JP2650725B2 - 新規含リン化合物の製造法 - Google Patents

新規含リン化合物の製造法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用範囲) 本発明は生理活性、特に抗ウイルス活性を有する新規
含リン化合物としてのカルボキシホスホノエノールピル
ビン酸又はその塩の製造法に関し、詳しくは、ストレプ
トミセス属に属する該化合物生産菌を好気的条件下にお
いて培養することから成るカルボキシホスホノエノール
ピルビン酸又はその塩の製造法に関する。
(従来の技術と解決しようとする課題) C−P結合を有する含リン化合物は、その特異なC−
P結合構造のため、その化合物の生成メカニズムや機能
について幅広く研究されており、除草活性、抗菌活性、
抗ウイルス活性などの生理活性を有する物質が数多く報
告されている(「C−P化合物の生化学」堀、堀口編:
東京化学同人)。
これらC−P結合を有して生理活性な含リン化合物を
製造する方法は、化学的合成による方法と、微生物の培
養物より採取する方法とに分けることが出来る。化学合
成でC−P結合を得るためには過酷な反応条件が必要で
あり、また生理活性物質には光学活性を有する化合物が
多いため、光学活性を有する物質の化学合成法の場合に
は不斉化工程又は光学分割工程を必要とする。そこで、
合成法を用いて生理活性な含リン化合物を製造した例と
しては、各種アミノ酸の−PO2H2アナログ化合物の製造
法(Dingwall等,「J,CHEM.SOC.」PERKIN 1,2845(198
4))の他には余り報告例が無い。一方、微生物の培養
法でC−P結合を有する生理活性な含リン化合物を得る
場合には、使用微生物の菌種が応じてその微生物に特異
な主要生産物の種類が決まつているのが普通であるか
ら、数多くの種類の生理活性な含リン化合物を得るため
には、多くの微生物をスクリーリングして選択する必要
があつた。
一方、本発明者らは、C−P−C結合を有する含リン
化合物であつて、除草剤として有用であるSF−1293物質
(ビアラホスともいう。特公昭51−639号公報)の生合
成の研究の過程で、SF−1293物質の生産菌を用いたSF−
1293物質の生産培養時に、SF−1293物質の産生に必須で
あるコバルトを培地に添加しないと、C−PO2H2構造部
分を有するアミノ酸であるMP−101物質を生産すること
(特開昭58−219191号公報)、並びにアコニターゼ阻害
剤であるモノフルオロ酢酸を培地に添加すると、クエン
酸の−PO2H2アナログである2−ホスフイノメチルリン
ゴ酸を蓄積すること(特開昭61−21090号公報)を報告
している。これらの化合物は、いずれも光学活性な含リ
ン化合物であり、また除草剤として有用なSF−1293物質
やL−2−アミノ−4−(ヒドロキシメチルホスフイニ
ル)−酪酸(L−AMPBと称するがホスフイノトリシンと
もいう)の製造法の改良に用いられる有用な物質であ
る。
同様に、本発明者らはSF−1293物質の生産菌を変異処
理して得られるSF−1293非生産株がその培養液中に、ア
スパラギン酸の−PO2H2アナログであるMP−103物質(特
開昭58−146591号公報)並びにホスホノ蟻酸(特開昭59
−216592号公報)などのC−P結合を有する含リン化合
物を蓄積することを報告している。このように、SF−12
93物質生産菌を用いてその培養条件を変更したり、ある
いは変異処理して得られるSF−1293物質非生産株を用い
ることにより、数多くの新規含リン化合物を生産するこ
とが可能である。得られた含リン化合物のうち、ホスホ
ノ蟻酸、MP−103物質は抗ウイルス活性を有し、抗ウイ
ルス剤として開発が検討されている。上述したように、
SF−1293物質生産菌を用いて生理活性を有する新規な含
リン化合物を提供することができた。他方、有用な生理
活性を有する新規な化合物を提供することは常に要望さ
れている。
(問題点を解決するための手段) 更に本発明者らは、SF−1293物質生産株より変異処理
して得られたSF−1293物質非生産株を培養することによ
り、新規な含リン化合物を製造できる可能性を研究する
ために、各種のSF−1293物質非生産株の培養液中の成分
を詳細に検討した。そこで、ある種のSF−1293物質非生
産株がその培養液中に、有用な抗ウイルス活性を有する
新規な含リン化合物であるカルボキシホスホノエノール
ピルビン酸を蓄積することを見出し、本発明を完成し
た。
すなわち、本発明においては、ストレプトミセス属に
属するカルボキシホスホノエノールピルビン酸生産菌を
培養し、得られた培養物より次式(I) で示されるカルボキシホスホノエノールピルビン酸又は
その塩を採取することを特徴とする、カルボキシホスホ
ノエノールピルビン酸又はその塩の製造法が提供され
る。
本発明に用いられるストレプトミセス属に属する微生
物としては、その培養液中に採取するに充分な量のカル
ボキシホスホノエノールピルピン酸を産生できる生産能
を有するものであればどのようなものでもよい。このよ
うなストレプトミセス属に属する菌株の一例としては、
本発明者らによつてストレプトミセス・ハイグロスコピ
カス(Streptomyces hygroscopicus)SF−1293株(FERM
−BP130;ATCC−21705)のニトロソグアニジン処理によ
つて得られたSF−1293物質非生産株であるストレプトミ
セス・ハイグロスコピカスNP−213株をあげることがで
きる。ストレプトミセス・ハイグロスコピカスNP−213
株は微工研に昭和58年4月19日以降寄託され(微工研菌
寄第7044号)、その菌学的性状は胞子形成が少ないこと
を除いて特公昭51−639号公報記載のストレプトミセス
・ハイグロスコピカスSF−1293株(微工研条寄第130
号)と同一である。
このNP−213株は他のストレプトミセス属の菌株の場
合に見られるように、その性状が変化し易く、例えば紫
外線、エツクス線、薬品等を用いる人工的変異手段で変
異しうるものであつて、どのような変異株であつてもカ
ルボキシホスホノエノールピルビン酸の生産能を有する
ストレプトミセス属の菌株はすべて本発明に使用するこ
とが出来る。またNP−213株では、本発明者らの研究に
より、SF−1293物質生合成上で欠損している工程が明ら
かにされており〔Imai等「J,Antibiotics」37,1505(19
84)〕、更に、NP−213株が欠損している酵素タンパク
(32K−dalton protein)及びその酵素タンパクを支配
する遺伝子領域も明らかにされている。また、SF−1293
物質生産菌においては、組み換え現象を利用して、in v
itroで変異させたプラスミド中のSF−1293物質生合成遺
伝子をSF−1293生産菌の生合成遺伝子に置換することに
よつてSF−1293物質非生産菌株を得ることが可能であり
〔Anzai等,「J,Antibiotics」41,226(1987)〕、この
ような方法によつて得られた変異株であつても、カルボ
キシホスホノエノールピルビン酸を生産する菌株であれ
ばすべて本発明の方法に用いることが出来る。
本発明の製造法においては、カルボキシホスホノエノ
ールピルビン酸生産菌株を通常の微生物培養に使用され
る栄養物を含有する培地で培養する。栄養源としては、
通常の微生物の培養に利用されている公知のものが使用
される。例えば炭素源としては、グルコース,澱粉,グ
リセリン,シユークロス,水飴,糖蜜等があげられる。
これらは単独あるいは組み合わせて用いられる。また窒
素源としては、大豆粉,小麦はい芽,肉エキス,ペプト
ン,乾燥酵母,コーンステイープリカー,硫酸アンモニ
ア,硝酸アンモニア等が単独あるいは組み合わせて用い
られる。その他必要に応じて炭酸カルシウム,食塩,塩
化カリウム,燐酸塩等の無機塩類を添加することが出来
る。培養法としては液体培養法、特に深部培養法が最も
適している。培養は好気的条件下で行われ、培養に適し
た温度は25〜35℃であるが28〜31℃が更に好ましい。培
養日数は2〜7日が適当であり、3〜4日が更に好まし
い。
培養ろ液よりカルボキシホスホノエノールピルビン酸
を単離精製するためには、微生物代謝産物をその培養液
から単離するために通常用いられる分離精製の方法を用
いることが出来る。具体的にはカルボキシホスホノエノ
ールピルビン酸は水溶性の酸性物質であることから、そ
の精製にあたつてはアンバーライトIRA−400,ダウエツ
クス1×2,DEAE−セフアデツクス等の陰イオン交換樹
脂、もしくはアンバーライトIR−120,ダウエツクス50W,
CM−セフアロースなどの陽イオン交換樹脂を用いる方法
及びセフアデツクス,セルロース,シリカゲル,カーボ
ン等を使用するクロマトグラフイーを適当に組み合わせ
て行うことが好ましい。またカルボキシホスホノエノー
ルピルビン酸は酸性又はアルカリ性条件下において比較
的不安定な物質であり、精製工程中のpHは中性付近に保
つことが好適である。例えばダウエツクス1×2カラム
に吸着し、食塩水で溶離する方法はカルボキシホスホノ
エノールピルビン酸の精製法として有効な手段である。
カルボキシホスホノエノールピルビン酸の精製にあた
つては、カルボキシホスホノエノールピルビン酸の検出
のために生物検定法あるいは化学的分析法が用いられ
る。すなわち生物検定法では、カルボキシホスホノエノ
ールピルビン酸含有液を、SF−1293物質生産菌より採取
した32K−dalton proteinの粗精製物と反応させたの
ち、NP−213株を用いてSF−1293物質に転換して定量す
る方法が用いられる。また化学的分析法としては展開溶
媒n−ブタノール−酢酸−水(2:1:1)のセルロース薄
層クロマトグラフイーでRf0.3のスポツトとして検出さ
れる(スルホサリチル酸,塩化第二鉄呈色)。
上述した製造法により、本発明の新規な含リン化合物
であるカルボキシホスホノエノールピルビン酸またはそ
の塩が得られる。その塩としてはいかなるものであつて
もよいが、具体的には金属塩、好ましくはナトリウム,
カリウムの如きアルカリ金属塩が例示される。
カルボキシホスホノエノールピルビン酸の生理活性に
ついて調べたところ、カルボキシホスホノエノールピル
ビン酸はモロニーマウス白血病ウイルス(Moloney ML
V)を用いて試験するとき、抗ウイルス活性を有するこ
とが判明した。すなわちマウス繊維芽細胞(SC−l cel
l)にモロニー白血病ウイルス(Moloney MLV)とカルボ
キシホスホノエノールピルビン酸を添加し一夜放置後、
ウイルス検出用のラツト上皮細胞(XC cell)を重層
し、残存するウイルスの作用で多核になつた細胞の数を
評定することによつて抗ウイルス活性を判定する時、カ
ルボキシホスホノエノールピルビル酸は、抗ウイルス剤
として知られている前記のホスホノ蟻酸と同程度の抗ウ
イルス活性を有することが判明した。
以下に、カルボキシホスホノエノールピルビン酸ナト
リウム塩の理化学的性状を記載する。
(1) 外観及び性状:無色の油状物 (2) 溶解性:水に溶けやすいが、エタノール,アセ
トン,酢酸エチル,エチルエーテル等の有機溶剤には溶
けにくい。
(3) 紫外部吸収スペクトル:末端吸収を示すのみで
ある。
(4) 薄層クロマトグラフイー:展開溶媒 n−ブタ
ノール−酢酸−水(2:1:1)のセルロース薄層クロマト
グラフイーではRf値0.3に単一のスポツトを与える。
(5) 分子量:240 (6) 1H−核磁気共鳴(NMR)スペクトル:重水中で 測定した1H−NMRスペクトルを第1図に示す(DSS内部 標準)。
(7) 13C−核磁気共鳴(NMR)スペクトル:ジオキサ ンを内部標準として用いて重水中で測定した13C−NMR スペクトルを第2図に示す。
第1図のプロトンNMRでは5.2および5.5ppmにエキソ メチレン基に由来する特徴的な2本のシグナルが観測 された。
また第2図の13カーボンNMRでは171.2,149.7,104.2 ppmにそれぞれ下記の構造式における1位,2位,3位の 炭素に由来するシグナルが観測された。177.4ppmのシ グナルはPに直接結合しているカルボン酸に由来する もので、Pとの結合による大きなカツプリングが観測 された(J=240.6Hz)。また2位の炭素のシグナ ル,3位の炭素のシグナルにもPによるカツプリング が観測された(2位に炭素のカツプリングJ=9.5 Hz)。以上の結果より、カルボキシホスホノエ ノールピルビン酸ナトリウム塩の構造は次式で示さ れることが判明した。
以下に本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例1 ストレプトミセス・ハイグロスコピカス NP−213株
(微工研菌寄第7044号)を前培養培地(可溶性澱粉2.0
%,ポリペプトン1.0%、肉エキス0.3%,燐酸水素二カ
リウム0.05%:pH7.0)の10mlに接種した。これを28℃で
24時間振とう培養し、更に同培地120mlに継代して28℃
で24時間培養したものをジヤーフアーメンターの種母と
した。ジヤーフアーメンターではグルコース7.0%,大
豆粉2.5%,サングレイン1.1%,小麦はい芽1.1%,乾
燥酵母1.1%,グルテンミール0.6%,燐酸一カリウム0.
45%,塩化コバルト0.0001%(pH6.8)の組成の生産培
地に植菌し、28℃で通気撹拌培養を行つた。66時間培養
後、培養液を遠心分離して菌体を除去し、上清液に10%
の割合で活性炭を添加撹拌した後、ろ過し1.2の培養
ろ液を得た。
得られた培養ろ液を500mlのダウエツクス1×2(C1
型)を充填したカラムにかけ、水洗したのち0.35モルの
食塩水で不純物を除去し、0.5モルの食塩水で溶離し
た。カルボキシホスホノエノールピルビン酸を含む画分
を濃縮した後、非イオン性多孔質樹脂ダイヤイオンHP−
20の300mlを充填したカラムで水に展開してクロマトグ
ラフイーを行い過剰の食塩や不純物を除去した。カルボ
キシホスホノエノールピルビン酸を含む画分を濃縮し、
その後さらにDEAEセフアデクス50mlを充填したカラムに
かけた。カラムの水洗後0.1モル〜0.8モルの食塩水でグ
ラジエントクロマトグラフイーを実施した。カルボキシ
ホスホノエノールピルビン酸を含む画分を濃縮後、セフ
アデクスG−10の300mlを充填したカラムでクロマトグ
ラフイーを行い、残存する食塩を分離した。カルボキシ
ホスホノエノールピルビン酸を含む画分を濃縮すること
によりカルボキシホスホノエノールピルビン酸ナトリウ
ムの無色の油状物の約12mgを得た。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明によれば、ストレプトミセ
ス属に属するSF−1293物質生産菌の変異株であるSF−12
93物質非生産菌株の培養により、C−P結合構造をもち
且つ抗ウイルス活性を有する新規な含リン化合物である
カルボキシホスホノエノールピルビン酸を製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はカルボキシホスホノエノールピルビン酸ナトリ
ウムの重水中で測定した1H−NMRスペクトル図である。
第2図はカルボキシホスホノエノールピルビン酸ナトリ
ウムの重水中で測定した15C−NMRスペクトル図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 淳 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 明 治製菓株式会社薬品開発研究所内 (72)発明者 柿沼 和代 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 明 治製菓株式会社薬品開発研究所内 (72)発明者 小川 安昭 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 明 治製菓株式会社薬品開発研究所内 (72)発明者 深津 俊三 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 明 治製菓株式会社薬品開発研究所内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ストレプトミセス属に属するカルボキシホ
    スホノエノールピルビン酸生産菌を培養し、得られた培
    養物より次式(I) で示されるカルボキシホスホノエノールピルビン酸又は
    その塩を採取することを特徴とする、カルボキシホスホ
    ノエノールピルビン酸又はその塩の製造法。
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