JP2000128898A - Poly(l-aspartic acid) and its production - Google Patents

Poly(l-aspartic acid) and its production

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JP2000128898A
JP2000128898A JP30698198A JP30698198A JP2000128898A JP 2000128898 A JP2000128898 A JP 2000128898A JP 30698198 A JP30698198 A JP 30698198A JP 30698198 A JP30698198 A JP 30698198A JP 2000128898 A JP2000128898 A JP 2000128898A
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JP
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poly
aspartic acid
polymer
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following general
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JP30698198A
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Japanese (ja)
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Shuichi Matsumura
秀一 松村
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject new polymer having a high ratio of α-peptide, high stereoregularity, high optical purity, excellent biodegradability, biocompatibility and functionality by treating an aspartic ester with an actinomyces-derived alkaline protease. SOLUTION: This polymer comprises structural units of formula I and formula II (R1 and R2 are each a 1-3C alkyl), contains >=80 mol % unit I and has >=2,000 molecular weight. The polymer is obtained by bringing an aspartic ester of formula III into contact with an actinomyces-derived alkaline protease (preferably derived from Streptomyces sp.). Preferably the reaction is carried out at 40-60 deg.C for 5 hours to 30 days by making an initial substrate concentration and enzyme concentration in the reaction solution 0.1-20% respectively. The amount of water added is preferably 5-10% based on the whole reaction solution. When the objective polymer is hydrolyzed, a poly(L-aspartic acid salt) having >=80 mol % βpeptide bond is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規アスパラギン
酸ポリマーおよびその製造方法に関する。詳細には、本
発明は、αペプチド結合に富み且つ高い光学純度を有す
るポリL−アスパラギン酸エステル、βペプチド結合に
富み且つ高い光学純度を有するポリL−アスパラギン酸
またはその塩、および酵素を用いたそれらの製造方法に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel aspartic acid polymer and a method for producing the same. Specifically, the present invention relates to a method for using poly-L-aspartic acid ester rich in α-peptide bonds and having high optical purity, poly-L-aspartic acid or a salt thereof rich in β-peptide bonds and having high optical purity, and an enzyme. Related to their manufacturing methods.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリアクリル酸に代表されるポリカルボ
ン酸は、水溶性の機能性ポリマーとして種々の産業分野
で広く使用されている(例えば、洗浄用ビルダー、分散
剤、スケール防止剤等)。しかしながら、これらのポリ
マーは生分解性がないので、廃液等から河川や土壌に拡
散すればそれらを汚染する危険性がある。そのため、環
境に対して低負荷型の代替ポリマーの開発が強く望まれ
る。
2. Description of the Related Art Polycarboxylic acids represented by polyacrylic acid are widely used in various industrial fields as water-soluble functional polymers (for example, washing builders, dispersants, scale inhibitors, etc.). However, since these polymers are not biodegradable, there is a risk of contaminating them if they diffuse into rivers and soil from waste liquids and the like. Therefore, there is a strong demand for the development of an alternative polymer that is low in environmental load.

【0003】その中で、ポリアスパラギン酸は、生分解
性を有するとともに生体適合性や生体内吸収性などの有
利な特徴を有することから、ポリアクリル酸の代替物と
して利用できるだけでなく、医療品、化粧品、金属吸収
剤などさまざまな用途への適用が期待される。
[0003] Among them, polyaspartic acid has biodegradability and advantageous characteristics such as biocompatibility and bioabsorbability, so that it can be used not only as a substitute for polyacrylic acid but also as a medical product. It is expected to be applied to various uses such as cosmetics and metal absorbents.

【0004】アスパラギン酸ポリマーの製造方法として
は、これまでに熱重合やリン酸系触媒を用いた方法など
の化学重合法が報告されている。これらの方法は、いず
れもポリイミドを経由し、次いで加水分解によりポリア
スパラギン酸を生成するというものである。しかしなが
ら、このような化学重合においては、容易に且つ大量に
ポリアスパラギン酸を提供することができる反面、得ら
れるポリマーはD,L−混合物であり、また、αペプチ
ド結合、βペプチド結合および未反応のイミド結合が混
在するため、生分解性や生体適合性の面で未だ満足のい
くものではない。さらに、当該ポリマー鎖はD,L−混
合物であるのでランダムな構造をとり、その結果Caイ
オン封鎖能などの機能が低下する。したがって、機能面
からも未だ十分なものが得られていないのが現状であ
る。
As a method for producing an aspartic acid polymer, chemical polymerization methods such as thermal polymerization and a method using a phosphoric acid catalyst have been reported. These methods all involve passing through a polyimide and then hydrolyzing to produce polyaspartic acid. However, in such a chemical polymerization, polyaspartic acid can be provided easily and in a large amount, but the resulting polymer is a D, L-mixture, and the α-peptide bond, β-peptide bond and unreacted Are not satisfactory in terms of biodegradability and biocompatibility. Further, since the polymer chain is a D, L-mixture, it has a random structure, and as a result, functions such as the ability to block Ca ions are reduced. Therefore, at present, sufficient functions have not been obtained in terms of functions.

【0005】一方、酵素重合によるポリアスパラギン酸
の合成も研究されている。酵素法によれば穏和な条件下
で反応を行うことができ、ラセミ化が起こらず高い光学
純度を有する生成物を得ることが期待できる。しかしな
がら、ポリアスパラギン酸の酵素合成においては、これ
までにオリゴマー(分子量約1030以下)の生成が報
告されているのみであり(Uemuraら,Agric. Biol. Che
m., 54, 2277, 1990)、それよりも高分子量のポリマー
は得られていなかった。
On the other hand, synthesis of polyaspartic acid by enzymatic polymerization has been studied. According to the enzymatic method, the reaction can be performed under mild conditions, and it can be expected that a product having high optical purity without racemization is obtained. However, in the enzymatic synthesis of polyaspartic acid, only the production of oligomers (molecular weight of about 1030 or less) has been reported so far (Uemura et al., Agric. Biol. Che.
m., 54, 2277, 1990), no higher molecular weight polymer was obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、高い光学純度および立体規則性を有する高分子
量のポリアスパラギン酸およびその製造方法を提供し、
以て生分解性、生体適合性および機能性に優れた新規ポ
リマーを提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high molecular weight polyaspartic acid having high optical purity and stereoregularity and a method for producing the same,
Accordingly, it is to provide a novel polymer excellent in biodegradability, biocompatibility and functionality.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成すべく、酵素重合法において、酵素の種類および
量、水分量、反応温度、反応時間、基質となるアスパラ
ギン酸エステルの種類等の諸条件を検討した結果、アス
パラギン酸ジエステルを放線菌由来のアルカリ性プロテ
アーゼで処理することにより、αペプチド結合が約80
%以上を占め、高い立体規則性を有するポリL−アスパ
ラギン酸エステルを合成することに成功した。また、こ
のポリマーをさらに加水分解することにより、βペプチ
ド結合が約80%以上を占め、高い立体規則性を有する
ポリL−アスパラギン酸塩を合成することに成功した。
さらに、これらのポリL−アスパラギン酸が優れた生分
解性を示すことを確認して本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present inventor has proposed an enzyme polymerization method in which the type and amount of an enzyme, the amount of water, the reaction temperature, the reaction time, and the type of aspartate ester used as a substrate are used. As a result of examining various conditions such as the above, by treating aspartic acid diester with an alkaline protease derived from actinomycetes, the α peptide bond was reduced to about 80%.
% Of poly L-aspartate having high stereoregularity. By further hydrolyzing this polymer, β-peptide bonds accounted for about 80% or more, and poly L-aspartate having high stereoregularity was successfully synthesized.
Furthermore, it was confirmed that these poly L-aspartic acids exhibited excellent biodegradability, and the present invention was completed.

【0008】すなわち、本発明は以下の通りである。
1.下記一般式(1)
That is, the present invention is as follows.
1. The following general formula (1)

【0009】[0009]

【化6】 Embedded image

【0010】(式中、R1 は炭素数1〜3個のアルキル
基である)で表される構造単位(I)および下記一般式
(2)
Wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and a structural unit (I) represented by the following general formula (2):

【0011】[0011]

【化7】 Embedded image

【0012】(式中、R2 は炭素数1〜3個のアルキル
基である)で表される構造単位(II)からなり、構造単
位(I)を80モル%以上含有する分子量約2000以
上のポリL−アスパラギン酸エステル。2.下記一般式
(3)
(Wherein R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms) comprising a structural unit (II) having a molecular weight of about 2000 or more and containing at least 80 mol% of the structural unit (I). Poly-L-aspartate. 2. The following general formula (3)

【0013】[0013]

【化8】 Embedded image

【0014】(式中、R1 は水素またはアルカリ金属で
ある)で表される構造単位(III )および下記一般式
(4)
(Wherein R 1 is hydrogen or an alkali metal) and a structural unit (III) represented by the following general formula (4)

【0015】[0015]

【化9】 Embedded image

【0016】(式中、R2 は水素またはアルカリ金属で
ある)で表される構造単位(IV)からなり、構造単位
(IV)を80モル%以上含有する分子量約2000以上
のポリL−アスパラギン酸またはその塩。3.下記一般
式(5)
(Wherein R 2 is hydrogen or an alkali metal), poly-L-asparagine having a molecular weight of about 2,000 or more and containing at least 80 mol% of the structural unit (IV). Acid or salt thereof. 3. The following general formula (5)

【0017】[0017]

【化10】 Embedded image

【0018】(式中、R1 とR2 は同一または異なっ
て、炭素数1〜3個のアルキル基である)で表されるア
スパラギン酸エステルを、放線菌、好ましくはストレプ
トマイセス属に属する放線菌、就中ストレプトマイセス
・エスピー(Streptomyces sp.)由来のアルカリ性プロ
テアーゼに接触させる工程を含む、上記1記載のポリア
スパラギン酸エステルの製造方法。4.上記1記載のポ
リアスパラギン酸エステル、好ましくは上記3の方法に
より得られる該ポリアスパラギン酸エステルを、加水分
解する工程を含む上記2のポリアスパラギン酸またはそ
の塩の製造方法。
Wherein R 1 and R 2 are the same or different and each is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and the aspartic acid ester represented by the formula (I) is an actinomycete, preferably belonging to the genus Streptomyces. 2. The method for producing a polyaspartic acid ester according to the above 1, which comprises a step of bringing into contact an actinomycete, particularly an alkaline protease derived from Streptomyces sp. 4. 2. The method for producing polyaspartic acid or a salt thereof according to 2 above, which comprises a step of hydrolyzing the polyaspartic acid ester according to 1 above, preferably the polyaspartic acid ester obtained by the above 3 method.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明のポリL−アスパラギン酸
エステルは、下記一般式(1)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The poly-L-aspartate of the present invention has the following general formula (1)

【0020】[0020]

【化11】 Embedded image

【0021】で表される構造単位(I)および下記一般
式(2)
The structural unit (I) represented by the following general formula (2)

【0022】[0022]

【化12】 Embedded image

【0023】で表される構造単位(II)からなり、構造
単位(I)を80モル%以上、好ましくは90%以上含
有する。R1 としては、最終生成物であるポリマーが機
能性、立体規則性、および生体に適用される場合はさら
に生体適合性を妨げない範囲で、通常使用される保護基
(例えば、アルキル、アリール、フェニル基等)が含ま
れるが、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソ
プロピル等の炭素数1〜3の低級アルキル基が例示され
る。また、R2 としては、加水分解酵素による重合反応
性を低下させない程度の置換基が含まれるが、好ましく
は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル等の炭素
数1〜3の低級アルキル基が例示される。
It comprises the structural unit (II) represented by the formula: and contains the structural unit (I) in an amount of 80 mol% or more, preferably 90% or more. As R 1 , commonly used protecting groups (eg, alkyl, aryl, and the like) as long as the final product polymer does not hinder the functionality, stereoregularity, and biocompatibility when applied to a living body. A lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl and isopropyl. In addition, R 2 includes a substituent that does not reduce the polymerization reactivity by the hydrolase, and is preferably a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, and isopropyl. You.

【0024】当該ポリマーの分子量(数平均分子量)
は、約2000以上、好ましくは約3000以上であ
る。
Molecular weight of the polymer (number average molecular weight)
Is about 2000 or more, preferably about 3000 or more.

【0025】本発明のポリL−アスパラギン酸エステル
は、αペプチド結合に富み且つ高い光学純度を有するの
で、立体規則性に優れ、アイソタクチックであり、ヘリ
ックス形成能が高い。したがって、高分子電解質として
の機能および生分解性に優れる。また、ラセミ化を生じ
ないので、生体適合性にも優れている。
The poly-L-aspartate of the present invention is rich in α-peptide bonds and has high optical purity, so that it has excellent stereoregularity, is isotactic, and has a high helix-forming ability. Therefore, it is excellent in function as a polymer electrolyte and biodegradability. Also, since it does not cause racemization, it is also excellent in biocompatibility.

【0026】本発明のポリL−アスパラギン酸またはそ
の塩は、下記一般式(3)
The poly-L-aspartic acid or a salt thereof of the present invention has the following general formula (3)

【0027】[0027]

【化13】 Embedded image

【0028】で表される構造単位(III )および下記一
般式(4)
The structural unit (III) represented by the following general formula (4)

【0029】[0029]

【化14】 Embedded image

【0030】で表される構造単位(IV)からなり、構造
単位(IV)を80モル%以上、好ましくは90%以上含
有する。R1 およびR2 としては、水素、あるいはナト
リウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属などが含
まれる。
Wherein the structural unit (IV) is contained in an amount of at least 80 mol%, preferably at least 90%. R 1 and R 2 include hydrogen or an alkali metal such as sodium, potassium, lithium and the like.

【0031】当該ポリマーの分子量(数平均分子量)
は、約2000以上、好ましくは約3000以上であ
る。
Molecular weight of the polymer (number average molecular weight)
Is about 2000 or more, preferably about 3000 or more.

【0032】本発明のポリL−アスパラギン酸またはそ
の塩は、βペプチド結合に富み且つ高い光学純度を有す
るので、立体規則性に優れ、アイソタクチックであり、
ヘリックス形成能が高い。したがって、高分子電解質と
しての機能および生分解性に優れる。また、ラセミ化を
生じないので、生体適合性にも優れている。
The poly-L-aspartic acid or a salt thereof of the present invention is rich in β-peptide bonds and has high optical purity, so that it has excellent stereoregularity and is isotactic.
High helix-forming ability. Therefore, it is excellent in function as a polymer electrolyte and biodegradability. Also, since it does not cause racemization, it is also excellent in biocompatibility.

【0033】本発明のポリL−アスパラギン酸エステル
はいかなる方法により得られるものであってもよいが、
例えば、下記一般式(5)
The poly-L-aspartate of the present invention may be obtained by any method.
For example, the following general formula (5)

【0034】[0034]

【化15】 Embedded image

【0035】で表されるアスパラギン酸エステルを基質
として、これを加水分解酵素に接触させることにより製
造することができる。R1 としては、最終生成物である
ポリマーが機能性、立体規則性、および生体に適用され
る場合はさらに生体適合性を妨げない範囲で、通常使用
される保護基(例えば、アルキル、アリール、フェニル
基等)が含まれるが、好ましくは、メチル、エチル、プ
ロピル、イソプロピル等の炭素数1〜3の低級アルキル
基が例示される。また、R2 としては、加水分解酵素に
よる重合反応性を低下させない程度の置換基が含まれる
が、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロ
ピル等の炭素数1〜3の低級アルキル基が例示される。
The aspartic acid ester represented by the formula can be used as a substrate and brought into contact with a hydrolase to produce the aspartic acid ester. As R 1 , commonly used protecting groups (eg, alkyl, aryl, and the like) as long as the final product polymer does not hinder the functionality, stereoregularity, and biocompatibility when applied to a living body. A lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl and isopropyl. In addition, R 2 includes a substituent that does not reduce the polymerization reactivity by the hydrolase, and is preferably a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, and isopropyl. You.

【0036】当該ポリマーの合成に用いられる酵素は、
上記基質のα炭素に結合するカルボキシル基とアミノ基
との間での脱水重合反応を、より選択的に触媒し得る加
水分解酵素であれば特に制限はないが、このような酵素
として、放線菌由来のアルカリ性プロテアーゼが好まし
く例示される。特に好ましくは、ストレプトマイセス属
に属する放線菌由来のアルカリ性プロテアーゼ、就中ス
トレプトマイセス・エスピー(Streptomyces sp.)由来
のアルカリ性プロテアーゼである。このような酵素は、
そのまま反応器中に添加して用いてもよく、あるいは従
来公知の担体に吸着法、包括法、架橋法、共有結合法な
どにより固定化して用いてもよい。
The enzyme used for the synthesis of the polymer is
The dehydration polymerization reaction between the carboxyl group and the amino group bonded to the α-carbon of the substrate is not particularly limited as long as it is a hydrolase that can more selectively catalyze the dehydration polymerization reaction. A preferred example is an alkaline protease derived therefrom. Particularly preferred are alkaline proteases derived from actinomycetes belonging to the genus Streptomyces, especially alkaline proteases derived from Streptomyces sp. Such enzymes are
It may be used as it is added to the reactor as it is, or may be used by immobilizing it on a conventionally known carrier by an adsorption method, an entrapment method, a crosslinking method, a covalent bonding method, or the like.

【0037】本発明の方法において、反応液中の初期基
質濃度および酵素濃度は、いずれも0.01%〜50
%、好ましくは0.1%〜20%である。
In the method of the present invention, the initial substrate concentration and the enzyme concentration in the reaction solution are both 0.01% to 50%.
%, Preferably 0.1% to 20%.

【0038】また、本発明の方法において、反応温度は
4〜100℃の範囲で適宜選択されるが、好ましくは4
0〜60℃である。また添加する水の量は、反応液全体
の0〜20%、好ましくは5〜10%である。反応時間
は5時間〜30日間である。
In the method of the present invention, the reaction temperature is appropriately selected within the range of 4 to 100 ° C., preferably 4 to 100 ° C.
0-60 ° C. The amount of water to be added is 0 to 20%, preferably 5 to 10% of the whole reaction solution. The reaction time is 5 hours to 30 days.

【0039】本発明のポリL−アスパラギン酸またはそ
の塩はいかなる方法により得られるものであってもよい
が、例えば、本発明のポリL−アスパラギン酸エステ
ル、好ましくは本発明の方法により得られる該ポリL−
アスパラギン酸エステルを、加水分解処理することによ
り製造することができる。該加水分解処理の条件は特に
制限されないが、例えば、強アルカリ下に室温で数時間
反応させる方法が挙げられる。
The poly-L-aspartic acid of the present invention or a salt thereof may be obtained by any method. For example, the poly-L-aspartic acid ester of the present invention, preferably, the poly-L-aspartic acid ester obtained by the method of the present invention. Poly L-
The aspartic acid ester can be produced by a hydrolysis treatment. The conditions of the hydrolysis treatment are not particularly limited, and for example, a method of reacting at room temperature for several hours under a strong alkali can be mentioned.

【0040】[0040]

【実施例】以下に実施例および試験例を挙げて本発明を
さらに具体的に説明するが、これらは単なる例示であっ
て、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and test examples, which are merely examples and do not limit the scope of the present invention.

【0041】実施例1 ポリL−アスパラギン酸エステ
ルの酵素合成(1) L−アスパラギン酸ジエチルエステル(100mg)、
ストレプトマイセス・エスピー(Streptomyces sp.)由
来アルカリ性プロテアーゼ(1mg)に蒸留水(10m
g)を加え、アルゴンガス雰囲気下、40℃で3日間攪
拌した。反応終了後、反応液をクロロホルムに溶解し、
酵素を濾別した。クロロホルムを減圧留去してポリマー
を得た(収率:73%)。 IR(KBr):3428(NH), 2984(CH2), 1738, 1188(es
ter C=O), 1658,1560(CONH) cm-1 1 H−NMR(270 MHz, DMSO-d6):δ=1.18(t, J=1.7
Hz, 3H, CH3 of Et), 2.5-2.8(m, 2H, CH2), 4.06(q,
J=1.7 Hz, 2H, CH2 of Et), 4.30(m, 0.12H,β-linkage
CH),4.56(m, 0.88H,α-linkage CH), 8.0-8.3(m, 1H,
NH)13 C−NMR(75 MHz, DMSO-d6 ):δ=14.1(CH3 of
Et), 36.0(CH2), 49.7(CH), 60.3(CH2 of Et), 169.9
(α−β, β−α C=O), 170.2 (α−α C=O) 以上の分析結果より、得られたポリマーは、αペプチド
結合が約90%、βペプチド結合が約10%のポリL−
アスパラギン酸エチルであることが示された。
Example 1 Enzymatic synthesis of poly L-aspartate (1) L-aspartate diethyl ester (100 mg)
Streptomyces sp.-derived alkaline protease (1 mg) was added to distilled water (10 m).
g) was added, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 3 days under an argon gas atmosphere. After completion of the reaction, the reaction solution was dissolved in chloroform,
The enzyme was filtered off. Chloroform was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer (yield: 73%). IR (KBr): 3428 (NH), 2984 (CH 2 ), 1738, 1188 (es
ter C = O), 1658,1560 ( CONH) cm -1 1 H-NMR (270 MHz, DMSO-d 6): δ = 1.18 (t, J = 1.7
Hz, 3H, CH 3 of Et), 2.5-2.8 (m, 2H, CH 2 ), 4.06 (q,
J = 1.7 Hz, 2H, CH 2 of Et), 4.30 (m, 0.12H, β-linkage
CH), 4.56 (m, 0.88H, α-linkage CH), 8.0-8.3 (m, 1H,
NH) 13 C-NMR (75 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 14.1 (CH 3 of
Et), 36.0 (CH 2 ), 49.7 (CH), 60.3 (CH 2 of Et), 169.9
(α-β, β-αC = O), 170.2 (α-αC = O) From the above analysis results, the obtained polymer had about 90% α-peptide bonds and about 10% β-peptide bonds. Poly L-
It was shown to be ethyl aspartate.

【0042】実施例2 ポリL−アスパラギン酸塩の製
造(1) 実施例1で得られたポリL−アスパラギン酸エチルに、
1.3倍当量の0.5N水酸化ナトリウム溶液(水/メ
タノール=25/75v/v)を加え、25℃で3時間
攪拌してケン化を行うことにより、ポリL−アスパラギ
ン酸ナトリウムを得た。 IR(KBr):3450(NH), 1639(CONH), 1597, 1400(C
OONa) cm-1 1 H−NMR(300 MHz, D2O) :δ=2.6-3.1(m, 2H, CH
2), 4.53 (m, 0.81H,β-linkage CH),4.70 (m, 0.19H,
α-linkage CH)13 C−NMR(75 MHz, D2O ):δ=39.7(CH2), 52.3
(CH), 172.9 (β−β C=O), 173.5 (α−β,β−α C=
O), 174.0 (α−α C=O), 178.6(COONa) 分子量(Mw):2500 分子量分布(Mw/Mn):1.4 以上の結果より、得られたポリL−アスパラギン酸ナト
リウムのα/β結合比は約1/4であることが示され
た。
Example 2 Production of poly L-aspartate (1) The poly ethyl L-aspartate obtained in Example 1 was added to
1.3 times equivalent of a 0.5 N sodium hydroxide solution (water / methanol = 25/75 v / v) was added, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 3 hours to perform saponification, thereby obtaining sodium poly-L-aspartate. Was. IR (KBr): 3450 (NH), 1639 (CONH), 1597, 1400 (C
OONa) cm -1 1 H-NMR (300 MHz, D 2 O): δ = 2.6-3.1 (m, 2H, CH
2 ), 4.53 (m, 0.81H, β-linkage CH), 4.70 (m, 0.19H,
α-linkage CH) 13 C-NMR (75 MHz, D 2 O): δ = 39.7 (CH 2 ), 52.3
(CH), 172.9 (β-β C = O), 173.5 (α-β, β-α C =
O), 174.0 (α-α C = O), 178.6 (COONa) Molecular weight (Mw): 2500 Molecular weight distribution (Mw / Mn): 1.4 From the above results, α of the obtained sodium poly-L-aspartate was obtained. The / β binding ratio was shown to be about 1/4.

【0043】実施例3 ポリL−アスパラギン酸エステ
ルの酵素合成(2)およびポリL−アスパラギン酸塩の
製造(2) L−アスパラギン酸ジエチルエステル(100mg)、
ストレプトマイセス・エスピー(Streptomyces sp.)由
来アルカリ性プロテアーゼ(5mg)に蒸留水(10m
g)を加え、アルゴンガス雰囲気下、40℃で1日間重
合を行った。次いで、これにアセトニトリル(10m
g)を加えることによりポリマーを溶解し、さらに40
℃で2日間重合を行った。反応終了後、ポリマーをクロ
ロホルムに溶解し、酵素を濾別した。濾液からクロロホ
ルムを減圧留去してポリL−アスパラギン酸エチルを得
た。これをアルカリ処理し、ポリL−アスパラギン酸ナ
トリウムを得た(収率:71%)。該ポリマーの分子量
(Mw)は3600、分子量分布(Mw/Mn)は1.
3であった。
Example 3 Enzymatic synthesis of poly L-aspartate (2) and production of poly L-aspartate (2) diethyl L-aspartate (100 mg)
Streptomyces sp.-derived alkaline protease (5 mg) was added to distilled water (10 m).
g) was added, and polymerization was carried out at 40 ° C. for 1 day in an argon gas atmosphere. Next, acetonitrile (10 m
g) to dissolve the polymer,
Polymerization was carried out at 2 ° C. for 2 days. After the reaction was completed, the polymer was dissolved in chloroform, and the enzyme was separated by filtration. Chloroform was distilled off under reduced pressure from the filtrate to obtain polyethyl L-aspartate. This was treated with alkali to obtain sodium poly-L-aspartate (yield: 71%). The polymer has a molecular weight (Mw) of 3,600 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.
It was 3.

【0044】試験例1 ポリL−アスパラギン酸塩の生
分解性試験 実施例3で得られたポリL−アスパラギン酸ナトリウム
の生分解性を、OECDガイドライン(301C,MI
TI法)に従って、横浜市下水処理場の活性汚泥を用い
て生物学的酸素要求量から測定した結果、2週間で60
%以上の良好な生分解性を示した。
Test Example 1 Biodegradability Test of Poly L-Aspartate The biodegradability of the sodium poly L-aspartate obtained in Example 3 was measured according to the OECD guidelines (301C, MI
According to the TI method), the activated sludge of the Yokohama sewage treatment plant was used to measure the biological oxygen demand, and as a result, 60
% Or better biodegradability.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明のポリL−アスパラギン酸および
そのエステルは、それぞれβおよびαペプチド結合に富
み、且つ高い光学純度を有することから、立体規則性に
優れヘリックス形成能が高い。したがって、高分子電解
質としての機能および生分解性に優れ、ポリアクリル酸
の代替物として有用である。さらに、ラセミ化を生じな
いので生体適合性に優れており、医療品、化粧品の分野
での高分子材料として極めて有用である。また、本発明
の酵素重合法は常温、常圧で反応を行うことができるの
で、化学合成法よりも生産コストを削減することができ
る点で有用である。
The poly-L-aspartic acid and its ester of the present invention are rich in β- and α-peptide bonds and have high optical purity, respectively, and therefore have excellent stereoregularity and high helix-forming ability. Therefore, it is excellent in function and biodegradability as a polymer electrolyte, and is useful as a substitute for polyacrylic acid. Furthermore, since it does not cause racemization, it has excellent biocompatibility and is extremely useful as a polymer material in the fields of medical products and cosmetics. Further, the enzymatic polymerization method of the present invention can perform the reaction at normal temperature and normal pressure, which is useful in that the production cost can be reduced as compared with the chemical synthesis method.

フロントページの続き Fターム(参考) 4B064 AG01 BA10 BA11 BH02 BH04 BH05 BJ12 CA04 CA21 CB02 CB30 CD13 CE01 DA01 DA16 DA20 4H045 AA10 AA20 BA05 EA15 EA34 EA61 FA16 FA70 HA03 Continued on front page F term (reference) 4B064 AG01 BA10 BA11 BH02 BH04 BH05 BJ12 CA04 CA21 CB02 CB30 CD13 CE01 DA01 DA16 DA20 4H045 AA10 AA20 BA05 EA15 EA34 EA61 FA16 FA70 HA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (式中、R1 は炭素数1〜3個のアルキル基である)で
表される構造単位(I)および下記一般式(2) 【化2】 (式中、R2 は炭素数1〜3個のアルキル基である)で
表される構造単位(II)からなり、構造単位(I)を8
0モル%以上含有する分子量約2000以上のポリL−
アスパラギン酸エステル。
[Claim 1] The following general formula (1) Wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and a structural unit (I) represented by the following general formula (2): (Wherein R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), and the structural unit (I) is represented by 8
Poly L- having a molecular weight of about 2000 or more containing 0 mol% or more
Aspartic acid esters.
【請求項2】 下記一般式(3) 【化3】 (式中、R1 は水素またはアルカリ金属である)で表さ
れる構造単位(III )および下記一般式(4) 【化4】 (式中、R2 は水素またはアルカリ金属である)で表さ
れる構造単位(IV)からなり、構造単位(IV)を80モ
ル%以上含有する分子量約2000以上のポリL−アス
パラギン酸またはその塩。
2. The following general formula (3): (Wherein R 1 is hydrogen or an alkali metal) and a structural unit (III) represented by the following general formula (4): (Wherein R 2 is hydrogen or an alkali metal) comprising poly (L-aspartic acid) having a molecular weight of about 2,000 or more and containing the structural unit (IV) of 80 mol% or more, or poly (L-aspartic acid) thereof. salt.
【請求項3】 下記一般式(5) 【化5】 (式中、R1 とR2 は同一または異なって、炭素数1〜
3個のアルキル基である)で表されるアスパラギン酸エ
ステルを、放線菌由来のアルカリ性プロテアーゼに接触
させる工程を含む、請求項1記載のポリL−アスパラギ
ン酸エステルの製造方法。
3. The following general formula (5): (Wherein R 1 and R 2 are the same or different and have 1 to 1 carbon atoms)
The method for producing a poly-L-aspartate according to claim 1, comprising a step of contacting the aspartate represented by (3 alkyl groups) with an actinomycete-derived alkaline protease.
【請求項4】 該放線菌がストレプトマイセス属に属す
るものである請求項3記載の方法。
4. The method according to claim 3, wherein said actinomycete belongs to the genus Streptomyces.
【請求項5】 請求項1記載のポリL−アスパラギン酸
エステルを加水分解する工程を含む、請求項2記載のポ
リL−アスパラギン酸またはその塩の製造方法。
5. The method for producing poly-L-aspartic acid or a salt thereof according to claim 2, comprising a step of hydrolyzing the poly-L-aspartic acid ester according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009013256A (en) * 2007-07-03 2009-01-22 Institute Of Physical & Chemical Research New method for producing beta-bonded polyaspartic acid and beta-bonded polyaspartic acid produced thereby
CN112877251A (en) * 2021-03-03 2021-06-01 塔里木大学 Streptomyces for degrading polyaspartic acid water-retaining agent and application thereof

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