JPS58146287A - Preparation of l-cysteine derivative - Google Patents

Preparation of l-cysteine derivative

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JPS58146287A
JPS58146287A JP2810982A JP2810982A JPS58146287A JP S58146287 A JPS58146287 A JP S58146287A JP 2810982 A JP2810982 A JP 2810982A JP 2810982 A JP2810982 A JP 2810982A JP S58146287 A JPS58146287 A JP S58146287A
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JP
Japan
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mercaptan
cysteine
reaction
serine
tryptophan
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JP2810982A
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健次 左右田
Nobuyoshi Ezaki
信芳 江崎
Yoshiyuki Asai
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Abstract

PURPOSE:To prepare S-substituted L-cysteine industrially inexpensively, by reacting L-serine with a mercaptan in an aqueous solution by the action of tryptophan synthetase. CONSTITUTION:One mercaptan selected from the group consisting of ethylmercaptan, propylmercaptan, phenylmercaptan, and benzylmercaptan is reacted with L-serine in an aqueous solution in the presence of tryptophan synthetase produced by Escherichia coil MT-10238 (FERM-P 6045), etc.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、L−システィン誘導体の製造法に関する。更
に詳しくは、水溶液中にてL−セリンとエチルメルカプ
タン、プロピルメルカプタン、ブチルメルカプタン、フ
ェニルメルカプタンまたはヘンシルメルカプタンをトリ
プトファン・シンセターゼの作用により反応せしめそれ
ぞれ相応するS−置換システィン誘導体の製造法に関し
、その目的とするところは安価なシスティン誘導体の製
造にある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing L-cysteine derivatives. More specifically, it relates to a method for producing corresponding S-substituted cysteine derivatives by reacting L-serine with ethyl mercaptan, propyl mercaptan, butyl mercaptan, phenyl mercaptan, or hensyl mercaptan in an aqueous solution by the action of tryptophan synthetase. The aim is to produce inexpensive cysteine derivatives.

システィン誘導体は種々の生理活性を有し、その合成法
も検討されているが、実験室的規模を出ないものであり
、現在捷でに工業化された例はなく、安価な工業的製法
が望まれていた。
Cysteine derivatives have various physiological activities, and methods of synthesizing them are being investigated, but they are limited to laboratory scale, and there are currently no examples of them being industrialized, and an inexpensive industrial method is desired. It was rare.

本発明者等は、酵素法によるL−システィン誘導体の製
造法を種々検討した結果、水溶液中にて、L−セリンと
各種のメルカプタン類とをトリプトファン・シンセター
ゼの作用により反応せしめることによって容易にシステ
ィン誘導体を製造し得ることを見出し本発明を完成する
に至った。
As a result of various studies on methods for producing L-cysteine derivatives using enzymatic methods, the present inventors found that cysteine derivatives can be easily produced by reacting L-serine with various mercaptans in an aqueous solution through the action of tryptophan synthetase. The present invention was completed by discovering that derivatives can be produced.

本発明に用いられるトリプトファン・シンセターゼの生
産菌株としては、例えばエシェリヒア・コリMT−10
238(FEBM P−6145)、ノイロスポラ・ク
ラツプATC014692などがある。エシェリヒア・
コリの培養菌体からのトリプトファンンンセターゼの抽
出法については、The Journal ofBio
logical chemistry、 Vol 、2
52.AS、19.6594〜6599頁(1977年
)、ノイロスポラ・クラツプの培養菌体からの抽出法に
ついては同、vol。
As the tryptophan synthetase producing strain used in the present invention, for example, Escherichia coli MT-10
238 (FEBM P-6145), Neurospora Clap ATC014692, etc. Escherichia
The method for extracting tryptophan ncetase from cultured cells of E. coli is described in The Journal ofBio
Logical chemistry, Vol. 2
52. AS, pp. 19.6594-6599 (1977), vol.

250、届8.2941〜2946頁(1975年)に
記載され知られている。しかし、本発明に使用されるト
リプトファン・/ンセターゼは必ずしも純粋である必要
はない。すなわち、トリプトファン・シシセターゼ生産
菌株の培養物、培養物から遠心分動などの方法によって
採取した生菌体、その乾燥菌体あるいは菌体を磨砕、自
己消化、音波処理などによって得られた菌体処理物、更
にはこれらの閃体よりの抽出物並びに該抽出物より得ら
れる酵素の粗製物であっても利用可能である。勿論、こ
れらの固定化酵素または固定化菌体でもよい。
250, Notification 8, pages 2941-2946 (1975). However, the tryptophan/ncetase used in the present invention does not necessarily have to be pure. In other words, cultures of tryptophan cicisetase-producing strains, live bacterial cells collected from the culture by methods such as centrifugal separation, dried bacterial cells, or bacterial cells obtained by grinding, autolysis, sonication, etc. Processed products, furthermore, extracts from these flash bodies and crude enzymes obtained from the extracts can also be used. Of course, these immobilized enzymes or immobilized bacterial cells may also be used.

トリプトファン・シンセターゼ生産菌を培養するだめの
培地としては、炭素源、窒素源、無機物および必要に応
じて少量の微量栄養素を含むものであれば、合成培地ま
だは天然培地の何れも使用可能であるが、一般には微量
のトリプトファン、アントラニル酸寸たはインドールを
培地に添加することが必要である。培地に使用する炭素
源および窒素源は使用菌の利用可能なものならば倒れの
種類を用いてもよい。即ち、炭素源としては、グルコー
ス、グリセロール、フラクト−ス、シュクロース、マル
トース、マンノース、MS、m粉加水分解液、糖蜜など
の種々の炭水化物が使用出来る。窒素源としては、アン
モニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、炭酸ア
ンモニウム、酢酸アンモニウムなどの各種の無機および
有機アンモニウム塩類、または肉エキス、酵母エキス、
コーン・スチープ・リカー、カゼイン加水分解物、フイ
ソシーミールあるいはその消化物、脱脂大豆粕あるいは
その消化物などの天然有機窒素源が使用可能である。天
然有機窒素源の多くの場合は、窒素源であるとともに炭
素源にもなり得る。更に無機物として燐酸−水素カリウ
ム、燐酸二水素カリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシ
ウム、塩化すl−IJウム、硫酸第一鉄なども必要に応
じて使用することができる。
As a medium for culturing tryptophan synthetase-producing bacteria, any synthetic medium or natural medium can be used as long as it contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic substances, and small amounts of micronutrients if necessary. However, it is generally necessary to add trace amounts of tryptophan, anthranilic acid, or indole to the medium. The carbon source and nitrogen source used in the culture medium may be of a type that can be used by the bacteria used. That is, various carbohydrates such as glucose, glycerol, fructose, sucrose, maltose, mannose, MS, m powder hydrolyzate, and molasses can be used as carbon sources. Nitrogen sources include ammonia, various inorganic and organic ammonium salts such as ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium carbonate, ammonium acetate, or meat extract, yeast extract,
Natural organic nitrogen sources such as corn steep liquor, casein hydrolyzate, phytosea meal or its digestate, defatted soybean meal or its digestate can be used. Many natural organic nitrogen sources can be both nitrogen and carbon sources. Further, as inorganic substances, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, potassium chloride, magnesium sulfate, sulfur chloride, ferrous sulfate, and the like can be used as necessary.

培養は振盪培養あるいは通気攪拌深部培養などの好気的
条件下で行う。培養流度は20〜50℃、通常は30〜
67℃の範囲である。培養中の培地のpHは中性附近に
維持することが望ましい。培養期間は通常1〜6日間で
ある。
Cultivation is performed under aerobic conditions such as shaking culture or submerged culture with aeration. Culture flow rate is 20-50℃, usually 30-50℃
It is in the range of 67°C. It is desirable to maintain the pH of the medium during culture near neutrality. The culture period is usually 1 to 6 days.

トリプトファン・シンセターゼはインドールグリセロリ
ン酸とL−セリンからL−トリプトファンを合成するβ
−置換反応のほか、α、β−脱離、アミン転移などの反
応を触媒する多機能ピリドキサール素である。本酵素の
酵素化学的性質や触媒機構はマイルズ等によって詳細に
なされ、Advancesin Enzymology
 and Re1ated Areas of Mo1
−ecular Biology、 Vol 、49.
127〜185頁(1979年)に記載されている。し
かし、トリプトファン・シンセターゼによる本発明の反
応は、本発明者等が初めて見出した反応である。
Tryptophan synthetase synthesizes L-tryptophan from indole glycerophosphate and L-serine.
-It is a multifunctional pyridoxal element that catalyzes reactions such as α-, β-elimination, and amine transfer in addition to substitution reactions. The enzymatic chemical properties and catalytic mechanism of this enzyme were detailed by Miles et al., and published in Advancesin Enzymology.
and Re1ated Areas of Mo1
-ecular Biology, Vol. 49.
127-185 (1979). However, the reaction of the present invention using tryptophan synthetase is the first reaction discovered by the present inventors.

本発明に使用出来るセリンはL型のセリンであり る。\−セリンハトリプトファン・シンセターゼの作用
を受けないので使用出来ない。
The serine that can be used in the present invention is L-type serine. \-Serine cannot be used because it is not affected by tryptophan synthetase.

反応液中におけるL−セリンおよび各地のメルカプタン
類の基質の量は特に制限はないが、通常液中濃度として
001ないし10重量係の範囲で使用することが出来る
。而して反応に際しては基質の他に補酵素であるピリド
キサール燐酸を微量、例えは液中濃度として01ないし
10 ppmの範囲で添加することが望ましい。
The amount of L-serine and various mercaptan substrates in the reaction solution is not particularly limited, but the concentration in the solution can usually be in the range of 001 to 10 parts by weight. During the reaction, it is desirable to add a trace amount of pyridoxal phosphate, which is a coenzyme, in addition to the substrate, for example, at a concentration in the solution in the range of 01 to 10 ppm.

反応液中におけるトリプトファン・シンセターゼの惜は
、前記した様な酵素の分離精製あるいは処理方法によっ
て異なるが、特に制限はなく、基質に対する比、酵素の
活性、その他の条件によって適時変更し得る。
The amount of tryptophan synthetase in the reaction solution varies depending on the separation and purification or processing method of the enzyme as described above, but is not particularly limited and can be changed as appropriate depending on the ratio to substrate, enzyme activity, and other conditions.

而してこの反応における反応温度は通常20〜60℃の
範囲である。
The reaction temperature in this reaction is usually in the range of 20 to 60°C.

反応はバッチ法もしくは固定化酵素の場合はカラムによ
る連続法により、静置もしくはゆるやかな攪拌下に行わ
れる。反応中に酵素やメルカプタンを遂次添加すると生
成物の収率は増加する。反応時間は反応条件によって異
なるが、バッチ法の場合通常5ないし40時間である。
The reaction is carried out by a batch method or, in the case of immobilized enzymes, by a continuous method using a column, either standing still or under gentle stirring. Successive additions of enzymes and mercaptans during the reaction increase the product yield. The reaction time varies depending on the reaction conditions, but is usually 5 to 40 hours in the case of a batch method.

反応生成物のシスティン誘導体を単離するには、イオン
交換樹脂、活性炭等による吸着脱着処理等の通常の方法
によって容易に行なうことが出来る。
The cysteine derivative of the reaction product can be easily isolated by a conventional method such as adsorption/desorption treatment using an ion exchange resin, activated carbon, or the like.

この様にして得られた反応生成物は、TLC、アミノ酸
分析、NMRやその他の機器分析等によって固定し、本
発明の反応生成物が間違いなく、それぞれのメルカプタ
ンに対応するシスティン誘導体であることが確認されて
いる。
The reaction products thus obtained were fixed by TLC, amino acid analysis, NMR, and other instrumental analyses, and it was confirmed that the reaction products of the present invention are definitely cysteine derivatives corresponding to the respective mercaptans. Confirmed.

実施例1 エンエリヒア コリ MT−10238(FEBM P
−6145)の培養菌体から得られたトリプトファンタ
ーゼを用いて以下の反応を行なった。
Example 1 Enerichia coli MT-10238 (FEBM P
The following reaction was carried out using tryptophantase obtained from cultured bacterial cells of -6145).

L−セリフ30mJ各種のメルカプタンをそれぞれ別々
に50mJ  ピリドキサール燐酸を0.01rnMl
i度を含みI)H s.o ( KOH )に調節した
反応液K、l−’Jブトファン・シンセターゼの粉末ヲ
10m97dlになるように添加した。反応液10+〃
lを60℃で24時間振盪した。生成した/スティン誘
導体のモル収率は表−1の通りであった。
L-Serif 30mJ each mercaptan 50mJ separately Pyridoxal phosphate 0.01rnMl
including degree I) H s. A powder of reaction solution K and l-'J butophane synthetase adjusted to 0 (KOH) was added in a total volume of 10 ml and 97 dl. Reaction solution 10+〃
1 was shaken at 60°C for 24 hours. The molar yields of the produced/stin derivatives are shown in Table 1.

表−1 実施例2 一r− ’7 I ルヒ7 壷−1リ MT−1026
8(FERM P,6145 )を培地組成1の培地5
0mgに一白金耳接種し、30℃にて20時間振盪培養
した。
Table-1 Example 2 1r-'7 I Ruhi7 Urn-1ri MT-1026
8 (FERM P, 6145) to medium 5 with medium composition 1.
One platinum loopful was inoculated to 0 mg, and cultured with shaking at 30°C for 20 hours.

培地組成 I 肉エキス   10係 ペプト7   05% 酵母エキス  01チ KH2PO40.2% 初期 pH   7.0 培養液1tを遠心分離して菌体を集め、これをトリプト
ファン・シンセタ一ゼの酵素源とした。
Medium composition I Meat extract 10 Peptide 7 05% Yeast extract 01 KH2PO4 0.2% Initial pH 7.0 1 ton of culture solution was centrifuged to collect bacterial cells, which were used as an enzyme source for tryptophan synthetase.

L−セリフ3 0mJ各種のメルカプタンをそれぞれ別
々に5 0mJ  ピリドキサール燐酸0.01 mM
濃度を含み[)H 8.0 ( KOH )に調節した
反応液io。
L-Serif 30mJ each mercaptan separately 50mJ Pyridoxal phosphate 0.01mM
The reaction solution containing [)H io was adjusted to 8.0 (KOH).

ynlに、培養液joom1分に相当する前記遠心菌体
を加え60℃、48時間振盪しながら反応を行った。
The above-mentioned centrifuged bacterial cells corresponding to 1 minute of culture solution joom were added to ynl, and the reaction was carried out at 60° C. for 48 hours with shaking.

生成したシスティン誘導体のモル収率は表−2の通りで
あった。
The molar yields of the cysteine derivatives produced were as shown in Table 2.

特許出願人  三井東圧化学株式会社Patent applicant: Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エチルメルカプタン、プロピルメルカプタン、ブチルメ
ルカプタン、フェニルメルカプタンおよびヘンシルメル
カプタンより成るメルカプタン類の1種とL−セリンと
をトリプトファン・シンセターゼの作用により水溶液中
で反応せしめ、S−エチル−L−システィン、s−プロ
ピル−L−システィン、S−ブチル−L−システィン、
S−フェニル−L−システィンi タハS−ペンシル−
L−システインを生成せしめることを特徴とするし一シ
スティン誘導体の製造方法。
A type of mercaptan consisting of ethyl mercaptan, propyl mercaptan, butyl mercaptan, phenyl mercaptan and hensyl mercaptan is reacted with L-serine in an aqueous solution by the action of tryptophan synthetase, resulting in S-ethyl-L-cysteine, s- Propyl-L-cysteine, S-butyl-L-cysteine,
S-phenyl-L-cystine Taha S-pencil-
1. A method for producing a cysteine derivative, which comprises producing L-cysteine.
JP2810982A 1982-02-25 1982-02-25 Preparation of l-cysteine derivative Granted JPS58146287A (en)

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JPH0254077B2 JPH0254077B2 (en) 1990-11-20

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2580667A1 (en) * 1985-04-22 1986-10-24 Mitsui Toatsu Chemicals PROCESS FOR THE ENZYMATIC PREPARATION OF L-AMINO ACIDS CONTAINING SULFUR
EP0754759A1 (en) * 1995-07-18 1997-01-22 Mitsui Toatsu Chemicals, Incorporated S-phenyl-l-cysteine production process
US7351745B2 (en) * 2004-12-22 2008-04-01 Avon Products, Inc Compositions and methods of their use for improving the condition and appearance of skin

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US7351745B2 (en) * 2004-12-22 2008-04-01 Avon Products, Inc Compositions and methods of their use for improving the condition and appearance of skin

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JPH0254077B2 (en) 1990-11-20

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