JP3530928B2 - New oligopeptide synthesis method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、オリゴペプチドの
合成方法に関するものであり、更に詳しくは、230℃
以上の高温熱水中でアミノ酸のオリゴペプチドから、よ
り鎖長の長いオリゴペプチドを極めて短時間で合成する
ことを可能とする新しいオリゴペプチドの製造方法に関
するものである。本発明は、化学的に安定、無毒、安価
な水を230℃以上の高温熱水状態にした高温熱水、亜
臨界水ないし超臨界水を用いて、アミノ酸のオリゴペプ
チド等から、より鎖長の長いオリゴペプチドを極めて短
時間で合成する方法として有用である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for synthesizing oligopeptides, more specifically, at 230 ° C.
The present invention relates to a novel method for producing an oligopeptide, which enables an oligopeptide having a longer chain length to be synthesized from an amino acid oligopeptide in high temperature hot water in an extremely short time. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention uses chemically stable, non-toxic, and inexpensive water in high-temperature hot water conditions of 230 ° C. or higher, high-temperature hot water, subcritical water, or supercritical water to obtain a longer chain length from oligopeptides of amino acids and the like. It is useful as a method for synthesizing an oligopeptide having a long length in a very short time.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ペプチドの生理活性とその重要な
機能が注目される中で、その生産技術として、タンパク
質を酵素等で加水分解することにより、生理活性を有す
る種々のペプチドを生産する方法や、更に、有機化学的
手段、遺伝子工学の手法等により、種々の生理活性ペプ
チドを合成する方法が開発されており、これらの生理活
性ペプチドは、例えば、機能性食品材料、医薬品、研究
用試薬等として広汎に利用されている。一方、近年、超
臨界流体を用いた種々の反応系やその応用例が注目され
ており、これまでに、種々の研究成果が報告されてい
る。液体は、ある特定の圧力と温度を越えると、気体で
あるのか、液体であるのか区別することが難しい状態に
なり、例えば、種々の物質を溶解する点では液体的な挙
動を示し、圧縮、膨張の点では、圧力によりその密度を
任意に変えることができるなど気体的な挙動を示す。こ
のような状態にある流体は、液体や気体の通常の性質と
異なることから、超臨界流体と称され、この超臨界流体
を用いた新しい反応系やその応用例が種々提案されてき
ている。2. Description of the Related Art In recent years, with attention paid to the physiological activity of peptides and their important functions, as a production technique thereof, a method of producing various peptides having physiological activity by hydrolyzing a protein with an enzyme or the like. In addition, methods for synthesizing various physiologically active peptides have been developed by organic chemical means, genetic engineering techniques, etc., and these physiologically active peptides are, for example, functional food materials, pharmaceuticals, research reagents. It is widely used as etc. On the other hand, in recent years, various reaction systems using supercritical fluids and their application examples have been receiving attention, and various research results have been reported so far. When a liquid exceeds a certain specific pressure and temperature, it becomes difficult to distinguish whether it is a gas or a liquid.For example, it shows a liquid-like behavior in that it dissolves various substances, compresses, At the point of expansion, it exhibits a gaseous behavior such that its density can be arbitrarily changed by pressure. A fluid in such a state is called a supercritical fluid because it is different from the normal properties of liquids and gases, and various new reaction systems using the supercritical fluid and various application examples thereof have been proposed.
【0003】具体的には、これまでに、例えば、超臨界
二酸化炭素によりコーヒー豆を脱カフェインする方法、
超臨界流体の液体クロマトグラフィーへの利用、超臨界
水中でのリグニン系試料の低分子化、超臨界水によるフ
ロン、PCBの加水分解、超臨界二酸化炭素中でのリパ
ーゼによるエステル合成反応等、種々の研究例について
報告されている。一方で、超臨界水を利用してプラスチ
ックやバイオマスが分解処理できることは良く知られて
おり、それらに関しては、多くの研究例が有る。そこ
で、本発明者らも、超臨界水中で植物由来のタンパク質
を分解し、アミノ酸を得る試みを行った。ところが、分
解生成物を分析したところ、単量体アミノ酸以外に、オ
リゴペプチドが生成していることが判った。この原因と
して、タンパク質が加水分解されアミノ酸を生成する経
路で、オリゴペプチドが生成しているものと、当時の知
識では考えていた。Concretely, for example, a method of decaffeinating coffee beans with supercritical carbon dioxide,
Utilization of supercritical fluids for liquid chromatography, reduction of molecular weight of lignin-based samples in supercritical water, hydrolysis of CFCs with supercritical water, PCB hydrolysis, ester synthesis reaction with lipase in supercritical carbon dioxide, etc. The research example of is reported. On the other hand, it is well known that plastics and biomass can be decomposed by using supercritical water, and there are many studies on them. Therefore, the present inventors also attempted to decompose a plant-derived protein in supercritical water to obtain an amino acid. However, analysis of the decomposition products revealed that oligopeptides were formed in addition to the monomer amino acids. The knowledge at the time thought that the cause of this was that oligopeptides were produced in the pathway by which proteins were hydrolyzed to produce amino acids.
【0004】1999年のScience誌の報告(S
cience,Vol.283,p831−833,1
999)の中に、水熱条件(24MPa,200−25
0℃) 下で循環式流通反応装置を用い、単量体アミノ酸
(グリシン) を装置内で循環させながら水熱処理と0℃
冷却を数十分くり返すことによって、オリゴペプチド
(oligopeptide:約10個以下のアミノ酸
からなるペプチド) の合成に成功した例が報告されてい
る。同論文には、高温条件だけでは、脱水、脱アミノ
化、脱カルボン酸化のような解離反応を誘発し、ペプチ
ド合成にはむしろ不利に働くことが述べられ、そのため
に、反応過程に冷却過程が必須であることが記述されて
いる。このように、従来、超臨界流体や高温熱水を用い
た各種の反応系についての報告があり、また、ペプチド
合成の方法について種々報告されているが、高温熱水を
用いて短時間で効率的に、反応基質のオリゴペプチドか
ら、より鎖長の長いペプチドを合成したとの報告例はな
い。Report of Science magazine in 1999 (S
science, Vol. 283, p831-833,1
999), hydrothermal conditions (24 MPa, 200-25
Using a circulating flow reactor at 0 ° C), hydrothermal treatment and 0 ° C were performed while circulating the monomer amino acid (glycine) in the device.
It has been reported that the oligopeptide (oligopeptide: a peptide consisting of about 10 or less amino acids) was successfully synthesized by repeating cooling for several tens of minutes. In the same paper, it is stated that high temperature conditions alone induce dissociation reactions such as dehydration, deamination, and decarboxylation, and are rather unfavorable for peptide synthesis. It is described that it is mandatory. As described above, various reaction systems using supercritical fluids and high-temperature hot water have been reported, and various methods for peptide synthesis have been reported. However, there is no report that a peptide having a longer chain length was synthesized from an oligopeptide as a reaction substrate.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような状況の中
で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、高温熱水中
にアミノ酸のオリゴペプチドのみを存在させ、より鎖長
の長いオリゴペプチドの合成の有無を検討した結果、2
30℃以上の高温熱水中では極めて短時間(例えば、反
応時間0.72秒)で、より鎖長の長いオリゴペプチド
が生成されるとの知見を得て、更に研究を重ねて、本発
明を完成するに至った。即ち、本発明は、230℃以上
の高温熱水中の短時間反応によって、アミノ酸のオリゴ
ペプチドから、より鎖長の長いオリゴペプチドを効率的
に合成する方法を提供することを目的とするものであ
る。また、本発明は、高温熱水中でオリゴペプチドと当
該オリゴペプチドから生成したアミノ酸を存在させ、よ
り鎖長の長いオリゴペプチドを合成する方法を提供する
ことを目的とするものである。In view of the above-mentioned conventional technique, the present inventors have made only oligopeptides of amino acids present in high-temperature hot water to solve the problems described above. As a result of examining the presence or absence of peptide synthesis, 2
The present invention was obtained by further finding out that an oligopeptide having a longer chain length is produced in an extremely short time (for example, a reaction time of 0.72 seconds) in high-temperature hot water of 30 ° C. or higher, and the present invention is carried out. Has been completed. That is, the object of the present invention is to provide a method for efficiently synthesizing an oligopeptide having a longer chain length from an oligopeptide of an amino acid by a short-time reaction in hot water of 230 ° C. or higher. is there. Another object of the present invention is to provide a method for synthesizing an oligopeptide having a longer chain length by allowing an oligopeptide and an amino acid produced from the oligopeptide to exist in high temperature hot water.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。
(1)高温熱水中の0.01〜10秒程度の短時間反応
によってオリゴペプチドから、より鎖長の長いオリゴペ
プチドを合成する方法であって、230℃以上の高温熱
水中に反応基質として所定の濃度のアミノ酸のオリゴペ
プチドを存在させ、より鎖長の長いオリゴペプチドを合
成することを特徴とするオリゴペプチドの製造方法。
(2)高温熱水中の0.01〜10秒程度の短時間反応
によってオリゴペプチドとそれから分解生成される形で
反応系に存在するアミノ酸から、より鎖長の長いオリゴ
ペプチドを合成する方法であって、230℃以上の高温
熱水中に反応基質として所定の濃度のオリゴペプチドと
当該オリゴペプチドから生成したアミノ酸を存在させ、
より鎖長の長いオリゴペプチドを合成することを特徴と
するオリゴペプチドの製造方法。
(3)反応基質のオリゴペプチドの濃度を調節すること
によって、より鎖長の長いオリゴペプチドを合成するこ
とを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のオリゴペ
プチドの製造方法。
(4)反応系の温度を調節することによって、オリゴペ
プチドから、より鎖長の長いオリゴペプチドを合成する
ことを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のオリゴ
ペプチドの製造方法。
(5)0〜10秒の間で反応時間を調節することによっ
て、オリゴペプチドから、より鎖長の長いオリゴペプチ
ドを合成することを特徴とする前記(1)又は(2)に
記載のオリゴペプチドの製造方法。
(6)温度230−450℃の高温熱水状態で合成反応
を行うことを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の
オリゴペプチドの製造方法。The present invention for solving the above-mentioned problems comprises the following technical means. (1) Reaction in high temperature hot water for a short time of about 0.01 to 10 seconds
From oligopeptides to longer chain oligopeptides
A method for synthesizing a peptide, which comprises synthesizing an oligopeptide having a longer chain length by allowing an oligopeptide having a predetermined concentration of an amino acid to be present as a reaction substrate in hot water of 230 ° C. or higher. Manufacturing method. (2) Reaction in high temperature hot water for a short time of 0.01 to 10 seconds
In the form of oligopeptides and their degradation products
From the amino acids present in the reaction system, oligos with longer chain length
A method for synthesizing a peptide, which comprises allowing a predetermined concentration of an oligopeptide and an amino acid produced from the oligopeptide to be present as reaction substrates in hot water of 230 ° C. or higher,
A method for producing an oligopeptide, which comprises synthesizing an oligopeptide having a longer chain length. (3) The method for producing an oligopeptide according to (1) or (2) above, wherein an oligopeptide having a longer chain length is synthesized by adjusting the concentration of the oligopeptide as a reaction substrate. (4) The method for producing an oligopeptide according to (1) or (2) above, wherein an oligopeptide having a longer chain length is synthesized from the oligopeptide by adjusting the temperature of the reaction system. (5) The oligopeptide according to (1) or (2) above, wherein an oligopeptide having a longer chain length is synthesized from the oligopeptide by adjusting the reaction time between 0 and 10 seconds. Manufacturing method. (6) The method for producing an oligopeptide according to (1) or (2) above, wherein the synthetic reaction is performed in a high-temperature hot-water state at a temperature of 230 to 450 ° C.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】次に、本発明について更に詳細に
説明する。本発明は、高温熱水中に反応基質として所定
の濃度のアミノ酸のオリゴペプチド、あるいはオリゴペ
プチドと当該オリゴペプチドから生成した単量体アミノ
酸を存在させ、短時間で、より鎖長の長いオリゴペプチ
ドを合成することを特徴としている。使用する高温熱水
は230℃以上の高温熱水、好適には、230℃〜45
0℃の温度範囲の高温熱水亜臨界水ないし超臨界水(臨
界温度375℃、臨界圧力22.05MPa以上の水)
を選ぶことができる。本発明において、反応は臨界点付
近でかなり効率的に進行する場合が多いが、230℃以
上の水熱条件下でも反応が進行する。圧力は使用温度に
おける自生圧力以上であればよい。最適の温度条件は処
理時間によって変化するが、一般に230℃以上の高温
熱水であればよいが、より好適には300℃から400
℃の温度範囲の亜臨界水ないし超臨界水(臨界温度37
5℃、臨界圧力22.05MPa以上の水)を選択でき
る。また、処理量や反応装置によって、適宜の温度及び
圧力条件を採用することができる。反応装置は、例え
ば、高温・高圧反応装置が使用されるが、これに限ら
ず、高温熱水の反応系を設定できる装置であれば、その
種類は制限されない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the present invention will be described in more detail. The present invention allows an oligopeptide having a predetermined concentration of an amino acid, or an oligopeptide and a monomer amino acid produced from the oligopeptide, to be present as a reaction substrate in high-temperature hot water, and the oligopeptide having a longer chain length can be obtained in a short time. Is characterized by synthesizing. The high temperature hot water to be used is high temperature hot water of 230 ° C or higher, preferably 230 ° C to 45 ° C.
High-temperature hot water subcritical water or supercritical water in the temperature range of 0 ° C (water with a critical temperature of 375 ° C and a critical pressure of 22.05 MPa or more)
You can choose. In the present invention, the reaction often proceeds fairly efficiently near the critical point, but the reaction also proceeds under hydrothermal conditions of 230 ° C. or higher. The pressure may be at least the autogenous pressure at the operating temperature. The optimum temperature condition varies depending on the treatment time, but in general, high temperature hot water of 230 ° C or higher may be used, and more preferably 300 ° C to 400 ° C.
Subcritical water or supercritical water in the temperature range of ℃ (critical temperature 37
Water having a temperature of 5 ° C. and a critical pressure of 22.05 MPa or more can be selected. Further, appropriate temperature and pressure conditions can be adopted depending on the throughput and the reaction apparatus. As the reaction apparatus, for example, a high temperature / high pressure reaction apparatus is used, but the type is not limited as long as it is an apparatus capable of setting a reaction system of high temperature hot water.
【0008】次に、本発明では、230℃以上の高温熱
水中に反応基質として所定の濃度のアミノ酸のオリゴペ
プチド、又はオリゴペプチドと当該オリゴペプチドから
生成したアミノ酸(そのペプチドを含む)を存在させる
が、これらの例として、例えば、各種のアミノ酸、ジ
−、トリ−、テトラ−、ペンタ−アミノ酸、α−アミノ
酸、β−アミノ酸、γ−アミノ酸、δ−アミノ酸、モノ
アミノモノカルボン酸、モノアミノジカルボン酸、ジア
ミノモノカルボン酸などを構成要素とするそれらのオリ
ゴペプチドと当該オリゴペプチドから生成したその構成
アミノ酸(そのペプチドを含む)が例示される。上記ア
ミノ酸は、上記オリゴペプチドの分解反応によりその反
応系において生成され、当該反応系においてペプチド結
合反応に関与するものであり、例えば、グリシン、アラ
ニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレ
オニン、システイン、メチオニン、フェニルアラニン、
トリプトファン、チロシン、プロリン、シスチン、グル
タミン酸、アスパラギン酸、グルタミン、アスパラギ
ン、リジン、アルギニン、ヒスチジン等が例示される。
これらのアミノ酸は、反応系に添加するのではなく、反
応基質のオリゴペプチドの分解反応により生成される形
で反応系に存在させる。これらのオリゴペプチド及びア
ミノ酸の種類は、特に制限されない。Next, in the present invention, an oligopeptide having a predetermined concentration of an amino acid, or an oligopeptide and an amino acid (including the peptide) produced from the oligopeptide, are present as a reaction substrate in hot water of 230 ° C. or higher. Examples of these include various amino acids, di-, tri-, tetra-, penta-amino acids, α-amino acids, β-amino acids, γ-amino acids, δ-amino acids, monoaminomonocarboxylic acids, and monoamino acids. Examples thereof include those oligopeptides having aminodicarboxylic acid, diaminomonocarboxylic acid and the like as constituent elements, and the constituent amino acids (including the peptide) produced from the oligopeptides. The amino acid is produced in the reaction system by the decomposition reaction of the oligopeptide, and is involved in the peptide bond reaction in the reaction system, for example, glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, serine, threonine, cysteine, Methionine, phenylalanine,
Examples include tryptophan, tyrosine, proline, cystine, glutamic acid, aspartic acid, glutamine, asparagine, lysine, arginine, histidine and the like.
These amino acids are not added to the reaction system, but are present in the reaction system in a form produced by the decomposition reaction of the oligopeptide as the reaction substrate. The types of these oligopeptides and amino acids are not particularly limited.
【0009】本発明の反応系は、230℃以上の高温熱
水中に上記反応基質を存在させればよく、例えば、酵
素、金属イオン、酸、あるいは塩基のような触媒は特に
添加する必要はない。本発明は、230℃以上の高温熱
水中に上記反応基質を存在させ、無触媒で、アミノ酸の
オリゴペプチド、又はオリゴペプチドと当該オリゴペプ
チドから生成したアミノ酸から、より鎖長の長いオリゴ
ペプチドを合成することを最大の特徴としているが、こ
の場合、必要により、酵素、金属イオン、酸、あるいは
塩基のような触媒を添加して反応させても一向にさしつ
かえない。本発明では、上記反応系により、例えば、反
応時間0.01〜10秒、好適には0.01〜5秒、最
も好適には0.01〜2秒の極めて短時間に、より鎖長
の長いオリゴペプチドが生成される。また、本発明で
は、反応基質であるアミノ酸のオリゴペプチド濃度を上
げることによって、より鎖長の長いオリゴペプチドを効
率的に合成することができるので、反応基質のオリゴペ
プチドの濃度を調節することによって、より鎖長の長い
多様なオリゴペプチドを合成することが可能となる。好
適には、反応基質の濃度は、100mM〜500mMで
あるが、これに限定されるものではない。また、本発明
では、反応系の温度や反応時間を調節することによっ
て、鎖長の長い多様なオリゴペプチドを合成することが
可能となる。In the reaction system of the present invention, the above reaction substrate may be present in hot water of 230 ° C. or higher. For example, it is not necessary to add a catalyst such as an enzyme, a metal ion, an acid or a base. Absent. The present invention makes an oligopeptide of an amino acid, or an oligopeptide of an amino acid produced from the oligopeptide and the oligopeptide, with a longer chain length, in the absence of a catalyst, by allowing the above reaction substrate to exist in hot water of 230 ° C. or higher. The most important feature is to synthesize it, but in this case, if necessary, a catalyst such as an enzyme, a metal ion, an acid, or a base may be added and allowed to react with each other. In the present invention, the above reaction, for example, the reaction time from 0.01 to 10 seconds, preferably 0.01 to 5 seconds, most preferably between very short time of 0.01 seconds, more chain length Long oligopeptides are produced. Further, in the present invention, an oligopeptide having a longer chain length can be efficiently synthesized by increasing the concentration of the oligopeptide of the amino acid which is the reaction substrate. Therefore, by adjusting the concentration of the oligopeptide of the reaction substrate, It becomes possible to synthesize various oligopeptides having a longer chain length. Suitably, the concentration of the reaction substrate is 100 mM to 500 mM, but is not limited thereto. Further, in the present invention, it becomes possible to synthesize various oligopeptides having a long chain length by adjusting the temperature and reaction time of the reaction system.
【0010】本発明者らは、後記する実施例に示すよう
に、高温熱水中では極めて短時間(例えば、反応時間
0.7秒前後) で、より鎖長の長い多様なオリゴペプチ
ドの生成が可能であることを、高速液体クロマトグラフ
ィー−質量分析装置(LC−MS)を用いて確認した。
例えば、高温熱水中では、反応基質としてジグリシンを
存在させ、344℃、0.86秒で0.113mMのテ
トラグリシンを合成できることが分かった。また、反応
基質のジグリシン濃度を上げることによって、テトラグ
リシンやペンタグリシンのような、より鎖長の長いオリ
ゴペプチドを合成できることもわかった。As shown in Examples described later, the inventors of the present invention produced various oligopeptides having longer chain length in an extremely short time (for example, a reaction time of about 0.7 seconds) in high temperature hot water. It was confirmed using a high performance liquid chromatography-mass spectroscope (LC-MS) that it was possible.
For example, it was found that in high temperature hot water, 0.113 mM tetraglycine can be synthesized in the presence of diglycine as a reaction substrate at 344 ° C. for 0.86 seconds. It was also found that by increasing the concentration of diglycine as a reaction substrate, oligopeptides having a longer chain length such as tetraglycine and pentaglycine can be synthesized.
【0011】高温熱水中にジアミノ酸(ジグリシン) を
存在させたところ、リボソーム、リボザイムのような酵
素、Cu2+のような金属イオン、あるいは酸、塩基のよ
うな触媒を一切添加しなくても、より鎖長の長いオリゴ
ペプチドが極めて短時間で合成できることがわかった。
また、ペプチド結合を生成させるために通常行う操作と
して、ニトロフェニル基やエステル基のような電子吸引
置換基をアミノ酸のカルボニル炭素につけて電子吸引性
を増加させるいわゆるアミノ酸の活性化処理も不要であ
る。本発明の方法は、もちろん、各種アミノ酸のオリゴ
ペプチドを用いた、より鎖長の長い多様なオリゴペプチ
ドの合成にも適用可能である。When diamino acid (diglycine) is allowed to exist in high-temperature hot water, without adding any enzyme such as ribosome, ribozyme, metal ion such as Cu 2+, or catalyst such as acid or base, It was found that an oligopeptide having a longer chain length can be synthesized in an extremely short time.
Further, as a normal operation for forming a peptide bond, so-called amino acid activation treatment for increasing an electron withdrawing property by attaching an electron withdrawing substituent such as a nitrophenyl group or an ester group to a carbonyl carbon of an amino acid is not necessary. . The method of the present invention can, of course, be applied to the synthesis of various oligopeptides having longer chain lengths using oligopeptides of various amino acids.
【0012】[0012]
【作用】本発明では、230℃以上の高温熱水中に反応
基質として所定の濃度のアミノ酸のオリゴペプチド、あ
るいはオリゴペプチドと当該オリゴペプチドから生成し
た単量体アミノ酸を存在させることにより、例えば、ジ
アミノ酸からテトラアミノ酸が合成される。この場合、
反応基質の濃度を上げることにより、トリアミノ酸、テ
トラアミノ酸、ペンタアミノ酸のような、多様なオリゴ
ペプチドが効率的に合成される。この場合、ジアミノ酸
の分解反応も起きて単量体アミノ酸も生成し、ペプチド
結合反応に関与する場合が多い。また、上記反応系にお
いて、反応温度、反応基質の種類及び濃度により、例え
ば、ジアミノ酸と当該ジアミノ酸から生成した単量体ア
ミノ酸のペプチド結合によるトリアミノ酸が生成され
る。従って、本発明は、上記反応系において、反応温
度、反応基質の種類及び濃度を調節することにより、所
望のオリゴペプチドを極めて短時間で合成することを可
能とし、オリゴペプチドの合成方法として有用である。In the present invention, the presence of a predetermined concentration of an oligopeptide of an amino acid, or an oligopeptide and a monomer amino acid produced from the oligopeptide as a reaction substrate in hot water of 230 ° C. or higher, Tetraamino acids are synthesized from diamino acids. in this case,
By increasing the concentration of the reaction substrate, various oligopeptides such as triamino acid, tetraamino acid, pentaamino acid can be efficiently synthesized. In this case, a diamino acid decomposition reaction also occurs to produce a monomer amino acid, which is often involved in the peptide bond reaction. Further, in the above reaction system, depending on the reaction temperature, the type and concentration of the reaction substrate, for example, a triamino acid is produced by a peptide bond of a diamino acid and a monomer amino acid produced from the diamino acid. Therefore, the present invention makes it possible to synthesize a desired oligopeptide in an extremely short time by adjusting the reaction temperature, the type and concentration of the reaction substrate in the above reaction system, and is useful as a method for synthesizing an oligopeptide. is there.
【0013】[0013]
【実施例】次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明は、以下の実施例により何ら限定され
るものではない。
実施例1
(1)方法及び装置
実験は、流通式高温・高圧反応装置を用いて、アミノ酸
のオリゴペプチド(ジグリシン)水溶液の温度、反応時
間、ジグリシン濃度を変化させて、より鎖長の長いオリ
ゴペプチドの合成を行った。図1に本実験に用いた流通
式高温・高圧反応装置を示す。この反応装置は、塩浴槽
に硝酸カリウム−硝酸ナトリウム系の塩浴剤AS140
(パーカ熱処理工業株式会社製品)を用いて、塩浴温度
160〜550℃に制御できる。温度測定値はパイプラ
インの塩浴出口での温度値を用いた。ラインはSUS3
16の1/16インチ(内径0.5mm)パイプを用い
た。反応管体積は塩浴槽に入れる部分の長さを変えるこ
とにより、調節できる。ポンプは0.001〜100m
l/minの流速で使用可能であるが、通常は、1〜1
00ml/minで使用される。反応時間は反応管体
積、ポンプ流速及び液の密度より求められる。なお、圧
力は、背圧弁によって調節できる。アミノ酸のオリゴペ
プチドは、原料供給部の水溶液として調製し、窒素ガス
をバブリングして溶解している酸素ガスを除去してから
ポンプによってパイプラインに供給する。パイプライン
は、所定の圧力及び塩浴温度で流通させ、塩浴通過後、
水冷して回収部で試料を回収する。得られた試料は、高
速液体クロマトグラフィー質量分析計を用いて生成物を
確認した。EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the following examples. Example 1 (1) Method and apparatus Experiments were carried out by using a flow type high temperature / high pressure reactor to change the temperature, reaction time and diglycine concentration of an amino acid oligopeptide (diglycine) aqueous solution to obtain oligos with longer chain length. The peptide was synthesized. Figure 1 shows the flow-type high-temperature and high-pressure reactor used in this experiment. This reactor is a potassium nitrate-sodium nitrate based salt bath agent AS140 in a salt bath.
(Product of Parka Heat Treatment Co., Ltd.) can be used to control the salt bath temperature to 160 to 550 ° C. As the measured temperature value, the temperature value at the salt bath outlet of the pipeline was used. Line is SUS3
Sixteen 1/16 inch (0.5 mm id) pipes were used. The reaction tube volume can be adjusted by changing the length of the portion put in the salt bath. Pump is 0.001-100m
It can be used at a flow rate of 1 / min, but usually 1 to 1
Used at 00 ml / min. The reaction time is calculated from the reaction tube volume, pump flow rate and liquid density. The pressure can be adjusted by the back pressure valve. An oligopeptide of an amino acid is prepared as an aqueous solution in a raw material supply part, nitrogen gas is bubbled to remove dissolved oxygen gas, and then supplied to a pipeline by a pump. The pipeline is circulated at a predetermined pressure and salt bath temperature, and after passing through the salt bath,
Cool with water and collect the sample in the recovery unit. The product of the obtained sample was confirmed using a high performance liquid chromatography mass spectrometer.
【0014】(2)反応基質から、より鎖長の長いオリ
ゴペプチドの合成
前述の高温・高圧反応装置を用い、圧力25MPaで1
00mMジグリシン(diglycine)水溶液を1
5ml/minで流通させて、371℃で反応させた。
反応管の長さは170cmで、反応管体積は0.334
mlであった。反応時の密度は0.5334g/ml
で、反応時間は0.71秒であった。得られた試料を分
析した所、未反応のジグリシンとともに、0.118m
M濃度のトリグリシン(triglycine)と0.
063mM濃度のテトラグリシン(tetraglyc
ine)が得られた。テトラグリシンはジグリシン同士
のペプチド結合が371℃の高温熱水中の短時間反応で
生じたと考えられる。(2) Synthesis of Oligopeptide with Longer Chain Length from Reaction Substrate Using the above-mentioned high temperature / high pressure reactor, pressure 1 MPa at 25 MPa
1 mM of 00 mM diglycine aqueous solution
It was made to flow at 5 ml / min and reacted at 371 ° C.
The length of the reaction tube is 170 cm and the volume of the reaction tube is 0.334.
It was ml. Density during reaction is 0.5334 g / ml
The reaction time was 0.71 seconds. When the obtained sample was analyzed, it was found to be 0.118 m with unreacted diglycine.
M concentration of triglycine and 0.
Tetraglycine at a concentration of 063 mM
ine) was obtained. It is considered that in tetraglycine, peptide bonds between diglycines were generated by a short-time reaction in high temperature hot water of 371 ° C.
【0015】実施例2
実施例1と同様にして100mMジグリシン水溶液を反
応させた。ただし、反応温度を344℃とした。反応時
の密度は0.6441g/mlで反応時間は0.86秒
であった。得られた試料を分析した所、トリグリシン濃
度は0.074mM、テトラグリシン濃度は0.113
mM、及びペンタグリシン(pentaglycin
e)濃度は0.002mMであった。ペンタグリシンは
ジグリシンとトリグリシンのペプチド結合が起きて生成
したものと推察される。Example 2 In the same manner as in Example 1, 100 mM diglycine aqueous solution was reacted. However, the reaction temperature was 344 ° C. The density during the reaction was 0.6441 g / ml and the reaction time was 0.86 seconds. When the obtained sample was analyzed, the triglycine concentration was 0.074 mM and the tetraglycine concentration was 0.113.
mM, and pentaglycine (pentaglycin)
e) The concentration was 0.002 mM. Pentaglycine is presumed to have been produced by the peptide bond between diglycine and triglycine.
【0016】実施例3
実施例1と同様にして100mMジグリシン水溶液を反
応させた。ただし、反応温度を294℃とした。反応時
の密度は0.7539g/mlで、反応時間は1.01
秒であった。得られた試料を分析した所、トリグリシン
濃度は0.104mM、テトラジグリシン濃度は0.0
75mM、及びペンタグリシン濃度は0.0006mM
であった。Example 3 In the same manner as in Example 1, 100 mM diglycine aqueous solution was reacted. However, the reaction temperature was 294 ° C. The density during the reaction was 0.7539 g / ml, and the reaction time was 1.01.
It was seconds. When the obtained sample was analyzed, the triglycine concentration was 0.104 mM and the tetradiglycine concentration was 0.0.
75 mM, and pentaglycine concentration is 0.0006 mM
Met.
【0017】実施例4
実施例1と同様にして100mMジグリシン水溶液を反
応させた。ただし、反応温度を244℃とした。反応時
の密度は0.8290g/mlで、反応時間は1.11
秒であった。得られた試料を分析した所、トリグリシン
濃度は0.084mM、及びテトラグリシン濃度は0.
018mMであった。Example 4 A 100 mM diglycine aqueous solution was reacted in the same manner as in Example 1. However, the reaction temperature was 244 ° C. The density during the reaction was 0.8290 g / ml, and the reaction time was 1.11.
It was seconds. When the obtained sample was analyzed, the triglycine concentration was 0.084 mM, and the tetraglycine concentration was 0.
It was 018 mM.
【0018】比較例1
実施例1と同様にしてジグリシンの代わりに100mM
グリシン水溶液を反応させた。ただし、反応温度を37
0℃とした。反応時の密度は0.54037g/ml
で、反応時間は0.72秒であった。得られた試料を分
析した所、トリグリシン濃度は0.004mMのみが検
出されただけであった。単量体グリシンを使用すると鎖
長の長いペプチド結合の生成が少なく、より鎖長の長い
オリゴペプチドの合成には向かないことが判明した。Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, 100 mM was used instead of diglycine.
An aqueous glycine solution was reacted. However, the reaction temperature should be 37
It was set to 0 ° C. Density during reaction is 0.54037g / ml
The reaction time was 0.72 seconds. When the obtained sample was analyzed, only triglycine concentration of 0.004 mM was detected. It was found that the use of monomeric glycine produced less long-chain peptide bonds and was not suitable for the synthesis of longer-chain oligopeptides.
【0019】実施例5
実施例1と同様にして100mMジグリシン水溶液を反
応させた。ただし、反応温度を395℃とした。反応時
の密度は0.18458g/mlで、反応時間は0.2
5秒であった。得られた試料を分析した所、トリグリシ
ン濃度は0.147mM、及びテトラグリシン濃度は
0.056mMであった。Example 5 In the same manner as in Example 1, 100 mM diglycine aqueous solution was reacted. However, the reaction temperature was 395 ° C. The density during the reaction was 0.18458 g / ml, and the reaction time was 0.2.
It was 5 seconds. When the obtained sample was analyzed, the triglycine concentration was 0.147 mM and the tetraglycine concentration was 0.056 mM.
【0020】実施例6
実施例1と同様にしてジグリシン水溶液を反応させた。
ただし、ジグリシン濃度は500mMとし、及び反応温
度は363℃とした。反応時の密度は0.57609g
/mlで、反応時間は0.77秒であった。得られた試
料を分析した所、トリグリシン濃度は5.26mM、テ
トラグリシン濃度は3.11mM、及びペンタグリシン
濃度は0.627mMであった。Example 6 Diglycine aqueous solution was reacted in the same manner as in Example 1.
However, the concentration of diglycine was 500 mM, and the reaction temperature was 363 ° C. Density during reaction is 0.57609g
/ Ml, the reaction time was 0.77 seconds. When the obtained sample was analyzed, the triglycine concentration was 5.26 mM, the tetraglycine concentration was 3.11 mM, and the pentaglycine concentration was 0.627 mM.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、230
℃以上の高温熱水中に反応基質として所定の濃度のアミ
ノ酸のオリゴペプチドを存在させ、より鎖長の長いオリ
ゴペプチドを合成することを特徴とするオリゴペプチド
の製造方法に係るものであり、本発明により、1)10
秒以下の極めて短時間で、より鎖長の長いオリゴペプチ
ドが生成する、2)反応基質の濃度を上げることによ
り、より鎖長の長いオリゴペプチドを容易に合成するこ
とができる、3)反応系において、反応温度、反応基質
の濃度、反応時間等を調節することにより、より鎖長の
長い多様なオリゴペプチドが生成する、4)触媒の添加
やオリゴペプチドの活性化処理をすることなく、オリゴ
ペプチドを、より鎖長の長いオリゴペプチドに変換する
ことができる、5)ペプチド合成の新しい方法として有
用である、という格別の効果が奏される。As described above in detail, the present invention provides a 230
The present invention relates to a method for producing an oligopeptide, characterized in that an oligopeptide having a predetermined concentration of an amino acid is present as a reaction substrate in high-temperature hot water of ℃ or higher, and an oligopeptide having a longer chain length is synthesized. According to the invention 1) 10
An oligopeptide having a longer chain length is produced in an extremely short time of 2 seconds or less. 2) An oligopeptide having a longer chain length can be easily synthesized by increasing the concentration of a reaction substrate. 3) Reaction system In, the reaction temperature, the concentration of the reaction substrate, the reaction time, etc. are adjusted to produce various oligopeptides having longer chain lengths. 4) The oligopeptide can be prepared without adding a catalyst or activating the oligopeptide. It is possible to convert a peptide into an oligopeptide having a longer chain length, and 5) it is useful as a new method for peptide synthesis, which is particularly effective.
【図1】実施例で用いた流通式高温・高圧反応装置の説
明図である。FIG. 1 is an explanatory view of a flow type high temperature / high pressure reactor used in Examples.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥居 一雄 宮城県仙台市太白区西中田1丁目19番13 号 (56)参考文献 特開2002−37799(JP,A) Science,Vol.283,No. 5403(1999)p.831−833 化学工学会第32回秋季大会研究発表講 演要旨集(1999)p.635 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) BIOSIS/WPI(DIALOG) PubMed CA(STN) REGISTRY(STN) JSTPlus(JOIS)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuo Torii 1-19-13 Nishinakada, Taichiro-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture (56) References JP-A-2002-37799 (JP, A) Science, Vol. 283, No. 5403 (1999) p. 831-833 Proceedings of the 32nd Autumn Meeting of the Chemical Society of Japan (1999) p. 635 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) BIOSIS / WPI (DIALOG) PubMed CA (STN) REGISTRY (STN) JSTPlus (JOIS)
Claims (6)
時間反応によってオリゴペプチドから、より鎖長の長い
オリゴペプチドを合成する方法であって、230℃以上
の高温熱水中に反応基質として所定の濃度のアミノ酸の
オリゴペプチドを存在させ、より鎖長の長いオリゴペプ
チドを合成することを特徴とするオリゴペプチドの製造
方法。1. A method for synthesizing an oligopeptide having a longer chain length from an oligopeptide by a short-time reaction of about 0.01 to 10 seconds in high-temperature hot water, which is performed in high-temperature hot water at 230 ° C. or higher. A method for producing an oligopeptide, which comprises allowing an oligopeptide having a predetermined concentration of an amino acid to be present as a reaction substrate to synthesize an oligopeptide having a longer chain length.
時間反応によってオリゴペプチドとそれから分解生成さ
れる形で反応系に存在するアミノ酸から、より鎖長の長
いオリゴペプチドを合成する方法であって、230℃以
上の高温熱水中に反応基質として所定の濃度のオリゴペ
プチドと当該オリゴペプチドから生成したアミノ酸を存
在させ、より鎖長の長いオリゴペプチドを合成すること
を特徴とするオリゴペプチドの製造方法。2. An oligopeptide having a longer chain length is synthesized from an oligopeptide and an amino acid present in the reaction system in a form of being decomposed from the oligopeptide by a short-time reaction of about 0.01 to 10 seconds in high-temperature hot water. A method for synthesizing an oligopeptide having a longer chain length by allowing a predetermined concentration of an oligopeptide and an amino acid produced from the oligopeptide to be present as reaction substrates in hot water of 230 ° C. or higher. A method for producing an oligopeptide.
することによって、より鎖長の長いオリゴペプチドを合
成することを特徴とする請求項1又は2に記載のオリゴ
ペプチドの製造方法。3. The method for producing an oligopeptide according to claim 1, wherein the oligopeptide having a longer chain length is synthesized by adjusting the concentration of the oligopeptide as the reaction substrate.
反応基質のオリゴペプチドから、より鎖長の長いオリゴ
ペプチドを合成することを特徴とする請求項1又は2に
記載のオリゴペプチドの製造方法。4. By adjusting the temperature of the reaction system,
The method for producing an oligopeptide according to claim 1 or 2, wherein an oligopeptide having a longer chain length is synthesized from the oligopeptide as a reaction substrate.
とによって、反応基質のオリゴペプチドから、より鎖長
の長いオリゴペプチドを合成することを特徴とする請求
項1又は2に記載のオリゴペプチドの製造方法。5. The oligopeptide having a longer chain length is synthesized from the oligopeptide as a reaction substrate by adjusting the reaction time between 0 and 10 seconds. A method for producing an oligopeptide.
合成反応を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載
のオリゴペプチドの製造方法。6. The method for producing an oligopeptide according to claim 1 or 2, wherein the synthetic reaction is performed in a high temperature hot water state at a temperature of 230 to 450 ° C.
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Title |
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Science,Vol.283,No.5403(1999)p.831−833 |
化学工学会第32回秋季大会研究発表講演要旨集(1999)p.635 |
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