JP7133306B2 - Acyl steryl glucoside, method for producing acyl steryl glucoside, composition, antioxidant, blood lipid-lowering agent, anti-obesity agent, anti-tumor agent, and prophylactic or therapeutic agent for atherosclerosis - Google Patents
Acyl steryl glucoside, method for producing acyl steryl glucoside, composition, antioxidant, blood lipid-lowering agent, anti-obesity agent, anti-tumor agent, and prophylactic or therapeutic agent for atherosclerosis Download PDFInfo
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Description
特許法第30条第2項適用 平成29年6月3日、第19回マリンバイオテクノロジー学会仙台大会ホームページApplication of
特許法第30条第2項適用 平成29年6月3日、第19回マリンバイオテクノロジー学会仙台大会 講演要旨集 番号PA-12の掲載内容Application of
特許法第30条第2項適用 平成29年6月3日、第19回マリンバイオテクノロジー学会仙台大会 PA-12ポスターApplication of
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特許法第30条第2項適用 平成29年7月8日、第4回ラビリンチュラ・シンポジウム プログラムApplication of
特許法第30条第2項適用 平成29年7月8日、第4回ラビリンチュラ・シンポジウム P11 ポスターApplication of
本発明は、アシルステリルグルコシド、アシルステリルグルコシドの製造方法、組成物、抗酸化剤、血中脂質低下剤、抗肥満剤、抗腫瘍剤及びアテローム性動脈硬化症の予防又は治療剤に関する。 The present invention relates to an acylsteryl glucoside, a method for producing the acyl steryl glucoside, a composition, an antioxidant , a blood lipid-lowering agent, an anti-obesity agent, an anti-tumor agent, and a prophylactic or therapeutic agent for atherosclerosis.
ラビリンチュラ類は、海洋に生息する真核性微生物であり、葉緑体を持たず、海洋の有機物を分解、吸収する従属性の単細胞生物である。ラビリンチュラ類は、分類学的には、原生生物に属し、卵菌類などとともにストラメノバイル類と呼ばれる一大系統群を構成している。ラビリンチュラ類は、狭義のラビリンチュラ科とヤブレツボカビ科から構成され、前者はラビリンチュラ属1属、後者はオーランチオキトリウム属、スラウストキトリウム属、パエリティキトリウム属等の11属に分類されている。 Labyrinthulids are eukaryotic microorganisms that live in the ocean. Labyrinthula taxonomically, they belong to protists and form a large phylogenetic group called Stramenoviridae together with Oomycetes and the like. Labyrinthulids are composed of Labyrinthulaceae and Thraustochytrium in a narrow sense, and the former is classified into 1 genus Labyrinthula, and the latter is classified into 11 genera such as Aurantiochytrium, Thraustochytrium, and Paeritichytrium. It is
ラビリンチュラ類は、DHA等の高度不飽和脂肪酸、パルミチン酸等の飽和脂肪酸、スクアレン等の炭化水素、スフィンゴ脂質等の脂質の生産力に優れ、それらを細胞内の油球(油滴)に大量に蓄積することができる。そのため、医薬品、機能性食品、バイオエネルギーの生産源として産業的にも深い関心が寄せられている(特許文献1)。 Labyrinthula are excellent in producing highly unsaturated fatty acids such as DHA, saturated fatty acids such as palmitic acid, hydrocarbons such as squalene, and lipids such as sphingolipids. can be stored in Therefore, it is of great industrial interest as a production source for pharmaceuticals, functional foods, and bioenergy (Patent Document 1).
例えば、ラビリンチュラ類の1種であるオーランチオキトリウムは、石油を作る藻として注目されており、青魚から工業的に生産されているn-3高度不飽和脂肪酸の代替生産源としても開発が進められている。 For example, Aurantiochytrium, a species of Labyrinthula, is attracting attention as an alga that produces oil, and is being developed as an alternative production source for n-3 polyunsaturated fatty acids, which are industrially produced from bluefish. is underway.
ラビリンチュラ類に含まれる糖脂質として、ステロールにグルコースが結合したステリルグルコシド(SG)が同定されている。例えば、沖縄県波照間島の沿岸海水から分離したA. limacinum mh0186株において、ステリルグルコシドとして4つの物質が同定されている。具体的には、GL-A(3-O-b-D-glucopyranosyl-stigmasta-5,7,22-triene)とGL-B(3-O-b-D-glucopyranosyl-4-a-methyl-stigmasta-7,22-diene)という2種のステリルグルコシド(SG)が二次元NMRによって構造決定され、更に高速液体クロマトグラフィー-質量分析計(LC-MS)解析によってGL-C(3-O-b-D-glucopyranosyl-stigmasta-7,22-diene)とコレステリルグルコシド(CG)の存在が示されている(図1)。 As a glycolipid contained in Labyrinthula, steryl glucoside (SG) in which glucose is bound to sterol has been identified. For example, four substances have been identified as steryl glucosides in the A. limacinum mh0186 strain isolated from the coastal seawater of Hateruma Island, Okinawa Prefecture. Specifically, GL-A (3-O-b-D-glucopyranosyl-stigmasta-5,7,22-triene) and GL-B (3-O-b-D-glucopyranosyl-4-a-methyl-stigmasta-7,22-diene) The structures of two steryl glucosides (SG) were determined by two-dimensional NMR, and GL-C (3-O-b-D-glucopyranosyl-stigmasta-7,22 -diene) and cholesteryl glucoside (CG) (Fig. 1).
ステリルグルコシド(ステロール配糖体)やアシルステリルグルコシド(ステロール配糖体エステル)は、天然油脂成分として油脂中に含有されており、その用途として、例えば、発毛・育毛(特許文献2)、血中脂質の低下(特許文献3)、肥満予防(特許文献4)などの種々の用途が報告されている。 Steryl glucoside (sterol glycoside) and acyl steryl glucoside (sterol glycoside ester) are contained in oils and fats as natural oil components, and their uses include, for example, hair growth and restoration (Patent Document 2). , lowering of blood lipids (Patent Document 3), and prevention of obesity (Patent Document 4).
ステリルグルコシドやアシルステリルグルコシドは、需要が高い有用成分であるが、自然界では希少であり、その供給源は限られている。また、従来、ラビリンチュラ類にアシルステリルグルコシドが含まれることは知られていなかった。 Although steryl glucoside and acyl steryl glucoside are useful ingredients with high demand, they are rare in the natural world and their supply sources are limited. In addition, it was not previously known that Labyrinthulas contain acylsteryl glucosides.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ラビリンチュラ類を原料として用いる新奇アシルステリルグルコシドの製造方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、ラビリンチュラ類由来のアシルステリルグルコシドを含有する食品組成物、医薬組成物、化粧料組成物などの組成物を提供することにある。
また、本発明の更に別の目的は、ラビリンチュラ類由来のアシルステリルグルコシドを有効成分として含有する抗酸化剤、血中脂質低下剤、抗肥満剤、抗腫瘍剤及びアテローム性動脈硬化症の予防又は治療剤を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a novel acylsteryl glucoside using Labyrinthulas as a starting material.
Another object of the present invention is to provide compositions such as food compositions, pharmaceutical compositions and cosmetic compositions containing acylsteryl glucosides derived from Labyrinthula.
Still another object of the present invention is to provide an anti-oxidant , blood lipid-lowering agent, anti-obesity agent, anti-tumor agent and anti-atherosclerosis agent containing as an active ingredient an acylsteryl glucoside derived from labyrinthula. It is to provide a preventive or therapeutic agent.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、ラビリンチュラ類にステリルグルコシド以外に、構造未知の糖脂質が含まれることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the present inventors have found that Labyrinthula contain glycolipids of unknown structure in addition to sterylglucosides, and have completed the present invention.
従って、前記課題は、本発明によれば、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表されるアシルステリルグルコシドにより解決される。
また、前記課題は、本発明によれば、ラビリンチュラを用意するラビリンチュラ用意工程と、前記ラビリンチュラからアシルステリルグルコシドを含有するアシルステリルグルコシド画分を分離する分離工程と、前記分離工程で分離した前記アシルステリルグルコシド画分から前記アシルステリルグルコシドを精製する精製工程と、を行うことを特徴とするアシルステリルグルコシドの製造方法により解決される。
このとき、前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であるであるとよい。
At this time, the acyl steryl glucoside is preferably one or more represented by the following structural formula (I), structural formula (II), or structural formula (III).
また、前記課題は、本発明によれば、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを含有し、食品組成物、医薬組成物、化粧料組成物から選択される組成物により解決される。
このとき、前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であるとよい。
At this time, the acylsteryl glucoside is preferably one or more represented by the following structural formula (I), structural formula (II), or structural formula (III).
このとき、前記組成物が、食品組成物であるとよい。
このとき、前記組成物が、医薬組成物であるとよい。
このとき、前記組成物が、化粧料組成物であるとよい。
At this time, the composition is preferably a food composition.
At this time, the composition is preferably a pharmaceutical composition.
At this time, the composition is preferably a cosmetic composition.
また、前記課題は、本発明の抗酸化剤によれば、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを有効成分として含有し、前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であることにより解決される。
また、前記課題は、本発明の血中脂質低下剤によれば、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを有効成分として含有し、前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であることにより解決される。
また、前記課題は、本発明の抗肥満剤によれば、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを有効成分として含有し、前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であることにより解決される。
また、前記課題は、本発明の抗腫瘍剤によれば、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを有効成分として含有し、前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であることにより解決される。
また、前記課題は、本発明のアテローム性動脈硬化症の予防又は治療剤によれば、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを有効成分として含有し、前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であることにより解決される。
Further , according to the blood lipid-lowering agent of the present invention, an acylsteryl glucoside derived from Labyrinthula is contained as an active ingredient, and the acyl steryl glucoside is represented by the following structural formula (I) and structural formula (II) or one or more represented by Structural Formula (III) .
Further, according to the anti-obesity agent of the present invention, the acyl steryl glucoside derived from Labyrinthula is contained as an active ingredient, and the acyl steryl glucoside has the following structural formula (I) and structural formula (II) or one or more represented by Structural Formula (III) .
Further, according to the antitumor agent of the present invention, the acylsteryl glucoside derived from Labyrinthula is contained as an active ingredient, and the acyl steryl glucoside has the following structural formula (I) and structural formula (II) or one or more represented by Structural Formula (III) .
In addition, according to the preventive or therapeutic agent for atherosclerosis of the present invention, the above-mentioned problem is achieved by containing an acylsteryl glucoside derived from Labyrinthula as an active ingredient, and the acyl steryl glucoside is represented by the following structural formula (I ), Structural Formula (II) or Structural Formula (III) .
本発明によれば、新奇なアシルステリルグルコシドを提供することができる。
本発明のアシルステリルグルコシドの製造方法によれば、大量培養が可能な藻類バイオマスであるラビリンチュラ類を利用して、有用物質であるアシルステリルグルコシドを製造することが可能となる。
また、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを食品組成物、医薬組成物、化粧料組成物などの組成物として利用することが可能である。
また、本発明によれば、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを有効成分として含有する抗酸化剤、発毛又は育毛剤、血中脂質低下剤、抗肥満剤、抗腫瘍剤やアテローム性動脈硬化症の予防又は治療剤を提供することができる。
According to the present invention, novel acylsteryl glucosides can be provided.
According to the method for producing acyl steryl glucoside of the present invention, it is possible to produce acyl steryl glucoside, which is a useful substance, using Labyrinthula, which is an algal biomass that can be mass-cultivated.
In addition, Labyrinthula-derived acylsteryl glucosides can be used as compositions such as food compositions, pharmaceutical compositions, and cosmetic compositions.
Further, according to the present invention, an antioxidant, hair growth or hair restorer, blood lipid-lowering agent, anti-obesity agent, anti-tumor agent, or atherosclerosis containing as an active ingredient an acylsteryl glucoside derived from Labyrinthula. A prophylactic or therapeutic agent for disease can be provided.
以下、本発明の実施形態(本実施形態)について、図1乃至20を参照しながら説明する。
本実施形態は、アシルステリルグルコシド、アシルステリルグルコシドの製造方法、組成物、抗酸化剤、発毛又は育毛剤、血中脂質低下剤、抗肥満剤、抗腫瘍剤及びアテローム性動脈硬化症の予防又は治療剤に関するものである。
An embodiment (this embodiment) of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This embodiment provides an acylsteryl glucoside, a method for producing an acyl steryl glucoside, a composition, an antioxidant, a hair growth or hair restorer, a blood lipid-lowering agent, an anti-obesity agent, an anti-tumor agent, and atherosclerosis. It relates to a prophylactic or therapeutic agent.
本明細書において用いる略語は、以下のとおりである。
ASG:アシルステリルグルコシド(acyl steryl gluoside)
DCW:乾燥細胞重量(dry cell weight)
DHA:ドコサヘキサエン酸(docosahexaenoic acid)
EG:エルゴステリルグルコシド(ergosteryl glucoside)
LC-MS:液体クロマトグラフィー-質量分析(liquid chromatography mass spectrometry)
LPC:リゾフォスファチジルコリン(lysophosphatidyl choline)
LPE:リゾフォスファチジルエタノールアミン(lysophosphatidyl ethanolamine)
PC:フォスファチジルコリン(phosphatidyl choline)
PE:フォスファチジルエタノールアミン(phosphatidyl ethanolamine)
SE:ステロールエステル(sterol ester)
SG:ステリルグルコシド(steryl glucoside)
TG:トリアシルグリセロール(triacylglycerol)
TLC:薄層クロマトグラフィー(thin layer chromatography)
Abbreviations used herein are as follows.
ASG: acyl steryl gluoside
DCW: dry cell weight
DHA: docosahexaenoic acid
EG: ergosteryl glucoside
LC-MS: liquid chromatography-mass spectrometry
LPC: lysophosphatidyl choline
LPE: lysophosphatidyl ethanolamine
PC: phosphatidyl choline
PE: phosphatidyl ethanolamine
SE: sterol ester
SG: steryl glucoside
TG: triacylglycerol
TLC: thin layer chromatography
<ラビリンチュラ>
本実施形態のアシルステリルグルコシドは、海洋性真核微生物であるラビリンチュラ類を培養し分離、精製することにより得ることができる。
本実施形態において、「ラビリンチュラ」とは、動物学や植物学の分類でラビリンチュラ類に分類される微生物、その変種、その変異種のすべてを含む。
<Labyrinthula>
The acylsteryl glucoside of the present embodiment can be obtained by culturing, separating, and purifying Labyrinthula, which are marine eukaryotic microorganisms.
In the present embodiment, the term "Labyrinthula" includes all microorganisms classified as Labyrinthula in zoological and botanical classification, variants thereof, and variants thereof.
ラビリンチュラ類としては、ラビリンチュラ属(Labyrinthula)、アルトルニア属(Althornia)、アプラノキトリウム属(Aplanochytrium)、イァポノキトリウム属(Japonochytrium)、ラビリンチュロイデス属(Labyrinthuloides)、シゾキトリウム属(Schizochytrium)、ヤブレツボカビ属(Thraustochytrium)、オブロンギチトリウム属(Oblongichytrium)、パリエチキトリウム属(Parietichytrium)、又はウルケニア属(Ulkenia)、オーランチオキトリウム属(Aurantiochytrium)が挙げられ、好ましくはオーランチオキトリウム属に属する微生物であり、特に好ましくはオーランチオキトリウム・リマシナム(Aurantiochytrium limacinum)が挙げられる。これらは保存機関から分譲された菌株、あるいはその継代培養菌株であってもよく、例えば、A.limacinum mh0186株が例示される。 Labyrinthulas include the genus Labyrinthula, Althornia, Aplanochytrium, Japonochytrium, Labyrinthuloides, Schizochytrium, Thraustochytrium, Oblongichytrium, Parietichytrium, or Ulkenia, Aurantiochytrium, preferably Aurantiochytrium Among these microorganisms, Aurantiochytrium limacinum is particularly preferred. These may be strains distributed from preservation institutions or subculture strains thereof. The limacinum mh0186 strain is exemplified.
ラビリンチュラ類A.limacinum mh0186株(受託番号FERM P-19755)、は、沖縄県波照間島沿岸で単離され、培養温度が10~35℃と幅広い温度で生育可能であるため、本実施形態のアシルステリルグルコシドの製造方法に好適に用いることができる。 Labyrinthulas A. The limacinum mh0186 strain (accession number FERM P-19755) is isolated on the coast of Hateruma Island, Okinawa Prefecture, and can grow at a wide range of culture temperatures from 10 to 35 ° C. Therefore, the acylsteryl glucoside of the present embodiment. It can be suitably used for the manufacturing method.
ラビリンチュラ類は、海洋、特に沿岸域の海水域や、河口などの汽水域に広く分布しており、これらから分離して使用しても良く、また、既に単離されている任意のラビリンチュラ類を使用してもよい。
ラビリンチュラ類は、その全ての変異株を包含する。また、これらの変異株の中には、遺伝的方法、たとえば組換え、形質導入、形質転換等により得られたものも含有される。
Labyrinthulas are widely distributed in the ocean, especially in coastal seawater areas and brackish water areas such as estuaries. kind can be used.
Labyrinthulids include all variants thereof. These mutant strains also include those obtained by genetic methods such as recombination, transduction, and transformation.
ラビリンチュラ類の培養は、通常用いられる固体培地あるいは液体培地等で、常法により培養する。この時、用いられる培地としては、例えば炭素源としてグルコース、フルクトース、サッカロース、デンプン、グリセリン等、また窒素源として酵母エキス、コーンスティープリカー、ポリペプトン、グルタミン酸ナトリウム、尿素、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸ナトリウム等、また無機塩としてリン酸カリウム等、その他必要な成分を適宜組み合わせた培地であり、ラビリンチュラ類を培養するために通常用いられるものであれば特に限定されないが、特に好ましくは酵母エキス・グルコース培地(GY培地)が用いられる。培地は調製後、pHを3.0~8.0の範囲内に調整した後、オートクレーブ等により殺菌して用いる。培養は、10~40℃、好ましくは15~35℃にて、1~14日間、通気撹拌培養、振とう培養、あるいは静置培養で行えば良い。 Labyrinthulids are cultured in a conventional solid medium, liquid medium, or the like by a conventional method. At this time, the medium used includes, for example, carbon sources such as glucose, fructose, saccharose, starch, and glycerin, and nitrogen sources such as yeast extract, corn steep liquor, polypeptone, sodium glutamate, urea, ammonium acetate, ammonium sulfate, ammonium nitrate, and chloride. It is a medium in which ammonium, sodium nitrate, etc., and potassium phosphate as an inorganic salt, and other necessary components are appropriately combined, and is not particularly limited as long as it is commonly used for culturing Labyrinthula, but is particularly preferred. A yeast extract-glucose medium (GY medium) is used. After preparation, the medium is adjusted to a pH within the range of 3.0 to 8.0, and then sterilized by an autoclave or the like before use. Cultivation may be performed at 10 to 40° C., preferably 15 to 35° C., for 1 to 14 days by aeration and stirring culture, shaking culture, or static culture.
ラビリンチュラ類の培養は、光を照射することなく行うことができるが、太陽光を直接利用するオープンポンド方式、集光装置で集光した太陽光を光ファイバー等で送り、培養槽で照射させ光合成に利用する集光方式等により行っても良い。
また、ラビリンチュラ類の培養は、例えば供給バッチ法を用いて行われ得るが、フラスコ培養や発酵槽を用いた培養、回分培養法、半回分培養法(流加培養法)、連続培養法(灌流培養法)等、いずれの液体培養法により行っても良い。
ラビリンチュラ類の分離は、例えば培養液の遠心分離,濾過又は単純な沈降によって行われる。
Labyrinthula can be cultivated without irradiating light, but the open pond method, which directly uses sunlight, collects sunlight with a light collector, sends it through optical fibers, etc., and irradiates it in the culture tank for photosynthesis. It may be performed by a condensing method or the like used for the above.
Labyrinthula can be cultured using, for example, a feeding batch method, but flask culture, culture using a fermenter, batch culture method, semi-batch culture method (fed-batch culture method), continuous culture method ( Any liquid culture method such as perfusion culture method) may be used.
Separation of labyrinthulids is carried out, for example, by centrifugation, filtration or simple sedimentation of the broth.
<ステリルグルコシド及びアシルステリルグルコシド>
(ステリルグルコシド)
ステリルグルコシド(SG)は、糖脂質の1種であり、ステロール骨格にグルコースがα-又はβ-グルコシド結合した構造をとる。ステリルグルコシドは細胞分化やストレス応答における脂質性メディエーターとして機能する可能性が示唆されている。また、ステリルグルコシドは、例えば、ウイルス感染及び細菌感染の治療剤、発毛剤、育毛剤、血中脂質低下剤、抗肥満剤、抗ストレス剤、栄養成分吸収促進剤などの有効成分として知られている。
<Steryl glucoside and acyl steryl glucoside>
(steryl glucoside)
A steryl glucoside (SG) is a type of glycolipid, and has a structure in which glucose is bonded to a sterol skeleton via α- or β-glucoside. It has been suggested that steryl glucoside may function as a lipid mediator in cell differentiation and stress response. In addition, steryl glucoside is known as an active ingredient of, for example, therapeutic agents for viral and bacterial infections, hair growth agents, hair growth agents, blood lipid-lowering agents, anti-obesity agents, anti-stress agents, nutrient absorption promoters, and the like. It is
(アシルステリルグルコシド)
アシルステリルグルコシド(ASG)とは、ステリルグルコシド(SG)に脂肪酸がエステル結合した物質の総称である。
ここで、本実施形態のアシルステリルグルコシドは、ステリルグルコシド(SG)にドコサヘキサエン酸(DHA)やパルミチン酸がエステル結合している。
(acyl steryl glucoside)
Acyl steryl glucoside (ASG) is a general term for substances in which fatty acids are ester-bonded to steryl glucoside (SG).
Here, in the acyl steryl glucoside of the present embodiment, docosahexaenoic acid (DHA) or palmitic acid is ester-bonded to steryl glucoside (SG).
本実施形態のアシルステリルグルコシドは、ステリルグルコシド(SG)にDHAがエステル結合した下記構造式(I)(DHA-GL-A)、構造式(II)(DHA-CG)又は構造式(III)(DHA-GL-C)で表されるものである。
アシルステリルグルコシド(ASG)の機能性として、ヒト乳がん細胞株(MCF7)をステリルグルコシド(SG)よりも良く殺すこと(Wimmerova et al, Improved enzyme-mediated synthesis and supramolecular self-assembly of naturally occurring conjugates of β-sitosterol, Steroids 117 (2017) 38-43)、上昇したLDLコレステロールを減少させること(Ito et al, Rice bran extract containing acylated steryl glucoside fraction decreases elevated blood LDL cholesterol level in obese Japanese men, The Journal of Medical Investigation, 62 (2015) 80-84)、アテローム性動脈硬化症リスクを低減させること(Nhung et al, Rice Bran Extract Reduces the Risk of Atherosclerosis in Post-Menopausal Vietnamese Women., Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 62 (2016) 295-302)などが報告されている。 As a function of acylsteryl glucoside (ASG), it kills human breast cancer cell line (MCF7) better than steryl glucoside (SG) (Wimmerova et al, Improved enzyme-mediated synthesis and supramolecular self-assembly of naturally occurring conjugates of β-sitosterol, Steroids 117 (2017) 38-43), reducing elevated LDL cholesterol (Ito et al, Rice bran extract containing acylated steryl glucoside fraction decreases elevated blood LDL cholesterol level in obese Japanese men, The Journal of Medical Investigation, 62 (2015) 80-84), Nhung et al, Rice Bran Extract Reduces the Risk of Atherosclerosis in Post-Menopausal Vietnamese Women., Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 62 (2016) 295-302) have been reported.
<アシルステリルグルコシドの製造方法>
本実施形態のアシルステリルグルコシドの製造方法は、ラビリンチュラを用意するラビリンチュラ用意工程と、前記ラビリンチュラからアシルステリルグルコシドを含有するアシルステリルグルコシド画分を分離する分離工程と、前記分離工程で分離した前記アシルステリルグルコシド画分から前記アシルステリルグルコシドを精製する精製工程と、を行うことを特徴とする。
以下、各工程について、図2を参照して詳細に説明する。
<Method for Producing Acylsteryl Glucoside>
The method for producing acyl steryl glucoside of the present embodiment includes a labyrintula preparation step of preparing labyrintula, a separation step of separating an acyl steryl glucoside fraction containing acyl steryl glucoside from the labyrintula, and the separation and a purification step of purifying the acyl steryl glucoside from the acyl steryl glucoside fraction separated in the step.
Each step will be described in detail below with reference to FIG.
(ラビリンチュラ用意工程)
ラビリンチュラ用意工程では、アシルステリルグルコシドの原料となるラビリンチュラ類を用意する(ステップS1)。
原料となるラビリンチュラとしては、アシルステリルグルコシドの分離・精製の観点からラビリンチュラ細胞の乾燥品を用いることが好ましいが、これに限定されるものではない。本実施形態において、ラビリンチュラ生細胞を凍結乾燥処理やスプレー乾燥処理して得たラビリンチュラの乾燥体を原料として用いると好適である。
(Labyrinthula preparation process)
In the labyrinthula preparing step, labyrinthula as a raw material for acylsteryl glucoside are prepared (step S1).
Labyrinthula used as a raw material is preferably a dried product of Labyrinthula cells from the viewpoint of separation and purification of acylsteryl glucoside, but is not limited to this. In the present embodiment, it is preferable to use, as a raw material, a dried body of Labyrinthula obtained by freeze-drying or spray-drying live Labyrinthula cells.
また、培養後に、遠心分離,濾過又は沈降等によって回収したラビリンチュラ生細胞を原料とすることもできる。ラビリンチュラ生細胞は、培養槽から収穫後そのままの状態で使用することもできるが、水若しくは生理食塩水で洗浄するのが好ましい。また、ラビリンチュラ藻体が培養液や水などの液体に分散した分散液の状態で用いてもよい。
更に、ラビリンチュラ細胞を超音波照射処理や、ホモゲナイズ等の機械処理を行うことにより得た藻体の機械的処理物を原料としてもよい。また、機械的処理物に乾燥処理を施した機械的処理物乾燥物を原料としてもよい。
In addition, live Labyrinthula cells collected by centrifugation, filtration, sedimentation, or the like after culturing can also be used as a raw material. Live Labyrinthula cells can be used as they are after being harvested from the culture vessel, but are preferably washed with water or saline. Alternatively, the Labyrinthulula alga body may be used in the form of a dispersion in a liquid such as a culture solution or water.
Furthermore, a mechanically treated product of algal bodies obtained by subjecting Labyrinthula cells to ultrasonic irradiation treatment or mechanical treatment such as homogenization may be used as a raw material. Also, a dried mechanically processed product obtained by subjecting a mechanically processed product to a drying treatment may be used as a raw material.
(分離工程)
分離工程では、ラビリンチュラ用意工程で用意したラビリンチュラからアシルステリルグルコシドを含有するアシルステリルグルコシド画分を分離する(ステップS2)。
アシルステリルグルコシド画分を分離することができれば、分離(分画)の方法は特に限定されるものではないが、例えば、適当な分離手段(例えば、分配抽出、ゲル濾過法、シリカゲルクロマト法、逆相若しくは順相の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)など)によりアシルステリルグルコシド含有量の高い画分を分画して得る方法や、粉砕されたラビリンチュラ及びアシルステリルグルコシドを含む抽出物の抽出混合物をろ過し、抽出液と残渣に分離し、抽出液を濃縮して液体クロマトググラフィーにより分画する方法が挙げられる。
(Separation process)
In the separation step, an acylsteryl glucoside fraction containing acyl steryl glucoside is separated from the labyrinthula prepared in the labyrinthula preparation step (step S2).
The method of separation (fractionation) is not particularly limited as long as the acylsteryl glucoside fraction can be separated. A method of fractionating a fraction with a high acylsteryl glucoside content by reverse-phase or normal-phase high performance liquid chromatography (HPLC, etc.), A method of filtering the extraction mixture, separating the extract and residue, concentrating the extract, and fractionating by liquid chromatography may be mentioned.
ラビリンチュラ用意工程で、培養したラビリンチュラを含む培養液を用意した場合、培養液の遠心分離または単純な沈降、膜濾過等の公知の方法によってラビリンチュラ藻体を回収して、ラビリンチュラ藻体を洗浄後、公知の乾燥方法(真空凍結乾燥、噴霧乾燥、加熱真空乾燥等)で乾燥することによりラビリンチュラの藻体乾燥物を分離工程で用いてもよい。 When a culture medium containing cultured Labyrinthuula is prepared in the Labyrinthulea preparation step, the Labyrinthulan algal body is recovered by a known method such as centrifugation of the culture medium, simple sedimentation, or membrane filtration, and the Labyrinthulan algal body is After washing, the dried alga body of Labyrinthula may be used in the separation step by drying by a known drying method (vacuum freeze drying, spray drying, heat vacuum drying, etc.).
また、ラビリンチュラ用意工程で用意したラビリンチュラを、超音波破砕機等の公知の粉砕方法で粉砕してもよい。 Alternatively, the labyrinthula prepared in the labyrinthula preparation step may be pulverized by a known pulverization method such as an ultrasonic crusher.
分離工程で用いる抽出溶媒は、アシルステリルグルコシドを抽出することができ、その後の精製が容易に行える溶媒であれば特に限定はされないが、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、プロピレングリコール、ブチレングリコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、クロロホルム、トルエン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン等を単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
特に、クロロホルム/メタノール混合溶媒を用いてアシルステリルグルコシドを抽出することが好ましい。この時、溶媒の混合比は任意に設定すれば良いが、クロロホルム:メタノール=50vol%:50vol%~90vol%:10vol%の溶媒を用いることが好ましく、クロロホルム:メタノール=60vol%:40vol%~70vol%:30vol%の溶媒を用いることがより好ましく、Folch分配、即ちクロロホルム:メタノール=2:1(体積比)の溶媒を用いることが特に好ましい。
The extraction solvent used in the separation step is not particularly limited as long as it can extract the acyl steryl glucoside and facilitates subsequent purification. Examples include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, propylene glycol, Alcohols such as butylene glycol, methyl acetate, ethyl acetate, acetone, chloroform, toluene, pentane, hexane, cyclohexane, and the like can be used alone or in combination of two or more.
In particular, it is preferable to extract the acylsteryl glucoside using a mixed solvent of chloroform/methanol. At this time, the mixing ratio of the solvent may be set arbitrarily, but it is preferable to use a solvent of chloroform: methanol = 50 vol%: 50 vol% to 90 vol%: 10 vol%, chloroform: methanol = 60 vol%: 40 vol% to 70 vol%. %:30 vol % solvent is more preferred, and it is particularly preferred to use a solvent with a Folch distribution, ie chloroform:methanol=2:1 (volume ratio).
(精製工程)
精製工程では、前記分離工程で分離した前記アシルステリルグルコシド画分から前記アシルステリルグルコシドを精製する(ステップS3)。
目的とするアシルステリルグルコシドを精製することができれば、精製の方法は特に限定されるものではないが、例えば、適切な分離カラムや再結晶によってアシルステリルグルコシドを精製する方法が挙げられる。
(Refining process)
In the purification step, the acylsterylglucoside is purified from the acylsterylglucoside fraction separated in the separation step (step S3).
The purification method is not particularly limited as long as it can purify the desired acyl steryl glucoside, but examples include a method of purifying the acyl steryl glucoside by a suitable separation column or recrystallization.
<用途>
ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、他のステリルグルコシド(SG)やアシルステリルグルコシド(ASG)と同様に、その機能性を利用して、各種用途に用いることが可能である。
<Application>
Labyrinthula-derived acyl steryl glucoside can be used for various purposes by utilizing its functionality, like other steryl glucosides (SG) and acyl steryl glucosides (ASG).
(抗酸化剤)
ドコサヘキサエン酸(DHA)等の多価不飽和脂肪酸は、抗酸化作用を有しており、ステリルグルコシド(SG)にドコサヘキサエン酸(DHA)がエステル結合したラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、抗酸化剤として用いることが可能である。
(antioxidant)
Polyunsaturated fatty acids such as docosahexaenoic acid (DHA) have antioxidant effects, and acyl steryl glucoside derived from Labyrinthula, in which docosahexaenoic acid (DHA) is ester-bonded to steryl glucoside (SG), is an anti-oxidant. It can be used as an oxidizing agent.
(発毛剤、育毛剤)
ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、発毛剤や育毛剤として用いることが可能である(特開平7-101835号公報)。
(hair growth agent, hair restorer)
Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside can be used as a hair growth agent or a hair restorer (JP-A-7-101835).
(血中脂質低下剤)
ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、血中におけるコレステロール、中性脂質、リン脂質などの脂質を低下させるために用いられる血中脂質低下剤として用いることが可能である(特開平7-118159号公報、Ito et al, The Journal of Medical Investigation, 62 (2015) 80-84)。
(Blood lipid-lowering agent)
Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside can be used as a blood lipid-lowering agent that is used to lower lipids such as cholesterol, neutral lipids and phospholipids in the blood (JP-A-7-118159). Bulletin, Ito et al, The Journal of Medical Investigation, 62 (2015) 80-84).
(抗肥満剤)
ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、肥満の治療や予防のために用いられる抗肥満剤として用いることが可能である(特開平7-107939号公報)。
(anti-obesity agent)
Labyrinthula-derived acylsteryl glucosides can be used as anti-obesity agents for the treatment and prevention of obesity (JP-A-7-107939).
(抗腫瘍剤)
ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、癌細胞を殺す作用を有しており、腫瘍の増殖を抑制して癌を治療するための抗腫瘍剤(抗乳癌剤))として用いることが可能である(Wimmerova et al, Steroids 117 (2017) 38-43)。
(antitumor agent)
Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside has a cancer cell-killing effect and can be used as an anti-tumor agent (anti-breast cancer agent) for treating cancer by suppressing tumor growth. (Wimmerova et al, Steroids 117 (2017) 38-43).
(アテローム性動脈硬化症の予防又は治療剤)
ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、アテローム性動脈硬化症リスクを低減させる作用を有しており、アテローム性動脈硬化症を予防又は治療するためのアテローム性動脈硬化症の予防又は治療剤として用いることが可能である(Nhung et al, Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 62 (2016) 295-302)。
(Prophylactic or therapeutic agent for atherosclerosis)
Labyrinthula-derived acyl steryl glucoside has the effect of reducing the risk of atherosclerosis, and is used as a prophylactic or therapeutic agent for atherosclerosis to prevent or treat atherosclerosis. (Nhung et al, Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 62 (2016) 295-302).
<組成物>
本実施形態に係るラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを有効成分として含有する抗酸化剤、発毛又は育毛剤、血中脂質低下剤、抗肥満剤、抗腫瘍剤及びアテローム性動脈硬化症の予防又は治療剤は、健康食品等の食品組成物、医薬組成物、化粧料組成物として構成されて生体に投与される。
<Composition>
Antioxidant, hair growth or hair growth agent, blood lipid-lowering agent, anti-obesity agent, anti-tumor agent, and prevention of atherosclerosis containing Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside according to the present embodiment as an active ingredient Alternatively, the therapeutic agent is configured as a food composition such as a health food, a pharmaceutical composition, or a cosmetic composition and administered to a living body.
(食品組成物)
本実施形態のラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、食品にも用いることが可能である。
本実施形態の食品組成物は、食品の分野では、各種作用を有効に発揮できる有効な量のラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを食品素材として、各種食品に配合することにより、当該作用を有する食品組成物を提供することができる。
また、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドを、特定保健用食品、栄養機能食品、機能性表示食品、病院患者用食品、サプリメント等と組み合わせて食品組成物を提供することも可能である。
当該食品組成物としては、例えば、調味料、畜肉加工品、農産加工品、飲料(清涼飲料、アルコール飲料、炭酸飲料、乳飲料、果汁飲料、茶、コーヒー、栄養ドリンク等)、粉末飲料(粉末ジュース、粉末スープ等)、濃縮飲料、菓子類(キャンディ(のど飴)、クッキー、ビスケット、ガム、グミ、チョコレート等)、パン、シリアル等が挙げられる。また、特定保健用食品、栄養機能食品、機能性表示食品等の場合、カプセル、トローチ、シロップ、顆粒、粉末等の形状であっても良い。
(Food composition)
The labyrinthula-derived acylsteryl glucoside of the present embodiment can also be used in foods.
In the field of foods, the food composition of the present embodiment has an effective amount of Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside that can effectively exhibit various actions as a food material, and is added to various foods. A food composition can be provided.
It is also possible to provide a food composition by combining a Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside with a food for specified health uses, a food with nutrient function claims, a food with functional claims, a food for hospital patients, a supplement, or the like.
Examples of the food composition include seasonings, processed meat products, processed agricultural products, beverages (soft drinks, alcoholic drinks, carbonated drinks, milk drinks, fruit juice drinks, tea, coffee, nutritional drinks, etc.), powdered drinks (powder juices, powdered soups, etc.), concentrated beverages, confectionery (candies, cookies, biscuits, gums, gummies, chocolates, etc.), breads, cereals and the like. In the case of food for specified health uses, food with nutrient function claims, food with function claims, etc., the shape may be capsule, troche, syrup, granule, powder, or the like.
ここで特定保健用食品とは、生理学的機能等に影響を与える保健機能成分を含む食品であって、消費者庁長官の許可を得て特定の保健の用途に適する旨を表示可能なものである。 Foods for Specified Health Uses are foods that contain functional health ingredients that affect physiological functions, etc., and can be labeled as suitable for specific health uses with the permission of the Director-General of the Consumer Affairs Agency. be.
また栄養機能食品とは、栄養成分(ビタミン、ミネラル)の補給のために利用される食品であって、栄養成分の機能を表示するものである。栄養機能食品として販売するためには、一日当たりの摂取目安量に含まれる栄養成分量が定められた上限値、下限値の範囲内にある必要があり、栄養機能表示だけでなく注意喚起表示等もする必要がある。
また機能性表示食品とは、事業者の責任において、科学的根拠に基づいた機能性を表示した食品である。販売前に安全性及び機能性の根拠に関する情報などが消費者庁長官へ届け出られたものである。
A food with nutrient function claims is a food that is used to supplement nutritional ingredients (vitamins and minerals), and the functions of the nutritional ingredients are indicated. In order to be sold as a food with nutrient function claims, the amount of nutrients contained in the recommended daily intake must be within the specified upper and lower limits. also need to
Foods with function claims are foods labeled with functionalities based on scientific evidence under the responsibility of the business operator. Information on the grounds for safety and functionality was submitted to the Commissioner of the Consumer Affairs Agency before sales.
本実施形態に係る食品組成物には、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドに加え、通常食品組成物に用いることができる成分を、1種または2種以上自由に選択して配合することが可能である。例えば、各種調味料、保存剤、乳化剤、安定剤、香料、着色剤、防腐剤、pH調整剤などの、食品分野で通常使用し得る全ての添加剤を含有させることができる。 In the food composition according to the present embodiment, in addition to Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside, one or more components that can be used in ordinary food compositions can be freely selected and blended. is. For example, all additives that can be commonly used in the food field, such as various seasonings, preservatives, emulsifiers, stabilizers, fragrances, coloring agents, preservatives, and pH adjusters, can be included.
本実施形態に係る食品組成物には、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドに、各種作用があることが知られているその他の物質を1種以上添加することも可能である。 To the food composition according to the present embodiment, it is also possible to add one or more other substances known to have various actions to the Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside.
(医薬組成物)
本実施形態のラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、医薬組成物として利用することができる。
本実施形態の医薬組成物は、各種作用を有効に発揮できる量のラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドと共に、薬学的に許容される担体や添加剤を配合することにより、当該作用を有する医薬組成物が提供される。当該医薬組成物は、医薬品であっても医薬部外品であってもよい。
当該医薬組成物は、外用的に適用されても、また内用的に適用されても良い。従って、当該医薬組成物は、内服剤、皮下注射、静脈注射、皮内注射、筋肉注射及び/又は腹腔内注射等の注射剤、経粘膜適用剤、経皮適用剤等の製剤形態で使用することができる。
当該医薬組成物の剤型としては、適用の形態により、適当に設定できるが、例えば、液剤、懸濁剤などの液状製剤、軟膏剤、またはゲル剤等の半固形剤、錠剤、顆粒剤、カプセル剤、粉末剤、散剤などの固形製剤が挙げられる。
(Pharmaceutical composition)
The labyrinthula-derived acylsteryl glucoside of the present embodiment can be used as a pharmaceutical composition.
The pharmaceutical composition of the present embodiment is a pharmaceutical composition having an effect by blending a pharmaceutically acceptable carrier and an additive with an acylsteryl glucoside derived from Labyrinthula in an amount that can effectively exhibit various effects. goods are provided. The pharmaceutical composition may be a drug or a quasi-drug.
The pharmaceutical composition may be applied topically or internally. Therefore, the pharmaceutical composition is used in formulation forms such as oral preparations, injections such as subcutaneous injections, intravenous injections, intradermal injections, intramuscular injections and/or intraperitoneal injections, transmucosal applications, transdermal applications, and the like. be able to.
The dosage form of the pharmaceutical composition can be appropriately set depending on the form of application. Examples include solid formulations such as capsules, powders, and powders.
本実施形態に係る医薬組成物には、薬学的に許容される添加剤を1種または2種以上自由に選択して含有させることができる。
例えば、本実施形態に係る医薬組成物を経口剤に適用させる場合、例えば、賦形剤、結合剤、崩壊剤、界面活性剤、保存剤、着色剤、矯味剤、香料、安定化剤、防腐剤、酸化防止剤等の、医薬製剤の分野で通常使用し得る全ての添加剤を含有させることができる。また、ドラックデリバリーシステム(DDS)を利用して、徐放性製剤等にすることもできる。
The pharmaceutical composition according to this embodiment can contain one or more pharmaceutically acceptable additives by freely selecting them.
For example, when the pharmaceutical composition according to this embodiment is applied to an oral formulation, for example, excipients, binders, disintegrants, surfactants, preservatives, coloring agents, flavoring agents, fragrances, stabilizers, preservatives All additives that can be commonly used in the field of pharmaceutical formulations, such as agents, antioxidants, etc., can be contained. In addition, a drug delivery system (DDS) can be used to prepare a sustained-release preparation or the like.
本実施形態に係る医薬組成物には、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシド以外に、各種作用があることが知られているその他の物質を1種以上添加することも可能である。 In addition to Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside, one or more other substances known to have various actions can be added to the pharmaceutical composition according to the present embodiment.
(化粧料組成物)
本実施形態のラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドは、各種作用を利用して、化粧料組成物に好適に用いることができる。
該化粧料組成物は、あらゆる形態の化粧料に適用することができる。例えば、ローション、乳液、クリーム、美容液などのスキンケア化粧料、ファンデーション、コンシーラー、化粧下地、口紅、頬紅、アイシャドウ、アイライナーなどのメイクアップ化粧料、日焼け止め化粧料などに適用することができる。
(Cosmetic composition)
The labyrinthula-derived acylsteryl glucoside of the present embodiment can be suitably used in cosmetic compositions by utilizing various actions.
The cosmetic composition can be applied to any form of cosmetics. For example, it can be applied to skin care cosmetics such as lotions, milky lotions, creams and serums, makeup cosmetics such as foundations, concealers, makeup bases, lipsticks, blushers, eye shadows and eyeliners, and sunscreen cosmetics. .
本実施形態に係る化粧料組成物には、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドに加え、通常化粧料組成物に用いることができる成分を、1種または2種以上自由に選択して配合することが可能である。
例えば、基材、保存剤、乳化剤、着色剤、防腐剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、保湿剤、紫外線吸収剤、香料、防腐防黴剤、体質顔料、着色顔料、アルコール、水などの、化粧品分野で通常使用し得る全ての添加剤を含有させることができる。
In the cosmetic composition according to the present embodiment, in addition to Labyrinthula-derived acylsteryl glucoside, one or more components that can be used in ordinary cosmetic compositions are freely selected and blended. is possible.
For example, base materials, preservatives, emulsifiers, coloring agents, preservatives, surfactants, ultraviolet absorbers, antioxidants, moisturizing agents, ultraviolet absorbers, fragrances, antiseptic antifungal agents, extender pigments, coloring pigments, alcohols, All additives that can normally be used in the cosmetic field, such as water, can be included.
本実施形態に係る化粧料組成物において、ラビリンチュラ由来のアシルステリルグルコシドの含有量は特に限定されず、目的に応じて自由に設定することが可能である。 In the cosmetic composition according to the present embodiment, the content of the labyrinthula-derived acylsteryl glucoside is not particularly limited, and can be freely set according to the purpose.
以下、具体的実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下の実施例ではラビリンチュラ類であるAurantiochytrium limacinum mh0186株の総脂質画分から、Sep-pak plus silicaカラムを用いて未知糖脂質を単離し、質量分析計、弱アルカリ分解、βグルコシダーゼ処理により構造を解析した。また、糖脂質は液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)で定量した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on specific examples, but the present invention is not limited to these.
In the following examples, unknown glycolipids were isolated from the total lipid fraction of Aurantiochytrium limacinum mh0186 strain, which is a labyrinthula, using a Sep-pak plus silica column, and the structure was clarified by mass spectrometry, weak alkaline decomposition, and β-glucosidase treatment. Analyzed. Glycolipids were quantified with a liquid chromatograph-mass spectrometer (LC-MS).
<材料>
SGとASGはMatreya LCCから購入した。TG(12:0/12:0/12:0)、PC(11:0/11:0)、LPC(13:0)、PE(12:0/12:0)、LPE(13:0)、SE(16:0-d7 cholesterol)、d7 cholesterolはAvanti Polar Lipidsから購入した。人工海水(SEALIFE)は日本海水から購入した。LC-MS解析に用いた有機溶媒は和光純薬から購入した。
<Material>
SG and ASG were purchased from Matreya LCC. TG(12:0/12:0/12:0), PC(11:0/11:0), LPC(13:0), PE(12:0/12:0), LPE(13:0) , SE (16:0-d7 cholesterol), d7 cholesterol were purchased from Avanti Polar Lipids. Artificial seawater (SEALIFE) was purchased from Nihonkaisui. Organic solvents used for LC-MS analysis were purchased from Wako Pure Chemical Industries.
<試験1 未知糖脂質の単離・精製>
(A. limacinum mh0186 の培養)
ラビリンチュラとして、A. limacinum mh0186株を用いた。3mlの0.1% vitamin mixture、0.2% element solution含有GY培地(3.1%(w/v)D-glucose、1.0%(w/v)Yeast Extract、1.75%(w/v) SEALIFE)で前培養した細胞のうち100μlを、100mlのGY培地(300ml容三角フラスコ、0.1% vitamin mixture、0.2% element solution含有)に加えて3日間振とう培養した(150 rpm、25℃)。ここで、vitamin mixtureの組成は、0.2% (w/v) vitamin B1、0.001% (w/v) vitamin B2、0.001% (w/v) vitamin B12である。element solutionの組成は、3% (w/v) EDTA do-sodium、0.145% (w/v) FeCl3・6H2O、3.42% (w/v) H3BO3、0.43% (w/v) MnCl2・4H2O、0.1355% (w/v) ZnSO4・7H2O、0.013% (w/v) CoCl2・6H2O、0.01% (w/v) CuSO4・5H2Oである。
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(Culture of A. limacinum mh0186)
A. limacinum mh0186 strain was used as Labyrinthulas. Cells pre-cultured in 3ml of GY medium containing 0.1% vitamin mixture and 0.2% element solution (3.1% (w/v) D-glucose, 1.0% (w/v) Yeast Extract, 1.75% (w/v) SEALIFE) 100 μl of this was added to 100 ml of GY medium (300 ml Erlenmeyer flask, containing 0.1% vitamin mixture, 0.2% element solution) and cultured with shaking for 3 days (150 rpm, 25° C.). Here, the composition of the vitamin mixture is 0.2% (w/v) vitamin B1 , 0.001% (w/v) vitamin B2, 0.001% ( w/v) vitamin B12 . The composition of the element solution is 3% (w/v) EDTA do-sodium, 0.145% (w/v) FeCl 3 6H 2 O, 3.42% (w/v) H 3 BO 3 , 0.43% (w/v ) MnCl2.4H2O , 0.1355 % ( w/v) ZnSO4.7H2O , 0.013% ( w/v) CoCl2.6H2O , 0.01% ( w/v) CuSO4.5H2O . be.
(脂質抽出)
3日間培養した100mlの培養液を遠心分離(4℃、3,000×g,5min)して上清を除去した。1.75% SEA LIFEで洗浄後再度遠心分離して細胞を回収し、凍結乾燥により乾燥細胞を得た。得た乾燥細胞の重量を測定し、等量の水と200倍量のchloroform(C)/methanol(M)=2/1を加えて超音波で脂質を抽出した。濃縮乾固し、C/M/water(W)=8/4/3を加えて遠心分離(600×g,5min)し、下層を回収、乾固したものを総脂質とした。
(lipid extraction)
100 ml of culture solution cultured for 3 days was centrifuged (4° C., 3,000×g, 5 min) to remove the supernatant. After washing with 1.75% SEA LIFE, the cells were collected by centrifugation again and freeze-dried to obtain dry cells. The weight of the dried cells obtained was measured, and an equal volume of water and 200-fold volume of chloroform (C)/methanol (M) = 2/1 were added, and lipids were extracted with ultrasonic waves. After concentration and drying, C/M/water(W)=8/4/3 was added and centrifuged (600×g, 5 min), and the lower layer was recovered and dried to obtain total lipid.
(未知糖脂質の単離・精製)
Sep-Pak plus silica cartridge(Waters社製)にメタノール、アセトン、クロロホルムを順に流してコンディショニングした。回収した総脂質を3mlのクロロホルムに溶解し、全量をSep-Pak plus silicaカラムへ供試した。10mlのクロロホルムによって中性脂質を溶出した後、C/acetone(A)=80:20(vol%)で溶出した。
(Isolation and purification of unknown glycolipids)
A Sep-Pak plus silica cartridge (manufactured by Waters) was conditioned by sequentially passing methanol, acetone, and chloroform. The collected total lipid was dissolved in 3 ml of chloroform, and the whole amount was applied to a Sep-Pak plus silica column. After eluting neutral lipids with 10 ml of chloroform, elution was performed with C/acetone(A)=80:20 (vol%).
(薄層クロマトグラフィー(TLC)解析)
Sep-Pak plus silicaカラムで分取した溶出液を乾固した後、C/M=2/1に溶解して、2mg DCW分の脂質をTLCプレート(TLC Silica Gel 60, Merck)に負荷した。
C/M/W=65/25/4(v/v/v)を展開溶媒とし、オルシノール硫酸(0.2%オルシノール、11.4%硫酸)で発色した。
(Thin layer chromatography (TLC) analysis)
After drying the eluate fractionated on a Sep-Pak plus silica column, it was dissolved in C/M=2/1, and 2 mg DCW of lipid was applied to a TLC plate (
C/M/W=65/25/4 (v/v/v) was used as a developing solvent, and color was developed with orcinol-sulfuric acid (0.2% orcinol, 11.4% sulfuric acid).
(試験1の結果)
A. limacinum mh0186の総脂質をTLCで検出すると、未知糖脂質のバンドは中性脂質のバンドと非常に移動度が近く、中性脂質が多すぎるために、バンドが見えなくなった。そのためSep-Pak plus silicaカラムを用いて、A. limacinum mh0186の総脂質から中性脂質、糖脂質、リン脂質を分離した。その結果、SGと共にアセトン画分で検出された。次にSep-Pak plus silicaカラムを用いてSGを含まない未知糖脂質の単離方法を検討した結果、クロロホルム/アセトン=80/20で溶出すると未知糖脂質が単離できた(図3)。また、このバンドは標品のASGのRf値と一致していた。
(Results of Test 1)
When the total lipids of A. limacinum mh0186 were detected by TLC, the bands of unknown glycolipids were very close in mobility to the bands of neutral lipids. Therefore, a Sep-Pak plus silica column was used to separate neutral lipids, glycolipids, and phospholipids from the total lipids of A. limacinum mh0186. As a result, it was detected in the acetone fraction together with SG. Next, a method for isolating unknown glycolipids containing no SG was investigated using a Sep-Pak plus silica column, and as a result, unknown glycolipids could be isolated by elution with chloroform/acetone = 80/20 (Fig. 3). Also, this band coincided with the Rf value of the standard ASG.
<試験2 未知糖脂質のLC-MS解析>
(未知糖脂質のシリカからの掻き取り)
未知糖脂質をTLCプレートにアプライ(2mg DCW分×7レーン)し、試験1と同様の条件で展開、バンドを検出した。検出したバンドをスパチュラーで掻き取った。
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(Scraping of unknown glycolipid from silica)
An unknown glycolipid was applied to a TLC plate (2 mg DCW x 7 lanes), developed under the same conditions as
(スピンカラムを用いたシリカの除去)
掻き取ったシリカに C/M/W=65/25/4(v/v/v)を加えて超音波処理によって脂質を抽出した。遠心分離(600×g、5min)した後、上清を回収して乾固した。400μlのC/M=1/2と800μlのM/0.45% NaCl=1/1を加えて懸濁し、MonoSpin C18 FF(GL Sciences社製)に供試した。遠心分離(1,000×g、1min)して廃液を除去し、この操作を3回行った。カラムに200 μlの超純水を添加して遠心分離(1,000×g、1min)し、廃液を除去した。カラムに100μlのメタノールを添加して遠心分離(1,000×g、1min)し、溶出液を得た。
(Removal of silica using spin column)
C/M/W=65/25/4 (v/v/v) was added to the scraped silica and lipids were extracted by sonication. After centrifugation (600×g, 5 min), the supernatant was collected and dried. 400 μl of C/M=1/2 and 800 μl of M/0.45% NaCl=1/1 were added and suspended, and subjected to MonoSpin C18 FF (manufactured by GL Sciences). Centrifugation (1,000×g, 1 min) was performed to remove the waste liquid, and this operation was repeated three times. 200 μl of ultrapure water was added to the column and centrifuged (1,000×g, 1 min) to remove the waste liquid. 100 μl of methanol was added to the column and centrifuged (1,000×g, 1 min) to obtain an eluate.
(LC-MS解析)
未知糖脂質はLC-MS(3200 Q TRAP、AB SCIEX社製)によって構造を解析した。流速200μl/minで流し、カラムにInertSustain C18(2.1×150mm、5μl、GL Science社製)を用いてリン脂質、中性脂質と糖脂質を分離した。溶離液はA (Acetonitrile/Methanol/H2O=19/19/2(v/v/v)、0.1% Formic acid、0.028% Ammonia)とbuffer B(IPA、0.1% Formic acid、0.028% Ammonia)を使用した。クラジエント条件は、3分間3%Bの後、21分間かけて40%B、1分間で70%Bにして、70%Bを7分間維持し、最後に3%Bに戻して7分間維持した。A:100%、B:0%(3min)→A:60%、B:40%(21min)→A:30%、B:70%(1min)→A:30%、B:70%(7min)に設定した。
(LC-MS analysis)
The structures of unknown glycolipids were analyzed by LC-MS (3200 Q TRAP, manufactured by AB SCIEX). Phospholipids, neutral lipids and glycolipids were separated using InertSustain C18 (2.1×150 mm, 5 μl, manufactured by GL Science) in a column at a flow rate of 200 μl/min. The eluent was A (acetonitrile/Methanol/H 2 O=19/19/2(v/v/v), 0.1% Formic acid, 0.028% Ammonia) and buffer B (IPA, 0.1% Formic acid, 0.028% Ammonia). It was used. The gradient conditions were 3% B for 3 minutes, then 40% B for 21 minutes, 70% B for 1 minute, 70% B for 7 minutes, and finally back to 3% B for 7 minutes. did. A: 100%, B: 0% (3min) → A: 60%, B: 40% (21min) → A: 30%, B: 70% (1min) → A: 30%, B: 70% (7min ).
(試験2の結果)
結果を図4A及び図5Aに示す。未知糖脂質は、どちらもステロール骨格部分の質量数と一致する値が検出された。更にMS/MS/MS解析した結果、それぞれのステロール骨格に特徴的な部分の質量数と一致する値が検出された。これらの結果から、A. limacinum mh0186にはGL-A(3-O-b-D-glucopyranosyl-stigmasta-5,7,22-triene)やCG(コレステリルグルコシド)にDHAが付加したアシルステリルグルコシド(ASG)が存在することが明らかになった(図4B、図5B)。具体的には、GL-AにDHAが付加したDHA-GL-A(図4B、構造式(I))と、CGにDHAが付加したDHA-CG(図5B、構造式(II))が存在することがわかった。
(Results of test 2)
The results are shown in Figures 4A and 5A. For both unknown glycolipids, a value consistent with the mass number of the sterol skeleton portion was detected. As a result of further MS/MS/MS analysis, a value consistent with the mass number of the characteristic portion of each sterol skeleton was detected. From these results, A. limacinum mh0186 contains GL-A (3-ObD-glucopyranosyl-stigmasta-5,7,22-triene) and acylsteryl glucoside (ASG), which is CG (cholesteryl glucoside) with DHA attached. It was found to be present (Fig. 4B, Fig. 5B). Specifically, DHA-GL-A in which DHA is attached to GL-A (Fig. 4B, structural formula (I)) and DHA-CG in which DHA is attached to CG (Fig. 5B, structural formula (II)) found to exist.
<試験3 ASGの脂肪酸のガスクロマトグラフィー(GC)解析>
アシルステリルグルコシド(ASG)に結合している脂肪酸の組成をガスクロマトグラフィー(GC)で解析した。
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The composition of fatty acids bound to acyl steryl glucoside (ASG) was analyzed by gas chromatography (GC).
(試験3の結果)
結果を図6に示す。未知糖脂質には、DHA(C22:6)やパルミチン酸(C16:0)が多く存在することがわかった。
(Results of Test 3)
The results are shown in FIG. DHA (C22:6) and palmitic acid (C16:0) were found to be abundant in unknown glycolipids.
<試験4 ASGの分子種解析>
アシルステリルグルコシド(ASG)におけるステリルグルコシド(SG)と脂肪酸の組み合わせをLC-MSで解析した。
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The combination of steryl glucoside (SG) and fatty acid in acyl steryl glucoside (ASG) was analyzed by LC-MS.
(試験4の結果)
結果を図7に示す。DHAが付加したASGが最も多く特に、DHA-CG(図5B)、DHA-GL-A(図4B)が多く存在していた。また、DHA-GL-C(構造式(III))も存在していた。なお、SGはGL-A、GL-B、GL-C、CGの順に多く存在していた。
DHAが付加したアシルステリルグルコシド(ASG)は、これまでに報告のない新奇な構造であった。
(Results of test 4)
The results are shown in FIG. DHA-added ASG was the most abundant, and DHA-CG (Fig. 5B) and DHA-GL-A (Fig. 4B) were particularly abundant. DHA-GL-C (structural formula (III)) was also present. In addition, many SGs existed in the order of GL-A, GL-B, GL-C, and CG.
DHA-attached acylsteryl glucoside (ASG) is a novel structure that has never been reported before.
<試験5 ASGの脂肪酸と糖の結合解析>
LC-MSの解析結果より、未知糖脂質はSGに脂肪酸が結合したアシルステリルグルコシド(ASG)であると考えられた。植物ではASGはグルコース6位の炭素に脂肪酸がエステル結合した構造が報告されている。そこで、A. limacinum mh0186のASGも同様にSGに脂肪酸がエステル結合した構造であるかどうかを明らかにするために弱アルカリ分解とβグルコシダーゼ(EGCrP2)で処理をした(図8)。
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From the LC-MS analysis results, the unknown glycolipid was considered to be acylsteryl glucoside (ASG) in which a fatty acid is bound to SG. In plants, ASG has been reported to have a structure in which a fatty acid is ester-bonded to the carbon at the 6-position of glucose. Therefore, ASG of A. limacinum mh0186 was also subjected to mild alkali hydrolysis and treatment with β-glucosidase (EGCrP2) to clarify whether or not the structure of A. limacinum mh0186 is similarly ester-bonded with fatty acid (Fig. 8).
(弱アルカリ分解)
精製した未知糖脂質(4mg凍結乾燥細胞重量)に90μlのC/M=1/2と10μlのNaOHを加え、37℃でインキュベートした。2時間後、常温に戻して6μlのメタノールで10倍希釈した酢酸を加えて中和した後窒素乾固した。
(weak alkaline decomposition)
90 μl of C/M=1/2 and 10 μl of NaOH were added to the purified unknown glycolipid (4 mg lyophilized cell weight) and incubated at 37°C. After 2 hours, the mixture was returned to room temperature, neutralized by adding 6 μl of 10-fold diluted acetic acid with methanol, and then dried under nitrogen.
(未知糖脂質の精製)
乾固した反応後の未知糖脂質を、200μlのC/M=1/2に溶解し、試験2と同様の方法で脱塩した。抽出液を窒素乾固した。
(Purification of unknown glycolipid)
The dried unknown glycolipid after the reaction was dissolved in 200 μl of C/M=1/2 and desalted in the same manner as in
(βグルコシダーゼ処理)
弱アルカリ分解した未知糖脂質に、全量20μlになるように50mMのAcetate buffer(pH5.0)、0.025% Sodium Cholateと500ngのリコンビナントEGCrP2を加えて、37℃で24時間反応させた。ネガティブコントロールとして、煮沸したEGCrP2を加えたものも用意し、同様の条件で反応させた。反応終了後、蒸発乾固した。
(β-glucosidase treatment)
50 mM Acetate buffer (pH 5.0), 0.025% Sodium Cholate and 500 ng of recombinant EGCrP2 were added to the weakly alkaline digested unknown glycolipid to a total volume of 20 μl, and the mixture was allowed to react at 37° C. for 24 hours. As a negative control, boiled EGCrP2 was also prepared and reacted under the same conditions. After completion of the reaction, it was evaporated to dryness.
(TLC解析)
乾固した脂質を、5μlのC/M=2/1に溶解して、全量をTLCプレートにアプライした。C/M/W=65/25/4を展開溶媒として展開し、オルシノール硫酸で発色した。
(TLC analysis)
The dried lipid was dissolved in 5 μl of C/M=2/1 and the total amount was applied to the TLC plate. C/M/W=65/25/4 was developed as a developing solvent and colored with orcinol sulfuric acid.
(試験5の結果)
弱アルカリ分解とβグルコシダーゼ処理の結果、未知糖脂質はEGCrP2に耐性であるが、弱アルカリ分解することで、EGCrP2によって分解された(図9)。本試験の結果から、未知糖脂質がステリルグルコシド(SG)に脂肪酸がエステル結合したアシルステリルグルコシド(ASG)であることが分かった。
(Results of Test 5)
As a result of weak alkaline digestion and β-glucosidase treatment, the unknown glycolipid was resistant to EGCrP2, but was degraded by EGCrP2 by weak alkaline degradation (Fig. 9). From the results of this test, it was found that the unknown glycolipid was acyl steryl glucoside (ASG) in which a fatty acid is ester-bonded to steryl glucoside (SG).
<試験6 培養時期におけるSG・ASG量の比較>
試験6では、A. limacinum mh0186の培養時期におけるSGとASG量の変化をLC-MSで解析した。
<Test 6: Comparison of SG/ASG amounts during culture period>
In
(A. limacinum mh0186 の培養と増殖曲線の作製)
3mlのGY培地(0.1% vitamin mixture、0.2% element solution)で前培養した細胞を、初期濃度がOD600=0.02となるように100mlのGY培地(300ml容三角フラスコ、0.1% vitamin mixture、0.2% element solution含有)に加えて振とう培養した(150rpm、25℃)。24時間毎にOD600を測定した。
(Culturing of A. limacinum mh0186 and preparation of growth curve)
Cells pre-cultured in 3ml GY medium (0.1% vitamin mixture, 0.2% element solution) were added to 100ml GY medium (300ml Erlenmeyer flask, 0.1% vitamin mixture, 0.2% element solution) at an initial concentration of OD 600 = 0.02 (containing element solution) and cultured with shaking (150 rpm, 25°C). OD600 was measured every 24 hours.
(グルコース濃度の測定)
1mlの培養液を24時間毎に回収し、遠心分離(4℃、3,000× g、5 min)して上清を回収した。超純水で、培養1日目の上清を100倍、2日目、3日目の上清を50倍、4日目の上清を10倍、5~9日目の上清を5 倍に希釈した。また、検量線作成のためにグルコース標準液(200 mg/dL)の2倍希釈系列を作製し、10μlずつ分注した。
96穴プレートの各ウェルに、10μlの希釈済み培養液と発色試薬(グルコースCIIテスト、Wako)を加え、室温で15分間インキュベートした後、MULTISKAN FC(Thermo SCIENTIFIC社製)でOD492を測定した。
(Measurement of glucose concentration)
1 ml of the culture medium was collected every 24 hours and centrifuged (4°C, 3,000 xg, 5 min) to collect the supernatant. With ultrapure water, 100 times the supernatant on the 1st day of culture, 50 times the supernatant on the 2nd and 3rd days, 10 times the supernatant on the 4th day, 5 times the supernatant on the 5th to 9th days. Diluted twice. In addition, a 2-fold dilution series of a glucose standard solution (200 mg/dL) was prepared for preparation of a standard curve, and 10 μl of each was dispensed.
10 μl of diluted culture medium and coloring reagent (glucose CII test, Wako) were added to each well of a 96-well plate, incubated at room temperature for 15 minutes, and then OD 492 was measured with MULTISKAN FC (manufactured by Thermo SCIENTIFIC).
(細胞の回収と脂質抽出)
1mlの培養培地を24時間毎に回収し、遠心分離(4℃、3,000×g、5min)して上清を除去した。1.75% SEALIFEで洗浄後、凍結乾燥細胞を得た。4mgの乾燥細胞を測り取り、300μlのインターナルスタンダード(20 μM EG, 10μM ASG(18:0-sitosteryl glucoside)、TG(12:0/12:0/12:0)、PC(11:0/11:0)、LPC(13:0)、PE(12:0/12:0)、LPE(13:0)、SE(16:0-d7 cholesterol)、d7 cholesterol)含有C/M=2/1を加え、10分間超音波で脂質を抽出した。遠心分離(4℃、15,000rpm、5 min)し、上清を回収した後、75μlの超純水を加えて遠心分離(4℃、15,000rpm、5 min)し、下層を回収した。
(Cell recovery and lipid extraction)
1 ml of culture medium was collected every 24 hours and centrifuged (4° C., 3,000×g, 5 min) to remove the supernatant. Lyophilized cells were obtained after washing with 1.75% SEALIFE. 4 mg of dried cells was weighed out and added to 300 μl of internal standard (20 μM EG, 10 μM ASG (18:0-sitosteryl glucoside), TG (12:0/12:0/12:0), PC (11:0/ 11:0), LPC (13:0), PE (12:0/12:0), LPE (13:0), SE (16:0-d7 cholesterol), d7 cholesterol) C/M=2/ 1 was added and lipids were extracted with ultrasonic waves for 10 minutes. After centrifuging (4°C, 15,000 rpm, 5 min) and collecting the supernatant, 75 µl of ultrapure water was added, followed by centrifugation (4°C, 15,000 rpm, 5 min) to collect the lower layer.
(LC-MS解析)
回収した下層のうち100μlを、900μlの2-プロパノールを入れたオートサンプラーバイアルに加え、5μlをLC-MSに供試した。LC-MS条件は試験2と同様である。
(LC-MS analysis)
100 μl of the collected lower layer was added to an autosampler vial containing 900 μl of 2-propanol, and 5 μl was subjected to LC-MS. LC-MS conditions are similar to
(試験6の結果)
結果を図10乃至13に示す。図10は細胞の増殖曲線であり、図11は培養液に含まれるグルコース濃度の経時変化、図12はステリルグルコシド(SG)量の経時変化、図13はアシルステリルグルコシド(ASG)量の経時変化を示す。
(Results of test 6)
The results are shown in Figures 10-13. FIG. 10 is a cell growth curve, FIG. 11 is a time-dependent change in the glucose concentration contained in the culture medium, FIG. 12 is a time-dependent change in the amount of steryl glucoside (SG), and FIG. Shows change over time.
アシルステリルグルコシド(ASG)は対数増殖期に増加し、定常期以降で減少したが、ステリルグルコシド(SG)は定常期以降に増加傾向にあった。
これらの結果から、炭素源が十分にある時にはDHAはSGに結合して体内に蓄積されるが、グルコースが枯渇して栄養がなくなると、SGに結合していたDHAが遊離し、エネルギー源となることが考えられた。したがって、アシルステリルグルコシド(ASG)がステリルグルコシド(SG)のリザーバーとして働いている可能性が示唆された。
Acyl steryl glucoside (ASG) increased during the logarithmic growth phase and decreased after the stationary phase, while steryl glucoside (SG) tended to increase after the stationary phase.
These results indicate that DHA binds to SG and accumulates in the body when carbon sources are sufficient, but when glucose is depleted and nutrients are depleted, DHA bound to SG is released and used as an energy source. It was thought that Therefore, it was suggested that acyl steryl glucoside (ASG) may act as a reservoir for steryl glucoside (SG).
<試験7 出芽酵母におけるASG合成酵素の探索>
ASG合成酵素に関して、TGリパーゼが脂肪酸をSGに転移する(仮説1、図14(a))、またはホスホリパーゼが脂肪酸をSGに転移する(仮説2、図14(b))、という2つの仮説を考えた。2つの仮説のうち仮説1を、出芽酵母を用いて検証した。
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Regarding ASG synthase, two hypotheses are proposed: TG lipase transfers fatty acid to SG (
(出芽酵母におけるオレイン酸添加によるSGとASG量の比較)
出芽酵母は、培地にオレイン酸を添加することで大きな油滴を作る。そこで、培地にオレイン酸を添加し、大きな油滴を作らせることによって出芽酵母の持つTG量を増加させ、SGとASG量の変化をLC-MSで解析した。また、出芽酵母野生株はSGをほとんど持っていないため、本試験では、出芽酵母の主要ステロールであるエルゴステロールにUDP-GlcからGlcを転移し、エルゴステリルグルコシド(EG)を合成するUgt51を過剰発現させたEG過剰蓄積株を用いた。
(出芽酵母UGT51OE/egh1KO株の培養)
UGT51OE/egh1KO株を用い、3mlのYPD培地(2.0% (w/v) D-glucose、1.0% (w/v) Polypeptone、1.0%(w/v) Yeast Extract)で前培養した細胞を、初期濃度OD600=0.2となるように3mlのYPD培地に加えた。YPD培地に、エタノールに溶解した3μlの1μg/μlオレイン酸を添加し、24時間振とう培養した(150 rpm、30℃)。ネガティブコントロールとして3μlのエタノールのみを添加したものも用意し、同様の条件で培養した。
(Comparison of SG and ASG amounts by adding oleic acid in budding yeast)
Saccharomyces cerevisiae produces large oil droplets by adding oleic acid to the medium. Therefore, we added oleic acid to the medium to increase the amount of TG in budding yeast by making large oil droplets, and analyzed the changes in SG and ASG amounts by LC-MS. In addition, since wild strains of budding yeast have almost no SG, in this test, Ugt51, which synthesizes ergosteryl glucoside (EG) by transferring Glc from UDP-Glc to ergosterol, a major sterol of budding yeast, was used. An overexpressed EG-overaccumulating strain was used.
(Culture of budding yeast UGT51OE/egh1KO strain)
Using the UGT51OE/egh1KO strain, precultured cells in 3 ml of YPD medium (2.0% (w/v) D-glucose, 1.0% (w/v) Polypeptone, 1.0% (w/v) Yeast Extract) Added to 3 ml of YPD medium at a concentration of OD 600 =0.2. 3 μl of 1 μg/μl oleic acid dissolved in ethanol was added to the YPD medium and cultured with shaking for 24 hours (150 rpm, 30° C.). As a negative control, 3 µl of ethanol alone was also prepared and cultured under the same conditions.
(細胞の回収と脂質抽出)
24時間培養した3mlの培養培地を遠心分離(4℃、3,000×g、5 min)して上清を除去した。PBS溶液で洗浄後、再度遠心して細胞を回収し、凍結乾燥により乾燥細胞を得た。4mgの乾燥細胞を測り取り、300μlのインターナルスタンダード(20μM CG、10μM ASG(18:0-sitosteryl glucoside)、TG(12:0/12:0/12:0)、PC(11:0/11:0)、LPC(13:0)、PE(12:0/12:0)、LPE(13:0)、SE(16:0-d7 cholesterol)、d7 cholesterol)含有C/M=2/1を加え、10分間超音波で破砕した。遠心分離(
4℃、15,000rpm、5 min)して上清を回収した。75μlの超純水を加えて遠心分離(4℃、15,000rpm、5min)し、下層を回収した。
(Cell recovery and lipid extraction)
After culturing for 24 hours, 3 ml of the culture medium was centrifuged (4°C, 3,000 xg, 5 min) to remove the supernatant. After washing with a PBS solution, the cells were collected by centrifugation again and freeze-dried to obtain dry cells. 4 mg of dried cells was weighed out and added to 300 μl of internal standard (20 μM CG, 10 μM ASG (18:0-sitosteryl glucoside), TG (12:0/12:0/12:0), PC (11:0/11 :0), LPC (13:0), PE (12:0/12:0), LPE (13:0), SE (16:0-d7 cholesterol), d7 cholesterol) C/M=2/1 was added and sonicated for 10 minutes. Centrifugation (
4°C, 15,000 rpm, 5 min) and the supernatant was collected. 75 μl of ultrapure water was added and centrifuged (4° C., 15,000 rpm, 5 min) to collect the lower layer.
(LC-MS解析によるSG・ASG量の測定)
回収した全量の下層をオートサンプラーバイアルに入れ、5μlをLC-MSに供試した。LC-MS条件は試験2と同様である。
(Measurement of SG/ASG amount by LC-MS analysis)
The entire bottom layer collected was placed in an autosampler vial and 5 μl was subjected to LC-MS. LC-MS conditions are similar to
(TGリパーゼ(tgl3, 4, 5)欠損株のSG・ASG量の測定)
TGリパーゼ(tgl3、tgl4、tgl5)欠損株を用いた。3mlのYPD培地で前培養した細胞を、初期濃度OD600=0.02となるように3mlのYPD培地に加え、24時間振とう培養した(150rpm、30℃)。前述の方法で脂質抽出をしてLC-MSによってSG・ASGの含有量を解析した。
(Measurement of SG and ASG amounts in TG lipase (tgl3, 4, 5)-deficient strains)
TG lipase (tgl3, tgl4, tgl5)-deficient strains were used. Cells precultured in 3 ml of YPD medium were added to 3 ml of YPD medium to an initial concentration of OD 600 =0.02, and cultured with shaking (150 rpm, 30° C.) for 24 hours. Lipid extraction was performed by the method described above, and the content of SG and ASG was analyzed by LC-MS.
(TGリパーゼ欠損株におけるAEG量解析)
TGリパーゼがAEG合成酵素であれば、TGリパーゼを欠損することでAEG量が減少すると考えた。そこで、出芽酵母は主要なTGリパーゼとして Tgl3, Tgl4,Tgl5を持つので、tgl3、tgl4、tgl5欠損株における ASG 量を測定した。
(AEG amount analysis in TG lipase-deficient strain)
If TG lipase is an AEG synthase, it was thought that deficiency of TG lipase would reduce the amount of AEG. Since Saccharomyces cerevisiae has Tgl3, Tgl4, and Tgl5 as major TG lipases, we measured the amount of ASG in tgl3, tgl4, and tgl5-deficient strains.
(試験7の結果)
結果を図15に示す。LC-MS解析の結果、EGと、EGに脂肪酸が付加したアシルEG(AEG)は野生株では検出されなかったが、EG過剰蓄積株ではEGとAEGが共に検出された(図15(a))。AEGの脂肪酸の種類は、16:0、16:1、18:0、18:1であった(図15(b))。また、EG過剰蓄積株では、オレイン酸の有無によってEGはほとんど変化しなかったが(図15(a))、AEGはオレイン酸添加によって増加傾向にあった(図15(b))。これらの結果より、出芽酵母においてTGの量が増えることがAEG量の増加と関係していること、また、出芽酵母がAEG合成酵素を持っていることが示唆された。
(Results of Test 7)
The results are shown in FIG. As a result of LC-MS analysis, EG and acyl EG (AEG) in which a fatty acid was added to EG were not detected in the wild type, but both EG and AEG were detected in the EG overaccumulation strain (Fig. 15(a)). ). The fatty acid types of AEG were 16:0, 16:1, 18:0 and 18:1 (Fig. 15(b)). In addition, in the EG-overaccumulating strain, EG hardly changed depending on the presence or absence of oleic acid (Fig. 15(a)), but AEG tended to increase with the addition of oleic acid (Fig. 15(b)). These results suggested that the increase in TG content in Saccharomyces cerevisiae was related to the increase in AEG content, and that Saccharomyces cerevisiae possessed AEG synthase.
また、LC-MS解析の結果、tgl3、tgl4、tgl5を欠損するとAEG量は減少傾向にあった(図15(c))。この結果はTGリパーゼが脂肪酸をSGに転移するという仮説1を支持していた。
Further, as a result of LC-MS analysis, the amount of AEG tended to decrease when tgl3, tgl4, and tgl5 were deficient (Fig. 15(c)). This result supported
<試験1~7のまとめ>
(1.未知糖脂質の構造決定)
未知糖脂質は、クロロホルム:アセトン=80:20で溶出した。
未知糖脂質をLC-MS、弱アルカリ分解、βグルコシダーゼ処理で解析した結果、未知糖脂質はステリルグルコシド(SG)のグルコースにDHAかパルミチン酸などの脂肪酸がエステル結合したアシルステリルグルコシド(ASG)であった。
DHAがステリルグルコシド(SG)に付加したアシルステリルグルコシド(ASG)は新奇な構造であった(図16)。
<Summary of
(1. Structure determination of unknown glycolipid)
Unknown glycolipids were eluted with chloroform:acetone=80:20.
As a result of analyzing the unknown glycolipid by LC-MS, weak alkali digestion, and β-glucosidase treatment, the unknown glycolipid was acylsterylglucoside (ASG )Met.
Acyl steryl glucoside (ASG) in which DHA was attached to steryl glucoside (SG) was a novel structure (Fig. 16).
(2.培養時期におけるSG・ASG量の比較)
アシルステリルグルコシド(ASG)は対数増殖期に増加し定常期以降で減少した。一方、ステリルグルコシド(SG)はグルコース枯渇後、増加傾向にあった。
アシルステリルグルコシド(ASG)が中性脂質やリン脂質と同様に、DHA蓄積のリザーバーとして働いている可能性が示唆された(図17)。
(2. Comparison of SG/ASG amount during culture period)
Acylsteryl glucoside (ASG) increased during the exponential growth phase and decreased after the stationary phase. On the other hand, steryl glucoside (SG) tended to increase after glucose depletion.
It was suggested that acylsteryl glucoside (ASG), like neutral lipids and phospholipids, acts as a reservoir for DHA accumulation (Fig. 17).
<試験の考察>
ラビリンチュラ類の糖脂質に関して、SGについては構造決定と生物機能の解明が進んでいる。しかし、ラビリンチュラ類にはSGとは別に、構造の不明な未知糖脂質が存在しており、本研究ではこの未知糖脂質の構造決定と合成酵素の解明を目的とした。
<Consideration of test>
Structural determination and biological function elucidation of SG have progressed with respect to labyrinthulid glycolipids. However, in addition to SG, Labyrinthulids contain an unknown glycolipid of unknown structure, and the purpose of this study was to determine the structure of this unknown glycolipid and to elucidate the synthase.
未知糖脂質の構造決定の結果、未知糖脂質はDHAやパルミチン酸がSGに付加したASGであった(図4B、図5B、図6、図7)。ASGはこれまでラビリンチュラ類において報告はなく、またDHAの付加した構造はこれまでに他生物においても報告のない新奇な構造であった。 As a result of determining the structure of the unknown glycolipid, the unknown glycolipid was ASG in which DHA or palmitic acid was added to SG (Figs. 4B, 5B, 6 and 7). ASG has never been reported in Labyrinthulids, and the DHA-attached structure is a novel structure that has never been reported in other organisms.
ラビリンチュラ類はDHAなどの高度不飽和脂肪酸をTGやSEとして油滴に蓄積する特徴がある。本試験において培養時期におけるSGとASG量を測定した結果、SG量は培養時期による変化がほとんど見られなかったのに対し、ASGは対数増殖期に増加し、定常期に入った後に減少していた(図12、図13)。このことから、ASGがTGやSEと同様にDHAのリザーバーとして働いている可能性がある。 Labyrinthula are characterized by accumulating polyunsaturated fatty acids such as DHA as TG and SE in oil droplets. As a result of measuring the amount of SG and ASG during the culture period in this test, there was almost no change in the amount of SG depending on the culture period, whereas ASG increased during the logarithmic growth phase and decreased after entering the stationary phase. (Figs. 12 and 13). This suggests that ASG, like TG and SE, may act as a reservoir of DHA.
DHAには抗炎症効果などがあることが知られているが、米ぬか抽出油に含まれるASGには、上昇した血中LDL-コレステロールを低下させる役割があることが報告されていることから、DHAが結合したASGはDHAの機能性だけでなくASGとしての機能性の両方を生かして、健康食品やサプリメントとしてヒトに応用可能である。 DHA is known to have anti-inflammatory effects, and it has been reported that ASG contained in rice bran extract oil has a role in lowering elevated blood LDL-cholesterol. ASG combined with DHA can be applied to humans as health foods and supplements, taking advantage of both the functionality of DHA and that of ASG.
ラビリンチュラ類のSGは少なくとも4種類存在する(図1)。これまで、真菌類やヒト線維芽細胞でSGは、熱ストレスで増加することが報告されている。ラビリンチュラ類においてもSGが熱ストレスによって増加することから、ラビリンチュラ類の持つ環境適応機構の発達にSGが重要な役割を持つことが示唆されており、ASGも同様に環境適応機構に関連した機能を持つ可能性が考えられる。 There are at least four types of Labyrinthulid SGs (Fig. 1). It has been reported that SGs in fungi and human fibroblasts are increased by heat stress. SGs are also increased by heat stress in Labyrinthuleas, suggesting that SGs play an important role in the development of the environmental adaptation mechanism of Labyrinthuleas. Possibility of having a function is conceivable.
<試験8 A. limacinum由来DHA-GL-Cのリパーゼによる分解>
(試験8の方法)
DHA-GL-Cと25Uの豚膵臓リパーゼを混合し、サーモミキサーで37℃、750rpmで反応させ、C/M=2:1を加えて反応を停止させた。
(A)28時間リパーゼと反応させた分解物をTLCに載せ、C/M/W=65/16/2で展開し、硫酸銅試薬(3%硫酸銅を15%リン酸溶液に溶解)で発色させた(図18において四角で囲ったレーン)。比較対照としてトリアシルグリセロール(TG)を同量のリパーゼで分解した(右2つのレーン)。
(B)反応の時間経過後、反応物をLC-MSで定量した。
<
(Method of Test 8)
DHA-GL-C and 25 U of porcine pancreatic lipase were mixed, reacted with a thermomixer at 37° C. and 750 rpm, and C/M=2:1 was added to terminate the reaction.
(A) Decomposition product reacted with lipase for 28 hours was placed on TLC, developed with C/M/W = 65/16/2, and treated with copper sulfate reagent (3% copper sulfate dissolved in 15% phosphoric acid solution). Color was developed (boxed lanes in Figure 18). As a control, triacylglycerol (TG) was degraded with the same amount of lipase (right two lanes).
(B) After timed reaction, the reactants were quantified by LC-MS.
(試験8の結果)
結果を図18及び19に示す。
(A)DHA-GL-Cはリパーゼによって分解を受け、DHAとSG(GL-C)が遊離した(図18、+はリパーゼ添加、-は無添加)。
(B)DHA-GL-Cのリパーゼによる分解は反応時間に依存し、反応時間の経過とともにDHA-GL-Cが減少し、遊離SG(GL-C)が増加した(図19)。
(Results of Test 8)
The results are shown in Figures 18 and 19.
(A) DHA-GL-C was degraded by lipase, and DHA and SG (GL-C) were released (Fig. 18, +: lipase added, -: no addition).
(B) Degradation of DHA-GL-C by lipase was dependent on the reaction time. DHA-GL-C decreased and free SG (GL-C) increased with the lapse of reaction time (Fig. 19).
<試験9 A. limacinum由来DHA-GL-CとDHAの酸化測定>
(試験9の方法)
1mg乾燥細胞重量から精製したDHA-GL-CまたはDHA(5nmol)に100μlの50mMリン酸バッファーpH7.3を加え、容器のフタを開けた状態でUV照射(254nm、51μW/cm2、ランプからサンプルまで35cm、23℃)。
照射終了後、200μlのC/M=2/1を加えて脂質を抽出、LC-MSでDHA-GL-CとDHAを定量した。
<
(Method of Test 9)
Add 100 μl of 50 mM phosphate buffer pH 7.3 to DHA-GL-C or DHA (5 nmol) purified from 1 mg dry cell weight, and with the lid of the container open, expose it to UV irradiation (254 nm, 51 μW/cm 2 , from the lamp). 35 cm to the sample, 23°C).
After completion of irradiation, 200 μl of C/M=2/1 was added to extract lipids, and DHA-GL-C and DHA were quantified by LC-MS.
(試験9の結果)
結果を図20に示す。DHAはUV照射1時間で約50%が酸化されたが、DHA-GL-Cは照射3時間でも全く酸化されなかった。したがって、DHA-GL-Cの方がDHAよりも酸化されにくいことが示された。
(Results of Test 9)
The results are shown in FIG. About 50% of DHA was oxidized after 1 hour of UV irradiation, but DHA-GL-C was not oxidized at all even after 3 hours of irradiation. Therefore, DHA-GL-C was shown to be more resistant to oxidation than DHA.
UV照射による酸化試験の結果、DHAがエステル結合しているASGは体内で安定な形で存在し、リパーゼで分解されると遊離DHAと同様にレゾルビン、プロテクチン等の機能性代謝物に変換される可能性があることがわかった。 As a result of oxidation test by UV irradiation, ASG with DHA ester-bonded exists in a stable form in the body, and when degraded by lipase, it is converted into functional metabolites such as resolvin and protectin in the same way as free DHA. It turned out to be possible.
Claims (11)
前記ラビリンチュラからアシルステリルグルコシドを含有するアシルステリルグルコシド画分を分離する分離工程と、
前記分離工程で分離した前記アシルステリルグルコシド画分から前記アシルステリルグルコシドを精製する精製工程と、
を行い、
前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であることを特徴とするアシルステリルグルコシドの製造方法。
A separation step of separating an acyl steryl glucoside fraction containing acyl steryl glucosides from the labyrinthula;
A purification step of purifying the acyl steryl glucoside from the acyl steryl glucoside fraction separated in the separation step;
and
A method for producing acyl steryl glucoside, wherein the acyl steryl glucoside is one or more types represented by the following structural formula (I), structural formula (II), or structural formula (III) .
前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であり、
食品組成物、医薬組成物、化粧料組成物から選択される組成物であることを特徴とする組成物。
The acyl steryl glucoside is one or more represented by the following structural formula (I), structural formula (II) or structural formula (III),
A composition characterized by being a composition selected from a food composition, a pharmaceutical composition, and a cosmetic composition.
前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上である抗酸化剤。
The acylsteryl glucoside is one or more antioxidants represented by the following structural formula (I), structural formula (II), or structural formula (III) .
前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上である血中脂質低下剤。
The acylsteryl glucoside is one or more types represented by the following structural formula (I), structural formula (II), or structural formula (III) .
前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上である抗肥満剤。
The acyl steryl glucoside is one or more kinds represented by the following structural formula (I), structural formula (II) or structural formula (III) .
前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上である抗腫瘍剤。
The acylsteryl glucoside is one or more types of antitumor agents represented by the following structural formula (I), structural formula (II), or structural formula (III) .
前記アシルステリルグルコシドは、下記構造式(I)、構造式(II)又は構造式(III)で表される1種以上であるアテローム性動脈硬化症の予防又は治療剤。
The acylsteryl glucoside is one or more of the following structural formula (I), structural formula (II), or structural formula (III), and is a prophylactic or therapeutic agent for atherosclerosis.
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