JPH0785718B2 - D−アミノ酸の製造方法 - Google Patents

D−アミノ酸の製造方法

Info

Publication number
JPH0785718B2
JPH0785718B2 JP61048233A JP4823386A JPH0785718B2 JP H0785718 B2 JPH0785718 B2 JP H0785718B2 JP 61048233 A JP61048233 A JP 61048233A JP 4823386 A JP4823386 A JP 4823386A JP H0785718 B2 JPH0785718 B2 JP H0785718B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amino acid
acid
μmol
reaction
amino
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP61048233A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62205790A (ja
Inventor
健次 左右田
英彦 田中
克行 谷沢
浩明 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Chemical Industries Ltd filed Critical Daicel Chemical Industries Ltd
Priority to JP61048233A priority Critical patent/JPH0785718B2/ja
Publication of JPS62205790A publication Critical patent/JPS62205790A/ja
Publication of JPH0785718B2 publication Critical patent/JPH0785718B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は抗生物質の修飾剤をはじめ、医薬・農薬中間体
として有用なD−アミノ酸の製造方法に関する。
(従来技術) D−アミノ酸は非天然型の光学活性アミノ酸であり、合
成法でも、発酵法でも製造の困難な化合物である。この
D−アミノ酸の製造方法としては、これまでに5−置換
ヒダントインに酵素を作用させる方法(特開昭55−1048
90、特開昭55−114292など)やN−アセチル−DL−アミ
ノ酸をD−アミノアシラーゼでD−体を選択的に脱アセ
チル化し、D−アミノ酸を得る方法(特公昭53−3603
5)などが知られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、これらの方法は、原料基質が高価であったり、
DL−体を分割したのちに、L−体をラセミ化する別工程
が必要であったりし、更に低コストのD−アミノ酸を製
造法が求められている。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、D−アミノ酸を低コストで製造する方法
について鋭意検討した結果、例えば下記(I)式で示さ
れるように、D−アミノ酸をアミノ基供与体とし、α−
ケト酸から対応するD−アミノ酸を生成させるアミノ基
転移酵素反応系と、特定の酵素を含むアミノ基供与体再
生酵素反応系とで構成された共役酵素反応系を用いる
と、安価な原料から、光学純度の高いD−アミノ酸を高
収率で得られることを見出だし本発明を完成した。
(ここで はアミノ酸を、 は対応するα−ケト酸を、(RおよびR′については後
述する。)AADHはアミノ酸脱水素酵素を、AARはアミノ
酸ラセマーゼを、D−ATAはD−アミノ酸トランスアミ
ナーゼを示す。) 本発明は、(A)D−アミノ酸をアミノ基供与体とし、
D−アミノ酸トランスアミナーゼにより、α−ケト酸か
ら対応するD−アミノ酸を生成させるアミノ基転移酵素
反応系と、(B)前記アミノ基供与体D−アミノ酸が脱
アミノされて得られるα−ケト酸に、アミノ酸デヒドロ
ゲナーゼ、アンモニウムイオン、NADH、及びアミノ酸ラ
セマーゼを作用させて前記アミノ基供与体D−アミノ酸
を再生させるアミノ基供与体再生酵素反応系とから構成
された共役酵素反応系でD−アミノ酸を製造するD−ア
ミノ酸の製造方法である。
以下、本発明の共役酵素反応系について説明するが、本
発明は、これに限定されるものではない。
L−アミノ酸から、アミノ酸ラセマーゼ(以下AARとい
う)により生成したD−アミノ酸をアミノ基供与体と
し、D−アミノ酸トランスアミナーゼ(以下D−ATAと
いう)により、α−ケト酸をこれに対応するD−アミノ
酸に変換する。このアミノ基転移酵素反応系において、
アミノ基供与体が脱アミノされて得られるα−ケト酸
を、アミノ酸デヒドロゲナーゼ(以下AADHという)によ
りL−アミノ酸に再生する。
この反応は、アンモニウムイオンと補酵素NADHの存在下
で行うことができる。
このアミノ基供与体の再生酵素反応系で生成されたNAD+
は、例えばギ酸などのNADH再生能を有する基質および酵
素の組み合わせによって、再びNADHへと再生される。
本発明は、このようにして、目的のD−アミノ酸をバッ
チ法あるいは連続法により、製造することができる。
本発明の製法によって、ほとんど全てのD−アミノ酸を
製造することができ、生成するD−アミノ酸(I)式に
おける をいう)は、原料α−ケト酸((I)式における をいう)によって決定される。
例えば、α−ケトグルタル酸からD−グルタミン酸、α
−ケト酪酸からD−アミノ酪酸、α−ケト吉草酸からD
−ノルバリン、α−ケトイソ吉草酸からD−バリン、オ
キザロ酢酸からD−アスパラギン酸、α−ケト−γ−メ
チルチオ酪酸からD−メチオニン、α−メトイソカプロ
ン酸からD−ロイシン、イミダゾールピルビン酸からD
−ヒスチジン、α−ケトアルギニンからD−アルギニ
ン、フェニルピルビン酸からD−フェニルアラニン、P
−ヒドロキシフェニルピルビン酸からD−チロシン、フ
ェニルグリオキシル酸からD−フェニルグリシン、イン
ドールピルビン酸からD−トリプトファン、ピルビン酸
からD−アラニン、β−ヒドロキシピルビン酸からD−
セリンなどを製造することができる。
次に、本発明に使用される酵素について述べる。
D−ATAは植物や微生物中に見い出され、特にBacillus
属に高生産株が存在する。その中でもBacillus属の中等
度好熱菌が生産するD−ATA(特願昭60−26735)は耐熱
性が高く安定であることより特に好適である。
さらに、このBacillus属中等度好熱菌由来のD−ATAの
構造遺伝子を大腸菌にクローン化することによって得ら
れた株(E.coliC 600−pMT113)は、極めて高活性であ
ると共に、通常のL−ブロスで培養後、細胞壁を破砕
し、熱処理(例えば60℃,30分)するだけで、D−ATA活
性を低下させることなく、他の雑多な夾雑酵素活性を取
り除くことができ、本発明の方法において使用するにあ
たって、極めて有用である。
また、ここで用いるD−アミノ酸トランスアミナーゼは
広い基質特異性を有しており、ほとんどすべてのD−ア
ミノ酸を、高収率、高い立体特異性をもって合成するこ
とができる。
AARおよびAADHは、バチルス属をはじめ様々な微生物や
植物、動物に存在することが知られている。
AARおよびAADHは、アミノ基供与体となるアミノ酸との
基質特異性を勘案して選択される。
その一例として、アラニンラセマーゼ(以下AlaRとい
う)およびアラニンデヒドロゲナーゼ(以下AlaDHとい
う)が掲げられるが、これらは多くの微生物に分布して
いる。その中で特にバチルス・ステアロサーモフィルス
IFO12550(Bacillus stearothermophilus)が産生する
ものは高活性でかつ高い安定性を有することより好適で
ある。さらに、このバチルス・ステアロサーモフィルス
IFO12550由来のAlaRおよびAlaDHの構造遺伝子を、大腸
菌にそれぞれクローン化することによって得られた株
(E.coliC 600−plCR4,E.coliC 600−pMD112)などは、
どちらも元の株に比べて活性が数十倍高く、また熱処理
(例えば70℃,1時間)により他の夾雑酵素を取り除くこ
とができ、本発明の目的には極めて有用である。NADH再
生系は公知の基質および酵素の組み合わせによって実施
することができる。例えば、米国特許第4,221,869号に
記載されているギ酸およびギ酸デヒドロゲナーゼ(以下
FDHという)、アルコールおよびアルコールデヒドロゲ
ナーゼ(以下ADHという)、グルコースおよびグルコー
スデヒドロゲナーゼなどの組み合わせによって、NAD+
らNADHを再生することができる。FDHはCandida属の酵母
やPseudomonas属の細菌由来のものが市販されている。
また、Candida,Pichia,Hansenula属等のメタノール資化
性酵母を培養することにより容易に調製できる。ADHも
ウマ肝臓や酵母由来のものが市販されている。
また酵母は生物から抽出したものをそのまま、あるいは
従来知られている方法により固定化したものや膜反応器
等、いずれも使用することができる。
本発明の反応の最適条件は、使用する酵素により異なる
が、通常pH7〜10、温度25〜55℃、好ましくはpH8〜9、
温度37〜50℃の範囲で実施される。pHは、反応中のpH変
動を、酸、アルカリを添加しながらコントロールしても
よいし、トリス−塩酸、NH4Cl/NH4OH等の緩衝液を使用
してもよい。反応後、目的とするD−アミノ酸は、例え
ばイオン交換樹脂等によって、有機酸などから容易に分
離されうる。
本発明に使用される原料α−ケト酸は50〜500m mol/
の範囲が好ましく、アミノ基供与体アミノ酸は0.5〜20m
mol/、NAD+は0.1〜10m mol/、ギ酸、アルコール、
グルコース等のNADH再生系基質は100〜1000m mol/、
アンモニウムイオンは、アンモニア換算で50mmol〜1mol
/が好ましい。また、D−ATAは2〜20Unit/ml、AARは
1〜10Unit/ml、AADHは4〜100Unit/ml、NADH再生系酵
素は1〜10Unit/mlの範囲で使用されることが好まし
い。
ただし、これらの酵素量は、基質との組み合わせや4種
の酵素の組み合わせ等の条件によって、適宜選択され
る。本発明においてアミノ基供与体として添加するとア
ミノ酸((I)式における をいう)は、目的とするD−アミノ酸と異った種類のア
ミノ酸であることが必要であり、また、対応するAARお
よびAADHを有し、かつ、目的とするD−アミノ酸の生成
サイクルを崩さないアミノ酸の中から適宜選択される。
また、このアミノ酸は、L−体であってもDL−体であっ
ても差しつかえない。
本発明の反応には、D−ATA,AARの補酵素としてピリド
キサールリン酸を加えることが好ましい。
(発明の効果) 本発明の方法により、 (1) 安価な原料を利用できる。
(2) 煩雑な工程を必要としない。
(3) 高収率で (4) 高い光学純度を有するD−アミノ酸を製造する
ことができる。
(実施例) 実施例1 NH4Cl/NH4OH緩衝液(pH8.1)100μmol、ギ酸ナトリウム
250μmol、α−ケトグルタル酸25μmol、DL−アラニン
5μmol、NAD+0.5μmol、ピリドキサールリン酸25n mo
l、FDH 1Unit、D−ATA 3Unit、Ala−R 3UnitおよびAla
DH5 Unitを含む反応液500μを、50℃で4時間反応さ
せた。反応はDL−アラニンの添加により開始し、12%ト
リクロル酢酸を添加することによって終了させた。反応
液を中和し、遠心分離した上清を希釈し、アミノ酸自動
分析機により生成したグルタミン酸を定量した。また、
得られたグルタミン酸は分析の結果ほぼ100%D−体で
あった。収率は、基質α−ケトグルタル酸に対して100
%であった。
ただし、FDHは リン酸緩衝液(pH8.0)50μmol、ギ酸ナトリウム100μm
ol、および酵素液を含む反応液に、2μmolのNAD+を添
加することにより反応を開始し(反応液1ml,50℃)、34
0nmにおける吸収の増加を経時的に測定し、1分間にNAD
H1μmolの生成を触媒する酵素量を1Unitとした。
D−ATAは Tris−HCl緩衝液(pH8.1)25μmol、ピリドキサルリン
酸25nmol、D−アラニン50μmol、および適当に希釈し
た酵素液を含む反応液に、10μmolのα−ケトグルタル
酸ナトリウムを添加することにより反応を開始し(反応
液500μ、温度50℃)、15分間インキュベートした
後、60%KOHを500μ添加することによって反応を停止
させ、生成したピルビン酸をサリチルアルデヒド法によ
り定量し、1分間にピルビン酸1μmolの生成を触媒す
る酵素量を1Unitとした。
Ala−Rは リン酸緩衝液(pH8.0)25μmol、ピリドキサルリン酸25
nmol、α−ケトグルタル酸ナトリウム10μmol、D−ATA
10Unitおよび酵素液を含む反応液に25μmolのL−アラ
ニンを添加することにより反応を開始し(反応液500μ
、50℃)、15分間インキュベートした後、60%KOHを5
00μ添加することにより反応を停止させ、生成したピ
ルビン酸をサリチルアルデヒド法で測定し、1分間にピ
ルビン酸1μmolの生成を触媒する酵素量を1Unitとし
た。
AlaDHは アンモニア緩衝液(pH8.6)750μmol、ピルビン酸ナト
リウム25μmol、および酵素液を含む反応液に、0.2μmo
lのNADHを添加することにより反応を開始し(反応液1m
l、50℃)、340nmにおける吸収の減少を経時的に測定
し、1分間にNADH1μmolの減少を触媒する酵素量を1Uni
tとした。
実施例2〜18 α−ケト酸を実施例1と変えて、各種アミノ酸を製造し
た。結果を表−1に示す。D−ATA量および反応時間以
外の条件は、実施例1と同様にして行なった。
実施例19〜28 Tris−HCl緩衝液(pH9.0)100μmol、α−ケト酸100μm
ol、ギ酸アンモニウム100μmol、L−グルタミン酸20μ
mol、NAD+1μmol、ピリドキサールリン酸50nmol、グル
タミン酸ラセマーゼ0.5Unit、FPH 1Unit、D−ATA 2Uni
t、およびグルタミン酸デヒドロゲナーゼ10Unitを含む
反応液1mlを37℃で反応させた。反応はL−グルタミン
酸の添加により開始し、12%トリクロル酢酸を添加する
ことによって終了させた。反応液を中和し、遠心分離し
た上清を希釈し、アミノ酸自動分析機により、生成した
アミノ酸を定量した。得られたアミノ酸は分析の結果D
−体であった。収率は、基質α−ケト酸に対する生成し
たD−アミノ酸の比とした。結果を表−2に示す。
ただしFDHは リン酸緩衝液(pH8.0)50μmol、ギ酸ナトリウム100μm
ol、および酵素液を含む反応液に、2μmolのNAD+を添
加することにより反応を開始し(反応液1ml、37℃)、3
40nmにおける吸収の増加を経時的に測定し、1分間にNA
DH1μmolの生成を触媒する酵素量を1Unitとした。
D−ATAは Tris−HCl緩衝液(pH8.1)25μmol、ピリドキサルリン
酸25nmol、D−アラニン50μmol、および適当に希釈し
た酵素液を含む反応液に、10μmolのα−ケトグルタル
酸ナトリウムを添加することにより反応を開始し(反応
液500μ、温度37℃)、15分間インキュベートした
後、60%KOHを500μ添加することによって反応を停止
させ、生成したピルビン酸をサリチルアルデヒド法によ
り定量し、1分間にピルビン酸1μmolの生成を触媒す
る酵素量を1Unitとした。
グルタミン酸デヒドロゲナーゼは、(株)ベーリンガー
マンハイム山之内製(グルタミン酸脱水素酵素)を用い
た。(1mgあたり120Unit) グルタミン酸ラセマーゼは、Tris−HCl緩衝液(pH8.0)
200μmol、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ36Unit、およ
びD−グルタミン酸30μmolを含む反応液に2.5μmolのN
AD+を添加することにより反応を開始し、(反応液1ml、
37℃)340nmにおける吸収の増加を経時的に測定し、1
分間にNADH 1μmolの生成を触媒する酵素量を1Unitとし
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 浩明 兵庫県姫路市網干区新在家1239 ダイセル 化学工業株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−43390(JP,A) 特開 昭60−91992(JP,A) 「酵素ハンドブック」朝倉書店(1983) P.318,324

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)D−アミノ酸をアミノ基供与体と
    し、D−アミノ酸トランスアミナーゼにより、α−ケト
    酸から対応するD−アミノ酸を生成させるアミノ基転移
    酵素反応系と、(B)前記アミノ基供与体D−アミノ酸
    が脱アミノされて得られるα−ケト酸に、アミノ酸デヒ
    ドロゲナーゼ、アンモニウムイオン、NADH、及びアミノ
    酸ラセマーゼを作用させて前記アミノ基供与体D−アミ
    ノ酸を再生させるアミノ基供与体再生酵素反応系とから
    構成された共役酵素反応系でD−アミノ酸を製造するD
    −アミノ酸の製造方法。
  2. 【請求項2】NADHを再生するNADH再生酵素反応系を含む
    共役酵素反応系でD−アミノ酸を製造する特許請求の範
    囲第1項記載のD−アミノ酸の製造方法。
JP61048233A 1986-03-07 1986-03-07 D−アミノ酸の製造方法 Expired - Fee Related JPH0785718B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61048233A JPH0785718B2 (ja) 1986-03-07 1986-03-07 D−アミノ酸の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61048233A JPH0785718B2 (ja) 1986-03-07 1986-03-07 D−アミノ酸の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62205790A JPS62205790A (ja) 1987-09-10
JPH0785718B2 true JPH0785718B2 (ja) 1995-09-20

Family

ID=12797724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61048233A Expired - Fee Related JPH0785718B2 (ja) 1986-03-07 1986-03-07 D−アミノ酸の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0785718B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009033957A1 (de) * 2007-09-07 2009-03-19 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur herstellung von enantiomerenangereicherten aminen
US8168412B2 (en) 2006-05-29 2012-05-01 Kaneka Corporation Method for producing optically-active amine compound, recombinant vector, and transformant containing the vector

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01285193A (ja) * 1988-05-12 1989-11-16 Daicel Chem Ind Ltd D−アスパラギン酸の製造方法
AU6603090A (en) * 1989-10-17 1991-05-16 Rockefeller University, The Enzymatic production of d-amino acids
US5728555A (en) * 1996-09-30 1998-03-17 Monsanto Company Preparation of d-amino acids by direct fermentative means
EP0987332B1 (en) 1997-04-23 2009-08-19 Kaneka Corporation DNA encoding a polypeptide having stereoselective transaminase activity, and transformants comprising said DNA
WO2000023609A1 (en) * 1998-10-19 2000-04-27 Nsc Technologies Llc Transaminase biotransformation process employing glutamic acid
JP2001272283A (ja) * 2000-03-23 2001-10-05 Konica Corp 温度履歴インジケータ
US7550277B2 (en) 2005-03-28 2009-06-23 Codexis, Inc. D-amino acid dehydrogenase and method of making D-amino acids
JP4648837B2 (ja) * 2006-01-12 2011-03-09 ダイセル化学工業株式会社 アミントランスアミナーゼ、および該アミントランスアミナーゼを利用した光学活性アミンの製造方法
CN107794273B (zh) * 2017-11-02 2021-05-07 河北师范大学 一种合成dl-丙氨酸的三基因共表达载体及应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8401049A (nl) * 1983-08-05 1985-03-01 Grace W R & Co Werkwijze voor de bereiding van l-aminozuren uit alfa-ketozuren.
KR850001802A (ko) * 1983-08-16 1985-04-01 월터 에이취. 드래거 박테리아에서 l-아미노산을 제조하는 방법
GB2152503B (en) * 1984-01-05 1986-03-19 Grace W R & Co Process for producing l-phenylalanine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
「酵素ハンドブック」朝倉書店(1983)P.318,324

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8168412B2 (en) 2006-05-29 2012-05-01 Kaneka Corporation Method for producing optically-active amine compound, recombinant vector, and transformant containing the vector
WO2009033957A1 (de) * 2007-09-07 2009-03-19 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur herstellung von enantiomerenangereicherten aminen

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62205790A (ja) 1987-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chibata et al. Biocatalysis: immobilized cells and enzymes
EP0404146B1 (en) Enantiomeric enrichment and stereoselective synthesis of chiral amines
AU2007294090B2 (en) Process for preparation of optically active N-protected 3 -aminopyrrolidine or optically active N-protected 3-aminopiperidine and the corresponding ketones by optical resolution of the racemic amine mixtures employing a bacterial omega-transaminase
Kamphuis et al. New developments in the chemo-enzymatic production of amino acids
Nakajima et al. Enantioselective synthesis of various D-amino acids by a multi-enzyme system
JPH0785718B2 (ja) D−アミノ酸の製造方法
Soda et al. One-pot chemo-enzymatic enantiomerization of racemates
EP0330695B1 (en) Process for preparation of organic chemicals
WO2002033110A2 (en) PRODUCTION OF α-HYDROXY-CARBOXYLIC ACIDS USING A COUPLED ENZYME SYSTEM
CA1336081C (en) Process for the preparation of hydroxy acids
EP0206904B1 (fr) Procédé de production enzymatique de L-alpha-aminoacides à partir d'chi cétoacides
US5714355A (en) Microorganism, use thereof and process for the production of L-α-amino acids
US4525454A (en) Production of L-4-phenyl-2-aminobutanoic acid by transamination
US4880738A (en) Production of amino acids using coupled enzyme systems
Yamada Microbial reactions for the production of useful organic compounds
JP2843596B2 (ja) 新規D―アミダーゼ及びD―α―アラニン及び/又はL―α―アラニンアミドの製造法
EP0315786A1 (en) Process for the preparation of a d-alfa-amino acid from the corresponding alfa-keto acid
US5134073A (en) Microbiologically produced n-acetyl-2,3-didehydroleucine acylase
US5212069A (en) Method of using N-acetyl-2,3-Didehydroleucine acylase for the preparation of D- or L-tryptophyl glycine, D- or L-tryptophyl-D-methionine or L-tryptophyl-D-cysteine
JPS61293394A (ja) L−α−アミノ酸の製法
JP3003966B2 (ja) Dl−アラニンの製造法
JP2004254690A (ja) Dl−メチオニンの製造法
JPWO2008105493A1 (ja) 光学活性アミノ酸の製造方法
JP2899071B2 (ja) L―α―アラニンの製造法
JPH0716428B2 (ja) L−アミノ酸の製造法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees