JPH0370472B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、7−アミノセフアロスポラン酸(以
下、「7−ACA」と略す)およびその誘導体の酵
素的製造法に利用される新規酵素の製造法に関す
るものである。
下、「7−ACA」と略す)およびその誘導体の酵
素的製造法に利用される新規酵素の製造法に関す
るものである。
(従来の技術および発明が解決しようとする問題
点) 発酵生産によつて得られるセフアロスポリンC
は、7位アミノ基に結合したアシル基を除去する
反応により、7−ACAに誘導され、これを出発
原料として種々のセフアロスポリン系抗生物質が
合成され、医薬品として実用に供されている。
点) 発酵生産によつて得られるセフアロスポリンC
は、7位アミノ基に結合したアシル基を除去する
反応により、7−ACAに誘導され、これを出発
原料として種々のセフアロスポリン系抗生物質が
合成され、医薬品として実用に供されている。
セフアロスポリンCのN−アシル基を除去する
方法として工業的に利用されている方法は、(1)化
学的方法、(2)中間体を経由する酵素的方法の二つ
に大別される。これらの方法のうち、化学的方法
は、例えば特公昭41−13862号あるいは特公昭45
−40899号記載の方法である。また、中間体を経
由する酵素的方法は、例えば特公昭55−12910号
の方法によりセフアロスポリンCを7β−(5−カ
ルボキシ−5−オキソペンタンアミド)セフアロ
スポラン酸に誘導し、ついで過酸化水素を作用さ
せて7β−(4−カルボキシブタンアミド)セフア
ロスポリン酸(以下、「GL−7ACA」と略す)に
誘導し、さらに微生物酵素、例えば、アグリカル
チヤー・アンド・バイオロジカル・ケミストリー
(Agriculture and Biological chemistry)45巻,
1561頁(1981年)記載の酵素を作用させて7−
ACAを製造する方法である。これらの二つの7
−ACA製造方法は、いずれも多段の反応工程を
必要とする点において共通している。
方法として工業的に利用されている方法は、(1)化
学的方法、(2)中間体を経由する酵素的方法の二つ
に大別される。これらの方法のうち、化学的方法
は、例えば特公昭41−13862号あるいは特公昭45
−40899号記載の方法である。また、中間体を経
由する酵素的方法は、例えば特公昭55−12910号
の方法によりセフアロスポリンCを7β−(5−カ
ルボキシ−5−オキソペンタンアミド)セフアロ
スポラン酸に誘導し、ついで過酸化水素を作用さ
せて7β−(4−カルボキシブタンアミド)セフア
ロスポリン酸(以下、「GL−7ACA」と略す)に
誘導し、さらに微生物酵素、例えば、アグリカル
チヤー・アンド・バイオロジカル・ケミストリー
(Agriculture and Biological chemistry)45巻,
1561頁(1981年)記載の酵素を作用させて7−
ACAを製造する方法である。これらの二つの7
−ACA製造方法は、いずれも多段の反応工程を
必要とする点において共通している。
したがつて、セフアロスポリンCを7−ACA
とD−α−アミノアジピン酸に加水分解する酵素
を利用して、一段の反応工程でセフアロスポリン
Cから7−ACAを製造できれば、工業的に極め
て有利であると予測されてきた。
とD−α−アミノアジピン酸に加水分解する酵素
を利用して、一段の反応工程でセフアロスポリン
Cから7−ACAを製造できれば、工業的に極め
て有利であると予測されてきた。
今日までに、微生物菌体またはその処理物の酵
素作用を利用して、セフアロスポリンCから7−
ACAを製造する方法としては、(1)米国特許
3239394(1966)記載の方法、(2)特開昭52−143289
号記載の方法、(3)特開昭53−94093号記載の方法
および(4)特開昭59−44392号記載の方法の四つが
知られている。
素作用を利用して、セフアロスポリンCから7−
ACAを製造する方法としては、(1)米国特許
3239394(1966)記載の方法、(2)特開昭52−143289
号記載の方法、(3)特開昭53−94093号記載の方法
および(4)特開昭59−44392号記載の方法の四つが
知られている。
このうち、米国特許3239394の方法は、アクロ
モバクター属(Achromobacter)、ブレビバクテ
リウム属(Brevibacterium)、あるいはフラボバ
クテリウム属(Flavobacterium)の細菌を用い
る方法であるが、フリン著「セフアロスポリン
ズ・アンド・ペニシリンズ」(E.H.Flynn;
Cephalosporins and Penicillins,Academic
Press.,New York,1972年)の37頁に記載され
ている如く、本特許は追試不能であることが知ら
れている。また、アルタナリア属(Alternaria)
あるいはアスペルギルス属((Aspergillus)の真
菌を用いる特開昭52−143289号記載の方法、シユ
ードモナス プチダ(Pseudomonas putida)近
縁の細菌BN−188株を用いる特開昭53−94093号
記載の方法、およびペシロミセス属
(Paecilomyces)の真菌を用いる特開昭59−
44392号記載の方法は、いずれも微生物の酵素作
用を利用した7−ACAの製造方法であるが、該
酵素作用を触媒する酵素の実体については記載さ
れていない。
モバクター属(Achromobacter)、ブレビバクテ
リウム属(Brevibacterium)、あるいはフラボバ
クテリウム属(Flavobacterium)の細菌を用い
る方法であるが、フリン著「セフアロスポリン
ズ・アンド・ペニシリンズ」(E.H.Flynn;
Cephalosporins and Penicillins,Academic
Press.,New York,1972年)の37頁に記載され
ている如く、本特許は追試不能であることが知ら
れている。また、アルタナリア属(Alternaria)
あるいはアスペルギルス属((Aspergillus)の真
菌を用いる特開昭52−143289号記載の方法、シユ
ードモナス プチダ(Pseudomonas putida)近
縁の細菌BN−188株を用いる特開昭53−94093号
記載の方法、およびペシロミセス属
(Paecilomyces)の真菌を用いる特開昭59−
44392号記載の方法は、いずれも微生物の酵素作
用を利用した7−ACAの製造方法であるが、該
酵素作用を触媒する酵素の実体については記載さ
れていない。
すなわち、これらの特許には、該酵素作用を触
媒する酵素の分画精製に関する記載がないため、
該酵素作用が単一の酵素で触媒される一段反応
か、または複数の酵素で触媒される多段反応が明
らかでない。従来、該多段反応系が微生物細胞内
に存在することは予測されていなかつたが、本発
明者らは、先に該多段反応系を保有する微生物を
発見した(特願昭59−141475号)。また、これら
の特許においては、D−α−アミノアジピン酸の
生成が明らかさにされていないため、該酵素作用
がセフアロスポリンCを7−ACAとD−α−ア
ミノアジピン酸に加水分解する酵素によるもの
か、または未知の酵素によるものか明確でない。
媒する酵素の分画精製に関する記載がないため、
該酵素作用が単一の酵素で触媒される一段反応
か、または複数の酵素で触媒される多段反応が明
らかでない。従来、該多段反応系が微生物細胞内
に存在することは予測されていなかつたが、本発
明者らは、先に該多段反応系を保有する微生物を
発見した(特願昭59−141475号)。また、これら
の特許においては、D−α−アミノアジピン酸の
生成が明らかさにされていないため、該酵素作用
がセフアロスポリンCを7−ACAとD−α−ア
ミノアジピン酸に加水分解する酵素によるもの
か、または未知の酵素によるものか明確でない。
したがつて、前記の特許において、セフアロス
ポリンCから7−ACAを生成する酵素作用を利
用しているこは、セフアロスポリンCを7−
ACAとD−α−アミノアジピン酸に加水分解す
る酵素を発見し、これを利用していることを意味
するとは限らない。
ポリンCから7−ACAを生成する酵素作用を利
用しているこは、セフアロスポリンCを7−
ACAとD−α−アミノアジピン酸に加水分解す
る酵素を発見し、これを利用していることを意味
するとは限らない。
ペニシリン化合物の6位あるいはセフアロスポ
リン化合物の7位のアミド結合を加水分解して、
それぞれの母核である6−アミノペニシラン酸化
合物あるいは7−ACA化合物を生成する酵素は、
アシラーゼと総称されており、基質特異性の異な
る多数のものが知られている。しかし、セフアロ
スポリンCを7−ACAとD−α−アミノアジピ
ン酸に加水分解するアシラーゼ(以下、セフアロ
スポリンCアシラーゼと呼称し、「cpcアシラー
ゼ」と略す)は、多くの研究者の長年の努力にも
かかわらず、その存在が明らかさはされていなか
つたものである。
リン化合物の7位のアミド結合を加水分解して、
それぞれの母核である6−アミノペニシラン酸化
合物あるいは7−ACA化合物を生成する酵素は、
アシラーゼと総称されており、基質特異性の異な
る多数のものが知られている。しかし、セフアロ
スポリンCを7−ACAとD−α−アミノアジピ
ン酸に加水分解するアシラーゼ(以下、セフアロ
スポリンCアシラーゼと呼称し、「cpcアシラー
ゼ」と略す)は、多くの研究者の長年の努力にも
かかわらず、その存在が明らかさはされていなか
つたものである。
そこで、本発明者らは、cpcアシラーゼの製造
を目的に生産菌の探索を行つてきた。
を目的に生産菌の探索を行つてきた。
(問題点を解決するための手段および作用)
本発明者らは、先にシユードモナス エスピー
(Pseudomonas sp.)SE−83(微工研菌寄第7649
号)ががGL−7ACAを7−ACAとグルタール酸
に加水分解する2種類のアシラーゼ(以下、「ア
シラーゼI型」および「アシラーゼ型」と呼称
する)を産生していること、およびこのうちのア
シラーゼ型がcpcアシラーゼであることを見出
し、本菌の菌体あるいは菌体処理物を利用する7
−ACAの酵素的製造法を発明した(特願昭59−
141475号)。ついで、本菌のcpcアシラーゼ産生
遺伝情報を担うDNA断片を大腸菌にクローニン
グし、その塩基配列を明らかにした(特願昭59−
274108号)。
(Pseudomonas sp.)SE−83(微工研菌寄第7649
号)ががGL−7ACAを7−ACAとグルタール酸
に加水分解する2種類のアシラーゼ(以下、「ア
シラーゼI型」および「アシラーゼ型」と呼称
する)を産生していること、およびこのうちのア
シラーゼ型がcpcアシラーゼであることを見出
し、本菌の菌体あるいは菌体処理物を利用する7
−ACAの酵素的製造法を発明した(特願昭59−
141475号)。ついで、本菌のcpcアシラーゼ産生
遺伝情報を担うDNA断片を大腸菌にクローニン
グし、その塩基配列を明らかにした(特願昭59−
274108号)。
さらに今回、本発明者らは、土壌から新たに分
離された細菌SE−495株がGL−7ACAを7−
ACAとグルタール酸に加水分解する2種類のア
シラーゼ(以下、「アシラーゼ型」および「ア
シラーゼ(2)型」と呼称する)を産生し、このう
ちのアシラーゼ(2)型は、SE−83株の産生する
cpcアシラーゼとは異なる新規なcpcアシラーゼ
であることを発見した。
離された細菌SE−495株がGL−7ACAを7−
ACAとグルタール酸に加水分解する2種類のア
シラーゼ(以下、「アシラーゼ型」および「ア
シラーゼ(2)型」と呼称する)を産生し、このう
ちのアシラーゼ(2)型は、SE−83株の産生する
cpcアシラーゼとは異なる新規なcpcアシラーゼ
であることを発見した。
これらの発見に基づく本発明は、一般式()
(式中、Rは−OCOCH3、−Hまたは−OHを
表わす。) で示される化合物を一般式() (式中、RRは前記と同じ意味を有する。) で示される化合物とD−α−アミノアジピン酸に
加水分解するcpcアシラーゼを産生する、土壌よ
り分離されたシユードモナス属に属する細菌を培
養し、培養物から該酵素を採取することを特徴と
している。
表わす。) で示される化合物を一般式() (式中、RRは前記と同じ意味を有する。) で示される化合物とD−α−アミノアジピン酸に
加水分解するcpcアシラーゼを産生する、土壌よ
り分離されたシユードモナス属に属する細菌を培
養し、培養物から該酵素を採取することを特徴と
している。
先に発見されたSE−83株は、分離学的研究の
結果、シユードモナス デミニユータ種
(Pseudomonas diminuta)に近縁ではあるが、
クエン酸資化性および栄養要求性がシユードモナ
スデミニユータ種と異なつており、新種であると
判定されている(特願昭59−141475号)。
結果、シユードモナス デミニユータ種
(Pseudomonas diminuta)に近縁ではあるが、
クエン酸資化性および栄養要求性がシユードモナ
スデミニユータ種と異なつており、新種であると
判定されている(特願昭59−141475号)。
今回、新たに発見されたSE−495株は、山口県
の土壌より分離された細菌であつて、その菌学的
性質は以下のとおりである。
の土壌より分離された細菌であつて、その菌学的
性質は以下のとおりである。
SE−495株の菌学的性質
() 形態的性質
肉汁寒天上で培養した細胞は、1.0〜1.2×1.9
〜2.1ミクロンの桿菌であり、極毛性のベン毛
で運動する。胞子は作らず、多形性も示さな
い。グラム染色性は陰性である。
〜2.1ミクロンの桿菌であり、極毛性のベン毛
で運動する。胞子は作らず、多形性も示さな
い。グラム染色性は陰性である。
() 培養的性質
(1) 肉汁寒天培養:菌体は黄白色を呈して増殖
する。拡散性色素の生産は認められない。
粘調性、遊走性ともに示さない。
する。拡散性色素の生産は認められない。
粘調性、遊走性ともに示さない。
(2) 肉汁液体培養:培地全体がかすかに濁る。
菌膜の形成は認められない。
菌膜の形成は認められない。
(3) ゼラチン液化穿刺培養:ゼラチンの液化は
認められない(25℃、14日間)。
認められない(25℃、14日間)。
(4) リトマスミルク培養:カゼインの液化は認
められない。
められない。
() 生理学的性質
(1) 硝酸塩の還元:陽性
(2) 脱窒反応:陰性
(3) MRテスト:陰性
(4) VPテスト:陽性
(5) インドールの生成:陰性
(6) 硫化水素の生成:陰性
(7) デンプンの加水分解:陰性
(8) クエン酸の利用:陰性
(9) 無機窒素源の利用:アンモニウム塩を唯一
のN源として利用する。
のN源として利用する。
(10) 色素の生成:色素の生成は認められない。
(11) オキシダーゼ:陽性
(12) カタラーゼ:陽性
(13) 生育の範囲:25℃〜30℃で良く生育す
る。37℃以上では生育しない。
る。37℃以上では生育しない。
(14) 酸素に対する態度:嫌気下での増殖は認
められない。
められない。
(15) OFテスト(ヒユーレイフソン法):流動
パラフインの有無に関係なく酸生成は認め
られない。
パラフインの有無に関係なく酸生成は認め
られない。
(16) 炭素源の利用性
(i) 利用する炭素源:グルタミン酸、アス
パラギン酸 (ii) 利用しない炭素源:グルコース、アラ
ビノース、キシロース、マンノース、ガ
ラクトース、イノシツト、マルトース、
シユークロース、グリセリンソルビツ
ト、マンニツト (17) 栄養要求性:パントテン酸要求 (18) アルギニンの分解:陰性 (19) リジンの脱炭酸反応:陰性 (20) オルニチンの脱炭酸反応:陰性 (21) エスクリンの分解:陰性 以上の菌学的性質をバージーズ・マニユアル・
オブ・デターミネイテイブ・バクテリオロジ−
(Bergey′s Manual of Determinative
Bacteriolgy)第8版(1974年)、マニユアル・オ
ブ・クリニカル・マイクロバイオロジ−
(Manual of Clinical Microbiology)第3版
(1980年)、およびバージース・マニユアル・オ
ブ・システマチツク・バクテリオロジ−
(Bergey′s Manuual of Systematic
Bacteriology)(1984年)の記載と比較し、次の
結論を得た。
パラギン酸 (ii) 利用しない炭素源:グルコース、アラ
ビノース、キシロース、マンノース、ガ
ラクトース、イノシツト、マルトース、
シユークロース、グリセリンソルビツ
ト、マンニツト (17) 栄養要求性:パントテン酸要求 (18) アルギニンの分解:陰性 (19) リジンの脱炭酸反応:陰性 (20) オルニチンの脱炭酸反応:陰性 (21) エスクリンの分解:陰性 以上の菌学的性質をバージーズ・マニユアル・
オブ・デターミネイテイブ・バクテリオロジ−
(Bergey′s Manual of Determinative
Bacteriolgy)第8版(1974年)、マニユアル・オ
ブ・クリニカル・マイクロバイオロジ−
(Manual of Clinical Microbiology)第3版
(1980年)、およびバージース・マニユアル・オ
ブ・システマチツク・バクテリオロジ−
(Bergey′s Manuual of Systematic
Bacteriology)(1984年)の記載と比較し、次の
結論を得た。
グラム陰性桿菌で胞子を作らず、極毛によつて
運動するという形態的性質を有し、絶対好気性で
グルコース発酵能を持たないことから、本菌株は
シユードモナス属に所属すると同定できる。ま
た、グルコース酸化陰性およびオキシターゼ陽性
の性質から、シユードモナス アルカリゲネス
(Pseudomonas alcaligenes)、シユードモナスシ
ユードアルカリゲネス(Pseudomonas
pseudoalcaligenes)、シユードモナス テストス
テロニイ(Pseudomonas testosteroni)、シユー
ドモナス デミニユータおよびシユードモナス
ベシキユラリス(Pseudomonas vesicularis)に
限定される。さらに、単極毛、フラクトース酸化
陰性、エスクリン分解陰性、硝硝酸塩還元陰性で
あり、栄養要求性を示すことから、本菌株はシユ
ードモナス デミニユータ種に近縁であると判定
できる。以上の結果から、SE−83株およびSE−
495株はシユードモナス属の近縁の種に属してい
ると結論される。なお、SE−495株は工業技術院
微生物工業技術研究所に、シユードモナス エス
ピー(Pseudomonas sp.)SE−495(微工研菌寄
FERM BP−818)として寄託されている。
運動するという形態的性質を有し、絶対好気性で
グルコース発酵能を持たないことから、本菌株は
シユードモナス属に所属すると同定できる。ま
た、グルコース酸化陰性およびオキシターゼ陽性
の性質から、シユードモナス アルカリゲネス
(Pseudomonas alcaligenes)、シユードモナスシ
ユードアルカリゲネス(Pseudomonas
pseudoalcaligenes)、シユードモナス テストス
テロニイ(Pseudomonas testosteroni)、シユー
ドモナス デミニユータおよびシユードモナス
ベシキユラリス(Pseudomonas vesicularis)に
限定される。さらに、単極毛、フラクトース酸化
陰性、エスクリン分解陰性、硝硝酸塩還元陰性で
あり、栄養要求性を示すことから、本菌株はシユ
ードモナス デミニユータ種に近縁であると判定
できる。以上の結果から、SE−83株およびSE−
495株はシユードモナス属の近縁の種に属してい
ると結論される。なお、SE−495株は工業技術院
微生物工業技術研究所に、シユードモナス エス
ピー(Pseudomonas sp.)SE−495(微工研菌寄
FERM BP−818)として寄託されている。
次に、本発明に係るシユードモナス属の細菌を
用いて、本発明のcpcアシラーゼを製造する方法
について説明する。培養は公知の方法に準じて行
うことができる。培地としては、一般微生物の栄
養源として公知のものが使用され、例えば、炭素
源として種々の有機酸類、窒素源として大豆粉、
小麦胚芽、肉エキス、プペトン、コーンステイー
プリカー、酵母エキス等を使用しうる。その他必
要に応じてマグネシウム塩、リン酸塩、カルシウ
ム塩などの塩類のほか、菌の生育と活性発現に必
要な添加物を適宜組合せて使用することができ
る。培養方法としては、好気的な液体培養法が適
している。培養温度は25〜32℃の範囲で選べばよ
く、培養時間は培養条件によつて異なるが、通常
2〜4日を要する。
用いて、本発明のcpcアシラーゼを製造する方法
について説明する。培養は公知の方法に準じて行
うことができる。培地としては、一般微生物の栄
養源として公知のものが使用され、例えば、炭素
源として種々の有機酸類、窒素源として大豆粉、
小麦胚芽、肉エキス、プペトン、コーンステイー
プリカー、酵母エキス等を使用しうる。その他必
要に応じてマグネシウム塩、リン酸塩、カルシウ
ム塩などの塩類のほか、菌の生育と活性発現に必
要な添加物を適宜組合せて使用することができ
る。培養方法としては、好気的な液体培養法が適
している。培養温度は25〜32℃の範囲で選べばよ
く、培養時間は培養条件によつて異なるが、通常
2〜4日を要する。
本発明のcpcアシラーゼは、得られた培養物か
ら公知の精製方法を適宜組合せて製造される。す
なわち、cpcアシラーゼは、通常は大部分が細胞
内に存在するので、まず、上記の培養物から遠心
分離などの手段で菌体を集め、ついで、超音波処
理などの物理的処理あるいは酵素処理を加えて細
胞を破砕する。さらに、遠心分離などの手段で固
形物を除去した後、塩析、イオン交換クロマトグ
ラフイー、アフイニテイークロマトグラフイー、
ハイドロフオビツククロマトグラフイーあるいは
ゲル過などの精製手段と透析、限外過、遠心
分離、濃縮あるいは凍結乾燥などの手段を適宜組
合めて製造される。
ら公知の精製方法を適宜組合せて製造される。す
なわち、cpcアシラーゼは、通常は大部分が細胞
内に存在するので、まず、上記の培養物から遠心
分離などの手段で菌体を集め、ついで、超音波処
理などの物理的処理あるいは酵素処理を加えて細
胞を破砕する。さらに、遠心分離などの手段で固
形物を除去した後、塩析、イオン交換クロマトグ
ラフイー、アフイニテイークロマトグラフイー、
ハイドロフオビツククロマトグラフイーあるいは
ゲル過などの精製手段と透析、限外過、遠心
分離、濃縮あるいは凍結乾燥などの手段を適宜組
合めて製造される。
なお、SE−83株のアシラーゼ型とSE−495
株のアシラーゼ(2)型は、上記の精製工程におい
て若干異なつた挙動をするため、同一物質ではな
いことがわかる。例えば、DEAEセフアデツクス
カラムクロマトグラフイーにおいて、上記の二つ
のcpcアシラーゼが溶離される塩濃度は異なつて
いる。すなわち、0.1Mリン酸緩衝液(PH8.0)で
平衡化したDEAEセフアデツクスA−50(フアル
マシア社製)を充填したカラムにcpcアシラーゼ
を吸着させ、ついで、食塩濃度勾配溶出法で溶出
する場合、アシラーゼ型は約0.17Mの食塩濃度
で溶出されるが、アシラーゼ(2)型は約0.12Mの
食塩濃度で溶出される。
株のアシラーゼ(2)型は、上記の精製工程におい
て若干異なつた挙動をするため、同一物質ではな
いことがわかる。例えば、DEAEセフアデツクス
カラムクロマトグラフイーにおいて、上記の二つ
のcpcアシラーゼが溶離される塩濃度は異なつて
いる。すなわち、0.1Mリン酸緩衝液(PH8.0)で
平衡化したDEAEセフアデツクスA−50(フアル
マシア社製)を充填したカラムにcpcアシラーゼ
を吸着させ、ついで、食塩濃度勾配溶出法で溶出
する場合、アシラーゼ型は約0.17Mの食塩濃度
で溶出されるが、アシラーゼ(2)型は約0.12Mの
食塩濃度で溶出される。
本発明法により製造されるcpcアシラーゼの性
質および酵素活性測定法は、次のとおりである。
質および酵素活性測定法は、次のとおりである。
() 性質
(1) 作 用
cpcアシラーゼはペニシリン アミドハイ
ドロラーゼ(E.C.3、5、1、11)の一つで
あり、化合物()を化合物(とD−α−
アミノアジピン酸に加水分解する点に特徴が
ある。
ドロラーゼ(E.C.3、5、1、11)の一つで
あり、化合物()を化合物(とD−α−
アミノアジピン酸に加水分解する点に特徴が
ある。
本酵素が化合物()を加水分解して化合
物()とD−α−アミノアジピン酸を生成
することは、前記の方法で精製された酵素標
品について証明されている。すなわち、化合
物()は後述の高速液体クロマトグラフイ
ーを用いる方法で、また、D−α−アミノア
ジピン酸はアミノ酸分析計を用いて、それぞ
れ同定および定量が行われている。なお、α
−アミノアジピン酸の光学活性はL−および
D−アミノ酸酸化酵素を用いた実験に基づき
決定されている。
物()とD−α−アミノアジピン酸を生成
することは、前記の方法で精製された酵素標
品について証明されている。すなわち、化合
物()は後述の高速液体クロマトグラフイ
ーを用いる方法で、また、D−α−アミノア
ジピン酸はアミノ酸分析計を用いて、それぞ
れ同定および定量が行われている。なお、α
−アミノアジピン酸の光学活性はL−および
D−アミノ酸酸化酵素を用いた実験に基づき
決定されている。
(2) 基質特異性
SE−83株およびE−495株のcpcアシラー
ゼは、上記の作用に加えて、GL−7ACA、
7β−(5−カルボキシペンタンアミド)セフ
アロスポラン酸および7β−(3−カルボキシ
プロパンアミド)セフアロスポラン酸を7−
ACAとジカルボン酸に加水分解する。一方、
セフアロスポリンCのN−アセチル化合物お
よび7β(フエニルアセトアミド)セフアロス
ポラン酸は加水分解しない。なお、いずれの
菌株においても、該酵素のGL−7ACA加水
分解活性は、セフアロスポリンC加水分解活
性の15〜25倍の範囲にある。
ゼは、上記の作用に加えて、GL−7ACA、
7β−(5−カルボキシペンタンアミド)セフ
アロスポラン酸および7β−(3−カルボキシ
プロパンアミド)セフアロスポラン酸を7−
ACAとジカルボン酸に加水分解する。一方、
セフアロスポリンCのN−アセチル化合物お
よび7β(フエニルアセトアミド)セフアロス
ポラン酸は加水分解しない。なお、いずれの
菌株においても、該酵素のGL−7ACA加水
分解活性は、セフアロスポリンC加水分解活
性の15〜25倍の範囲にある。
(3) 至適PH
該酵素の至適PHは、いずれも約9にある。
例として、SE−83株のcpcアシラーゼの反応
速度へのPHの影響を、GL−7ACAを基質と
して測定した結果を第1図に示す。使用した
緩衡液は、PH5〜6はクエン酸緩衝液、PH6
〜8はリン酸緩衝液、およびPH8〜10はグリ
シン緩衝液である。
例として、SE−83株のcpcアシラーゼの反応
速度へのPHの影響を、GL−7ACAを基質と
して測定した結果を第1図に示す。使用した
緩衡液は、PH5〜6はクエン酸緩衝液、PH6
〜8はリン酸緩衝液、およびPH8〜10はグリ
シン緩衝液である。
(4) 安定PH範囲
該酵素はジチオスレイトール存在下では、
PH7〜10の範囲でいずれも安定である。例と
して、SE−83株のcpcアシラーゼをジチオス
レイトール0.5mM存在下、50℃で2時間処
理後の残存活性を第2図に示した。使用した
緩衝液は、上記(3)で使用したものと同様であ
る。
PH7〜10の範囲でいずれも安定である。例と
して、SE−83株のcpcアシラーゼをジチオス
レイトール0.5mM存在下、50℃で2時間処
理後の残存活性を第2図に示した。使用した
緩衝液は、上記(3)で使用したものと同様であ
る。
(5) 阻害剤
該酵素はいずれもp−クロロマーキユリー
ベンゾエートにより阻害され、フエニルメチ
ルスルホニルフルオライドでは阻害されな
い。
ベンゾエートにより阻害され、フエニルメチ
ルスルホニルフルオライドでは阻害されな
い。
(6) 等電点
フアルマシア社のポリバツフアーを用いる
クロマトフオーカシング法により求めた該酵
素の等電点は、いずれもPH4〜4.5の範囲に
ある。
クロマトフオーカシング法により求めた該酵
素の等電点は、いずれもPH4〜4.5の範囲に
ある。
以上の結果から、SE−83株とSE−495株
のcpcアシラーゼは別物質ではあるが、酵素
化学的性質はよく類似していることがわか
る。
のcpcアシラーゼは別物質ではあるが、酵素
化学的性質はよく類似していることがわか
る。
() 酵素活性測定法
(1) セフアロスポリンC加水分解活性測定法セ
フアロスポリンC50mMを含む0.1Mリン酸緩
衝液(PH8.0)1mlおよびジチオスレイトー
ル2mMを含む酵素溶液(PH8.0)1mlを混合
し、37℃、10分間反応させる。67%酢酸水溶
液(PH2.0)0.4mlを加えて反応を止め、遠心
分離およびメンブラン過により固型物を除
去した後、生成した7−ACAを高速液体ク
ロマトグラフイーで定量し、酵素活性を求め
る。高速液体クロマトグラフイー条件は、次
のとおりである。
フアロスポリンC50mMを含む0.1Mリン酸緩
衝液(PH8.0)1mlおよびジチオスレイトー
ル2mMを含む酵素溶液(PH8.0)1mlを混合
し、37℃、10分間反応させる。67%酢酸水溶
液(PH2.0)0.4mlを加えて反応を止め、遠心
分離およびメンブラン過により固型物を除
去した後、生成した7−ACAを高速液体ク
ロマトグラフイーで定量し、酵素活性を求め
る。高速液体クロマトグラフイー条件は、次
のとおりである。
カラム: マイクロボンダパツク(μ−
Bondapack)C18カラム(ウオーターズ社
製) 移動相: 5%酢酸アンモニウム98容とアセ
トニトリル2容の混合液 検出波長:260nm (2) セフアロスポリンC以外の化合物()の
加水分解活性測定法 化合物()を基質として、上記()の
方法と同様に酵素反応を行い、生成した化合
物()は、以下の方法でN−フエニルアセ
チル化合物を誘導して、高速液体クロマトグ
ラフイーを用いて定量する。
Bondapack)C18カラム(ウオーターズ社
製) 移動相: 5%酢酸アンモニウム98容とアセ
トニトリル2容の混合液 検出波長:260nm (2) セフアロスポリンC以外の化合物()の
加水分解活性測定法 化合物()を基質として、上記()の
方法と同様に酵素反応を行い、生成した化合
物()は、以下の方法でN−フエニルアセ
チル化合物を誘導して、高速液体クロマトグ
ラフイーを用いて定量する。
すなわち、化合物()を含む一定量の水
溶液に重曹を加えアルカリ性に保つ、これに
1/10容のアセトンと、化合物()の推定量
の約5倍モルのフエニルアセチルクロライド
を添加し、室温で反応させる。30分後、1/2
容のエーテルで抽出し、過剰のフエニルアセ
チルクロライドを除去する。水層をPH2に調
節し、等容の酢酸エチルで2回抽出し、酢酸
エチル層を合せて減圧乾固する。残渣を一定
量のメタノールに溶解し、生成したN−フエ
ニルアセチル化物を高速液体クロマトグラム
で分析し、標品と比較定量する。カラムはマ
イクロボンダパツクC18を用い、移動相とし
ては0.05Mリン酸緩衝液(PH7.0)とメタノ
ールの混合液を適宜用いる。検出は260nmで
行い、生成したN−フエニルアセチル化物の
定量値、および既知濃度の化合物を用いた対
照実験で得られた回収率から生成物の量を求
め、酵素活性を計算する。
溶液に重曹を加えアルカリ性に保つ、これに
1/10容のアセトンと、化合物()の推定量
の約5倍モルのフエニルアセチルクロライド
を添加し、室温で反応させる。30分後、1/2
容のエーテルで抽出し、過剰のフエニルアセ
チルクロライドを除去する。水層をPH2に調
節し、等容の酢酸エチルで2回抽出し、酢酸
エチル層を合せて減圧乾固する。残渣を一定
量のメタノールに溶解し、生成したN−フエ
ニルアセチル化物を高速液体クロマトグラム
で分析し、標品と比較定量する。カラムはマ
イクロボンダパツクC18を用い、移動相とし
ては0.05Mリン酸緩衝液(PH7.0)とメタノ
ールの混合液を適宜用いる。検出は260nmで
行い、生成したN−フエニルアセチル化物の
定量値、および既知濃度の化合物を用いた対
照実験で得られた回収率から生成物の量を求
め、酵素活性を計算する。
(3) GL−7ACAの加水分解活性測定法
GL−7ACAを基質として、前記(1)の方法
と同様に酵素反応を行い、生成した7−
ACAは、p−ジメチルアミノベンズアルデ
ヒドを用いる比色定量法で定量する。すなわ
ち、酵素反応液2mlに67%酢酸水溶液(PH
2.0)0.4mlを加えて反応を停止させる。つい
で、p−ジメチルアミノベンズアルデヒドの
メタノール溶液(5g/)を0.4ml加え撹
拌する。遠心分離により固形物を除去した
後、生成する化合物の黄色を波長400nmで定
量し、あらかじめ作成した検量線から7−
ACA生成量を求め、さらに、酵素活性を計
算する。酵素活性の表示は、上記の酵素反応
条件下で1分間に1マイクロモル(μmol)
の7−ACAを生成する酵素量を1単位とす
る。
と同様に酵素反応を行い、生成した7−
ACAは、p−ジメチルアミノベンズアルデ
ヒドを用いる比色定量法で定量する。すなわ
ち、酵素反応液2mlに67%酢酸水溶液(PH
2.0)0.4mlを加えて反応を停止させる。つい
で、p−ジメチルアミノベンズアルデヒドの
メタノール溶液(5g/)を0.4ml加え撹
拌する。遠心分離により固形物を除去した
後、生成する化合物の黄色を波長400nmで定
量し、あらかじめ作成した検量線から7−
ACA生成量を求め、さらに、酵素活性を計
算する。酵素活性の表示は、上記の酵素反応
条件下で1分間に1マイクロモル(μmol)
の7−ACAを生成する酵素量を1単位とす
る。
(実施例)
次に、本発明を実施例をもつて説明する。
実施例 1
肉エキス0.2%、酵母エキス0.2%、プペトン0.5
%、グルタミン酸ソーダ0.5%、硫酸マグネシウ
ム0.005%の組成からなる培地(PH7.0)15を30
容量ジヤーフアーメンターに仕込み、120℃、
30分殺菌後、予め同培地で前培養したシユードモ
ナス・エスピーSE−83を2%になるように植菌
した。25℃で48時間培養後、菌体を遠心分離によ
り集め湿菌体52gを得た。本菌体に含まれる2種
類のアシラーゼ(アシラーゼ型およびアシラー
ゼ型)によつて触媒されるGL−7ACA加水分
解活性は、約0.86単位/g−湿菌体であつた。こ
の湿菌体52gを0.1Mリン酸緩衝液(PH8.0)200
mlに懸濁し、5℃で超音波細胞破砕処理後、固型
物を除去し酵素液を調製した。ついで、本酵素液
に5℃冷却下で硫酸アンモニウムを30%飽和濃度
まで撹拌しながら徐々に添加し、生成した沈でん
物を除去した、上清画分に硫酸アンモニウムを60
%飽和濃度まで添加し、1時間撹拌後、沈殿画分
を集め、0.1Mリン酸緩衝液(PH8.0)100mlに溶
かした。この酵素液を、同緩衝液に対し5℃で一
晩透析した後、あらかじめ同緩衝液で平衡化した
DEAEセフアデツクスA−50(フアルマシア社製)
600mlを充填したカラムに通すと、活性は吸着さ
れた。活性の溶出は、溶出液としてカラム容量の
5倍量の0.1Mリン酸緩衝液(PH8.0)を使用し、
食塩濃度を最終濃度0.3Mまで直線的に上昇させ
る食塩濃度勾配溶出液によつた。その結果、アシ
ラーゼ型は食塩濃度0.05M付近で溶出され、
cpcアシラーゼ(アシラーゼ型)は食塩濃度
0.17M付近で溶出されることがわかつた。また、
アシラーゼ型とcpcアシラーゼは、ほゞ等量存
在することがわかつた。第3図にDEAEセフアデ
ツクスカラムクロマトグラフイーの溶出パターン
を示す。ついで、cpcアシラーゼ画分を集めたと
ころ、18単位のGL−7ACA加水分解活性が回収
された。この画分を、再度同一条件でDEAEセフ
アデツクスカラムクロマトグラフイーにかけ、精
製酵素標品を得た。この標品中の蛋白量は45mgで
あり、酵素活性はGL−7ACA加水分解活性で示
せば約9単位、また、セフアロスポリンC加水分
解活性で示せば約0.5単位であつた。なお、蛋白
量はローリー(Lowry)法により、牛血清アル
ブミンを標準として測定した。
%、グルタミン酸ソーダ0.5%、硫酸マグネシウ
ム0.005%の組成からなる培地(PH7.0)15を30
容量ジヤーフアーメンターに仕込み、120℃、
30分殺菌後、予め同培地で前培養したシユードモ
ナス・エスピーSE−83を2%になるように植菌
した。25℃で48時間培養後、菌体を遠心分離によ
り集め湿菌体52gを得た。本菌体に含まれる2種
類のアシラーゼ(アシラーゼ型およびアシラー
ゼ型)によつて触媒されるGL−7ACA加水分
解活性は、約0.86単位/g−湿菌体であつた。こ
の湿菌体52gを0.1Mリン酸緩衝液(PH8.0)200
mlに懸濁し、5℃で超音波細胞破砕処理後、固型
物を除去し酵素液を調製した。ついで、本酵素液
に5℃冷却下で硫酸アンモニウムを30%飽和濃度
まで撹拌しながら徐々に添加し、生成した沈でん
物を除去した、上清画分に硫酸アンモニウムを60
%飽和濃度まで添加し、1時間撹拌後、沈殿画分
を集め、0.1Mリン酸緩衝液(PH8.0)100mlに溶
かした。この酵素液を、同緩衝液に対し5℃で一
晩透析した後、あらかじめ同緩衝液で平衡化した
DEAEセフアデツクスA−50(フアルマシア社製)
600mlを充填したカラムに通すと、活性は吸着さ
れた。活性の溶出は、溶出液としてカラム容量の
5倍量の0.1Mリン酸緩衝液(PH8.0)を使用し、
食塩濃度を最終濃度0.3Mまで直線的に上昇させ
る食塩濃度勾配溶出液によつた。その結果、アシ
ラーゼ型は食塩濃度0.05M付近で溶出され、
cpcアシラーゼ(アシラーゼ型)は食塩濃度
0.17M付近で溶出されることがわかつた。また、
アシラーゼ型とcpcアシラーゼは、ほゞ等量存
在することがわかつた。第3図にDEAEセフアデ
ツクスカラムクロマトグラフイーの溶出パターン
を示す。ついで、cpcアシラーゼ画分を集めたと
ころ、18単位のGL−7ACA加水分解活性が回収
された。この画分を、再度同一条件でDEAEセフ
アデツクスカラムクロマトグラフイーにかけ、精
製酵素標品を得た。この標品中の蛋白量は45mgで
あり、酵素活性はGL−7ACA加水分解活性で示
せば約9単位、また、セフアロスポリンC加水分
解活性で示せば約0.5単位であつた。なお、蛋白
量はローリー(Lowry)法により、牛血清アル
ブミンを標準として測定した。
実施例 2
実施例1と同様の方法でシユードモナス エス
ピーSE−495を培養し、菌体を遠心分離により集
めたところ、湿菌体50gを得た。本菌体に含まれ
る2種類のアシラーゼ(アシラーゼ型およびア
シラーゼ(2)型)によつて触媒されるGL−
7ACA加水分解活性は、約0.52単位/g−湿菌体
であつた。この湿菌体50gを、実施例1と同様な
方法で超音波処理、硫安分画およびDEAセフア
デツクスカラムクロマトグラフイー精製に供し
た。その結果、アシラーゼ型は食塩濃度0.05M
付近で溶出され、cpcアシラーゼ(アシラーゼ
(2)型)は食塩濃度0.12M付近で溶出されることが
わかつた。また、アシラーゼ型とcpcアシラー
ゼは、ほゞ等量存在することがわかつた。第4図
にDEAEセフアデツクスカラムクロマトグラフイ
ーの溶出パターンを示す。ついで、cpcアシラー
ゼ画分を集めたところ、10単位のGL−7ACA加
水分解活性が回収された。この画分を、再度同一
条件でDEAEセフアデツクスカラムクロマトグラ
フイーにかけ、精製酵素標品を得た。得られた標
品中の蛋白量は40mgであり、酵素量はGL−
7ACA加水分解活性で示せば約4.8単位であり、
また、セフアロスポリンC加水分解性で示せば約
0.24単位であつた。
ピーSE−495を培養し、菌体を遠心分離により集
めたところ、湿菌体50gを得た。本菌体に含まれ
る2種類のアシラーゼ(アシラーゼ型およびア
シラーゼ(2)型)によつて触媒されるGL−
7ACA加水分解活性は、約0.52単位/g−湿菌体
であつた。この湿菌体50gを、実施例1と同様な
方法で超音波処理、硫安分画およびDEAセフア
デツクスカラムクロマトグラフイー精製に供し
た。その結果、アシラーゼ型は食塩濃度0.05M
付近で溶出され、cpcアシラーゼ(アシラーゼ
(2)型)は食塩濃度0.12M付近で溶出されることが
わかつた。また、アシラーゼ型とcpcアシラー
ゼは、ほゞ等量存在することがわかつた。第4図
にDEAEセフアデツクスカラムクロマトグラフイ
ーの溶出パターンを示す。ついで、cpcアシラー
ゼ画分を集めたところ、10単位のGL−7ACA加
水分解活性が回収された。この画分を、再度同一
条件でDEAEセフアデツクスカラムクロマトグラ
フイーにかけ、精製酵素標品を得た。得られた標
品中の蛋白量は40mgであり、酵素量はGL−
7ACA加水分解活性で示せば約4.8単位であり、
また、セフアロスポリンC加水分解性で示せば約
0.24単位であつた。
(発明の効果)
本発明者らは、化合物()を化合物()と
D−α−アミノアジピン酸に加水分解する酸素
(cpcアシラーゼ)を産生する微生物を探索し、
シユードモナス エスピーSE−83およびシユー
ドモナス エスピーSE−495を発見した。これら
の発見に基づき、実施例に示す如く、化合物
()の酵素的製造に用いられるcpcアシラーゼ
の製造方法が確立された。
D−α−アミノアジピン酸に加水分解する酸素
(cpcアシラーゼ)を産生する微生物を探索し、
シユードモナス エスピーSE−83およびシユー
ドモナス エスピーSE−495を発見した。これら
の発見に基づき、実施例に示す如く、化合物
()の酵素的製造に用いられるcpcアシラーゼ
の製造方法が確立された。
第1図はcpcアシラーゼの至適PHを示すグラ
フ、第2図はcpcアシラーゼのPH安定曲線、第3
図はシユードモナス エスピー SE−83のcpcア
シラーゼのDEAEセフアデツクスカラムクロマト
グラフイーにおける溶出パターンを示すグラフ、
第4図はシユードモナス エスピー SE−495の
cpcアシラーゼのDEAEセフアデツクスカラムク
ロマトグラフイーにおける溶出パターンを示すグ
ラフである。
フ、第2図はcpcアシラーゼのPH安定曲線、第3
図はシユードモナス エスピー SE−83のcpcア
シラーゼのDEAEセフアデツクスカラムクロマト
グラフイーにおける溶出パターンを示すグラフ、
第4図はシユードモナス エスピー SE−495の
cpcアシラーゼのDEAEセフアデツクスカラムク
ロマトグラフイーにおける溶出パターンを示すグ
ラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一般式() (式中、Rは−OCOCH3、−Hまたは−OHを
表わす。) で示される化合物を一般式() (式中、Rは−OCOCH3、−Hまたは−OHを
表わす。) で示される化合物とD−α−アミノアジピン酸に
加水分解するセフアロスポリンCアシラーゼを産
生するシユードモナス属(Pseudomonas)の細
菌を培養し、培養物から該酵素を採取することを
特徴とする発酵法によるセフアロスポリンCアシ
ラーゼの製造法。 2 シユードモナス属の細菌がシユードモナスエ
スピー(Pseudomonas sp.)SE−83(微工研菌寄
第7649号,FERM BP−817)である特許請求の
範囲第1項記載の方法。 3 シユードモナス属の細菌がシユードモナスエ
スピー(Pseudomonas sp.)SE−495(微工研菌
寄FERM BP−818)である特許請求の範囲第1
項記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60187327A JPS6248380A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | セフアロスポリンcアシラ−ゼの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60187327A JPS6248380A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | セフアロスポリンcアシラ−ゼの製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6248380A JPS6248380A (ja) | 1987-03-03 |
JPH0370472B2 true JPH0370472B2 (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=16204057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60187327A Granted JPS6248380A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | セフアロスポリンcアシラ−ゼの製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6248380A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0646835A (ja) * | 1992-04-29 | 1994-02-22 | Lonza Ag | マロニル−7−アミノセファロスポラン酸誘導体の微生物学的製造方法 |
KR100530299B1 (ko) | 2003-08-11 | 2005-11-22 | 산도즈 게엠베하 | 변이 세팔로스포린 c 아실라제 및 이를 이용한 7-aca 제조방법 |
CN102321721B (zh) * | 2011-10-25 | 2013-09-11 | 石药集团中诺药业(石家庄)有限公司 | 一种制备3-去乙酰基-7-氨基头孢烷酸的工艺 |
-
1985
- 1985-08-28 JP JP60187327A patent/JPS6248380A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6248380A (ja) | 1987-03-03 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |