(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類が他の成分とともに主鎖を構成している糖鎖高分子化合物の分解方法であって、該糖類の糖と糖の間のグリコシド結合を切断し、末端部に糖を含む化合物にまで分解することを特徴とする糖鎖高分子化合物の分解方法。
【請求項２】
少なくとも１種類の繰り返し単位を有する分子鎖を、グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類で架橋した糖鎖高分子化合物の分解方法であって、該糖類の糖と糖の間のグリコシド結合を切断し、末端部に糖を含む化合物にまで分解することを特徴とする糖鎖高分子化合物の分解方法。
【請求項３】
前記少なくとも１種類の繰り返し単位を有する分子鎖中にグルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類が繰り返し単位として含まれている請求項２記載の糖鎖高分子化合物の分解方法。
【請求項４】
前記グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類がオリゴ糖または多糖である請求項１乃至３のいずれかの項に記載の糖鎖高分子化合物の分解方法。
【請求項５】
前記オリゴ糖が、マルトース、セロビオース、ラクトース、イソマルトース、キトビオース、ニゲロース、トレハロース、メリビオース、セロトリオース、キトトリオース、マルトトリオース、セロテトラオース、キトテトラオース、マルトテトラオース、セロペンタオース、マルトペンタオース、キトペンタオース、セロヘキサオース、マルトヘキサオース、キトヘキサオースの少なくとも一つである請求項４記載の糖鎖高分子化合物の分解方法。
【請求項６】
前記多糖が、セルロース、デンプン、グリコーゲン、ガラクタン、マンナン、キチン、キトサン、アルギン酸、ポリグルコサミン、プルラン、ヒアルロン酸の少なくとも一つである請求項４記載の糖鎖高分子化合物の分解方法。
【請求項７】
前記糖類の糖と糖の間のグリコシド結合が、α−（１→Ｘ）結合またはβ−（１→Ｘ）結合（但し、Ｘは１、２、３、４または６である。）である請求項１乃至６のいずれかの項に記載の糖鎖高分子化合物の分解方法。
【請求項８】
前記糖類の糖と糖の間のグリコシド結合を酵素による加水分解により切断する請求項１または２記載の糖鎖高分子化合物の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、糖鎖高分子化合物の分解方法に関し、特に分解により精製した物質を再び容易に利用できる分解方法に関し、詳しくはグルコピラノース環のみを含む糖を有する糖鎖高分子化合物の分解方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地球環境汚染が顕在化し、産業廃棄物はもちろん家庭からのゴミも、環境への配慮が必要になっている現在、工業材料であるプラスチック樹脂も例外ではなく、環境への負荷を軽減した処理、あるいはそのような処理の可能な新素材の研究開発が求められている。
【０００３】
従来の、廃プラスチックの環境への負荷を低減した処理方法は、例えば熱分解や化学分解により低分子化したものを消却したり埋め立てる方法である。しかし、焼却処理は二酸化炭素の排出を伴うために、地球の温暖化、樹脂中にハロゲンや硫黄、窒素元素が含まれているような場合には有害気体による大気汚染の原因になりかねない。埋め立てた場合、現在実用化されているほとんどの樹脂は、長期間残存したままの状態となる。この期間に添加物などが流出して土壌汚染の原因の一つとなっている。
【０００４】
係る問題に対して、最終処分された際に地球環境などに悪影響を与えない高分子化合物として、生分解性高分子化合物の開発が活発に行われている。（例えば、特開平５−２８７０４３号公報）。生分解性樹脂には大きく分けて微生物産生物、植物由来の天然物、化学合成物の３種類がある。微生物産生物の例としては、アルカリジェネス  ユートロプルス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｅｕｔｒｏｐｌｕｓ）によるＤ−３−ヒドロキシブチレートと３−ヒドロキシバリレートとの共重合ポリエステルが、商品名「パイオポール」として市販されている。これは、微生物により生分解される。
【０００５】
天然物としては、コラーゲン、ゼラチン、デンプン、セルロース、キトサンなどがある。これらはそれ自体が生分解性を有する。さらに、デンプンと変性ポリビニルアルコールとの混合物やセルロースを化学修飾したセルロースエステル、セルロースとキトサンとの複合体なども知られている。化学合成物では、ポリビニルアルコール．ポリエチレングリコール等の水溶性高分子、ポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトン等のような脂肪族ポリエステル等が生分解性を示す。
【０００６】
一方資源の有効利用の観点から、廃プラスチックを低分子化したものを高分子化合物の原料として再利用する例が知られている。例えば、固体塩基触媒を用いた接触分解によリポリスチレンをスチレンモノマーやダイマーとして回収し、再重合原料として供給している例や、メタノールを用いたメタノリシス法、エチレングリコールを用いたグリコシス法、酸や塩基を用いた加水分解法により、ポリエチレンテレフタレートをジメチルフタレート、エチレングリコール、テレフタル酸などに分解し、これらをポリエチレンテレフタレートの原料や他の化学薬品として利用している例が挙げられる。しかしこれらの例において再利用できる成分を取り出すためには、分解物を多くの工程で分別、精製する必要がある。
そして係る工程は、廃プラスッチクの分解生成物の再利用コストを上昇させる原因の一つである。
【０００７】
又、上記の生分解性高分子化合物についても、埋め立て処理に際しては従来の生分解されないポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂などに比べれば好ましい材料であるが、分解生成物の再利用という観点から合成された例は未だ知られていない。
【０００８】
我々は、特願平９−１７６５７５号において分解性の糖鎖高分子化合物及びその分解法について提案している。この糖鎖高分子化合物は、生分解性とリサイクル性を兼ね備えた有用な材料である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記糖鎖高分子化合物について検討を行なったところ、より再利用し易い分解生成物を得られる分解方法を見出した。
本発明は係る知見に基づきなされたものであり、その目的は、糖鎖高分子化合物をより再利用し易い化合物に分解することのできる分解方法を提供する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、糖を含む高分子化合物について種々検討を重ねた結果、グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類を含む糖鎖高分子化合物のグリコシド結合部分での分解方法が、分解生成物の両末端が糖となるため親水性（水可溶性）となり、生成物の再利用がより容易であることを見出した。また、末端部分が全て糖であるため、分別精製過程も少なくなり、容易に再重合ができることを見いだし、本発明に至ったものである。
【００１１】
即ち、本発明は、グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類が他の成分とともに主鎖を構成している糖鎖高分子化合物の分解方法であって、該糖類の糖と糖の間のグリコシド結合を切断し、末端部に糖を含む化合物にまで分解することを特徴とする糖鎖高分子化合物の分解方法である。
【００１２】
また、本発明は、少なくとも１種類の繰り返し単位を有する分子鎖を、グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類で架橋した糖鎖高分子化合物の分解方法であって、該糖類の糖と糖の間のグリコシド結合を切断し、末端部に糖を含む化合物にまで分解することを特徴とする糖鎖高分子化合物の分解方法である。
【００１３】
前記少なくとも１種類の繰り返し単位を有する分子鎖中にグルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類が繰り返し単位として含まれているのが好ましい。
【００１４】
グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類が他の成分とともに主鎖を構成している糖鎖高分子化合物において、該糖類が他の成分と例えばエステル結合やペプチド結合等によって結合しているのが好ましい。
【００１５】
前記グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類がオリゴ糖または多糖であるのが好ましい。
【００１６】
該オリゴ糖が、マルトース、セロビオース、ラクトース、イソマルトース、キトビオース、ニゲロース、トレハロース、メリビオース、セロトリオース、キトトリオース、マルトトリオース、セロテトラオース、キトテトラオース、マルトテトラオース、セロペンタオース、マルトペンタオース、キトペンタオース、セロヘキサオース、マルトヘキサオース、キトヘキサオース、及びこれらのアセチル化物の少なくとも一つであるのが好ましい。又主鎖を構成する糖類がオリゴ糖であり、他の成分がジカルボン酸であるのが好ましい。
【００１７】
該多糖が、セルロース、デンプン、グリコーゲン、ガラクタン、マンナン、キチン、キトサン、アルギン酸、ポリグルコサミン、プルラン、ヒアルロン酸の少なくとも一つであるのが好ましい。又主鎖を構成する糖類が多糖であり、他の成分がジカルボン酸であるのが好ましい。
【００１８】
該主鎖同士が２官能以上の脂肪族有機化合物で架橋されているのが好ましい。
該脂肪族有機化合物が、ジカルボン酸、ジオール、ジアミン、ジイソシアネートから選ばれる化合物であるのが好ましい。
該脂肪族有機化合物がポリビニルアルコールであるのが好ましい。
該主鎖同士が、該主鎖中の糖部分にて架橋しているのが好ましい。
該主鎖同士が、該主鎖中の糖以外の部分にて架橋しているのが好ましい。
【００１９】
また、少なくとも１種の繰り返し単位を有する分子鎖を、グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類で架橋した糖鎖高分子化合物において、該繰り返し単位がビニル基を有する化合物由来のものが好ましい。
該繰り返し単位が、グルコピラノース環のみを含む糖由来のものであるのが好ましい。
【００２０】
該糖が、該繰り返し単位中の糖以外に結合して該分子鎖を架橋しているのが好ましい。
該糖が、該繰り返し単位中の糖の部位に結合して該分子鎖を架橋しているのが好ましい。
本発明においては、上記糖鎖高分子化合物の糖と糖の間のグリコシド結合を選択的に酵素による加水分解により切断することによって、該糖鎖高分子化合物を分解することが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の糖鎖高分子化合物の分解方法は、グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類が他の成分とともに主鎖を構成している糖鎖高分子化合物、または、少なくとも１種の繰り返し単位を有する分子鎖を、グルコピラノース環のみを含む少なくとも２糖以上の糖類で架橋した糖鎖高分子化合物のグリコシド結合部分で分解することを特徴とするものである。
【００２２】
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
（第１の態様）
図１は本発明の糖鎖高分子化合物の分解方法の第１の実施態様を示す概略図である。図１（ａ）は第１の態様による、直鎖状の糖鎖高分子化合物を説明するための概念図、図１（ｂ）は糖鎖高分子を分解した状態を示す概念図である。１１はオリゴ糖もしくは多糖部分を示し、１３は該オリゴ糖もしくは多糖部分１１と結合して糖鎖高分子化合物を形成する他の成分を表す。そして例えば、オリゴ糖もしくは多糖部分１１と他の成分１３とは例えばエステル結合によって結合されている。
【００２３】
ここで、オリゴ糖としては二糖から十糖であり、ホモオリゴ糖とヘテロオリゴ糖のどちらも上記１１のオリゴ糖部分の材料に用いることができる。ただし、単一酵素での分解が可能なこと、再利用のための分別精製が容易なことからホモオリゴ糖であることがより好ましい。
【００２４】
そしてオリゴ糖もしくは多糖部分１１は、グルコピラノース環のみを含む糖を含有することが好ましい。即ち、グルコピラノース環のみを含む糖を該糖部分に導入することによって該糖鎖高分子化合物の耐熱性を向上させることが可能である。
【００２５】
該グルコピラノース環を含有する代表的なオリゴ糖としては、セロビオース、ラクトース、マルトース、イソマルトース、キトビオース、ニゲロース、トレハロース、メリビオースなどの二糖類、セロトリオース、キトトリオース、マルトトリオースなどの三糖類、四糖類以上としては、セロテトラオース、キトテトラオース、マルトテトラオース、セロペンタオース、キトペンタオース、マルトペンタオース、セロヘキサオース、キトヘキサオース、マルトヘキサオースなどがあげられる。該グルコピラノース環を含有する代表的な多糖としては、キトサン、アルギン酸、セルロース、でんぷん、グリコーゲン、ガラクタン、マンナン、ポリグルコサミン、プルラン、ヒアルロン酸などが挙げられる。これらの糖は分子内に含まれているＯＨ基を、例えばアセチル基やベンジル基など重合不可能な原子団で置換した糖誘導体であってもよい。
【００２６】
また他の成分部分１３としては、上記したような糖のＯＨ基と反応してエステル結合を形成可能な、例えばジカルボン酸等が挙げられる。飽和ジカルボン酸としては、例えばシュウ酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、オクタデカン二酸等、不飽和脂肪族ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸等、芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。さらにはこれらの塩や誘導体等が挙げられる。
【００２７】
本発明において、糖鎖高分子化合物の繰り返し単位を構成するためには、糖と糖の結合鎖としてはグリコシド結合１２、糖と脂肪族または芳香族アルコールの結合鎖としてはエーテル結合、糖と脂肪族または芳香族カルボン酸との結合鎖としてはエステル結合が望ましい。
【００２８】
グリコシド結合１２としては、例えば、α結合またはβ結合があり、α−（１→Ｘ）結合またはβ−（１→Ｘ）結合（但し、Ｘは１、２、３、４または６である。）である。α結合、β結合は、それぞれ、還元性の糖との結合としては、（１→２）結合、（１→３）結合、（１→４）結合、（１→６）結合、また非還元性の糖との結合としては、（１⇔２）結合、（１⇔１）結合がある。
【００２９】
エーテル結合としては、他の成分のアルコールと糖の１、２、３、４、６位のいずれかの−ＯＨ基とが反応したエーテル結合である。
また、エステル結合としては、他の成分のジカルボン酸と糖の１、２、３、４、６位のいずれか−ＯＨ基とが反応したエステル結合である。
また、それぞれ、グリコシド結合、エーテル結合、エステル結合の組み合わせでもよい。
【００３０】
そして図１に示す糖鎖高分子化合物は、例えば上記したような糖のＯＨ基とカルボン酸のＣＯＯＨ基、或いはＣＯＣｌ基を反応させることによリエステル結合で重合して主鎖を構成することができ、或いはジカルボン酸エステルとオリゴ糖とのエステル交換によって合成することが可能である。
【００３１】
次に、図１（ａ）の構造を有する糖鎖高分子化合物の分解について説明する。図１（ａ）に示す糖鎖高分子化合物に、オリゴ糖もしくは多糖部分１１の糖と糖の間のグリコシド結合１２を分解する酵素を作用させることで、例えば、図１（ｂ）のように両末端が糖１１ａであるユニット（双頭型糖脂質）や糖１１ｂに分解することができる。具体的には、例えばオリゴ糖としてβ（１→４）結合を有するセロビオースと他の成分との糖鎖高分子化合物に対して、β（１→４）結合の加水分解を触媒するセルラーゼを作用させると、該糖鎖高分子化合物のグリコシド結合が加水分解され、その結果図１（ｂ）に示すように双頭型糖脂質とグルコースが分解生成物として得られる。
【００３２】
そして、図１（ａ）に示す糖鎖高分子化合物はオリゴ糖もしくは多糖部分１１と他の成分１３が規則的に配置されているため、その分解物である双頭型糖脂質や糖としては比較的分子量の揃ったものを得ることができる。従って、この分解物を再利用する場合にも、糖、双頭型糖脂質の精製が必要ないか、或いは従来と比較して簡単な精製で十分であり、分解生成物の再利用コストの大幅な低減を図ることができる。
【００３３】
上記の態様においてオリゴ糖と他の成分との結合は、エステル結合のみに限定されるものではなく、具体的にはペプチド結合とウレタン結合が挙げられる。
【００３４】
上記の糖鎖高分子化合物は、糖同士のグリコシド結合を含むことから、生分解が可能であり、糖を認識する酵素により加水分解することから、生分解反応生成物の両末端は糖となる。
【００３５】
グリコシド結合部分の加水分解に用いる酵素としては、セルロース、カルボキシメチルセルロースのβ（１→４）結合の分解にはセルラーゼやβ−グルコシダーゼ等、糖鎖間の結合様式や糖によって選ぶことができる。その他の酵素としては、β−グルコシダーゼ、α−グルカナーゼ、α−ガラクトシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、β−アミラーゼ、マンノシダーゼ、β−グルカナーゼ、α−アミラーゼ、ヒアルロニダーゼ、β−ヘキソサミニダーゼ、プルラナーゼ、リゾチーム、グルコアミラーゼ等があり、エキソ型、エンド型の何れの酵素を用いても良い。
【００３６】
加水分解は、それぞれの酵素に適したｐＨ、温度条件で行い、ｐＨ調整には、ホウ酸、酢酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、Ｎ−エチルモルホリン−酢酸、リン酸、トリス−塩酸などの緩衝液（バッファー）を用いることができる。
【００３７】
さらに、上記有用な酵素を生産する微生物等を直接、本発明の生分解に用いてもよい。
糖鎖高分子化合物の重量平均分子量は、例えば１０００〜３００００００、好ましくは、３０００〜３０００００程度である。
【００３８】
該オリゴ糖部分１１と他の成分１３とは直接重合しても良いし、また架橋剤や各種の機能物質（例えば、フォトクロミック特性を有する化合物、光分解特性を有する化合物、非線形光学効果を有する化合物など）などを介して結合していても良い。また上記した糖鎖高分子化合物に各種の顔料や可塑剤、各種フィラーなどの添加物を含ませて所定の強度を持った高分子化合物として、例えば種々の構造材等に適用することも可能である。
【００３９】
（第２の態様：図２（ａ）および（ｂ））
図２は本発明の糖鎖高分子化合物の分解方法の第２の実施態様を示す概略図である。図２において、１４はオリゴ糖もしくは多糖部分を示し、１６は他の成分としての分子鎖である。そして他の成分１６の分子鎖はオリゴ糖もしくは多糖部分１４によって架橋された構造を有している。
【００４０】
このような構造の糖鎖高分子化合物において、オリゴ糖もしくは多糖部分１４には、前記第１の態様の糖鎖高分子化合物の糖部分１１の形成に用いうるオリゴ糖や多糖を用いることができる。
【００４１】
そしてこの態様においても上記第１の態様と同様に、オリゴ糖もしくは多糖部分１４にはグルコピラノース環のみを含ませることは、糖鎖高分子化合物の耐熱性を向上する上で特に好ましい。
【００４２】
他の成分１６としては、例えば少なくとも１種の繰り返し単位を有する分子鎖、具体的には、ビニル基を含有する化合物由来の繰り返し単位を有する分子鎖であって、さらには分子鎖中に糖のＯＨ基と反応可能な部位を複数有しているような分予鎖が好適に用いられる。具体例としては、例えばポリアクリル酸からなる分子鎖等が挙げられる。そしてオリゴ糖としてはセロビオース、他の成分を構成する材料としてはポリアクリル酸を用いて重合を行った場合には、他の成分１６とオリゴ糖部分１４とがエステル結合によって結合された糖鎖高分子化合物を得ることができる。またここでオリゴ糖もしくは多糖部分１４との結合は、エステル結合に限定きれるものではなく、ペプチド結合、ウレタン結合を形成させても良い。
【００４３】
また、図３は本発明の糖鎖高分子化合物の分解方法の第３の実施態様を示す概略図である。図３は図２の他の成分部分１６の分子鎖を糖が含まれている分子鎖にした点が、図２の構成と異なっている。図３に示した糖鎖高分子化合物において、糖が含まれている分子鎖１７としては、例えば第１の実施態様に記載した方法によって合成可能な糖鎖高分子化合物を用いることができる。但し他の成分部分１６を構成する材料として、オリゴ糖もしくは多糖部分１４による架橋を可能とするための官能基を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、例えばトリカルボン酸（例えば、アコニット酸やその塩等）などが挙げられる。そして他の成分部分１６を構成する材料としてトリカルボン酸を用い、分子鎖１７中の中の糖部分及び分子鎖を架橋するオリゴ糖部分１４を構成する材料としては、セロビオースなどのオリゴ糖を用いた場合、分子鎖１７中の糖部分と他の成分部分の結合及び分子鎖を架橋するオリゴ糖部分１４と分子鎖１７との結合が全てエステル結合である糖鎖高分子化合物が得られる。またここで分子鎖１７と架橋のためのオリゴ糖もしくは多糖部分１４との結合は、エステル結合に限定されるものでなくペプチド結合、ウレタン結合を形成させても良い。
【００４４】
図２及び図３に記載した糖鎖高分子化合物は、上記第１の実施態様の糖鎖高分子化合物と同様に、オリゴ糖もしくは多糖部分１４の糖と糖の間のグリコシド結合１５を分解する酵素を作用させることで、分解可能であり、分解生成物の再利用する際に、分解生成物の精製が不要となるか、或いは従来と比較して簡単となるために分解生成物の大幅なコスト低減を図ることが可能である。
【００４５】
また、図４は本発明の糖鎖高分子化合物の分解方法の第４の実施態様を示す概略図である。図４は分子鎖１７同士が、分子鎖１７のオリゴ糖もしくは多糖部分１８において、オリゴ糖もしくは多糖によって架橋されている点で図３に示された糖鎖高分子化合物と異なっている。そして図４の糖鎖高分子化合物は．オリゴ糖もしくは多糖部分１８として他の成分１３と重合可能な反応部位を２箇所有し、さらに架橋剤との反応部位を１箇所有するもの、例えば単糖が２個結合したオリゴ糖（例えばセロビオースやマルトース等）と他の成分部分を構成する材料（例えば、ジカルボン酸等）を反応させてオリゴ糖部分と他の成分からなる直鎖状糖鎖高分子化合物（分子鎖１７）を合成し、ついで架橋剤として単糖が２個以上結合したオリゴ糖や多糖を用いて該主鎖中のオリゴ糖部分の水酸基やカルボキシル基の部位によって架橋させるにより得ることができる。またここで分子鎖１７と架橋のためのオリゴ糖もしくは多糖部分１４との結合はエステル結合に限定されるものでなく、ペプチド結合、ウレタン結合でも良い。
【００４６】
上記した各実施態様による糖鎖高分子化合物はそれぞれ単独で用いても良く、また用途に応じて各種の顔料、染料や可塑剤、各種フィラーなどの添加物を含ませても良い。
【００４７】
【実施例】
以下、合成例、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例、合成例に限定されるものではない。
【００４８】
合成例１
（アジポニルセロビオースの合成）
セロビオース５ｇをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）１００ｍｌに入れ、窒素雰囲気下６０℃に加熱した。ここへ、ピリジン２ｍｌとアジピン酸クロリド３ｍｌを滴下し、３時間撹拌した。反応終了後、反応液をエタノール４００ｍｌ中へ注ぎ、沈殿物を得た。この沈殿物を、エタノール、ジエチルエーテルで順次洗浄して、アジポニルセロビオースの白色粉末２ｇを得た。
【００４９】
ゲルパーミュレーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定（東ソー社製  ＧＭＰＷＸＬ＊２本，溶離液：水、カラムオーブン温度；４０℃）により、分子量を測定した。ポリサッカライド（ポリマーラボラトリーズ社製）換算すると重量平均分子量（Ｍｗ．）５万であった。
【００５０】
ＩＲ測定により、１７３３ｃｍのＣ＝Ｏ伸縮ピーク、１３Ｃ−ＮＭＲ測定より、１７５ｐｐｍのＣ＝Ｏ基と２４．８ｐｐｍと３４．ｌｐｐｍのアジピン酸メチレン基を確認し、糖エステルが合成できたことがわかつた。
【００５１】
合成例２〜５
（アジポニルセロオリゴ糖の合成）
上記合成例１において、セロビオースを、それぞれセロトリオース、セロテトラオース、セロペンタオース、セロヘキサオースの各々のセロオリゴ糖に、アジピン酸クロリドをセバシン酸クロリドに換えて、合成例２〜５の化合物を合成した。合成例２〜５の合成例で合成した合成化合物名、合成原料に用いたセロオリゴ糖の量、セバシン酸クロリドの量、生成物の収量を表１にまとめて示す。
【００５２】
【表１】
0003685438.tif 000002
ＧＰＣ測定すると、Ｍｗ．３〜８万（ポリサッカライド換算）であった。
【００５３】
実施例１
（アジポニルセロビースのセルラーゼ分解および再重合）
合成例１で得られたアジポニルセロビオース３ｇと、メイセラーゼ酵素０．５ｇ（明治製菓社製、セルラーゼ）をｐＨ４．２のクエン酸バッファー２０ｍｌ中で、５５℃で反応させると、徐々に、末端部分がグルコースの低分子量のアジポニルセロビオースが得られた。
１５時間後分解物のＧＰＣを測定すると、Ｍｗ．５００であった。
【００５４】
また、分解生成物のアジポニルグルコース２ｇを無水酢酸、ピリジン溶液中で０℃に冷却しながら３時間撹拌し、析出した固体をろ過し、１．８ｇのアジポニル−α−Ｄ−グルコースペンタアセテートを得た。ＩＲ、ＮＭＲにより、フリーの−ＯＨ基がなくなりアセチル化したことを確認した。
【００５５】
次に、このアジポニル−α−Ｄ−グルコースペンタアセテート１．５ｇを無水酢酸１４ｍｌと３１％ＨＢｒ水溶液８ｍｌ中で、０℃で３０分間撹拌してから、冷水中に注ぎ、クロロホルムで抽出した。この抽出物を水洗し、硫酸ナトリウムで脱水した後、溶媒留去、乾燥をして、１．４ｇのペンタ−ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコシルブロマイドを得た。
【００５６】
このブロマイド体１．４ｇをアセトニトリル６ｍｌに溶かした中に、フッ化銀（ＡｇＦ）粉末０．５ｇを加え、２５℃で４時間撹拌し、ろ過した。ろ液を溶媒留去し、粘稠物を得た。この粘稠物をクロロホルムに溶かし、水洗、乾燥し、固体を得た。この固体ｌｇをエチルエーテル４ｍｌに溶かし、２５℃で１０分間撹拌し析出した結晶をロ別した。この結晶ｌｇをクロロホルム４ｍｌに入れ、さらに、０．０１５Ｍのナトリウムメトキシドのメタノール溶液を４ｍｌ添加し、０℃で４時間撹拌した。それから、２分間炭酸ガスバブリングし、溶媒留去しアセチル基を除去した。ベンゼンに溶かし、カラム精製し、グルコースの１位に−Ｆ基を導入した化合物を得た。このアジポニル−β−Ｄ−グルコシルフルオリド１００μＭとトリコデルマ  ヴイリデ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｖｉｒｉｄｅ）由来のセルラーゼ（オノズカＲ−１０、オノズカ社製、セルラーゼ）０．３６μＭを酢酸バッファー（ｐＨ５．０）中、３０℃で１０時間反応させ、アジポニルセロビオースを再重合した。
ＧＰＣ測定より、Ｍｗ．４万（ポリサッカライド換算）であった。
【００５７】
合成例６〜１１
（スベロイルマルトオリゴ糖の合成）
マルトオリゴ糖（マルトース、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサオース）のそれぞれに、スベリン酸ジメチルとのエステル交換反応を行い、マルトオリゴ糖のスベリン酸ジエステルの縮合化合物を得た。
【００５８】
エステル交換反応は、マルトオリゴ糖とスベリン酸ジメチルを原料として用い、触媒として、炭酸カリウム０．２モルを加え、ジメチルアセトアミドを溶媒とした。温度７０〜９０℃、１００ｍｍＨｇ以下の減圧下、３０〜３６時間反応させて、副生するメタノールを留去した。反応混合物を水中に入れ、水不溶物をろ過して取り出した。ＧＰＣ測定すると、Ｍｗ．２〜５万の糖鎖高分子化合物が得えられたことがわかった。
【００５９】
合成例６〜９で合成した合成化合物名、合成原料に用いたマルトオリゴ糖の量、スベリン酸ジメチルの量、エステル交換反応の反応温度と反応時間、生成物の収量を表２に示す。
【００６０】
【表２】
0003685438.tif 000003
【００６１】
実施例２
（スベロイルマルトースのマルターゼ分解および再重合）
合成例６で得られた糖鎖高分子化合物のスベロイルマルトース１３ｍｇと、マルターゼ酵素（シグマ社製）２ｍｇをｐＨ６．８のバッファー２ｍｌ中、５５℃で反応させると、徐々に、低分子量のスベロイルマルトースが得られた。
【００６２】
１０時間後に、分解した化合物をＧＰＣ測定すると、Ｍｗ．３０００（ポリサッカライド換算）であつた．
また、この分解生成物のスベロイルマルトース２ｇにスベリン酸ｌｇを加え、２００℃で３０分間加熱し、溶融重合により再重合を行った。重合物はエタノール、エーテル洗浄により、精製した。
ＧＰＣにより分子量測定すると３万の糖鎖高分子化合物であり、再重合していることが確認された。
【００６３】
合成例１２
（アジポニルキトビオースの合成）
アジピン酸８．７７ｇ（０．０６ｍｏｌ）およびｐ−ニトロフェノール１８．３ｇ（０．１３ｍｏｌ）をＤＭＦ（８５ｍｌ）に溶かし、ジシクロカルボジイミド（ＤＣＣ）２６．０ｇ（０．１６ｍｏｌ）を加えて０℃で４０分、室温で２時間撹拌した。冷蔵庫に２時間放置した後、ジシクロヘキシル尿素（ＤＣＣＵｒｅａ）を濾去し、少量のＤＭＦで洗った。濾液と洗液とを合わせ、水３リットルを加えて一夜放置した後、析出した結晶を濾取した。水洗、乾燥後、熱エタノール５００ｍｌに溶かし、少量のジシクロヘキシル尿素（ＤＣＣＵｒｅａ）を濾去し、濾液を３００ｍｌに濃縮してから濾取し、アジピン酸−ｐ−ニトロフエニルエステル４．２ｇを得た。熱エタノールからの再結晶をもう一回繰り返して、３．ｌｇのアジピン酸−ｐ−ニトロフエニルエステルの結晶を得た。
【００６４】
次に、キトビオース２．８ｇを酢酸（３５ｍｌ）に溶かし、４Ｍ臭化水素（ＨＢｒ）／酢酸３０ｍｌを加え室温に１時間おいた後、エーテル４５０ｍｌを加え、沈殿を濾取した。エーテルで洗浄、乾燥した後、ＤＭＦ９ｍｌに溶かし、トリエチルアミン２．６ｍｌを加え、ついでアジピン酸−ｐ−ニトロフエニルエステル１．６ｇを加え、１８時間後に析出した固体に酢酸エチル７５ｍｌを加えて濾取した。
この固体を酢酸エチル、エタノール酢酸エチルで順に洗浄し乾燥させ、２．８ｇのアジポニルキトビオースを得た。
【００６５】
ＩＲスベクトル（ＫＢｒ）（νc-H ：２９１０ｃｍ-1、νc-o ：１６３０ｃｍ-1）と、ＮＭＲスペクトル（ＣＤＣｌ3 、ＴＭＳ）（７．３〜８．２ｐｐｍ）により、ペプチド結合を形成していることが確認された。
【００６６】
これをＧＰＣ測定（東ソー社製、ＴＳＫ−ＧＥＬ  ＧＭＰＷＸＬ＊２本、溶離液０．ｌＭ  ＮａＮＯ3 水溶液）より、分子量７万の糖鎖高分子化合物であることがわかった。
【００６７】
合成例１３〜１６
（ピメロイルキトオリゴ糖の合成）
合成例１２のキトビオースをキトトリオース、キトテトラオース、キトペンタオース、キトヘキサオースに変え、アジピン酸をピメリン酸に換えた以外は、合成例１２と同様の方法で合成して、合成例１３〜１６の糖鎖高分子化合物とした。合成例１３〜１６の合成化合物名、合成に用いたキトオリゴ糖の量、ピメリン酸エステル（ピメリン酸−ｐ−ニトロフエニルエステル）の量、反応時間、生成物の収量を表３に示す。
【００６８】
各サンプルについて、ＩＲ，ＮＭＲにより、ペプチド結合の形成を確認した。
そして、ＧＰＣ測定により、Ｍｗが２〜８万の分子量の糖鎖高分子化合物であることがわかった。
【００６９】
【表３】
0003685438.tif 000004
【００７０】
実施例３
（ピメロイルキトペンタオースのキトサナーゼ分解および再重合）
合成例１５で得られた糖鎖高分子化合物の、ピメロイルキトペンタオース１２ｇと、キトサナーゼ−ＲＤ酵素（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｐ．ＰＩ−７Ｓ、生化学工業社製）２ｇをｐＨ５．０のクエン酸バッフアー２０ｍｌ中で、４０℃で反応させると、徐々に、ピメロイルキトトリオースとピメロイルキトビオースとグルコサミンが得られた。２５時間後の分解物は、ＧＰＣで分子量５０００の組成物であつた。
【００７１】
また、分解生成物よりピメロイルキトビオース３ｇを無水酢酸、ピリジン溶液中で０℃に冷却しながら３時間撹拌し、折出した固体をろ過し、２ｇのピメロイル−α−Ｄ−キトビオースヘキサアセテートを得た。
ＩＲ、ＮＭＲにより、フリーの−ＯＨ基がなくなりアセチル化したことを確認した。
【００７２】
次に、このピメロイル−α−Ｄ−キトビオースヘプタアセテー卜２ｇを無水酢酸１０ｍｌと３１％ＨＢｒ水溶液５ｍｌ中で、０℃で３０分間撹拌した後、冷水中に注ぎ、クロロホルムで抽出した。この抽出物を水洗し、硫酸ナトリウムで脱水した後、溶媒留去、乾燥をして、１．３ｇのピメロイルヘキサ−ｏ−アセチル−β−Ｄ−キトビオシルブロマイドを得た。
このブロマイド体ｌｇをアセトニトリル５ｍｌに溶かし、ＡｇＦ粉末０．５ｇを加え、２５℃で４時間撹拌して、ろ過をした。
【００７３】
ろ液を溶媒留去し、粘稠物を得た。この粘稠物をクロロホルムに溶かし、水洗脱水後．乾燥して、固体を得た。この固体０．８ｇをエチルエーテル３ｍｌに溶かし、２５℃で１０分間撹拌し、析出した結晶をロ別した。この結晶をクロロホルム２ｍｌに入れ、さらに０．０１５Ｍナトリウムメトキシドのメタノール溶液を２ｍｌ添加し、０℃で４時間撹拌した。それから、１分間ＣＯ2 バブリングして、溶媒留去し、ベンゼンに溶かしてカラム精製し、キトビオースの１位に−Ｆ基を導入した化合物を得た。
【００７４】
このアジポニル−β−Ｄ−キトビオシルフルオリド１００μＭとアイレペックス・ラクティウス（Ｉｒｅｐｅｘ  ｌａｃｔｅｕｓ）由来のｅｎｄｏ型セルラーゼ０．３６μＭを酢酸バッファー（ｐＨ５．０）中で、３０℃で４時間反応させ、ピメロイルキトテトラオースの糖鎖高分子化合物を再重合した。
ＧＰＣ測定より、Ｍｗ．は４万（ポリサッカライド換算）であった。
【００７５】
合成例１７〜２２
セロビオース、セロトリオース、セロテトラオース、セロペンタオース、セロヘキサオースを、それぞれポリアクリル酸と反応させて糖鎖高分子化合物を得た。
【００７６】
糖鎖高分子化合物の合成は、平均分子量２０００のポリアクリル酸２０ｇと、オリゴ糖２５．５ｍｍｏｌ及び水酸化カリウム０．ｌｇ（１．８ｍｍｏｌ）をＤＭＦ中に入れ、減圧条件下で５時間、９０℃で加熱撹拌して行った。反応終了後、反応溶液から溶媒を除去して固形物を得た。該固形物の分子量はＧＰＣ測定により、４〜９万であった。また、固形物のＩＲ、ＮＭＲ測定より、オリゴ糖がポリアクリル酸のカルボキシル基との間でエステル結合を形成している事が分かった。従って、上記反応で得られた固形物はポリアクリル酸主鎖間をオリゴ糖で架橋している構造を有していることが分かった。合成例１７〜２１の化合物の原料としたセロオリゴ糖量、およびポリアクリル酸量と生物物の収量を表４の示す。
【００７７】
【表４】
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【００７８】
実施例４
（セロビオースポリアクリル酸架橋物のセルラーゼ分解および再重合）
合成例１７の化合物を、セルラーゼ（商品名：メイセラーゼ；明治製菓（株）製）を含む緩衝液（クエン酸緩衝液、ｐＨ＝４、液温＝４０℃）中に入れ、分解を行つた。分解生成物をＧＰＣで調べると、分子量が約２３００であつた。またこの分解生成物をＧＰＣで分取し、ＩＲ、ＮＭＲにより測定した。その結果、この分解生成物は、ＮＭＲより、グルコース残基の６位の水酸基がエステル化している事が分かつた。またＩＲでは、カルボン酸のピークはなく、エステル結合のピークがあつた。更に分解生成物の水溶液中の粘度は、合成例１７の化合物の水溶液中粘度よりも著しく低下していた。これらのことから、分解生成物はセルラーゼ分解により、セロビオースのグリコシド結合部分で切断されているものと推定された。
【００７９】
実施例５
（アジポニルセロビオース−ヒアルロン酸架橋物の合成及び分解）
合成例１の化合物と、ヒアルロン酸のヒアルロニターゼによる分解生成物（ヒアルロン酸が４糖に分解された物質）とをそれぞれ１０ｇ、水酸化カリウム０．２ｍｏｌを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中に入れ、減圧条件下で５時間、９５℃で加熱撹拌して反応を行つた。反応終了後、反応溶液から溶媒を除去して、固形物を得た。固形物の平均分子量は、ＧＰＣ測定により、１０万であることが分かった。また、ＩＲ、ＮＭＲ測定により、上記ヒアルロン酸分解生成物のカルボキシル基が、アジポニルセロビオースの糖の水酸基とエステル結合を形成している事が分かった。即ち、ヒアルロン酸分解物で架橋した構造の糖鎖高分子化合物である事が分かった。
【００８０】
次に、該糖鎖高分子化合物の酵素分解を行った。分解は糖鎖高分子化合物をヒアルロニダーゼ（ベーリンガーマンハイム社製）を含むクエン酸緩衝液中（ｐＨ＝５、液温＝４０℃）中に入れて行った。分解生成物を分取し、ＩＲ、ＮＭＲ、ＴＬＣ、ＧＰＣにより測定した。その結果、前記糖鎖高分子化合物の分解生成物中に、ヒアルロン酸の（βｌ→４）結合部分で分解した化合物が含まれる事が分かった。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、グルコピラノース環のみを含む糖を有する分解性糖鎖高分子化合物を、より再利用し易い生成物に容易に分解することができる効果が得られる。
また、糖鎖高分子化合物の分解により生成した物質を再び容易に再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の糖鎖高分子化合物の分解方法の第１の実施態様を示す概略図である。
【図２】本発明の糖鎖高分子化合物の分解方法の第２の実施態様を示す概略図である。
【図３】本発明の糖鎖高分子化合物の分解方法の第３の実施態様を示す概略図である。
【図４】本発明の糖鎖高分子化合物の分解方法の第４の実施態様を示す概略図である。
【符号の説明】
１１、１４、１８  オリゴ糖もしくは多糖部分
１１ａ  両末端の糖
１１ｂ  糖
１２、１５  グリコシド結合
１３、１６  他の成分
１４ａ  末端の糖
１７  分子鎖
【図１】
0003685438.tif 000006
【図２】
0003685438.tif 000007
【図３】
0003685438.tif 000008
【図４】
0003685438.tif 000009