JPH07250697A - New production of cephalosporin derivative having optically active side chain ester - Google Patents
New production of cephalosporin derivative having optically active side chain esterInfo
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- JPH07250697A JPH07250697A JP4585994A JP4585994A JPH07250697A JP H07250697 A JPH07250697 A JP H07250697A JP 4585994 A JP4585994 A JP 4585994A JP 4585994 A JP4585994 A JP 4585994A JP H07250697 A JPH07250697 A JP H07250697A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、酵素的不斉加水分解反
応により抗菌剤として有用な4位に光学活性な側鎖エス
テルを有するセファロスポリン誘導体の製造法に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a process for producing a cephalosporin derivative having an optically active side chain ester at the 4-position, which is useful as an antibacterial agent by an enzymatic asymmetric hydrolysis reaction.
【0002】[0002]
【従来の技術】セファロスポリン誘導体の4位エステル
のジアステレオマー混合物より光学活性な側鎖エステル
を有するセファロスポリン誘導体を得る方法としては、
カラムクロマトグラフィーもしくはジアステレオマー混
合物の結晶化等の物理化学的分離技術が知られている
(特開平5−178861号公報)。As a method for obtaining a cephalosporin derivative having an optically active side chain ester from a diastereomeric mixture of 4-position esters of a cephalosporin derivative,
Physicochemical separation techniques such as column chromatography or crystallization of a mixture of diastereomers are known (Japanese Patent Laid-Open No. 178861/1993).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公知の方法では、大量合成を行う際には、反応の操作
性、収率および経済性等に問題があり、より効率よく簡
便に製造する方法が求められている。However, in the above-mentioned known method, there are problems in operability of reaction, yield and economical efficiency when performing large-scale synthesis, and a more efficient and convenient method for production. Is required.
【0004】[0004]
【発明を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
近年有機合成に微生物あるいは酵素を利用した反応を利
用する試みが盛んに行われ、特に医薬品およびその合成
中間体のような化学構造が複雑で、しかも光学活性な化
合物を得ることが必要な場合には、酵素の有する高い立
体選択性を利用する方法は非常に有効な方法であること
に着目し、上記の欠点を解決すべく種々研究を続けた結
果、ある特定の酵素源が、後記一般式(2)で表される
化合物の4位エステルのジアステレオマー混合物を不斉
加水分解する能力を有する作用を有することを見出し、
本発明を完成させたものである。Therefore, the present inventors have
In recent years, many attempts have been made to utilize reactions utilizing microorganisms or enzymes for organic synthesis, especially when it is necessary to obtain optically active compounds with complicated chemical structures such as pharmaceuticals and their synthetic intermediates. Paying attention to the fact that the method utilizing the high stereoselectivity of the enzyme is a very effective method, and as a result of continuing various studies to solve the above-mentioned drawbacks, a specific enzyme source was It was found that the compound represented by (2) has an action of asymmetrically hydrolyzing a diastereomeric mixture of 4-position esters of the compound,
The present invention has been completed.
【0005】すなわち、本発明は、一般式(2)That is, the present invention has the general formula (2)
【0006】[0006]
【化3】 [Chemical 3]
【0007】(式中、R1 は水素原子またはアシル基、
R2 は低級アルキル基、R3 は低級アルキル基、シクロ
アルキル基、アラルキル基または置換基を有していても
よいフェニル基、Xは酸素原子または単結合を示し、Y
は反応に関与しない基を示す)で表される化合物の4位
エステルのジアステレオマー混合物に水性媒体中一般式
(2)で表される化合物の4位エステルのジアステレオ
マー混合物を不斉加水分解する能力を有する酵素または
その含有物を作用させることを特徴とする一般式(1)(Wherein R 1 is a hydrogen atom or an acyl group,
R 2 is a lower alkyl group, R 3 is a lower alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an optionally substituted phenyl group, X is an oxygen atom or a single bond, and Y is
Represents a group not involved in the reaction), and the diastereomer mixture of the 4-position ester of the compound represented by the general formula (2) is asymmetrically hydrolyzed to the diastereomer mixture of the 4-position ester of the compound represented by the general formula (2). A general formula (1) characterized in that an enzyme having the ability to decompose or a substance containing the same is allowed to act.
【0008】[0008]
【化4】 [Chemical 4]
【0009】(式中、*Cは不斉炭素原子を示し、
R1 、R2 、R3 、XおよびYは前記と同じ意味を有す
る)で表される光学活性な側鎖エステルを有するセファ
ロスポリン誘導体の製造法を提供するものである。(In the formula, * C represents an asymmetric carbon atom,
R 1 , R 2 , R 3 , X and Y have the same meanings as described above), and a method for producing a cephalosporin derivative having an optically active side chain ester represented by the above.
【0010】一般式(2)において定義される基R1 と
しては水素原子またはアシル基が示される。このアシル
基としては、脂肪族アシル、芳香族アシルおよび複素環
アシル等のアシル基が挙げられる。脂肪族アシル基とし
ては、例えばホルミル、アセチル、サクシニル、ヘキサ
ノイル、ヘプタノイル、ステアロイル基等のアルカノイ
ル基、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−
ブトキシカルボニル、t−ペンチルオキシカルボニル、
ヘプチルオキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル
基、メタンスルホニル、エタンスルホニル、ヘプタンス
ルホニル基等のアルカンスルホニル基が挙げられる。As the group R 1 defined in the general formula (2), a hydrogen atom or an acyl group is shown. Examples of this acyl group include acyl groups such as aliphatic acyl, aromatic acyl and heterocyclic acyl. Examples of the aliphatic acyl group include alkanoyl groups such as formyl, acetyl, succinyl, hexanoyl, heptanoyl and stearoyl groups, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl and t-.
Butoxycarbonyl, t-pentyloxycarbonyl,
Examples thereof include an alkoxycarbonyl group such as a heptyloxycarbonyl group and an alkanesulfonyl group such as methanesulfonyl, ethanesulfonyl, and heptanesulfonyl group.
【0011】芳香族アシル基としては、例えばベンゾイ
ル、トルオイル、ナフトイル等のアロイル基、フェニル
アセチル、フェニルプロピオニル基等のアリール(低
級)アルカノイル基、フェノキシカルボニル、ナフトキ
シカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基、フェ
ノキシアセチル、フェノキシプロピオニル基等のアリー
ルオキシ(低級)アルカノイル基、フェニルグリオキシ
ロイル、ナフチルグリオキシロイル基等のアリールグリ
オキシロイル基、ベンジルオキシカルボニル、ジフェニ
ルメトキシカルボニル基等のアリール(低級)アルコキ
シカルボニル基、ベンゼンスルホニル、p−トルエンス
ルホニル基等のベンゼンスルホニル基等が挙げられる。Examples of the aromatic acyl group include aroyl groups such as benzoyl, toluoyl and naphthoyl, aryl (lower) alkanoyl groups such as phenylacetyl and phenylpropionyl groups, aryloxycarbonyl groups such as phenoxycarbonyl and naphthoxycarbonyl groups, Aryloxy (lower) alkanoyl group such as phenoxyacetyl, phenoxypropionyl group, arylglyoxyloyl group such as phenylglyoxyloyl, naphthylglyoxyloyl group, aryl (lower) alkoxycarbonyl such as benzyloxycarbonyl, diphenylmethoxycarbonyl group And benzenesulfonyl groups such as benzenesulfonyl and p-toluenesulfonyl groups.
【0012】複素環アシル基としては、複素環カルボニ
ル基および複素環(低級)アルカノイル基が挙げられ
る。上記の複素環部分としては、窒素原子、硫黄原子お
よび酸素原子等から選ばれた少なくとも1つの複素原子
を含む飽和もしくは不飽和の3〜8員単環または多環複
素環式基が挙げられる。好ましいものとしては、例えば
チアゾリル基、イソチアゾリル基、1,2,3−チアジ
アゾリル、1,2,4−チアジアゾリル、1,3,4−
チアジアゾリル、1,2,5−チアジアゾリル等のチア
ジアゾリル基、ジヒドロチアジアジニル基等の複素原子
として1〜2個の硫黄原子および1〜3個の窒素原子を
有する5〜6員不飽和単環複素環式基、チエニル基、ジ
ヒドロジチイニル基、ジヒドロジチオニル基等の複素原
子として1〜2個の硫黄原子を有する5〜6員不飽和単
環複素環式基、フリル基、ピラニル基等の複素原子とし
て1〜2個の酸素原子を有する5〜6員不飽和単環複素
環式基、ピリジル基、ジヒドロピリジル基、ピリミジル
基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、テトラゾリル基等
の複素原子として1〜4個の窒素原子を有する5〜6員
不飽和単環複素環式基等が挙げられる。また、低級アル
カノイル部分としては、アセチル基、プロピオニル基等
のアルカノイル基が挙げられる。Examples of the heterocyclic acyl group include a heterocyclic carbonyl group and a heterocyclic (lower) alkanoyl group. Examples of the heterocyclic moiety include a saturated or unsaturated 3- to 8-membered monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from nitrogen atom, sulfur atom, oxygen atom and the like. Preferred are, for example, thiazolyl group, isothiazolyl group, 1,2,3-thiadiazolyl, 1,2,4-thiadiazolyl, 1,3,4-
Thiadiazolyl, 1,2,5-thiadiazolyl and other thiadiazolyl groups, dihydrothiadiazinyl and other 5 to 6 membered unsaturated monocyclic heterocycles having 1 to 2 sulfur atoms and 1 to 3 nitrogen atoms as heteroatoms 5- to 6-membered unsaturated monocyclic heterocyclic groups having 1-2 sulfur atoms as hetero atoms such as cyclic groups, thienyl groups, dihydrodithynyl groups, dihydrodithionyl groups, furyl groups, pyranyl groups, etc. 5 to 6-membered unsaturated monocyclic heterocyclic group having 1 to 2 oxygen atoms as a heteroatom, pyridyl group, dihydropyridyl group, pyrimidyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, tetrazolyl group, etc. Examples include 5- to 6-membered unsaturated monocyclic heterocyclic groups having 4 to 4 nitrogen atoms. Further, examples of the lower alkanoyl moiety include alkanoyl groups such as acetyl group and propionyl group.
【0013】上記のアシル部分は、さらに、例えばメチ
ル、エチル等の低級アルキル基、メトキシ、エトキシ、
プロポキシ等の低級アルコキシ基、メチルチオ、エチル
チオ等の低級アルキルチオ基、塩素原子、臭素原子、弗
素原子等のハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ
基、イミノ基、オキソ基、カルボキシル基、式=N−O
−R4 (式中、R4 は水素原子、メチル、エチル、プロ
ピル、イソプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなど
の低級アルキル基、ビニル、アリル、2−ブテニル等の
低級アルケニル基、エチニル、2−プロピニル等の低級
アルキニル基、メトキシカルボニルメチル、エトキシカ
ルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、t−ブ
トキシカルボニルメチル、1−t−ブトキシカルボニル
エチル等の低級アルコキシカルボニル(低級)アルキル
基のような保護されたカルボキシ(低級)アルキル基、
カルボキシメチル、カルボキシエチル等のカルボキシ
(低級)アルキル基等を示す)で表される基等のような
適当な置換基を有していてもよい。The above-mentioned acyl moiety may be a lower alkyl group such as methyl or ethyl, methoxy, ethoxy,
Lower alkoxy group such as propoxy, lower alkylthio group such as methylthio and ethylthio, halogen atom such as chlorine atom, bromine atom and fluorine atom, amino group, cyano group, nitro group, imino group, oxo group, carboxyl group, formula = N -O
-R 4 (In the formula, R 4 is a hydrogen atom, a lower alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, pentyl and hexyl, a lower alkenyl group such as vinyl, allyl and 2-butenyl, ethynyl and 2-propynyl. Lower alkynyl groups such as methoxycarbonylmethyl, ethoxycarbonylmethyl, propoxycarbonylmethyl, t-butoxycarbonylmethyl, 1-t-butoxycarbonylethyl, protected alkoxy groups such as lower alkoxycarbonyl (lower) alkyl groups such as lower alkoxycarbonyl (lower) alkyl groups. ) An alkyl group,
It may have an appropriate substituent such as a group represented by carboxy (lower) alkyl group such as carboxymethyl, carboxyethyl and the like.
【0014】上記の如く定義されるアシル基のより好ま
しい例としては、下記式More preferred examples of the acyl group defined as above include the following formula
【0015】[0015]
【化5】 [Chemical 5]
【0016】(式中、R41は水素原子または低級アルキ
ル基を示す)で表される基が挙げられる。(In the formula, R 41 represents a hydrogen atom or a lower alkyl group).
【0017】一般式(2)において定義される基R2 と
しては低級アルキル基が示される。例えば、メチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル等
の直鎖もしくは分鎖状の低級アルキル基が挙げられる。A lower alkyl group is shown as the group R 2 defined in the general formula (2). Examples thereof include linear or branched lower alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl and isobutyl.
【0018】一般式(2)において定義される基R3 と
しては低級アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル
基または置換基を有していてもよいフェニル基が示され
る。上記の低級アルキル基としては、例えば、メチル、
エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチ
ル、t−ブチル等の直鎖もしくは分鎖状の炭素数1〜6
個のアルキル基が挙げられる。シクロアルキル基として
は、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル基等の炭素
数3〜8個のシクロアルキル基が挙げられる。アラルキ
ル基としては、例えばベンジル、2−フェニルエチル、
2−フェニルプロピル等のフェニル−炭素数1〜4個の
低級アルキル基が挙げられる。置換基を有していてもよ
いフェニル基である場合の置換基としては、塩素原子、
臭素原子等のハロゲン原子、メチル、エチル等の低級ア
ルキル基、メトキシ、エトキシ等の低級アルコキシ基、
カルボキシル基、低級アルコキシカルボニル基、シアノ
基、ニトロ基等が挙げられる。上記基R3 は基X(式
中、Xは酸素原子または単結合を示す)を介して−O−
CO−のCOに結合する。The group R 3 defined in the general formula (2) is a lower alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or a phenyl group which may have a substituent. Examples of the above lower alkyl group include methyl,
Linear or branched C1-C6 such as ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl
Alkyl groups. Examples of the cycloalkyl group include cycloalkyl groups having 3 to 8 carbon atoms such as cyclopentyl and cyclohexyl groups. Examples of the aralkyl group include benzyl, 2-phenylethyl,
Examples include phenyl-lower alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as 2-phenylpropyl. As the substituent in the case of a phenyl group which may have a substituent, a chlorine atom,
Halogen atom such as bromine atom, lower alkyl group such as methyl and ethyl, lower alkoxy group such as methoxy and ethoxy,
Examples thereof include a carboxyl group, a lower alkoxycarbonyl group, a cyano group and a nitro group. The above group R 3 is —O— via a group X (wherein X represents an oxygen atom or a single bond).
It binds to CO of CO-.
【0019】一般式(2)において定義される基Yは反
応に関与しない基が示される。反応に関与しない基と
は、本法の反応に関与せず、且つ実質的に反応を妨げな
い基を意味する。例えば、水素原子、水酸基、メトキシ
メチル基、低級アルキル基で置換されていてもよいカル
バモイルオキシメチル基、適当な置換基で置換されてい
てもよい複素環チオメチル基等が挙げられる。The group Y defined in the general formula (2) is a group which does not participate in the reaction. The group that does not participate in the reaction means a group that does not participate in the reaction of the present method and does not substantially interfere with the reaction. Examples thereof include a hydrogen atom, a hydroxyl group, a methoxymethyl group, a carbamoyloxymethyl group which may be substituted with a lower alkyl group, and a heterocyclic thiomethyl group which may be substituted with an appropriate substituent.
【0020】一般式(2)で表される化合物の4位エス
テルのジアステレオマーの混合物〔以下、単に「化合物
(2)」と称する〕のうち、最適な化合物の一例として
は、(6R,7R)−7−アミノ−3−メトキシメチル
−3−セフェム−4−カルボン酸ピバロイルオキシエチ
ルエステル、7β−[2−(2−アミノチアゾール−4
ーイル)−(Z)−2−(メトキシイミノ)アセタミ
ド]−3−メトキシメチル−3−セフェム−4−カルボ
ン酸イソプロポキシカルボニルオキシエチルエステル、
7−[(Z)−2−(2−フリル)−2−メトキシイミ
ノアセタミド]−3−カルバモイルオキシメチル−3−
セフェム−4−カルボン酸アセトキシエチルエステル、
7β−[2−(2−アミノチアゾール−4ーイル)アセ
タミド]−3−[[[1−(2−ジメチルアミノエチ
ル)−1H−テトラゾール−5−イル]チオ]メチル]
−3−セフェム−4−カルボン酸シクロヘキシルオキシ
カルボニルオキシエチルエステル等が挙げられる。これ
らの製法は特開昭58−189186号公報、特開昭5
9−190995号公報、特開平1−249778号公
報等に記載されている。Of the mixture of diastereomers of 4-position ester of the compound represented by the general formula (2) [hereinafter, simply referred to as "compound (2)"], one example of the optimum compound is (6R, 7R) -7-Amino-3-methoxymethyl-3-cephem-4-carboxylic acid pivaloyloxyethyl ester, 7β- [2- (2-aminothiazole-4
-(Z) -2- (methoxyimino) acetamide] -3-methoxymethyl-3-cephem-4-carboxylic acid isopropoxycarbonyloxyethyl ester,
7-[(Z) -2- (2-furyl) -2-methoxyiminoacetamide] -3-carbamoyloxymethyl-3-
Cephem-4-carboxylic acid acetoxyethyl ester,
7β- [2- (2-Aminothiazol-4-yl) acetamido] -3-[[[1- (2-dimethylaminoethyl) -1H-tetrazol-5-yl] thio] methyl]
-3-Cephem-4-carboxylic acid cyclohexyloxycarbonyloxyethyl ester and the like can be mentioned. These production methods are described in JP-A-58-189186 and JP-A-5-189186.
9-190995, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-249778, and the like.
【0021】本発明においては、化合物(2)に水性媒
体中一般式(2)で表される化合物の4位エステルのジ
アステレオマー混合物を不斉加水分解する能力を有する
酵素またはその含有物を作用させ不斉加水分解反応さ
せ、その反応混合物から生成物および未反応物とを各々
分離採取することにより、目的の一般式(1)で表され
る光学活性な側鎖エステルを有するセファロスポリン誘
導体〔以下、単に「目的化合物(1)」と称する〕が得
られる。In the present invention, the compound (2) contains an enzyme having an ability to asymmetrically hydrolyze a diastereomeric mixture of 4-position esters of the compound represented by the general formula (2) in an aqueous medium or a substance containing the enzyme. Acephalosporin having an optically active side chain ester represented by the general formula (1) of interest is obtained by allowing the reaction mixture to undergo an asymmetric hydrolysis reaction and separating and collecting a product and an unreacted product from the reaction mixture. A derivative [hereinafter, simply referred to as "target compound (1)"] is obtained.
【0022】上記の不斉加水分解反応に使用する酵素源
としては、一般式(2)で表される化合物の4位エステ
ルのジアステレオマー混合物を不斉加水分解する能力を
有する酵素〔以下、単に「不斉加水分解酵素」と称する
ことがある〕またはその含有物が挙げられる。不斉加水
分解酵素とは、該酵素自体を指し、実質的に精製された
形態をいうが、例えば、リパーゼ、エステラーゼ等の酵
素活性を有する酵素が挙げられる。不斉加水分解酵素の
含有物とは、該酵素活性を有するものであれば、いずれ
の形態でもよく、例えば、不斉加水分解酵素生産菌の培
養物、培養濾液、培養濾液から分離した粗酵素剤、菌
体、菌体破砕物、菌体破砕物から分離抽出した粗酵素
剤、該酵素を支持体に固定化した固定化酵素等が挙げら
れる。As the enzyme source used in the above asymmetric hydrolysis reaction, an enzyme having the ability to asymmetrically hydrolyze a diastereomeric mixture of 4-position ester of the compound represented by the general formula (2) It may be simply referred to as "asymmetric hydrolase"] or its inclusion. The asymmetric hydrolase refers to the enzyme itself and is in a substantially purified form, and examples thereof include enzymes having enzymatic activity such as lipase and esterase. The content of the asymmetric hydrolase may be in any form as long as it has the enzyme activity, for example, a culture of an asymmetric hydrolase-producing bacterium, a culture filtrate, and a crude enzyme separated from the culture filtrate. Examples thereof include agents, bacterial cells, crushed bacterial cells, crude enzyme agents separated and extracted from crushed bacterial cells, immobilized enzymes in which the enzyme is immobilized on a support, and the like.
【0023】不斉加水分解酵素の具体例としては、市販
酵素としてモノグリセライドリパーゼ(バチルス属由
来、旭化成工業社製)、コレステロールエステラーゼ
(膵臓由来、オリエンタル酵母社製)等が挙げられる。
また、本発明者らにより新たに見出された新規なエステ
ラーゼであるエステラーゼMSを挙げることができる。Specific examples of the asymmetric hydrolase include monoglyceride lipase (derived from Bacillus, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) and cholesterol esterase (derived from pancreas, manufactured by Oriental Yeast) as commercially available enzymes.
Also, esterase MS, which is a novel esterase newly discovered by the present inventors, can be mentioned.
【0024】エステラーゼMSは、次の酵素学的性質を
有する。 (1)作用 本酵素は少なくとも下記の反応に示す通り、化合物Aよ
り化合物Bを生成する反応を触媒する。Esterase MS has the following enzymatic properties: (1) Action At least as shown in the following reaction, the present enzyme catalyzes the reaction of forming the compound B from the compound A.
【0025】[0025]
【化6】 [Chemical 6]
【0026】(式中、*Cは不斉炭素原子を示し、
(R)は絶対配置がR配置であることを示す)(In the formula, * C represents an asymmetric carbon atom,
(R) indicates that the absolute configuration is R configuration)
【0027】(2)基質特異性 式(2) Substrate specificity formula
【0028】[0028]
【化7】 [Chemical 7]
【0029】で表される化合物Cの4位エステルのジア
ステレオマー混合物5mMを含む10%メタノール/
0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)に種々の酵素を添
加し、32℃で2時間反応を行った後、残存する基質量
を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて測定し
た。HPLC分析条件は、下記の酵素活性の測定法にお
いて示すHPLC分析条件で定量を行った(流速1ml
/分のときのR体およびS体の保持時間は、各々16
分、17.9分)。結果は表1の通りである。10% methanol containing 5 mM diastereomer mixture of 4-position ester of compound C
Various enzymes were added to 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0), the reaction was carried out at 32 ° C. for 2 hours, and the mass of the remaining group was measured by high performance liquid chromatography (HPLC). The HPLC analysis conditions were quantified under the HPLC analysis conditions shown in the following enzyme activity measurement method (flow rate: 1 ml).
The retention time of R body and S body at 16 / min is 16
Minutes, 17.9 minutes). The results are shown in Table 1.
【0030】[0030]
【表1】 [Table 1]
【0031】以上の測定結果から、エステラーゼMSは
化合物Cのジアステレオマー混合物よりR体のみを特異
的に加水分解してS体を生成せしめるという基質特異性
を有する。また、エステラーゼMSは4−ニトロフェニ
ルアセテートおよびα−ナフチルアセテートにも作用す
る。From the above measurement results, esterase MS has a substrate specificity of specifically hydrolyzing only the R isomer from the diastereomeric mixture of compound C to produce the S isomer. Esterase MS also acts on 4-nitrophenyl acetate and α-naphthyl acetate.
【0032】(3)酵素活性の測定法 化合物Aを20mM含むメタノール溶液0.1mlに
0.25Mリン酸緩衝液(pH8.0)0.4mlを加
え、30℃に加温した後、これに酵素溶液0.5mlを
混合し、30℃で30分間反応させる。反応液にメタノ
ール1mlを加えて反応を停止させ、遠心分離およびメ
ンブラン濾過により固形物を除去した後、生成した化合
物AをHPLCにより定量し、酵素活性を求める。(3) Method for measuring enzyme activity 0.4 ml of 0.25M phosphate buffer (pH 8.0) was added to 0.1 ml of a methanol solution containing 20 mM of Compound A, and the mixture was heated to 30 ° C. and then added thereto. 0.5 ml of the enzyme solution is mixed and reacted at 30 ° C. for 30 minutes. The reaction is stopped by adding 1 ml of methanol to the reaction solution, the solid matter is removed by centrifugation and membrane filtration, and the produced compound A is quantified by HPLC to determine the enzyme activity.
【0033】酵素活性の表示は、上記の酵素反応条件下
で1分間に1μMの化合物Bを生成する酵素量を1単位
とする。HPLC分析条件は次の通りである。 カラム;イナートシルODS−2 4.6×150mm
(GLサイエンス社製) 移動層;5mMテトラブチルアンモニウム ブロマイド
を含む0.02Mリン酸ナトリウム/メタノール=4
0:60の混合液 検出波長;254nmThe enzyme activity is expressed by using 1 unit of the amount of enzyme that produces 1 μM of compound B in 1 minute under the above-mentioned enzyme reaction conditions. The HPLC analysis conditions are as follows. Column; inert sill ODS-2 4.6 x 150 mm
(GL Science) Moving layer: 0.02 M sodium phosphate / methanol containing 5 mM tetrabutylammonium bromide = 4
0:60 mixed solution Detection wavelength: 254 nm
【0034】(4)至適pH 前記活性測定における緩衝液として下記の各種pHの緩
衝液を用いて、本酵素の活性に及ぼすpHの影響を調べ
た結果、本酵素の至適pHはpH8付近と認められた。 pH3〜6;クエン酸緩衝液 pH6〜8;リン酸緩衝液 pH7〜9;トリス−塩酸緩衝液 pH9〜10;グリシン緩衝液(4) Optimum pH As a result of examining the effect of pH on the activity of the present enzyme using the following buffer solutions having various pH as the buffer for the activity measurement, the optimum pH of the present enzyme is around pH 8. Was recognized. pH 3 to 6; citrate buffer pH 6 to 8; phosphate buffer pH 7 to 9; Tris-hydrochloric acid buffer pH 9 to 10; glycine buffer
【0035】(5)pH安定性 上記の各種pHの緩衝液にて50℃、30分間加熱した
後、本酵素の活性を前記活性測定法に従って測定してp
Hの影響を調べた結果、本酵素はpH6〜8で安定であ
る。(5) pH stability After heating at 50 ° C. for 30 minutes in the above-mentioned buffer solutions having various pH values, the activity of the present enzyme was measured according to the above-mentioned activity measuring method, and p
As a result of examining the effect of H, this enzyme is stable at pH 6 to 8.
【0036】(6)至適温度 0.1Mリン酸緩衝液(pH8.0)で前記活性測定法
における反応液および方法を用いて種々の温度における
影響を調べた結果、本酵素の至適温度は40℃付近であ
ると認められる。(6) Optimum temperature As a result of investigating the influence at various temperatures using the reaction solution and method in the above-mentioned activity measuring method with 0.1 M phosphate buffer (pH 8.0), the optimum temperature of this enzyme was found. Is recognized to be around 40 ° C.
【0037】(7)熱安定性 酵素溶液(pH8)を5〜70℃の各温度で1時間処理
した後、前記酵素活性測定法に従ってその残存活性を測
定した結果、本酵素の熱安定性はpH8において45℃
付近まで安定であることが認められた。(7) Thermostability The enzyme solution (pH 8) was treated at each temperature of 5 to 70 ° C. for 1 hour, and its residual activity was measured according to the above-mentioned enzyme activity measuring method. 45 ° C at pH 8
It was confirmed to be stable up to the vicinity.
【0038】(8)金属イオンの影響 前記酵素活性測定法において、各種金属塩を10mM添
加し、酵素活性を測定した結果、本酵素はCu--、Fe
--、Fe--- で50%以上の阻害が見られるが、M
n--、Mg--、Zn--、Ni--、Ca--、Ba--および
Co--では80%以上の活性が残存していた。[0038] (8) the influence the enzymatic activity assay of metal ions, various metal salts was added 10 mM, the results of measurement of the enzyme activity, the enzyme Cu -, Fe
- , Fe --- shows 50% or more inhibition, but M
n -, Mg -, Zn - , Ni -, Ca -, Ba - and Co - At least 80% of the activity remained.
【0039】(9)分子量約50000ダルトン〔プロ
テインパック300(ウォーターズ社製)を用いるゲル
濾過法により測定〕(9) Molecular weight of about 50,000 daltons (measured by gel filtration method using Protein Pack 300 (manufactured by Waters))
【0040】上記の酵素学的性質の観察から、エステラ
ーゼMSは、既知のエステラーゼおよびリパーゼと比較
して非常に特異な性質、特に化合物Cのジアステレオマ
ー混合物よりR体のみを特異的に加水分解してS体を生
成せしめるという特異的な性質を有する新規酵素であ
る。From the observation of the above-mentioned enzymatic properties, esterase MS has a very specific property as compared with known esterases and lipases, in particular, only the R-form is specifically hydrolyzed from the diastereomeric mixture of compound C. It is a novel enzyme that has the unique property of producing S-form.
【0041】本エステラーゼMSを製造するには、スフ
ィンゴモナス属に属するエステラーゼMS生産菌を培地
に培養し、培養物より該エステラーゼMSを採取すれば
よい。該エステラーゼMS生産菌としては、例えば、本
発明者らにより新たに土壌から分離されたスフィンゴモ
ナス・エスピー(Sphingomonas sp.)
No.AS−013を用いるのが好適である。本菌株の
菌学的性質は次の通りである。To produce the esterase MS of the present invention, an esterase MS-producing bacterium belonging to the genus Sphingomonas may be cultured in a medium and the esterase MS may be collected from the culture. Examples of the esterase MS-producing bacterium include, for example, Sphingomonas sp. Which was newly separated from soil by the present inventors.
No. It is preferred to use AS-013. The mycological properties of this strain are as follows.
【0042】(a)形態 肉汁寒天培地で培養した細胞は0.5〜1.0×3〜5
ミクロンの桿菌であり、周毛性のべん毛で運動する。胞
子は作らず、多形性も示さない。グラム染色性、抗酸性
は共に陰性である。(A) Morphology The cells cultured in the broth agar medium are 0.5 to 1.0 × 3 to 5
It is a micron bacillus that moves with periflagellated flagella. It does not produce spores and does not show polymorphism. Both Gram stainability and acid resistance are negative.
【0043】(b)培養的性質 1)肉汁寒天培養;菌体はクリーム色の円形のコロニー
を作る。遊走性は認められず、拡散性色素の生産も認め
られない。 2)肉汁培養;培地全体が濁り成育する。液面での菌膜
の形成は認められない。(B) Cultural properties 1) Meat broth agar culture: Cells form cream-colored round colonies. No migration is observed and no diffusible dye is produced. 2) Meat culture: The entire medium grows turbid. No pellicle formation was observed on the liquid surface.
【0044】3)肉汁ゼラチン穿刺培養;ゼラチンの液
化は認められない。 4)リトマスミルク培養;顕著な変化は認められない。3) Meat broth gelatin puncture culture; liquefaction of gelatin is not observed. 4) Litmus milk culture; no significant change was observed.
【0045】(c)生理学的性質 1)硝酸塩の還元; 陰性 2)脱窒反応; 陰性 3)MRテスト; 陰性 4)VPテスト; 陰性 5)インドールの生成; 陰性 6)硫化水素の生成; 陰性 7)澱粉の加水分解; 陽性 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窒素源
として利用する 10)色素の生成; なし 11)ウレアーゼ; 陽性 12)オキシダーゼ; 陽性 13)カタラーゼ; 陽性 14)生育温度;15〜37℃でよく生育するが、42
℃では生育しない 15)生育pH;pH6〜8ではよく生育するが、pH
4.5では生育しない 16)嫌気下の増殖;認められない 17)O−Fテスト(ヒューレイフソン法);陰性 18)糖からの酸の生成(指示薬フェノールレッド) ガラクトース + グルコース + アラビノース + フラクトース + キシロース + ラムノース − シュークロース + L−アラビノース + メリビオース + トレハロース + ラクトース + ラフィノース + マンノース + マルトース + セロビオース + メレジトース − アドニトール − イノシトール − マンニトール + ズルシトール − ソルビトール − エリスリトール − サリシン + グリセリン + 澱粉 + 19)β−ガラクトシダーゼ; 陽性 20)エスクリンの分解; 陽性 21)アルギニンの分解; 陰性 22)リジンの脱炭酸反応; 陰性 23)オルニチンの脱炭酸反応; 陰性 24)マロン酸の利用; 陰性 25)Tween80の加水分解; 陽性 26)MacConkey寒天培地生育; なし 27)溶血性; なし 28)ポリミキシンB生育; なし(3
00μg/ml) 29)3%KOHによる溶菌; 陽性(C) Physiological properties 1) Reduction of nitrates; Negative 2) Denitrification reaction; Negative 3) MR test; Negative 4) VP test; Negative 5) Indole formation; Negative 6) Hydrogen sulfide formation; Negative 7) Starch hydrolysis; Positive 8) Utilization of citric acid; Negative 9) Utilization of inorganic nitrogen source; Utilization of ammonium salt as sole nitrogen source 10) Dye formation; None 11) Urease; Positive 12) Oxidase; Positive 13) Catalase; Positive 14) Growth temperature; Grows well at 15 to 37 ° C, but 42
Does not grow at ℃ 15) Growth pH; grows well at pH 6-8, but pH
It does not grow in 4.5 16) Growth under anaerobic condition; not observed 17) OF test (Hurreyson method); Negative 18) Acid production from sugar (indicator phenol red) galactose + glucose + arabinose + fructose + xylose + rhamnose - sucrose + L-arabinose + melibiose + trehalose + lactose + raffinose + mannose + maltose + cellobiose + melezitose - adonitol - inositol - mannitol + dulcitol - sorbitol - erythritol - salicin + glycerol + starch + 19) beta- Galactosidase; Positive 20) Degradation of esculin; Positive 21) Degradation of arginine; Negative 22) Decarboxylation of lysine; Negative 23) Decarboxylation of ornithine; Negative 24) Utilization of malonic acid; Negative 25) Hydrolysis of Tween80; Positive 26) MacConkey agar growth; None 27) Hemolytic; None 28) Polymyxin B growth; None (3
00 μg / ml) 29) Lysis with 3% KOH; positive
【0046】以上の菌学的性質より、本菌株はグラム陰
性好気性桿菌で、胞子を作らず、周毛によって運動する
という形態的特徴を有している。また、本菌株は通常の
ヒューレイフソン試験法によるO−Fテストでは、酸化
・発酵いずれも陰性であるが、指示薬としてクレゾール
レッド、フェノールレッド等を用いると多くの炭水化物
より酸の産生が認められる。また、本菌株は微弱ではあ
るが、炭水化物からの酸産生能を有している。従って、
本菌株の生理学的性質を基にBergy’sManua
l of Systemic Bacteriolog
y,第1巻(1986)、Cowan and Ste
el’s Manual for the Ident
ification of Medical Bact
eria,第3版(1993)に基づいて分類学上の位
置について検索すると、本菌株はスフィンゴモナス・ア
ドヘシバ(Sphingomonas adhaesi
va)に近いと同定されるが、一致する菌種はなかった
ので、取敢えず、本菌株をスフィンゴモナス・エスピー
(Sphingomonas sp.)No.AS−0
13と命名した。本菌株は微工研菌寄第14118号
(FERM P−14118)として、微生物工業技術
研究所に寄託されている。From the above-mentioned mycological characteristics, this strain is a gram-negative aerobic bacillus, and has a morphological characteristic that it does not form spores but moves by pericardium. In addition, this strain is negative in both oxidation and fermentation in the OF test by the usual Hureyfson test method, but when cresol red, phenol red or the like is used as an indicator, production of acid is recognized from many carbohydrates. . Further, this strain has a weak acid-producing ability from a carbohydrate. Therefore,
Based on the physiological properties of this strain, Bergy's Manual
l of Systemic Bacteria
y, Volume 1 (1986), Cowan and Ste.
el's Manual for the Identity
information of Medical Bact
Searching for taxonomic position based on eria, 3rd edition (1993), this strain was found to be Sphingomonas adhaesi (Sphingomonas adhaesi).
va), but there was no matching strain, so this strain was selected as Sphingomonas sp. No. AS-0
It was named 13. This strain has been deposited with the Institute of Microbial Science and Technology as Microorganism Research Institute No. 14118 (FERM P-14118).
【0047】エステラーゼMSの生産に使用されるスフ
ィンゴモナス属に属するエステラーゼMS生産菌として
は、上記のスフィンゴモナス・エスピーNo.AS−0
13はその一例であって、この菌株に限らず、スフィン
ゴモナス属に属し、エステラーゼMSを生産する微生物
であれば、野性株、変異株、または細胞融合もしくは遺
伝子操作法等の遺伝的手法により誘導される組換え株
等、いずれの株でも使用することができる。As the esterase MS-producing bacterium belonging to the genus Sphingomonas used for the production of esterase MS, the above-mentioned Sphingomonas sp. AS-0
13 is an example thereof, and is not limited to this strain, but any microorganism belonging to the genus Sphingomonas and producing esterase MS can be induced by a wild strain, a mutant strain, or a genetic method such as cell fusion or gene manipulation method. Any strain can be used, including recombinant strains.
【0048】エステラーゼMSを製造するには、先ずエ
ステラーゼMS生産菌を適当な培地で培養される。培養
の形態は、通常液体培地で通気攪拌培養するのが望まし
い。培地の栄養源としては、微生物の培養に通常使用さ
れるものが広く使用することができる。炭素源としては
同化可能な炭素化合物であればよく、例えばマルトー
ス、ラクトース等の糖類、窒素源としては利用可能な窒
素化合物であればよく、例えばペプトン、肉エキス、酵
母エキス、蛋白質加水分解物、硫酸アンモニウム等が使
用でき、その他無機塩、微量金属塩、ビタミン類等が必
要に応じて適宜使用される。To produce esterase MS, the esterase MS-producing bacterium is first cultivated in an appropriate medium. Regarding the form of culture, it is usually desirable to carry out aeration stirring culture in a liquid medium. As the nutrient source of the medium, those usually used for culturing microorganisms can be widely used. The carbon source may be any assimilable carbon compound, for example, maltose, saccharides such as lactose, a nitrogen compound that can be used as the nitrogen source, such as peptone, meat extract, yeast extract, protein hydrolyzate, Ammonium sulfate and the like can be used, and other inorganic salts, trace metal salts, vitamins and the like can be used as needed.
【0049】上記微生物の培養は、常法によればよく、
エステラーゼMS生産菌が生育し、本エステラーゼMS
を生産する範囲内で適宜変更し得るが、通常20〜32
℃、pH6〜8の範囲で好気的に1〜3日間培養すれば
よい。Cultivation of the above microorganisms may be carried out by a conventional method,
The esterase MS producing bacterium grows, and the esterase MS is produced.
Can be appropriately changed within the production range, but usually 20 to 32
It may be aerobically cultured for 1 to 3 days at a temperature of 6 ° C and a pH of 6 to 8.
【0050】かくして得られた培養物から本エステラー
ゼMSを採取するのであるが、本エステラーゼMSは、
通常、菌体内に含有されるので、得られた培養物から濾
過または遠心分離等の手段により集菌した菌体を機械的
破砕手段やリゾチーム等の酵素的破壊手段等の菌体処理
手段により菌体破砕物とし、これから公知の酵素を分離
・精製する手段を使用して、目的のエステラーゼMSを
種々の精製段階の酵素製剤を得ることができる。The esterase MS of the present invention is collected from the thus obtained culture.
Usually, since it is contained in the microbial cells, the microbial cells collected from the obtained culture by means such as filtration or centrifugation are subjected to microbial treatment by means such as mechanical disruption means or enzymatic destruction means such as lysozyme. An enzyme preparation of the target esterase MS at various purification stages can be obtained by using a crushed body and using known means for separating and purifying a known enzyme.
【0051】本発明の不斉加水分解反応は、水性媒体中
前記化合物(2)と不斉加水分解酵素またはその含有物
を混合し、攪拌または振盪することにより行われる。水
性媒体としては、水、水とメタノール、エタノール、ア
セトニトリル等の水と自由に混和できる有機溶媒との混
合物が挙げられる。上記の不斉加水分解反応の反応温度
は10〜40℃、好ましくは20〜30℃の範囲で、反
応pHは7〜8の範囲で行うのが好ましい。反応時間は
基質濃度、不斉加水分解酵素またはその含有物の濃度な
らびにその他の反応条件等により左右されるが、反応経
過を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等により
追跡できるので、目的化合物(1)が最大に生成される
のを待って適宜反応を終了すればよいが、通常は1〜2
時間程度で終了するように反応条件を設定するのが好ま
しい。The asymmetric hydrolysis reaction of the present invention is carried out by mixing the compound (2) with an asymmetric hydrolase or a substance containing the same in an aqueous medium and stirring or shaking. Examples of the aqueous medium include water, and a mixture of water and an organic solvent which is freely miscible with water, such as methanol, ethanol and acetonitrile. The asymmetric hydrolysis reaction is carried out at a reaction temperature of 10 to 40 ° C., preferably 20 to 30 ° C., and a reaction pH of 7 to 8. The reaction time depends on the substrate concentration, the concentration of the asymmetric hydrolase or the content thereof, and other reaction conditions, but the reaction progress can be traced by high performance liquid chromatography (HPLC), etc. The reaction may be appropriately terminated after waiting until the maximum is produced, but usually 1-2
It is preferable to set the reaction conditions so that the reaction is completed in about time.
【0052】上記の不斉加水分解反応においては、不斉
加水分解によって生成する一般式(3)In the above asymmetric hydrolysis reaction, the general formula (3) produced by asymmetric hydrolysis is used.
【0053】[0053]
【化8】 [Chemical 8]
【0054】(式中、R1 およびYは前記と同じ意味を
有する)で表されるカルボン酸を中和し、反応液のpH
を一定に保つためにリン酸ナトリウム、リン酸カリウム
などの無機塩の緩衝液の使用もしくは水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等の塩基を添加することが望まし
い。The carboxylic acid represented by the formula (wherein R 1 and Y have the same meanings as described above) is neutralized, and the pH of the reaction solution is adjusted.
It is desirable to use a buffer solution of an inorganic salt such as sodium phosphate or potassium phosphate or to add a base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide in order to keep the concentration constant.
【0055】反応液中の基質濃度は特に制限するもので
はないが、通常は0.1〜10(W/V)%程度が好ま
しい。不斉加水分解酵素またはその含有物は、通常、基
質の重量に対して0.1〜50(W)%程度で使用され
る。この際、基質である化合物(2)を反応液中によく
分散させるために、水と混合する溶媒、例えばメタノー
ル、エタノール、アセトニトリル等を添加してもよい。The substrate concentration in the reaction solution is not particularly limited, but is usually preferably about 0.1 to 10 (W / V)%. The asymmetric hydrolase or its content is usually used in an amount of about 0.1 to 50 (W)% with respect to the weight of the substrate. At this time, in order to disperse the compound (2) as a substrate in the reaction solution well, a solvent mixed with water, for example, methanol, ethanol, acetonitrile or the like may be added.
【0056】本発明においては、使用する不斉加水分解
酵素またはその含有物の種類により不斉加水分解の選択
性が異なるので、目的化合物(1)を所望する光学活性
体として得たい場合には、使用する不斉加水分解酵素ま
たはその含有物を選択すればよい。In the present invention, the selectivity of asymmetric hydrolysis differs depending on the type of asymmetric hydrolase used or the content thereof. Therefore, when the desired compound (1) is to be obtained as a desired optically active substance, The asymmetric hydrolase to be used or its inclusion may be selected.
【0057】このようにして反応混合物中に生成された
目的化合物(1)は、反応混合物から生成物であるカル
ボン酸(3)および未反応物である目的化合物(1)と
を各々分離精製することにより目的の光学活性体である
目的化合物(1)を得ることができる。分離精製する方
法としては、セファロスポリン化学において使用される
公知の方法により行うことができる。例えば、反応混合
物から不斉加水分解酵素またはその含有物を遠心分離、
濾過等により分離した後、反応濾液を適当な溶媒による
精製、減圧濃縮、結晶化、凍結乾燥、再結晶化、アニオ
ンまたはカチオン交換樹脂、マクロポーラス非イオン性
吸着樹脂等を用いるクロマトグラフィー等の方法が挙げ
られる。The target compound (1) thus produced in the reaction mixture is separated and purified from the reaction mixture, which is the product carboxylic acid (3) and the unreacted target compound (1). As a result, the objective compound (1) which is the objective optically active substance can be obtained. As a method for separating and purifying, known methods used in cephalosporin chemistry can be used. For example, centrifugation of the asymmetric hydrolase or its contents from the reaction mixture,
After separation by filtration or the like, the reaction filtrate is purified by a suitable solvent, concentrated under reduced pressure, crystallized, freeze-dried, recrystallized, or subjected to a method such as chromatography using an anion or cation exchange resin, macroporous nonionic adsorption resin, or the like. Is mentioned.
【0058】上記の不斉加水分解反応の結果、得られた
目的化合物(1)は精々基質である化合物(2)の半量
しか得られないが、生成物であるカルボン酸(3)を相
当するエステルにエステル化することによりジアステレ
オマー混合物である化合物(2)に変換できるので、こ
の操作を繰り返し行うことにより、カルボン酸(3)を
廃棄することなく、効率よく目的化合物(1)を得るこ
とができる。As a result of the above-mentioned asymmetric hydrolysis reaction, the target compound (1) obtained is at most half the amount of the compound (2) which is the substrate, but corresponds to the carboxylic acid (3) which is the product. Since the compound (2), which is a mixture of diastereomers, can be converted to an ester by esterification, the target compound (1) can be efficiently obtained by repeating this operation without discarding the carboxylic acid (3). be able to.
【0059】[0059]
【発明の効果】不斉加水分解酵素またはその含有物を使
用する酵素的不斉加水分解方法による本発明方法によれ
ば、従来の方法より一般式(1)で表される光学活性な
側鎖エステルを有するセファロスポリン誘導体が簡便、
且つ効率よく得られる。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the method of the present invention, which is an enzymatic asymmetric hydrolysis method using an asymmetric hydrolase or a substance containing the same, the optically active side chain represented by the general formula (1) is better than the conventional method. Cephalosporin derivative with ester is simple,
And it can be obtained efficiently.
【0060】[0060]
【実施例】次に、実施例および参考例を挙げて本発明の
製造例について具体的に説明するが、これにより本発明
を限定するものではない。EXAMPLES Next, the production examples of the present invention will be specifically described with reference to examples and reference examples, but the present invention is not limited thereby.
【0061】[0061]
【実施例1】 (6R,7R)−7−アミノ−3−メトキシメチル−3
−セフェム−4−カルボン酸ピバロイルオキシエチルエ
ステルジアステレオマー混合物(化合物C)のAS−0
13株菌体懸濁液による不斉加水分解 ペプトン0.5%、肉エキス0.3%、酵母エキス0.
1%、硫酸マグネシウム7水塩0.01%を含む液体培
地(pH7.0)10Lを20L容ジャーファーメンタ
ーに仕込み、加熱殺菌後、これに上記と同一組成培地で
培養したスフィンゴモナス・エスピーAS−013株の
培養液500mlを植菌し、32℃で48時間通気攪拌
培養した。培養物を遠心分離により菌体を分離し、該菌
体を水100mlに懸濁した。Example 1 (6R, 7R) -7-Amino-3-methoxymethyl-3
AS-0 of a cefem-4-carboxylic acid pivaloyloxyethyl ester diastereomeric mixture (compound C)
Asymmetric hydrolysis by suspension of 13 strains Peptone 0.5%, meat extract 0.3%, yeast extract 0.
10 L of a liquid medium (pH 7.0) containing 1% and 0.01% of magnesium sulfate heptahydrate was placed in a 20 L jar fermenter, sterilized by heating, and then cultured in the same composition medium as above for Sphingomonas sp. AS. 500 ml of a culture solution of the -013 strain was inoculated, and cultured by aeration and stirring at 32 ° C for 48 hours. The cells were separated from the culture by centrifugation, and the cells were suspended in 100 ml of water.
【0062】一方、(6R,7R)−7−アミノ−3−
メトキシメチル−3−セフェム−4−カルボン酸ピバロ
イルオキシエチルエステルジアステレオマー混合物のp
−トルエンスルホン酸塩10gをメタノール120ml
に溶解した溶液を水580mlに加え、水酸化ナトリウ
ム水溶液でpHを8.0に調節した後、この溶液に前記
菌体懸濁液100mlを加え、25℃でpHを8.0に
保ちながら2時間反応させた。反応終了後、菌体を分離
し、反応濾液を酢酸エチル800mlで抽出した。有機
層を分液後、減圧濃縮した。これにp−トルエンスルホ
ン酸1水和物0.94gを酢酸エチル8mlに溶解した
溶液を滴下し、10分間攪拌した。反応物にジエチルエ
ーテル6mlを加え30分間攪拌した後、生じた結晶を
濾取した。得られた結晶を酢酸エチル6ml、ジエチル
エーテル6mlの順で洗浄した後、減圧乾燥して白色粉
末3.2g(収率32%)を得た。この白色粉末をメタ
ノールに溶解し、HPLCにより分析した結果、得られ
た生成物はS体の保持時間と一致し、下記の物性を有す
ることから(1S)−(2,2−ジメチルプロピオニル
オキシ)エチル−7−アミノ−3−メトキシメチル−3
−セフェム−4−カルボキシレート p−トルエンスル
ホン酸塩であると同定した。On the other hand, (6R, 7R) -7-amino-3-
P of methoxymethyl-3-cephem-4-carboxylic acid pivaloyloxyethyl ester diastereomeric mixture
-Toluene sulfonate 10g methanol 120ml
The solution dissolved in 580 ml of water was added to 580 ml of water, the pH was adjusted to 8.0 with an aqueous sodium hydroxide solution, 100 ml of the bacterial cell suspension was added to this solution, and the pH was adjusted to 2 at 25 ° C while maintaining the pH at 8.0. Reacted for hours. After completion of the reaction, bacterial cells were separated, and the reaction filtrate was extracted with 800 ml of ethyl acetate. The organic layer was separated and concentrated under reduced pressure. A solution of 0.94 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate dissolved in 8 ml of ethyl acetate was added dropwise thereto, and the mixture was stirred for 10 minutes. After 6 ml of diethyl ether was added to the reaction product and the mixture was stirred for 30 minutes, the generated crystals were collected by filtration. The obtained crystals were washed with 6 ml of ethyl acetate and 6 ml of diethyl ether in this order, and dried under reduced pressure to obtain 3.2 g of white powder (yield 32%). This white powder was dissolved in methanol and analyzed by HPLC. As a result, the obtained product had the same retention time as the S-form and had the following physical properties (1S)-(2,2-dimethylpropionyloxy). Ethyl-7-amino-3-methoxymethyl-3
-Cephem-4-carboxylate Identified as p-toluenesulfonate.
【0063】融点;175℃(分解)1 H−NMR(DMSO−d6)δ;1.15(s,9
H)、1.48(d,3H)、2.29(s,3H)、
3.21(s,3H)、3.69(ABq,2H)、
4.17(s,2H)、5.2〜5.3(m,2H)、
6.88(q,1H)、7.11(d,2H)、7.4
8(d,2H) 光学純度;97%e.e.Melting point: 175 ° C. (decomposition) 1 H-NMR (DMSO-d6) δ; 1.15 (s, 9)
H), 1.48 (d, 3H), 2.29 (s, 3H),
3.21 (s, 3H), 3.69 (ABq, 2H),
4.17 (s, 2H), 5.2-5.3 (m, 2H),
6.88 (q, 1H), 7.11 (d, 2H), 7.4
8 (d, 2H) optical purity; 97% e. e.
【0064】HPLC分析条件; カラム:イナートシルODS−2 4.6×150mm
(GLサイエンス社製) 移動相:5mMテトラブチルアンモニウムブロマイドを
含む0.2Mリン酸ナトリウム/メタノール=40:6
0の混合液 検出波長:254nm 流速:1ml/分 保持時間:R体;16分、S体;17.9分HPLC analysis conditions; Column: Inertosyl ODS-2 4.6 × 150 mm
(GL Science) Mobile phase: 0.2M sodium phosphate containing 5 mM tetrabutylammonium bromide / methanol = 40: 6
Mixture of 0 Detection wavelength: 254 nm Flow rate: 1 ml / min Retention time: R form; 16 min, S form; 17.9 min
【0065】[0065]
【実施例2】 (6R,7R)−7−アミノ−3−メトキシメチル−3
−セフェム−4−カルボン酸ピバロイルオキシエチルエ
ステルジアステレオマー混合物(化合物C)のモノグリ
セライドリパーゼによる不斉加水分解 (6R,7R)−7−アミノ−3−メトキシメチル−3
−セフェム−4−カルボン酸ピバロイルオキシエチルエ
ステルジアステレオマー混合物のp−トルエンスルホン
酸塩0.5gをメタノール10mlに溶解し、これに
0.1Mリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)9mlを
加え、さらにモノグリセライドリパーゼ100mgを添
加し、30℃で2時間攪拌した。反応液を実施例1に記
載のHPLC分析条件により分析した結果、(1R)−
(2,2−ジメチルプロピオニルオキシ)エチル−7−
アミノ−3−メトキシメチル−3−セフェム−4−カル
ボキシレートが収率45%(50%×90%)、光学純
度99%e.e.で生成した。Example 2 (6R, 7R) -7-Amino-3-methoxymethyl-3
-Cephem-4-carboxylic acid pivaloyloxyethyl ester diastereomeric mixture (compound C) asymmetric hydrolysis with monoglyceride lipase (6R, 7R) -7-amino-3-methoxymethyl-3
-Cephem-4-carboxylic acid pivaloyloxyethyl ester diastereomer mixture 0.5 g of p-toluenesulfonate was dissolved in 10 ml of methanol, and 9 ml of 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7.0) was added thereto. And 100 mg of monoglyceride lipase were further added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours. The reaction solution was analyzed under the HPLC analysis conditions described in Example 1, and as a result, (1R)-
(2,2-Dimethylpropionyloxy) ethyl-7-
Amino-3-methoxymethyl-3-cephem-4-carboxylate yield 45% (50% × 90%), optical purity 99% e. e. Generated by.
【0066】[0066]
【実施例3】 (6R,7R)−7−アミノ−3−メトキシメチル−3
−セフェム−4−カルボン酸ピバロイルオキシエチルエ
ステルジアステレオマー混合物(化合物C)のコレステ
ロールエステラーゼによる不斉加水分解 (6R,7R)−7−アミノ−3−メトキシメチル−3
−セフェム−4−カルボン酸ピバロイルオキシエチルエ
ステルジアステレオマー混合物のp−トルエンスルホン
酸塩0.5gをメタノール10mlに溶解し、これに
0.1Mリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)9mlを
加え、さらにコレステロールエステラーゼ10mgを添
加し、32℃で2時間攪拌した。反応液を実施例1に記
載のHPLC分析条件により分析した結果、(1R)−
(2,2−ジメチルプロピオニルオキシ)エチル−7−
アミノ−3−メトキシメチル−3−セフェム−4−カル
ボキシレートが収率30%(50%×60%)、光学純
度96%e.e.で生成した。Example 3 (6R, 7R) -7-Amino-3-methoxymethyl-3
-Cephem-4-carboxylic acid pivaloyloxyethyl ester diastereomeric mixture (compound C) by asymmetric hydrolysis by cholesterol esterase (6R, 7R) -7-amino-3-methoxymethyl-3
-Cephem-4-carboxylic acid pivaloyloxyethyl ester diastereomer mixture 0.5 g of p-toluenesulfonate was dissolved in 10 ml of methanol, and 9 ml of 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7.0) was added thereto. And 10 mg of cholesterol esterase were added, and the mixture was stirred at 32 ° C. for 2 hours. The reaction solution was analyzed under the HPLC analysis conditions described in Example 1, and as a result, (1R)-
(2,2-Dimethylpropionyloxy) ethyl-7-
Amino-3-methoxymethyl-3-cephem-4-carboxylate yield 30% (50% x 60%), optical purity 96% e. e. Generated by.
【0067】[0067]
【実施例4】 7β−[2−(2−アミノチアゾール−4−イル)−
(Z)−2−(メトキシイミノ)アセタミド]−3−メ
トキシメチル−3−セフェム−4−カルボン酸イソプロ
ポキシカルボニルオキシエチルエステルジアテレオマー
混合物のAS−013株菌体懸濁液による不斉加水分解 7β−[2−(2−アミノチアゾール−4−イル)−
(Z)−2−(メトキシイミノ)アセタミド]−3−メ
トキシメチル−3−セフェム−4−カルボン酸イソプロ
ポキシカルボニルオキシエチルエステルジアテレオマー
混合物10mgをメタノール2mlに溶解し、これに
0.5Mリン酸カリウム緩衝液(pH8.0)5mlを
加え、さらに実施例1に記載のAS−013株の菌体懸
濁液3mlを加え、32℃で2時間攪拌した。反応液を
下記のHPLC分析条件で分析した結果、ジアステレオ
マー2が収率42.5%(50%×80%)、光学純度
95%e.e.で得られた。Example 4 7β- [2- (2-aminothiazol-4-yl)-
(Z) -2- (Methoxyimino) acetamide] -3-methoxymethyl-3-cephem-4-carboxylic acid isopropoxycarbonyloxyethyl ester diastereomer mixture as asymmetrically hydrolyzed by AS-013 strain cell suspension Decomposition 7β- [2- (2-aminothiazol-4-yl)-
(Z) -2- (Methoxyimino) acetamide] -3-methoxymethyl-3-cephem-4-carboxylic acid isopropoxycarbonyloxyethyl ester diastereomer mixture 10 mg was dissolved in methanol 2 ml, and 0.5 M phosphorus was added thereto. 5 ml of a potassium acid buffer solution (pH 8.0) was added, 3 ml of a bacterial cell suspension of the AS-013 strain described in Example 1 was further added, and the mixture was stirred at 32 ° C. for 2 hours. As a result of analyzing the reaction solution under the following HPLC analysis conditions, the yield of diastereomer 2 was 42.5% (50% × 80%), and the optical purity was 95% e. e. Obtained in.
【0068】HPLC分析条件; カラム:イナートシルODS−2 4.6×150mm
(GLサイエンス社製) 移動相:メタノール:水=45:55 検出波長:254nm 流速:1.5ml/分 保持時間:ジアステレオマー1;16.4分、ジアステ
レオマー2;21.8分HPLC analysis conditions; Column: Inertosyl ODS-2 4.6 × 150 mm
(Manufactured by GL Sciences Inc.) Mobile phase: methanol: water = 45:55 Detection wavelength: 254 nm Flow rate: 1.5 ml / min Retention time: diastereomer 1; 16.4 min, diastereomer 2; 21.8 min
【0069】[0069]
【実施例5】 7β−[2−(2−アミノチアゾール−4−イル)−
(Z)−2−(メトキシイミノ)アセタミド]−3−メ
トキシメチル−3−セフェム−4−カルボン酸イソプロ
ポキシカルボニルオキシエチルエステルジアテレオマー
混合物のモノグリセライドリパーゼによる不斉加水分解 7β−[2−(2−アミノチアゾール−4−イル)−
(Z)−2−(メトキシイミノ)アセタミド]−3−メ
トキシメチル−3−セフェム−4−カルボン酸イソプロ
ポキシカルボニルオキシエチルエステルジアテレオマー
混合物10mgをメタノール1mlに溶解し、これに
0.1Mリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)9mlを
加え、さらにモノグリセライドリパーゼ20mgを加
え、32℃で2時間攪拌した。反応液を実施例4に記載
のHPLC分析条件で分析した結果、ジアステレオマー
1が収率46%(50%×90%)、光学純度98%
e.e.で得られた。Example 5 7β- [2- (2-aminothiazol-4-yl)-
Asymmetric hydrolysis of (Z) -2- (methoxyimino) acetamido] -3-methoxymethyl-3-cephem-4-carboxylic acid isopropoxycarbonyloxyethyl ester diastereomer mixture with monoglyceride lipase 7β- [2- ( 2-aminothiazol-4-yl)-
(Z) -2- (Methoxyimino) acetamide] -3-methoxymethyl-3-cephem-4-carboxylic acid isopropoxycarbonyloxyethyl ester diastereomer mixture (10 mg) was dissolved in methanol (1 ml), and 0.1 M phosphorus was added thereto. 9 ml of potassium acid buffer (pH 7.0) was added, 20 mg of monoglyceride lipase was further added, and the mixture was stirred at 32 ° C. for 2 hours. As a result of analyzing the reaction solution under the HPLC analysis conditions described in Example 4, the yield of diastereomer 1 was 46% (50% × 90%), and the optical purity was 98%.
e. e. Obtained in.
【0070】[0070]
【参考例1】 エステラーゼMSの製造 実施例1記載と同様の方法で得たスフィンゴモナス・エ
スピーAS−013株の培養液125mlを遠心分離
し、得られた湿菌体を0.05Mリン酸塩緩衝液(pH
7.0)30mlに懸濁し、5℃で超音波破砕処理後、
固形物を除去し、無細胞酵素液を調製した。この酵素液
を予め0.05Mリン酸塩緩衝液(pH7.0)で平衡
化したDEAE−セファロースCL−6B(ファルマシ
ア社製)100mlを充填したカラムに通し、実施例1
に記載の基質を用いて測定することにより酵素活性が吸
着されていることを確認した。溶出液としてカラム容量
の6倍量の0.05Mリン酸塩緩衝液(pH7.0)を
使用し、食塩濃度を最終濃度0.5Mまで直線的に上昇
させる食塩濃度勾配溶出法により溶出した。その結果、
食塩濃度0.42M付近で目的の酵素活性が溶出され
た。この活性部位のフラクションを集めて脱塩し、凍結
乾燥してエステラーゼMSを得た。[Reference Example 1] Production of esterase MS 125 ml of a culture solution of Sphingomonas sp. AS-013 strain obtained by the same method as described in Example 1 was centrifuged, and the obtained wet cells were treated with 0.05 M phosphate. Buffer solution (pH
7.0) Suspended in 30 ml and sonicated at 5 ° C,
The solid matter was removed to prepare a cell-free enzyme solution. This enzyme solution was passed through a column packed with 100 ml of DEAE-Sepharose CL-6B (Pharmacia) equilibrated with 0.05 M phosphate buffer (pH 7.0) in advance, and Example 1
It was confirmed that the enzyme activity was adsorbed by measuring using the substrate described in 1. As an eluent, a 0.05M phosphate buffer solution (pH 7.0) in an amount 6 times the column volume was used, and elution was carried out by a salt gradient elution method in which the salt concentration was linearly increased to a final concentration of 0.5M. as a result,
The desired enzyme activity was eluted at a salt concentration of around 0.42M. This active site fraction was collected, desalted, and lyophilized to obtain esterase MS.
【0071】[0071]
【実施例6】 3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−
(2−フリル)−2−メトキシイミノアセタミド]−3
−セフェム−4−カルボン酸アセトキシエチルエステル
ジアステレオマー混合物のエステラーゼMSによる不斉
加水分解 3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−
(2−フリル)−2−メトキシイミノアセタミド]−3
−セフェム−4−カルボン酸アセトキシエチルエステル
ジアステレオマー混合物10mgをメタノール1mlに
溶解し、これに0.1Mリン酸カリウム緩衝液(pH
7.0)8.5mlを加え、さらに参考例1で得たエス
テラーゼMSの酵素液0.5mlを加え、、32℃で3
0分間攪拌した。反応液を下記のHPLC分析条件で分
析した結果、ジアステレオマー2が収率48%(50%
×96%)、光学純度99%e.e.で得られた。Example 6 3-carbamoyloxymethyl-7-[(Z) -2-
(2-Furyl) -2-methoxyiminoacetamide] -3
-Cephem-4-carboxylic acid acetoxyethyl ester diastereomeric mixture asymmetric hydrolysis by esterase MS 3-carbamoyloxymethyl-7-[(Z) -2-
(2-Furyl) -2-methoxyiminoacetamide] -3
-Cephem-4-carboxylic acid acetoxyethyl ester diastereomer mixture 10 mg was dissolved in methanol 1 ml, and 0.1 M potassium phosphate buffer solution (pH was added thereto).
7.0) 8.5 ml was added, and 0.5 ml of the enzyme solution of esterase MS obtained in Reference Example 1 was further added, and the mixture was stirred at 32 ° C. for 3 times.
Stir for 0 minutes. As a result of analyzing the reaction solution under the following HPLC analysis conditions, the yield of diastereomer 2 was 48% (50%
X 96%), optical purity 99% e. e. Obtained in.
【0072】HPLC分析条件; カラム:イナートシルODS−2 4.6×150mm
(GLサイエンス社製) 移動相:メタノール:0.2Mリン酸2水素アンモニウ
ム水溶液=37.5:62.5 検出波長:254nm 流速:1.5ml/分 保持時間:ジアステレオマー1;18.8分、ジアステ
レオマー2;22.3分HPLC analysis conditions; Column: Inertosyl ODS-2 4.6 × 150 mm
(GL Science) Mobile phase: Methanol: 0.2 M ammonium dihydrogen phosphate aqueous solution = 37.5: 62.5 Detection wavelength: 254 nm Flow rate: 1.5 ml / min Retention time: diastereomer 1; 18.8 Min, diastereomer 2; 22.3 min
Claims (1)
ルキル基、R3 は低級アルキル基、シクロアルキル基、
アラルキル基または置換基を有していてもよいフェニル
基、Xは酸素原子または単結合を示し、Yは反応に関与
しない基を示す)で表される化合物の4位エステルのジ
アステレオマー混合物に水性媒体中一般式(2)で表さ
れる化合物の4位エステルのジアステレオマー混合物を
不斉加水分解する能力を有する酵素またはその含有物を
作用させることを特徴とする一般式(1) 【化2】 (式中、*Cは不斉炭素原子を示し、R1 、R2 、
R3 、XおよびYは前記と同じ意味を有する)で表され
る光学活性な側鎖エステルを有するセファロスポリン誘
導体の製造法。1. A compound represented by the general formula (2): (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or an acyl group, R 2 is a lower alkyl group, R 3 is a lower alkyl group, a cycloalkyl group,
An aralkyl group or a phenyl group which may have a substituent, X represents an oxygen atom or a single bond, and Y represents a group which does not participate in the reaction) An enzyme having the ability to asymmetrically hydrolyze a diastereomeric mixture of 4-position esters of a compound represented by the general formula (2) or an inclusion thereof is allowed to act in an aqueous medium. Chemical 2] (In the formula, * C represents an asymmetric carbon atom, and R 1 , R 2 ,
R 3 , X and Y have the same meanings as described above), and a method for producing a cephalosporin derivative having an optically active side chain ester represented by the above formula.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4585994A JPH07250697A (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | New production of cephalosporin derivative having optically active side chain ester |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4585994A JPH07250697A (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | New production of cephalosporin derivative having optically active side chain ester |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07250697A true JPH07250697A (en) | 1995-10-03 |
Family
ID=12730944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4585994A Withdrawn JPH07250697A (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | New production of cephalosporin derivative having optically active side chain ester |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07250697A (en) |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP4585994A patent/JPH07250697A/en not_active Withdrawn
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