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JPS5919088B2 - 水溶液からのピロジエン性物質の除去法 - Google Patents
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JPS5919088B2 - 水溶液からのピロジエン性物質の除去法 - Google Patents

水溶液からのピロジエン性物質の除去法

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JPS5919088B2
JPS5919088B2 JP50018091A JP1809175A JPS5919088B2 JP S5919088 B2 JPS5919088 B2 JP S5919088B2 JP 50018091 A JP50018091 A JP 50018091A JP 1809175 A JP1809175 A JP 1809175A JP S5919088 B2 JPS5919088 B2 JP S5919088B2
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Description

【発明の詳細な説明】 少量のピロジエン(pyrogens)はその強イオン
溶液を塩基性陰イオン交換樹脂を通すことにより水溶液
から除去される。
L−アスパラギナーゼはアスパラギンのアスパラギン酸
及びアンモニアへの加水分解を触媒する能力を持つこと
が発見された既知酵素である。
それ故それは、増殖にアスパラギンを要求する腫瘍(t
umors )に対する治療法として、非常に有望な利
用価値をもつことが判った。
L−アスパラギナーゼは一般にエシエリッヒア コリ (Escherichia coli )の菌株を用
いて微生物によって作られる。
しかしながら、菌体内L−アスパラギナーゼが醗酵混合
液中に放出されるとき、E、コリ(E、coli)細胞
からかなりの量エンドトキシン即ちピロジエンも又放出
される。
これらのピロジエンは醗酵培地から又は非無菌的過程に
おいて混入した他のピロジエンと同様に、精製したL−
アスパラギナーゼから除去することは困難であり、L−
アスパラギナーゼとともに少量投与した場合でも、ある
毒性症状が施した対象に現われる。
毒性副作用を最小化するためにこれらのピロジエンをL
−アスパラギナーゼ及び他の酵素及び注射用製品から除
去する有効な方法を発見することはこの分野を研究する
者の目標であった。
合衆国特許第3634196号(U、S。
Patent 3634196 )はジエチ/Iz7ミ
ノエチル ゲルのカラム及び弱イオン性バッファーを使
用したL−アスパラギナーゼからの少量のピロジエンの
除去法を記載している。
この方法を使用して、USPうさぎピロジエン試験にお
いて動物にg当り200単位の酵素投与で0.48℃温
度上昇を示すL−アスパラギナーゼが得られた。
しかしながら、kg当200単位でUSPうさぎピロジ
エン試験を通過するL−アスパラギナーゼは、現在では
実際にL−アスパラギナーゼの投与量が増大している故
、残留するピロジエンによってなおある毒性症状を示す
ことが判明した。
その結果L−アスパラギナーゼがUSPうさぎピロジエ
ン試験を通過しなげればならない最少投与量はkg当り
1.000単位に高められ、更に酵素はml当9250
0単位でリムラス溶解質試験を通過しなげればならなく
なった。
それ故この試験の要求に応え、商品として安全な生産物
を提供する方法を発見する仕事は続けられた。
更にL−アスパラギナーゼ溶液以外の水溶液からピロジ
エン性物質を除去するよう方法を拡大させる研究も行わ
れた。
このような方法によって、他の酵素及び注射投与のため
の他の製品も、ピロジエン性物質を除(ために処理する
ことができる。
次に述べる本発明はピロジエンをL−アスパラギナーゼ
から除(ための特異的な方法を提供すること及びピロジ
エン性物質をL−アスパラギナーゼ以外の水溶液から除
(ための一般方法を提供することの両方に成功した。
このように少量のピロジエンを水溶液から除去するため
の方法を述べることが本発明の目的である。
本発明のもう一つの目的はピロジエンを酵素の水溶液か
ら除去するための方法を述べることである。
更にもう一つの目的はピロジエンのL−アスパラギナー
ゼ水溶液からの除去方法を述べることである。
もう一つの目的は少量のピロジエンをL−アスパラギナ
ーゼから、生じた精製L−アスパラギナーゼがUSPう
さぎピロジエン試験をkg当り1000単位で、リムラ
ス溶解質検定(Limulus Lysate ass
ay)をml当り2500単位で通過する程度まで除去
する方法を述べることである。
更なる目的は少量のピロジエンをL−アスパラギナーゼ
溶液から選択的に吸着させる方法を記述することである
次の目的は不純なL−アスパラギナーゼを高イオン強度
溶液に溶解させて、少量のピロジエンを塩基性陰イオン
交換樹脂のカラムに選択的に吸着させる方法を述べるこ
とである。
更なる目的はこの明細書を読むことにより明らかとなる
であろう。
合衆国特許第3634196号(U、S。
Patent 3634196 )は多量のピロジエン
を含むし一アスパラギナーゼを弱イオン性(0,024
モル)バッファー溶液に溶かしジエチルアミノエチル
セファデックス デキストラン ゲル(5ephade
x dextran gel 、 )のカラムを通す方
法を記載している。
この方法においては、L−アスパラギナーゼはデキスト
ラン ゲルに吸着し、次にカラムを同じ弱イオン性バッ
ファーで傾斜溶離して、ピロジエンを酵素から分離する
しかしながらこの従来の方法はUSPうさぎピロジエン
試験をkg当り1000単位の新しい条件で通過するの
に十分ピロジエンを除去するほど選択的ではない。
加えてこの方法は少量の酵素を提供するだけの限られた
能力しかもたない。
USPうさぎピロジエン試験とは、3匹のうさぎに薬を
投与した時、ピロジエン性物質の存在のための個々のう
さぎの温度上昇は0.6℃以下であり、3匹全ての温度
上昇の合計は1.4℃以下でなければならないというも
のである。
エンドトキシンの存在の特異的な検出に使用するもう一
つの方法はリムラス溶解質検定である。
この検定試薬はリムラス ポリフエムス (Limulus polyphemus ) (かぶ
とかに)の血液中の円形アメーバ様細胞の溶解質からな
る。
溶解質試薬を試験試料と適当な条件で混ぜ、37℃で3
0分から1時間培養する。
もしエンドトキシンが存在すれば、試験溶液はゲルを形
成する。
試験はエンドトキシンに対してUSPうさぎピロジエン
試験よりも一般に鋭敏であると考えられており、試験の
迅速性、必要な試料の少量さく 0.1 rul)、検
定のエンドトキシンに対する特異性及び特殊な装置を必
要としない検定の単純性の故に研究室において使用され
ている。
USPうさぎピロジエン試験及びリムラス溶解質検定の
方法及び結果の比較はジャーナル オブ ラボラトリ−
&クリニカルメジシン(Journal of Lab
oratory gz clinicalMedici
ne ) 78巻38−48ページ(1871年)に見
られる。
驚(べきことにピロジエンは、高イオン強度を有するそ
の水溶液を塩基性陰イオン交換樹脂を通すことにより、
水溶液から除去できるということが発見された。
ピロジエンは塩基性陰イオン交換樹脂に不可逆的に吸着
し、ピロジエンを含まぬ水溶液がカラムから溶出する。
溶液のPHは適当な鉱酸又はアルカリ金属又はアルカリ
土類金属の水酸化物、炭酸塩又は重炭酸塩を使用して6
.0から10.0に保つ。
より詳しくは、不純なL−アスパラギナーゼを強イオン
性バッファー溶液に溶解し塩基性陰イオン交換樹脂を通
した時、ピロジエンは選択的かつ不可逆的に陰イオン交
換樹脂に吸着し、一方ピロジエンを含まぬL−アスパラ
ギナーゼ溶液はカラムを通過するということが発見され
た。
このようにして、USPうさぎピロジエン試験をkg当
り1000単位で、そして、リムラス溶解質検定を1r
Ll当り2500単位で通過するための必要条件を備え
たL−アスパラギナーゼが回収される。
本発明の方法の1つを行うには、少量のピロジエンを含
むL−アスパラギナーゼを0.1かう0.2モルの高イ
オン強度のバッファー溶液に溶解させる。
好ましい濃度は0.11から0.14モルであり、0.
12モルが最も好ましい濃度である。
更にホルムアルデヒドのような殺菌剤をクロマトグラフ
ィー系の滅菌性を保つためのゲルの前処理のために加え
ることができる。
標準バッファー及び塩のいづれも本発明に必要な高イオ
ン強度溶液を得るために使用できる。
バッファー及び塩の例にはトリスバッファー(2−アミ
ノ−2−ヒドロキシメチル−1・3−プロパンジオール
);アルカリ金属及びアルカリ土類金属の炭酸塩、重炭
酸塩、又はリン酸塩;塩化アンモニウム、酢酸アンモニ
ウム、ギ酸アンモニウム等のアンモニウム塩;アルカリ
金属及びアルカリ土類金属の塩酸塩等がある。
リン酸イオンがバッファーの陰イオンとして好ましい。
一般にリン酸2水素ナトリウムを使用する。バッファー
溶液のPHは注意深く測定し、7.0から75に保って
酵素の安定性を保証する。
もし必要ならば希鉱酸、又はアルカリ金属又はアルカリ
土類金属の水酸化物を加えてPHをこの範囲内に保つ。
L−アスパラギナーゼは上の条件内でバッファー溶液に
溶かし、塩基性陰イオン交換樹脂カラムに通す。
上の濃度内ではピロジエンは塩基性陰イオン交換樹脂に
選択的に吸着し、ピロジエンを含まぬL−アスパラギナ
ーゼを与える。
天然及び合成のポリマー骨格を有し、それに置換した4
級アンモニウム又はアミン型の塩基性基をもつ種々の塩
基性陰イオン交換樹脂が、本発明を行う時使用できる。
陰イオン交換樹脂の例には、ワットマン(Whatma
n ) DE −52、アンバーライト(Amberl
ite ) I RA −938、ダウエックス(Do
wex ) I X 2、セファデックス(5epha
dex ) DEAE A−25及びセファデックス
(5ephadex ) DEAE A −50があ
る。
ワットマy(Whatman)DE−52はイギリスケ
ント州メイドストーンのW&Rパルストン社(W&RB
alston L td 、of Maidstone
、 Kent 、England )によって製造さ
れているジエチルアミノエチル置換基を有する微粒子状
セルロース樹脂である。
アンバーライト(Amberlite) I RA −
938はペンシルバニア州、フィラデルフィアのローム
アンドハース社(Rohm and Haas co
、ofPhi 1adelphia 、 P enns
ylvania )によって販売されているトリメチル
アンモニウム置換基をもつポリスチレン−ジビニルベン
ゼン樹脂である。
ダウエックス(Dowex ) I X 2はミシガン
州ミドランドのダウケミカル社(Daw chem 1
cal co 、 ofMidland 9Michi
gan )によって販売されているトリメチルベンジル
アンモニウム置換基をもつポリスチレン−ジビニルベン
ゼン樹脂である。
セファデックス(5ephadex ) DEAE
A −25及びDEAEA−50はスウェーデン、ウプ
サラのアクティボラゲット ファルマシア(Aktei
bolagetPharmacia of Uppsa
la 、 Sweden )によって販売されているジ
エチルアミノエチル置換基をもつデキストラン ゲルで
ある。
本発明の方法は高濃度のピロジエン水溶液を短いカラム
(約1/1までの高さ一直経比)に通し、より希釈した
溶液で得たものに等しい結果を得ることができるという
点で従来の方法に優る利点を有する。
L−アスパラギナーゼの場合は、約5%までの濃度の溶
液が使用できる。
これは、ピロジエンを含まぬ溶液の高い生産性及び最大
流速が得られる点で、実用面で重要である。
本方法は、塩基性陰イオン交換樹脂を高イオン強度バッ
ファー溶液と混ぜ、もし必要ならば適当なPHに調整し
、樹脂を平衡化させる。
次に陰イオン交換樹脂なカラムに移し、充填しバッファ
ー溶液で洗う。
次に同じリン酸バッファー中し−アスパラギナーゼのよ
うな精製すべき物質溶液をカラムの断面の平方センナメ
ートル当り1時間1から8mlの速度でカラムに通す。
酵素はゲルに吸着しない故、従来のようにカラムを傾斜
濃度の塩で溶出する必要はない。
ピロジエンは高イオン強度のバッファー溶液中でカラム
に不可逆的に吸着し、ピロジエンを含まぬ溶液をカラム
から出すには単一濃度の溶出液を使用することだけが必
要である。
ピロジエンを含まぬ水溶液をひとたびカラムから除くと
精製すべき物質はこの分野の精通者の既知技術でバッフ
ァー溶液から単離する。
本発明の方法によるピロジエンの水溶液からの除去の結
果、バッファー溶液から単離した物質の純度は一般に増
大する。
L−アスパラギナーゼの場合、蛋白質η当り20単位以
上の純度の酵素をカラムにかげることができる。
η当り約450単位までのL−アスパラギナーゼがカラ
ムから溶出する。
一般に本発明をL−アスパラギナーゼの精製の最終段階
において用いることが好ましく、そこではカラムにかげ
る酵素はすでに実質上精製されていて(蛋白質η当り約
200単位又はそれ以上)、存在するただ一つの不純物
はピロジエン性物質である。
そのような方法でカラムから溶出した酵素は十分な程度
にピロジエンを含まない故、その乾燥生成物はもしあっ
たとしても非常に少ない毒性症状しか示さずガンの治療
に使用できる。
本発明を次の例で説明するが、これは限定のためのもの
ではない。
例1 スウェーデン、ウプサラ、アクテイボラゲットファルマ
シア(Akteibolaget pharmacia
ofUppsala 、Sweden )より得たジ
メチルアミノエチル セファデックスA−50デキスト
ラン292クラムを0.12モル リン酸バッファー(
リン酸2水素ナトリウム)16リツトル中P H7,2
で平衡化させる。
樹脂を直径15crrLのパイレックス(Pyrex)
カラムに移し、充填し、P H7,2の0.12モル
リン酸バッファーで洗う。
カラム洗滌液をエンドトキシンに対してリムラス溶解質
検定で試験すると、エンドトキシン不純物を含まないこ
とを示す。
充填した樹脂の容量は4800rIllであり、高さ一
重径比は1.8:1である。
L−アスパラギナーゼ水溶液(ml当り10930単位
、蛋白質η当り271単位)4000mlに濃リン酸塩
(リン酸2水素ナトリウムの形で)及び希水酸化ナトリ
ウム溶液を加えP H7,8の0.12モル リン酸塩
に調整する。
L−アスパラギナーゼのバッファー溶液を樹脂カラムに
かけ、0.12モルバッファーで溶出する。
L−アスパラギナーゼは前通過液を3900m1集めた
後、カラム通過液中に検出される。
L−アスパラギナーゼの多い分画を集め、アスパラギナ
ーゼ活性及びリムラス溶解質試験によってエンドトキシ
ン不純物を検定する。
L−アスパラギナーゼの多い分画を合わせ、希酢酸でP
H5−1に調整し、エタノールで沈澱させる。
スラリーを遠心分離し、固形物を0.01モルリン酸ナ
トリウムバッファーに溶かし希水酸化ナトリウムでP
H7,4に調整する。
濁ったL−アスパラギナーゼ溶液(ml当り9400単
位)は元の活性の73%を有し、蛋白質■当り285単
位の比活性を有する。
次に溶液を0.22ミクロンのフィルターを通して澄明
化及び減菌する。
カラム装填液及び澄明化したL−アスパラギナーゼ溶液
をUSPうさぎピロジエン試験でkg当91000単位
の投与量で検定すると、3匹に対する平均温度上昇は各
々0.73及び0.13℃であった。
このように澄明化したL−アスパラギナーゼ溶液は容易
にUSPピロジエン試験を通る。
更にリムラス溶解質検定はTLl当り2500単位の濃
度でどのようなエンドトキシンも検出しなく(60分後
にゲルを形成しない)、これに対して、装填溶液はml
当り100単位の濃度で陽性である(20分後にゲル形
成)。
例2 ジエチルアミノエチルセファデックスA−50樹脂30
0グラムを樹脂の滅菌を保つために0.5%のホルムア
ルデヒドを含むP H7,4の0.12モル リン酸バ
ッファー171中で平衡化させる。
樹脂スラリーを20時間攪拌し、次に直径15crrL
のカラムに充填し0.12モルリン酸バッファーで洗滌
する。
全ての操作は室温中で行う。樹脂の容積は6800m1
であり、高さ、直経比は2.2:1である。
L−アスパラギナーゼ溶液5500rul(ml当り1
2300単位、η当り385単位)を0.11モル リ
ン酸に調整し、0.IN水酸化カリウムでP H7,4
に調整する。
L−アスパラギナーゼをP H7,4の0.12モル
リン酸バッファーでカラムから溶出する。
6000m1の前溶出液を捨てた後、各々約11のL−
アスパラギナーゼの多い分画な集める(8分画を分取)
L−アスパラギナーゼの多い分画を合わせ、P H5,
1に調整し、エタノールで結晶化させる。
酵素の多い分画はリムラス検定でエンドトキシンを示さ
ない(60分後にゲルを形成せず)、スラリーを遠心分
離して固形物を集め、そのうちの548グラムを0.0
1モル リン酸バッファーに溶かし0.IN水酸化ナト
リウムでP H7,3に調整する。
不溶固形物を遠心分離で除去し、元のL−アスパラギナ
ーゼ活性の92%を有する溶液を得る(1111当り1
0600単位、蛋白質■当り409単位)。
この溶液をすムラス溶解質検定で10000単位/ml
で試験すると、60分後にゲルを形成しなかった。
溶液を0.22ミクロンのフィルターを通して更に澄明
化及び滅菌する。
カラム装填液、合わせた分画及び澄明化した溶液をUS
P うさぎ試験でにg当り1000単位の投与量で検定
すると、3匹のうさぎの平均温度上昇は各々1.07.
0,20及び0.10℃であった。
更に澄明化したL−アスパラギナーゼ溶液をkg当り8
000単位で試験すると、3匹のうさぎに対して0.5
℃の平均温度上昇を示した。
リムラス溶解質検定はrILl当り2500単位で澄明
溶液中にエンドトキシン活性を検出しなかった(60分
後にゲルを形成せず)。
例3 リムラス溶解質検定で強い陽性反応(1/100希釈で
10分後にゲル形成)を示すピロジエン性水道水(うさ
ぎ当り1.5℃の平均温度上昇)を、0.12モル リ
ン酸カリウムに調整し、水酸化ナトリウムでP H8,
0に調整する。
この溶液を分けて同じPH8、Oのバッファーで平衡化
した種々の陰イオン樹脂(ダウエックス1×2、アンバ
ーライトIRA−938、セファデックスDEAE
A−25)に通す。
カラム容量の20倍量の水を各各のカラムに通しカラム
通過液を各々合わせる。
20倍量の装填後集めたカラム通過液並びに合わせた通
過液はリムラス溶解質検定で全て陰性である(60分後
にゲルを形成せず)。
合わせた通過液をうさぎピロジエン試験によってピロジ
エンに対して試験すると、それはアンバーライ)IRA
−938、セファデックスDEAE A−25及びダ
ウエックス1×2の各々に対してうさぎ当り0.3.0
.1及び0.2℃の平均温度上昇でUSP試験を通った
例4 ピロジエン性水道水をP H7,4の0.12モルリン
酸ナトリウムバッファーを調整するために使用する。
このピロジエン性バッファーを同じバッファーで平衡化
したダウエックス(Dowex ) 1×2、ワットマ
ン(Whatman ) D E−52及びセファデッ
クス(5ephadex )DEAE A−25に通
す。
カラム容量の10倍量のバッファーを各々のカラムに通
し、カラム通過液を集める。
集めた通過液はリムラス溶解質検定で全て陰性であり(
10分後にゲルを形成せず)、ダウエックス1×2、ワ
ットマンDE−52及びセファデックスDEAE A
−25の各々に対してうさぎ当り0.2゜0.2.0.
1℃の平均温度上昇でUSPピロジエン試験を通った。
例5 ピロジエン性溶液を標準E、コリ エンドトキシン試薬
〔ミズリー州セントルイス、マリンクロットケミカル社
(Mal l 1nkrodt Che m 1cal
Works 、S t 、 Louis 0Mo 、
) )をピロジエンを含まない水に溶かして調整する。
標準E、コリ エンドトキシンをml当り10r114
1の濃度に希釈する。
溶液はUSPピロジエン試験で高いピロジエン性を示し
く1/1000希釈でうさぎ当り12℃温度上昇)、リ
ムラス溶解質検定において強い反応を示す(1/100
0希釈で10分後にゲル形成)。
溶液を0.12モル リン酸カリウムに調整し、水酸化
カリウムでP H7,2にする。
エンドトキシン溶液をP H7,2の0.12モル リ
ン酸カリウムバッファーで平衡化したセファデックスD
EAE A−50、ダウエックス1×2、及びワット
マンDE−520カラムに通す。
カラム通過液をリムラス溶解質検定で測定しエンドトキ
シンのあふれを検出する。
セファデックスDEAE A−50、ダウエックス1
×2及びワットマンDE−52樹脂に対して各々カラム
容量の12.5及び8倍量のカラム通過液は陰性である
(10分後にゲルを形成せず)。
バッファーの濃度を低下させるため1/10希釈で行っ
たうさぎピロジエン試験は、合わせた通過液が各々0.
2.0.4及び0.3℃の平均温度上昇でUSP試験を
通った故、ピロジエンが除去されたことを示した。
本発明の実施態様は次の通りである。
(1)特許請求の範囲第1項記載の方法。
(2)水溶液をリン酸バッファーで0.1から0.2モ
ルのイオン強度に調整する第(1)項記載の方法。
(3)水溶液をアルカリ金属又はアルカリ土類金属のリ
ン酸塩バッファーで0.1から0.2モルのイオン強度
に調整する第(2)項記載の方法。
(4)水溶液を0.11から0.14モルのイオン強度
に調整する第(2)項記載の方法。
(5)水溶液を約0.12モルのイオン強度に調整する
第(4)項記載の方法。
(6)特許請求の範囲第2項記載の方法。
(7)高イオン強度のバッファー溶液が0.1から0.
2モルのリン酸バッファーである第(2)項記載の方法
(8)高イオン強度のバッファー溶液が0.11から0
.14モルのリン酸バッファーである第(3)項記載の
方法。
(9)高イオン強度のバッファー溶液が0.12モルの
リン酸バッファ・−であるフレイム第(4)項記載の方
法。
(10)い(つかの点で実質上上述したもののような発
明。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水溶液のイオン強度を0.1から0.2モルに、P
    Hを6から10に調整し、調整した溶液を塩基性陰イオ
    ン交換樹脂に通すことを特徴とする水溶液からのピロジ
    エン性物質の除去法。 2 L−アスパラギナーゼをイオン強度0.1から0.
    2モル、P H7,0から75のバッファー溶液に溶か
    し、この酵素溶液を前記バッファー溶液で平衡化したジ
    エチルアミンエチルデキストランゲルのカラムに通し、
    L−アスパラギナーゼヲ前記バッファー溶液でカラムか
    ら溶出することを特徴とするL−アスパラギナーゼから
    のピロジエン性物質の分離法。
JP50018091A 1974-02-15 1975-02-14 水溶液からのピロジエン性物質の除去法 Expired JPS5919088B2 (ja)

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