some cases, mutations may occur in amino acids of proteins encoded by genes having such mutations. Transferrin and partial peptides of transferrin that can be used in the present invention include those containing such mutations as long as the cysteine protease inhibitory activity is not impaired.
[0046]
Here, transferrin or a partial peptide of transferrin that can be used in the present invention includes, among the amino acid sequences of SEQ ID NO: 3, a peptide consisting of at least the amino acid sequence of amino acids 666 to 682, and SEQ ID NO: 4. A protein or peptide having at least the amino acid sequence of
[0047]
Furthermore, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, and in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, in the amino acid sequence of amino acid number 679-683, It is desirable to substitute the amino acid within a range that does not change the type. That is, it is desirable that the amino acid in the sequence and the amino acid that substitutes for the same amino acid are amino acids of similar type in structural classification. Specifically, when the amino acid of the sequence is an acidic amino acid or an acidic amino acid amide, substitution with any of aspartic acid, glutamic acid, asparagine, or glutamine, and when the amino acid is a basic amino acid, lysine, histidine, or arginine Substitution with any one of them, phenylalanine when it is an aromatic amino acid, tyrosine, or substitution with any one of tryptophan, when it is an aliphatic amino acid or an oxyamino acid, glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, serine Alternatively, substitution with any of threonine, and in the case of amino acids other than the above (cysteine, methionine, proline, etc.), it is desirable to arbitrarily substitute as long as the cysteine protease inhibitory activity is not impaired. In addition, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, amino acids in the range other than amino acids 666 to 682, and in the sequence list of SEQ ID NO: 4, amino acids in the range other than
[0048]
The nucleotide sequence encoding a protein or peptide substantially the same as the transferrin protein or partial peptide of transferrin as described above, for example, by site-directed mutagenesis, substitution of amino acid residues at specific sites, deletion, insertion, It can be obtained by modifying the base sequence to include addition or inversion. The modified base sequence as described above can also be obtained by a conventionally known mutation treatment.
[0049]
By expressing the nucleotide sequence having the above mutation in an appropriate cell, and examining the cysteine protease inhibitory activity by the method for measuring the cysteine protease inhibitory activity described in the Test Examples or Examples of the present invention, the transferrin protein or transferrin A nucleotide sequence encoding a protein or peptide substantially identical to the partial peptide is obtained.
[0050]
In the cysteine protease inhibitor of the present invention, lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, transferrin or a partial peptide of transferrin can be used alone or in combination of two or more. In addition, a partial peptide of lactoferrin can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, the partial peptide of transferrin can be used alone or in combination of two or more.
[0051]
Lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, or transferrin that can be used in the present invention has inhibitory activity against cysteine proteases such as cathepsins B, L, S, and papain. Cysteine protease inhibitory activity can be measured according to the method of Barrett et al. In the test examples or examples of the present invention, the measurement method will be described in detail.
[0052]
The cysteine protease inhibitor of the present invention is administered orally or parenterally to mammals, including humans, in combination with lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, or transferrin, or a combination thereof with a pharmaceutically acceptable pharmaceutical carrier. can do. The dosage unit form of the preparation of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose of treatment. Specifically, tablets, pills, powders, solutions, suspensions, emulsions, granules, capsules, syrups Preparations, suppositories, injections, ointments, patches, eye drops, nasal drops and the like. Upon formulation, additives such as excipients, binders, disintegrants, lubricants, stabilizers, flavoring agents, diluents, surfactants, and solvents for injections are commonly used as pharmaceutical carriers for ordinary drugs. Can be used.
[0053]
The amount of lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, or transferrin contained in the preparation of the present invention is not particularly limited, and may be appropriately selected. For example, each is usually 0.005 to 60% by mass, preferably 0. The content is preferably from 0.5 to 50% by mass.
[0054]
The administration method of the preparation of the present invention is not particularly limited, and is determined according to various preparation forms, the age and sex of the patient, other conditions, the degree of symptoms of the patient, and the like. The dose of the active ingredient in the preparation of the present invention is appropriately selected depending on the usage, the age, sex, degree of disease, and other conditions of the patient. Usually, the amount of lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, or transferrin as an active ingredient is preferably 0.1 to 1200 mg / kg / day, preferably 10 to 500 mg / kg / day. It can be administered once a day or divided into a plurality of doses.
[0055]
Cysteine protease inhibitors of the present invention, cysteine protease involved diseases, such as allergy, muscular dystrophy, muscular atrophy, myocardial infarction, stroke, Alzheimer's disease, multiple sclerosis, cataract, osteoporosis, malignant hypercalcemia, Prophylactic / therapeutic agents for benign prostatic hyperplasia, breast cancer, prostate cancer, etc., or cancer cell growth or metastasis inhibitors, or bacterial (eg, Staphylococcus aureus V8) or viral (eg, poliovirus, herpes virus) growth inhibition Useful as an agent. Although the cysteine protease inhibitor of the present invention may be used alone, it can also be used in combination with the known agent for preventing or treating the above-mentioned disease, or the above-mentioned agent for inhibiting the growth of bacteria and viruses. When used in combination, the effect of preventing or treating the disease or the effect of suppressing the growth of bacteria and viruses can be enhanced. The preventive / therapeutic agent for the disease or the bacterial / viral growth inhibitor used in combination may be contained as an active ingredient in the composition of the present invention or may be separately contained without being contained in the composition of the present invention. May be commercialized as a combination of the above-mentioned medicines and combined at the time of use.
[0056]
The food and drink composition of the present invention can be produced by adding lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, or transferrin to a food or beverage, and can be taken orally. Examples of the form of the food and drink composition include drinks such as soft drinks, carbonated drinks, nutritional drinks, fruit drinks, and lactic acid bacteria drinks (including concentrated undiluted solutions of these drinks and powder for adjustment); ice creams, sorbets, shaved ice, and other ice confections Candy, chewing gum, candy, gum, chocolate, tablet confectionery, snacks, biscuits, jellies, jams, creams, baked confectioneries, etc .: dairy products such as processed milk, milk drinks, fermented milk, butter; bread; Nutritional foods, liquid foods, milk for childcare, sports drinks, and other functional foods are exemplified.
[0057]
In the food and drink composition of the present invention, the amount of lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, or transferrin to be added is appropriately set depending on the form of the food and drink composition, but 0.005 to 60% by mass in a normal food or drink. , Preferably 0.05 to 50% by mass.
[0058]
The feed composition of the present invention can be produced by adding lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, or transferrin to the feed, and orally administered to general mammals, livestock, fish farming, and pets. Is possible. Examples of the form of the feed composition include pet food, livestock feed, fish feed, and the like, and are mixed with cereals, meals, bran, fish meal, bone meal, fats and oils, skim milk powder, whey, mineral feed, yeasts, and the like. Thus, the feed composition of the present invention can be produced.
[0059]
In the feed composition of the present invention, the amount of lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, or transferrin to be added is appropriately set depending on the form of the feed composition, but is usually 0.005 to 60% by mass, preferably 0% by mass in a normal feed. What is necessary is just to add so that it may become 0.05 to 50 mass%.
[0060]
Next, the present invention will be described in detail with reference to test examples.
[Test Example 1]
This test was performed to detect cysteine protease inhibitors in milk.
[0061]
(1) Detection method
The present inventor used a technique called "reverse zymography" as a method for detecting a protease inhibitor, and detected a protease inhibitor present on a gel of SDS polyacrylamide gel electrophoresis. Inverse zymography is based on the reverse of ordinary zymography, and its basic principle is as follows. That is, a sample containing a protease inhibitor is applied to an SDS polyacrylamide gel containing gelatin, and after electrophoresis, the gel is immersed in a protease solution to degrade proteins in the gel. As a result of this operation, the portion where the inhibitor is present inhibits the activity of the protease, so that gelatin is prevented from being decomposed by the protease, and the gelatin is stained with a staining solution, whereby the inhibitor can be identified.
[0062]
(2) Test method
The method of inverse zymography in the present invention is as follows.
Using as a sample the total protein in milk and bovine lactoferrin (manufactured by Morinaga Milk Industry Co., Ltd.), electrophoresis (hereinafter referred to as SDS polyacrylamide gel electrophoresis) was performed using 12.5% SDS polyacrylamide gel containing 0.1% gelatin. -PAGE may be abbreviated). After electrophoresis, the gel was washed by immersing it in a 2.5% Triton X-100 solution for 45 minutes, and then immersed in distilled water for another 45 minutes three times to wash the gel. This gel was immersed in 100 ml of 0.025 M acetate buffer (pH 5.5) containing 1 mg papain (31 units / ml), and incubated at 37 ° C. for 10 hours to digest gelatin. After the gel was washed with distilled water, the gel was stained with a staining solution (0.025% Coomassie Brilliant Blue (CBB) R-250, 40% methanol, 7% acetic acid aqueous solution) for 1 hour, and then decolorized solution (40% methanol, (10% acetic acid aqueous solution).
[0063]
Separately, reverse zymography was performed as above using a 12.5% SDS polyacrylamide gel containing no gelatin as a control test. Further, normal 12.5% SDS-PAGE (CBB staining) was performed.
[0064]
(3) Test results
The results of this test are as shown in FIG. FIG. 1 is a result showing an inverse zymography pattern. 1 is a normal SDS-PAGE pattern of total protein in milk, 2 lane is a reverse zymography pattern of total protein in milk, and 3 lane is a gel of total protein in milk without gelatin. Reverse zymography (control) pattern,
[0065]
As is clear from FIG. 1, a positive band of reverse zymography was confirmed in almost the same position as the bovine lactoferrin migration position (72 kDa) in two lanes. This confirmed the presence of a substance having cysteine protease inhibitory activity in milk. In addition, a positive band was confirmed in reverse zymography using papain in which bovine lactoferrin migrated in four lanes.
[0066]
These results suggested that bovine lactoferrin has cysteine protease inhibitory activity.
[0067]
[Test Example 2]
This test was performed to determine the N-terminal amino acid sequence of the 72 kDa band for which the cysteine protease inhibitory activity was suggested in Test Example 1.
[0068]
(1) Test method
After performing SDS-PAGE using the total protein sample in the milk used in Test Example 1 in the same manner, transferring to a polyvinylidene difluoride (PVDF) membrane, and staining the PVDF membrane with CBB, around 72 kDa The electrophoresed staining band was cut out. The N-terminal amino acid sequence of this band was determined using a G1005A protein sequencing system manufactured by Hewlett-Packard.
[0069]
(2) Test results
As a result of determining the amino acid sequence of the 72 kDa staining band in milk, the N-terminal amino acid sequence of the 72 kDa staining band was completely identical to that of bovine lactoferrin described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. Therefore, both the results of this test and the results of Test Example 1 revealed that bovine lactoferrin has cysteine protease inhibitory activity.
[0070]
[Test Example 3]
This test was performed to measure the inhibitory effect of bovine lactoferrin on cysteine protease.
[0071]
(1) Test method
A commercially available bovine lactoferrin (manufactured by Morinaga Milk Industry Co., Ltd.) was used as a test sample, and cysteine protease was used for papain, cathepsin B, cathepsin L, and cathepsin S (all commercially available products: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). The inhibitory activity was measured. The inhibitory activity was measured by the method described below by Barrett et al. [Methods in Enzymology, Vol. 80, pp. 535-561, 1981]. That is, Z-Phe-Arg-MCA (final concentration: 20 mM: manufactured by Peptide Institute) was added as a substrate to samples dissolved at various concentrations in 0.1 M acetate buffer pH 5.5, and cysteine protease (this test). Then, for each sample, a solution selected from papain, cathepsin B, cathepsin L and cathepsin S (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (final concentration: 15 units / ml) is added and mixed, and the mixture is mixed at 37 ° C. for 10 minutes. After the reaction, the fluorescence intensity (excitation wavelength: 370 nm, emission wavelength: 460 nm) of AMC released from the digested substrate was measured using a fluorescence spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd.).
[0072]
(2) Test results
The results of this test are as shown in Table 1. Table 1 shows the cysteine protease inhibitory effect of bovine lactoferrin on papain, cathepsin B, cathepsin L, and cathepsin S. As a result, the cysteine protease activities of papain and cathepsin L were determined when bovine lactoferrin concentration was 10%. -6 It was completely inhibited when M was reached. The cysteine protease activity of cathepsin B and cathepsin S was determined when bovine lactoferrin concentration was 10%. -5 M is inhibited by 70% or more when M is reached. -4 It was completely inhibited at the M concentration. Thus, bovine lactoferrin was found to have cysteine protease inhibitory activity on papain, cathepsin B, cathepsin L, and cathepsin S.
[0073]
[Table 1]
[0074]
[Test Example 4]
This test was performed to measure the inhibitory effect of human lactoferrin on cysteine protease.
[0075]
(1) Test method
Using a commercially available human lactoferrin (manufactured by Sigma) as a test sample, papain, cathepsin B, cathepsin L, and cathepsin S (all of which are commercially available products: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used as cysteine proteases. The cysteine protease inhibitory activity was measured by the same method as the cysteine protease inhibitory activity measurement method described in 3.
[0076]
(2) Test results
The results of this test are as shown in FIG. FIG. 2 shows the cysteine protease inhibitory effect of human lactoferrin on papain, cathepsin B, cathepsin L, and cathepsin S. As a result, the cysteine protease activities of papain and cathepsin L were determined when the concentration of human lactoferrin was 10 -6 M was almost completely inhibited when M was reached. In addition, the cysteine protease activities of cathepsin B and cathepsin S were determined when human lactoferrin concentration was 10%. -5 80% or more when M -4 It was almost completely inhibited at the M concentration. Therefore, human lactoferrin was found to have cysteine protease inhibitory activity on papain, cathepsin B, cathepsin L, and cathepsin S.
[0077]
[Test Example 5]
This test was performed to measure the inhibitory effect of a partial peptide of lactoferrin on cysteine protease.
[0078]
(1) Test method
As a test sample, a peptide having an amino acid sequence of
[0079]
(2) Test results
The results of this test are as shown in FIG. FIG. 4 shows human lactoferrin peptide Y against papain, cathepsin B and cathepsin L. 679 -
[0080]
[Test Example 6]
This test was performed to measure the inhibitory effect of partial bovine lactoferrin peptide on cysteine protease.
[0081]
(1) Test method
As a test sample, a peptide having the amino acid sequence of amino acids 36 to 60 [hereinafter referred to as bovine lactoferrin peptide F] in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 prepared in the same manner as in Example 1 described later. 36 -F 60 It is described. And the cysteine protease inhibitory activity was measured for papain (commercial product: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the cysteine protease by the same method as the cysteine protease inhibitory activity measurement method described in Test Example 3.
[0082]
(2) Test results
The results of this test are as shown in Table 2. Table 2 shows the cysteine protease inhibitory effect of bovine lactoferrin peptide on papain. As a result, the cysteine protease activity of papain was reduced to bovine lactoferrin peptide F 36 -F 60 Concentration of 10 -4 88% was inhibited when M was reached. Therefore, bovine lactoferrin peptide F 36 -F 60 Was found to have cysteine protease inhibitory activity on papain.
[0083]
[Table 2]
[0084]
[Test Example 7]
This test was performed to measure the inhibitory effect of transferrin on cysteine protease.
[0085]
(1) Test method
A commercially available bovine transferrin (manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.) was used as a test sample, and papain, cathepsin B, and cathepsin L (all commercially available products: manufactured by Wako Pure Chemical Industries) were used as cysteine proteases in Test Example 3. The cysteine protease inhibitory activity was measured by the same method as the cysteine protease inhibitory activity measurement method described above.
[0086]
(2) Test results
The results of this test are as shown in FIG. FIG. 5 shows the cysteine protease inhibitory effect of transferrin on papain, cathepsin B and cathepsin L. As a result, the cysteine protease activity of papain showed that -4 40% inhibition when M -3 It was completely inhibited at the M concentration. In addition, the cysteine protease activities of cathepsin B and cathepsin L were determined when transferrin concentration was 10%. -4 When M was reached, inhibition was 30% or more. Therefore, bovine transferrin was found to have cysteine protease inhibitory activity on papain, cathepsin B, and cathepsin L.
[0087]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[Example 1]
Among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, a peptide having the amino acid sequence of
[0088]
The peptide of the present invention was synthesized and produced using an automatic amino acid synthesizer (manufactured by Applied Biosystems, Model 433A).
[0089]
N-methylpyrrolidone containing 20% piperidine (manufactured by Applied Biosystems; hereinafter, N-methylpyrrolidone is abbreviated as NMP) is used to prepare amino acids of HMP resin (manufactured by Applied Biosystems) which is a solid phase resin for peptide synthesis. After the Fmoc group which is a protecting group is cleaved off and washed with NMP, Fmoc-threonine [specifically, Fmoc-amino acid corresponding to the C-terminal amino acid of the peptide to be synthesized (manufactured by Applied Biosystems)] is used as FastMoc. It was condensed using a (registered trademark) Regent kit (manufactured by Applied Biosystems) and washed with NMP. Next, the Fmoc group was cleaved, followed by condensation of Fmoc-alanine corresponding to the second amino acid from the C-terminal and washing, and further, condensation and washing of Fmoc-amino acid were repeated to prepare a protected peptide resin. The crude peptide was recovered from the resin.
[0090]
The peptide was purified from the crude peptide by high performance liquid chromatography (hereinafter abbreviated as HPLC). The column used was a reversed-phase C18-ODS (manufactured by Merck Ltd., Lichrospher 100). The obtained purified peptide was analyzed by HPLC, and it was further confirmed that a single purified product was obtained. The amino acid sequence of the purified peptide was determined using a gas-phase automatic amino acid sequencer (Applied Biosystems, Model 473A). As a result, the peptide had the amino acid sequence of
[0091]
A peptide having the amino acid sequence of amino acids 676 to 692 out of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 by the same method (see FIG. 3: bovine lactoferrin peptide Y 676 -K 692 ) Was also manufactured.
[0092]
[Example 2]
(Preparation of tablets containing lactoferrin)
A tablet cysteine protease inhibitor having the following composition was produced by the following method.
Bovine lactoferrin (manufactured by Morinaga Milk Products) 40.0 (%)
Lactose (Morinaga Milk Products) 18.5
Corn starch (manufactured by Nisshin Seifun KK) 30.7
Magnesium stearate (manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) 1.4
Carboxymethylcellulose calcium (Gotoku Pharmaceutical Co., Ltd.) 9.4
[0093]
The mixture of bovine lactoferrin, lactose, corn starch and carboxymethylcellulose calcium is uniformly kneaded while appropriately adding sterilized purified water, dried at 50 ° C. for 3 hours, and magnesium stearate is added to the obtained dried product. Then, the mixture was mixed and tableted by a conventional method to obtain a tablet.
[0094]
[Example 3]
(Preparation of lactoferrin in capsule)
600 g of lactose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 400 g of corn starch (manufactured by Nisshin Seifun Co., Ltd.), 400 g of crystalline cellulose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 600 g of bovine lactoferrin (manufactured by Morinaga Milk Industry Co., Ltd.) were treated with a 50 mesh sieve (Yamato). The powder was placed in a 0.5 mm thick polyethylene bag, mixed by inversion, and the powder was converted into a capsule (Nippon Elanco Co., Ltd.) using a fully automatic capsule filling machine (Cesere Pedini Co., press type). No. 1 gelatin capsule, Op. Yellow No. 6 Body, empty weight: 75 mg) was filled with an inner volume of 275 mg to obtain 7,000 capsules containing 82 mg of bovine lactoferrin.
[0095]
[Example 4]
(Preparation of beverage containing bovine lactoferrin)
90 g of skim milk powder (manufactured by Morinaga Milk Industry Co., Ltd.) is dissolved in 800 ml of hot water at 50 ° C., 30 g of sugar (manufactured by Nissin Sugar Co., Ltd.), 14 g of instant coffee powder (manufactured by Nestlé), 2 g of caramel (manufactured by Showa Kako), and coffee 0.01 g of a flavor (manufactured by Sanei Chemical Co., Ltd.) is added successively while stirring, and the mixture is dissolved. A milk beverage having a cysteine protease inhibitory effect was prepared.
[0096]
[Example 5]
(Preparation of Enteral Nutrition Food Powder with Bovine Lactoferrin)
10.8 kg of whey protein enzyme digest (manufactured by Morinaga Milk Industry Co., Ltd.), 36 kg of dextrin (manufactured by Showa Sangyo Co., Ltd.), and small amounts of water-soluble vitamins and minerals were dissolved in 200 kg of water, and an aqueous phase was prepared in the tank. Separately, 3 kg of soybean salad oil (manufactured by Taiyo Yushi), 8.5 kg of palm oil (manufactured by Taiyo Yushi), 2.5 kg of safflower oil (manufactured by Taiyo Yushi), 0.2 kg of lecithin (manufactured by Ajinomoto), An oil phase was prepared by mixing and dissolving 0.2 kg of fatty acid monoglyceride (manufactured by Kao Corporation) and a small amount of fat-soluble vitamin. The oil phase was added to the water phase in the tank, mixed with stirring, heated to 70 ° C., and further homogenized with a homogenizer at a pressure of 14.7 MPa. Next, after sterilizing at 90 ° C. for 10 minutes, the mixture was concentrated and spray-dried to prepare about 59 kg of an intermediate product powder. To 50 kg of the intermediate product powder, 6.8 kg of sucrose (manufactured by Hokuren), 167 g of mixed powder of amino acid (manufactured by Ajinomoto Co.), and 60 g of bovine lactoferrin (manufactured by Morinaga Milk Industry Co., Ltd.) are added and uniformly mixed, and bovine lactoferrin is mixed. About 57 kg of enteral nutritional food powder having a cysteine protease inhibitory effect was produced.
[0097]
【The invention's effect】
As described above in detail, the present invention relates to a cysteine protease inhibitor containing, as an active ingredient, one or more mixtures selected from the group consisting of lactoferrin, a partial peptide of lactoferrin, and transferrin. The effects achieved are as follows.
(1) Since the protein can be used as a food material, it is excellent in safety and can be administered or taken daily for a long period of time.
(2) It has an inhibitory activity spectrum for a wide range of cysteine proteases.
(3) It can be used as a prophylactic / therapeutic agent for diseases involving cysteine protease.
[0098]
[Sequence list]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram (photograph) showing detection of bovine milk protein by reverse zymography.
FIG. 2 is a diagram showing the cysteine protease inhibitory effect of human lactoferrin on cysteine protease.
FIG. 3 shows a partial peptide of human lactoferrin produced in Example 1 (human lactoferrin peptide Y). 679 -K 695 ) And a partial peptide of bovine lactoferrin (bovine lactoferrin peptide Y 676 -K 692 ) And a peptide having an amino acid sequence of amino acid numbers 666 to 682 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing (human transferrin peptide Y 666 -R 682 ) And a peptide having an amino acid sequence of
FIG. 4. Human lactoferrin peptide Y against cysteine protease. 679 -K 695 It is a figure which shows the cysteine protease inhibitory effect of.
FIG. 5 is a graph showing the cysteine protease inhibitory effect of transferrin on cysteine protease.
Claims (8)
(a)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号679〜695のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(b)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号679〜695のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
(c)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号676〜692のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(d)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号676〜692のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。The cysteine protease inhibitor according to claim 1 or 2, wherein the lactoferrin and / or the partial peptide of lactoferrin is one or a mixture of proteins or peptides shown in the following (a) to (d).
(A) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 679 to 695 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(B) a peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 679 to 695 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
(C) a protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 676 to 692 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing;
(D) a peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 676 to 692 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
(e)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号20〜30のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(f)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号20〜30のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
(g)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号31〜66のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(h)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号31〜66のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
(i)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号20〜66のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(j)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号20〜66のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。The cysteine protease inhibitor according to claim 1 or 2, wherein the lactoferrin and / or the partial peptide of lactoferrin is one or a mixture of proteins or peptides shown in the following (e) to (j).
(E) a protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 20 to 30 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
(F) A peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 20 to 30 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted. A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
(G) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 31 to 66 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(H) a peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 31 to 66 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
(I) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acid numbers 20 to 66 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(J) a peptide having an amino acid sequence of at least amino acids 20 to 66 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
(k)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号36〜60のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(l)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号36〜60のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。
(m)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号39〜44のアミノ酸配列を有するタンパク質又はペプチド。
(n)配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列のうち、少なくともアミノ酸番号39〜44のアミノ酸配列を有するペプチドであって、1又は複数のアミノ酸の置換、欠失、付加、又は逆位を含み、かつシステインプロテアーゼ阻害活性を有するタンパク質又はペプチド。The cysteine protease inhibitor according to claim 1 or 2, wherein the lactoferrin and / or the partial peptide of lactoferrin is one or a mixture of proteins or peptides shown in the following (k) to (n).
(K) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 36 to 60 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
(L) a peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 36 to 60 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
(M) A protein or peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 39 to 44 among the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
(N) a peptide having at least the amino acid sequence of amino acids 39 to 44 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, wherein one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inverted; A protein or peptide comprising cysteine protease inhibitory activity.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007043900A1 (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-19 | Auckland Uniservices Limited | Use of lactoferrin fragments and hydrolysates |
| WO2012113037A1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | The University Of Melbourne | Method for inhibiting proteins |
| CN107259269A (en) * | 2012-07-31 | 2017-10-20 | 雪印惠乳业株式会社 | Beverage and method for producing the same |
| WO2019194119A1 (en) * | 2018-04-05 | 2019-10-10 | 国立大学法人広島大学 | PEPTIDE CAPABLE OF INHIBITING ACTION OF TRAF6, AND INHIBITOR OF ACTIVATION OF NF-κB AND MAPK, INHIBITOR OF FORMATION OF OSTEOCLAST AND PHARMACEUTICAL COMPOSITION EACH CONTAINING SAID PEPTIDE |
-
2003
- 2003-05-22 JP JP2003145457A patent/JP2004346020A/en active Pending
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