JPH0751075B2 - L−アスパルチル−l−フェニルアラニンアルキルエステルの製造方法 - Google Patents

L−アスパルチル−l−フェニルアラニンアルキルエステルの製造方法

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JPH0751075B2
JPH0751075B2 JP62293858A JP29385887A JPH0751075B2 JP H0751075 B2 JPH0751075 B2 JP H0751075B2 JP 62293858 A JP62293858 A JP 62293858A JP 29385887 A JP29385887 A JP 29385887A JP H0751075 B2 JPH0751075 B2 JP H0751075B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はL−アスパルチル−L−フェニルアラニンアル
キルエステル(以下「APM」と略称)の製造方法に関す
る。
(従来の技術および発明が解決しようとする問題点) APMは近年、甘味剤として注目されているペプチドであ
る。APMもしくはL−アスパルチル−L−フェニルアラ
ニン(AP)の製造方法には化学的合成法と酵素的合成法
が含まれることはよく知られている。
APM製造のための化学的合成法はN末端保護されたL−
アスパラギン酸無水物とL−フェニルアラニンメチルエ
ステル(PM)とを縮合してN末端保護されたAPMを得る
ことからなる。保護基は後に除去される。酵素的合成法
は蛋白質分解酵素の効力をN末端保護されたL−アスパ
ラギン酸およびPMに及ぼしてN末端保護されたAPMもし
くはN末端保護されたAPMのPM付加物を得、次いで保護
基を除去してAPMを形成することからなる。しかしなが
ら、いずれの方法においても保護基の導入および除去と
いう複雑な工程が要求される(GB2,092,161A参照)。
プソイドモナス(Pseudomonas)、トルロプシス(Torul
opsis)、ロードトルラ(Rhodotorula)およびスポロボ
ロミセス(Sporobolomyces)の1つを用いた微生物的合
成法である、保護基を用いないAPMの製造方法(特開昭5
8−126796号公報)も知られているが、収率が極めて低
いために工業的生産には必ずしも適していない。
微生物もしくはそれに由来する酵素によってL−アスパ
ラギン酸およびPMから直接APMを形成することができ
る、より直接的な非保護性の経路も用いられている(特
開昭59−198994号公報)。しかしながら、保護基を用い
ずにL−アスパラギン酸を用いてAPMを製造する際にお
けるこの方法の問題点はL−アスパラギン酸とPMからAP
Mを形成する反応が平衡反応であって、基質が十分にAPM
に変換することが平衡によって妨げられ、この結果収率
が低くなる。後の文献(EP154,472)ではアルコールの
L−フェニルアラニンエステル残基を用いることによっ
て収率がいくらか改善されたが、反応は依然として平衡
に依存し、したがって比較的低い収率が生じる。
(問題点を解決するための手段) 本発明は非障害経路もしくは誘導体化されないアスパラ
ギン酸を用いる経路における平衡の問題を伴うことな
く、生産物の収率を改善するものである。
すなわち、本発明のL−アスパラギン酸αエステル(LA
E)もしくはL−アスパラギン酸αアミド(LAA)との縮
合によってL−アスパルチン−L−フェニルアラニンア
ルキルエステル(LPAE)を形成することのできる酵素、
該酵素を含有する微生物、該微生物のフラクションを含
有する該酵素もしくは固体担体上に固定化された該酵素
の存在下で水性溶媒もしくは有機性溶媒もしくはこれら
の混合物からなる溶媒中においてL−アスパラギン酸α
エステル(LAE)もしくはL−アスパラギン酸αアミド
(LAA)をL−フェニルアラニンアルキルエステル(LPA
E)を反応させることからなるL−アスパルチル−L−
フェニルアラニンアルキルエステルの製造方法に関する
ものである。
本発明はL−アスパラギン酸αエステルもしくはαアミ
ドとL−フェニルアラニンアルキルエステルとを開始物
質とするAPMの製造に関するものである。L−アスパラ
ギン酸のαエステルは当技術分野において公知であり、
例えばJ.コヴァックス等(J.Kovacs et al.,J.Org.Che
m.26,1084(1961))の方法によって製造することが可
能である。好ましいαエステルにはアルコールの残基、
置換済もしくは未置換のフェノール、チオールもしくは
アルキルリエステルがあるが、他の形態のL−アスパラ
ギン酸αエステルもしくはαアミドを用いることも可能
である。例えば、N末端保護されたLAEもしくはLAA、あ
るいはLAEもしくはLAAのβエステルもしくはβアミド等
を形成するものを用いることができる。他の好ましい形
態はL−アスパラギン酸ジアルキルエステルであろう。
このような化合物は当技術分野において公知である。次
いで、これらの付加基は当技術分野において公知な方法
で除去することができる。αアミドは当技術分野におい
て公知の条件でアスパラギン酸αメチルエステルをメタ
ノール中においてアンモニアと反応させることによって
製造される。アミドを製造するためには他の方法も当技
術分野において公知であり、使用可能である。α位のア
ミド基は例えば、NH3、Rに芳香族もしくは脂肪族構造
が含まれるR−NH2,R2NHもしくはR3Nから誘導すること
ができる。好ましいアミドはアスパラギン酸アミドであ
る。好ましいアルキルエステルはメチルエステルであ
る。L−フェニルアラニンアルキルエステルは当技術分
野において公知であり、特に低級(1〜6)のアルキル
エステルはよく知られている。L−フェニルアラニンの
好ましい低級アルキルエステルはメチルエステルであ
る。
本発明の製造方法はL−アスパラギン酸のαエステルも
しくはαアミドを縮合して縮合生成物APMを形成するこ
とのできる酵素の存在下で水性有機性培地中においてL
−アスパラギン酸αエステルもしくはαアミドとL−フ
ェニルアラニンアルキルエステルとを反応させることに
よって実施される。反応は適当な温度、好ましくは25〜
45℃の範囲の温度において約1〜10日間行なわれる。反
応はおよそ4〜9のpHで行なわれる。好ましいpHは約8
である。開始反応物の実際の量は当然、APMを形成する
ために反応するおよその化学量に比例するものであり、
最適の結果を得るためにはどのような相対濃度において
もこのような量が好ましい。しかしながら、いずれかの
反応物の量を増減することも可能であり、また複数のL
−アスパラギン酸エステルもしくはアミドもしくは複数
のL−フェニルアラニンアルキルエステルを選択するこ
とも可能である。選択される酵素は好ましくはL−アス
パラギン酸のαエステル結合もしくはαアミド結合に対
する特異性を有しており、好ましくはL−フェニルアラ
ニンアルキルエステルの(特にエステル)結合および他
のL−アスパラギン酸結合もしくはAPM生成物を加水分
解しないものである。この酵素はシグマケミカル社(Si
gma Chemical Co.)から入手できる黄色ブドウ球菌(St
aphylococcus aureus)株V8(G.R.Drapeau,(1978)Can
adian Journal of Biochemistry56534−44)、その突然
変異体および遺伝子変異形から得られる細胞外プロテア
ーゼである。この酵素は以下のN末端アミノ酸配列: を有している。
また、比活性、反応速度、反応特異性Kcat、Km、有機溶
媒および温度に対する安定性等を変化させることのでき
るような、コドン中における部位特異的変化、すなわち
自然発生的もしくはランダムな突然変異もしくは改変以
外の変化を酵素にもたらすことができることも当技術分
野においては公知である。特定コドンにおける部位特異
的変化のためのこのような修飾は当技術分野において公
知であり、酵素を選択する際に本発明の一部をなすもの
と意図される。重要な部位特異性変化は、例えば酵素の
触媒残基の近傍、酵素の面、他のアミノ酸、もしくはア
ミノ酸の外側部分等、活性部位もしくはその近傍で生じ
る。加えて、酵素を安定化するためにジスルフィド結合
を導入することもできる。また、酵素を含有する微生物
もしくは酵素を含有する微生物のフラクションを使用す
ることもできる。また、固定化酵素を用いることもでき
る。
適当な選択された酵素の存在下におけるLAEもしくはLAA
とPAEの酵素反応によって縮合生成物APMが得られる。
他の態様においても同一の反応および条件が用いられる
が、N末端保護基あるいはβエステルもしくはβアミド
を有するL−アスパラギン酸αエステルもしくはαアミ
ドが使用される。保護基あるいはβエステルもしくはア
ミドはAPM生成物から除去することができる。
微生物もしくは微生物のフラクションに由来する酵素を
用いる場合、このような微生物は通常の培地を用いて得
ることができる。さらに、細胞増殖工程の開始時もしく
はその途中で反応物を添加することも可能である。
微生物のために用いる培地は通常の炭素源および窒素源
ならびに無機イオンを含有する普通のものである。さら
に、ビタミンやアミノ酸等の有機栄養物質の微量の添加
もしばしば望ましい結果をもたらす。
ここで用いるのに適当な炭素源にはグルコースやシュク
ロースのような炭水化物、酢酸のような有機酸、および
アルコールが含まれる。ここで用いるのに適当な窒素源
にはアンモニアガス、アンモニア水およびアンモニウム
塩が含まれる。無機イオンは必要に応じて、例えばマグ
ネシウムイオン、リン酸イオン、カリウムイオンおよび
鉄イオンから適当に選択される。
培養はpH4〜9、好ましくは約pH8の好気条件下において
25〜45℃の範囲内の適当な温度において約1〜10日間行
なわれる。
本発明に使用可能な微生物には、培養終了後に得られる
全培養溶液、培養溶液から分離された微生物もしくは洗
浄された微生物が含まれる。また、使用可能な微生物は
凍結乾燥したり、アセトン乾燥したり、トルエン、表面
活性剤等と接触させたり、超音波にさらしたり、機械的
に粉砕したり、これらの細胞処理物質から得られた、酵
素活性を有する酵素蛋白質フラクションとすることがで
きる。また、これらの微生物の固定化した細胞、処理し
た細胞の不溶化した物質等を用いることもできる。
水性培地としては、水、バッファー、およびエタノール
のような有機溶媒を含有するものを用いることができ
る。さらに、微生物の増殖に必要な栄養素、酸化防止
剤、表面活性剤、補酵素、ヒドロキシルアミン、金属イ
オン、およびDMSO等の有機溶媒も必要に応じて水性培地
に添加することができる。
全培養溶液、培養細胞もしくは上記微生物の処理した細
胞物資が反応物に作用を及ぼすように該反応物に直接接
触させられる場合、水性培地は反応物および培養溶液、
培養細胞もしくは処理した細胞物質を溶解もしくは懸濁
することによって調製され、好ましくは10〜70℃の温度
およびpH4〜9に調節され、しばらく静置されるか攪拌
される。
このようにして製造されたAPMは公知の分離法によって
分離・精製することができる。得られたAPMはアミノ酸
分析器で測定される。
以下、実施例によって本発明を説明するが、この実施例
は説明の目的のみのために含まれるものであって、本発
明を限定しようとするものではない。したがって、当業
者は不必要な実験を行なうことなく他の酵素を選択した
り、適当な反応条件を採用することが可能である。
(実 施 例) 実施例1 L−フェニルアラニンメチルエステルおよびL−アスパ
ラギン酸αメチルエステルのそれぞれの水溶液を製造
し、pH8.0に調節した。次いで、これらの溶液をジメチ
ルスルフォキシド(DMSO)と混合してL−フェニルアラ
ニンメチルエステル、L−アスパラギン酸αメチルエス
テルおよびDMSOの最終濃度をそれぞれ0.1M、0.5Mおよび
50%とした。次いで前述のV8酵素溶液を最終濃度0.5mg/
mlとなるように添加し、反応混合物は室温で24時間静置
した。APMに転換したPMに基づく生成物はHPLCによる分
析によれば約33%であった。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】黄色ブドウ球菌株V8由来の細胞外プロテア
    ーゼからなる酵素の存在下で溶媒培地中においてL−ア
    スパラギン酸αエステルもしくはL−アスパラギン酸α
    アミドをL−フェニルアラニンアルキルエステルと反応
    させることからなるL−アスパルチル−L−フェニルア
    ラニンアルキルエステルの製造方法。
  2. 【請求項2】前記酵素がアミノ酸配列: のN末端を有するものであることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の製造方法。
  3. 【請求項3】L−アスパラギン酸メチルエステルを用い
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の製造方
    法。
  4. 【請求項4】L−フェニルアラニンメチルエステルを用
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の製造
    方法。
  5. 【請求項5】前記L−アスパラギン酸αエステルもしく
    はL−アスパラギン酸αアミドがN末端保護されてお
    り、その保護基は生成物から除去することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
  6. 【請求項6】前記L−アスパラギン酸αエステルもしく
    はαアミドがβエステルもしくはβアミドでもあり、L
    −アスパルチル−L−フェニルアラニンアルキルエステ
    ルを産出するために該βエステルもしくはβアミドを除
    去することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の製
    造方法。
  7. 【請求項7】前記酵素がL−フェニルアラニンアルキル
    エステルよりも前記L−アスパラギン酸αエステルもし
    くはαアミドに対して大きな特異性を有していることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
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