JP2692167B2 - ピロロキノリンキノン類の回収・精製方法 - Google Patents

ピロロキノリンキノン類の回収・精製方法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ピロロキノリンキノン類の回収・精製方法
に係わり、さらに詳しくは、ピロロキノリンキノン類溶
液からピロロキノリンキノン類を結晶あるいは沈澱物と
して析出させ、このピロロキノリンキノン類の結晶ある
いは沈澱物を分離して、回収・精製する方法に関する。
ピロロキノリンキノン(以下、PQQと記す)は、細菌
にかぎらず、真核生物のカビおよび酵母、さらに哺乳動
物などの組織中にも存在していることが近年明かにされ
た。
また、さらにPQQが、植物の花粉の発芽率を増大させ
る効果が見出されている(L.B.Xiong et al.,Agric.Bi
l.Chem.,第52巻.第4号,第1065頁〜第1066頁(198
8))。
このように、PQQは、補酵素として酵素反応または物
質代謝系を活性化する物質であり、たとえば、医薬品な
どとして重要な用途に使用される可能性がある。
[従来の技術、発明が解決しようとする問題点] 従来、粗性PQQ水溶液からPQQを分離、精製する方法と
しては、たとえば、粗性PQQ水溶液をDEAE-Sephadex(ジ
エチルアミノエチル系陰イオン交換樹脂−セファデック
スA−25 ファルマシア社、商品名)カラムを通過させ
て、このカラムにPQQを吸着させた後、0〜1M(モル/
l)KCl溶液でPQQを溶出する方法(M.Ameyama et al.,Ag
ric.Biol.Chem.,第48巻、第561頁〜565頁(1984))が
知られている。
しかしながら、この方法では、得られたPQQ溶出液
は、多量の無機塩(KClなど)を含有しており、PQQ濃度
が低く、かつ、これから得られたPQQはその純度が低
い。
そこで、より純度の高いPQQを結晶あるいは沈澱物と
して得る精製方法の開発が望まれている。
[問題点を解決するための手段、作用] 本発明者らは、PQQをはじめとするPQQ類の精製方法に
ついて研究を重ねた結果、粗製PQQ類を含む水性溶媒溶
液の塩濃度およびpHをそれぞれ0.2M以上および4以下に
することにより、PQQ類の結晶あるいは沈澱が溶液中に
析出し、これらを分離することによりPQQ類が、結晶あ
るいは沈澱物として回収され、さらに、得られた結晶あ
るいは沈澱物のPQQ類の純度が向上することを見出し、
本発明を完成した。
すなわち、本発明は、粗製のPQQ類を含む水性溶媒溶
液の塩濃度をアルカリ金属として0.2アトム/lおよびpH
を4以下に保持することにより、PQQ類の結晶または沈
澱物を溶液中に析出させ、該PQQ類の結晶または沈澱物
を分離することを特徴とするPQQ類の回収・精製方法で
ある。
本発明におけるPQQ類とは、PQQ、PQQのナトリウム塩
およびPQQのカリウム塩などのPQQ塩類、ならびにPQQ誘
導体を意味する。PQQ誘導体の代表例としては、1−メ
チル−PQQ、9−デカルボキシ−PQQ、7−デカルボキシ
−PQQ、7,9−ジデカルボキシ−PQQおよび5−メチルキ
ノリン−7,8−ジオンなどがある。
粗製PQQ類としては、その製法などには特に制限はな
いが、通常、実用上は、PQQ類を生産する微生物を培養
して得られる。
すなわち、たとえばメチロバチルス グリコゲネス、
メチロバクテリウム エクストロクエンス、メチロバク
テリウム オルガノフィラム、メチロバクテリウム ロ
ディウム、メチロバクテリウム、メソフィリカム、メチ
ロバクテリウム ラジオトレランス、ハイホミクロビウ
ム ブルガレ、ハイホミクロビウム メチロボラム、ア
ンシロバクター アキュアティカス、キサントバクター
オートトロフィカス、キサントバクター フラバム、
アセトバクター メタノリカス、パラコッカス ディニ
トロフィンカンス、チオバチルス ノベルス、オリゴモ
ナス メタノリカ、メチロファーガ マリーナおよびメ
チロファーガ サラシカなどの、メタノールを資化し、
PQQ類を生産する微生物をメタノールを炭素源とする培
地中で培養して得られた培養液から、たとえば、濾過お
よび遠心分離などの固液分離手段によって菌体を除いて
得られた培養上澄液、この培養上澄液を、DEAE-Sephade
x(ファルマシア製)、Sephadex G−10(ファルマシア
製)ハイポーラスポリマーHP(三菱化成工業(株)製)
などを使用したカラムで処理して得られた溶出液、この
ような培養上澄液および溶出液のそれぞれから得られた
PQQ類の粗製物ならびに有機合成によって得られたPQQ類
の粗製物などの粗製PQQ類から高純度のPQQが本発明の方
法によって回収・分離される。就中、培養上澄液から得
られた溶出液、この溶出液から得られたPQQ類の粗製物
が、実用上、好ましい。
本発明の粗製PQQ類を含む水性溶媒溶液(以下、PQQ類
溶液と記すこともある)とは、前記のような粗製PQQ類
と水性溶媒との混合液である。なお、この混合液に不溶
な物質を、濾過および遠心分離などの固液分離手段によ
って、除去することが好ましいが、不溶性物質を含有す
る混合液をそのまま使用することを妨げない。
このときの水性溶媒とは水または、水と、たとえばメ
タノール、エタノールおよびアセトンのような水溶性の
大きい有機溶媒との混合物である。水と有機溶媒との比
には特に制限はないが、通常は水1容量部に対し、有機
溶媒10容量部以下とされる。
PQQ類溶液のPQQ類の濃度には、特に制限はないが、PQ
Q類の濃度が低いとPQQ類の回収率が低くなることから20
mg/l以上が好ましく、特に100mg/l以上が好ましい。
PQQ類溶液に添加する塩としては、特に制限はない
が、実用上、無機塩類が好適に使用され、例えば、塩化
ナトリウムあるいは塩化カリウムなどの無機中性塩類が
好ましいが、重炭酸ナトリウムおよび酸性リン酸カルシ
ウムなどの無機酸性塩を使用することもある。なお、こ
の塩濃度には、粗製PQQ類に含有されている塩も含まれ
る。これらの塩濃度は、塩を含有しているPQQ類溶液中
の濃度として表示され、アルカリ金属として0.2アトム/
l以上であればよく、特に0.4アトム/l以上が好ましい。
塩濃度の上限としては、PQQ類を析出させて回収するた
め、PQQ類の結晶および沈澱を析出させる際の温度にお
ける塩の飽和濃度未満とする必要がある。
PQQ類溶液のpHを4以下とするために、塩酸および硫
酸など酸類ならびに前記の無機酸性塩などの酸性物質が
添加されるが、これらの中では酸類が好ましく塩酸が特
に好ましい。PQQ類溶液のpHは、4以下とされるが、PQQ
類の回収率およびPQQ類の純度を高めるためには、pH2〜
3.5とすることが特に好ましい。
なお、塩の添加および酸の添加の順序は、PQQ類の回
収率およびPQQ類の純度に大きく影響しない。
塩濃度およびpHがそれぞれアルカリ金属として0.2ア
トム/l以上、および4以下とされたPQQ類溶液は、その
まま放置することによってPQQ類の結晶および沈澱が析
出するが、比較的低温度で放置すればより短い時間でPQ
Q類の結晶あるいは沈澱物がより多量に析出する。PQQの
回収率を向上させるには、10℃以下、好ましくは3〜7
℃で5時間以上放置することが好ましい。
このようにしてPQQ類の結晶または沈澱物が析出する
が、析出したPQQ類の結晶または沈澱物は、遠心分離、
濾過およびデカント処理などにより、高い回収率で高純
度のPQQ類を得ることが出来る。
得られたPQQ類は、風乾あるいは乾燥されPQQ類の粉体
として得られる。このようにして得られたPQQ類の粉体
の純度は高いが、回収されたPQQ類は、必要に応じて、
カラム処理あるいは再結晶などによりさらに精製され
る。
[実施例] 以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明す
る。
実施例 1 ハイホミクロビウム メチロボラム DSM 1869(Urak
ami and Komagata,J.Gen.Appl.Microbiol.,第33巻,第5
21頁〜第542頁,(1987))を培養して得られた培養液
を遠心分離して、菌体を除去し、PQQを含有する培養上
澄液を得た。(PQQ濃度300μg/ml)。
2mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)で予め平衡化して
おいたDEAE-Sephadex A−25(ファルマシア製)カラム
(充填量4×20cm)に、この培養上澄液7lを通過させて
PQQを吸着させた。
ついで、このカラムからPQQを0.7M NaCl水溶液で溶出
させ、PQQを630μg/ml含有する液を3l得た。
この溶液のPQQ純度は、高速液体クロマトのUV吸収(2
60nm)で測定した結果、80%であった。なお、PQQは、
この溶液中ではPQQ・2Na塩として存在している。このPQ
Q溶液1.5lにHClを添加し、溶液のpHを3.0とし、5℃で2
0時間放置した処、PQQ・2Naの結晶が析出した。
この液を12000×9で20分間遠心分離し、PQQ・2Na結
晶を分離した。
このPQQ・2Na全量と、純水1とを混合し、さらにこ
の液のpHが5になるようにNaOHを添加し、PQQ・2Naを完
全に溶解した。このPQQの溶液を高速液体クロマトで分
析したところ、この溶液のPQQ濃度は850μg/mlであり、
PQQ純度は、高速液体クロマトのUV吸収(260nm)で97%
であった。
なお、回収率は、約90%であった。
実施例 2 実施例1のDEAE-Sephdex A−25カラムの溶出液3lのう
ちの残部、1.5l(0.7M NaCl、高速液体クロマトのUV吸
収(260nm)でPQQ純度は80%、PQQ含量630μg/ml)を以
下の実験に用いた。
予め純水で平衡化しておいたSephadex G−10(ファル
マシア製)カラム(充填量14×100cm)に、前記のPQQ含
有液1.5lを通過させてPQQを吸着させた。ついで、この
カラムからPQQを純水で溶出させ、PQQ画分を1得た。
このPQQ溶液のNaCl濃度は0.4M、PQQ濃度は、870μg/m
l、高速液体クロマトのUV吸収(260nm)によるPQQの純
度は、94%であった。
このPQQ溶液にNaClを添加して、NaCl濃度を0.6Mとし
た。さらにHClを添加し、このPQQ溶液のpHを3.0とし、
5℃で20時間放置した処、PQQ・2Naの結晶が析出した。
この液を12000×9で20分間遠心部にし、PQQ・2Na結
晶を分離した。このPQQ・2Na全量と、純水1とを混合
して、この液のpHが5になるようにNaOHを添加し、PQQ
・2Naを完全に溶解した。このPQQの溶液を高速液体クロ
マトグラフィーで分析したところ、この溶液のPQQ濃度
は800μg/mlであり、PQQの純度は、高速液体クロマトの
UV吸収(260nm)で99.5%であった。なお、回収率は約9
2%であった。
実施例 3 純度約80wt%の粗PQQを純水と混合して得られたPQQを
0.93mg/ml含有するPQQ溶液(pH5.5)を、二等分し、そ
れぞれにNaClを添加してNaCl濃度をそれぞれ0.3Mおよび
1.0Mとした。さらにこれらの溶液をそれぞれ6等分し、
このそれぞれにHClを添加し、pHを2.0,2.5,3.0,3.5,4.0
および5.0とし、5℃で20時間放置し、PQQを析出させ
た。
それぞれの液を12000×9で20分間遠心分離し、PQQ結
晶を回収して乾燥し、その重量を測定して回収率を求め
た。なお、このようにして得られたPQQの純度はいずれ
も96〜99wt%であった。
その結果を第1表に示す。
実施例 4 純度約82wt%の粗PQQを純水と混合して得られたPQQを
1.3mg/ml含有するPQQ溶液(pH5.5)を二等分して、これ
にHClを添加し、それぞれのpHを3および4とした。さ
らにこれらの溶液をそれぞれ5等分し、それぞれにNaCl
を添加し、NaCl濃度を0.2M,0.5M,1.0M,1.5Mおよび2.0M
とし、5℃で20時間放置し、PQQ結晶を析出させた。そ
れぞれの液を12000×9で20分間遠心部にし、PQQ結晶を
回収して乾燥し、その重量を測定して回収率を求めた。
なお、このようにして得られたPQQの純度はいずれも96
〜99wt%であった。
その結果を第2表に示す。
実施例 5 純度約80wt%の粗PQQを50vol%メタノール水溶液と混
合して得られたPQQを0.4mg/ml含有するPQQ溶液(pH5.
5)を二等分し、それぞれにNaClを添加してNaCl濃度を
それぞれ1.0Mおよび2.0Mとした。さらにこれらの溶液を
それぞれ6等分し、これらに希塩酸を添加し、pHを2.0,
2.5,3.0,3.5,4.0および5.0とし、5℃で20時間放置し、
PQQ結晶を析出させた。それぞれの液を12000×9で20分
間遠心分離し、PQQ結晶を回収して乾燥し、重量を測定
して回収率を求めた。なお、このようにして得られたPQ
Qの純度は、いずれも96〜99wt%であった。
その結果を第3表に示す。
[発明の効果] 本発明により、高純度のPQQ類を結晶あるいは沈澱物
として回収することが可能となり、工業的に極めて大き
な利点がある。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粗製のピロロキノリンキノン類を含む水性
    溶媒溶液の塩濃度をアルカリ金属として0.2アトム/lお
    よびpHを4以下でそれぞれ保持することにより、ピロロ
    キノリンキノン類の結晶または沈澱物を溶液中に析出さ
    せ、該ピロロキノリンキノン類の結晶または沈澱物を分
    離することを特徴とするピロロキノリンキノン類の回収
    ・精製方法。
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