JPH05284983A - L−γ−グルタミル低級アルキルアミドの製造方法 - Google Patents

L−γ−グルタミル低級アルキルアミドの製造方法

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JPH05284983A
JPH05284983A JP4089199A JP8919992A JPH05284983A JP H05284983 A JPH05284983 A JP H05284983A JP 4089199 A JP4089199 A JP 4089199A JP 8919992 A JP8919992 A JP 8919992A JP H05284983 A JPH05284983 A JP H05284983A
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glutamyl
gamma
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Yasuhiro Shimizu
保広 清水
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Daiwa Kasei KK
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Daiwa Kasei KK
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Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明は、γ−グルタミルトランスペプチダー
ゼ(GGT)活性を有する酵素の存在下に、L−γ−グ
ルタミル基を有する化合物と低級アルキルアミンもしく
はその塩とを反応させて、テアニンを始めとするL−γ
−グルタミル低級アルキルアミドを得る方法を提供す
る。 【効果】本発明の酵素的合成法によれば、短時間で簡単
にしかも高収率で目的とするテアニン乃至その関連物質
を製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はL−γ−グルタミル低級
アルキルアミドの製造方法、より詳しくはγ−グルタミ
ルトランスペプチダーゼ(以下GGTと略す)活性を有
する酵素を用いて酵素的に上記化合物を合成する新しい
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】L−γ−グルタミル低級アルキルアミ
ド、特にL−γ−グルタミルエチルアミドは、茶の旨味
成分としてよく知られている。該テアニンは1949年
に酒戸により発見され(農化、23巻、262、194
9)、その後、該テアニンを構成成分とするペプチドが
抗菌活性を有することも明らかにされ(Chem.Pharm.Bul
l., 28,3549(1980) )、該テアニン及びその関連物質と
しての他の一連の低級アルキルアミド類が、食品分野、
医薬品分野等において、興味深い物質として着目されて
いる。
【0003】上記テアニン及びその関連物質の製造法と
しては、古くから化学的合成法、例えばL−ピロリドン
酸金属塩を無水アルキルアミンに溶解後、加温してアミ
ド塩とした後、金属を除く方法(特公昭37−1166
1号)やグルタミン酸−γ−エステルを二硫化水素の存
在下にアルキルアミンと反応させてアミドとする方法
(特公昭39−23392号)等が知られており、最
近、茶の培養細胞を利用する方法(特開平3−1873
88号、Plant Cell Reports, vol.9,65(1990)や、酵母
のエネルギー供給系とグルタミン合成酵素を共存させて
酵素合成する方法(特公昭63−28596号)等が種
々開発されつつある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記化
学合成法は合成過程で多くの不純物が生じやすく、反応
時間が長い欠点があり、また培養細胞を利用する方法
は、カルスの調製や培養に長時間が必要である弊害があ
る。微生物起源の酵素を利用する酵素的合成法は、上記
化学合成法に比して優れた利点を有すると考えられる
が、前記提案されたグルタミン合成酵素を利用する方法
は、合成反応にエネルギーの供給(ATP)が必要で、
その操作が繁雑となる不利が認められ、尚、実用的な方
法とはいえないものであった。
【0005】従って、本発明の目的は従来知られている
テアニン乃至その関連物質の製造法に見られる欠点を全
て解消して、短時間で簡単にしかも高収率で目的とする
物質を製造できる新しい酵素的合成法を確立する点にあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
より鋭意研究を重ねた結果、本発明者らが先に開発し特
許出願した耐塩性グルタミナーゼ(特開平2−2613
79号公報)がGGT活性を有することに着目し、該G
GT活性を有する酵素の利用によれば容易に短時間で目
的とするテアニン乃至その関連物質が合成できることを
見出し、ここに本発明を完成するに至った。
【0007】即ち本発明は、GGT活性を有する酵素の
存在下に、L−γ−グルタミル基を有する化合物と低級
アルキルアミンもしくはその塩とを反応させてL−γ−
グルタミル低級アルキルアミドを得ることを特徴とする
L−γ−グルタミル低級アルキルアミドの製造方法に係
わる。
【0008】本発明によれば、目的とするL−γ−グル
タミル低級アルキルアミドを容易に短時間で効率よく収
得できる。しかるに、従来よりGGT活性を有する酵素
は、各種起源のものが種々知られているが、之等の殆ど
はペプチドやアミノ酸をアクセプターとする場合の転位
活性につき検討がなされるのみで、その活性もアクセプ
ター特異性のあることが報告されており、各種アミンを
アクセプターとした場合の転位活性については尚充分な
解明はなされていない。本発明は、上記GGT活性を有
する酵素、殊に本発明者らの先の研究に係わるバチルス
ズブチリス(Bacillus subtilis )由来の耐塩性グル
タミナーゼが、上記各種アミンをアクセプターとするL
−グルタミル基の転位活性において、所望の優れた特性
を有することを見出し完成されたものである。
【0009】本発明に利用するGGT活性を有する酵素
としては、上記の通り、低級アルキルアミンをアクセプ
ターとして利用して、これにL−γ−グルタミル基を転
位できる活性を有するものから選択される。その代表例
としては、「グルタミナーゼダイワC100」(大和化
成株式会社)として市販のバチルス属起源の耐塩性グル
タミナーゼ(特開平2−261379号公報参照)を例
示できる。本発明に利用する酵素は、GGT活性を有す
る限り特に上記に限定されるものではなく、バチルス
属、エシェリヒア属等に由来する同様の活性を有する各
種の酵素であってもよく、之等はその起源微生物より常
法に従い単離されてもよく、また之等を含む市販の酵素
剤より単離されてもよい。
【0010】本発明方法は、上記GGT活性を有する酵
素を利用して、その存在下に、L−γ−グルタミル基を
有する化合物と低級アルキルアミンもしくはその塩とを
反応させることにより実施される。ここでL−γ−グル
タミル基を有する化合物(ドナー)としては、代表的に
はL−グルタミンを例示できるが、これに限定されず、
例えばD−グルタミン、グルタチオン、L−γ−グルタ
ミルペプチドやL−γ−グルタミル−p−ニトロアニリ
ド等のL−γ−グルタミル基を有する各種の化合物のい
ずれでもよい。また上記ドナーと反応させる、アクセプ
ターとしての低級アルキルアミンもしくはその塩として
は、例えばメチルアミン、エチルアミン、n−プロピル
アミン、n−ブチルアミン等や之等の塩酸塩等の酸付加
塩等の各種のもののいずれでもよい。上記ドナーとアク
セプターとの使用割合は、特に限定されるものではな
く、両者を等モル比で用いることもできるが、一般には
アクセプターを過剰に用いるのがよく、通常ドナーに対
してアクセプターを10〜15倍モル量程度の範囲で用
いるのが好ましい。反応は酵素が安定に所期の活性を発
揮できるように一般に水系で実施されるが、両原料化合
物の濃度は、両者が上記使用割合を保って溶解でき、し
かも酵素が安定である限り、できるだけ高濃度であるの
が好ましい。
【0011】本発明方法における上記酵素によるドナー
とアクセプターとの転位反応は、一般にアルカリ域で酵
素活性が高くなり、微酸性域では該酵素の加水分解反応
の活性が高くなる。従って、本発明方法では酵素が安定
に作用することを前提として、できるだけ高pH条件を
採用するのが望ましい。酵素として耐塩性グルタミナー
ゼを用いる場合を例にとり詳述すれば、上記pH条件
は、通常10〜10.3付近であるのが好ましい。
【0012】上記耐塩性グルタミナーゼ等の酵素の添加
配合量は、特に限定はなく、比較的多量に添加配合する
場合も、目的とするテアニン乃至その関連物質の加水分
解及びそれによる収率低下のおそれは殆どない。一般に
上記酵素は原料1g対して通常約20単位以上、好まし
くは約80〜140単位の範囲から選択されるのが望ま
しい。また上記反応の温度は、酵素が作用できる限り特
に限定はされず、例えば15℃程度の低温でも反応は進
行するが、通常約30〜50℃程度の加温下に行われる
のが望ましい。反応時間は用いる基質(ドナー及びアク
セプター)の濃度、酵素添加量等に応じて適宜決定でき
るが、副産物としてL−γ−グルタミルペプチド(L−
γ−グルタミル−グルタミンやL−γ−グルタミル−グ
ルタミン酸等)が生成される可能性を考慮すれば、通常
0.5〜5時間程度、長くとも24時間以内とするのが
適当である。
【0013】かくして、本発明方法により得られる目的
化合物は、通常用いられる各種の方法に従って精製する
ことができる。該方法としては例えば電気透析、膜分
離、溶媒沈殿、イオン交換樹脂を用いるカラムクロマト
グラフィー等を例示できる。
【0014】
【発明の効果】本発明方法によれば、簡単な操作で、短
時間に高収率で目的とするL−γ−グルタミルアルキル
アミドを製造することができ、この方法は従来の化学合
成方法や培養細胞法、酵素合成法等に比べて、その工業
的実施に非常に優れたものである。
【0015】
【実施例】以下、本発明を更に詳しく説明するため、利
用する耐塩性グルタミナーゼ、GGTの調製例及び試験
例を参考例として挙げ、次いで本発明方法の実施例を挙
げる。尚、各例におけるGGT活性測定は次の方法によ
った。
【0016】〈GGT活性測定法〉2.5mM L−γ
−グルタミル−p−ニトロアニリド、50mMグリシル
−グリシン及び100mM緩衝液からなる混合液を37
℃で5分間プレインキュベーションした後、酵素液を添
加して反応を開始(反応系の最終容積は1mlに調整す
る)させ、10分間反応後、1.5N酢酸2ml添加し
て反応を停止させ、410nmにおける吸光度を測定し
た。尚、上記緩衝液としては、NaHCO3−Na2
3 (pH10.0)を用いた。GGT活性の1単位と
は、上記条件下で1分間に1μモルのp−ニトロアニリ
ンを遊離する酵素量とする。
【0017】〈テアニンの定量法〉テアニンの定量は、
予めo−フタルアルデヒド(以下OPAと略す)とβ−
メルカプトプロピオン酸で以下の通りOPA化を行なっ
た後、逆相カラムを用いたHPLCにて分析することに
より実施した(プレカラム法)。即ち、100mMホウ
酸緩衝液(pH9.2)300μlに1%(w/v)O
PA溶液100μl(15%エタノールを含む)、1%
(v/v)β−メルカプトプロピオン酸100μl及び
適当に希釈したサンプル液100μlをこの順序で添加
し、よく混合した後、50℃で1分間放置し、正確に4
分後に10μlをインジェクトした。逆相カラムによる
分析は、以下の条件で行なった。
【0018】カラム:STRODS−M、ガードカラム
Shim-pack G-ODS(4) 移動相: A液=10mMリン酸ナトリウム(pH6.8) B液=A液:アセトニトリル:メチルセロソルブ=15
0:300:4.5 溶出:下記タイムプログラムによるA液とB液のステッ
プワイズグラジエント 温度:室温 検出:蛍光検出(Ex=350nm,Em=450n
m) 流速:1.0ml/分
【0019】
【参考例1】バチルス・ズブチリス(Bacillus subtili
s )由来の耐塩性グルタミナーゼの調製 市販酵素製剤「プロチンM3X」(大和化成社製)40
0gを20mMトリス塩酸緩衝液(pH7.5)に溶解
し、同緩衝液に対して充分に透析後、遠心分離(120
00rpm ×15分)により不溶物を除き、得られる透明
液を予め20mMトリス塩酸緩衝液(pH7.5)で平
衡化したDEAE−セルロースカラム(2.8×32c
m、和光純薬社製)に吸着させた。20mMトリス塩酸
緩衝液(pH7.5、0.1M NaClを含む)で洗
浄後、20mMトリス塩酸緩衝液(pH7.5、0.3
M NaClを含む)でグルタミナーゼを溶出させた。
【0020】次いで得られたグルタミナーゼを含む0.
3M NaCl溶出画分に硫安を0.8飽和の濃度で加
えて一晩、4℃で放置後、遠心分離(12000rpm ×
15分)してグルタミナーゼ活性画分を回収した。
【0021】得られた硫安沈澱物を、再度20mMリン
酸緩衝液(pH7.4)に溶解させ、同緩衝液に対して
透析後、予め同緩衝液で平衡化したヒドロキシルアパタ
イト(2.8×10cm、ナカライテスク(Nacalai te
sque) 社製、100〜350メッシュ)に吸着させ、同
緩衝液で洗浄後、20mMリン酸緩衝液(pH7.4)
から400mMリン酸緩衝液(pH7.4)に緩衝液濃
度を連続的に高めつつグルタミナーゼを溶出させた。
【0022】緩衝液濃度350mMに溶出されたグルタ
ミナーゼ活性画分を、20mMトリス塩酸緩衝液(pH
7.5、0.5M NaClを含む)で平衡化したセフ
ァクリールS−200カラム(2.8×41cm、ファ
ルマシア社製)にのせ、12ml/時間の流速で2ml
ずつ分取した。
【0023】最後に、活性画分を集め、硫安の0.8飽
和で酵素を回収し、10mMトリス塩酸緩衝液(pH
7.5)に対して透析し、次いで凍結乾燥して、部分精
製標品を得た。本標品の比活性は3.2単位/mgであ
った。
【0024】
【実施例1】テアニンの製造 L−グルタミン7.3mgと塩酸エチルアミン8.1m
gとを含む100mMNaHCO3 −Na2 CO3 (p
H10.0)1mlに、市販のグルタミナーゼ(グルタ
ミナーゼダイワC100、大和化成社製、GGTとして
0.4単位)を添加し、37℃で17時間反応させた。
【0025】得られた反応液を、OPA化処理し、HP
LCにて分析した結果、1.6mgのテアニンの生成が
確認された。
【0026】
【実施例2】テアニンの製造 L−グルタミン150mgと塩酸エチルアミン1200
mgとを400mMNaHCO3 −Na2 CO3 (pH
10.0)1.5mlに溶解し、液のpHを20%(w
/v)NaOHにて10.0に調節した後、水を加えて
全量を3mlとした。上記液に市販のグルタミナーゼ
(グルタミナーゼダイワC100、大和化成社製、GG
Tとして10単位)を添加し、37℃で180分間反応
させて、テアニンを製造した。
【0027】得られた反応液中のテアニン量はHPLC
分析の結果108mgであった。
【0028】
【実施例3】テアニン合成における最適pH 50mM L−グルタミン及び100mM塩酸エチルア
ミンを含む100mMの各種pHの緩衝液に、市販のグ
ルタミナーゼ(グルタミナーゼダイワC100、大和化
成社製)を添加し、37℃で反応を開始した。反応開始
後17時間目にサンプリングを行い、生成したテアニン
をHPLCにより定量した。尚、使用した緩衝液はpH
7.25〜9.0がトリス−塩酸、pH10.0〜1
0.6がホウ砂−Na2 CO3 、pH11.1がNaH
PO4 −NaOHであった。
【0029】得られた結果を図1(縦軸;ピーク面積
(1×10-4)、横軸;pH)に示す。
【0030】
【実施例4】アクセプター特異性 2.5mM L−γ−グルタミル−P−ニトロアニリ
ド、各種濃度のアクセプター及び100mMトリス−塩
酸(pH8.5)からなる混合液に、市販のグルタミナ
ーゼ(グルタミナーゼダイワC100、大和化成社製、
GGTとして0.025〜0.05単位)を添加し(最
終液量1ml)、37℃で反応を開始した。15分後、
1.5N酢酸2mlを反応液に加え、反応を停止し、4
10nmにおける吸光度を測定した。
【0031】各種アクセプターを用いた時の酵素の相対
活性を、Gly−Glyをアクセプターとした時の値を
100として、表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【実施例5】酵素濃度の影響 200mMホウ砂−Na2 CO3 (pH9.7)、0.
282ML−グルタミン及び3.97M塩酸エチルアミ
ンからなる基質混合液に、各濃度で市販のグルタミナー
ゼ(グルタミナーゼダイワC100、大和化成社製)を
添加し、37℃で2時間と18.5時間反応を行った
後、生成したテアニンをHPLCにより分析した。得ら
れた結果を表2に示す。
【0034】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例3におけるテアニン合成に与えるpH影
響で示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】γ−グルタミルトランスペプチダーゼ活性
    を有する酵素の存在下に、L−γ−グルタミル基を有す
    る化合物と低級アルキルアミンもしくはその塩とを反応
    させてL−γ−グルタミル低級アルキルアミドを得るこ
    とを特徴とするL−γ−グルタミル低級アルキルアミド
    の製造方法。
  2. 【請求項2】γ−グルタミルトランスペプチダーゼ活性
    を有する酵素が、バチルス属由来のものである請求項1
    に記載の方法。
  3. 【請求項3】γ−グルタミル低級アルキルアミドがテア
    ニンである請求項1に記載の方法。
JP4089199A 1992-04-10 1992-04-10 L−γ−グルタミル低級アルキルアミドの製造方法 Pending JPH05284983A (ja)

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Cited By (3)

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