[发明专利]生产N－乙酰－D－氨基葡糖的方法

说明书

发明领域

本发明涉及直接从几丁质生产N-乙酰-D氨基葡糖的新方法。更具体地说，本发明涉及利用几丁质酶族的酶集团酶促水解在甲壳纲的外壳中发现的几丁质以生产N-乙酰-D-氨基葡糖的新的，经济的，高效的方法。

发明背景

在最近几年，已经发现N-乙酰-D-氨基葡糖在许多种类的疾病的治疗中是一种有价值的药理学试剂。N-乙酰-D-氨基葡糖没有任何已认定的不良副作用。而且，它对组织再生具有正面作用。N-乙酰-D-氨基葡糖在许多种类的疾病包括胃炎，食物变态反应，肠炎疾病(IBD)和憩室炎的治疗中具有治疗潜力。

目前，N-乙酰-D-氨基葡糖在市场上不可多得并且昂贵。迄今，商品量的N-乙酰-D-氨基葡糖是由某个美国公司利用基于酸水解粗几丁质的方法制备的。这导致了N-乙酰-D-氨基葡糖单位的脱乙酰化形成氨基葡糖。分离氨基葡糖并利用有机乙酰化试剂如乙酸酐再乙酰化。

几丁质是昆虫和甲壳类的外骨骼的主要成份，它是差不多完全由氨基糖，具体地说是N-乙酰-D-氨基葡糖组成的由β1,4键连接的无支链的多聚物，并且是制造这一化合物的天然底物。N-乙酰-D-氨基葡糖是天然物质，具有一些令人愉快的甜味，是无毒性的并容易溶解于水和体液中。

N-乙酰-D-氨基葡糖，具体地说2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，属于一大类的氨基糖，该类糖具有许多重要的功能并存在于人生物系统的许多区域。N-乙酰-D-氨基葡糖是一种关键的氨基糖，它在许多动物的身体中是从也称为血糖的葡萄糖产生。将含有N-乙酰氨基葡糖的复合(多聚体的)碳水化合物称为氨基多糖，它与蛋白质相连或附着于蛋白质形成一类通常称为蛋白多糖的化合物。N-乙酰-D-氨基葡糖是身体组织和血管的组成部分，并且是消化、呼吸和生殖泌尿系统的器官上的保护性覆盖物。在这个能力中，它参与了调节进出身体的物质和进入和在身体的细胞之间的物质的运动。参与氨基糖的合成和利用的生化过程存在于所有细胞中并且是相当容易理解的。

氨基糖组成了一半以上的间隙组织的氨基多糖，该组织填充了细胞间的空间并形成将细胞联结在一起的细胞“胶”。这一物质是胶原蛋白和氨基糖-多糖的凝胶状基质，它支持细胞处于原位置并调节那些在细胞之间通过的物质。

氨基糖也是基底膜的主要组成部分；基底膜是包围血管和各种组织的粗糙的薄的一层膜。这些组织控制着穿过支持组织结构的细胞膜的营养和废物并影响细胞的生长。

某些疾病过程似乎与身体中许多组织的天然组分-氨基糖的形成和利用中的不正常状态有关。因为氨基糖是许多组织的关键成份，能容易地说明为什么氨基糖的缺乏将导致细胞功能不正常。细胞膜、细胞间液体、细胞再生，以及整个组织代谢都可能受到影响。身体中这一基本结构单元的缺陷可能导致各类医学上的失调。

在1993年十一月16日批准的美国专利号5,262,310中，Isao Karube等人，公开和要求保护一个方法，该方法将含有几丁质的物质在有机溶剂，或含有水的溶剂中加热处理，然后加入β-1,4糖苷分解酶以通过酶反应分解含有几丁质的物质。可选择地，将含有几丁质的物质在有机溶剂或含有水的溶剂中超声处理，然后通过β-1,4糖苷分解酶的酶反应分解含有几丁质的物质。接着，将含有几丁质的物质与含有脲和/或表面活性剂的溶液接触，然后在存在和不存在脲和/或表面活性剂时让含有几丁质的物质与β-1,4糖苷分解酶共存以便分解含有几丁质的物质。在更进一步的一个可选方法中，在让含有几丁质的物质与含有脲和/或表面活性剂的溶液接触时，加热溶液并加入β-1,4糖苷分解酶以便分解含有几丁质的物质。具体地说，该方法包括分解几丁质的酶解方法，包括：将几丁质与有机溶剂混合，从而产生几丁质和溶剂的混合物，其中，混合步骤包括超声波处理几丁质和溶剂混合物；加热几丁质和溶剂混合物；和在混合物中加入β-1,4糖苷酶。

许多日本专利公开了各种利用几丁质酶处理几丁质或几丁质衍生物的方法。

1993年4月6日，日本专利号5,084,087公开了利用由乙烯在azuki豆类植物中诱导的酸性几丁质酶处理多糖释放N-乙酰-D-氨基葡糖的方法。

1993年1月19日，日本专利号5,007,496公开了利用几丁质酶水解已经部分脱乙酰基的几丁质制备低聚糖(氨基葡糖和N-乙酰氨基葡糖的高度聚合化的杂合低聚糖，以及氨基葡糖的单体低聚糖)的方法。制备通过透析在透析膜中进行。在膜外进行阳离子交换层析。几丁质从甲壳纲或tricomonus得到。