JPH02501531A - 有機化学品の製法 - Google Patents
有機化学品の製法Info
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- JPH02501531A JPH02501531A JP63506965A JP50696588A JPH02501531A JP H02501531 A JPH02501531 A JP H02501531A JP 63506965 A JP63506965 A JP 63506965A JP 50696588 A JP50696588 A JP 50696588A JP H02501531 A JPH02501531 A JP H02501531A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
有機化宇品の製法
本発明は一般式1:
%式%(1)
シ、ペンシルまたは低級アルキルチオによりlk換されていてよい低級アルキル
を表わすかまたはRに次の置換基:ヒドロキシ、アミノ、へ口rン、カルボキン
lたは低級アルコキシの1個以上により置換きれていてよいフェニルに、Nわす
〕の化合物を完全にμたに部分的にラセミ化する方法に関する。
発明の背景
アミノ酸アミドは化学的、同時に#集的方法により容易に得られる化合物であり
、かつアミノ酸の衾嚢における前駆体として1要でりる。光字8つに活性アミノ
酸は、たとえはアミノ酸アミドのエナンチオ選択性の#累加水分解により得らn
る。こn’Eで公矧でない、アミノ酸アミドの同量の酵素ラセミ化に、その後ア
ミノ酸アミドの、所望の九字活注アミノ数への完全な変換で・可舵であるので、
非富に有利でるると、しわれる。
不Im発明で使用さルたように、ステレオ遇玖任(エナンチオ選択性)酵素は、
もっばら1つlfcは2つのエナンチオマーと選択的Vこ反応し、それにより各
々光学的に純粋なまたは光学的に活性の生成物を製造する。
立体特異性(エナンチオ特異性)の#累は、もっばら1つのエナンチオマーとの
み反応して、光学的に純粋な生成物を製造する。
光学的に活性のα−■、α−アミノI¥fは工条的に非常VcM要な有シ化合物
の類を構成する。これらの化合物の2つの主要な群は、次のように認められる:
fcとえはタンパク質、ペゾテドの成分のような天然で見出される天然アミノ酸
および他の重要な化合物の様々な種類および天然のアミノ酸とある横のm造的″
#f命は分かちあうが、先物の天然の櫓戚安累ではない、いわゆる非天然アミノ
酸。双方の群のアミノ酸か工粟的通用で1要である。天然に白米するアミノ酸は
従って豊富に食品および飼料添加物としておよび医薬品工莱でたとえに注入衣の
取分として使用芒几る。近年、非天然アミノ酸たとえは糧々の薬学化合物の中間
体として広範囲に使用できることが見出てれた。
式lのアミノ酸に、その分子裕造に基づき、アミノ酸分子のいわゆるキラリティ
ーに関して典なる2つの別個の形で生じる。与えられたアミノ酸のこれらの2つ
の形は、逝冨アミノ葭のD−1fcFiL−形として表わで几る。天然に見出ち
nるたいていのアミノ酸は、L−配置でめり、かつ孔当するD−共性座〃・カ常
生体h@中で代謝逼れずかつ通常のIv111F@代謝および機能を妨害さえす
るので、食品および飽科添加物用に使用でれるアミノ酸は、この配置のものであ
ることが必須でおる。この結果、これらの非天然アミノ酸はしばしば医薬および
農化学生成物のビルディングブロック(building block ) と
して使用笛れる。たとえば、D−フェニルグリセリンおよびD−p−ヒドロキシ
フェニルグリセリンに、アンピシリン(/unpicillin )およびアモ
キシシリン(Amorycillin )のような広幅スペクトルの抗先物員の
ために使用される。
医薬品、食品および良化字工兼での選択的生地物の増大性要求のために、光学的
に純粋な、卸ちエナンチオマー純粋なり−ならひにL−配置のアミノ酸を製造す
るために役立つ方法か大いに所望でれ、一方対照的に、2つの形が同量で存在す
る動台のラセミ体と称される、上記アミノ酸の2つのエナンチオ形の混合物に工
東的にFiお1すheでない。その理由r12つの光字異性体の1つのみがF9
T望の用途で明らかな活性r示すからである。しかしなから、他の光字異性体は
、活性を示さないか、はとんど示さすlたは不所望な面の活性を示す。
丸字活性化合物を製造するfcJoの公知方法にたとえに、発酵、不角合凧およ
び化学的1だに酵素的分陰方法でめる。これらに文献に、たとえはG、 Sch
midz−Kaacner &よひP、 Egererによるbiotechn
ology 。
Ho−、L Rehm &よびG、Reed (Eds、 )、VerlagC
hemie 、Florida−Basel、Vol+6a%pp、 387〜
421(1984年)およびF、 M、 Me13er その他によるSymp
osium Proceedings : ”’ Biocacalyszs
inOrganic 5ynzheses ”、Noordwijkerhou
z April 14〜17.1985年、Elsevier 5cience
Publishersに記載嘔nている。
L−アミノ酸の製造のたjt)に、いくつかの酵素分解方法および酵素不★合成
の他に、殊に微生物発酵が好適な製法である。従って、今日でに天然アミノ酸の
より多くが発酵技術によシ製嚢さnるが、これらは、天然で生じるL−アミノ酸
のD−形(わずかな天然に生じるD−アミノ酸、たとえt′iD−アラニンは除
く)でろろうと、その化学的紐取によりCR−1!it?!に基により)天然で
生じないアミノ酸であろ5と、非天然アミノ酸の製造のためには使用できない。
こ九らの非天然アミノ酸の製造のために、不介合既および化学的またに酵素的分
解のような上記方伝は使用できない。
近年、一般に有憬合取で酵素を使用すること〃・ます!−jl賛になってきた。
この領域での一晃は酵素が、天然で生じる化合物の合成のための生PB妹として
生じかつ天然で適用芒れるにもかかわらす、通常天然では行なわないが、■氷化
学者に有利rC利用される糧々の反応lfi録作川す用。合成のための部系の使
用に関してに、これlの開発は、#累がエナンチオ選択性であり、光学的に純粋
な化合物の構成を触媒反応する能力を有するので、アミノ酸製造との関連で殊に
1景である。このような方法では、酵素のエナンチオ選択性特性は、化学合成に
より入手できる典型的に製造されたラセミ混合物中に存在するエナンチオマーの
唯一つを変換することにより光学的にIPA枠な化合物を生じるために利用でき
る。
この高い立体選択性と並んで、酪累釣方法は、温和な反応条件及び過ガ広い基質
′4+異注の観点から1利である。後者の状況は、1mの同じ酵素IA造は数棟
の異なるアミノ酸の製造のために使用することができる事実に関連している。
酵素的分割の優れ′fcf11は、米国特許(t、1s−A )第397170
0号、Fl第4080259号及び同第4172846号F!A細書に記載され
ている。
これらの特許でラセミのり、L−アミノ酸アミドは、反応式lに示されているよ
うに、L−エナンチオ占択注7ミダーゼを含有する論製品と接旭される。L−ア
ミノ酸アミドのみが加水分解され、L−7ミノkspよびD−アミノ酸アミドの
混合@が形a嘔れる。L−アミノ酸に、これから、いくつかの方法、たとえに結
晶化、抽出またにイオン父洪クロマトグラフィーによりる。シラl塩基の回収後
に、D−アミノ酸アミドが回収されかつこれからD−Iミノ酸カ・その後化学的
(#)加水分解、同じく#素的加水分解により回収できる(たとえばヨーロッパ
特許第179523号F!A細書参照)。
上記特許文献に記載された方法は、従って、光学的に純粋なり一同じくL−アミ
ノ酸の製造のための方法として役立つ。しかしながら、これはラセミ出鈍物質の
多くて50%しか相当するD−まfcはL−アミノ酸の回収のために利用できな
いという欠点kljする。
反応式I。
以上かられかるように、アミドは光学活性アミノ酸の製造のための1袈な前駆体
である。
光学的に純粋なアミノ酸および光学的に純粋な前駆体の混合物に、アミノ酸用の
前駆体のラセミ混合物を分離するために使用する#素のエナンチオ選択性特性の
一般的原理は、広い適応性を有するが、少なくとも1つの1娶々欠点を有する:
即ち、通常は光学的に純粋なアミノ酸の唯一の形のみが大量に公費でろり、その
エナンチオマーの対照物を製造する必要はない。それゆえに、通常実隙に必要と
されるアミノ酸の製造が行われた後、光学的に純¥p々前躯体又は光学活性アミ
ノ酸が残留する必肇はない。従って、工栗的笑地で、有機化学品の製造のための
エナンチオ選択性#紫合成の原則を適用する場合、未使用の材料をラセミ化しか
つ循環利用することが公費とされる。多くの例で、前駆体のラセミ混合物の変換
後に残留する前躯体分子のラセミ化は、このようにして光学的に純粋なアミノ酸
の#累合成の主費部分でろる。それゆえに、かなりの注意がこの間趙に向けられ
、アミノ酸罰躯体のラセミ化のための多数の化学的方法が利用できる〇たとえは
、D−アミノ酸アミドに、そのD−N−ペンゾリデン誘導体への裳侠により容易
にラセミ化できることが判明している(木国特許紀4094904号ンよひ同第
4172846号明細畳参照)。
しかしなから、アミノ酸アミドのラセミ化のための化学的方法は、通常酵素反応
と両立できず、ラセミ化ンよひ分割工程は別々に行われなけれはならないという
結果を生じる。妊らに、アミノ酸アミド前躯体のラセミ化のための化学的方法は
、化学品、設備、たとえは副産物生成によるラセミ化工程の間の損失のコストお
よび種々の他の事情のために全工程にわたって特別なコストが負わされるという
欠点を有する。
不発明の説明
に異的にも、これまで公知でなかった、アミノ酸アミドラセマーゼ活性を有する
酵素の存在を発見した。
従って、本発明はアミドを、当該アミドに対してアミノ酸ラセマーゼ活性″を有
する#累にさらすことにより%eづけられる、−h一式Iのアミノ酸アミドをラ
セミ化する方法″4c提供する。
換
この変2のために化学品まfcは他の技術のかわシにアミノ酸アミドのラセミ化
のための本発明の方法を適用することにより極々の利点が得られる。まず第一に
酵素反応の闇、通常一般の徳かな状りが@主成物形成の間の材料のわずかな損失
を生じる。つ筐シ、本発明の方法は、その使用後、たとえはその廃業に関して壊
境間−嘔え生じる、gt川のかかる化学品を使用することなしに過用できる。妊
らに、不発明の万伝で使#3てれる状態は、アミノ酸アミドの酵素ラセミ化iD
−まfcはL−アミドのエナンチオ選択FFJ詳累W水分解と結合して、光字活
性アミノ酸を半一の1柱で禾反応アミドを分子IMおよび再生利用することなし
KLl造することを可能にする。
本発明の方法により完全にまたは部分的にラセミ化できる化合物に、一般式I
R−CH(NH2) −CONH2(] )E式中Rtffインドリル、ベンシ
ルオキシ、ヒドロキシ、メルカプト、アミノ、ハロゲン、フェニル、フェノキシ
、ベンジルにより11%−gれていてよい低級アルキルまたに低級アルキルチオ
を表わすか、またはRは仄の![換基のiam上:ヒドロキシ、アミン、ハロゲ
ン、カルボキシまfcは低級アルコキシにより置侠テれていてよいフェニルを表
わす〕により表わ妊れ、この方法は上記化合物を当該アミドに対してアミノ酸ア
ミドラセマーゼ活性t■する酵素に露呈することを特徴とする。もちろん、本発
明の万云ハ、式I中の基Rがα−アミノ基KM合でれている複素環式アミノ酸の
アミドにも適用できる。1つの例は天然アミノ酸プロリンでおる。
基RのNt’i、仄のようなものでろる:メチル、イソゾロビル、第ニブチル、
フェニル、p−ヒドロキシフェニル、ベンジル、2−7二二ルエチル、1−ヒド
ロキシエチル、メルカグトメチル、メチルチオメチルおよびフェノキシメチル。
δらに、フェニル、インドーリル2よひペンシル基は仄の基の1つにより(li
決芒れていてよい:ヒドロキシ、アミノ、ハロゲン、カルボキシおよび低級アル
コキシ。FF3話”低級アルキルmに8より少ない、有利に5より少ない炭素原
子を有するアルキルを表わす。同様に、低級アルコキシは8より少ない、有利に
5より少ない炭素原子を鳴する。
殊に刊利な具体例では、本発明の方法に、同時にアミドをアミノ酸アミドラセマ
ーゼおよび当該D−またtjL−アミノ酸アミドに対して活性を有するステレオ
選択7D−またにL−アミダーゼと接触させることにより、相邑するアミドから
光字活性アミノ酸を製造するために使用芒れる。(このアミダーゼ酵素にlた時
にはアミノペグチダーゼと呼にれる)。反応は反応式1式%
L−アミダーゼを使用する吻合、D−アミダーゼに不在でなけれはならすかつ逆
もまた同じでおる。さらVこ、当該アミノ酸に河して活性を有するアミノ散ラセ
マーゼが不在でなけnriならない。
アミノ酸アミドに、純粋なり一’!fcはL−形でまたけ2つの混合物、たとえ
はラセミ混合物として供給さnる。この方法で、D−アミノ酸アミドiL−アミ
ノ酸にlfcはL−アミドiD−図に没洪すること芒え可能でるる。化学的に表
這6れた、アミドのラセミ混合vlに使用することρ1殊に有利でるる。
反応式…
O
H2
この方法の利点はアミノ酸アミドの、ラセミ混合物を含むエナンチオマーの混合
物、同じく光学的に純粋なり−またにL−アミノ酸から、光学的に純粋なり−ま
たはL−アミノ酸がステレオ選択的vC製造でき、アミノ酸アミドが完全に所望
のアミノ酸に変換されることでろる。
不発明による酵素的方法は、たとえはラセミ化丁べぎアミノ酸アミドと##累と
の混合物を水性録体中で、−価および反応混合物の温度を論勤しな2)−ら攪拌
することにより行う。反応m合物の声価は、6〜12、殊に7.5〜9.5の間
で変化してよい。反応温良に反応媒体の融点から約65°C1有利に20〜45
℃、嘔らに有利には約37℃である。この範囲外では、生触媒の活性および/ま
たは安定性に一般に満足できる収率を得るためには不十分である。所望により、
反応物の曲解性を高めるために、有機浴剤を反応混合物に添加してよく、このよ
うなf&剤は、たとえば、エタノール、メタノール、インゾロパノールまfct
iz−ブタノールのようなアルコールまたはジオキプン、N、N−ジメチルホル
ムアミド、ゾメテルスルホキシドまたはへキプメナルリン酸トリアミドのような
伯の有&浴剤である。反応は反応物の懸濁液またはたとえは水およびヘキサノま
たはシクロヘキブンのような炭化水素を用いる2相系でまfcは疎水性で水−飽
和された音像浴剤の完全なW&相中で行う。
本発明による方法で使#3されるラセマーゼに精製された酵素、粗製診紮済液、
所望の活性を示す微生物細胞、細@またFi透過可能にされた細胞のホモシ4−
トであってよい。所望によシ、#素を、使用される状態下に酵素の良好な安定性
2よひ反応性?l−保証するために、固足化妊れた状態でまたは化学的に俊性芒
几た形で適用してよい。
不発明の方法は、きらに、アミノ酸アミドのアミノ酸へのエナンチオ選択的、酵
素的加水分解と付魔して行われる。上に、酪累yfcに酵素活性に、生触媒(b
iocacalysc )とも祢δnる。こ几に明らかに各々結合すべき酵素活
性の1つを有する生触媒のき合物または有利に双方の酵素活性が存在する1つの
生触媒を包含すると理解される。反応混合物はまた各々アミノ酸アミダーゼpよ
ひラセマーゼ#累活性を有する二者択一的反応器に通すこともできる。
不発明の方法で使用される酵素は、アミノ酸アミドの1つのエナンチオマーの、
その対掌体への(または付加的に小角中心を有するアミドの場合は、エピマー化
合物への)変換に触媒作用する#累でるる。
本発明の方法により使用すべき#累を、たとえはAnal、 Biochemi
szry、 121.370(1982)にWeins+cein等によシ記載
されてキラル高圧液体クロマトグラフィー()(PLO)を使用することにより
に験することが殊に有利である。
本発明の方法によシ使用される#累は、a物および動物から早険することができ
る。しかし、バクテリア、白駒のような微生物まfcri他の微生物のような微
生物に白米するt#累を使用するのが有利でろる。たとえは次の微生物類がアミ
ノ鈑アミドラセマーゼの可能な出所で6る:シェードモナx (Pseudom
onas )、グルコノバクタ−(G1uconobac+cer )、アグロ
バクテリワム(Agrobaczerium )、アセトバクター(Ace z
obac car )、アクロモバクタ−(Achromobaczer )、
アルトロバクター(Arznrobaczer )、アシネトバクタ−1(Ac
1nezobacter )、アルカリゲネス(Alcaligeness)、
シトロバクタ−(C1zrobaczer )、二ンテロパクタ−(Enzer
obaczer ) (1,eloacaのような)、エルビニア(Erwin
ia )、エシェリキア(Eacherichia )、タレプシエラ(Kle
baiella )、ゾロテワス(Prozeus )、セラティア(5err
azia )、イエルシニア(Yersinia )、シrう(Shigell
a )、ペプトカセアエ(Pepzoccaceae )、シューFモナダダエ
(Pseudomonadadeae )−シト7アが(Cyzophaga
)。
バタテロイタセアエ(Bacteroidaseae )、プチリビトリオ(B
ucyrivizrio ) 、セレノモナス(Selenomo−naa)、
ライモモナス(Zymomonas )、クロモバクテリクA (Chromo
baczerium ) 、アエロモナス(Aero−monas ) (A、
−prozeolycicaのような)、ビブリオ(Vibrio )、フラボ
バクテリウム(Flavobaczerium)。
マイクロコツカス(Micrococcus ) 、スタフィロコッカス(5z
aphylococcua ) 、ストレプトコッカス(5zrepcococ
cus ) 、ペディオコッカス(Pedioco−ccua ) 、バチルス
(Bacillus ) (B、 5ubcilia s?よひB、 szea
rozhermophilusのような)、クロストリジクム(Closcri
aium )、ラクトバチルス(Lacto−bacillus )、ロイコノ
ストック(Leuconoszoc )、ブレビバクテリ!7 A (Brev
ibaczerium )、テルムス(Thermus )、セルロモナス(C
ellulomonas )、コリネバクテリクA (Corynebacce
rium )−マイクロバクテリワb (Microbaczerium )、
ハイフオミクロビクt、 (Eyphomicrobium )、プロビオニバ
クテリクム(Propionibaczerium ) 、”dコバクチリフJ
−(Myco−baczerium ) (M、 phleiのような)、スト
レゾトマイ七ス(szrepcomyces ) 、バタテリジクム(Bacz
e−ridium )、アクチノマイセタレス(Accinomyceza−1
es )、カエトメラ(Chae、bomella )、セゾトリア(5epz
oria )、ドブロブイア(:Doplodia )、フオマ、(Phoma
)、コノチリウムCC0noctknr ium )、ミロテシてワb j(
1%yr、ottrhecium 、) 、、ペスタ1ティア(Peaza−−
Il′611I!L)−〆う〜コニ“ワム−(Mellaconium )、エ
ビコクム゛(’Rp’icσセヒ幽)2、−#=vリクム(Penicilli
um )、リゾプス(Rh1r、opus )、ムコール(Mueor )、カ
ンジダ(Candida )、アスペルギルス(Asp−ergil)us )
、(A、 oryzaeおよびA、 paraaicicusのよう欧)1、七
ベドニワb (Sepedonium )、フシジクム(Fusidium )
、オリジオrノドロン(0ridiodend−ron )、セファロスボリク
ム(CephalOsporium )、スコゾラリオプシス(8copula
riopsis )、バエ70マイセス(Paecilomyces )、ベル
テイシリワム(Varzicillium )、トリコテシワム(Trico
zhecium)、グルラリア(Pu1lularia )、モントグボラ(M
onozospora )、タラドスボリクム(C1adospori−um
)、ヘルメントスホリクム(Helmincosporium )、クリノスボ
リクム(Chryaosporium )、ロドトルラ(Rhodozorul
a )、クロエラクラ(Kloeckera )、ブツカoマイセス(Sacc
haromycea )、ゴエトリクム(Geozricium ) 、および
フサリ9ム(Fusarium )。
殊に、ラセマーゼ酵素は、Nacional Co11ecsionsof I
nduszrial & Marine Baczeria Lcd、でのブタ
ベスト条約の条件下で特許目的のために出願人により寄託嘔れた、次の2つの菌
株のようなシューFモナス(殊にPs、プチダ)およびロドコッカスの一株から
柘られる:
寄 託 −NCuBM2569 NClB4O042寄 託 日 1987年1
゛0月19日 1988年8月6日寄 託 者 N OMOCl5M
を託者参照番号 0D2111 79M分 類 名 口°ドコツカス・syp、
Pg、プチダ゛本ン扼吻′で′使1用、さ−れるアミノ酸アξドラセマーゼに
、有・利′に上記微生物の1つの一株から引き出されかつこれにたとえは好適な
媒地中での一株の培養まfcはこの活性をコード化しかつ徴税する遺伝子1r有
する形質変換てれた宿主微生物の培養により得られ、その遺伝子は上記微生物の
1つから得られた。
アミノ酸アミドラセマーゼ源としての上記−株の過性まfcは粗製酵木組地中の
このような酵素の存在の過性は、当該微生物の細@または当該アミノ酸アミドの
光学的に純粋な形を有する粗製##木のインキュベーションにより有利に試験さ
nる。インキュベーションの間に反応混合物の少kt−噴シ出しかったとえにキ
ラルHPLCを使用することによりアミノ酸アミドおよびアミノ酸の含量を分析
する。アミノ酸アミドラセマーゼの発生は、インキュベーションがL−アミノ酸
アミドを用いて行われる場合には、相当するD−アミノ酸アミドおよび/ま7’
(はD−アミノ酸の存在を惹起する(ラセマーゼ活性がD−アミダーゼ活性を付
随して使用てれる場合)。逆に、L−アミノ酸アミドおよび/またFiL−アミ
ノ酸は(L−アミダーゼを付随して使用する場合)、D−アミノ酸アミドがラセ
マーゼ活性を示す細胞または酵素と恒温保持てれる場合に発生する。
微生物または粗vc酵素中のアミノ酸アミドラセマーセマーゼおよびD−および
/またはL−アミダーゼがしにしは出くわしかつ実験結果の判断を出御にする。
しかし、光学的に純粋なアミノ酸を当該粗表酵素または細胞と恒温保持すること
により、これらのアミノ酸ラセマーゼの存在およびその活性全直接試験すること
によりいくつかの欠点が容易に克&嘔れる。たとえばβ−クロロ−L−アラニン
のようなアミノ酸ラセマーゼ阻害?!l*を恒温保持混合物に務加することもで
きる。
実験結果の判断に関する他の問題に、アミノ酸アミドラセマーゼ活性と同時にD
−j+l−よひ/またにL−アミダーゼ活性である。Jahreisその他によ
るBiomed。
Biochem、 Acza、46−683 (1987年)に把戦妊れている
α−アミノメチルクトンのようなアミノ酸アミドアミダーゼ阻害物質は、アミノ
酸アミドの相当するアミノ酸への変換を保護するために使用てれる。
最後に、I@@または@l袈酵素の分析がアミノ酸アミドラセマーゼ活性の存在
を示す場合、粗IQ酵素または試験てれた細胞からの酵素はタンパク質を得るた
めの方法を用いるn製および従来技術で公知の#木精製を行なうことができる。
このようなrrJ製工程の間に得られる画分をキラルHPLC−系を使用するこ
とにより、そのアミノ酸アミドラセマーゼ活性に関して分析することができる。
アミノ酸アミドラセマーゼ活性に関して試験すべぎ微生物は、いくつかの独立の
方法で供給され得る。
1、 微生物は培地成業から得らnる。このような微生物の試鋏削に、たとえは
当該D−アミノ酸の存在で微生物を膳元またに生長させることか好適である。D
−アミダーゼ活性の誘導の可能性の次に、アミノ酸アミドラセマーゼ活性も訪尋
され得る。
2、微生物に非天然立体IC置のアミノ酸、非天然立体配置のアミノ酸を含有す
るベグテドまたは非天然立体配置のアミノ酸から誘導場れる化合物を製造するた
めに公知の固体から選択することかできる。このような微生物は、たとえはCR
CPress Lid、から出版ちnたHandbook of Microb
iology まfcハ関連する著作に記載されている。
3、 アミノ酸アミドラセマーゼを製造しうる微生物はまた利用できる微生物を
、たとえばNTG 、紫外線照射またはがンマ線照射のような突然変異誘発因子
に露呈することによっても得られる。このような処理は、酵素の特異性を変えか
つ随性の遺伝子からの酵素の発現を誘導することが従来文献中に公知である。
4、 アミノ酸アミドラセマーゼを製造する微生物は、たとえば富化培養技術を
用いるスクリーニング(screening )により直接得ることもできる。
好適な富化方法には、たとえば、ただ1つの炭素または窒素源としての当該純粋
D−アミノ酸アミドを追加ちれた、好適な富化培地への周囲の土壌試験の添加を
包含する。
この方法を用いてアミノ酸アミドラセマーゼを製造する微生物は、富化されかつ
引続き、慣用の微生物学的方法により単離される。選択圧力は、定義されたかつ
半合成てれた培地を使用することによるスクリーニングの間に運I!i、きれる
。単離されfc微生物を上記方法の使用により検定する。真なる条杆下の使用に
好適なアミノ酸アミドラセマーゼの収集のために、好気性筐たFi嫌気性条件下
に、向じ〈巣なる温度およびph −1@で富化を笑施するのが好適である。
D−アミダーゼ活性を有する一株がどのように供給さ几るかという央カは、困株
NCIB 40041の率−でろる:窒化源に欠けているかD−アミドが:Ig
@給されている富化媒体50紅會含有するエルレンマイヤーフラスコに土壌試験
を接種する。良好な発育を示す7日後のフラスコを選択しかつ同じ媒体中で液中
培養する。
妊らに78後良好な発育を示すフラスコを選択しかつその内容物をD−アミドの
存在で分析する。D−アミドのないこれらの培養物を寒天プレート上に塗布し、
これから、コロニーを選択しかつアミダーゼ活性を分析する。
この方法によシ薗株NCIB 40041を単離した。他のD−アミダーゼは、
同様の方法で単離できかつその特異性は、公費に従って適用芒れるD−アミノ酸
アミドの選択によシ影響されうる。
殊に、D−アミダーゼ活性を有する生触媒と比較的高い程度のアミノ酸アミドラ
セマーゼ活性を有する生触媒との組合せおよび有利に比較可能な程度に双方の活
性を示す単一微生物はD−まfcはL−アミノ酸アミダーゼから出発する光学的
に純粋なり一アミノ酸を製造する好適な方法を提供する。同じことが、上記粗製
の材料から光学的に純粋なL−7ミノ醒の製造に関して比較的高い活性を有する
1微生物中で有利に発現されるL−アミダーゼおよびアミノ酸アミドラセマーゼ
の組合せを得るための突然父典体(mucacis muzan−dis )に
いえる。
双方のアミノ酸アミドラセマーゼおよびアミダーゼ活性を発現する微生物の例に
、削にのシュードモナスI′7′チダ(Pseudomonas pucida
) NCIB 4 (J 042の−株である。この菌株は最近のオランダ国
特許出願第88.01864号明細書に記載嘔れた方法により得られる。
誘導できるD−アミダーゼ活性は、D−アミノ酸アミド、有利にD−フェニルグ
リシンアミド(N−源としてかあるいはそうでない)が存在する培養媒地中にこ
の菌株を接種することによシ発現させられる。
L−アミダーゼ活性と一緒のアミノ酸アミドラセマーゼ活性の発現は、D−アミ
ノ酸アミドの不在でこのシュードモナス・ゾチダー株を培養することにより得ら
れる仁とができ、その結果としてD−7ミダーゼ活性は発現されない。
アミノ酸アミドラセマーゼ活性およびD−アミダーゼ活性の発現は、できるかぎ
り、たとえは伝統的な遺伝子技術(UV−照射まycはアルキレート化に薬)を
用いるシュードモナス・プチダからのL−アミダーゼネがチプ突然変異体の製造
まfcに組慄えDNA技術を用い、次いでこれ’tD−アミノ酸アミドの存在で
(N−源としてまたはそうでなく)培養することによシ得ることができる。酵素
材製により、−万でD−アミダーゼ活性を刊するhs画分および他方でアミノ酸
アミドラセマーゼ活性11するn&−されfc画分を得ることもできる。これら
の画分の組合せは、その後元字活注り−アミノ酸の製造のための好伽な主触媒t
″圧しる。
前記の1ifi株NCIB 40042の他にも、D−アミダーゼは、ロドコッ
カスe sp、(Rhoaococcus sp、 ) i株NCIB 400
41からも誘導される。この薗抹Fi特許目的のために1988年8月2日にN
ational Co11ecz−ious of Induszrial a
nd Marine Baczeria Lcd、によシブタペスト条約下に寄
託された。
多くの微生物のL−アミダーゼは公知でありかつ本発明の実施で使用されうる。
菌株NCIB 40042からの上記酵素の他に、すぐれた例はシュードモナス
・ゾチダ酌株ATCC12633からの酵素である。
アミダーゼ活性は、アミドラセマーゼを得るために挙げられたと同様の方法で、
指示微生物から誘導きれうる。
次の実施例につぎ、本発明の方法実2il!11を詳述するが不発明はもちろん
これらの例に限定さnるものではない:
例1
シュードモナス・ゾチダ酷株NCIB 40042をN−源としてのD−フェニ
ルグリシンアミド(1&/i )を有するycB(10,9/J)培地中で一晩
中培養した。
遠心分屡および洗浄による細胞の獲得後に、各々!litm泥120〜を基質と
してのD−またはL−フェニルグリシンアミドまたはD−またはL−フェニルグ
リシンの1%(v/v ) @液5勧に6加した。反応を、小容器中37℃2よ
ひp)18.5で撹拌しながら20時間行った。
各々の反応は仄の結果音生じfc=
D−フェニルグリシンアミド あり 77% 14%L−フェニルグリシンアミ
ド あり 7% 89係D−フェニルグリシンアミド なし く1% 〈1%L
−フェニルグリシンアミド なし く1% <1 %D−フェニルグリシン 6
り <1%
L−フェニルグリシン クリ <1% −得られた反応混合物のキラルHPCL
分析後に計算された上記の結果は、明らかに、製造場れたD−7ミダーゼ活性の
他に、この生触媒がフェニルグリシンアミドへのアミノ酸アミドラセマーゼ活性
を有することを示している。示されたように、ラセミ化は製造されたアミノ酸の
水準では生じない。基質(D−およびL−2エニルグリシンアミドの双方)とし
て相応するアミドを用いてのみ、D−フェニルグリシンおよびL−7二二ルグリ
シンの双方がL−アミダーゼおよびD−アミダーゼ活性の同時の存在下に形M、
てれる。
例2
シュードモナス・グチダー株NCIB 40042 ′に%N−源としてのD−
フェニルグリシンアミドt11#)全2NするyeB(10#/l)培地中で2
8℃で1帆中培養した。遠心分陰および洗浄によるi!B胞の獲得後に細胞を7
レンチープレス(French−press+ ) ’it用いて多くの酵素ラ
セミ化反応はコファクターとしてピリドキサルー51−ホス7エー) (PLP
)を有することが公知であるので、これもまたアミノ酸アミドのラセミ化を伴う
場合であるか否かを調査した。
アミノ酸アミドラセマーゼが実際にPLP−依存性であるなら、この反応は、P
LP−依存性反応に固有の阻害剤たとえばヒドロキシルアミンにより阻害される
べきである。
反応は、基質としての1%(W/V )フェニルグリシンアミド5齢を用いて6
7℃およびpi−18,5で、かつ生触媒としての細胞不含の抽出物0.5鮎を
用いて16時間笑実施た。次の結果が得られた:
反応生成物
ヒドロキシルアミン D−フェニルグリシン L−フェニルクリシンスルフェー
ト
0.2mモル/継
1011ノ + ++
50 pl + +
これらのラセミ化反応で、付加的なPLPは、増大されたアミノ酸アミドラセマ
ーゼ活性管生じる。
これらの結果に、アミノ歌アミドのラセミ化か不当にPLP−依存性反応であり
、これがヒドロキシルアミンで阻害てれることを示している。
?lI3
シュードモナス・プチダ菌株NCIB 40042を一晩中28℃でバイオリア
クター(MBR)30 l中、−7,1でD−アミノ酸アミド(たとえばD−フ
ェニルグリシンアミド)が添加嘔れていない、培地207に用いて培養した。こ
の方法で培養された生触媒は、もつはらし−アミダーゼ゛およびアミノ酸アミド
ラセマーゼ活性を示しかつD−アミダーゼ活性は示芒ない。引続き限外m辿、遠
心分離、洗浄および凍結乾燥による細胞の8!得後に、これらの細@を生触媒と
して(基質に対して異なる比で)下記の酵素反応中で使用した。基質として2%
(w/v ) D + L−フェニルグリシンアミド浴液50111p)18.
6)を使用した。反応は40℃で行った。変換率は相当するアミノ酸へのアミノ
酸アミドの酵素的加水分解によシ形成されたアンモニアの童に基づき測定した。
反乙培地中でのアンモニア酸度の測定は、イオン−選択性アンモニア電極(0r
ion )を用いて行った。
先触!&#累/基貴 反応時間 基質(アミノ酸アミ〜 比 時 間 ド)の変
換率
100 1:10 24 52%
5053%
7258%
500 1:20 24 53%
2000 2:1 24 65%
これらの結果は、明らかにアミノ酸アミドラセマーゼ活性がアミノ酸アミドの加
水分解中の限定#累活性であることを示しているにもかかわらす、反応の基質と
してのアミノ酸アミドの酵素的ラセミ化により50係よシ多い変換率が達成でき
ることを示している。爽に、キラルTLC分析に、もっばらL−フェニルグリシ
ンが形成され、D−フェニルグリシンは形成されな−・ことを示しており、この
ことは、この方法が光学的に純粋なL−フェニルグリシンの製造のために非常に
好適にする。
ガ4
例3に記載の製法で得られfc変換率は、長い反応時間を必要とするので、この
時間の間に、D−アミダーゼffi性2j(、L −7二エルグリシンアミドの
他に反応混合’fJIJ 中K D−フェニルグリシンアミドが存在するために
誘発することができる。これを防ぐために、同じ反応を、蛋白質合成阻害剤、こ
の場合全阻害を生じる濃度(10μs/紅)でのテトラブイクリンの存在で行な
った。この反応は、40℃およびp)18.15で、かつ基質としての2%(w
/v )ラセミ性り、L−フェニルグリシンアミド混合物(40ILL)を用い
て行なった。この方法で、次の結果が得られfc:
生触媒 酵素/基寅 反応時間 基質の変換率1600 2:1 17.5 5
8%
このようにして得られた変換率は、蛋白質合成阻害剤が反応混合物に添加嘔れて
(・な(・、例6で得られたものと同じ水準におるので、削記震俟率〃;50よ
り上でおるという事笑は、アミノ酸アミドラセマーゼの存在に基づくことと結論
を下すべきでろる01J 5
L−7ミダーゼ活性と結合したアミノ酸アミドラセマーゼ活aを有する生触媒の
任仕で、基質としての光学的に純粋なり一フェニルグリシンアミドから出発する
生成物としてのL−フェニルグリシンを得ることも可能であるべきなので、これ
を同様の実験で行なった(例3および例4参照)。例6と同様の方法で培養され
た、シュードモナス・プチダ(菌株NCIB 40042の細胞t 、o−フェ
ニルグリシンアミドの1%(W/V)水浴液3Qm中の生触媒(30DIII9
)として使用した。
反応を40℃および−9,0で行った。変?!に率を、再びイオン選択電極を用
いて、製造場れたアンモニアの量を測定することによシ泗」定した。次の結果が
得られた。
反応時間 基質の変換率
この実験は、アミノ酸アミド、この場合には光学的に純粋なり一フェニルグリシ
ンアミドの酵素的ラセミ化と同時の形&−gれfcL−フェニルグリシンアミド
の光学的に純粋なL−フェニルグリシンアミドへの加水分解を証明している。
?l16
アミノ酸アミドラセマーゼの基買袴典性を砕」定するために、2徨の芳香族同様
に2徨の脂助族り−アミノ酸アミドを基質として(1% (w/り水陪欣の51
u)使用した。生触媒として、例3,4および5に記載されたのと同様の方法で
得られた、凍結乾燥された細@を使用した。この反応は、38℃および8.1の
−で、17時間にわたって行った。芳香族アミノ酸アミドとして、D−フェニル
グリシンアミドおよびD−ホモフェニルアラニンアミドを、かつ脂肪族アミノ酸
アミドとしてD−バリンアミドおよびD−ロイシンアミドを使用した。全ての場
合に、キラルTLC分析により分析して、もっばら相当するL−アミノ酸が反応
生成物として形成された。これは、アミノ酸アミドラセメート(これは同じく芳
香族アミノ酸アミド基ひに脂肪族アミノ酸アミドに関するラセミ化#累活性を有
する)の広い基質特異性を証明している。
アラニノニトリルを100mMのニトリルの11度に相当するリン酸塩緩衝液(
0,I M、 −7,0) 5jtjに添加し次。反応混合物ヲ呈温で1拌し、
シュードモナス・ap、NClB12569の新たに培養されfc細胞の懸濁液
α1社をこの反応混合物に添加した。30分間の間隔でD −&−よびL−アラ
ニンアミド並びにD−およびL−アラニンの良度ヲキラルHPLCt−用いて4
時間にわたって監視した。久の工程が反応混合物中で行われるのt認めfc:ア
ラニノニトリルのアミドへの加水分解、アミドのラセミ化およびアミドの7ラニ
ンへの加水分解。
例8
L−7ラニy7ミド(EBr塩、11.4M9)t−リン酸塩緩衝液(0,1M
%−7,0) 1.1251Ltに添加し、それにより60m)、iのアミド溶
液を生じた。この溶液を室温で攪拌しかつ同じ緩衝液Q、225紅に懸濁嘔れた
、シュードモナス・sp、NClB12569の新たに培養されたm@をこの反
応混合物に添加した。5.10.30.60および120分後に、反応混合物の
少量を取り出し、キラルEPLCを用いてそれらのアミノ酸およびアミノ酸アミ
ドの含量を分析した。インキュベーションの60分後に形成されたD−およびL
−アラニンの濃度は、各々13.4および20.5mMでめった。
L−アラニンと同量のm@のインキュベーションにより、細胞のアミノ酸ラセマ
ーゼ活性を歯元し、そのう例9
D〜アラニンアミド塩酸塩の63 mM浴液は、リン酸塩緩WM(0,1M、
ph7.0 ) 1.125β中にアミド8.49を曲解することによシ製造し
た。前記のようなシュードモナス・sp、 NCIB 12569と共にインキ
ュベーションの後に、60分後に検出されたD−およびL−アラニンの良度は、
各々30.1 spよひ7.5mMでめった。同じ絢@pa濁液を用いて50
mM D−アラニンは60分間かかつて向じ条汗下に、L−アラニンの2.4r
nMのみまでラセミ化された。
例10
1111m 0.25 N中cr)o トコツカ:X、 ・sp、 NClB1
2569の新たに培養された細胞の懸濁液を、リン酸塩緩衝液(0,1M%−7
,0)中のラセミ性アラニンアミドの120mM浴液1.125ILLに添加し
た。4時間後に、アミドのアラニンへの変換は完結した。D−−L
アラニンのエナンチオマー過剰は、CD+L ×100係として計算して)75
%と測定された。
D−アミダーゼおよびアミノ酸アミドラセマーゼへのラセミのアミドの露呈によ
り、良好な収率および高い選択性で D−アラニンは合成されることが判明した
。
例11
緩衝液0.225j17=中のロドコッカス・sp、NClB12569の新た
に培養された細胞の懸濁液および米国特許第4080259号明り薔に記本石れ
たようなL−アミダーゼ活性を示すシュードモナス・プチダ細胞の懸濁液0.2
25鮎を、リン酸堪駿両欣(α1M。
pi−17,0)中のラセミ性アラニンアミドの140 mM 浴液に添加した
。4時間後に反ろは終了した。L−アラニンのエナンチオマーの過剰に80%で
おった。
?l112
リンに塩後m&甲のロドコッカス・8p、−抹NClB12569hよひ′m抹
NCIB 40041 (Novo 5train26.1988.6.26N
CIB寄託)の新たに培養された細胞のlll1!濁液α45ILtを緩衝液(
0,1M、pH7,0)中のラセミ性バリンアミドの140mM@液に添加した
。生じる混合物を室温で攪拌しかつ反応の進行をキラルHPLCにより監視した
。6時間後に反応は終了した。D−バリンのエナンチオマー過剰は90%であっ
た。こうして、L−異性体中の富化されたバリンが、ラセミ性アミドからL−ア
ミダーゼおよびアミノ酸アミドラセマーゼへの露呈により製造する仁とができる
。
国際調査報告
国際調査報告
りに8800134
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.一般式I: R−CH(NH2)−CONH2 (I) 〔式中Rはインドリル、ペンジルオキシ、ヒドロキシ、メルカプト、アミノ、ハ ロゲン、フエニル、フエノキシ、ベンジルまたは低級アルキルチオにより置換さ れていてよい低級アルキルを表わすか、またはRは次の置換基:ヒドロキシ、ア ミノ、ハロゲン、カルボキシまたは低級アルコキシの1個以上により置換されて いてよいフェニルを表わす〕の化合物を完全にまたは部分的にラセミ化する方法 において、前記化合物を当該アミドに対してアミド酸アミドラセマーゼ活性を有 する酵素に露呈することを特徴とする、一般式Iの化合物を完全にまたは部分的 にラセミ化する方法。 2.前記酵素はロドコッカス・sp.の菌株有利にNCIB12569菌株から またはシュードモナースの菌株有利にps.プチダ菌株、より有利にはNCIB 40042菌株から誘導されている、請求項1記載の方法。 5.前記酵素は菌株NOIB12569又は菌株NCIB40042から得られ る請求項1記載の方法。 4.ラセミ化を、当該アミドに対して活在を有するエナンチオ選択性のアミノ酸 アミドアミダーゼの存在て実施する、請求項1から3までのいずれか1項記載の 方法。 5.前記エナンチオ撰択性アミダーゼは、L−特異性である、請求項4記載の方 法。 6.前記L−特異柱アミダーゼは、シュードモナス有利にps.プチダの菌株、 より有利にはATCC12633又にNCIB40042菌株から誘導されてい る、請求項1記載の方法。 7.前記エナンテオ選択性アミダーゼは、D−特異性である、請求項4記載の方 法。 8.D−特徴異性アミダーゼは、ロドコッカス・sp.の菌株有利にNCIB4 0041菌株から誘導されているまたはシユードモナスの菌株有利にps.プチ ダ、より有利にNCIB40042菌株から誘導されてい、請求項7記載の方法 。 9.アミドラセマーゼおよびエナンチオ選択性アミダーゼ活性は、共に1微生物 中で発現されている、請求項4記載の方法。 10.有機浴剤の存在でこの方法を実施する、請求項1から9までのいずれか1 項記載の方法。 11.ここに記載の態様の任意の態様または組み合せ。
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