JPH09173092A - ホスファチジルセリンの工業的製造方法 - Google Patents
ホスファチジルセリンの工業的製造方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
- C12P13/06—Alanine; Leucine; Isoleucine; Serine; Homoserine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
- C07F9/02—Phosphorus compounds
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- C07F9/08—Esters of oxyacids of phosphorus
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- C07F9/103—Extraction or purification by physical or chemical treatment of natural phosphatides; Preparation of compositions containing phosphatides of unknown structure
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ホスファチジルセリンの工業的製造方法
【解決手段】 水系/有機系の二相系中で、ホスファチ
ジル基転移活性を有するホスホリパーゼDの存在下に、
ラセミ体もしくはエナンチオマー的に純粋なセリン、好
ましくは(L)−セリンと、大豆レシチンもしくは卵レ
シチンなどの天然ホスファチドまたは合成ホスファチド
とを反応させることによってホスファチジルセリン類を
製造する。
ジル基転移活性を有するホスホリパーゼDの存在下に、
ラセミ体もしくはエナンチオマー的に純粋なセリン、好
ましくは(L)−セリンと、大豆レシチンもしくは卵レ
シチンなどの天然ホスファチドまたは合成ホスファチド
とを反応させることによってホスファチジルセリン類を
製造する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水系/有機系の二
相系で、ホスファチジル基転移活性を有するホスホリパ
ーゼD(以下、PLDと称する)の存在下に、ラセミ体
もしくはエナンチオマー的に純粋なセリン、好ましくは
(L)−セリンと、大豆レシチンもしくは卵レシチンな
どの天然ホスファチドあるいは下記式(II)の合成ホ
スファチドとを反応させることによって下記式(I)の
ホスファチドセリン類(以下、PSと称する)を製造す
る方法に関する。
相系で、ホスファチジル基転移活性を有するホスホリパ
ーゼD(以下、PLDと称する)の存在下に、ラセミ体
もしくはエナンチオマー的に純粋なセリン、好ましくは
(L)−セリンと、大豆レシチンもしくは卵レシチンな
どの天然ホスファチドあるいは下記式(II)の合成ホ
スファチドとを反応させることによって下記式(I)の
ホスファチドセリン類(以下、PSと称する)を製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に関わる化合物は以下の一般式
(I)および(II)の構造を有する。
(I)および(II)の構造を有する。
【0003】
【化3】 式中、R1およびR2は同一もしくは異なっており、モノ
不飽和もしくは多価不飽和であっても良いC10〜C30ア
シルであり;XはOHもしくはOMであって、Mはアル
カリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたはアル
キルアンモニウム(分子内塩を含む)であり;R3はC
H2CH2NH2またはCH2CH2N+(CH3)3である。
不飽和もしくは多価不飽和であっても良いC10〜C30ア
シルであり;XはOHもしくはOMであって、Mはアル
カリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたはアル
キルアンモニウム(分子内塩を含む)であり;R3はC
H2CH2NH2またはCH2CH2N+(CH3)3である。
【0004】化合物(I)は各種分野で重要であり、ア
テローム性動脈硬化症に基づいたまたはそれ以外のもの
および/または老衰に基づく血管病理などの各種起源の
退行性脳症候群の治療用;リポソーム製剤の製造用なら
びに最近では天然レシチン、特にはアシル残基などの多
価不飽和脂肪酸を含有するホスファチジル−L−セリン
(以下、PS(L)と称する)豊富な大豆レシチンのよ
うな天然レシチン類を有してなる食事療法組成物用の医
薬組成物の製造において特に重要である。
テローム性動脈硬化症に基づいたまたはそれ以外のもの
および/または老衰に基づく血管病理などの各種起源の
退行性脳症候群の治療用;リポソーム製剤の製造用なら
びに最近では天然レシチン、特にはアシル残基などの多
価不飽和脂肪酸を含有するホスファチジル−L−セリン
(以下、PS(L)と称する)豊富な大豆レシチンのよ
うな天然レシチン類を有してなる食事療法組成物用の医
薬組成物の製造において特に重要である。
【0005】妥当なコストで工業的量のPS(L)を得
ることへの需要が次第に大きくなっていることから、本
願出願人は、そのような要求を満足すべく徹底した検討
を行った。
ることへの需要が次第に大きくなっていることから、本
願出願人は、そのような要求を満足すべく徹底した検討
を行った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ホスファチジル基転移
反応で酵素触媒としてPLDを使用してホスファチド
(I)を製造する技術は公知である。しかしながら、公
知の方法は実験室規模の製造(数グラム)に関するもの
であり、それらの方法には以下に説明するように、一連
の欠点があって、それが工業的大量化の妨げとなってい
る。
反応で酵素触媒としてPLDを使用してホスファチド
(I)を製造する技術は公知である。しかしながら、公
知の方法は実験室規模の製造(数グラム)に関するもの
であり、それらの方法には以下に説明するように、一連
の欠点があって、それが工業的大量化の妨げとなってい
る。
【0007】さらに、特には不純な酵素を使用すると、
酵素反応の実験室的方法を工業的に再現することが困難
であることもわかっている。
酵素反応の実験室的方法を工業的に再現することが困難
であることもわかっている。
【0008】さらに言及しておくべき重要な点として、
PLD酵素は、ホスファチジル基転移反応と競合して、
ホスファチドの水系加水分解をも触媒してホスファチジ
ル酸(以下、PAと称する)を与え、その2つの反応の
速度は反応条件および当該酵素の起源によってかなり影
響される。
PLD酵素は、ホスファチジル基転移反応と競合して、
ホスファチドの水系加水分解をも触媒してホスファチジ
ル酸(以下、PAと称する)を与え、その2つの反応の
速度は反応条件および当該酵素の起源によってかなり影
響される。
【0009】例えば、コンフリウスら(Comfurius P. e
t al., Biochim. Biophys. Acta 488, 36(1977))は、
加圧下に45℃、pH5.6にて、酢酸エチル/水の二
相系で、ある程度精製したPLD酵素(キャベツから)
の存在下に卵レシチンもしくは合成ホスファチジルコリ
ンとL−セリンを反応させることによって、PS(L)
とPAの約1:1混合物を製造することを最初に開示し
ている。
t al., Biochim. Biophys. Acta 488, 36(1977))は、
加圧下に45℃、pH5.6にて、酢酸エチル/水の二
相系で、ある程度精製したPLD酵素(キャベツから)
の存在下に卵レシチンもしくは合成ホスファチジルコリ
ンとL−セリンを反応させることによって、PS(L)
とPAの約1:1混合物を製造することを最初に開示し
ている。
【0010】PS(L)は次に、溶離液としてクロロホ
ルム/メタノール混合液を用いるセルロースでのクロマ
トグラフィーによって精製される。そのような方法は、
酢酸エチルの使用と低い選択性のために、工業的製造に
は適さないことは明らかである。
ルム/メタノール混合液を用いるセルロースでのクロマ
トグラフィーによって精製される。そのような方法は、
酢酸エチルの使用と低い選択性のために、工業的製造に
は適さないことは明らかである。
【0011】さらに興味深い結果が、ヤマネら(Yamane
T. et al., Biochim. Biophys. Acta 1003, 277(198
9))によって報告されており、そこでは(D)−および
(L)−セリンを用いるホスファチジルコリン(以下P
Cと称する)変換において各種ホスファチジル基転移活
性を有する各種起源のPLD酵素(キャベツおよびスト
レプトミセス菌株からのもの)を比較している。pH、
溶媒、温度、試薬および酵素(固定化後のものについて
も)濃度などの各種反応パラメータの検討も行われてい
る。
T. et al., Biochim. Biophys. Acta 1003, 277(198
9))によって報告されており、そこでは(D)−および
(L)−セリンを用いるホスファチジルコリン(以下P
Cと称する)変換において各種ホスファチジル基転移活
性を有する各種起源のPLD酵素(キャベツおよびスト
レプトミセス菌株からのもの)を比較している。pH、
溶媒、温度、試薬および酵素(固定化後のものについて
も)濃度などの各種反応パラメータの検討も行われてい
る。
【0012】検討したpHは5.5〜7.0の範囲であ
り、遊離酵素に最も有効な二相溶媒系はエチルエーテル
−水または酢酸エチル−水であるが、ベンゼン、トルエ
ンおよびクロロホルムなどの溶媒は効果が低い。さら
に、酢酸エチルは固定化酵素には適さない。温度は20
℃〜40℃であり、反応速度が温度とともに上昇すると
しても試験は好ましくは30℃で実施されている。試験
はpH5.6、30℃での溶解度に相当するセリン濃度
3.4Mで行われているが、PC濃度は非常に低く保た
れ(53.4mM未満、通常は17.8mM)、酵素濃
度は0.2〜0.8U/ml(1単位は、30℃±0.
5℃で1分間で1μmolの純粋なPCを加水分解して
PAとする酵素量と定義される)である。
り、遊離酵素に最も有効な二相溶媒系はエチルエーテル
−水または酢酸エチル−水であるが、ベンゼン、トルエ
ンおよびクロロホルムなどの溶媒は効果が低い。さら
に、酢酸エチルは固定化酵素には適さない。温度は20
℃〜40℃であり、反応速度が温度とともに上昇すると
しても試験は好ましくは30℃で実施されている。試験
はpH5.6、30℃での溶解度に相当するセリン濃度
3.4Mで行われているが、PC濃度は非常に低く保た
れ(53.4mM未満、通常は17.8mM)、酵素濃
度は0.2〜0.8U/ml(1単位は、30℃±0.
5℃で1分間で1μmolの純粋なPCを加水分解して
PAとする酵素量と定義される)である。
【0013】非常に純粋なホスファチジルコリンを用い
ると、至適反応条件では、ほぼ完全なPSの変換が行わ
れると考えられる。キャベツからのPLDとは異なった
形で、細菌起源のPLDも同様に(D)および(L)−
セリンを用いるホスファチジル基転移を触媒する。
ると、至適反応条件では、ほぼ完全なPSの変換が行わ
れると考えられる。キャベツからのPLDとは異なった
形で、細菌起源のPLDも同様に(D)および(L)−
セリンを用いるホスファチジル基転移を触媒する。
【0014】従来使用されてきた方法に対して利点を有
しているにもかかわらず、その試験は純粋な酵素および
非常に純粋なPCを用いて至適条件を見いだすことを目
的としており、低コスト・低純度のレシチンの使用や未
精製酵素の使用については言及されていないことから、
この方法でもやはり、工業的に利用できるものと考える
ことはできない。
しているにもかかわらず、その試験は純粋な酵素および
非常に純粋なPCを用いて至適条件を見いだすことを目
的としており、低コスト・低純度のレシチンの使用や未
精製酵素の使用については言及されていないことから、
この方法でもやはり、工業的に利用できるものと考える
ことはできない。
【0015】特開昭63−036791号には、セリン
およびPLD用の吸着剤として多量の活性炭その他の担
体を使用し、リン脂質を溶解した低含水量(好ましくは
0.2%未満)の溶媒にその材料を懸濁させて、PAの
競争的生成を低下させる方法が開示されている。別法と
して、その担体をカラムに充填し、そのカラムに上記有
機溶媒を流す方法がある。この方法では酵素および基質
を同じ担体に取り込む必要があり、低含水量が要求され
ることから、工業的に応用するのは困難である。
およびPLD用の吸着剤として多量の活性炭その他の担
体を使用し、リン脂質を溶解した低含水量(好ましくは
0.2%未満)の溶媒にその材料を懸濁させて、PAの
競争的生成を低下させる方法が開示されている。別法と
して、その担体をカラムに充填し、そのカラムに上記有
機溶媒を流す方法がある。この方法では酵素および基質
を同じ担体に取り込む必要があり、低含水量が要求され
ることから、工業的に応用するのは困難である。
【0016】特公昭63−036792号には、溶媒と
しての水/ジイソプロピルエーテルの二相系でキャベツ
PLDを使用し、ミセル条件下で操作を行う方法が開示
されている。PC含有量が約68%の部分精製大豆レシ
チンからは変換率が非常に低く、反応終了後のPS
(L)含有率は24%である。
しての水/ジイソプロピルエーテルの二相系でキャベツ
PLDを使用し、ミセル条件下で操作を行う方法が開示
されている。PC含有量が約68%の部分精製大豆レシ
チンからは変換率が非常に低く、反応終了後のPS
(L)含有率は24%である。
【0017】特公平02−079996号にはそれより
良好な結果が報告されており、そこでは、酢酸エチル中
でストレプトミセス属のPLDが使用されている。しか
しながら、原料として合成の純粋なホスファチジルコリ
ンを用いても、相当するPS(L)の収率は約68%で
あり、それは卵PCをエチルエーテル中で、Nocardiops
isまたはActinomaduraのPLDによってPS(D)に変
換している特公昭63−123389号に報告の収率と
同様である。
良好な結果が報告されており、そこでは、酢酸エチル中
でストレプトミセス属のPLDが使用されている。しか
しながら、原料として合成の純粋なホスファチジルコリ
ンを用いても、相当するPS(L)の収率は約68%で
あり、それは卵PCをエチルエーテル中で、Nocardiops
isまたはActinomaduraのPLDによってPS(D)に変
換している特公昭63−123389号に報告の収率と
同様である。
【0018】最後に、オカハタらの報告(Okahata Y. e
t al., J.Chem.Soc. Perkin trans.1, 919(1995))に
は、pH5.5の有機溶媒中で触媒活性を示すことがで
きる別個に製造した脂質でコーティングされたストレプ
トミセス属からのPLDを利用することが開示されてい
る。この酵素は、反応が完結しない場合が多い粗酵素よ
りかなり活性が高いはずである。粗酵素の最大反応速度
は約4というより酸性側のpHで得られることがその論
文で認められているにもかかわらず、反応速度は脂質コ
ーティング酵素の速度の2%未満である。
t al., J.Chem.Soc. Perkin trans.1, 919(1995))に
は、pH5.5の有機溶媒中で触媒活性を示すことがで
きる別個に製造した脂質でコーティングされたストレプ
トミセス属からのPLDを利用することが開示されてい
る。この酵素は、反応が完結しない場合が多い粗酵素よ
りかなり活性が高いはずである。粗酵素の最大反応速度
は約4というより酸性側のpHで得られることがその論
文で認められているにもかかわらず、反応速度は脂質コ
ーティング酵素の速度の2%未満である。
【0019】溶媒として二相の水/ベンゼン系を用い
て、脂質コーティング酵素を用いて40℃で24時間、
卵PCを処理して、PS(L)が約75%の収率で得ら
れると考えられる。
て、脂質コーティング酵素を用いて40℃で24時間、
卵PCを処理して、PS(L)が約75%の収率で得ら
れると考えられる。
【0020】上記の先行技術の所見から、当業者は次の
ような結論に達すると考えられる。
ような結論に達すると考えられる。
【0021】−粗レシチンの使用は不便であり、可能で
もない。
もない。
【0022】−精製酵素すなわち少なくとも粗材料では
ない高価な酵素を用いる必要がある。
ない高価な酵素を用いる必要がある。
【0023】−工業的に許容され、無毒性で環境的に適
合する溶媒を使用することは困難である。
合する溶媒を使用することは困難である。
【0024】−かなりのセリン過剰が必要であることか
ら、セリンの回収もしくはリサイクルの必要性を伴う。
さらに、上記の方法で開示されているクロマトグラフィ
ー法はそれらの方法を工業的に利用する上でさらに悪い
条件となる。
ら、セリンの回収もしくはリサイクルの必要性を伴う。
さらに、上記の方法で開示されているクロマトグラフィ
ー法はそれらの方法を工業的に利用する上でさらに悪い
条件となる。
【0025】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに、本発明
は、好適なカットオフ値を持つ膜によって適宜に透析を
行った細胞外PLD産生微生物菌株の発酵液を水系/有
機系の二相溶媒系、好ましくは水/トルエン中で用い
て、先行技術の欠点および偏向を克服することができる
方法を提供するものである。
は、好適なカットオフ値を持つ膜によって適宜に透析を
行った細胞外PLD産生微生物菌株の発酵液を水系/有
機系の二相溶媒系、好ましくは水/トルエン中で用い
て、先行技術の欠点および偏向を克服することができる
方法を提供するものである。
【0026】従って本発明は、高いホスファチジル基転
移活性を有する細胞外PLDを産生する微生物菌株の発
酵液の遠心したものから得た粗ホスホリパーゼDの存在
下に、ホスファチド(II)とラセミ体もしくはエナン
チオマー的に純粋なセリン、好ましくはL−セリンとを
反応させる工程を有する化合物(I)の製造方法を提供
するものである。
移活性を有する細胞外PLDを産生する微生物菌株の発
酵液の遠心したものから得た粗ホスホリパーゼDの存在
下に、ホスファチド(II)とラセミ体もしくはエナン
チオマー的に純粋なセリン、好ましくはL−セリンとを
反応させる工程を有する化合物(I)の製造方法を提供
するものである。
【0027】別の実施態様において本発明は、高いホス
ファチジル基転移活性を有する細胞外PLDを産生する
新たなストレプトミセス属菌株を提供するものでもあ
る。
ファチジル基転移活性を有する細胞外PLDを産生する
新たなストレプトミセス属菌株を提供するものでもあ
る。
【0028】その菌株は、寄託番号55717で、19
95年10月13日にATCCに寄託してある。
95年10月13日にATCCに寄託してある。
【0029】本発明の方法は、公知の好適な菌株を用い
ても有効に実施することができる。
ても有効に実施することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】好ましい有機溶媒であるトルエン
は、低コスト、低毒性、環境的適合性、ホスファチド
(II)と特に粗レシチンおよびPSの高い溶解度、セ
リンの低い溶解度(それによって、産生PSから大過剰
に存在するこのアミノ酸を除去・回収することができ
る)、PLDの酵素活性との適合性、十分に早く非常に
選択的な(PS/PA比)ホスファチジル基転移反応の
提供などの多くの利点を提供するものである。
は、低コスト、低毒性、環境的適合性、ホスファチド
(II)と特に粗レシチンおよびPSの高い溶解度、セ
リンの低い溶解度(それによって、産生PSから大過剰
に存在するこのアミノ酸を除去・回収することができ
る)、PLDの酵素活性との適合性、十分に早く非常に
選択的な(PS/PA比)ホスファチジル基転移反応の
提供などの多くの利点を提供するものである。
【0031】さらにトルエンを用いると、溶解および濃
縮を反復することによって、市販のレシチンには0.5
%以下で存在する1級アルコール、特にはエタノール
を、使用されるレシチンから完全に除去することができ
る。それらのアルコールは、ホスファチジル基転移反応
でセリン競合剤として極めて反応性が高く、多い場合は
8%という収率でホスファチジルエタノールなどの望ま
しくないホスファチドを生成して、結果的にPSの品質
および収率を低下させることになると考えられる。
縮を反復することによって、市販のレシチンには0.5
%以下で存在する1級アルコール、特にはエタノール
を、使用されるレシチンから完全に除去することができ
る。それらのアルコールは、ホスファチジル基転移反応
でセリン競合剤として極めて反応性が高く、多い場合は
8%という収率でホスファチジルエタノールなどの望ま
しくないホスファチドを生成して、結果的にPSの品質
および収率を低下させることになると考えられる。
【0032】反応は好ましくは25±5℃で、4〜4.
5のpH値にて行われる。それに対して先行技術の方法
でのpHは5以上であった。さらに、既報の結果とは対
照的に、本発明者らは、反応温度が40℃以上となった
場合には選択性が低下することを認めている。撹拌方法
および添加方法などの他の反応条件や、アルカリ金属も
しくはアルカリ土類金属のイオンなどの添加剤の存在は
従来の通りであり、当業者には容易に決定できるもので
ある。
5のpH値にて行われる。それに対して先行技術の方法
でのpHは5以上であった。さらに、既報の結果とは対
照的に、本発明者らは、反応温度が40℃以上となった
場合には選択性が低下することを認めている。撹拌方法
および添加方法などの他の反応条件や、アルカリ金属も
しくはアルカリ土類金属のイオンなどの添加剤の存在は
従来の通りであり、当業者には容易に決定できるもので
ある。
【0033】驚くべきことに本発明の方法は、エピクロ
ン(Epikuron)200(登録商標;Lucas Meyerから市
販の95%大豆PC)などの高純度レシチンとPC(3
5%)およびPE(8%)およびトリグリセリド類(5
0%)の混合物からなるエピクロン135(登録商標;
Lucas Meyer)などの低コスト・低純度レシチンの両方
に、好適に適用することができる。そして同じことが、
オボチン(Ovothin)160(60%卵PC、Lucas Mey
er)などの卵PCまたは式(II)の合成ホスファチド
にも当てはまる。
ン(Epikuron)200(登録商標;Lucas Meyerから市
販の95%大豆PC)などの高純度レシチンとPC(3
5%)およびPE(8%)およびトリグリセリド類(5
0%)の混合物からなるエピクロン135(登録商標;
Lucas Meyer)などの低コスト・低純度レシチンの両方
に、好適に適用することができる。そして同じことが、
オボチン(Ovothin)160(60%卵PC、Lucas Mey
er)などの卵PCまたは式(II)の合成ホスファチド
にも当てはまる。
【0034】最後に、本発明はまた、PS、PA、P
C、PEなどのホスファチドと相当する塩、特にはヘプ
タン/メタノール二相系での相当するカルシウム塩の形
での相当するリゾホスファチドの二相有機溶媒系中での
分配係数が異なることに基づいた、得られるPSの精製
方法をも提供するものである。
C、PEなどのホスファチドと相当する塩、特にはヘプ
タン/メタノール二相系での相当するカルシウム塩の形
での相当するリゾホスファチドの二相有機溶媒系中での
分配係数が異なることに基づいた、得られるPSの精製
方法をも提供するものである。
【0035】ヘプタン相でのその好ましい再分配(ripa
rtition)により、エピクロン200から得られる収率
90%で得られるPS(L)の純度は88%から95%
に上昇させることが可能であり、同様に、エピクロン1
35から得られるPS(L)の純度は58%から約80
%まで上昇した。最後に、ヘプタン/アセトンからカル
シウム塩の形で結晶化し、次に従来の技術によって他の
何らかの塩に変換することで、さらにPSを精製するこ
とができる。
rtition)により、エピクロン200から得られる収率
90%で得られるPS(L)の純度は88%から95%
に上昇させることが可能であり、同様に、エピクロン1
35から得られるPS(L)の純度は58%から約80
%まで上昇した。最後に、ヘプタン/アセトンからカル
シウム塩の形で結晶化し、次に従来の技術によって他の
何らかの塩に変換することで、さらにPSを精製するこ
とができる。
【0036】セリンの回収は、各種の方法によって行う
ことができる。第1の方法は、トルエン相の分離と活性
炭による処理後のホスファチジル基転移反応からの水溶
液の減圧下での部分濃縮と、その溶液からのセリンの結
晶化を行うものである。別法として、その後のバッチで
完了した反応液から水相をリサイクルして含有セリンの
単離を回避することが可能である。これは、活性炭で水
相を処理し、接線流電気透析装置にてセリンの等電性p
HであるpH5.7で電気透析を行うことによって無機
塩とコリン塩を除去し、電気透析時にpH値を一定に保
つことによって行われる。得られる水溶液をそのまま用
いるか、あるいは減圧下もしくは逆浸透によってその水
溶液を適宜に濃縮した後に用いることができる。
ことができる。第1の方法は、トルエン相の分離と活性
炭による処理後のホスファチジル基転移反応からの水溶
液の減圧下での部分濃縮と、その溶液からのセリンの結
晶化を行うものである。別法として、その後のバッチで
完了した反応液から水相をリサイクルして含有セリンの
単離を回避することが可能である。これは、活性炭で水
相を処理し、接線流電気透析装置にてセリンの等電性p
HであるpH5.7で電気透析を行うことによって無機
塩とコリン塩を除去し、電気透析時にpH値を一定に保
つことによって行われる。得られる水溶液をそのまま用
いるか、あるいは減圧下もしくは逆浸透によってその水
溶液を適宜に濃縮した後に用いることができる。
【0037】電気透析に代えて、イオン交換樹脂を用い
て無機塩およびコリン塩を除去し、次にその水溶液を上
記の方法で濃縮して、同様の方法を行うこともできる。
て無機塩およびコリン塩を除去し、次にその水溶液を上
記の方法で濃縮して、同様の方法を行うこともできる。
【0038】本発明の方法は、上記のホスファチジル−
(L)−セリン類(R1およびR2は大豆レシチンの場合
と同様の割合でのパルミチン酸、ステアリン酸、オレイ
ン酸、リノール酸のアシル鎖であるか、あるいはR1お
よびR2は卵レシチンの場合と同様の割合でのパルミチ
ン酸、ステアリン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、
リノール酸、アラキドン酸のアシル鎖である)の製造に
容易に適用することができる。
(L)−セリン類(R1およびR2は大豆レシチンの場合
と同様の割合でのパルミチン酸、ステアリン酸、オレイ
ン酸、リノール酸のアシル鎖であるか、あるいはR1お
よびR2は卵レシチンの場合と同様の割合でのパルミチ
ン酸、ステアリン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、
リノール酸、アラキドン酸のアシル鎖である)の製造に
容易に適用することができる。
【0039】以下に記載の方法によって本発明をさらに
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【0040】
【実施例】実施例1 PLD触媒の製造(一般的手順) グルコース(10g/l)、酵母抽出物(20g/
l)、ペプトン(5g/l)、K2HPO4(2g/
l)、MgSO4・7水和物(0.5g/l)から成る
培地200mlを1M HClを加えてpH7としたも
のの入った複数の1リットルフラスコ中で24時間撹拌
下に、使用する各種ストレプトミセス菌株を成長させ
た。その培養液を用いて同じ栄養培地5リットルと必要
に応じて消泡剤の入った10リットル発酵槽に接種し、
0.1M NaOHまたは0.1M HClを自動的に加
えることによってpH値を7で一定に保ちながら、回転
数500rpmで撹拌しながら、気流下に30℃で24
時間発酵を継続した。その後、その発酵液を遠心し、4
℃で保存した。
l)、ペプトン(5g/l)、K2HPO4(2g/
l)、MgSO4・7水和物(0.5g/l)から成る
培地200mlを1M HClを加えてpH7としたも
のの入った複数の1リットルフラスコ中で24時間撹拌
下に、使用する各種ストレプトミセス菌株を成長させ
た。その培養液を用いて同じ栄養培地5リットルと必要
に応じて消泡剤の入った10リットル発酵槽に接種し、
0.1M NaOHまたは0.1M HClを自動的に加
えることによってpH値を7で一定に保ちながら、回転
数500rpmで撹拌しながら、気流下に30℃で24
時間発酵を継続した。その後、その発酵液を遠心し、4
℃で保存した。
【0041】同様の手順で2000リットルのリアクタ
中で工業的発酵を行ったところ、23時間後に、文献記
載の試験(Biotechn. Techn., 7, 795(1993))によって
測定した発酵液の最終活性は2〜3Ku/lのPLDで
あった。得られた発酵液を遠心し、そのまま使用する
か、あるいは0.1M酢酸ナトリウムを緩衝液として用
いてpH値を5.6として、10000ダルトンのカッ
トオフ値を持つミリポア(Millipore)膜による限外濾
過によって当初容量の約1/10まで濃縮した後に使用
した。
中で工業的発酵を行ったところ、23時間後に、文献記
載の試験(Biotechn. Techn., 7, 795(1993))によって
測定した発酵液の最終活性は2〜3Ku/lのPLDで
あった。得られた発酵液を遠心し、そのまま使用する
か、あるいは0.1M酢酸ナトリウムを緩衝液として用
いてpH値を5.6として、10000ダルトンのカッ
トオフ値を持つミリポア(Millipore)膜による限外濾
過によって当初容量の約1/10まで濃縮した後に使用
した。
【0042】実施例2 大豆レシチンのエピクロン200を原料とするPS
(L)の製造 エピクロン200(Lucas Meyer)20gとトルエン1
00mlを窒素下に1000mlリアクタに入れ、減圧
下に溶媒約80mlを留去してその溶液を濃縮する。新
鮮なトルエンを加え、溶液を再度減圧下に濃縮する。そ
の手順を繰り返して、市販のレシチンに通常存在してい
るエタノールその他のC1〜C4アルコールの含有量を2
0ppm以下まで低下させる。残留物を新鮮なトルエン
に取って容量を400mlとし、(L)−セリン94.
5gを加える。得られる懸濁液に、実施例1の手順に従
って製造され2U/mlの酵素活性を有するATCC5
5717からのPLDを含有する水溶液(300ml)
を加え、10℃で塩化カルシウム3.34g、酢酸ナト
リウム・3水和物4.08gおよび氷酢酸約3gを加え
て、pHを約4.5とする。得られる二相系を昇温して
25±2℃の温度とし、その温度で約6時間にわたって
強撹拌する。その混合物をデカライト(decalite)で濾
過し、デカライトをさらにトルエン100mlで2回洗
浄する。有機相を、過剰のセリンを含む水相から分離
し、減圧下に濃縮して残留物を得て(22.3g)、そ
れをn−ヘプタン525mlとメタノール171mlと
に取る。下層のメタノール相を廃棄し、上層をさらにメ
タノール220mlで抽出する。分液後、上側の相を減
圧下に濃縮して少量とし、−5℃で撹拌しながらアセト
ン400mlを加え、濾過し、減圧下に乾燥して、HP
LCで97%(PA含有率3%未満)のPS(L)カル
シウム塩15gを得る。
(L)の製造 エピクロン200(Lucas Meyer)20gとトルエン1
00mlを窒素下に1000mlリアクタに入れ、減圧
下に溶媒約80mlを留去してその溶液を濃縮する。新
鮮なトルエンを加え、溶液を再度減圧下に濃縮する。そ
の手順を繰り返して、市販のレシチンに通常存在してい
るエタノールその他のC1〜C4アルコールの含有量を2
0ppm以下まで低下させる。残留物を新鮮なトルエン
に取って容量を400mlとし、(L)−セリン94.
5gを加える。得られる懸濁液に、実施例1の手順に従
って製造され2U/mlの酵素活性を有するATCC5
5717からのPLDを含有する水溶液(300ml)
を加え、10℃で塩化カルシウム3.34g、酢酸ナト
リウム・3水和物4.08gおよび氷酢酸約3gを加え
て、pHを約4.5とする。得られる二相系を昇温して
25±2℃の温度とし、その温度で約6時間にわたって
強撹拌する。その混合物をデカライト(decalite)で濾
過し、デカライトをさらにトルエン100mlで2回洗
浄する。有機相を、過剰のセリンを含む水相から分離
し、減圧下に濃縮して残留物を得て(22.3g)、そ
れをn−ヘプタン525mlとメタノール171mlと
に取る。下層のメタノール相を廃棄し、上層をさらにメ
タノール220mlで抽出する。分液後、上側の相を減
圧下に濃縮して少量とし、−5℃で撹拌しながらアセト
ン400mlを加え、濾過し、減圧下に乾燥して、HP
LCで97%(PA含有率3%未満)のPS(L)カル
シウム塩15gを得る。
【0043】セリンを含む水相は活性炭16gで処理
し、デカライト濾過し、次に減圧下に(30mmHg)
溶媒の約70%を留去してそれを濃縮し、次に冷却、濾
過および50℃での乾燥を行って、純粋な(L)−セリ
ン約52gを得る。過剰のセリン(約43g)を含む母
液を、別のPS合成から生じる水相に加えて、後に回収
する。
し、デカライト濾過し、次に減圧下に(30mmHg)
溶媒の約70%を留去してそれを濃縮し、次に冷却、濾
過および50℃での乾燥を行って、純粋な(L)−セリ
ン約52gを得る。過剰のセリン(約43g)を含む母
液を、別のPS合成から生じる水相に加えて、後に回収
する。
【0044】実施例3 大豆レシチンのエピクロン135を原料とするPS
(L)の製造 エピクロン135(Lucas Meyer)400kg、トルエ
ン3000リットルおよび水100リットルを窒素下に
5000リットルのステンレス製リアクタに入れ、減圧
下に45℃で溶媒約1000リットルを留去してその混
合物を濃縮する。別の6000リットルのステンレス製
リアクタに、約3KU/IのPLDを含むATCC55
717からの発酵液1355リットル、塩化カルシウム
22.7kg、酢酸ナトリウム・3水和物27.6kg
と、10℃で80%酢酸22リットルおよびL−セリン
625kgを加える(最終pHは4.2)。その2つの
溶液を合わせ、得られる混合物を昇温して25℃として
その温度に維持して、8時間強撹拌する。HPLC分析
により、総リン脂質中のPS(L)含有率が約75%で
あることが明らかになる。その混合物にデカライト36
kgをトルエン/水(体積基準で3/1)500リット
ルに懸濁させたものを加え、濾過し、フィルターをトル
エン/水(体積基準で3/1)400リットルで洗浄す
る。水相は以下の実施例6に記載の方法と同様にして分
液・処理して(L)−セリンを回収し、有機相はさらに
デカライトで濾過してから減圧下に濃縮して約440k
gの残留物とし、それをアセトン5000リットルで取
り、室温で6時間撹拌する。その混合物を0℃に冷却
後、生成物を濾過して、PS(L)の湿カルシウム塩約
323kgを得る(50%)。
(L)の製造 エピクロン135(Lucas Meyer)400kg、トルエ
ン3000リットルおよび水100リットルを窒素下に
5000リットルのステンレス製リアクタに入れ、減圧
下に45℃で溶媒約1000リットルを留去してその混
合物を濃縮する。別の6000リットルのステンレス製
リアクタに、約3KU/IのPLDを含むATCC55
717からの発酵液1355リットル、塩化カルシウム
22.7kg、酢酸ナトリウム・3水和物27.6kg
と、10℃で80%酢酸22リットルおよびL−セリン
625kgを加える(最終pHは4.2)。その2つの
溶液を合わせ、得られる混合物を昇温して25℃として
その温度に維持して、8時間強撹拌する。HPLC分析
により、総リン脂質中のPS(L)含有率が約75%で
あることが明らかになる。その混合物にデカライト36
kgをトルエン/水(体積基準で3/1)500リット
ルに懸濁させたものを加え、濾過し、フィルターをトル
エン/水(体積基準で3/1)400リットルで洗浄す
る。水相は以下の実施例6に記載の方法と同様にして分
液・処理して(L)−セリンを回収し、有機相はさらに
デカライトで濾過してから減圧下に濃縮して約440k
gの残留物とし、それをアセトン5000リットルで取
り、室温で6時間撹拌する。その混合物を0℃に冷却
後、生成物を濾過して、PS(L)の湿カルシウム塩約
323kgを得る(50%)。
【0045】その生成物をさらにアセトン2000リッ
トルで処理して精製し、乾燥して、PS(L)カルシウ
ム塩約273kgを得る(58%)。
トルで処理して精製し、乾燥して、PS(L)カルシウ
ム塩約273kgを得る(58%)。
【0046】実施例2に記載の方法と同様にして、ヘプ
タン/メタノールでの抽出によってサンプル20gを精
製して、PS(L)カルシウム塩11.6gを得た(8
0%)。
タン/メタノールでの抽出によってサンプル20gを精
製して、PS(L)カルシウム塩11.6gを得た(8
0%)。
【0047】実施例4 卵レシチンを原料とするPS(L)の製造 オボチン160(60%PC;Lucas Meyer)13g、
トルエン158mlおよび(L)−セリン38gを窒素
下に500mlのリアクタに入れる。得られる懸濁液
に、実施例1の手順に従って得られた酵素活性2U/m
lのATCC55717からのPLDを含有する水溶液
(300ml)を加え、10℃で塩化カルシウム1.4
g、酢酸ナトリウム・3水和物1.7gおよびpHを約
4.1とするのに必要な氷酢酸を加える。得られる二相
系を昇温して25±2℃の温度とし、その温度で約6時
間にわたって強撹拌する。その混合物をデカライトで濾
過し、デカライトをさらにトルエン100mlで2回洗
浄する。有機相を、過剰のセリンを含む水相から分離
し、減圧下に濃縮して残留物を得て、それをn−ヘプタ
ン320mlとメタノール100mlとに取る。下層の
メタノール相を廃棄し、上層をさらにヘプタン35ml
で希釈し、メタノール95mlでさらに抽出する。上側
の相を分液し、減圧下に濃縮して少量とし、−5℃で撹
拌しながらアセトン250mlを加え、濾過し、減圧下
に乾燥して、HPLCで84%のPS(L)カルシウム
塩7.3gを得る。
トルエン158mlおよび(L)−セリン38gを窒素
下に500mlのリアクタに入れる。得られる懸濁液
に、実施例1の手順に従って得られた酵素活性2U/m
lのATCC55717からのPLDを含有する水溶液
(300ml)を加え、10℃で塩化カルシウム1.4
g、酢酸ナトリウム・3水和物1.7gおよびpHを約
4.1とするのに必要な氷酢酸を加える。得られる二相
系を昇温して25±2℃の温度とし、その温度で約6時
間にわたって強撹拌する。その混合物をデカライトで濾
過し、デカライトをさらにトルエン100mlで2回洗
浄する。有機相を、過剰のセリンを含む水相から分離
し、減圧下に濃縮して残留物を得て、それをn−ヘプタ
ン320mlとメタノール100mlとに取る。下層の
メタノール相を廃棄し、上層をさらにヘプタン35ml
で希釈し、メタノール95mlでさらに抽出する。上側
の相を分液し、減圧下に濃縮して少量とし、−5℃で撹
拌しながらアセトン250mlを加え、濾過し、減圧下
に乾燥して、HPLCで84%のPS(L)カルシウム
塩7.3gを得る。
【0048】実施例5 DLPCを原料とするDLPS(L)の製造 エピクロン200(20g)に代えてL−α−ジリノネ
イル(dilinoneyl)ホスファチジルコリン
(以下、DLPCと称する)20gを用いる以外、実施
例2に記載の手順を繰り返して、L−α−ジリノネイル
(dilinoneyl)ホスファチジル−L−セリン
15.1gをカルシウム塩として得る(HPLCで純度
96%)。
イル(dilinoneyl)ホスファチジルコリン
(以下、DLPCと称する)20gを用いる以外、実施
例2に記載の手順を繰り返して、L−α−ジリノネイル
(dilinoneyl)ホスファチジル−L−セリン
15.1gをカルシウム塩として得る(HPLCで純度
96%)。
【0049】実施例6 L−セリンの回収およびリサイクル 実施例3の手順によるホスファチジル基転移反応終了
後、トルエン溶液の分離とデカライトでの濾過後に得ら
れた水溶液(10リットル)を活性炭0.3kgで処理
し、30%NaOH水溶液を加えてpHを5.7に調節
した。得られた溶液を、送液チャンバーのpHを5.7
±0.5に維持しながら接線流電気透析装置中で4時間
経過させた。
後、トルエン溶液の分離とデカライトでの濾過後に得ら
れた水溶液(10リットル)を活性炭0.3kgで処理
し、30%NaOH水溶液を加えてpHを5.7に調節
した。得られた溶液を、送液チャンバーのpHを5.7
±0.5に維持しながら接線流電気透析装置中で4時間
経過させた。
【0050】その間の送液チャンバーでの伝導率は、開
始時値12700μシーメンス/cmから最終値480
μシーメンス/cmに低下した。その後のホスファチジ
ル基転移反応では新鮮な固体L−セリンに代えて、逆浸
透によって適切に濃縮したそのL−セリン水溶液(アミ
ノ酸回収率97%)を再度使用し、同様の結果を得た。
始時値12700μシーメンス/cmから最終値480
μシーメンス/cmに低下した。その後のホスファチジ
ル基転移反応では新鮮な固体L−セリンに代えて、逆浸
透によって適切に濃縮したそのL−セリン水溶液(アミ
ノ酸回収率97%)を再度使用し、同様の結果を得た。
フロントページの続き (72)発明者 ピエトロ マッサルド イタリア国 パトリカ ヴィア ヴァディ ージ 5 (72)発明者 オレステ ピッコロ イタリア国 パトリカ ヴィア ヴァディ ージ 5 (72)発明者 ステファノ セルヴィ イタリア国 ミラノ ヴィア ヴォルヴィ ーニオ 22
Claims (14)
- 【請求項1】 下記式(I)の化合物 【化1】 [式中、R1およびR2は同一もしくは異なっており、モ
ノ不飽和もしくは多価不飽和であっても良いC10〜C30
アシルであり;XはOHもしくはOMであって、Mはア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたはア
ルキルアンモニウム(分子内塩を含む)である。]の製
造方法において、 高いホスファチジル基転移活性を有する細胞外ホスホリ
パーゼDを産生する微生物菌株の発酵液の遠心したもの
から得た粗ホスホリパーゼDの存在下に、水系/有機系
の二相溶媒系中で、下記一般式(II) 【化2】 [式中、R1、R2およびXは上記で定義した通りであ
り、R3はCH2−CH2NH2またはCH2−CH2N
+(CH3)3である。]のホスファチドとラセミ体もし
くはエナンチオマー的に純粋なセリン、好ましくはL−
セリンとを反応させる工程を有する方法。 - 【請求項2】 有機溶媒がトルエンであることを特徴と
する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 一般式(II)のホスファチドが、リン
脂質含有率20%〜95%である大豆もしくは卵のレシ
チンから選択される天然起源のホスファチジルコリンお
よび/またはホスファチジルエタノールアミンの混合物
であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 反応pHが4〜4.5であることを特徴
とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 反応温度が25℃±5℃であることを特
徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 粗ホスホリパーゼDがストレプトミセス
菌株ATCC55717によって産生されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 R1およびR2が大豆レシチンと同様の割
合でのパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノ
ール酸またはリノレン酸のアシル鎖であることを特徴と
する請求項1に記載のホスファチジル−(L)−セリン
の製造方法。 - 【請求項8】 R1およびR2が卵レシチンと同様の割合
でのパルミチン酸、ステアリン酸、パルミトレイン酸、
オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸のアシル鎖であ
ることを特徴とする請求項1に記載のホスファチジル−
(L)−セリンの製造方法。 - 【請求項9】 有機溶媒の二相系でPSを含有するリン
脂質混合物の選択的抽出を行うことによる、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたはアルキルア
ンモニウムの塩の形でのホスファチジルセリンの精製方
法。 - 【請求項10】 ヘプタン/メタノール混合液から相当
するカルシウム塩を選択的に抽出することで、他のリン
脂質、特にはPC、PE、PAおよび相当するリゾリン
脂質からホスファチジルセリンを精製することを特徴と
する請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 請求項10記載の方法に従って得られ
るホスファチジルセリンのさらなる精製方法であって、
ホスファチジルセリンについて、カルシウム塩の形でヘ
プタン/アセトンから結晶化を行い、次に従来技術に従
って他の塩に変換することを特徴とする精製方法。 - 【請求項12】 請求項1記載の方法に従って実施され
るホスファチジル基転移反応の水溶液から、結晶固体と
してL−セリンを回収する方法であって、有機相を分液
した後、該水溶液を減圧下に部分的に濃縮して、結晶の
L−セリンを沈殿させることを特徴とする回収方法。 - 【請求項13】 請求項1記載の方法に従って実施され
るホスファチジル基転移反応の水溶液から、無機塩およ
びコリン塩を含まない水溶液の形でL−セリンを回収す
る方法であって、濾過および有機相の分液後、該水相に
ついてpH値5.7±0.5での電気透析を行うかある
いは別法としてイオン交換樹脂で処理することを特徴と
する回収方法。 - 【請求項14】 1995年10月13日に寄託番号5
5717でATCC(American Type Culture Collecti
on)に寄託されたストレプトミセス菌株。
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