JPH0353916B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は２，２−ジメチルチアゾリジン−４−
カルボン酸（２，２−dimethylthiazolidine−４
−carboxylic acid）の製造法に関する。 ２，２−ジメチルチアゾリジン−４−カルボン
酸（以下、単にDTCと略する。）はＬ−システイ
ンとアセトンの縮合した化合物であり、酸性条件
では加水分解され定量的にＬ−システインを生成
することが知られている（赤堀四郎等編：タンパ
ク質化学１，３−１，P120、1969、共立出版）。
従つて、DTCを工業的に生産することができれ
ばＬ−システインの工業生産が可能となる。そこ
で本発明者等は、DTCの製造法を開発すること
を目的として種々研究を重ねた結果、合成法で製
造される２−アミノ−チアゾリン−４−カルボン
酸（以下、ATCと略す。）を水解してＬ−システ
イン又はＬ−シスチンを生産する能力を有する微
生物を、一定量のアセトンを含む水溶液中で
ATCに作用せしめると高収率でDTCが生成され
ることを発見し本発明を完成するに至つた。 本出願人においては既に、ATCを原料として
微生物の作用を利用してＬ−システイン又はＬ−
シスチンを製造する方法を開発した（特開昭51−
54983号、特開昭51−70881号、特公昭54−2272各
号公報参照）。このATCを原料とする方法はＬ−
システインの工業生産に適した方法であるが、
ATCのＬ−システインへの水解反応は反応液中
に生成されるシステインによつて強く阻害される
ため、Ｌ−システインを直接製造することができ
ない。そこで、この方法に於てはATCのＬ−シ
ステインへの水解反応とＬ−システインのＬ−シ
スチンへの酸化反応を同時に行い、阻害作用のな
いＬ−シスチンを生成させ、このＬ−シスチを還
元してＬ−システインを得る方法を採用せざるを
得ない。従つて、このＬ−システインの製造法は
工程が長く、煩雑でありかつ収率の面に於ても改
良が望まれていた。 これに対し、本発明の方法ではATCから一段
反応でDTCを高収率でかつ短時間に生産できる
ので、本発明の方法で得られるDTCを用いるこ
とによりＬ−システインを経済的に有利に生産す
ることができる。 本発明で使用する微生物はATCを水解してＬ
−システイン又はＬ−シスチンを生成する能力を
有する微生物であり、例えば、特開昭51−54983
号、特開昭51−70881号及び特公昭54−2272号公
報に記載されているアクロモバクター、アルカリ
ゲネス、バチルス、ブレビバクテリウム、エンテ
ロバクター、エルビニア、エツシエリヒア、フラ
ボバクテリウム、ミクロコツカス、ミコプラナ、
シユードモナス、サルシナあるいはセラチアの各
属に属し、ATCを水解してシステイン又はシス
チンを生成する能力を有する微生物が使用され、
より具体的に例示するならば次の如き菌株があげ
られる。

【表】 微生物を培養するための培地は炭素源、窒素
源、無機イオン、更に要すれば有機微量栄養素を
適宜含有する培地であり、例えば、炭素源として
グルコース、シユクロース、キシロース、糖蜜等
の糖類、酢酸等の有機酸、エタノール、グリセロ
ール、メタノール等のアルコール類など、窒素源
として硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムな
ど、有機栄養源として、酵母エキス、ペプトン、
肉エキス、コーン・ステイープリカーなど、無機
イオンとして、マグネシウム、鉄、マンガン、カ
リウム、ナトリウム、リン酸などのイオンが適宜
用いられる。 微生物の培養法は常法に従つて行えば良く、上
記培地のPHを６〜９とし、20〜40℃で好気的に培
養すれば良い。 培養に際しては、ATCを少量添加することが
望ましく、ATCの水解活性の高い微生物菌体が
得られる。本発明の方法では、このようにして得
られた微生物を酸素源として使用する。酸素源と
しては、このようにして得られた培養液、培養液
から分離した分離菌体、洗滌生菌体、凍結乾燥
体、アセトン乾燥菌体、物理的、化学的もしくは
生化学的に破壊された菌体、抽出液、粗精製物、
精製物、精製蛋白標晶、または菌体もしくは精製
処理物の固定化物などが酸素源として使用され
る。 原料であるATCは合成法にて供給されるＤ−
体、Ｌ−体、ラセミ体のいずれもが使用される。 基質濃度は、バツチ式、連続式によつても異な
るが、バツチ式では一般に水性媒質中0.1〜30％、
好ましくは0.5〜10％程度で、連続式では、これ
よりやや濃度を低下させた方が好ましい。 反応はアセトンを２〜40％、好ましくは５〜20
％含む水溶液中で行われ、反応液にヒドロキシル
アミンやセミカルバチドを添加することによつて
収率を向上することができる。反応温度は15〜60
℃、好ましくは30〜50℃、PHは６〜10、好ましく
は7.0〜9.5の範囲が良い。 このようにして反応を行うと反応液中にシステ
インが生成され、このシステインはアセトンと縮
合してDTCを生成する。 生成されるDTCはシステインと異りATCのシ
ステインへの水解反応を全く阻害しないため
DTCの収率は高く約95％に達しかつ反応時間は
１〜25時間で充分であり、ATCからシスチンへ
の水解反応が２〜50時間であるのと比較すると約
１／２に短縮される。更に、システインの有害酸素
による硫化水素の発生も防ぐことができるので工
業的に極めて有利である。 このようにして得られたDTCは酸性条件下で
速やかにかつ定量的にシステインとアセトンに水
解され、システインを簡単に製造することができ
る。 以下、実施例にて説明する。 実施例 １ 第１表に示す組成の培地を調製し、500ml容振
盪フラスコに50ml宛分注し、120℃にて10分間加
熱した。

【表】 この培地にシユードモナス・デスモリチカ
AJ3868 FREM−P2816FERM BP−323を接種
し、30℃にて24時間振盪培養した、培養液を遠心
分離して菌体を採取し、湿菌体5.0ｇを下記組成
の基質溶液100mlに添加し、30℃に保持し時々軽
くかきまぜて16時間反応を行つた。

【表】 反応終了後、反応液についてシリカゲル薄層ク
ロマトグラフイーを行い（展開媒、第３級ブタノ
ール：メチルエチルケトン：水：NH₄OH＝４：
３：２：１）、210nｍのデントシメーターを用い
てDTCを定量した。その結果を第３表に示す。
第３表には反応終了後、各反応液に塩酸を加えて
PH3.0にして生成したＬ−システインの量を併記
した。

【表】

【表】 実施例 ２ 実施例１の方法で得られたシユードモナス・デス
モリチカFERM−P2816FERM BP−323の湿菌
体5.0ｇを第１表に示す組成の基質溶液（アセト
ンは5.0％）100mlに加え30℃にて16時間保持して
反応を行つた。 反応液に苛性ソーダを加えてPH9.0に調節し、
減圧下で濃縮、乾固した。これにアセトン500ml
を投入し、よく撹拌した後、不溶性物質を別
し、60℃にて100mlに濃縮した。この液に塩酸ガ
スを加えてPH3.0に下げ、一昼夜８℃に放置し、
結晶を析出せしめた。同様の方法で再結を行い、
0.7ｇの再結々晶を得た。 この結晶の元素分析値は、Ｃ：44.82、Ｈ：
6.86、Ｎ：8.77、Ｓ：19.89％であり、又融点は
134〜134.5℃でオーセンテイクなDTCと完全に
一致し、DTCであることが確認された。 実施例 ３ 実施例１の方法で得られた湿菌体5.0を凍結乾
燥したもの、あるいは湿菌体5.0を0.1M、PH7.0の
リン酸緩衝液50mlに懸濁し、これに超音波処理
（トミー精工社製 LIR−200P型、20KC、５分
間）したもの、更には湿菌体5.0ｇを脱イオン水
20mlに懸濁し、これにアクリルアミド3.8ｇとメ
チレンビスアクリルアミド225mgを加えN₂ガスを
流して酸素を除去し、過硫酸アンモニウム17.5mg
及びN′，N′−ジメチルアミノプロピオニトリル
40μｇを加えて固定化した固定化物を夫夫調製し
た。これらの標品を第２表に示す組成の基質溶液
（アセトンの量は50％）100mlに加え30℃に16時間
保持して酵素反応を行つた。 反応終了後、各反応液より不溶性物質を除去
し、実施例と同様の方法でDTCを定量した。そ
の結果を第４表に示す。

【表】 実施例 ４ 第５表に示す微生物を第１表に示す培地で実施
例１の方法に従つて培養した。夫々の培養液を遠
心分離し、湿菌体5.0ｇを取つて、これを第２表
に示す基質溶液（アセトン量は5.0％）100mlに懸
濁し、30℃に24時間保持して反応を行つた。反応
終了後、実施例１に記載の方法に従つて反応液中
のDTCを定量した。その結果を第５表に示す。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２−アミノチアゾリン−４−カルボン酸から
   アセトンの存在下で２，２−ジメチル−チアゾリ
   ジン−４−カルボン酸を生成する能力を有するサ
   ルシナ属、アルカリゲネス属、バチルス属、ブレ
   ビバクテリウム属、エンテロバクター属、エルビ
   ニア属、シユードモナス属、エツシエリヒア属、
   ミクロコツカツス属、セラチア属、フラボバクテ
   リウム属に属する微生物を、アセトンを含む水溶
   液中で ２−アミノチアゾリン−４−カルボン酸
   に作用させて２，２−ジメチルチアゾリジン−４
   −カルボン酸を生成せしめることを特徴とする
   ２，２−ジメチルチアゾリジン−４−カルボン酸
   の製造法。