(57)【要約】可溶性ケラチン誘導体が開示される。可溶性ケラチン誘導体は、可溶性ケラチンタンパク質のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基で、少なくとも一つの置換された化学基を有する可溶性ケラチンタンパク質を含む。可溶性ケラチン誘導体は、サクシニル化または四級化によって、または脂肪酸誘導体との反応によって形成される。可溶性ケラチン誘導体は、パーソナルケア配合物に使用してもよく、また、いくつか異なる可溶性ケラチン誘導体の混合物を含んでもよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれた可溶性ケラチンタンパク質のある位置で少なくとも一つの置換された化学基を有する可溶性ケラチンタンパク質を含む可溶性ケラチン誘導体。
【請求項２】
可溶性ケラチンタンパク質が未加工であることを特徴とする請求項１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項３】
可溶性ケラチンタンパク質が加水分解されることを特徴とする請求項１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項４】
置換された化学基がマイナスに帯電した基を含む請求項１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項５】
可溶性ケラチン誘導体が可溶性ケラチンサクシニル化誘導体である請求項４に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項６】
置換された化学基が下記の構造式
【化１８】
2011502171.tif 000047
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、Ｘは選択的に置換されたアルキル基を示す。）を含む請求項４に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項７】
Ｘは（ＣＨ２）ｎ、ｎは２〜６をである請求項６に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項８】
可溶性ケラチン誘導体が可溶性ケラチン脂肪酸誘導体を含む請求項４に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項９】
置換された化学基が下記の構造式
【化１９】
2011502171.tif 000048
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、ＸはＮＨまたはＯ、
【化２０】
2011502171.tif 000049
は繰り返し脂肪酸鎖、ｎは１〜４０である。）含む請求項４に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１０】
ＸはＮＨ、
【化２１】
2011502171.tif 000050
は（ＣＨ２）、ｎは１０〜１８である請求項９に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１１】
置換された化学基がプラスに帯電した基を含む請求項１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１２】
可溶性ケラチン誘導体が可溶性ケラチン四級化誘導体を含む請求項１１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１３】
置換された化学基が下記の構造式
【化２２】
2011502171.tif 000051
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、ＸはＮＨまたはＯ、Ｙは選択的に置換されたアルキル鎖、Ｒ’はアルキル鎖である。）含む請求項１１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１４】
ＸはＮＨ、ＹはＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２、Ｒ’はＣＨ３である請求項１３に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１５】
可溶性ケラチンタンパク質がＳ‐スルホン化されることを特徴とする請求項１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１６】
可溶性ケラチンタンパク質がケラチン中間径フィラメントタンパク質画分を含む請求項１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１７】
可溶性ケラチンタンパク質がケラチン高硫黄タンパク質画分を含む請求項１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１８】
可溶性ケラチンタンパク質がケラチン高グリシン‐チロシンタンパク質画分を含む請求項１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項１９】
可溶性ケラチン誘導体を製造する方法であって、
リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれた可溶性ケラチンタンパク質のある位置で化学基の置換反応を行う段階を含む方法。
【請求項２０】
可溶性ケラチンタンパク質が未加工である請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
可溶性ケラチンタンパク質が加水分解されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
化学基がマイナスに帯電した基を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
可溶性ケラチン誘導体が可溶性ケラチンサクシニル化誘導体を含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
化学基が下記の構造式
【化２３】
2011502171.tif 000052
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、Ｘは選択的に置換された低アルキル基である。）を含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
Ｘは（ＣＨ２）ｎ、ｎは２〜６である請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
可溶性ケラチン誘導体が可溶性ケラチン脂肪酸誘導体を含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
化学基が下記の構造式
【化２４】
2011502171.tif 000053
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、ＸはＮＨまたはＯ、
【化２５】
2011502171.tif 000054
は繰り返し脂肪酸鎖、ｎは１〜４０である。）を含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
ＸはＮＨ、
【化２６】
2011502171.tif 000055
は（ＣＨ２）、ｎは１０〜１８である請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
化学基がプラスに帯電した基を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項３０】
可溶性ケラチン誘導体が可溶性ケラチン四級化誘導体を含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
化学基が下記の構造式
【化２７】
2011502171.tif 000056
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、ＸはＮＨまたはＯ、Ｙは選択的に置換されたアルキル鎖、Ｒ’はアルキル鎖である。）を含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
ＸはＮＨ、ＹはＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２、Ｒ’はＣＨ３である請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
可溶性ケラチンタンパク質がＳ‐スルホン化される請求項１９に記載の方法。
【請求項３４】
可溶性ケラチンタンパク質がケラチン中間径フィラメントタンパク質を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項３５】
可溶性ケラチンタンパク質がケラチン高硫黄タンパク質を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項３６】
可溶性ケラチンタンパク質がケラチン高グリシン‐チロシンを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項３７】
可溶性ケラチン誘導体を含む界面活性剤製品であって、
可溶性ケラチン誘導体は、リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれたタンパク質のある位置で少なくとも一つの置換された化学基を有する可溶性ケラチンタンパク質を含む、界面活性剤製品。
【請求項３８】
約０．００１重量％〜５０重量％の可溶性ケラチン誘導体を含むパーソナルケア配合物。
【請求項３９】
可溶性ケラチン誘導体は、リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれたある位置で少なくとも一つの置換された化学基を有する可溶性ケラチンタンパク質を含む、請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４０】
可溶性ケラチンタンパク質が未加工である請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４１】
可溶性ケラチンタンパク質が加水分解されることを特徴とする請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４２】
置換された化学基がマイナスに帯電した基を含む請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４３】
可溶性ケラチン誘導体が可溶性ケラチンサクシニル化誘導体を含む請求項４２に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４４】
置換された化学基が下記の構造式
【化２８】
2011502171.tif 000057
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、Ｘは選択的に置換された低アルキル基である。）を含む請求項４２に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４５】
Ｘは（ＣＨ２）ｎ、ｎは２〜６である請求項４４に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４６】
可溶性ケラチン誘導体が可溶性ケラチン脂肪酸誘導体を含む請求項４２に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４７】
置換された化学基が下記の構造式
【化２９】
2011502171.tif 000058
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、ＸはＮＨまたはＯ、
【化３０】
2011502171.tif 000059
は繰り返し脂肪酸鎖、ｎは１〜４０である。）を含む請求項４２に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４８】
ＸはＮＨ、
【化３１】
2011502171.tif 000060
は（ＣＨ２）、ｎは１０〜１８である請求項４７に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項４９】
置換された化学基がプラスに帯電した基を含む請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項５０】
可溶性ケラチン誘導体が可溶性ケラチン四級化誘導体を含む請求項４９に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項５１】
置換された化学基が下記の構造式
【化３２】
2011502171.tif 000061
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、ＸはＮＨまたはＯ、Ｙは選択的に置換されたアルキル鎖、Ｒ’はアルキル鎖である。）を含む請求項４９に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項５２】
ＸはＮＨ、ＹはＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２、Ｒ’はＣＨ３である請求項５１に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項５３】
可溶性ケラチンタンパク質がＳ‐スルホン化されることを特徴とする請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項５４】
可溶性ケラチンタンパク質がケラチン中間径フィラメントタンパク質画分を含む請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項５５】
可溶性ケラチンタンパク質がケラチン高硫黄タンパク質画分を含む請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項５６】
可溶性ケラチンタンパク質はケラチン高グリシン‐チロシン画分を含む請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【請求項５７】
可溶性ケラチン誘導体を含むパーソナルケア配合物用の添加剤であって、
可溶性ケラチンタンパク質誘導体は、リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれたタンパク質のある位置で少なくとも一つの置換された化学基を有する可溶性ケラチンタンパク質を含む添加剤。
【請求項５８】
毛髪または皮膚を処理する方法であって、
約０．００１％〜５０％の可溶性ケラチン誘導体を含むパーソナルケア配合物を塗布する段階を含む方法。
【請求項５９】
添加剤を含むパーソナルケア配合物を塗布する段階によって毛髪または皮膚を処理する方法であって、添加剤は可溶性ケラチン誘導体を含み、可溶性ケラチン誘導体は、リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれたタンパク質のある位置で少なくとも一つの置換された化学基を有する可溶性ケラチンタンパク質を含むことを特徴とする方法。
【請求項６０】
リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれた可溶性ケラチンタンパク質画分のある位置で少なくとも一つの置換された化学基を有する第１の可溶性ケラチンタンパク質と、
リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれた可溶性ケラチンタンパク質画分のある位置で少なくとも一つの置換された化学基を有する第２の可溶性ケラチンタンパク質と、を含む可溶性ケラチン誘導体混合物であって、
第１の可溶性ケラチンタンパク質画分及び第２の可溶性ケラチンタンパク質画分は、中間径フィラメントタンパク質、高硫黄タンパク質及び高グリシン‐チロシンタンパク質からなる群から選ばれたそれぞれであって、
第１の可溶性ケラチンタンパク質画分は、第２の可溶性ケラチンタンパク質画分とは異なる、可溶性ケラチン誘導体混合物。
【請求項６１】
可溶性ケラチン誘導体混合物を製造する方法であって、
リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれた可溶性ケラチンタンパク質画分のある位置で少なくとも一つの置換された化学基を有する第１の可溶性ケラチンタンパク質画分と、リジン基、末端アミン基、ヒドロキシルアミノ酸基及びそれらの組合せからなる群から選ばれた可溶性ケラチンタンパク質画分のある位置で少なくとも一つの置換された化学基を有する第２の可溶性ケラチンタンパク質画分とを混合する段階を含み、
第１の可溶性ケラチンタンパク質画分及び第２の可溶性ケラチンタンパク質画分は、中間径フィラメントタンパク質、高硫黄タンパク質及び高グリシン‐チロシンタンパク質からなる群からそれぞれ選ばれたものであって、
第１の可溶性ケラチンタンパク質画分は、第２の可溶性ケラチンタンパク質画分とは異なる、方法。
【請求項６２】
可溶性ケラチンタンパク質が部分酸化されることを特徴とする請求項１に記載の可溶性ケラチン誘導体。
【請求項６３】
可溶性ケラチンタンパク質が部分酸化されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項６４】
可溶性ケラチンタンパク質誘導体が部分酸化されることを特徴とする請求項３８に記載のパーソナルケア配合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００７年１０月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／００１，１１１号の優先権を主張するものである。
【０００２】
発明の分野
本発明は、可溶性ケラチンタンパク質のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基で、少なくとも一つの化学基が置換されて形成される可溶性ケラチン誘導体に関する。置換される化学基は電荷を含むこともある。可溶性ケラチン誘導体は、サクシニル化または四級化によって、または脂肪酸誘導体との反応によって形成され得る。本発明は、また、可溶性ケラチン誘導体の製造方法及び用途に関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
ケラチンタンパク質は、当該分野でよく知られており、羊毛、羽毛、毛髪など多数の源に見られる。ケラチン繊維は、ケラチンファミリーの全パーツをなす関連タンパク質の複合混合物で構成される。このようなタンパク質は、ケラチンタンパク質画分と称されることが多く、その構造及び繊維内の役割によって、次のようにグループ化することができる。
【０００４】
・繊維皮質で主に見られる繊維性タンパク質である中間径フィラメントタンパク質（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｐｒｏｔｅｉｎ：ＩＦＰ）
・繊維皮質のマトリックス並びにキューティクル内で見られる球状タンパク質である高硫黄タンパク質（Ｈｉｇｈ  ｓｕｌｆｕｒ  ｐｒｏｔｅｉｎ：ＨＳＰ）
・繊維皮質で主に見られる高グリシン‐チロシンタンパク質（Ｈｉｇｈ  ｇｌｙｃｉｎｅ‐ｔｙｒｏｓｉｎｅ  ｐｒｏｔｅｉｎ：ＨＧＴＰ）
ケラチン繊維の超微細構造は、当該分野でよく知られており、非特許文献１により詳細に検討されている。
【０００５】
ケラチンタンパク質は、整形外科用材料としてそのパーソナルケア配合物、創傷ケア用途、並びに高分子膜の製造における使用を含めて、広範囲の用途で使用される。
【０００６】
ケラチンタンパク質は、湿潤剤及び軟化剤として、コンディショニング、膜形成など複数の機能を果たしている。
【０００７】
最も一般的に使用されるケラチンタンパク質は、配合物中に容易に含有されるよう、十分な溶解度を与えるために加水分解される。ケラチンタンパク質は、その中に特に高い割合でシステインと架橋しているため、本質的に不溶性である。当該分野には、加水分解の際に、ケラチンタンパク質の機能性などの好ましい性質を多く失うという問題がある。パーソナルケア配合物ではケラチンなど加水分解されたタンパク質を使用した多数の例が、当該分野でよく知られている。
【０００８】
特許文献１には、環境及び化学的損傷から毛髪を保護する配合物中での、加水分解されたタンパク質及びそれらの誘導体、特に高硫黄含量の加水分解されたタンパク質及びそれらの誘導体の使用が開示されている。特許文献１の発明者は、望ましい配合物を調製するために、加水分解されたタンパク質とポリアミノカチオン剤の組合せを使用している。
【０００９】
特許文献２には、羊毛及び毛髪の染色に補助剤として使用する、酵素加水分解により生成されたＳ−スルホシステインケラチンペプチドが記載されている。著者は、酵素消化を使用して、低分子量ペプチドを調製し、望ましい溶解度を達成している。
【００１０】
特許文献３には、化粧品の調製用、化学及び酵素加水分解により得られたものを含む、広範囲のケラチン分解生成物の使用が開示されている。
【００１１】
記載された従来技術では、ケラチンタンパク質は化粧品成分として使用され、利用されるケラチンは、ケラチン源の構成成分への分画は行われず、一材料として加水分解される（例えば、ＩＦＰ、ＨＳＰ、ＨＧＴＰ）。加水分解の結果として、ケラチンタンパク質の望ましい性質が多く失われる。低分子量ケラチンペプチドは、凝集秩序がかなり低下し、それらが誘導される高分子量ケラチンよりも、非常に劣る物理的性質を有する物質を生成する。さらに、化学的方法によるケラチン分解ではシステインの不可逆変換が起こり得るので、それにより、他のタンパク質材料と識別する中心となる機能性が失われたペプチド生成物が生ずる。
【００１２】
参考文献としてその内容を本願明細書に引用した特許文献４に教示されているように、未加工（ｉｎｔａｃｔ）ケラチンは、それらが由来する天然ケラチンの多くの望ましい特性を維持し、ケラチン基質への反応性を有する。このような未加工タンパク質の誘導体は、特許文献４には教示されていない。
【００１３】
第４級アンモニウム化合物、コハク酸塩及び脂肪酸誘導体などの化学物質は、パーソナルケア製品に使用されて、毛髪や皮膚のコンディショニング、皮膚への持続性、または配合物に界面活性剤特性をもたらすなど、有益な化粧品特性を与えることが多い。しかしながら、これらの化学物質のクラスにはタンパク質とペプチドに関連する有益性がなく、合成化学物質に関連する利点とタンパク性材料に固有の利点の両方を提供するには限界がある。
【００１４】
化学的修飾は、タンパク質の官能特性を修飾する有用な方法である。これを達成するために一般的に使用される化学反応には、アシル化、サクシニル化、エステル化、酸化、還元、グリコシル化、リン酸化及びアルキル化がある。これらの反応は、イオン性アミノ酸基と末端アミノ基に関連する。
【００１５】
サクシニル化は、一般的に食用タンパク質において使用され、溶解性、起泡性、乳化性、並びに風味を向上させる。タンパク質のサクシニル化は、分子内で静電反発力に影響する、マイナスに帯電したカルボニル基の導入と関連して、タンパク質でコーティングされた表面間での静電反発を改善し、その結果、乳化の安定性がより高くなる。サクシニル化反応は、タンパク質内のアミン基を含み、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸も含む。
【００１６】
別の化学的修飾は、プラスに帯電した第四級アンモニウム塩をタンパク質に添加して、より多くのカチオン種を生成する四級化の方法である。カチオン界面活性剤は、洗剤または発泡剤としての効果は少ないが、非常に重要な２つの特性を有する。カチオン界面活性剤の正電荷は、マイナスに帯電した基質上での吸収を可能にし、静電気防止特性と軟化作用を付与し、その一部は殺菌剤でもある。それはコンディショナーなどのヘアケア製品でよく見られる。
【００１７】
別の化学的修飾は、タンパク質分子上のアミン基に脂肪酸分子を結合させて、タンパク質の疎水性を増加させることである。
【００１８】
従って、例えば、毛髪や皮膚のコンディショニング、皮膚への持続性、または配合物に界面活性剤特性をもたらすなどの化粧品特性を含み、さらに他の望ましいケラチンタンパク質の特徴を維持するようなケラチン誘導体を提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】国際公開第９８／５１２６５号パンフレット
【特許文献２】米国特許第４、９４８、８７６号明細書
【特許文献３】米国特許第４、８９５、７２２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００６／０１６５６３５号明細書
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Ｒ．Ｃ．Ｍａｒｓｈａｌｌ  ｅｔ  ａｌ、Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｍｍａｌｉａｎ  Ｈａｒｄ  Ｋｅｒａｔｉｎ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  Ｒｅｖｉｅｗｓ，（１９９１）４、４７
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２１】
発明の概要
本開示の第１の実施形態において、本出願の発明者は、可溶性ケラチンタンパク質上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基の化学基を置換することによって、可溶性ケラチンタンパク質を修飾して可溶性ケラチン誘導体を形成できることを発見した。
【００２２】
第１の実施形態の一態様において、置換は、可溶性ケラチンタンパク質上の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基と無水物が反応するサクシニル化反応によって終了する。これは、全体の電荷をよりマエナスにする効果がある。
【００２３】
第１の実施形態の別の態様において、置換は、化学基が可溶性ケラチンタンパク質上の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基に添加されたプラスに帯電した第四級アンモニウム塩である、四級化反応によって終了する。これは、全体の電荷をよりプラスにする効果がある。
【００２４】
第１の実施形態のさらに別の態様において、置換は、可溶性ケラチンタンパク質上の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基に長鎖脂肪酸を添加し、それによりタンパク質電荷の少なくとも一部を中和することによって起きる。長鎖脂肪酸は、ラウリン酸と塩化オキサリルを結合することによって形成されるような、長鎖脂肪酸塩化物である。または、カップリング工程を通して脂肪酸誘導体が生成される。好ましいカップリング剤には、エチルカルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）またはＮ‐（３−ジメチルアミノプロピル）‐Ｎ’‐エチルカルボジイミド塩酸塩がある。上記の場合において、分子内の静電反発力が変化し、界面活性の促進と他の特性をもたらす。
【００２５】
第１の実施形態で使用された可溶性ケラチンタンパク質は、ケラチン全体またはケラチンタンパク質画分である。ケラチンタンパク質画分の例には、ＩＦＰ画分、ＨＳＰ画分及びＨＧＴＰ画分が含まれる。可溶性ケラチンタンパク質は未加工である。ただし、可溶性ケラチンタンパク質は部分的にまたは完全に加水分解されてもよい。可溶性ケラチンタンパク質は、Ｓ‐スルホン化ケラチンまたは部分酸化されたケラチンである。一態様において、可溶性ケラチンは、未加工Ｓ‐スルホン化ケラチン中間径フィラメントタンパク質画分であってもよい。可溶性ケラチンタンパク質のシステイン含量は約４％である。
【００２６】
本開示の第２の実施形態は、可溶性ケラチンタンパク質の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基で化学基を置換する方法を使用した、可溶性ケラチン誘導体の調製方法に関するものである。この方法は、可溶性ケラチンタンパク質の水溶液を調製後、その水溶液と化学基を含有する溶液を混合する段階を含んでいる。置換された化学基は、可溶性ケラチンタンパク質にその電荷を与えるマイナスに帯電した基、またはプラスに帯電した基を含んでいる。可溶性ケラチンタンパク質は、第１の実施形態で上述された可溶性ケラチンタンパク質と同様のものである。別の任意の成分を追加し、ｐＨ調整剤とｐＨ緩衝液など、最終製品の特性を変化させる。この方法は、また反応温度の調節を伴う。
【００２７】
第２の実施形態の一態様において、置換はサクシニル化反応を含む。サクシニル化反応の置換の結果として、可溶性ケラチンタンパク質の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基と無水物が反応して可溶性ケラチン誘導体を形成する。この方法は、可溶性ケラチンタンパク質の水溶液を調製後、その水溶液と無水物の含有溶液を混合する段階を含んでもよい。
【００２８】
第２の実施形態の別の態様において、置換は四級化反応を含む。四級化反応の置換の結果として、可溶性ケラチンタンパク質内の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基にプラスに帯電した四級化アンモニウム塩が添加される。この方法は、可溶性ケラチンタンパク質の水溶液を調製後、その水溶液と第四級化アンモニウム塩の含有溶液を混合する段階を含んでもよい。
【００２９】
第２の実施形態のさらに別の態様において、置換には酸塩化物置換反応またはカップリング反応を含む。酸塩化物方法またはカップリング反応による置換の結果、可溶性ケラチンタンパク質内の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基に脂肪酸基が追加される。この方法は、可溶性ケラチンタンパク質の水溶液を調製後、その水溶液と長鎖脂肪酸の含有溶液を混合する段階を含む。長鎖脂肪酸は、酸塩化物方法によるか、またはＮ‐（３−ジメチルアミノプロピル）‐Ｎ’‐エチルカルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）カップリング剤による塩化ラウロイルとラウリン酸の混合物であってもよい。
【００３０】
本開示の第３の実施形態は、可溶性ケラチン誘導体を含む界面活性剤製品に関するものである。可溶性ケラチン誘導体は、第１の実施形態で上述したようなものである。
【００３１】
本開示の第４の実施形態は、可溶性ケラチン誘導体を含むパーソナルケア配合物に関するものである。パーソナルケア配合物は、約０．００１重量％〜５０重量％の可溶性ケラチン誘導体を含む。この比率は、０．００１％〜１０％または０．００１％〜５％である。可溶性ケラチン誘導体は、第１の実施形態で上述したようなものである。可溶性ケラチン誘導体特性から可溶性ケラチン誘導体が使用され得るパーソナルケア配合物は、次のいずれかを含む。つまり、コンディショニングシャンプー、ボディ／洗顔クレンザー／シャンプー、ヘアコンディショナー、ヘアジェル、ヘアムース、ヘアセッティングローション、ヘアスプレー、パーマ前処理液、パーマ後処理液、保湿クリーム、シャワージェル、発泡バスジェル、マスカラ、マニキュア液、液状ファンデーション、シェービングクリーム及びリップスティックである。別のパーソナルケア配合物も、本発明内に含まれる（例えば、皮膚を保護する洗剤）。
【００３２】
本開示の第５の実施形態は、パーソナルケア配合物のための添加剤に関するものである。添加剤は第１の実施形態で上述したような可溶性ケラチン誘導体を含む。
【００３３】
本開示の第６の実施形態は、毛髪をトリートメントする方法である。この方法は、０．００１％〜５０％の可溶性ケラチン誘導体を含むパーソナルケア配合物を毛髪に適用する段階を含む。可溶性ケラチン誘導体は、第１の実施形態で上述したようなものである。
【００３４】
本開示の第７の実施形態は、毛髪をトリートメントする方法である。この方法は、添加剤を含むパーソナルケア組成物を毛髪に適用する段階を含む。添加剤は可溶性ケラチン誘導体を含む。可溶性ケラチン誘導体は、第１の実施形態で上述したようなものであってもよい。
【００３５】
本開示の第８の実施形態は、可溶性ケラチン誘導体混合物である。可溶性ケラチン誘導体混合物は、二つ以上の可溶性ケラチン誘導体を含む。可溶性ケラチン誘導体混合物は、可溶性ケラチンタンパク質画分上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基で少なくとも一つの置換された化学基を有する第１の可溶性ケラチンタンパク質画分を含む。可溶性ケラチン誘導体混合物は、可溶性ケラチンタンパク質画分上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基で少なくとも一つの置換された化学基を有する第２の可溶性ケラチンタンパク質画分をさらに含む。第１及び第２の可溶性ケラチン画分は、中間径フィラメントタンパク質、高硫黄タンパク質または高グリシン‐チロシンタンパク質であってもよい。第１の可溶性ケラチンタンパク質画分は、第２の可溶性ケラチンタンパク質画分とは異なってもよい。
【００３６】
本開示の第９の実施形態は、可溶性ケラチン誘導体混合物を製造する方法である。この方法は、第１の可溶性ケラチンタンパク質画分上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基で少なくとも一つの置換された化学基を有する第１の可溶性ケラチンタンパク質画分と、第２の可溶性ケラチンタンパク質画分上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基で少なくとも一つの置換された化学基を有する第２の可溶性ケラチンタンパク質画分とを混合する段階を含む。第１及び第２の可溶性ケラチン画分は、中間径フィラメントタンパク質、高硫黄タンパク質または高グリシン‐チロシンタンパク質であてもよい。第１の可溶性ケラチンタンパク質画分は、第２の可溶性ケラチンタンパク質画分とは異なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
添付の図面を参照しながら、一例として記載された以下の説明より本発明の態様をさらに明確にする。
【図１】図１は、サクシニル化タンパク質試料の電荷特性のグラフを示し、ここで、非誘導化タンパク質０％（未加工ケラチン）、試料ＳＰＡ２８％、試料ＳＰＢ７４％、試料ＳＰＣ７９％及び試料ＳＰＤ８３％である。
【図２】図２は、未加工ケラチンとサクシニル化タンパク質のｐＨ‐溶解度曲線を示す。
【図３】図３は、四級化タンパク質試料の電荷特性のグラフを示し、ここで、非誘導化タンパク質０％（未加工ケラチン）、試料ＱｕａｔＡ７％、試料ＱｕａｔＢ４１％、試料ＱｕａｔＣ６５％及び試料ＱｕａｔＤ８５％である。
【図４】図４は、未加工ケラチンと四級化タンパク質のｐＨ‐溶解度曲線を示す。
【図５】図５は、非処理毛髪（試料Ｅ及びＦ）の走査型電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）イメージを示す（倍率：８００ｘ）。
【図６】図６は、非処理毛髪（試料Ｅ及びＦ）のＳＥＭイメージを示す（倍率：２０００ｘ）。
【図７】図７は、ラウレス硫酸ナトリウム（ＳＬＥＳ）で洗浄した毛髪（試料Ａ及びＢ）のＳＥＭイメージを示す（倍率：８００ｘ）。
【図８】図８は、ＳＬＥＳで洗浄した毛髪（試料Ａ及びＢ）のＳＥＭイメージを示す（倍率：２０００ｘ）。
【図９】図９は、サクシニル化ケラチンタンパク質試料ＳＰＣで洗浄した毛髪（試料Ｃ及びＤ）のＳＥＭイメージを示す（倍率：８００ｘ）。
【図１０】図１０は、ＳＰＣで洗浄した毛髪（試料Ｃ及びＤ）のＳＥＭイメージを示す（倍率：２０００ｘ）。
【図１１】図１１は、異なる毛髪試料（Ａ〜Ｆ）に対して抽出された毛髪脂質のＴＬＣ分析を示し、ここで、ＣＥはコレステロールエステル）、ＦＦＡＥは脂肪酸エステル、ＦＦＡは遊離脂肪酸、Ｃｈｏｌはコレステロール）、Ｃｅｒはセラミド）、ＴＧはトリグリセリド）である。
【図１２】図１２は、平均コーミングストローク力計算（この実験例では（１００＋１６０＋１７０＋１８０＋２００）／５＝１６２のように計算される）及び各力／伸長曲線に対する平均コーミング力の計算時に使用したグラフを示す。
【図１３】図１３は、二つの実験で処理及び非処理毛髪トレスに対して測定したコーミング力の平均値のグラフを示す。
【図１４】図１４は、二つの実験で処理及び非処理毛髪トレスに対してコーミング力を測定した最高ピークの平均値のグラフを示す。
【図１５】図１５は、二つの実験で処理及び非処理毛髪トレスに対したコーミング力測定で記録された最高ピークの平均値のグラフを示す。
【図１６】図１６は、高分子量の四級化誘導体について、異なる毛髪トレス（処理及び非処理）に関する様々な質問に対する全審査員の選択パーセンテージを示す。
【図１７】図１７は、低分子量の四級化誘導体について、異なる毛髪トレス（処理及び非処理）に関する様々な質問に対する全審査員の選択パーセンテージを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
好適な実施形態の詳細な説明
本開示の第１の実施形態では、可溶性ケラチン誘導体が開示される。可溶性ケラチン誘導体は、可溶性ケラチンタンパク質への修飾を含み、その修飾では、可溶性ケラチンタンパク質上の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基の化学基が置換されることによって、可溶性ケラチンタンパク質が修飾されて誘導体が形成される。
【００３９】
ケラチンは、ジスルフィド結合を介してケラチンタンパク質に高度の架橋を与える高含量のアミノ酸システインを特徴とするタンパク質ファミリーである。ケラチンタンパク質は、また、多くの生物組織に基本となる構造的役割を提供する高秩序性のタンパク質である。
【００４０】
さらに、ジスルフィド架橋の発生は、体内の酵素分解に、ある程度の回復力を与え、ケラチン由来の任意物質は調節可能期間に特定部位に保持されるようになる。
【００４１】
ケラチンは本来不溶性であるため、可溶性ケラチンタンパク質を製造するには、化学的に修飾しなければならない。当該分野で周知の任意のケラチン可溶化方法を使用して、本発明で使用する可溶性ケラチンを提供するのと同時に、可溶性に修飾されたケラチンはいずれも本発明で使用できる
そのような一つの工程は、米国特許第７、１４８、３２７号明細書に記載されているように、ケラチンの化学的修飾によるＳ‐スルホン化ケラチンの形成を含み、その内容は参考文献として本願明細書に引用されている。
【００４２】
第１の実施形態の一態様において、可溶性ケラチンはＳ‐スルホン化ケラチンタンパク質である。Ｓ‐スルホン化ケラチンは、ケラチンタンパク質内のシスチンアミノ酸間のジスルフィド結合が可逆的に修飾される、極性官能基の生成工程を受けるケラチンタンパク質を指し、その官能基によりケラチンタンパク質内に本来存在する自然なジスルフィド架橋の再導入が調節可能になる。Ｓ‐スルホン化ケラチンは、主にＳ‐スルホシステインの形態で存在するシステイン／シスチンを有する。この高い極性基は、タンパク質にある程度の溶解度を与える。Ｓ‐スルホ基は溶液内で安定である一方、システインなどのチオール及び別の還元剤に対して反応性が高い不安定なシステイン誘導体である。還元剤との反応により、Ｓ‐スルホシステイン基のシスチンへの返還反応が導かれる。Ｓ‐スルホシステインは、両方の基がＳＯ３基を含んでいるが、システイン酸とは化学的に異なる。システイン酸は、システインまたはシスチンの酸化によって不可逆的に生成し、一旦形成されると、再びジスルフィド架橋を形成してシステインに戻ることはできない。Ｓ‐スルホシステインは、システインとよく反応し、容易にジスルフィド架橋を形成する。
【００４３】
第１の実施形態の別の態様において、可溶性ケラチンは部分酸化ケラチンタンパク質である。部分酸化というのは、ケラチン内の８５％を超えるシステインが、システイン酸と、さらに比較的少数の酸化に敏感な別なアミノ酸に酸化されることを意味する。ケラチンタンパク質の部分酸化は、ケラチンタンパク質内のシスチンアミノ酸間のジスルフィド結合をシステイン酸に変換することによって、ケラチンタンパク質を可溶化する。
【００４４】
第１の実施形態の可溶性ケラチンタンパク質は、異なる画分へと分解されないケラチンタンパク質全体である。別の実施形態において、ケラチンタンパク質はケラチンタンパク質画分であってもよい。人間の毛髪、羊毛、動物繊維、角、鼓腸症または別の哺乳類源から抽出された硬質αケラチンタンパク質は、その生化学的性質、具体的にその分子量とアミノ酸組成によって特定の構成成分に分類することができる。米国特許出願公開第２００６／０１６５６３５号明細書には、特定の組成が詳細に記載されており、その内容を参考文献として本願明細書に引用されている。上述のケラチンタンパク質画分は、ケラチンタンパク質ファミリー内から個別基に分類され、中間径フィラメントタンパク質（ＩＦＰ）、高硫黄タンパク質（ＨＳＰ）及び高グリシン‐チロシンタンパク質（ＨＧＴＰ）を含む。
【００４５】
中間径フィラメントタンパク質は、Ｏｒｗｉｎ  ｅｔ  ａｌ．（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｍｍａｌｉａｎ  Ｈａｒｄ  Ｋｅｒａｔｉｎ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  Ｒｅｖｉｅｗｓ、４、４７、１９９１）によって詳細に記載され、またＧｉｌｌｅｓｐｉｅ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｋｉｎ、ｖｏｌ．１、Ｅｄ．Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ  Ｏｘｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ、Ｌｏｎｄｏｎ、１９８３、ｐｐ．４７５‐５１０）は、低硫黄タンパク質とも称している。中間径フィラメントタンパク質ファミリーの主要特性は、４０〜６０ｋＤ範囲の分子量と約４％のシステイン含量（ハーフシスチンとして測定される）である。
【００４６】
高硫黄タンパク質ファミリーも、ＯｒｗｉｎとＧｉｌｌｅｓｐｉｅによって上記と同一の参考文献に十分記載されている。このタンパク質ファミリーは異質性が高いが、１０〜３０ｋＤ範囲の分子量と１０％を超えるシステイン含量を特徴とする。このファミリーのサブセットは超高硫黄タンパク質であり、システイン含量を最大３４％まで有することができる。
【００４７】
高グリシン‐チロシンタンパク質ファミリーもＯｒｗｉｎとＧｉｌｌｅｓｐｉｅによって上記と同一の参考文献に十分記載されている。このファミリーは高チロシンタンパク質とも称され、１０ｋＤ未満の分子量、一般的に１０％を超えるチロシン含量及び一般的に２０％を超えるグリシン含量を特徴とする。
【００４８】
本発明の目的では、「ケラチンタンパク質画分」は、精製ケラチンであり、上述のように全体ではないが、主に一つの個別タンパク質基を含有する。
【００４９】
第１の実施形態の可溶性ケラチンタンパク質は未加工である。「未加工」という用語は、水の添加による結合開裂と定義される加水分解により、明らかに加水分解されなかったタンパク質のことである。Ｇｉｌｌｅｓｐｉｅは、未加工を角化重合状態のタンパク質であると考え、さらに、羊毛と毛髪内の未加工ケラチンを形成するためのポリペプチドサブユニットであるとしている。この明細書の目的で、「未加工」は、Ｇｉｌｌｅｓｐｉｅによって記載されたポリペプチドサブユニットのことである。これらは、角化の工程を通して形成されるジスルフィド架橋がない、その天然形態のケラチンタンパク質と同等のものである。
【００５０】
未加工ケラチンタンパク質とケラチンタンパク質画分は、同時継続出願の米国特許出願公開第２００８／００３８３２７号明細書でさらに詳細に検討されており、その全体出願内容を参考文献として本願明細書に引用している。
【００５１】
可溶性ケラチンタンパク質は加水分解される。加水分解は、水の添加を通した結合開裂のことである。このように加水分解されたケラチンタンパク質は、ケラチンペプチドまたはオリゴペプチドとも称される。本明細書の目的では、「加水分解されたタンパク質」という用語にはペプチドも含む。本開示に教示された誘導体化が、未加工タンパク質と加水分解されたタンパク質（ペプチド）の両方の誘導体化を含むことは明らかである。例として、本発明者が加水分解時に起こると理解した反応は次式（Ｉ）で示される。
【００５２】
【化１】
2011502171.tif 000002
【００５３】
（式中、Ｒはケラチンタンパク質またはペプチド塩基、ＸとＹは標準アミノ酸側鎖である。）
式（Ｉ）は、誘導体化前の加水分解を示し、代わりに加水分解が誘導体化後に起こる可能性があることは明らかであり、上記式に限定されるものではない。
【００５４】
また、他の言及または提案がなければ（例えば、未加工タンパク質を参照する場合）、本願明細書に使用されるような「タンパク質」という用語は、タンパク質全体とペプチドの両方を含むことは明らかである。
【００５５】
可溶性ケラチンタンパク質は、水などの、パーソナルケア配合物に使用する任意の適切な溶液内にある。水溶液は、水溶液の調製するために適切な溶液に任意の比率の可溶性ケラチンからなる。可溶性ケラチンタンパク質の水溶液は、パーソナルケア配合物のための０．００１〜５０重量％の可溶性ケラチンタンパク質である。
【００５６】
可溶性ケラチン誘導体を生成するために使用される化学基は、マイナスに帯電した基またはプラスに帯電した基を含み、それらの基が可溶性ケラチンタンパク質にその電荷を与える。
【００５７】
化学基は、可溶性ケラチンタンパク質の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基の位置で可溶性ケラチンタンパク質に結合する。化学基は、可溶性ケラチンタンパク質の一つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基との置換によって、ケラチンに結合する。
【００５８】
本願明細書に開示された第１の実施形態の一態様で可溶性ケラチン誘導体が開示され、その態様では、可溶性ケラチンタンパク質はサクシニル化反応を通して修飾され、可溶性ケラチンサクシニル化誘導体と呼ばれる。
【００５９】
サクシニル化反応による置換の結果、タンパク質内のリジン基及び／または末端アミン基、及び、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基の一つ以上と無水物が反応し、可溶性ケラチン誘導体を形成する。一実施形態において、置換された化学基は次式を含む
【００６０】
【化２】
2011502171.tif 000003
【００６１】
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質であり、Ｘは必要に応じてに置換されたアルキル基である。より具体的には、Ｘは（ＣＨ２）ｎであり、ここで、ｎは２〜６の範囲である。）
具体例では、好ましい試薬の無水コハク酸（Ｘ＝ＣＨ２ＣＨ２）を利用する反応は、次式（ＩＩ）に示すような工程に基づいて起こると理解される。
【００６２】
【化３】
2011502171.tif 000004
【００６３】
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質である。）
サクシニル化は、Ｓ‐スルホン化中間径フィラメントケラチンタンパク質画分と無水コハク酸を使用して行われる。無水コハク酸はＳ‐スルホン化ケラチンタンパク質画分（リジンとＮ‐末端）内の第一級アミン基と反応する。この反応は、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基（セリン、トレオニン、チロシン）でも起きる。様々な反応がカルボン酸官能性を与える。理解されるように、リジン基の場合、反応により時には、プラスのアミノ酸を有する可溶性ケラチンタンパク質が、マイナスに帯電したカルボキシレート基を有するように変化する。これは、可溶性ケラチンタンパク質をさらにマイナスに帯電させる効果を有する。
【００６４】
サクシニル化工程は、例えば別の様々な無水物化合物（例えば、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水酪酸または無水酢酸）を含む別の試薬を使用することによって変化させることもできる。または、Ｐ‐塩化トルエンスルホニルクロライドを試薬として使用すると、芳香環が結合したスルファミド化されたタンパク質を与える。
【００６５】
一態様において、無水コハク酸または別の試薬を、可溶性ケラチンタンパク質１００に対して無水コハク酸約１〜１０の比率で可溶性タンパク質に添加してもよい。より具体的な例では、無水コハク酸は、可溶性ケラチンタンパク質２５に対して無水コハク酸約１の比率で添加される。
【００６６】
反応段階の間、ｐＨは７．０〜９．０の間で調節される。反応の間、ｐＨが減少する傾向があるので、水酸化ナトリウムなどのｐＨ増加剤の添加によってｐＨが調整される。
【００６７】
また、反応段階の間、温度は約１℃〜１０℃の間に、より好ましくは約５℃に調節される。
【００６８】
第１の実施形態の別の態様において、可溶性ケラチンタンパク質は四級化反応を通して修飾されてもよい。四級化反応による置換の結果として、プラスに帯電した四級アンモニウム塩がタンパク質内の一つ以上のリジン基及び／または末端アミン基と反応する。反応は、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基（セリン、トレオニン及びチロシン）によっても起こりうる。一実施形態において、置換された化学基は次式を含む。
【００６９】
【化４】
2011502171.tif 000005
【００７０】
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、ＸはＮＨまたはＯ、Ｙは随意に置換されたアルキル鎖、Ｒ’はアルキル鎖である。具体例において、ＸはＮＨ、ＹはＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２、そしてＲ’はＣＨ３である。）
一具体例において、好ましい試薬を使用する反応は、次式（ＩＩＩ）に示すような工程に基づいて起こると理解される。
【００７１】
【化５】
2011502171.tif 000006
【００７２】
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質である。）
四級化は、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド（ＧＴＭＡＣ）を使用して行ってもよい。ＧＴＭＡＣは可溶性ケラチンタンパク質の第一級アミン基（リジン）及び可溶性ケラチンタンパク質の末端アミン基（Ｎ‐末端）と反応する。反応は、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基（セリン、トレオニン、チロシン）でも起こりうる。理解されるように、リジン基の場合、反応により、時にはプラスのアミノ酸を有する可溶性ケラチンタンパク質が、可溶性ケラチンタンパク質内のリジン基と末端アミン基に添加されたプラスに帯電した第四級アンモニウム塩を有するように、変化する。これは、可溶性ケラチンタンパク質をさらにプラスに帯電させる効果を有する。
【００７３】
ＧＴＭＡＣについては上述されたが、本発明の範囲を逸脱せずに別の四級塩を使用可能なことは理解される。主要目的は、可溶性ケラチンタンパク質と反応可能な四級塩に反応基が結合することである。例えば、別の四級塩、特にＣ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ４０などの長鎖塩を含んでエポキシ基が結合する四級塩を使用してもよい。言及したように、エポキシ基が好ましい。これは、この基がよく反応し、タンパク質の長鎖が四級窒素に結合して、最も一般的にはＲ１‐‐‐‐Ｎ（ＣＨ２）ｎＲ２形態の分子を与えるからである（ここで、Ｒ１はケラチンタンパク質またはペプチドであり、Ｒ２は四級窒素含有部分である）。
【００７４】
一態様において、ＧＴＭＡＣは、可溶性ケラチンタンパク質８０に対してＧＴＭＡＣ約１〜１０の比率で、可溶性ケラチンタンパク質に添加される。一具体例では、ＧＴＭＡＣは、可溶性ケラチンタンパク質１６に対してＧＴＭＡＣ約１の比率で添加されてもよい。
【００７５】
反応段階の間、温度は、約４０℃に調節される。
【００７６】
一実施形態において、ＧＴＭＡＣは適切な比率で加水分解された可溶性ケラチンタンパク質に添加され、ＯＰＡ分析によって決定されるように、全末端及びリジン側鎖アミンが８５％を超えて置換される。
第１の実施形態のさらに別の態様では、長鎖脂肪酸を有する可溶性ケラチン誘導体が開示される。このような態様の置換の結果、マイナスに帯電した脂肪酸基が、タンパク質の一つ以上のリジン基及び／または末端アミン基に添加される。反応は、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基（セリン、トレオニン及びチロシン）でも起こりうる。「長鎖」という用語は、Ｃ１０より長い脂肪酸を指す。好ましくは、脂肪酸はＣ１０−１８鎖である。一態様において、置換された化学基は次式を含む。
【００７７】
【化６】
2011502171.tif 000007
【００７８】
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、ＸはＮＨまたはＯ、
【００７９】
【化７】
2011502171.tif 000008
【００８０】
は反復脂肪酸鎖、そしてｎは１０〜４０である。具体例において、ＸはＮＨ、
【００８１】
【化８】
2011502171.tif 000009
【００８２】
は（ＣＨ２）であり、ｎは１０〜１８の範囲内にある。）
具体例において、好ましい試薬を使用する反応は、次式（ＩＶ）に示すような工程に基づいて起こると理解される。
【００８３】
【化９】
2011502171.tif 000010
【００８４】
（式中、Ｒ＝可溶性ケラチンタンパク質、Ｘ＝ＰまたはＮＨ、及び
【００８５】
【化１０】
2011502171.tif 000011
【００８６】
は反復脂肪酸鎖である。）
上記の工程において、長鎖脂肪酸は、ラウリン酸と塩化オキサリルを結合することによって形成されるような脂肪酸塩化物である。別の実施形態では、塩化オキサリルの代わりに別の試薬を使用してもよい（例えば、塩化チオニル、無機ハロゲン化物及び一般的にＣＯＣｌ基を有する試薬）。このような別の方法で、タンパク質反応中、反応の温度は１℃〜１０℃の間に、ｐＨは約８に維持される。
【００８７】
または、脂肪酸誘導体はカップリング工程を通して製造される。好ましい試薬を使用するカップリング反応は、次式（Ｖ）に示すような工程に基づいて起こると理解される。
【００８８】
【化１１】
2011502171.tif 000012
【００８９】
（式中、Ｒは可溶性ケラチンタンパク質、ＸはＯまたはＮＨ、そして
【００９０】
【化１２】
2011502171.tif 000013
【００９１】
は反復脂肪酸鎖である。）
上記の工程において、好ましいカップリング剤は、ＥＤＣまたはＮ‐（３−ジメチルアミノプロピル）‐Ｎ’‐エチルカルボジイミド塩酸塩である。本発明の範囲を逸脱することなく、当該分野で周知の別のカップリング剤を使用してもよい。
【００９２】
一態様において、脂肪酸は、適切な比率で加水分解された可溶性ケラチンタンパク質に添加され、ＯＰＡ分析によって決定されるように、全末端及びリジン側鎖アミンが８５％を超えて置換される。
【００９３】
本開示の第２の実施形態に、可溶性ケラチン誘導体を調製する方法が開示される。この方法は、化学基を、可溶性ケラチンタンパク質の１つ以上のリジン基、末端アミン基及び／またはヒドロキシルアミノ酸基に置換する段階を含む。より具体的には、この方法は、可溶性ケラチンタンパク質の水溶液を調製した後、水溶液を化学基含有溶液と混合する段階を含む。化学基は、可溶性ケラチンタンパク質にその電荷を与えるマイナスに帯電した基またはプラスに帯電した基を含んでもよい。別の選択的な成分が添加されて、最終生成物の特性を変更させることもできる。この方法は、反応温度の調節を伴うこともできる。
【００９４】
第２の実施形態の一態様において、可溶性ケラチン誘導体を調製する方法は、サクシニル化反応を行う段階を含む。サクシニル化反応の置換の結果として、可溶性ケラチンタンパク質の１つ以上のリジン基及び／または末端アミン基及び、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基と無水物が反応して、可溶性ケラチン誘導体を形成する。この方法は、可溶性ケラチンタンパク質の水溶液を調製した後、その水溶液を無水物含有溶液と混合する段階を含む。
【００９５】
サクシニル化は、無水コハク酸を使用して行われる。無水コハク酸は可溶性ケラチンタンパク質の第一級アミン基（リジンとＮ‐末端）及び、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基（セリン、トレオニン及びチロシン）と反応して、カルボン酸官能性を与える。既に検討されたような別の試薬を使用してもよい。
【００９６】
無水コハク酸が、可溶性ケラチンタンパク質１００に対して無水コハク酸約１〜１０の比率で、可溶性ケラチンタンパク質に添加されてもよい。一具体例において、無水コハク酸は、可溶性ケラチンタンパク質２５に対して無水コハク酸約１の比率で添加される。
【００９７】
反応段階の間、ｐＨは８．０〜８．２の間に調整される。反応中、ｐＨが減少する傾向があるので、水酸化ナトリウムなどのｐＨ増加剤の添加によってｐＨを調整する。
【００９８】
また、反応段階の間、温度は約１℃〜１０℃の間に、より好ましくは約５℃に調節する。
【００９９】
本開示の第２の実施形態の別の態様において、可溶性ケラチン誘導体を調製する方法は、四級化反応段階を含む。四級化反応による置換の結果として、可溶性ケラチンタンパク質内のリジン基及び末端アミン基とプラスに帯電した四級化アンモニウム塩が反応する。この方法は、可溶性ケラチンタンパク質の水溶液を調製する段階と、それからその水溶液を四級化アンモニウム塩含有溶液と混合する段階を含む。
【０１００】
四級化は、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド（ＧＴＭＡＣ）を使用して行われる。ＧＴＭＡＣは、可溶性ケラチンタンパク質の第一級アミン基（リジン）及び可溶性ケラチンタンパク質の末端アミン基（Ｎ‐末端）と反応する。反応は、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基（セリン、トレオニン及びチロシン）でも起こりうる。既に検討されたような別の四級化塩を使用してもよい。
【０１０１】
ＧＴＭＡＣは、可溶性ケラチンタンパク質８０に対してＧＴＭＡＣ約１〜１０の比率で、可溶性ケラチンタンパク質に添加される。一例において、ＧＴＭＡＣは、可溶性ケラチンタンパク質１６に対してＧＴＭＡＣ約１の比率で添加されてもよい。
【０１０２】
反応段階の間、温度は約４０℃に調節される。
【０１０３】
第２の実施形態のさらに別の態様において、可溶性ケラチン誘導体を調製する方法は、酸塩化物方法またはＥＤＣカップリング反応の段階を含んでもよい。酸塩化物方法またはＥＤＣカップリング反応の置換の結果として、可溶性ケラチンタンパク質内の一つ以上のリジン基及び／または末端アミン基に脂肪酸基が添加される。反応は、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基（セリン、トレオニン及びチロシン）でも起こりうる。この方法は、可溶性ケラチンタンパク質の水溶液を調製する段階と、引き続きその水溶液を長鎖脂肪酸含有の溶液と混合する段階を含む。長鎖脂肪酸は、酸塩化物方法によるか、またはカップリング剤であるＮ‐（３−ジメチルアミノプロピル）‐Ｎ’‐エチルカルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）と共にラウリン酸を使用して製造された塩化ラウロイルであってもよい。
【０１０４】
好ましい酸塩化物方法の間、反応溶液の温度は約１℃〜１０℃の間に、ｐＨは約８に維持される。
【０１０５】
第３の実施形態では、可溶性ケラチン誘導体を含む界面活性剤製品が開示される。本明細書に開示される可溶性ケラチン誘導体は、水などの液体の表面張力を減少させる能力を含む界面活性剤タイプの特性を有し、それによって異なる層間の界面張力をより容易に拡散及び減少させる。これは、本発明の可溶性ケラチンタンパク質が両親媒性であって、疎水性「尾部」と親水性「頭部」の両方を有するからであると理解される。これは、有機溶媒と水の両方に可溶性であることを意味する。また、基本ケラチンタンパク質はある程度の界面活性剤特性を示すが、本発明の可溶性ケラチン誘導体は、置換反応により電荷が変化したため、一層強い界面活性剤特性を示す。例えば、本開示による可溶性ケラチン誘導体は、基本ケラチンタンパク質と比較して、その濃度の半分で同一の水表面張力の減少を達成することができる。本開示の可溶性ケラチン誘導体では、さらに、基本ケラチンタンパク質と比較して、可溶性ケラチン誘導体濃度が著しく減少しても、発泡（界面活性剤の別の特性）はより大きく且つ長く持続する。可溶性ケラチン誘導体は、配合物中の界面活性剤として単独で使用してもよい。そうでない場合は、可溶性ケラチン誘導体は配合物内の別の界面活性剤と共に使用される。
【０１０６】
本開示の第４の実施形態では、可溶性ケラチン誘導体を含むパーソナルケア配合物が開示される。「パーソナルケア配合物」という用語は、身体の臭気変化、身体の外観変化、身体の洗浄、身体の良好な状態の維持または身体の芳香付けのような効果を達成する目的で、口腔の粘膜及び歯を含め、人体の外部に接触する任意の物質または調製品を含む。
【０１０７】
パーソナルケア配合物は、約０．００１重量％〜５０重量％の可溶性ケラチン誘導体を含む。その比率は好ましくは０．００１重量％〜１０重量％、より好ましくは０．００１重量％〜５重量％である。パーソナルケア配合物は、任意の適切な化粧品担体をさらに含んでもよい。
【０１０８】
可溶性ケラチン誘導体は、第１の実施形態で詳細に記述したような可溶性ケラチン誘導体であってもよい。
【０１０９】
可溶性ケラチン誘導体特性の理由から可溶性ケラチン誘導体が使用され得るパーソナルケア配合物には、次のいずれかが含まれる。つまり、コンディショニングシャンプー、ボディ／洗顔クレンザー／シャンプー、ヘアコンディショナー、ヘアジェル、ヘアムース、ヘアセッティングローション、ヘアスプレー、パーマ前処理液、パーマ後処理液、保湿クリーム、シャワージェル、発泡バスジェル、マスカラ、マニキュア液、液状ファンデーション、シェービングクリーム及びリップスティックである。上記で言及したような特性を得るのに役立つ別のパーソナルケア配合物も、本発明内に含まれる（例えば、皮膚を乾燥から保護する洗剤）。
【０１１０】
本開示の第５の実施形態では、可溶性ケラチン誘導体を含むパーソナルケア配合物用の添加剤が開示される。可溶性ケラチン誘導体は、第１の実施形態で詳細に上述されたような可溶性ケラチン誘導体である。添加剤が、第４の実施形態で上述されたような任意の適切なパーソナルケア配合物に添加される。添加剤は、パーソナルケア配合物の０．１〜５重量％範囲の量でパーソナルケア配合物に添加されてもよい。パーソナルケア配合物は、任意の適切な化粧品担体をさらに含んでもよい。
【０１１１】
第６の実施形態に、毛髪を処理する方法が開示される。この方法は、約０．００１％〜５０％の可溶性ケラチン誘導体を含むパーソナルケア配合物を毛髪に塗布する段階を含む。可溶性ケラチン誘導体は、第１の実施形態で上述された可溶性ケラチン誘導体である。上述したものなどの、任意の適切なパーソナルケア配合物を使用してもよい。第６の実施形態の方法で使用されたパーソナルケア配合物が、任意の適量で任意のタイプの毛髪に塗布される。
【０１１２】
第７の実施形態に、毛髪を処理する代案的な方法が開示される。この方法は、添加剤を含むパーソナルケア配合物を毛髪に塗布する段階を含む。添加剤はケラチンタンパク質誘導体を含む。ケラチンタンパク質誘導体は、第１の実施形態で上述されたケラチンタンパク質誘導体であってもよい。任意の適量の添加剤がパーソナルケア配合物に含まれ、任意の適量のパーソナルケア配合物が毛髪に塗布されてもよい。添加剤含有パーソナルケア配合物は、任意のタイプの毛髪に塗布され、それは、上述されたパーソナルケア配合物のいずれであってもよい。
【０１１３】
第８の実施形態では、可溶性ケラチン誘導体混合物が開示される。可溶性ケラチン混合物は、混合された２つ以上の可溶性ケラチン誘導体を含む。可溶性ケラチン誘導体の混合物は、好ましい体積とシステイン含量を有する。システイン含量（具体的に、Ｓ‐スルホン化Ｃｙｓ及び酸化Ｃｙｓ（システイン酸））を増加させることによって、パーソナルケア配合物としての材料の効果を向上させることもある。体積を増加させることによって、製造工程をより商業的に実現可能になる。
【０１１４】
可溶性ケラチン誘導体は、第１の実施形態で上述されたものの何れであってもよい。この実施形態の一態様において、可溶性ケラチン誘導体は、詳細に上述されたような、置換された化学基を有する可溶性ケラチンタンパク質画分である。混合物に使用される可溶性ケラチン誘導体の可溶性ケラチンタンパク質画分は、中間径フィラメントタンパク質、高硫黄タンパク質または高グリシン‐チロシンタンパク質である。可溶性ケラチンタンパク質画分は、Ｓ−スルホン化または部分酸化されてもよい。また、可溶性ケラチンタンパク質画分は、上記でより詳細に検討されたように、未加工であってもまたは加水分解されてもよい。
【０１１５】
可溶性ケラチン誘導体の混合物は、異なるケラチンタンパク質画分を有する可溶性ケラチン誘導体を含む。すなわち、可溶性ケラチン誘導体混合物が、置換された化学基を有するケラチンタンパク質画分を含む第１の可溶性ケラチン誘導体と、置換された化学基を有するケラチンタンパク質画分を含む第２の可溶性ケラチン誘導体を含む場合、第１の可溶性ケラチン誘導体のケラチンタンパク質画分は、第２の可溶性ケラチン誘導体のケラチンタンパク質画分とは異なってもよい。一具体例において、第１の可溶性ケラチン誘導体のケラチンタンパク質画分はケラチン中間径フィラメントタンパク質である。一方、第２の可溶性ケラチン誘導体のケラチンタンパク質画分はケラチン高硫黄タンパク質またはケラチン高グリシン‐チロシンタンパク質のうち何れであってもよい。ケラチンタンパク質画分の任意の組合せを使用してもよい。
【０１１６】
この実施形態の別の態様において、可溶性ケラチン誘導体混合物中、異なる可溶性ケラチン誘導体の比率は、可溶性ケラチン誘導体のそれぞれの可溶性ケラチン画分構成成分によって選択される。第１の可溶性ケラチン誘導体が中間径フィラメントタンパク質を含み、第２の可溶性ケラチン誘導体が高硫黄タンパク質または高グリシン‐チロシンタンパク質のうち何れかである場合、第２の可溶性ケラチン誘導体に対する第１の可溶性ケラチン誘導体の比率は、任意の適切な比率であってもよい。一態様において、その比率は使用するケラチン源によって決定される。
【０１１７】
第９の実施形態では、可溶性ケラチン誘導体混合物を製造する方法が開示される。この方法は、二つ以上の可溶性ケラチン誘導体を一緒に混合することを含む。この実施形態の一態様において、可溶性ケラチン誘導体は、より詳細に上述されたような、置換された化学基を有する可溶性ケラチンタンパク質画分である。混合物に使用される可溶性ケラチン誘導体の可溶性ケラチンタンパク質画分は、中間径フィラメントタンパク質、高硫黄タンパク質または高グリシン‐チロシンタンパク質であってもよい。可溶性ケラチンタンパク質画分は、Ｓ‐スルホン化または部分酸化されてもよい。また、可溶性ケラチンタンパク質画分は、上記でより詳細に検討されたように、未加工または加水分解されてもよい。
【０１１８】
第９の実施形態の方法で混合された可溶性ケラチン誘導体は、異なるケラチンタンパク質画分を有する可溶性ケラチン誘導体を含む。すなわち、可溶性ケラチン誘導体混合物が、置換化学基を有するケラチンタンパク質画分を含む第１の可溶性ケラチン誘導体と混合された、置換化学基を有するケラチンタンパク質画分を含む第２の可溶性ケラチン誘導体を含む場合、第１の可溶性ケラチン誘導体のケラチンタンパク質画分は、第２の可溶性ケラチン誘導体のケラチンタンパク質画分とは異なってもよい。一具体例において、第１の可溶性ケラチン誘導体のケラチンタンパク質画分は中間径フィラメントタンパク質である一方、第２の可溶性ケラチン誘導体のケラチンタンパク質画分はケラチン高硫黄タンパク質またはケラチン高グリシン‐チロシンタンパク質のうち何れであってもよい。可溶性ケラチン誘導体混合物を製造する方法において、ケラチンタンパク質画分の任意の組合せを使用してもよい。
【０１１９】
この実施形態の別の態様において、異なる可溶性ケラチン誘導体は、可溶性ケラチン誘導体の各々の可溶性ケラチン画分構成成分に基づいた比率で混合されてもよい。例えば、中間径フィラメントタンパク質を含む第１の可溶性ケラチン誘導体が、高硫黄タンパク質または高グリシン‐チロシンタンパク質を含む第２の可溶性ケラチン誘導体と混合される場合、第２の可溶性ケラチン誘導体に対する第１の可溶性ケラチン誘導体の比率は、任意の適切な比率であってよい。一態様において、その比率は使用するケラチン源によって決定される。
【実施例】
【０１２０】
実施例１−サクシニル化ケラチン誘導体の製造
この実施例では、可溶性ケラチンタンパク質の誘導体化に対する研究が記載される。この実施例では、可溶性ケラチンタンパク質がサクシニル化される手順並びに結果として得られた誘導体の特性が記載される。
【０１２１】
未加工可溶性ケラチン中間径フィラメントタンパク質のサクシニル化は、反応に無水コハク酸を添加することによって実施された。無水コハク酸は、未加工可溶性ケラチンＩＦＰ内の第一級アミン基（リジン及びＮ‐末端）及び、程度は低いが、ヒドロキシルアミノ酸基（セリン、トレオニン及びチロシン）と反応して、カルボン酸官能性を与える。理解されるように、リジン基の場合、時にはプラスのアミノ酸がマイナスに帯電したカルボキシレート基で置換されたことを意味する。これは、未加工可溶性ケラチンＩＦＰをさらにマイナスに帯電させる効果を有する。
【０１２２】
より具体的には、前記方法は、次の段階によって行われた。
（ｉ）ｐＨ８の未加工可溶性ケラチンＩＦＰ（３．２％溶液）１００ｇを水浴内で５℃に冷却した。
（ｉｉ）無水コハク酸８．３ｇを１時間かけて添加した。反応の間、１ｍｏｌＬ−１ＮａＯＨを継続的に添加することによって、ｐＨを８〜８．２の間に維持した。
（ｉｉｉ）ｐＨの変化が止まったら、溶液を１時間攪拌した。
（ｉｖ）酸を添加して溶液のｐＨを３まで減少させ、可溶性ケラチン誘導体を沈殿させた。
（ｖ）可溶性ケラチン誘導体を濾過によって収集し、水で洗浄の上、凍結乾燥させて、試料「ＳＰＤ」を得た。
【０１２３】
上記の方法を、同様の手順でより少ない無水コハク酸、すなわち、４．１５ｇ（ＳＰＣ）、２．０７５ｇ（ＳＰＢ）及び１ｇ（ＳＰＡ）を使用して、３回別の時点で繰り返した。次に、これらの試料を分析して反応の範囲を定めた。
【０１２４】
試料に存在する可溶性ケラチン誘導体の量は、灰化法を使用して定めた。試料を７００℃に加熱し、全体固形物に対する残留固形物のパーセンテージを測定した。分析された試料の可溶性ケラチン誘導体固形含量は９９．５％を超え、残留固形物が本質的に純粋な固形ケラチン誘導体であることを示した。
【０１２５】
パーキンエルマー２０００ＦＴ−ＩＲのＫＢｒディスクに全ての試料に対する赤外線スペクトルが記録された。ＳＰＢ、ＳＰＣ及びＳＰＤの赤外線スペクトルは、約１７３０ｃｍ−１にカルボニルによる個別信号を示し、可溶性ケラチン誘導体に結合した酸基の存在を示す。ＳＰＡのスペクトルは、ただ弱いカルボニル信号を示す。可溶性ケラチン誘導体の置換程度（ＤＳ）は、反応に使用された無水コハク酸の過剰量によって決定される。高いＤＳを得るには過剰量が大きいことが必要である。
【０１２６】
Ｂｅｒｔｒａｎｄ−Ｈａｒｂ  らのＯＰＡ（ο‐フタルジアルデヒド）法を使用して可溶性ケラチン誘導体中の第一級アミンを検出した。０．１ｍｏｌＬ−１ホウ酸ナトリウム２５ｍｌ、２０％ＳＤＳ２．５ｍｌ、及びメルカプトエタノール１００μＬとＭｅＯＨ１ｍｌに溶解させたＯＰＡ４０ｍｇから、ＯＰＡ標準溶液５０ｍｌを調製した。水を用いて５０ｍｌにした。試薬は毎日調製し、使用するまで２５℃の暗所に貯蔵した。未知試料を２ｇ／Ｌタンパク質濃度の５０ｍｍｏｌＬ−１リン酸ナトリウム緩衝液で調製した。各試料１００μＬをＯＰＡ標準溶液２ｍｌと混合し、３４０ｎｍでの吸光度を記録する前に２分間インキュベートした。０．２５〜２．００ｍｍｏｌＬ−１のＬ‐ロイシンを使用して、一連の標準溶液を調製し、それにより検量線を作成した。表１は、ＯＰＡを用いて決定したリジン置換の範囲を示す。
【０１２７】
【表１】
2011502171.tif 000014
【０１２８】
サクシニル化反応において、Ｏ‐サクシニルチロシンエステル結合はｐＨ＞５で急速に切断され不安定性であるため、一般的にＮ‐サクシニル化の範囲はＯ‐サクシニル化よりも高い。
【０１２９】
コロイド滴定法を用いて分子の電荷が決定された。緩衝液（ｐＨ３．５、７または９．５）及び数滴のトルイジンブルーに０．１％可溶性ケラチン誘導体溶液５ｍｌを添加し、１／４００Ｎポリ（ビニル）硫酸カリウム（ＰＶＳＫ）溶液で滴定して、溶液内に存在する正電荷の量を決定した。負電荷の量を決定するために、０．１％の可溶性ケラチン誘導体５ｍｌ、緩衝液（ｐＨ３．５、７または９．５）及び数滴のトルイジンブルーに既知量の１／４００Ｎポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）クロライド（ＰＤＡＣ）を添加し、またＰＶＳＫで逆滴定した。プラスに帯電したリジン基がマイナスに帯電したＣＯＯ−となるので、サクシニル化によって、可溶性ケラチン誘導体に存在する負電荷が増加し、正電荷が減少するとことが期待される。コロイド滴定は、このような場合、測定可能な負電荷の量が実質的に増加し、測定可能な正電荷は殆ど検出不可能な程度で増加することを示す（図１及び表２）。存在する負電荷の量は、サクシニル化が増加するとともに増大することが観察され、次第に負電荷種が発生することを示す。
【０１３０】
【表２】
2011502171.tif 000015
【０１３１】
（必要な場合、１５分ごとにｐＨをモニターし、酸／塩基を添加しながら）１時間振盪したｐＨ２〜１０可溶性ケラチン誘導体の１％分散液を調製し、固形物を濾過乾燥及び秤量して、設定ｐＨで溶解した可溶性ケラチン誘導体の量を決定した。ｐＨ‐％溶解度曲線から等電点またはイオン化点（pl）の評価が可能となり、並びにｐｌ.ｐＨ溶解度曲線（図２）への化学的修飾の効果の推定が可能となった。それによりＤＳの増加と共に酸性ｐＨでの溶解度が着実に増加することが示される。これは、マイナスに帯電した基を添加したことにより、分子のplが低ｐＨへとシフトし、そのｐＨを超えると溶解度が増加したことに起因する。
【０１３２】
Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｆ‐４０００を蛍光分光光度計用いて、可溶性ケラチン誘導体試料のスペクトルを記録した。３４０ｎｍの励起波長が使用され、励起と発光帯域はともに５ｎｍであった。試料は０．０１％水溶液であった。サクシニル化タンパク質の最大発光を表３に示した。
【０１３３】
【表３】
2011502171.tif 000016
【０１３４】
より低いＤＳを有する試料ＳＰＡは、３４０．０ｎｍへの最大赤方偏移で最大発光に僅かな変化を示す。サクシニル化が増加するほど最大発光の赤方偏移も大きくなり、試料ＳＰＤの場合３６９．８ｎｍで新しいショルダーが増大した。マイナスに帯電したバルキーなサクシニル基が導入された結果、好ましくない電荷反発力により可溶性ケラチン誘導体が強制的に広がることによって、より多くのトリプトファンを極性環境に露出するようになった。
【０１３５】
本発明者は、上記の方法も使用するが、基本のタンパク質材料として未加工タンパク質よりも加水分解されたケラチンタンパク質を使用して、別の実験を行った。この実験では、変化した電荷と置換に関して得られた結果は比較可能であった。
【０１３６】
ケラチンタンパク質のサクシニル化の結果、出発ケラチンタンパク質と比較して、ケラチン誘導体に存在する負電荷が増加し、違った特性を有するようになることを、それらの結果は示している。サクシニル化ケラチン誘導体は、非誘導体化ケラチンタンパク質に比べて、正電荷が増加し、ｐｌが低くなったことを示す。
【０１３７】
実施例２‐四級化ケラチン誘導体の製造
この実施例には、可溶性ケラチンタンパク質の誘導体化に対する研究が記載されており、また可溶性ケラチンタンパク質が四級化される手順が記載されている。
【０１３８】
プラスに帯電した第四級アンモニウム塩を可溶性ケラチンタンパク質内のリジン基及び末端アミン基に添加することによって、可溶性ケラチンタンパク質の四級化が行われた。この反応は、同じ条件化で実験を行うたびに同一特性の化合物が生成し、それが反復可能であることがわかった。より具体的には、次の方法を使用して、可溶性ケラチンタンパク質の四級化が行われた。
（ｉ）未加工可溶性ケラチン溶液４０．２５ｇを含む４つのショットボトル（Ｓｃｈｏｔｔ）に（３．２％、ｐＨ＝７．５７、各ボトルは１．２５ｇのタンパク質を含有）、様々な量（ＱｕａｔＡ０．６２５ｍｌ（０．５ｇ）、ＱｕａｔＢ１．２５ｍｌ（１ｇ）、ＱｕａｔＣ２．５ｍｌ（２ｇ）及びＱｕａｔＤ５ｍｌ（４ｇ））のグリシジルトリメチルアンモニウムクロライドを添加した。
（ｉｉ）ボトルを密封し、よく振ってから、１８時間４０℃の予熱したインキュベーターシェーカーに置いた。
（ｉｉｉ）１８時間後、試料をインキュベーターから除去し、透析の上、凍結乾燥させた。
【０１３９】
その後、製造された試料を上述のサクシニル化方法を用いて分析して、四級化反応の範囲を決定した。分析結果は以下の通りである。
【０１４０】
透析後、９６％可溶性ケラチン誘導体であるがわかったＱｕａｔＡを除いて、試料（ＱｕａｔＡ〜Ｄ）は、９９％可溶性ケラチン誘導体より大きいことが灰化によって見出された。置換がそれほど強い赤外線活性信号を伴わなかったことから、各試料（ＱｕａｔＡ〜Ｄ）に対して測定された赤外線スペクトルは、未加工ケラチンのスペクトルと識別可能な差異を示さなかった。可溶性ケラチン誘導体の置換の程度（ＤＳ）は、反応で使用されたグリシジルトリメチルアンモニウムクロライド（ＧＴＭＡＣ）の量によって決定された。表４は、ＯＰＡ法を使用して決定されたリジン置換の範囲を示す。
【０１４１】
【表４】
2011502171.tif 000017
【０１４２】
コロイド滴定法を使用して試料ＱｕａｔＡ〜Ｄの電荷を決定した。この方法は、プラスに帯電した高分子電解質とマイナスに帯電した高分子電解質との反応を用いて、未知の電荷量を決定する。使用された負の高分子電解質であるポリ（ビニル）硫酸カリウム（ＰＶＳＫ）はトルイジンブルーと相互作用して赤紫色溶液を与えるため、青色溶液が赤紫色となるまで、プラスに帯電した種をＰＶＳＫで直接滴定する。マイナスに帯電した種は、溶液に添加されたプラスに帯電した高分子電解質ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）クロライド（ＰＤＡＣ）の既知量を有する必要があるので、続いてＰＶＳＫで逆滴定する。可溶性ケラチン誘導体の滴定は、イオン化基を考慮して数種類のｐＨレベルで繰り返す必要がある。この方法は、また、分子内の全ての電荷に接近可能な高分子電解質に依存する。可溶性ケラチン誘導体の場合、可溶性ケラチン誘導体が経験する折り畳みにより、一部の電荷が可溶性ケラチン誘導体の別の部分と強く結合し、よって滴定利用できないこともある。未加工ケラチンに行われる滴定は、ｐＨの増加によって減少する少量の正電荷のみが検出可能である一方、ｐＨの増加によって増加が期待される負電荷は約１０倍多く検出可能である。システイン基は低いｐＨでマイナスに帯電している全てのＳ‐スルホン酸塩であるので、このような可溶性ケラチン誘導体がマイナスの特徴を有することが、未加工ケラチンに対して知られている。ＱｕａｔＡ〜Ｄの滴定では、負電荷量は非常に減少する一方、Ａ〜Ｃ及びさらにＤの場合、正電荷量は若干増加することが明らかである（表５及び図３）。試料に存在する負電荷量は、化学反応によって影響を受けないので、負電荷の減少は、負電荷種との結合時に存在する正電荷量の増加に起因する。ＱｕａｔＤの場合、マイナスに帯電した種は検出されないことが観察された。前記試料中のリジンの置換程度は、その挙動がが著しく変化するにも関わらず、Ｃの置換程度より若干大きいだけである。過剰量がそのように大きい別のアミノ酸と反応するという可能性もある。未反応ＧＴＭＡＣがまだ溶液に存在する可能性もあるが、これは試料が透析処理を受けるため起こりそうにない。
【０１４３】
【表５】
2011502171.tif 000018
【０１４４】
異なるｐＨでの可溶性ケラチン誘導体の溶解度は、そのｐＨで存在するイオンされた基数に一部依存する。可溶性ケラチン誘導体は、このｐＨで分子全ての電荷が中和されることから、イオン化点（ｐｌ）付近での可溶性が最も低い。これらの試料は、その可溶性が置換程度に強く依存未加工ケラチンと比較すると、酸性溶媒で溶解度が減少した。試料Ｄ（８５％置換）は、ｐＨ７での透析中に多量に沈殿することが観察された。図４は、四級化された試料ＱｕａｔＡ〜Ｄと未加工ケラチンに対するｐＨ溶解度曲線を示す。この曲線から、試料の溶解度は四級化が増加するほど低いｐＨで減少することが明らかである。試料ＱｕａｔＤは、ｐＨ９での溶解度はわずか６０％で、非常に不溶性であることがわかった。このようなＱｕａｔＤの溶解度の欠如は、おそらく、負電荷に伴い相当量の正電荷が存在して自己凝集が起きているためである。このような結果は、予想したようにＤＳが増加するほど、ｐｌはより高いｐＨへとシフトすることを示唆する。
【０１４５】
表６には、四級化された試料ＱｕａｔＡ〜Ｄと未加工ケラチンの発光スペクトルに対するλｍａｘを示す。未加工ケラチンのスペクトルは３３８．０ｎｍで最大である。ＱｕａｔＣとＤではより短い波長へ若干変化する一方、ＱｕａｔＡとＢでは非常に小さく、これは、分子の正電荷の増加によって青色シフトが観察されることを意味する。トリプトファン残留物をさらに極性環境に露出させると、発光は赤色シフトするようになり、そのためより少ない極性環境を経験する発光アミノ酸により、青色シフトが起きることもある。正電荷の増加により、予め経験した反発効果の代わりにタンパク質はよりしっかりと折り畳むよう促される。
【０１４６】
【表６】
2011502171.tif 000019
【０１４７】
上記の試験では誘導体を形成するために未加工ケラチンを使用した。加水分解されたケラチンを使用した別の可溶性ケラチン誘導体も製造された（ＱｕａｔＰと称される）。ＱｕａｔＰ溶液は次の段階によって製造された。
（ｉ）非変形ペプチドの１５．１％溶液２５０ｍｌを５００ｍｌショットボトルに入れた。
（ｉｉ）反応可能な遊離アミン基の量を最大化するために、溶液はｐＨ９に調整された。ＧＴＭＡＣ（グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド）１２．５ｍｌを添加し、ボトルをよく振って、パラフィルムで密封した。そのボトルを４０℃、１２０ｒｐｍの予熱された振盪水浴に４８時間置いた。
【０１４８】
四級化ペプチドＱｕａｔＰの調製が良好であるかは、ＯＰＡによって確認した。修飾されたペプチドは、非修飾ペプチドより遊離アミノ基がより少なかった（遊離アミノ基の３５．７７％が修飾された）。修飾されたペプチドの最終濃度は、１４．３８％と算出された（本来１５．１％）。この追加実験は、基本タンパク質が未加工ケラチン画分または加水分解されたケラチン画分の何れかであることを示す。
【０１４９】
何が置換の程度に影響を与えるかを理解し、最も効果的な時間と試薬の使用の研究に役立てるために、四級化反応を最適化する別の試験に着手した。要するに、時間とＧＴＭＡＣの添加量の両方によって置換の程度が増加することが認められた。従って、時間を気にかける必要のない工程を最適化する一方法は、より少ない試薬を使用し、工程により長い時間をかけることである。タンパク質溶液の濃度も置換の程度に貢献することが認められた。より高濃度のタンパク質溶液を使用すると、より多くの置換が起きた。試料の状態を改善させる方法（例えば、透析または酸）は置換の程度に影響を与えなかった。反応溶液の開始ｐＨは、最適ｐＨが約９であることにより多少効果があった。
【０１５０】
上記の結果は、可溶性ケラチンタンパク質の四級化によって、様々な割合の四級化置換を有する可溶性ケラチン誘導体がえられ、それらが出発ケラチンタンパク質に様々な特性を示すことを表している。その結果は、また、四級化されたケラチン誘導体ではｐｌが増加し、正電荷の存在量も増加したことを示す。さらに、工程は反復可能であり、個々に必要性に応じた置換程度に最適化され得る。
【０１５１】
実施例３‐脂肪酸の置換
可溶性ケラチンタンパク質を化学的に修飾するための代案的な方法が記載されている。第１の方法では、次式（ＩＶ）に示すように脂肪酸ケラチン誘導体（ＦＡＰ）の形成に脂肪酸塩化物が使用される。
【０１５２】
【化１３】
2011502171.tif 000020
【０１５３】
（式中、Ｒはケラチンタンパク質またはペプチド塩基、ＸはＮＨまたはＯ、そして［］ｎは反復脂肪酸鎖である。）
より具体的には、第１の試料（ＦＡＰ１）を形成するために、未加工な可溶性ケラチン中間径フィラメントタンパク質（ＩＦＰ）と長鎖脂肪酸の反応が、次の方法を用いて行われた。
（ｉ）Ｎ２通気下３５℃で、ラウリン酸０．５ｇを含む無水ＣＨ２Ｃｌ２（１０ｍｌ）に塩化オキサリル０．４１ｇを１０分間滴下した。
（ｉｉ）真空下で溶媒を除去する前に、反応混合物を３５℃で２時間攪拌した。
（ｉｉｉ）得られた固形物をアセトン１０ｍｌに溶解し、可溶性ケラチンタンパク質５％溶液２５ｍｌまたは２５０ｍｌに滴下し、ｐＨ８の氷浴中で強く攪拌した。
（ｉｖ）０．１ｍｏｌＬのＮａＯＨを添加することによって、反応中、初期ｐＨを維持した。
（ｖ）ｐＨが減少して可溶性ケラチン誘導体が沈殿する前に、一晩攪拌を続けた。
（ｖｉ）固形物を濾過し、アセトンで洗浄して、未反応ラウリン酸を除去した後、凍結乾燥させた。
【０１５４】
ラウリン酸／塩化オキサリルの添加量を変化させＦＡＰ２、ＦＡＰ３及びＦＡＰ４と称する別の試料を生成した。ＦＡＰ２の場合、ｐＨを７に減少させて生成した。その後、試料を分析して反応の範囲を決定した。
【０１５５】
「ＥＤＣカップリング」と呼ばれる第２の方法において、中間径フィラメントタンパク質を、式（Ｖ）に示すような工程を通してカップリング剤ＥＤＣ（Ｎ‐（３−ジメチルアミノプロピル）‐Ｎ’‐エチルカルボジイミド塩酸塩）を使用して、長鎖脂肪酸と反応させた。
【０１５６】
【化１４】
2011502171.tif 000021
【０１５７】
（式中、Ｒはケラチンタンパク質またはペプチド塩基、ＸはＮＨまたはＯ、及び［］ｎは反復脂肪酸鎖である。）
より具体的には、（「ＥＤＣＰ」と呼ばれる）ＥＤＣ生成物を形成するために使用する方法は、次の段階を含む。
（ｉ）Ｎ２通気下３５℃で、ラウリン酸０．５ｇを含む無水ＣＨ２Ｃｌ２（１０ｍｌ）に塩化オキサリル０．４１ｇを１０分間滴下した。
（ｉｉ）真空下で溶媒を除去する前に、反応混合物を一晩攪拌した後、濾過して、ジシクロヘキシル尿素を除去した。
（ｉｉｉ）得られた固形物をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）５ｍｌに溶解し、５ｘ１０−４ｍｏｌＬ−１重炭酸ナトリウムを含有する５％可溶性ケラチンタンパク質溶液５０ｍｌに滴下した。
（ｉｖ）その後、溶液を一晩攪拌した後、ｐＨを減少させて可溶性ケラチン誘導体を沈殿させた。
（ｖ）固形物を濾過した後、冷凍乾燥させた。
【０１５８】
その後、試料を分析して反応の範囲を決定した。
【０１５９】
次表７に、上記実施例で記載した、主工程の変化およびＯＰＡ法によって決定したリジン置換の測定範囲の概要が要約されている。
【０１６０】
【表７】
2011502171.tif 000022
【０１６１】
可溶性ケラチン誘導体の置換程度（ＤＳ）は、反応に使用されるラウリン酸または塩化ラウロイルの量によって主に決定される。理解されるように、リジン基の一部は可溶性ケラチン誘導体の折り畳みによって遮蔽されるので、接近不能な位置にあり、その１００％置換を得ることは難しい。これらの試料で得られた置換量は、四級化及びサクシニル化で得られた量より少なく観察される。これは、大きなサイズのラウリン酸が一部のリジン位置への接近を妨げることに起因する。試薬量が10倍以上過剰となると反応範囲に悪い影響を与えたので、得られる最大置換は約５０％と思われる。
【０１６２】
ＦＡＰ３の疎水性の測定では、ＦＡＰ３が非修飾ケラチンタンパク質よりも著しく疎水性であることを示している。
【０１６３】
本発明者は、上記の方法も使用するが、基本のタンパク質材料として未加工タンパク質ではなくむしろ加水分解されたケラチンタンパク質を使用して、別の実験も行った。
【０１６４】
この場合、変化した電荷と置換に関して得られた結果は比較可能であった。
【０１６５】
上記の脂肪酸誘導体に基づいた修飾では、別の脂肪酸を使用することを含む。例えば、別の脂肪酸、特に、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ４０などの長鎖塩を含む脂肪酸を使用してもよい。別の実施形態において、塩化オキサリルの変わりに別の試薬、例えば、塩化チオニル、無機ハロゲン化物及び一般的にＣＯＣｌ基を有する試薬を使用してもよい。
【０１６６】
実施例４‐別のケラチン画分の使用
中間径フィラメントタンパク質（ＩＦＰ）の画分から得た未加工ケラチンは好ましい画分である。明細書で既に言及したように、ケラチンタンパク質は、繊維皮質のマトリックスやキューティクル内に見られる球状タンパク質である高硫黄タンパク質（ＨＳＰ）、および繊維皮質で主に見られる高グリシン‐チロシンタンパク質（ＨＧＴＰ）を含む別の画分に分割されることもある。ＨＳＰ及びＨＧＴＰ画分にもタンパク質内の同じアミノ酸基及び同じヒドロキシルアミノ酸が含まれているので、本発明はＩＦＰ画分だけに限定されるものでないことは、理解されるべきである。
【０１６７】
例として、ＨＳＰとＨＧＴＰを使用するサクシニル化工程で起こる化学反応を次式（ＶＩ）に示す。
【０１６８】
【化１５】
2011502171.tif 000023
【０１６９】
（式中、Ｒはケラチンタンパク質またはペプチド塩基である。）
同様に、ＨＳＰとＨＧＴＰを使用する四級化工程で起こる化学反応を次式（ＶＩＩ）に示す。
【０１７０】
【化１６】
2011502171.tif 000024
【０１７１】
（式中、Ｒはケラチンタンパク質またはペプチド塩基である。）
ＨＳＰとＨＧＴＰを使用する脂肪酸またはＥＤＣのカップリング工程で起こる化学反応を次式（ＶＩＩＩ）に示す。
【０１７２】
【化１７】
2011502171.tif 000025
【０１７３】
（式中、Ｒはケラチンタンパク質またはペプチド塩基、ＸはＮまたはＯ、そして［］ｎは反復脂肪酸鎖である。）
実施例５‐界面活性剤特性テスト
可溶性ケラチン誘導体の界面活性剤特性を、可溶性ＩＦＰ画分などの非誘導体化ケラチンタンパク質とともに試験し、他の既知測定値と比較した。
【０１７４】
実施例１及び実施例２でそれぞれ記載した試料ＳＰＣとＱｕａｔＣを使用して表面張力測定を行った。次表８に示すように、可溶性ケラチン誘導体化合物による表面張力の減少特性は、軽度に汚染された水道水及び非誘導体化ケラチンのものと同程度であった。驚いたことに、同じ表面張力減少効果を得るのに誘導体化ケラチン濃度は半分しか必要としなかった。
【０１７５】
【表８】
2011502171.tif 000026
【０１７６】
また、発泡実験を行い、生成した泡の高さと崩壊前に泡が完全な状態で残っている時間をテストした。次表９に示すように、発砲と崩壊する時間に関しては、非誘導体化タンパク質よりも可溶性ケラチン誘導体が実質的に優れていた。驚いたことに、同じ効果を得るために必要な濃度は、可溶性ケラチン誘導体の方が非誘導体化ケラチンより低かった。
【０１７７】
【表９】
2011502171.tif 000027
【０１７８】
水‐油（ｗ／ｏ）エマルジョンの形成によって、可溶性ケラチン誘導体の乳化効果をテストするために別の試験が行われた。この方法は、料理用大豆油（試料１）１５ｍｌまたはヒマシ油（試料２）１５ｍｌを、可溶性ケラチン誘導体１０ｍｌの共存下で水１５ｍｌと振盪する段階を含む。その後、この分散液を約１分間放置した後、エマルジョンが存在するか否かを確認するために試験した。両試料において、水‐油（ｗ／ｏ）エマルジョンが形成された。これは、本発明の可溶性ケラチン誘導体が乳化剤として作用し、よって有用な界面活性剤特性を有することを示唆する。
【０１７９】
要約すると、可溶性ケラチン誘導体は界面活性剤特性を示す。さらに、このような特性は、非誘導体化ケラチンとの著しい差異を示す。
【０１８０】
実施例６‐誘導体化ケラチンを含有するパーソナルケア製品及び配合物
本実施例では、本発明の可溶性ケラチン誘導体を使用した様々なパーソナルケア製品例が提供されている。多数の有益な特性によって、可溶性ケラチン誘導体がパーソナルケア製品の用途に適合することは明らかである。例えば、可溶性ケラチン誘導体は、皮膚と結合し水分を閉じ込めて、皮膚に潤いを与える能力を有する。本明細書の後半の実施例から理解されるように、可溶性ケラチン誘導体の使用によりコーミング力が減少し「感触」を改善するので毛髪管理が容易となり、可溶性ケラチン誘導体特性がヘア製品に有用である。下記の例はただ例示として提供されるものであって、これだけに限定されるものではない。
【０１８１】
各配合物では、表示レベルの「ケラチン誘導体」が含まれている。ケラチン誘導体とは、上述された方法などを使用して、正または負の領域を含むように修飾されたケラチンタンパク質を指す。特に明記されない限り、希釈水溶液の形態でケラチン誘導体を提供し、この溶液の適量を配合物含ませ、ケラチン誘導体の表示レベルを得ることが便利である。パーセンテージはｗ／ｖで表す。
【０１８２】
【表１７】
2011502171.tif 000028
【０１８３】
手順：水３５．０ｇ、ラウレス‐２‐硫酸ナトリウム及びラウリル硫酸ナトリウムを混合する。溶解するまで６５℃に加熱する。コカミドＤＥＡを添加して冷却する。ベタインと水を混合し、フェーズＡに添加する。ケラチン誘導体を添加し、クエン酸でｐＨを６．５に調整する。必要によって防腐剤と香料を添加し、塩化ナトリウムで望ましい濃度に調製し、残りの水を添加する。
【０１８４】
【表１８】
2011502171.tif 000029
【０１８５】
手順：水６０．０ｇを７０℃に加熱し、Ｃａｒｂｏｐｏｌ、ＥＤＴＡ及びグリセロールに添加する。強く混合する。冷却する。トリエタノールアミンを添加してｐＨを６．３に調整する。ケラチン誘導体を添加する。防腐剤と残りの水を混合して添加する。十分混合し、望ましく香料を添加する。
【０１８６】
【表１９】
2011502171.tif 000030
【０１８７】
【表２０】
2011502171.tif 000031
【０１８８】
【表２１】
2011502171.tif 000032
【０１８９】
【表２２】
2011502171.tif 000033
【０１９０】
【表２３】
2011502171.tif 000034
【０１９１】
【表２４】
2011502171.tif 000035
【０１９２】
【表２５】
2011502171.tif 000036
【０１９３】
【表２６】
2011502171.tif 000037
【０１９４】
【表２７】
2011502171.tif 000038
【０１９５】
【表２８】
2011502171.tif 000039
【０１９６】
実施例７‐サクシニル化が毛髪の物理的特性に与える影響
ラウレス硫酸ナトリウム（ＳＬＥＳ）などの業界標準と比較して、サクシニル化ケラチン誘導体含有溶液で反復洗浄後の毛髪トレス（ｔｒｅｓｓ）の物理的状態を決定する試験を行った。トレスに実施した異なるトリートメントによる毛髪繊維の脂質含量及び表面形態の変化を検討するために、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及びＴＬＣ分析を行った。
【０１９７】
約１．５ｇの天然赤毛を秤量し、毛髪をひもでトレスとして固定することにより、６本のトレスを作成した。トレスは、２％ラウレス硫酸ナトリウム（ＳＬＥＳ）溶液（７０％ＳＬＥＳから調製し、希釈して２％溶液とした）で２分間洗浄し、さらに２分間温水（約４０℃）で十分すすぎ（泡と界面活性剤が残らなくなるまで）、前処理した。次に、毛髪トレスを空気中で乾燥させた。
【０１９８】
その後、次の方法を用いて、異なる洗浄処理を毛髪トレスに行った（各洗浄処理は２回行った）。
【０１９９】
・ＳＬＥＳ洗浄処理：一週間ＳＬＥＳを用いて毛髪を洗浄した。毛髪トレスをロッキングテーブル中で１時間５％ＳＬＥＳ溶液に入れて、洗浄を行い、その後、２分間温水（４０℃まで）で毛髪を十分すすぎ（泡と界面活性剤が残らなくなるまで）、空気中で乾燥させた。洗浄工程は１日２回行い、計１０回の洗浄を行った。
【０２００】
・ケラチン誘導体洗浄処理：一週間サクシニル化ケラチン誘導体（上記の実施例では試料「ＳＰＣ」と称される）で毛髪を洗浄した。上述したように、毛髪トレスをロッキングテーブル中で１時間５％サクシニル化ケラチン誘導体溶液に入れ洗浄し、その後、２分間温水（約４０℃）で毛髪を十分すすぎ（泡と界面活性剤が残らなくなるまで）、空気中で乾燥させた。このような洗浄工程は１日２回行い、計１０回の洗浄を行った。
【０２０１】
洗浄後、二つずつ同じラベルを貼った毛髪試料、すなわち、ＳＬＥＳで洗浄した毛髪（Ａ、Ｂ）、ＳＰＣで洗浄した毛髪（Ｃ、Ｄ）及び未処理毛髪（Ｅ、Ｆ）を得た。
【０２０２】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）分析
全ての毛髪試料（Ａ〜Ｆ）にＳＥＭ試験を行い、異なる処理によって毛髪繊維の表面形態に起こり得る変化を評価した。
【０２０３】
このために、導電性カーボン接着テープを用いて毛髪試料を１０ｍｍ真ちゅうスタブ（ｂｒａｓｓ  ｓｔｕｂ）に取り付け、金／パラジウム源からスパッタリングコーティングを行った。コーティング厚さは２００Ａまでであった。走査型電子顕微鏡（Ｊｅｏｌ  ＪＳＭ  ６１００）を使用して試料を試験した。顕微鏡は７．０ｋＶで作動し、１５ｍｍの作業距離で試料を観察した。各毛髪試料に１０本の繊維が観察され、典型的なイメージを撮影した。得られたイメージが図５〜図１０に示されている。
【０２０４】
得られたイメージから、試料Ａ（ＳＬＥＳ洗浄された毛髪）が全ての試料のキューティクルに対して一番大きい損傷を示し、ＳＬＥＳ洗浄工程が毛髪表面に最も大きい損傷を誘発することを意味している。このような損傷、具体的にはキューティクルの剥離は、製品が毛髪表面から洗い落とされるので起こる。ＳＰＣで処理した毛髪ではより少ない損傷が観察された。
【０２０５】
また、残留物は全ての試料に存在するが、予想の通り、未処理毛髪試料（試料Ｅ及びＦ）の残留物が最も少なかったことを、結果は示している。ケラチン誘導体溶液ＳＰＣで洗浄された毛髪試料（試料Ｃ及びＤ）で最も多い残留物が観察された。これらの試料領域ではキューティクルの詳細状態は不明瞭であり、これは、キューティクルを保護するサーファクタントタンパク質が比較的持続性が長い層であること示唆している。
【０２０６】
脂質抽出分析
全ての毛髪試料（Ａ〜Ｆ）の脂質をクロロホルム／メタノール（２：１）共沸混合物で７時間ソックスレー抽出し、最後に一晩クロロホルム／メタノール混合物に浸漬した。異なる抽出物が凝縮され、分析の前にクロロホルム‐メタノール（２：１）１０ｍｌで溶解された。抽出後、次の３種類の抽出物が（それぞれ２つずつ）得られた。つまり、ＳＬＥＳ洗浄した毛髪からの抽出物（Ａ、Ｂ）、ＳＰＣ洗浄した毛髪からの抽出物（Ｃ、Ｄ）、及び未処理毛髪からの抽出物（Ｅ、Ｆ）である。
【０２０７】
下表１０に示すように、洗浄した毛髪試料（ＳＬＥＳとＳＰＣ処理の両方）から抽出した脂質レベルは、未処理毛髪試料からの抽出量に比べて低い。２つの異なる洗浄処理間では、抽出された脂質量に差異が認められなかった。
【０２０８】
【表１０】
2011502171.tif 000040
【０２０９】
脂質分析
抽出物をＮ２通気下で一定量に到達するまで乾燥させることによって、抽出脂質の総量をさらに分析した。エーテルと石油エーテル４０〜６０とアセトンの比率が１００：９７：３である溶媒系の薄層クロマトグラフィー用いて、各抽出物を定性分析した。ＴＬＣプレートを溶液に１０秒間浸漬した後、１８０℃で１０分間加熱し、１０％ＣｕＳＯ４／８％Ｈ３ＰＯ４溶液でスポットが検出された。
【０２１０】
異なる毛髪試料の脂質に対する薄層クロマトグラフィー分析結果が、図１１に示されている。異なる毛髪試料に対し、あるクラスの脂質量に若干の差が認められたことを結果は示している。さらに、これらの差は有意とするには非常に小さく、内部の毛髪脂質はトレス処理により変化しなかったことを示唆する。
【０２１１】
試験のまとめ
この例において、異なる二つの洗浄工程、すなわち、工業用界面活性剤を使用した場合（ＳＬＥＳ）とサクシニル化ケラチンタンパク質誘導体を使用した場合（ＳＰＣ）の損傷効果を比較した。両洗浄方法は毛髪繊維を変化させ、処理された毛髪繊維の滑らかさ及び柔らかさなど感覚効果に変化をもたらし、これは減少したように見えることを毛髪繊維の初期処理は示している。
【０２１２】
ＳＥＭ試験は、各試料が受けた処理よる、毛髪試料の表面形態の差を証明する。異なる二つの処理を比較すると、ＳＥＭによる結果は、ＳＬＥＳ処理は最も損傷が大きく、ＳＰＣ処理は毛髪繊維をコーティングして、キューティクルの保護作用を可能とする持続性のあるサーファクタントタンパク質層を形成することを示す。
【０２１３】
抽出物のＴＬＣ分析では、異なる試料間で差が示されず、これは、処理の相違により毛髪繊維の内部脂質が変化していなかった可能性を示唆する。
【０２１４】
実施例８‐加水分解された四級化ケラチン誘導体が毛髪の物理的特性に与える影響
この研究の目的は、加水分解された四級化ケラチン誘導体が毛髪に与える効果を決定することであった。ケラチン誘導体を含むヘアケア配合物と含まないヘアケア配合物を毛髪トレスに塗布し、コーミング力（扱いやすさ）などの関連特性を測定し、可溶性羊毛ケラチンペプチド及び別の重合コンディショニング剤と比較した。コーミング力の結果をサポートするために、パネルテストを用いて毛髪トレスの感覚特性（柔らかさなど）を評価した。このテストに用いられたケラチン誘導体試料は上述されたＱｕａｔＰであった。
【０２１５】
各トレスに約３．３ｇの毛髪を使用して四つの毛髪トレスを作成した。
【０２１６】
各毛髪トレスを２％ＳＬＥＳ溶液（７０％ＳＬＥＳを調製し、希釈して２％溶液とした）で２分間洗浄し、温水（約４０℃）でさらに２分間十分に（泡と界面活性剤が残らなくなるまで）すすいだ。次に毛髪トレスを空気中で乾燥した。
【０２１７】
毛髪トレスの洗浄後、いずれの処理を行う前に、毛髪トレスにコーミング力実験を行って、起こりうるもつれ、絡みなどを除去し、全てのトレスが同じ初期特性を有することを確認した。くしでトレスを上方に引っ張り、力‐伸長グラフを記録した。最初に梳いた後、これを各トレスに対して総１０回繰り返した。梳く回数とテスト中の任意の問題（例えば、もつれ、絡みなど）を記録した。
【０２１８】
各力／伸長グラフに対して、３つの相違するパラメータを記録した。つまり、最初の突出ピークから最後の突出ピークまで測定し、５つの同等部に区切り、各コラムで最高ピークを取って、図１２に示すように力軸に外挿して得た平均力と、最高ピークグラフと、Ｉｎｓｔｒｏｎによって得られた最高ピークである。幾何平均及びパーセント相対標準偏差を計算した後、それらの値を使用して処理された毛髪トレスのコーミング力を決定した。
【０２１９】
毛髪試料には次の処理を行った。
・未処理：試料１は未処理対照として処理をしなかった。
・コンディショナーベース処理：試料２を希釈水で２分間ぬらした。その間、コンディショナーベース３ｇを塗布し、毛髪に２分間放置した後、毛髪を温水（約４０℃）で２分間十分にすすいだ。次に、毛髪を空気中で乾燥させた。
・１％非誘導体化加水分解ケラチンタンパク質コンディショナー処理：加水分解されたケラチン１．０ｇを添加し、コンディショナーベースで最大１００．０ｇにした後、完全に混合し、加水分解されたケラチンコンディショナーを作成した。試料３を希釈水で２分間ぬらした。その間、１％加水分解ケラチンを含有するコンディショナー３ｇを塗布し、毛髪に２分間放置した後、毛髪を温水（約４０℃）で２分間十分にすすいだ。次に、毛髪を空気中で乾燥させた。
・１％四級化ケラチン誘導体（「ＱＵＡＴＰ」と称される）コンディショナー処理：ＱＵＡＴＰ１．０ｇを添加し、コンディショナーベース（加水分解ケラチンに使用したものと同様）で最大１００．０ｇにした後、完全に混合し、ＱＵＡＴＰケラチン誘導体（実施例２に記載の方法によって製造される）コンディショナーを作成した。試料４を希釈水で２分間ぬらした。その間、１％ＱＵＡＴＰを含有するコンディショナー３ｇを塗布し、毛髪に２分間放置した後、毛髪を温水（約４０℃）で２分間十分にすすいだ。次に、毛髪を空気中で乾燥させた。
【０２２０】
全ての毛髪トレスを処理及び乾燥させた後、コーミング力を測定した。コーミング力測定は、前処理コーミング力測定の項目で上述したように実施した。測定は各トレスに対して総１０回繰り返され、前処理結果及び片側スチューデントｔ‐検定に関連して、幾何平均が計算された。
【０２２１】
表１１〜１３には、異なる毛髪試料に対するコーミングパラメータを決定するための２つの実験で得られた平均値がまとめられている。図１３〜図１５は、これらの結果に対するグラフを示す。
【０２２２】
【表１１】
2011502171.tif 000041
【０２２３】
上記で示すように、結果は、測定されたコーミング力は、未処理毛髪試料と処理毛髪試料間で有意な差（ｔ‐スチューデント  ｐ＜０．０５）を示した。全ての処理で毛髪を梳くのに必要な力が減少し、これは毛髪の扱いやすさの向上を意味する。異なる処理間の評価は、最良の結果が得られた原因が、コンディショナーベース処理によりコーミング力が未処理毛髪では約６０％減少し（有意差あり、ｐ＜０．０５）または残りの処理では約３０％減少（有意差あり、ｐ＜０．０５）したことであると示している。平均コーミング力値を考慮する場合、Ｋｅｒａｔｅｃ−Ｐｅｐ処理とＱＵＡＴＰ処理の間には大きな差が見られなかった。
【０２２４】
【表１２】
2011502171.tif 000042
【０２２５】
【表１３】
2011502171.tif 000043
【０２２６】
最高ピークのデータ（グラフ及び記録）は、また、３つの処理は未処理の値に比べて毛髪を梳くために必要な力を減少させ、毛髪の取り扱いを向上させることを示している（有意差あり、ｔ−スチューデント  ｐ＜０．０５）。３つの異なる処理の評価は、コンディショナーとＱＵＡＴＰコンディショナー処理の間で有意差が見られないことを示す。コンディショナーベースの処理は、わずかに良好な結果をもたらしている。すなわち、未処理毛髪値に関する両コーミング力パラメータとも約５８％減少させ（ｔ‐スチューデント、ｐ＜０．０５）、加水分解されたケラチンコンディショナー処理値に比べ、約３５％減少させた（ｔ‐スチューデント、ｐ＜０．０５）。
【０２２７】
１２名の審査員がパネルテストを使用して、処理された毛髪トレスの感覚特性を評価した。テストは環境条件を整えた部屋（２０℃及び６０％ＲＨ）で、４つの全ての毛髪トレス（未処理及び処理）を２つ１組にして各組の試料に対して次の質問がなされた。
１．どちらの毛髪トレスがより柔らかいか？
２．どちらの毛髪トレスがより滑らかであるか？
３．どちらの毛髪トレスをより好むか？
それから全ての結果に対して統計分析を行った。スピアマンの順位相関係数（ＰＥＡＲＭＡＮ’Ｓ  ＲＡＮＫ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を使用して審査員間の意見一致の程度を調査し、カイ２乗検定（Ｃｈｉ−Ｓｑｕａｒｅ  Ｔｅｓｔ）により実験ボランティアの応答分布が互いに異なったか否かを調査した。
【０２２８】
図１６は、パネルテストで審査員の選択パーセンテージの結果を示す。第１の統計分析は、３つの質問において、全ての審査員の意見一致程度が高いことを示したことを示唆している（有意性レベルｐ＜０．０５）。データは、３つの異なるテストで、ＱＵＡＴＰコンディショナーとコンディショナーベース処理された試料を選択する際の審査員の確実な傾向があることを明示している。この２つの試料を比較すると、ＱＵＡＴＰコンディショナー処理に対する結果がわずかに良好である。
【０２２９】
テスト１の結果では、パネルの４０％がＱＵＡＴＰコンディショナーで処理された試料がより柔らかいと答えた一方、３４％はコンディショナーベース試料がより柔らかいと答え、１７％が加水分解ケラチンコンディショナー試料がより柔らかいと答え、８％が未処理毛髪試料が最も柔らかいと考えた（未処理とＱＵＡＴＰコンディショナー処理試料の間には有意差あり（ｐ＜０．０５））。
【０２３０】
第２のテストにおいても、ＱＵＡＴＰコンディショナーで処理された試料のパーセンテージが最も高く、より滑らかな試料として審査員の４４％が選択した（ＱＵＡＴＰコンディショナーと、未処理および加水分解ケラチンコンディショナーの処理試料の間には有意差あり、ｐ＜０．０５。ＱＵＡＴＰとコンディショナーベースの処理試料の間には有意差なし。）一方、３２％がコンディショナーベースで処理された試料を選択し、１８％が加水分解ケラチンコンディショナーで処理された試料をより滑らかと考え、６％が未処理試料が最も滑らかだと示した。
【０２３１】
最終的に、最後のテストでも同様の反応が見られ、審査員はＱＵＡＴＰ（４２％）及びコンディショナーベース（３８％）で処理された毛髪試料をより好んだ（未処理及び加水分解ケラチン処理毛髪試料に対しては有意差ありｐ＜０．０５、両者間では有意差なし）。一方、加水分解ケラチンコンディショナー（１５％）及び未処理（６％）毛髪試料に対するパーセンテージが最も低かった。
【０２３２】
試験のまとめ
データは、テストした３つの異なるコンディショナー（ＱＵＡＴＰコンディショナー、ベースコンディショナー及び加水分解ケラチンコンディショナー）の毛髪に対するコンディショニング効果を確証している。これは、より健康でより若い毛髪表面を反映するコーミング力の減少によって証明され、消費者が毛髪の扱いやすさの向上を認識したことにも関連する。
【０２３３】
結果は、また、低分子量の四級化ケラチンを含有しても、他のコンディショニング剤と比べてヘアコンディショニングの有意な改善は見られないことを明示している。しかし、２つのペプチド処理を比較すると、ＱＵＡＴＰペプチドが加水分解ケラチンペプチドより良好に機能するように思われる。
【０２３４】
実施例９‐未加工な四級化ケラチン誘導体が毛髪の物理的特性に与える影響
この実施例の目的は、羊毛由来の未加工四級化ケラチンが毛髪に与える影響を評価することであった。この実施例に使用した方法は、実施例８で使用された加水分解四級化ケラチン試料（ＱｕａｔＰ）の代わりに、この実施例では未加工四級化ケラチン誘導体（ＱＵＡＴＣと称され、上記の実施例２で検討される）を用いていることを除いては、実施例８と同一のものである。
【０２３５】
行われた２つの実験を平均した、コーミング力の結果が以下の表１４〜１６に示される。
【０２３６】
【表１４】
2011502171.tif 000044
【０２３７】
測定結果は、測定されたコーミング力において、未処理毛髪試料と処理毛髪試料に有意差があること（ｔ‐スチューデント  ｐ＜０．０５）を明示している。全ての処理は、毛髪を梳くために必要な力を減少させ、これは毛髪の扱いやすさの向上を意味する。異なる処理間の評価は、最良の結果が得られた原因が、ＱＵＡＴＣ処理によりコーミング力が未処理毛髪では約５５％減少し（ｔ‐スチューデント、ｐ＜０．０５）または残りの処理では約３０％減少（ｔ‐スチューデント、ｐ＜０．０５）したことであると示している。
【０２３８】
【表１５】
2011502171.tif 000045
【０２３９】
【表１６】
2011502171.tif 000046
【０２４０】
最高ピークのデータ（グラフ及び記録）は、３つの処理では未処理の値に比べて毛髪を梳くために必要な力が減少しており、毛髪の扱いやすさを向上させることを明示する（有意差あり、ｔ−スチューデント  ｐ＜０．０５）。３つの異なる処理の評価は、ＱＵＡＴＣコンディショナー処理で最も有意な結果が見られたことを示している。つまり未処理毛髪の値については両コーミング力パラメータを約６０％減少させ（ｔ‐スチューデント、ｐ＜０．０５）、他のコンディショナー処理に比べつろ、約３０％減少させた（ｔ‐スチューデント、ｐ＜０．１）
図１７は、パネルテストで審査員の選択パーセンテージに対する結果を示す。第１の統計分析は、３つの質問において、全ての審査員の意見一致程度が高いことを示したことを示唆している（有意性レベルｐ＜０．０５）。データは、３つの異なるテストで、ＱＵＡＴＣと未加工ケラチンコンディショナーで処理された試料を選択する際に審査員の確実な傾向があることを明示している。
【０２４１】
テスト１の結果では、応答者の７０％がＱＵＡＴＣと未加工ケラチンコンディショナーで処理された試料がより柔らかいと選択した一方、１２％は未処理試料がより柔らかいと答え（未処理とタンパク質処理された試料間の有意差ありＰ＜０．０５）、そして１８％がコンディショナーベース処理された毛髪試料が最も柔らかいと答えたが、異なる処理間に有意差は見られなかった。
【０２４２】
第２のテストにおいても、審査員の７０％がＱＵＡＴＣと未加工ケラチンコンディショナーの処理試料をより滑らかな試料として選択した一方、１１％が未処理試料をより滑らかだと選択し（未処理と処理タンパク質間の有意差ｐ＜０．０５）、そして１９％がコンディショナーベースで処理された試料を選択した。このテストにおいて、ＱＵＡＴＣコンディショナー処理試料では他の処理と統計的な有意差がみられ、つまり全体で４２％が最も滑らかであると選択された。
【０２４３】
最終的に、最後のテストでは、審査員により好む試料を選択するように依頼した。同様の反応が見られ、審査員の７１％がＱＵＡＴＣと未加工ケラチンコンディショナーで処理された試料を選択し、一方、２０％がコンディショナーベースで処理された試料を選択し、９％が未処理試料を選択した（未処理と処理タンパク質間の有意差ありｐ＜０．０５、処理間で有意差なし）。
【０２４４】
試験のまとめ
この研究は、毛髪に対する未加工四級化ケラチンのコンディショニング効果を実証している。これは、より健康でより若い毛髪表面を反映するコーミング力の減少によって証明され、消費者が毛髪の扱いやすさの向上を認識したことにも関連する。
【０２４５】
本発明の態様はただ例として記載されたものであり、添付の特許請求の範囲で定義されるような本発明の範囲を逸脱することなく変更及び付加が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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