JP2002505884A - キラルアミン類の酵素的合成における改良 - Google Patents
キラルアミン類の酵素的合成における改良Info
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Abstract
(57)【要約】
2−アミノプロパンは、トランスアミナーゼによるケトンからのキラルアミンの立体選択的合成におけるアミンドナーとして使用される。代表的な実施態様によると、(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパンは、実質的な量のメトキシアセトンが(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパンに変換されかつ2−アミノプロパンがアセトンに変換されるまで、アミンドナーとしての2−アミノプロパンの存在下でメトキシアセトンをトランスアミナーゼと接触させることによって調製される。第二の実施態様によると、L−アラニンは、アミンドナーとしての2−アミノプロパンの存在下でピルビン酸をトランスアミナーゼと接触させることによって調製される。
Description
【0001】 本発明は、アミノ基を含むキラル化合物、例えば、キラルアミン(chiral amin
e)の酵素的合成における改良方法に関するものである。
e)の酵素的合成における改良方法に関するものである。
【0002】 米国特許第4,950,606号、第5,169,780号、第5,300,
437号、及び第5,360,724号には、その開示は参考のために引用され
るものであるが、アミノ酸トランスアミナーゼの使用によるキラルアミンの鏡像
異性体濃縮(enantiomeric enrichment)が記載される。アミノ酸トランスアミナ ーゼは、シュードモナス(Pseudomonas)、エシェリキア(Escherichia)、バチルス
(Bacillus)、サッカロミセス(Saccharomyces)、ハンゼヌラ(Hansenula)、カンジ
ダ(Candida)、ストレプトマイセス(Streptomyces)、アスペルギルス(Aspergillu
s)、及びアカパンカビ(Neurospora)などの様々な微生物で見付かった既知のピリ
ドキサルリン酸依存性酵素である。2種のアミノ酸トランスアミナーゼ、EC
2.6.1.18及びEC 2.6.1−19が、ヨナハ(Yonaha)ら、Agric. B
iol. Chem., 47(10), 2257-2265 (1983)によって結晶化され、特性が明らかにな
った。
437号、及び第5,360,724号には、その開示は参考のために引用され
るものであるが、アミノ酸トランスアミナーゼの使用によるキラルアミンの鏡像
異性体濃縮(enantiomeric enrichment)が記載される。アミノ酸トランスアミナ ーゼは、シュードモナス(Pseudomonas)、エシェリキア(Escherichia)、バチルス
(Bacillus)、サッカロミセス(Saccharomyces)、ハンゼヌラ(Hansenula)、カンジ
ダ(Candida)、ストレプトマイセス(Streptomyces)、アスペルギルス(Aspergillu
s)、及びアカパンカビ(Neurospora)などの様々な微生物で見付かった既知のピリ
ドキサルリン酸依存性酵素である。2種のアミノ酸トランスアミナーゼ、EC
2.6.1.18及びEC 2.6.1−19が、ヨナハ(Yonaha)ら、Agric. B
iol. Chem., 47(10), 2257-2265 (1983)によって結晶化され、特性が明らかにな
った。
【0003】 米国特許第4,950,606号、第5,169,780号、及び第5,30
0,437号では、トランスアミナーゼ含有生物の個々の株がアミノアクセプタ
ー及び唯一の窒素源としてのアミンによる、ケモスタット培養、即ち、一定では
あるが制限された化学的な環境中で培養することによって単離できることが開示
される。これらの著名な特許でこのようにして単離された代表的な株は、バシラ
ス メガテリウム(Bacillus megaterium)として(アメリカン タイプ カルチ ャー コレクション(American Type Culture Collection)によって)特徴付けら
れた。一般的に、オメガアミノ酸トランスアミナーゼは、アミノ基が末端のアキ
ラルの(非キラルの(non-chiral))炭素原子上にあり、このようなケモスタット
培養中で窒素源として利用されるアミンが同様のタイプ、即ち、n−オクチルア
ミン、シクロヘキシルアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジア
ミン、6−アミノヘキサン酸、4−アミノ酪酸、チラミン、及びベンジルアミン
などのアキラルのアミンでありうるアミノ酸を代謝する。しかしながら、同じ特
許において、このようなケモスタット培養中で窒素源として利用されるアミンが
2−アミノブタン、α−フェネチルアミン、及び2−アミノ−4−フェニルブタ
ンなどのキラルアミンでありうることもまた報告される。L−リシン、L−オル
ニチン、β−アラニン、及びタウリンなどのキラルアミノ酸もまた使用できる。
0,437号では、トランスアミナーゼ含有生物の個々の株がアミノアクセプタ
ー及び唯一の窒素源としてのアミンによる、ケモスタット培養、即ち、一定では
あるが制限された化学的な環境中で培養することによって単離できることが開示
される。これらの著名な特許でこのようにして単離された代表的な株は、バシラ
ス メガテリウム(Bacillus megaterium)として(アメリカン タイプ カルチ ャー コレクション(American Type Culture Collection)によって)特徴付けら
れた。一般的に、オメガアミノ酸トランスアミナーゼは、アミノ基が末端のアキ
ラルの(非キラルの(non-chiral))炭素原子上にあり、このようなケモスタット
培養中で窒素源として利用されるアミンが同様のタイプ、即ち、n−オクチルア
ミン、シクロヘキシルアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジア
ミン、6−アミノヘキサン酸、4−アミノ酪酸、チラミン、及びベンジルアミン
などのアキラルのアミンでありうるアミノ酸を代謝する。しかしながら、同じ特
許において、このようなケモスタット培養中で窒素源として利用されるアミンが
2−アミノブタン、α−フェネチルアミン、及び2−アミノ−4−フェニルブタ
ンなどのキラルアミンでありうることもまた報告される。L−リシン、L−オル
ニチン、β−アラニン、及びタウリンなどのキラルアミノ酸もまた使用できる。
【0004】 鏡像異性体濃縮(enantiomeric enrichment)に加えて、米国特許第4,950 ,606号、第5,169,780号、及び第5,300,437号では、アミ
ノドナーの存在下での、式 R1COR2、ただし、R1及びR2は異なるアルキル
またはアリール基である、のケトンへのアミノ酸トランスアミナーゼの作用によ
る一キラル形態のアミンからの立体選択的合成(stereoselective synthesis)が 開示される。この開示されるアミノドナーは、ケモスタット培養中で窒素源とし
て使用されるアミン;例えば、プロピルアミンやベンジルアミンなどの、アミノ
基が末端の炭素原子上にあるアキラルアミン、(S)−2−アミノブタンなどの
、アミノ基が末端の炭素原子上にあるキラルアミン、及びL−アラニン及びL−
アスパラギン酸などの、キラルアミノ酸などと同様である。
ノドナーの存在下での、式 R1COR2、ただし、R1及びR2は異なるアルキル
またはアリール基である、のケトンへのアミノ酸トランスアミナーゼの作用によ
る一キラル形態のアミンからの立体選択的合成(stereoselective synthesis)が 開示される。この開示されるアミノドナーは、ケモスタット培養中で窒素源とし
て使用されるアミン;例えば、プロピルアミンやベンジルアミンなどの、アミノ
基が末端の炭素原子上にあるアキラルアミン、(S)−2−アミノブタンなどの
、アミノ基が末端の炭素原子上にあるキラルアミン、及びL−アラニン及びL−
アスパラギン酸などの、キラルアミノ酸などと同様である。
【0005】 本発明は、アキラルアミンである2−アミノプロパンが、アミノ基が末端の炭
素原子上にあるアキラルアミンまたはアミノ基が非末端の炭素原子上にあるキラ
ルアミンのいずれかと比較してこのようなトランスアミナーゼによるアミン合成
におけるアミンドナーとして予想に反して優れているという知見に基づくもので
ある。したがって、本発明は、アミンドナーとして2−アミノプロパンを利用す
る、ケトンをアミンドナーの存在下でトランスアミナーゼと接触させるキラルア
ミンの既知の立体選択的合成(stereoselective synthesis)における改良方法を 構成するものである。
素原子上にあるアキラルアミンまたはアミノ基が非末端の炭素原子上にあるキラ
ルアミンのいずれかと比較してこのようなトランスアミナーゼによるアミン合成
におけるアミンドナーとして予想に反して優れているという知見に基づくもので
ある。したがって、本発明は、アミンドナーとして2−アミノプロパンを利用す
る、ケトンをアミンドナーの存在下でトランスアミナーゼと接触させるキラルア
ミンの既知の立体選択的合成(stereoselective synthesis)における改良方法を 構成するものである。
【0006】 キラルアミンということばは、本明細書では最も広い意味で使用される。上記
引用される特許に記載されるように、既知の立体特異的合成(stereospecific sy
nthesis)は、水素に加えて、(i)キラル環状構造を形成する2価の基、または
(ii)構造またはキラリティーが相互に異なる2個の置換基(水素以外)のい
ずれかを有する第2級炭素原子に結合する第1級アミノ基の存在のみを特徴とす
る、異なる、及び混合される、機能的な型の広範な脂肪族及び脂環式化合物の調
製に適用できる。
引用される特許に記載されるように、既知の立体特異的合成(stereospecific sy
nthesis)は、水素に加えて、(i)キラル環状構造を形成する2価の基、または
(ii)構造またはキラリティーが相互に異なる2個の置換基(水素以外)のい
ずれかを有する第2級炭素原子に結合する第1級アミノ基の存在のみを特徴とす
る、異なる、及び混合される、機能的な型の広範な脂肪族及び脂環式化合物の調
製に適用できる。
【0007】 キラル環状構造を形成する2価の基としては、例えば、2−メチルブタン−1
,4−ジイル、ペンタン−1,4−ジイル、ヘキサン−1,4−ジイル、ヘキサ
ン−1,5−ジイル、2−メチルペンタン−1,5−ジイルなどが挙げられる。
ゆえに、アミンドナーとして2−アミノプロパンを利用する本発明の改良は、2
−メチルシクロペンタノンからの1−アミノ−2−メチルシクロペンタン、3−
メチルシクロペンタノンからの1−アミノ−3−メチルシクロペンタン、2−メ
チルシクロヘキサノンからの1−アミノ−2−メチルシクロヘキサンなどの立体
特異的合成(stereospecific synthesis)に使用できる。
,4−ジイル、ペンタン−1,4−ジイル、ヘキサン−1,4−ジイル、ヘキサ
ン−1,5−ジイル、2−メチルペンタン−1,5−ジイルなどが挙げられる。
ゆえに、アミンドナーとして2−アミノプロパンを利用する本発明の改良は、2
−メチルシクロペンタノンからの1−アミノ−2−メチルシクロペンタン、3−
メチルシクロペンタノンからの1−アミノ−3−メチルシクロペンタン、2−メ
チルシクロヘキサノンからの1−アミノ−2−メチルシクロヘキサンなどの立体
特異的合成(stereospecific synthesis)に使用できる。
【0008】 第2級炭素原子における2種の異なる置換基(R1及びR2は上記と同様である
)もまた、非常に広範でありえ、アルキル、アラルキル、アリール、ハロゲン、
ヒドロキシル、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルキルチオ、シクロアル
キル、カルボキシ、カルボアルコキシ(cabalkoxy)、カルバモイル、モノ−及び ジ−(低級アルキル)置換カルバモイル、トリフルオロメチル、フェニル、ニト
ロ、アミノ、モノ−及びジ−(低級アルキル)置換アミノ、アルキルスルホニル
、アリールスルホニル、アルキルカルボキサミド、アリールカルボキサミドなど
、ならびに前記によって置換されたアルキル、アラルキル、またはアリールが挙
げられる。
)もまた、非常に広範でありえ、アルキル、アラルキル、アリール、ハロゲン、
ヒドロキシル、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルキルチオ、シクロアル
キル、カルボキシ、カルボアルコキシ(cabalkoxy)、カルバモイル、モノ−及び ジ−(低級アルキル)置換カルバモイル、トリフルオロメチル、フェニル、ニト
ロ、アミノ、モノ−及びジ−(低級アルキル)置換アミノ、アルキルスルホニル
、アリールスルホニル、アルキルカルボキサミド、アリールカルボキサミドなど
、ならびに前記によって置換されたアルキル、アラルキル、またはアリールが挙
げられる。
【0009】 したがって、アミンドナーとして2−アミノプロパンを利用する本発明の改良
はまた、ブタノンからの2−アミノブタン、1−ヒドロキシブタン−2−オンか
らの2−アミノ−1−ブタノール、ピルビン酸からのアラニン、アセトフェノン
からの1−アミノ−1−フェニルエタン、2−メトキシ−5−フルオロアセトフ
ェノンからの1−アミノ−1−(2−メトキシ−5−フルオロフェニル)エタン
、レブリン酸からのγ−アミノ−ペンタン酸、1−フェニルプロパン−1−オン
からの1−アミノ−1−フェニルプロパン、1−(4−ブロモフェニル)プロパ
ン−1−オンからの1−アミノ−1−(4−ブロモフェニル)プロパン、1−(
4−ニトロフェニル)プロパン−1−オンからの1−アミノ−1−(4−ニトロ
フェニル)プロパン、1−フェニルプロパン−2−オンからの1−フェニル−2
−アミノプロパン、2−オキソ−3−メチルブタン酸からのバリン、1−(3−
トリフルオロメチルフェニル)プロパン−1−オンからの1−(3−トリフルオ
ロメチルフェニル)−2−アミノプロパン、ヒドロキシプロパノンからの2−ア
ミノプロパノール、メトキシオキシプロパノンからの1−メトキシ−2−アミノ
プロパン、1−フェニルブタン−1−オンからの1−アミノ−1−フェニルブタ
ン、1−フェニルブタン−2−オンからの1−フェニル−2−アミノブタン、1
−(2,5−ジメトキシ−4−メチルフェニル)ブタン−2−オンからの1−(
2,5−ジメトキシ−4−メチルフェニル)−2−アミノブタン、1−(4−ヒ
ドロキシフェニル)ブタン−3−オンからの1−(4−ヒドロキシフェニル)−
3−アミノブタン、2−アセチルナフタレンからの1−アミノ−1−(2−ナフ
チル)エタン、フェニルピルビン酸からのフェニルアラニン、2−ケトグルタル
酸からのグルタミン酸、2−ケトコハク酸(2-ketosuccinic acid)からのアスパ ラギン酸などの立体的特異的合成にも使用できる。
はまた、ブタノンからの2−アミノブタン、1−ヒドロキシブタン−2−オンか
らの2−アミノ−1−ブタノール、ピルビン酸からのアラニン、アセトフェノン
からの1−アミノ−1−フェニルエタン、2−メトキシ−5−フルオロアセトフ
ェノンからの1−アミノ−1−(2−メトキシ−5−フルオロフェニル)エタン
、レブリン酸からのγ−アミノ−ペンタン酸、1−フェニルプロパン−1−オン
からの1−アミノ−1−フェニルプロパン、1−(4−ブロモフェニル)プロパ
ン−1−オンからの1−アミノ−1−(4−ブロモフェニル)プロパン、1−(
4−ニトロフェニル)プロパン−1−オンからの1−アミノ−1−(4−ニトロ
フェニル)プロパン、1−フェニルプロパン−2−オンからの1−フェニル−2
−アミノプロパン、2−オキソ−3−メチルブタン酸からのバリン、1−(3−
トリフルオロメチルフェニル)プロパン−1−オンからの1−(3−トリフルオ
ロメチルフェニル)−2−アミノプロパン、ヒドロキシプロパノンからの2−ア
ミノプロパノール、メトキシオキシプロパノンからの1−メトキシ−2−アミノ
プロパン、1−フェニルブタン−1−オンからの1−アミノ−1−フェニルブタ
ン、1−フェニルブタン−2−オンからの1−フェニル−2−アミノブタン、1
−(2,5−ジメトキシ−4−メチルフェニル)ブタン−2−オンからの1−(
2,5−ジメトキシ−4−メチルフェニル)−2−アミノブタン、1−(4−ヒ
ドロキシフェニル)ブタン−3−オンからの1−(4−ヒドロキシフェニル)−
3−アミノブタン、2−アセチルナフタレンからの1−アミノ−1−(2−ナフ
チル)エタン、フェニルピルビン酸からのフェニルアラニン、2−ケトグルタル
酸からのグルタミン酸、2−ケトコハク酸(2-ketosuccinic acid)からのアスパ ラギン酸などの立体的特異的合成にも使用できる。
【0010】 従来報告されたアミンドナー、および理論的には使用できる大多数のアミノア
ルカンアミノドナーに対して、2−アミノプロパンは、(i)アキラルであるお
よび(ii)非末端の脂肪族炭素原子にアミノ基を有するという比較的独特な組
み合わせをもつ。したがって、本来、アミノ酸の末端またはω−位置のアミノ基
に作用するオメガ−アミノ酸トランスアミナーゼの使用にもかからわず、非末端
の脂肪族炭素原子にアミノ基を有するアミノドナーとしての使用によって熱力学
的な利点が得られることが分かった。いずれの理論によっても束縛されたくはな
いものの、この改良は、アミノ酸トランスアミナーゼの反応の存在下でアルデヒ
ドを形成するエチルアミン、n−プロピルアミン、n−オクチルアミン、1,4
−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、6−アミノ−ヘキサン酸、4−
アミノ酪酸、チラミン、またはベンジルアミンなどの、末端炭素原子にアミノ基
を有するアミンドナーの使用と対照して見ると、このようにケトンである場合に
おける酵素反応の副産物の結果であると考えられる。ケト酸からのアミノ酸に係
わる反応において、アミンドナーとしてイソプロピルアミンを使用する熱力学的
な利点は、約1,000という平衡定数にある。この熱力学的な利点はカルボニ
ル基と反応する化学的な環境から生じるため、これは、天然または非天然にかか
わらず、ケト酸からのすべてのキラルα−アミノ酸の合成に等しく適用する。
ルカンアミノドナーに対して、2−アミノプロパンは、(i)アキラルであるお
よび(ii)非末端の脂肪族炭素原子にアミノ基を有するという比較的独特な組
み合わせをもつ。したがって、本来、アミノ酸の末端またはω−位置のアミノ基
に作用するオメガ−アミノ酸トランスアミナーゼの使用にもかからわず、非末端
の脂肪族炭素原子にアミノ基を有するアミノドナーとしての使用によって熱力学
的な利点が得られることが分かった。いずれの理論によっても束縛されたくはな
いものの、この改良は、アミノ酸トランスアミナーゼの反応の存在下でアルデヒ
ドを形成するエチルアミン、n−プロピルアミン、n−オクチルアミン、1,4
−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、6−アミノ−ヘキサン酸、4−
アミノ酪酸、チラミン、またはベンジルアミンなどの、末端炭素原子にアミノ基
を有するアミンドナーの使用と対照して見ると、このようにケトンである場合に
おける酵素反応の副産物の結果であると考えられる。ケト酸からのアミノ酸に係
わる反応において、アミンドナーとしてイソプロピルアミンを使用する熱力学的
な利点は、約1,000という平衡定数にある。この熱力学的な利点はカルボニ
ル基と反応する化学的な環境から生じるため、これは、天然または非天然にかか
わらず、ケト酸からのすべてのキラルα−アミノ酸の合成に等しく適用する。
【0011】 この熱力学的な利点にかかわらず、必ず2個の水素原子を有する、キラリティ
ーを妨げる末端炭素原子上の置換と対照して見ると、非末端脂肪族炭素原子上の
アミノ基の存在によって、通常、キラリティーが生じる。トランスアミナーゼは
立体選択的であるので、キラルアミンドナーの使用は、このようなアミンの半分
のみがドナーとして利用可能であることを意味する。工業上の観点から、これは
アミノドナーでは許容できないことである。
ーを妨げる末端炭素原子上の置換と対照して見ると、非末端脂肪族炭素原子上の
アミノ基の存在によって、通常、キラリティーが生じる。トランスアミナーゼは
立体選択的であるので、キラルアミンドナーの使用は、このようなアミンの半分
のみがドナーとして利用可能であることを意味する。工業上の観点から、これは
アミノドナーでは許容できないことである。
【0012】 不幸なことに、非末端炭素原子上にアミノ基を有するという第一の目的を満足
する非常に大多数のアミノ(低級)アルカン類はそれ自身キラルである。したが
って、考えを8以下の炭素原子を有するアミノアルカン類に制限すると、理論的
には、アミノ基が3置換された(trisubstituted)炭素原子上にない少なくとも1
30の可能性のある相同かつ異性体アミン(homologous and isomeric amine)が 存在すると考えられる(アミノドナーである場合には、化合物はアミノ基が結合
する炭素原子上に少なくとも1個の利用できる水素原子をも持たなければならな
い)。これらの130個の可能性のあるアミノドナーのうち、半分未満(54個
)が非末端炭素原子上にアミノ基を有し、これらのうち、93%(50個)がキ
ラルである。非末端炭素原子上にアミノ基を有するアルキルアミンのうち、4個
のみがアキラルであり、これらのうち、下記の3個がコスト及び利用可能性の点
で法外であり、アミンドナーとしては再度不適当である:3−アミノ−プロパン
、2,2−ジメチル−3−アミノペンタン、及び4−アミノヘプタン。したがっ
て、アミノドナーとして理論的には適当であるすべてのアミノ(低級)アルカン
のうち、2−アミノプロパンのみが、(i)末端炭素原子上にアミノ基を有し、
ゆえにアミノ基が末端炭素原子上にあるアミノアルカンに比して熱力学的に好ま
しく、(ii)反応に完全に利用できるようにアキラルであり、および(iii
)コスト及び利用可能性の点で許容できる。さらなる利点としては、2−アミノ
プロパンはまた、容易に回収でき、それ自身商品である、副生物である、アセト
ンを生成する。
する非常に大多数のアミノ(低級)アルカン類はそれ自身キラルである。したが
って、考えを8以下の炭素原子を有するアミノアルカン類に制限すると、理論的
には、アミノ基が3置換された(trisubstituted)炭素原子上にない少なくとも1
30の可能性のある相同かつ異性体アミン(homologous and isomeric amine)が 存在すると考えられる(アミノドナーである場合には、化合物はアミノ基が結合
する炭素原子上に少なくとも1個の利用できる水素原子をも持たなければならな
い)。これらの130個の可能性のあるアミノドナーのうち、半分未満(54個
)が非末端炭素原子上にアミノ基を有し、これらのうち、93%(50個)がキ
ラルである。非末端炭素原子上にアミノ基を有するアルキルアミンのうち、4個
のみがアキラルであり、これらのうち、下記の3個がコスト及び利用可能性の点
で法外であり、アミンドナーとしては再度不適当である:3−アミノ−プロパン
、2,2−ジメチル−3−アミノペンタン、及び4−アミノヘプタン。したがっ
て、アミノドナーとして理論的には適当であるすべてのアミノ(低級)アルカン
のうち、2−アミノプロパンのみが、(i)末端炭素原子上にアミノ基を有し、
ゆえにアミノ基が末端炭素原子上にあるアミノアルカンに比して熱力学的に好ま
しく、(ii)反応に完全に利用できるようにアキラルであり、および(iii
)コスト及び利用可能性の点で許容できる。さらなる利点としては、2−アミノ
プロパンはまた、容易に回収でき、それ自身商品である、副生物である、アセト
ンを生成する。
【0013】 実際の酵素的変換は、単離されてはいるが非成長(non-growing)細胞を用いた 、または可溶性アミノ酸トランスアミナーゼ調製物を用いた公知の培養技術によ
って行なうことができる。このアミノ酸トランスアミナーゼは、無細胞抽出物ま
たは全細胞調製物のいずれとして、遊離した形態で存在してもよく、または架橋
デキストラン若しくはアガロース、シリカ、ポリアミド、またはセルロースなど
の適当な支持体またはマトリックス上に固定化されてもよい。アミノ酸トランス
アミナーゼはまた、ポリアクリルアミド、アルギン酸塩、繊維などの中に封入さ
れてもよい。このような固定化方法は文献に記載される(例えば、Methods in E
nzymology, 44, 1976を参照)。
って行なうことができる。このアミノ酸トランスアミナーゼは、無細胞抽出物ま
たは全細胞調製物のいずれとして、遊離した形態で存在してもよく、または架橋
デキストラン若しくはアガロース、シリカ、ポリアミド、またはセルロースなど
の適当な支持体またはマトリックス上に固定化されてもよい。アミノ酸トランス
アミナーゼはまた、ポリアクリルアミド、アルギン酸塩、繊維などの中に封入さ
れてもよい。このような固定化方法は文献に記載される(例えば、Methods in E
nzymology, 44, 1976を参照)。
【0014】 必要ではないが、通常、ピリドキサルリン酸などのピリドキサミンの源を添加
することが好ましい。
することが好ましい。
【0015】 実施例1 本発明は、メトキシアセトンをアミンドナーとしての2−アミノプロパンの存
在下でトランスアミナーゼと接触させて、実質的な量のメトキシアセトンが(S
)−1−メトキシ−2−アミノプロパンに変換される(および2−アミノプロパ
ンが同時にアセトンに変換される)まで反応を続け、このようにして形成される
(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパンを単離する、農薬の合成に関する化
学中間体である、(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパンの調製を例にとっ
て説明できる。この全体的な酵素による変換は以下にように図示できる:
在下でトランスアミナーゼと接触させて、実質的な量のメトキシアセトンが(S
)−1−メトキシ−2−アミノプロパンに変換される(および2−アミノプロパ
ンが同時にアセトンに変換される)まで反応を続け、このようにして形成される
(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパンを単離する、農薬の合成に関する化
学中間体である、(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパンの調製を例にとっ
て説明できる。この全体的な酵素による変換は以下にように図示できる:
【0016】
【化1】
【0017】 5ミリモルのリン酸2水素ナトリウム及び250mLの濃塩酸を1000mL
の水に添加した。この混合液を氷−水浴中で5〜10℃にまで冷却し、258m
Lの2−アミノプロパン、さらには206mLのメトキシアセトン(98%)を
添加した。この混合液を混合し、必要であれば、pHを水酸化ナトリウムまたは
塩酸のいずれかで7.5に調節した。この混合液を温度制御及び攪拌装置を有す
る3Lの丸底反応器に移した。反応混合液の温度が30±1℃で安定した後、0
.2mMのピリドキサル−5’−リン酸を添加した。必要であれば、pHを7.
5に再調節し、少量の水を加えて、混合液の体積を1800mLにしてもよい。
の水に添加した。この混合液を氷−水浴中で5〜10℃にまで冷却し、258m
Lの2−アミノプロパン、さらには206mLのメトキシアセトン(98%)を
添加した。この混合液を混合し、必要であれば、pHを水酸化ナトリウムまたは
塩酸のいずれかで7.5に調節した。この混合液を温度制御及び攪拌装置を有す
る3Lの丸底反応器に移した。反応混合液の温度が30±1℃で安定した後、0
.2mMのピリドキサル−5’−リン酸を添加した。必要であれば、pHを7.
5に再調節し、少量の水を加えて、混合液の体積を1800mLにしてもよい。
【0018】 酵素溶液を別途調製した。200mLの5mMのリン酸ナトリウム溶液(pH 7.5)に、0.2mMのピリドキサル−5’−リン酸及び(S)−トランスア
ミナーゼを含む2g(乾燥重量)のバチルス細胞を添加した。細胞を完全に懸濁
させたら、酵素溶液を上記反応混合液中に送りだした。
ミナーゼを含む2g(乾燥重量)のバチルス細胞を添加した。細胞を完全に懸濁
させたら、酵素溶液を上記反応混合液中に送りだした。
【0019】 最終反応液体培地は、1.5Mの2−アミノプロパン及び1.0Mのメトキシ
アセトンを含んでいた。この反応を30±1℃及びpH 7.5で8時間、進行
させたところ、(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパンは99%超のeeで
0.6Mの濃度で反応混合液中に存在していた。
アセトンを含んでいた。この反応を30±1℃及びpH 7.5で8時間、進行
させたところ、(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパンは99%超のeeで
0.6Mの濃度で反応混合液中に存在していた。
【0020】 反応を5mLの濃塩酸の添加により終了させた後、フラッシュ蒸発により未反
応のメトキシアセトン及び副生成物のアセトンをシングルカットで(in a single
cut)除去した。その後、この留出液の別のカラム蒸留をさらに行なうことによ って、メトキシアセトン及びアセトンを分離できる。270mLの50%水酸化
ナトリウム水溶液をこの反応混合液に添加して、アミンを脱プロトン化した。次
に、このアミンをシングルカットとしての蒸留によって混合液から除去し、(S
)−1−メトキシ−2−アミノプロパンを別の蒸留によって残りの2−アミノプ
ロパンから分離することによって、50%の水を含む125gの(S)−1−メ
トキシ−2−アミノプロパンを得た。この生成物は、ガスクロマトグラフィー分
析によって測定された際に99%超の化学的及び鏡像異性的に純粋である。
応のメトキシアセトン及び副生成物のアセトンをシングルカットで(in a single
cut)除去した。その後、この留出液の別のカラム蒸留をさらに行なうことによ って、メトキシアセトン及びアセトンを分離できる。270mLの50%水酸化
ナトリウム水溶液をこの反応混合液に添加して、アミンを脱プロトン化した。次
に、このアミンをシングルカットとしての蒸留によって混合液から除去し、(S
)−1−メトキシ−2−アミノプロパンを別の蒸留によって残りの2−アミノプ
ロパンから分離することによって、50%の水を含む125gの(S)−1−メ
トキシ−2−アミノプロパンを得た。この生成物は、ガスクロマトグラフィー分
析によって測定された際に99%超の化学的及び鏡像異性的に純粋である。
【0021】 実施例2 本発明は、ピルビン酸をアミンドナーとしての2−アミノプロパンの存在下で
トランスアミナーゼと接触させて、実質的な量のピルビン酸がL−アラニンに変
換されてかつ2−アミノプロパンが同時にアセトンに変換されるまで反応を続け
る、有益なアミノ酸である、L−アラニンの合成の合成を例にとってさらに説明
できる。この全体的な酵素による変換は以下にように図示できる:
トランスアミナーゼと接触させて、実質的な量のピルビン酸がL−アラニンに変
換されてかつ2−アミノプロパンが同時にアセトンに変換されるまで反応を続け
る、有益なアミノ酸である、L−アラニンの合成の合成を例にとってさらに説明
できる。この全体的な酵素による変換は以下にように図示できる:
【0022】
【化2】
【0023】 ピルビン酸ナトリウム(50mM、0.165g)及び塩酸イソプロピルアミ
ン(50mM、6.5Mの溶液を0.23mL)を29.0mLの50mM リ
ン酸2水素ナトリウム溶液中に溶解し、pHを7.5に調節した。ピリドキサル
リン酸(1.0mM、8.0mg)、さらには(S)−トランスアミナーゼを含
む8mgの大腸菌細胞を、最終体積が30mLであり、最終pHが7.5である
ように、添加した。30℃で24時間インキュベーション後、イロプロピルアミ
ン、アセトン、及びL−アラニンの濃度をHPLC及びGCで測定したところ、
L−アラニン濃度は、100超の上記反応に関するKeqと同等の、45.6mM
であると測定された。
ン(50mM、6.5Mの溶液を0.23mL)を29.0mLの50mM リ
ン酸2水素ナトリウム溶液中に溶解し、pHを7.5に調節した。ピリドキサル
リン酸(1.0mM、8.0mg)、さらには(S)−トランスアミナーゼを含
む8mgの大腸菌細胞を、最終体積が30mLであり、最終pHが7.5である
ように、添加した。30℃で24時間インキュベーション後、イロプロピルアミ
ン、アセトン、及びL−アラニンの濃度をHPLC及びGCで測定したところ、
L−アラニン濃度は、100超の上記反応に関するKeqと同等の、45.6mM
であると測定された。
【0024】 類似の反応を(R)−トランスアミナーゼを含む大腸菌細胞(0.3g)を用
いて行なったところ、変換が進行し、D−アラニン濃度が46mMであると測定
された。
いて行なったところ、変換が進行し、D−アラニン濃度が46mMであると測定
された。
【0025】 実施例3 L−アラニンの合成 L−アラニンの別の合成例によると、ピルビン酸ナトリウム(1M、110.
0g)及び塩酸イソプロピルアミン(1M、6.5Mの溶液を153mL)を8
00mLの50mM リン酸2水素ナトリウム緩衝液中に溶解し、pHを7.5
に調節した。ピリドキサルリン酸(1mM、265mg)、さらには(S)−ト
ランスアミナーゼを含む5gの大腸菌細胞を、最終体積が1リットルであり、最
終pHが7.5であるように、添加した。30℃で24時間インキュベーション
後、イロプロピルアミン及びL−アラニンの濃度をHPLCで測定し、アセトン
の濃度をGCで測定した。生成したL−アラニンの濃度は、約1000の反応に
関する平衡定数と同等の、970mMであると測定された。
0g)及び塩酸イソプロピルアミン(1M、6.5Mの溶液を153mL)を8
00mLの50mM リン酸2水素ナトリウム緩衝液中に溶解し、pHを7.5
に調節した。ピリドキサルリン酸(1mM、265mg)、さらには(S)−ト
ランスアミナーゼを含む5gの大腸菌細胞を、最終体積が1リットルであり、最
終pHが7.5であるように、添加した。30℃で24時間インキュベーション
後、イロプロピルアミン及びL−アラニンの濃度をHPLCで測定し、アセトン
の濃度をGCで測定した。生成したL−アラニンの濃度は、約1000の反応に
関する平衡定数と同等の、970mMであると測定された。
【0026】 実施例4 L−2−アミノ酪酸の合成 ケト酪酸ナトリウム(sodium ketobutyrate)(50mM、186mg)及びイ ソプロピルアミン(50mM、6.5Mの溶液を0.23mL)を29mLの5
0mM リン酸2水素ナトリウム緩衝液中に溶解し、pHを7.5に調節した。
ピリドキサルリン酸(1mM、8.0mg)、さらには(S)−トランスアミナ
ーゼを含む100mgの大腸菌細胞を、最終体積が30mLであり、最終pHが
7.5であるように、添加した。30℃で24時間インキュベーション後、イロ
プロピルアミン及びL−2−アミノ酪酸の濃度をHPLCで測定し、アセトンの
濃度をGCで測定した。生成したL−2−アミノ酪酸の濃度は、500超の反応
に関する平衡定数と同等の、48mMであると測定された。
0mM リン酸2水素ナトリウム緩衝液中に溶解し、pHを7.5に調節した。
ピリドキサルリン酸(1mM、8.0mg)、さらには(S)−トランスアミナ
ーゼを含む100mgの大腸菌細胞を、最終体積が30mLであり、最終pHが
7.5であるように、添加した。30℃で24時間インキュベーション後、イロ
プロピルアミン及びL−2−アミノ酪酸の濃度をHPLCで測定し、アセトンの
濃度をGCで測定した。生成したL−2−アミノ酪酸の濃度は、500超の反応
に関する平衡定数と同等の、48mMであると測定された。
【0027】 実施例5 さらなるアミノ酸の合成 実質的には実施例4に記載される方法に従って、L−グルタミン酸塩、L−メ
チオニン、及びL−ノルバリンの合成を、相当するケト酸:それぞれ、2−ケト
グルタル酸(50mM、252mg)、4−メチルチオ−2−オキソ酪酸(4-met
hylthio-2-oxobutyric acid)(50mM、255mg)、及び2−ケト吉草酸(
50mM、207mg)のナトリウム塩から示した。すべての場合において、(
S)−トランスアミナーゼは、それぞれ、45、47、及び46mMの濃度で、
アミノ酸のL−異性体を排他的に製造した。
チオニン、及びL−ノルバリンの合成を、相当するケト酸:それぞれ、2−ケト
グルタル酸(50mM、252mg)、4−メチルチオ−2−オキソ酪酸(4-met
hylthio-2-oxobutyric acid)(50mM、255mg)、及び2−ケト吉草酸(
50mM、207mg)のナトリウム塩から示した。すべての場合において、(
S)−トランスアミナーゼは、それぞれ、45、47、及び46mMの濃度で、
アミノ酸のL−異性体を排他的に製造した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,GH,G M,HR,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG ,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT, LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,N O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG ,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA, UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 バーティア,モヒット,ビー. アメリカ合衆国,ニュージャージー州 07882,ワシントン,エフ−3,パーク アヴェニュー 66 (72)発明者 ルイス,クレイグ,エム. アメリカ合衆国,ニュージャージー州 08520,イースト ウィンドソー,チャザ ム コート 50 (72)発明者 ラング,ウェイ アメリカ合衆国,ニュージャージー州 08817,エジソン,イー. リーディング ロード 21 (72)発明者 ワング,アリス アメリカ合衆国,ニュージャージー州 08812,グリーン ブルック,キング コ ート 1311 (72)発明者 マットチャム,ジョージ,ダブリュー. アメリカ合衆国,ニュージャージー州 08807,ブリッジウォーター,レイナルド ロード 215 Fターム(参考) 4B064 AE01 AE03 AE04 AE16 AE19 CA21 CC03 CD05 CD07 CD15
Claims (3)
- 【請求項1】 ケトンをアミンドナーの存在下でトランスアミナーゼと接触
させるキラルアミンの立体選択的合成において、アミンドナーとして2−アミノ
プロパンを利用することからなる改良方法。 - 【請求項2】 該キラルアミンがキラルアミノ酸である、請求項1に記載の
合成方法。 - 【請求項3】 実質的な量のメトキシアセトンが(S)−1−メトキシ−2
−アミノプロパンに変換されかつ2−アミノプロパンがアセトンに変換されるま
で、アミンドナーとしての2−アミノプロパンの存在下でメトキシアセトンをト
ランスアミナーゼと接触させ、さらに(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパ
ンを単離することからなる(S)−1−メトキシ−2−アミノプロパンの調製方
法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US7752098P | 1998-03-11 | 1998-03-11 | |
US60/077,520 | 1998-03-11 | ||
PCT/US1999/005150 WO1999046398A1 (en) | 1998-03-11 | 1999-03-10 | Improvements in the enzymatic synthesis of chiral amines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002505884A true JP2002505884A (ja) | 2002-02-26 |
Family
ID=22138554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000535765A Withdrawn JP2002505884A (ja) | 1998-03-11 | 1999-03-10 | キラルアミン類の酵素的合成における改良 |
Country Status (24)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1075534B8 (ja) |
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