JP2637997B2 - Process for producing dinucleoside or nucleoside polyphosphate or derivative thereof - Google Patents

Process for producing dinucleoside or nucleoside polyphosphate or derivative thereof

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は,医薬品又はその原料として重要なジヌクレ
オシドもしくはヌクレオシドポリリン酸又はその誘導体
の製造法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a dinucleoside or nucleoside polyphosphate or a derivative thereof which is important as a drug or a raw material thereof.

(従来の技術) ジヌクレオシドポリリン酸又はその誘導体は,アデニ
ル酸キナーゼの阻害作用〔ジヤーナル・オブ・バイオロ
ジカル・ケミストリー(J.Biol.Chem.)248,1121(197
3)〕,ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフ
エラーゼの阻害作用〔バイオケミストリー(Biochemist
ry)26,2033(1987)〕,プロテインキナーゼの阻害作
用〔アチーブス・オブ・バイオケミストリー・アンド・
バイオフィジックス(Arch.Biochem.Biophys.)236,441
(1985)〕などの生理作用を有し,医薬品及び医薬品原
料として利用されうる物質である。また,ヌクレオシド
ポリリン酸は,ジヌクレオシドポリリン酸の合成原料と
して使用され〔ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・バイ
オケミストリー(Eur.J.Biochem.)57,197(1975)〕こ
れも医薬品原料として利用されうる物質である。
(Prior Art) Dinucleoside polyphosphate or a derivative thereof has an inhibitory action on adenylate kinase [J. Biol. Chem., 248 , 1121 (197
3)], the inhibitory effect of terminal deoxynucleotidyltransferase [Biochemist
ry) 26 , 2033 (1987)], the inhibitory effect of protein kinases [Achieves of Biochemistry and
Bio-Physics (Arch.Biochem.Biophys.) 236, 441
(1985)] and can be used as pharmaceuticals and pharmaceutical raw materials. Nucleoside polyphosphate is used as a raw material for synthesizing dinucleoside polyphosphate [European Journal of Biochemistry (Eur. J. Biochem.) 57 , 197 (1975)]. It is.

ジヌクレオシドポリリン酸又はその誘導体(以下Npn
N′という。)を得る方法として,先のヨーロピアン・
ジャーナル・オブ・バイオケミストリーには,アデノシ
ン−5′−一リン酸(以下AMPという。)をジフエニル
ホスホロクロリデートで活性化してアデノシン−5′−
四リン酸と縮合させる方法が,また,アデノシン−5′
−三リン酸(以下ATPという。)をジフエニルホスホロ
クロリデートで活性化してATPと縮合させる方法が報告
されており,また,先のバイオケミストリーには,アデ
ノシン−5′−二リン酸をモルホリデートで活性化して
放射性ATPと縮合させる方法などが報告されている。
Dinucleoside polyphosphate or a derivative thereof (hereinafter referred to as Npn
N '. ) Can be obtained from the European
The Journal of Biochemistry states that adenosine 5'-monophosphate (AMP) is activated with diphenyl phosphorochloridate to produce adenosine 5'-monophosphate.
The method of condensing with tetraphosphoric acid is also known as adenosine-5 '
-A method of activating triphosphate (hereinafter referred to as ATP) with diphenyl phosphorochloridate and condensing it with ATP has been reported, and adenosine-5'-diphosphate was used in the above biochemistry. A method of activating with morpholidate and condensing it with radioactive ATP has been reported.

また,ヌクレオシドポリリン酸又はその誘導体(以下
Npnという。)を得る方法としての先のヨーロピアン・
ジャーナル・オブ・バイオケミストリーには,ATPをジフ
エニルホスホロクロリデートで活性化してオルトリン酸
と縮合させてアデノシン−5′−四リン酸を合成する方
法が報告されている。
In addition, nucleoside polyphosphate or its derivative (hereinafter referred to as
Npn. ) As a way to get the European
The Journal of Biochemistry reports a method of synthesizing adenosine-5'-tetraphosphate by activating ATP with diphenyl phosphorochloridate and condensing it with orthophosphoric acid.

一方,同誌126,135(1982)には,アミノアシル−tRN
A合成酵素により,ATPとアミノ酸からジアデノシン四リ
ン酸が合成されることが報告されているが,これは四リ
ン酸以上のリン酸基を有するジヌクレオシドポリリン酸
及びヌクレオシドポリリン酸を合成するものではない。
On the other hand, the magazine 126, 135 (1982), aminoacyl -tRN
It has been reported that diadenosine tetraphosphate is synthesized from ATP and amino acids by A synthase, which synthesizes dinucleoside polyphosphate and nucleoside polyphosphate having a phosphate group of tetraphosphate or more. is not.

(発明が解決しようとする問題点) 前記した従来の方法では,アデノシン−5′−リン酸
化物又はその誘導体を活性化する際に高価な試薬を必要
とし,また,この活性化合物からNpnN′又はNpnを合成
する際には厳密な無水条件を要求し,反応操作上煩雑で
あった。また,合成するNpnN′又はNpnの収率も低く,
従ってNpnN′又はNpnを単離,精製することは困難でっ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above-mentioned conventional method, an expensive reagent is required for activating adenosine-5'-phosphate or a derivative thereof, and NpnN 'or When synthesizing Npn, strict anhydrous conditions were required and the operation was complicated. Also, the yield of NpnN 'or Npn to be synthesized is low,
Therefore, it was difficult to isolate and purify NpnN 'or Npn.

(問題点を解決するための手段) そこで,本発明者らは,上記の欠点を改良するために
鋭意研究を重ねた結果,ATPはその誘導体(以下NTPとい
う。)と,リン酸の鎖状無水物(以下ポリリン酸とい
う。)あるいはリン酸基を4以上有するヌクレオシド−
5′−ポリリン酸又はその誘導体(以下N′pmとい
う。)と,アミノ酸とを反応基質として用い,アミノア
シル−tRNA合成酵素を作用させたところに,安価に,か
つ容易に高収率でNpnN′又はNpnが製造できることを見
出し,本発明を完成するに至った。
(Means for Solving the Problems) Therefore, the present inventors have conducted intensive studies in order to improve the above-mentioned drawbacks, and as a result, ATP has a derivative (hereinafter referred to as NTP) and a phosphate chain. Anhydride (hereinafter referred to as polyphosphoric acid) or nucleoside having 4 or more phosphate groups
When 5'-polyphosphoric acid or a derivative thereof (hereinafter referred to as N'pm) and an amino acid were used as reaction substrates, and aminoacyl-tRNA synthetase was allowed to act thereon, NpnN 'was produced inexpensively and easily in high yield. Alternatively, they have found that Npn can be manufactured, and have completed the present invention.

すなわち,第1の発明は,アデノシン−5′−三リン
酸又はの誘導体と,リン酸の鎖状無水物あるいはリン酸
基を4以上有するヌクレオシド−5′−ポリリン酸又は
その誘導体と,アミノ酸とを反応基質として用い,アミ
ノアシルt−RNA合成酵素の触媒作用によりジヌクレオ
シドポリリン酸又はその誘導体を生成せしめることを特
徴とするジヌクレオシドポリリン酸又はその誘導体の製
造法を要旨とするものである。
That is, the first invention relates to adenosine-5'-triphosphate or a derivative thereof, a chain anhydride of phosphoric acid or a nucleoside-5'-polyphosphate having four or more phosphate groups or a derivative thereof, and an amino acid. A method for producing a dinucleoside polyphosphate or a derivative thereof, characterized in that dinucleoside polyphosphate or a derivative thereof is produced by using as a reaction substrate a catalytic action of aminoacyl-t-RNA synthetase.

また,第2の発明は,アデノシン−5′−三リン酸又
はの誘導体と,リン酸の鎖状無水物と,アミノ酸とを反
応基質として用い,アミノアシルt−RNA合成酵素の触
媒作用によりヌクレオシドポリリン酸又はその誘導体を
生成せしめることを特徴とするヌクレオシドポリリン酸
又はその誘導体の製造法を要旨とするものである。
Further, the second invention uses adenosine-5'-triphosphate or a derivative thereof, a linear anhydride of phosphoric acid, and an amino acid as reaction substrates, and uses an aminoacyl-t-RNA synthetase to act as a nucleoside polyphosphoric acid. A gist of the present invention is a method for producing a nucleoside polyphosphoric acid or a derivative thereof, which comprises producing an acid or a derivative thereof.

本発明でいうATPの誘導体とは,アミノアシルt−RNA
合成酵素の作用により,NpnN′又はNpnに変換できる化合
物をいう。このようなATPの誘導体としては,アデニン
環のN6位アルキル化,カルボキシアルキル化,ベンゾイ
ル化,カルボキシベンゾイル化誘導体,アデニン環のハ
ロゲン化誘導体,ヒドロキシ誘導体,デアミン誘導体,
リボースの2′−デオキシ誘導体,3′−デオキシ誘導
体,2′,3′−ジデオキシ誘導体,デオキシアミノ誘導
体,デオキシハロ誘導体などがあげられる。
The derivative of ATP referred to in the present invention is an aminoacyl t-RNA.
A compound that can be converted to NpnN 'or Npn by the action of a synthase. Such ATP derivatives include N6-alkylated adenine ring, carboxyalkylated, benzoylated, carboxybenzoylated derivatives, halogenated derivatives of adenine ring, hydroxy derivatives, deamine derivatives,
Ribose includes 2'-deoxy derivatives, 3'-deoxy derivatives, 2 ', 3'-dideoxy derivatives, deoxyamino derivatives, and deoxyhalo derivatives.

本発明でいうヌクレオシド−5′−ポリリン酸の誘導
体とは,ヌクレオシドの塩基部分が,例えば,アルキル
化,アシル化,ハロゲン化されているもの,又は,リボ
ース部分が例えば,デオキシ化,デオキシアミノ化され
ているものをいう。
The derivative of nucleoside-5'-polyphosphoric acid referred to in the present invention is a derivative in which the base portion of the nucleoside is, for example, alkylated, acylated, or halogenated, or the ribose portion is, for example, deoxylated, deoxyaminated. What is being done.

本発明でいうNpnN′又はNpnとは,NTP由来のAMP又はそ
の誘導体のリン酸基と,ポリリン酸又はN′pmのリン酸
基とが無水結合したものをいい,例えば,ATPとトリポリ
リン酸を反応基質とした場合,NpnN′としてジアデノシ
ンポリリン酸であるジアデノシン五リン酸が,また,Npn
としてアデノシンポリリン酸であるアデノシン四リン酸
が生成する。
NpnN 'or Npn as used in the present invention refers to an NTP-derived AMP or a derivative thereof, in which a phosphate group and polyphosphate or a phosphate group of N'pm are bonded to each other by an anhydride. When used as a reaction substrate, diadenosine pentaphosphate, which is a diadenosine polyphosphate, is used as NpnN '.
As a result, adenosine tetraphosphate, which is adenosine polyphosphate, is produced.

さらにATPとグアノシン−5′−四リン酸を反応基質
とした場合,NpnN′としてアデノシングアノシン五リン
酸(Ap5G)が生成する。
If further the ATP and guanosine-5'-tetraphosphate as a reaction substrate, adenosine guanosine phosphorus pentachloride acid (Ap 5 G) is formed as NpnN '.

本発明に用いられるアミノアシル−tRNA合成酵素とし
ては,NpnN′又はNpnを合成する能力を有するものであれ
ばいかなるものでもよいが,エシエリチア コリ由来の
リジル−tRNA合成酵素,ヒスチジル−tRNA合成酵素,フ
エニルアラニル−tRNA合成酵素,酵母由来のリジル−tR
NA合成酵素,フエニルアラニル−tRNA合成酵素,フザリ
ウム由来のフエニルアラニル−tRNA合成酵素,バチルス
ステアロサーモフイルスなどの耐熱性細菌由来のロイ
シル−tRNA合成酵素,羊肝細胞由来のフエニルアラニル
−tRNA合成酵素などが具体例としてあげることができ
る。また,アミノ酸としては,例えば,チロシン,アラ
ニン,ロイシン,イソロイシン,フエニルアラニン,メ
チオニン,リジン,セリン,バリン,アスパラギン,ア
スパラギン酸,グリシン,グルタミン,グルタミン酸,
システイン,トレオニン,トリプトフアン,ヒスチジ
ン,プロリン,アルギニンなどのα−アミノ酸があげら
れ,L体,D体のいずれでもよい。
The aminoacyl-tRNA synthetase used in the present invention may be any as long as it has the ability to synthesize NpnN 'or Npn, but lysyl-tRNA synthetase derived from Escherichia coli, histidyl-tRNA synthetase, phenylalanyl -TRNA synthetase, lysyl derived from yeast -tR
Specific examples include NA synthase, phenylalanyl-tRNA synthetase, fusylium-derived phenylalanyl-tRNA synthetase, leucyl-tRNA synthetase derived from thermostable bacteria such as Bacillus stearothermophilus, and phenylalanyl-tRNA synthetase derived from sheep liver cells. An example can be given. Examples of amino acids include tyrosine, alanine, leucine, isoleucine, phenylalanine, methionine, lysine, serine, valine, asparagine, aspartic acid, glycine, glutamine, glutamic acid,
Α-amino acids such as cysteine, threonine, tryptophan, histidine, proline, arginine and the like can be mentioned, and any of L-form and D-form may be used.

このとき,アミノアシル−tRNA合成酵素は,アミノ酸
に特異性のあるものが用いられ,例えば,ロイシンに特
異性のあるものとしては,ロイシル−tRNA合成酵素が用
いられる。
At this time, an aminoacyl-tRNA synthetase having amino acid specificity is used. For example, leucine-tRNA synthetase is used as leucine specificity.

本発明でNpnN′又はNpnを製造するには,例えば,同
一の反応器の中にNTP,ポリリン酸又はN′pmアミノ酸,
アミノアシル−tRNA合成酵素を共存させて反応させれば
よい。このときに用いられる反応器としては,反応をス
ムーズに進行させうるものであればいかなるものでもよ
く,酵素量,基質液の濃度,pH及び各基質の供給速度,
反応温度などによって反応器の大きさ及び形状を選定す
ればよい。その反応器の形状としては,例えば,膜型の
反応器,カラム型反応器を使用することができる。この
中でも膜型反応器は,反応生成物が低分子であるので,
特に有効に使用できる。この際,酵素は高分子物質であ
るので,各酵素はそのまま反応器の中にとどまった状態
で使用することができる。
To produce NpnN 'or Npn in the present invention, for example, NTP, polyphosphate or N'pm amino acid,
The reaction may be performed in the presence of an aminoacyl-tRNA synthetase. The reactor used at this time may be any reactor as long as the reaction can proceed smoothly. The amount of the enzyme, the concentration of the substrate solution, the pH, the supply speed of each substrate,
The size and shape of the reactor may be selected depending on the reaction temperature and the like. As the shape of the reactor, for example, a membrane reactor or a column reactor can be used. Among them, the membrane reactor has low molecular reaction products,
It can be used particularly effectively. At this time, since the enzyme is a high molecular substance, each enzyme can be used as it is in the reactor.

また,カラム型反応器の場合には,使用する酵素を適
当な担体,例えばセルロース,デキストラン,アガロー
スなどのような多糖類の誘導体,ポリスチレン,エチレ
ン−マレイン酸共重合体,架橋ポリアクリルアミドなど
のようなビニルポリマーの誘導体,L−アラニン,L−グル
タミン酸共重合体,ポリアスパラギン酸などのようなポ
リアミノ酸又はアミドの誘導体,ガラス,アルミナ,ヒ
ドロキシアパタイトなどのような無機物の誘導体などに
結合,包括あるいは吸着させて,いわゆる固定化酵素と
してカラムに充填して使用すればよい。
In the case of a column type reactor, the enzyme to be used may be a suitable carrier such as a derivative of a polysaccharide such as cellulose, dextran, agarose, polystyrene, an ethylene-maleic acid copolymer, or a cross-linked polyacrylamide. Derivatives of natural vinyl polymers, L-alanine, L-glutamic acid copolymers, derivatives of polyamino acids or amides such as polyaspartic acid, and derivatives of inorganic substances such as glass, alumina, hydroxyapatite, etc. It may be adsorbed and packed in a column as a so-called immobilized enzyme for use.

上述の反応器は,連続的に操作することを前提として
説明したものであるが,このように思想に基づいて他の
反応器を用いることもできるし,場合によっては,バッ
チ式の反応器を使用してバツチに操作して反応させるこ
ともできる。
The above-mentioned reactor has been described on the assumption that it is operated continuously. However, other reactors can be used based on the concept as described above, and in some cases, a batch-type reactor is used. It can also be used to react by operating a batch.

次に,バツチ式の反応器でNpnN′又はNpnを製造する
場合を例にとり,反応条件について説明すると,アミノ
酸は1μm以上,特に10μm以上,さらに0.1mM以上,NT
Pは10μm以上,特に1mM以上,さらに10mM以上,ポリリ
ン酸又はN′pmは10μm以上,特に1mM以上,さらに10m
M以上の濃度で添加するのが望ましく,ポリリン酸を使
用してNpnN′を製造する場合には,NTPをポリリン酸に対
して当量以上,特に1.5当量以上,さらに2当量以上,Np
nを製造する場合には,ポリリン酸をNTPに対して当量以
上,特に1.5当量以上,さらに2当量以上の濃度で添加
するのが望ましい。またN′pmを使用してNpnN′を製造
する場合には,N′pmをNTPに対して当量以上,特に1.5当
量以上,さらに2当量以上の濃度で添加するのが望まし
い。その添加方法は特に限定されるものではなく,反応
スタート時に一括して添加してもよいし,分割して添加
してもよい。又,反応をスムーズに進めるためにピロホ
スフアターゼを添加したり,マグネシウムイオン,マン
ガンイオン,カルシウムイオン,コバルトイオン,カド
ミウムイオンなどの金属イオンを添加することもでき
る。反応のpHとしては,酵素によって異なるが,おおむ
ね中性付近,すなわちpH5〜11,好ましくはpH6〜8の範
囲が使用され,緩衝液で調整することができる。この緩
衝液としては,これらのpHに適した通常のものを使用す
ることができる。また,反応の温度としては,酵素の失
活が起こらず,反応がスムーズに進行する範囲であれば
特に限定されるものではないが,20℃から50℃の範囲が
好ましい。
Next, the reaction conditions will be described by taking as an example the case where NpnN 'or Npn is produced in a batch type reactor. Amino acids are 1 μm or more, especially 10 μm or more, and further 0.1 mM or more.
P is 10 μm or more, especially 1 mM or more, further 10 mM or more, polyphosphoric acid or N′pm is 10 μm or more, especially 1 mM or more, further 10 m
It is preferable to add NTP at a concentration of at least M, and when NpnN 'is produced using polyphosphoric acid, NTP is used in an amount of at least equivalent to polyphosphoric acid, especially at least 1.5 equivalents, more preferably at least 2 equivalents,
When n is produced, it is desirable to add polyphosphoric acid in a concentration of at least equivalent to NTP, particularly at least 1.5 equivalent, more preferably at least 2 equivalent. In the case of producing NpnN 'using N'pm, it is desirable to add N'pm at a concentration of at least equivalent, especially at least 1.5 equivalent, and more preferably at least 2 equivalent to NTP. The method of addition is not particularly limited, and may be added all at once at the start of the reaction, or may be added in portions. In addition, pyrophosphatase can be added to promote the reaction smoothly, or metal ions such as magnesium ion, manganese ion, calcium ion, cobalt ion, and cadmium ion can be added. The pH of the reaction varies depending on the enzyme, but is generally around neutral, that is, in the range of pH 5 to 11, preferably pH 6 to 8, and can be adjusted with a buffer. As the buffer, a normal buffer suitable for these pHs can be used. The reaction temperature is not particularly limited as long as the reaction does not deactivate and the reaction proceeds smoothly, but is preferably in the range of 20 ° C to 50 ° C.

このようにして得た反応生成物は,イオン交換クロマ
トグラフイーなど一般に広く用いられる精製法により容
易にNpnN′又はNpnを単離することができる。
From the reaction product thus obtained, NpnN 'or Npn can be easily isolated by a widely used purification method such as ion exchange chromatography.

(実施例) 次に,本発明を実施例により具体的に説明する。(Examples) Next, the present invention will be described specifically with reference to examples.

参考例1 バチルス・ステアロサーモフイルスUK788(微工研菌
寄 第5141号)の菌体6kgを2倍量の100mMトリス・塩酸
緩衝液(pH7.5)に懸濁し,ダイノミルを用いて細胞を
破砕した後,遠心分離による不溶物を除去し,ロイシン
に特異的なロイシル−tRNA合成酵素を含む粗抽出液を得
た。あらかじめ5mMメルカプトエタノール,2mMエチレン
ジアミン四酢酸ナトリウム及び0.1mMホスホフエニルス
ルホニルフルオリドを含む50mMトリス緩衝液(pH7.5)
で平衡化したマートレツクスゲルブルーA(アミコン社
製)を充填したカラムに上記の粗抽出液をとおし,塩化
カリウムを上記緩衝液に加えた溶液で,線速度60cm・h
-1で溶出せしめると,ロイシ−tRNA合成酵素が溶出し
た。この区分を集め,濃縮,脱塩を行った結果,約70%
の収率でロイシンに特異的なロイシル−tRNA合成酵素を
含む粗酵素液を得た。上記操作をすべて4℃で行った。
Reference Example 1 6 kg of Bacillus stearothermophilus UK788 (Microtechnical Laboratories No. 5141) cells were suspended in twice the volume of 100 mM Tris / hydrochloric acid buffer (pH 7.5), and the cells were suspended using a Dynomill. After crushing, insolubles were removed by centrifugation to obtain a crude extract containing leucine-tRNA synthetase specific to leucine. 50 mM Tris buffer (pH 7.5) containing 5 mM mercaptoethanol, 2 mM sodium ethylenediaminetetraacetate and 0.1 mM phosphophenylsulfonyl fluoride in advance
The crude extract was passed through a column packed with Martrex gel blue A (manufactured by Amicon) equilibrated in step 1. The solution was obtained by adding potassium chloride to the above buffer, and the linear velocity was 60 cm · h.
Elution with -1 eluted leucine-tRNA synthetase. This group was collected, concentrated and desalted, resulting in about 70%
A crude enzyme solution containing leucine-tRNA synthetase specific for leucine was obtained at a yield of 1. All the above operations were performed at 4 ° C.

参考例2 エシエリキア コリK12株(ATCC10798)の菌体5kgを
2倍量の100mMトリス・塩酸緩衝液(pH7.5)に懸濁し,
ダイノミルを用いて細胞を破砕した後,遠心分離により
不溶物を除去し,リジンに特異的なリジル−tRNA合成酵
素を含む粗抽出液を得た。あらかじめ5mMメルカプトエ
タノール,2mMエチレンジアミン四酢酸ナトリウムを含む
50mMトリス緩衝液(pH7.5)で平衡化したマートレツク
スゲルブルーA(アミコン社製)を充填したカラムに上
記の粗抽出液をとおし,塩化カリウムを上記緩衝液に加
えた溶液で,線速度60cm・h-1で溶出せしめると,リジ
ル−tRNA合成酵素が溶出した。この区分を集め,濃縮,
脱塩を行った結果,約65%の収率でリジンに特異的なリ
ジル−tRNA合成酵素を含む粗酵素液を得た。上記操作を
すべて4℃で行った。
Reference Example 2 5 kg of Escherichia coli K12 strain (ATCC10798) was suspended in twice the volume of 100 mM Tris / hydrochloric acid buffer (pH 7.5).
After disrupting the cells using a dynomill, insolubles were removed by centrifugation to obtain a crude extract containing lysyl-tRNA synthetase specific for lysine. Contains 5 mM mercaptoethanol and 2 mM sodium ethylenediaminetetraacetate in advance
The above crude extract was passed through a column packed with Martrex gel blue A (manufactured by Amicon) equilibrated with 50 mM Tris buffer (pH 7.5), and potassium chloride was added to the above buffer. When eluted at a speed of 60 cm · h −1 , lysyl-tRNA synthetase eluted. Collect this category, concentrate,
As a result of desalting, a crude enzyme solution containing lysyl-tRNA synthetase specific to lysine was obtained at a yield of about 65%. All the above operations were performed at 4 ° C.

実施例1 ATP20mM,トリポリリン酸10mM,L−ロイシン2.5mM,塩化
マグネシウム10mM,ロイシル−tRNA合成酵素(参考例
1)35ユニツト/ml,ピロホスフアターゼ(ベーリンガー
マンハイム社製)2ユニット/ml,ヘペス緩衝液(pH7.
6)100mMからなる反応液を40℃で2時間反応させた。
Example 1 20 mM ATP, 10 mM tripolyphosphate, 2.5 mM L-leucine, 10 mM magnesium chloride, leucyl-tRNA synthetase (Reference Example 1) 35 units / ml, pyrophosphatase (Boehringer Mannheim) 2 units / ml, Hepes Buffer solution (pH 7.
6) A reaction solution consisting of 100 mM was reacted at 40 ° C. for 2 hours.

得られた反応生成物を,ノバパツクC18(ウオーター
ズ社製)カラムを用いて高速液体クロマトグラフイーで
分析したところ,6mM(収率60%)のジアデノシン五リン
酸が生成していた。反応生成物がジアデノシン五リン酸
であることをリン核磁気共鳴スペクトルにより固定し
た。
The obtained reaction product was analyzed by high performance liquid chromatography using a Novapack C18 (Waters) column, and it was found that 6 mM (60% yield) of diadenosine pentaphosphate was formed. The fact that the reaction product was diadenosine pentaphosphate was fixed by phosphorus nuclear magnetic resonance spectrum.

実施例2 ロイシル−tRNA合成酵素及びピロホスフアターゼをCN
Br−活性化セフアロース4B(フアルマシア社製)に固定
化した。固定化ロイシル−tRNA合成酵素40ユニット及び
固定化ピロホスフアターゼ20ユニツトを1つのカラムに
充填した。
Example 2 Leucyl-tRNA synthetase and pyrophosphatase were converted to CN
B r - immobilized on activated Sepharose 4B (Pharmacia, Inc.). Forty units of immobilized leucyl-tRNA synthetase and 20 units of immobilized pyrophosphatase were packed in one column.

次にATP8mM,トリポリリン酸4mM,L−ロイシン2.5mM,塩
化マグネシウム10mM,ヘペス緩衝液(pH7.6)100mMから
なる原料液を固定化酵素充填カラムの上端から0.6ml/hr
の流速で供給し,カラムの下端から反応生成物を連続的
に抜き取った。
Next, a raw material solution consisting of 8 mM ATP, 4 mM tripolyphosphate, 2.5 mM L-leucine, 10 mM magnesium chloride, and 100 mM Hepes buffer (pH 7.6) was placed at 0.6 ml / hr from the top of the immobilized enzyme-packed column.
And the reaction product was continuously withdrawn from the lower end of the column.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,26mM(収率65%)のジアデノシン五リン酸
が生成していた。
When the obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1, 26 mM (yield 65%) of diadenosine pentaphosphate was formed.

実施例3 ATP10mM,テトラポリリン酸5mM,L−リジン1mM,塩化マ
グネシウム5mM,リジル−tRNA合成酵素(参考例2)25ユ
ニット/ml,ピロホスフアターゼ2ユニット/ml,ヘペス緩
衝液(pH7.6)100mMからなる反応液を40℃で25時間反応
させた。
Example 3 ATP 10 mM, tetrapolyphosphate 5 mM, L-lysine 1 mM, magnesium chloride 5 mM, lysyl-tRNA synthetase (Reference Example 2) 25 units / ml, pyrophosphatase 2 units / ml, Hepes buffer (pH 7.6) ) A reaction solution consisting of 100 mM was reacted at 40 ° C for 25 hours.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,2.5mM(収率50%)のジアデノシン六リン酸
が生成していた。反応生成物がジアデノシン六リン酸で
あることをリン核磁気共鳴スペクトルにより同定した。
When the obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1, it was found that 2.5 mM (yield 50%) of diadenosine hexaphosphate was formed. The reaction product was identified as phosphorus adenosine hexaphosphate by phosphorus nuclear magnetic resonance spectrum.

実施例4 N6−カルボキシエチルATP20mM,トリポリリン酸10mM,L
−ロイシン2mM,塩化マグネシウム5mM,ロイシル−tRNA合
成酵素3ユニット/ml,ピロホスフアターゼ1ユニット/m
l,ヘベス緩衝液(pH7.5)100mMからなる反応液を40℃で
40時間反応させた。
Example 4 N 6 - carboxyethyl ATP20mM, tripolyphosphate 10 mM, L
-Leucine 2 mM, magnesium chloride 5 mM, leucyl-tRNA synthetase 3 units / ml, pyrophosphatase 1 unit / m
l, Reaction solution consisting of 100 mM Hebes buffer (pH 7.5) at 40 ° C
The reaction was performed for 40 hours.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,4.5mM(収率45%)のビス(N6−カルボキシ
エチルアデノシン)五リン酸が生成していた。反応生成
物がビス(N6−カルボキシエチルアデノシン)五リン酸
であることをリン核磁気共鳴スペクトルにより同定し
た。
When the obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1, it was found that 4.5 mM (yield 45%) of bis (N 6 -carboxyethyladenosine) pentaphosphate was formed. The reaction product is bis - were identified by phosphorus nuclear magnetic resonance spectrum to be a (N 6 carboxyethyl adenosine) v phosphoric acid.

実施例5 ATP10mM,アデノシン−5′−四リン酸10mM,L−ロイシ
ン2.5mM,塩化マグネシウム10mM,ロイシル−tRNA合成酵
素35ユニツト/ml,ピロホスフアターゼ2ユニツト/ml,ヘ
ペス緩衝液(pH7.5)100mMからなる反応液を40℃で1.5
時間反応させた。
Example 5 ATP 10 mM, adenosine 5'-tetraphosphate 10 mM, L-leucine 2.5 mM, magnesium chloride 10 mM, leucyl-tRNA synthetase 35 units / ml, pyrophosphatase 2 units / ml, Hepes buffer (pH 7. 5) The reaction solution consisting of 100 mM was
Allowed to react for hours.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,5.7mM(収率57%)のジアデノシン五リン酸
(Ap5A)が生成していた。反応生成物がジアデノシン五
リン酸であることをリン核磁気共鳴スペクトルにより同
定した。
When the obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1, 5.7 mM (57% yield) of diadenosine pentaphosphate (Ap 5 A) was produced. The reaction product was identified as phosphorus adenosine pentaphosphate by phosphorus nuclear magnetic resonance spectrum.

実施例6 ロイシル−tRNA合成酵素及びピロホスフアターゼをCN
Br−活性化セフアロース4B(フアルマシア社製)に固定
化した。固定化ロイシル−tRNA合成酵素50ユニット及び
固定化ピロホスフアターゼ20ユニツトを1つのカラムに
充填した。
Example 6 Leucyl-tRNA synthetase and pyrophosphatase were converted to CN
B r - immobilized on activated Sepharose 4B (Pharmacia, Inc.). 50 units of immobilized leucyl-tRNA synthetase and 20 units of immobilized pyrophosphatase were packed in one column.

次にATP2mM,グアノシン−5′−四リン酸(Gp4)10m
M,L−ロイシン2mM,塩化マグネシウム5mM,ヘペス緩衝液
(pH7.6)100mMからなる原料液を固定化酵素充填カラム
の上端から0.3ml/hrの流速で供給し,カラムの下端から
反応生成物を連続的に抜き取った。
Next, ATP 2 mM, guanosine 5'-tetraphosphate (Gp 4 ) 10 m
A raw material solution consisting of 2 mM M, L-leucine, 5 mM magnesium chloride, and 100 mM Hepes buffer (pH 7.6) was supplied at a flow rate of 0.3 ml / hr from the upper end of the immobilized enzyme-packed column, and the reaction product was supplied from the lower end of the column. Were continuously withdrawn.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,1.3mM(収率65%)のアデノシングアノシン
五リン酸(Ap5G)が生成していた。反応生成物がAp5Gで
あることをリン核磁気共鳴スペクトルにより同定した。
When the obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1, 1.3 mM (65% yield) of adenosine anosine pentaphosphate (Ap 5 G) was produced. The reaction product was identified as Ap 5 G by phosphorus nuclear magnetic resonance spectrum.

実施例7 ATP10mM,グアノシン−5′−五リン酸(Gp5)15mM,L
−リジン3mM,塩化マグネシウム5mM,リジル−tRNA合成酵
素33ユニット/ml,ピロホスフアターゼ2ユニット/ml,ヘ
ペス緩衝液(pH7.4)100mMからなる液を40℃で30時間反
応させた。
Example 7 ATP10mM, guanosine-5'phosphorus pentachloride acid (Gp 5) 15mM, L
A solution consisting of 3 mM lysine, 5 mM magnesium chloride, 33 units / ml lysyl-tRNA synthetase, 2 units / ml pyrophosphatase, and 100 mM Hepes buffer (pH 7.4) was reacted at 40 ° C. for 30 hours.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,5.5mM(収率55%)のアデノシングアノシン
六リン酸(Ap6G)が生成していた。反応生成物Ap6Gであ
ることをリン核磁気共鳴スペクトルにより同定した。
When the obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1, it was found that 5.5 mM (yield 55%) of adenosine anosine hexaphosphate (Ap 6 G) was produced. The reaction product, Ap 6 G, was identified by phosphorus nuclear magnetic resonance spectrum.

実施例8 N6−カルボキシエチルATP(CE−ATP)5mM,アデノシン
−5′−四リン酸10mM,L−ロイシン2mM,塩化マグネシウ
ム5mM,ロイシル−tRNA合成酵素25ユニツト/ml,ピロホス
フアターゼ1ユニツト/ml,ヘペス緩衝液(pH7.6)100mM
からなる反応液を40℃で15時間反応させた。
Example 8 N 6 - carboxyethyl ATP (CE-ATP) 5mM, adenosine 5'-tetraphosphate 10 mM, L-leucine 2 mM, magnesium chloride 5 mM, leucyl -tRNA synthetase 25 Yunitsuto / ml, pyro phosphatase A synthetase 1 Unit / ml, Hepes buffer (pH7.6) 100mM
Was reacted at 40 ° C. for 15 hours.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,2.7mM(収率54%)のN6−カルボキシエチル
ジアデノシン五リン酸(CE−Ap5A)が生成していた。反
応生成物がCE−Ap5Aであることをリン核磁気共鳴スペク
トルにより同定した。
The obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1. As a result, 2.7 mM (yield 54%) of N 6 -carboxyethyldiadenosine pentaphosphate (CE-Ap 5 A) was found to be produced. The reaction product was identified by phosphorus nuclear magnetic resonance spectrum to be a CE-Ap 5 A.

実施例9 ATP20mM,トリポリリン酸50mM,L−ロイシン2.5mM,塩化
マグネシウム50mM,ロイシル−tRNA合成酵素1.5ユニツト
/ml,ピロホスフアターゼ0.2ユニツト/ml,ヘペス緩衝液
(pH7.5)100mMからなる反応液を40℃で70時間反応させ
た。
Example 9 20 mM ATP, 50 mM tripolyphosphate, 2.5 mM L-leucine, 50 mM magnesium chloride, 1.5 units of leucyl-tRNA synthetase
/ ml, 0.2 units / ml pyrophosphatase, 100 mM Hepes buffer (pH 7.5) was reacted at 40 ° C for 70 hours.

得られた反応生成物を,実施例1と同じ方向により分
析したところ,16.8mM(収率84%)のアデノシン−5′
−四リン酸が生成していた。
When the obtained reaction product was analyzed in the same direction as in Example 1, 16.8 mM (yield 84%) of adenosine-5 'was obtained.
-Tetraphosphate was formed.

反応生成物がアデノシン−5′−四リン酸であること
をリン核磁気共鳴スペクトルにより同定した。
The reaction product was identified as adenosine-5'-tetraphosphate by phosphorus nuclear magnetic resonance spectrum.

実施例10 ロイシル−tRNA合成酵素及びピロホスフアターゼをCN
Br−活性化セフアロース4B(フアルマシア社製)に固定
化した。固定化ロイシル−tRNA合成酵素15ユニット及び
固定化ピロホスフアターゼ10ユニツトを1つのカラムに
充填した。
Example 10 Leucyl-tRNA synthetase and pyrophosphatase were converted to CN
B r - immobilized on activated Sepharose 4B (Pharmacia, Inc.). 15 units of immobilized leucyl-tRNA synthetase and 10 units of immobilized pyrophosphatase were packed in one column.

次に,ATP6mM,トリポリリン酸20mM,L−ロイシン3mM,塩
化マグネシウム30mM,ヘペス緩衝液(pH7.6)100mMから
なる原料液を固定化酵素充填カラムの上端から0.3ml/hr
の流速で供給し,カラムの下端から反応生成物を連続的
に抜き取った。
Next, a raw material solution containing 6 mM ATP, 20 mM tripolyphosphate, 3 mM L-leucine, 30 mM magnesium chloride, and 100 mM Hepes buffer (pH 7.6) was placed at 0.3 ml / hr from the top of the immobilized enzyme-packed column.
And the reaction product was continuously withdrawn from the lower end of the column.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,5.3mM(収率88%)のアデノシン−5′−四
リン酸が生成していた。
When the obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1, 5.3 mM (yield 88%) of adenosine-5'-tetraphosphate was found to be formed.

実施例11 ATP5mM,トリポリリン酸35mM,L−リジン2mM,塩化マグ
ネシウム40mM,リジル−tRNA合成酵素2ユニット/ml,ピ
ロホスフアターゼ1ユニツト/ml,ヘペス緩衝液(pH7.
7)からなる反応液を40℃で20時間反応させた。
Example 11 ATP 5 mM, tripolyphosphate 35 mM, L-lysine 2 mM, magnesium chloride 40 mM, lysyl-tRNA synthetase 2 units / ml, pyrophosphatase 1 unit / ml, Hepes buffer (pH 7.
The reaction solution consisting of 7) was reacted at 40 ° C. for 20 hours.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,3.6mM(収率72%)のアデノシン−5′−四
リン酸が生成していた。
When the obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1, it was found that 3.6 mM (yield 72%) of adenosine-5'-tetraphosphate was formed.

実施例12 N6−カルボキシエチルATP4mM,テトラポリリン酸30mM,
L−ロイシン2mM,塩化マグネシウム30mM,ロイシル−tRNA
合成酵素10ユニツト/ml,ピロホスフアターゼ2ユニツト
/ml,ヘペス緩衝液(pH7.5)100mMからなる反応液を40℃
で30時間反応させた。
Example 12 N 6 - carboxyethyl ATP4mM, tetrapolyphosphate 30 mM,
L-leucine 2 mM, magnesium chloride 30 mM, leucyl-tRNA
Synthetic enzyme 10 units / ml, pyrophosphatase 2 units
/ ml, 100 mM Hepes buffer (pH 7.5) at 40 ℃
For 30 hours.

得られた反応生成物を実施例1と同じ方法により分析
したところ,2.7mM(収率68%)のN6−カルボキシエチル
アデノシン−5′−五リン酸が生成していた。反応生成
物がN6−カルボキシエチルアデノシン−5′−五リン酸
であることをリン核磁気共鳴スペクトルにより同定し
た。
When the obtained reaction product was analyzed by the same method as in Example 1, 2.7 mM (yield 68%) of N 6 -carboxyethyladenosine-5′-pentaphosphate was formed. Reaction product N 6 - were identified by phosphorus nuclear magnetic resonance spectrum to be a carboxyethyl-5'phosphorus pentachloride acid.

(発明の効果) 本発明によれば,特に水溶液中でNpnN′又はNpnを高
収率でかつ,安価に,簡便に製造することができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, NpnN 'or Npn can be easily produced at a high yield, inexpensively, and particularly in an aqueous solution.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アデノシン−5′−三リン酸又はその誘導
体と,リン酸の鎖状無水物あるいはリン酸基を4以上有
するヌクレオシド−5′−ポリリン酸又はその誘導体
と,アミノ酸とを反応基質として用い,アミノアシルt
−RNA合成酵素の触媒作用によりジヌクレオシドポリリ
ン酸又はその誘導体を生成せしめることを特徴とするジ
ヌクレオシドポリリン酸又はその誘導体の製造法。
1. A reaction substrate comprising adenosine-5'-triphosphate or a derivative thereof, a chain anhydride of phosphoric acid or a nucleoside-5'-polyphosphate having four or more phosphate groups or a derivative thereof, and an amino acid Aminoacyl t
-A method for producing a dinucleoside polyphosphate or a derivative thereof, which comprises producing a dinucleoside polyphosphate or a derivative thereof by a catalytic action of an RNA synthase.
【請求項2】アデノシン−5′−三リン酸又はその誘導
体と,リン酸の鎖状無水物と,アミノ酸とを反応基質と
して用い,アミノアシルt−RNA合成酵素の触媒作用に
よりヌクレオシドポリリン酸又はその誘導体を生成せし
めることを特徴とするヌクレオシドポリリン酸又はその
誘導体の製造法。
2. A method according to claim 1, wherein adenosine-5'-triphosphate or a derivative thereof, a linear anhydride of phosphoric acid and an amino acid are used as reaction substrates, and nucleoside polyphosphate or a nucleoside polyphosphate thereof is catalyzed by aminoacyl-t-RNA synthetase. A method for producing a nucleoside polyphosphate or a derivative thereof, which comprises producing a derivative.
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