JPS60221099A - スクロ−スグルコシルトランスフエラ−ゼによるグルコシル化法 - Google Patents

スクロ−スグルコシルトランスフエラ−ゼによるグルコシル化法

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JPS60221099A
JPS60221099A JP7507284A JP7507284A JPS60221099A JP S60221099 A JPS60221099 A JP S60221099A JP 7507284 A JP7507284 A JP 7507284A JP 7507284 A JP7507284 A JP 7507284A JP S60221099 A JPS60221099 A JP S60221099A
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吉村 寿次
Hironobu Hashimoto
橋本 弘信
Masayuki Sekiguchi
正幸 関口
Kazumasa Suzuki
一正 鈴木
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、三糖類誘導体の新規な合成方法に関するもの
である。スクロースグルコシルトランスフェラーゼの転
移反応によるアルドースのグルコシル化については、ス
クロースを供与体として遊離のアルドースに対するグル
コシル基の転移反応が知られている。(W、Wauch
 uncl IF。
El、Aama 、Z、Zuckerind 26 、
 21〜25 、 1976)。
しかしながら、スクロースを供与体とした場合には最も
転移率のよいD−アラビノースを受容体とした場合でも
転移生成物である三糖類誘導体は約6qb得られるのみ
で大部分はパラチノースである。
本発明者等はスクロースグルコキシトランスフェラーゼ
が、該酵素本来の基質であるスクロース以外のグルコシ
ル供与体および受容体を用いて高収率かつ選択的なアル
ドースのグルコシル化に利用できることを見出して本発
明を完成するに至った。
すなわち本発明は、スクロースグルコシルトランスフェ
ラーゼを用い、6’−を換スク0−ス誘導体をグルコク
ル供与体とし、フラノシド構造を持つアルコールを受容
体とすることを特徴とするグルコシル化法を提供するも
のである。
本発明に用いられるスクロースグルコシルトランスフェ
ラーゼはある種の細菌、例えばプロタミノバクタ−・ル
ブラム(Protaminobacterrubrum
 OBS Nh 57477 ) やセラチア・プリム
チ力(5erratia plymuthica ’E
C1B lk 8285 ) Zどを蔗糖の存在下で培
養することによって生産される。この酵素は細菌の菌体
内に存在するので菌体そのものを酵素剤として使用する
こともできる。しかし上記細菌源に限定されるものでは
ない。
又特公昭5B−56959号公報に開示されているよう
に固定化剤によって固定化した酵素はより工業的規模で
、経済的に用いることもできる。
本発明の方法で供与体として用いられる6′−置換スク
ロース誘導体を得るための合成法は公知である。その概
要と参考文献を次のa)〜C)に示す。
(a) 6’ −りoロー6′−チオキシスクロースの
合成(J、 G、 Buchanan 、 D、 A、
 Cummerson 、 D、 M。
Turner 、0arbohydr、Res、、 2
1.285 (1972) 〕J、 G、 Bucha
nan 、D、 A、 Oummerson 、D、 
M。
Turner の方法に従って、スクロース(1)から
3行程で、2.&ムI <I t、−ベンター0−7セ
チルスクロース(It)を合成し、これをピリジン中2
当量のトリフェニルホスジインおよび10当量の四塩化
炭素とともに55〜60℃に25分間加熱し、相当する
6′−クロロ−6′一デオキシ誘導体@)を得た。つい
で、これをメタノール中ナトリウムメトキシドを用いて
脱2アセチル化し、6′−クロロ−61−デオキシスク
ロース(転)を得た。2行程合わせて72%の収率であ
った。
(1) (n) (Ill、R=AC) (mV、R=H) (b)6’−o−メチルスクロースの合成M、 G、 
Lindley 、G、 G、 Birch 、R,K
han 。
0arbohydr、Res、、43360 (197
5)(c) 6’−〇−デオキスクロースの合成R,K
han 、 Adv、 0arbohydr、 (3h
am、 Biocham 。
と、 264 (1976) しかし本発明の方法において、供与体とじて用いられる
6′−置換スクロース誘導体は、上記の具体例により得
られたものに限定されるものではない。
本発明において受容体はフラノシド構造を持つアルコー
ルである。たとえばベントフラノシド、ヘキソフラノシ
ド及び他のテトラヒドロフラン誘導体を挙げることがで
きる。
本発明におけるグルコシル化反応は、スクロースグルコ
シルトランスフェラーゼが活性に作用する条件下で慣用
のやり方で行うことができる。また生成物の分離精製も
、慣用の精製法に従い行うことができる。
グルコシル化反応の実施及び生成物の精製の好ましい一
実施態様を次に説明する。
供4体として6′−クロロ−6′−デオキシスクロース
(転)を用いる場合を例にとると、前記(a)で示した
ようにして得た6′−クロロ−61−デオキシスクロー
ス(転)1,1〜t4当量と受容体たとえば後記の(V
−Xll)1当量を、受容体1 mmol当)五〇−の
α口2Mプロピオン酸カルシウム緩衝液(I)H5,5
)に溶解し、25℃で30分間ブレインキュベーション
する。この溶液に固定化スクロースグルコシルトランス
フェラーゼを受容体1 mmol 当シ25〜35η加
え、攪拌しながら25℃で24時間インキュベーション
する。反応後、固定化スクロースグルコシルトランスフ
ェラーゼを炉別し、上記の緩衝液で数回洗浄する。F液
と洗液を合せ、そのま\45℃で減圧濃縮し、得られる
残渣をシリカゲルカラムを用いて分離精製して生成物を
得ることができる。展開溶媒としては(A)酢酸エチル
:エタノール:水(6:2:1)、またはφ)クロロホ
ルム:メタノール:水(40:20:1)を用いるとと
ができる。
本発明によシ得られる生成物は、各種化学工業における
製造原料、たとえば醗酵工業原料、界面活性剤原料、プ
ラスチック原料、可塑剤原料、となる他に、生理活性を
有するオリゴ糖や抗生物質の製造原料として有用である
実施例 6′−クロロ−6′−デオキシスクロース(IV)を供
与体とし、下記の化合物(v −xn )を受容体とし
て用いた。上に詳しく説明したようにして、グルコシル
化反応を行い、次いで精製した。
固定化スクローストランスフェラーゼの調製は、特公昭
5B−56959号公報の実施例1の方法に準じて行っ
た。すなわちスクロース5チ、コーンスチーゾリカ−3
’%% リン酸2ナトリウムa3%および塩化ナトリウ
ムα2%から成るpH7の培地15Aを30tのジャー
ファーメンタ−に入れて殺菌し、プロタミノバクタ−・
ルブラムOBS Nh57477を接種して、温度28
℃、通気量7.5 L / min 、攪拌速度400
r、 p、 mで16時間培養してグルコシルトランス
フェラーゼ活性の高い培養物を得、遠心分離して酵素を
含有する菌体のスラリー 2.51を得た。
アルギン酸ナトリウムの4チ水溶液2.5tを前記の菌
体スラリーとよく混合し、先端にφr1.6諺の細孔多
数を有するダイスを取りつけた円筒型の押出し機に入れ
、空気圧をかけて混合物を細孔よシ下方に押出した。押
出し機の下方には、cL15M塩化カルシウム溶液10
Lを入れた20を容の容器を置き、攪拌機によって溶液
を攪拌しておき、上方から落下する混合物の液滴を受け
た。押出しは10分はどで終了したが、その後2時間塩
化カルシウム溶液の攪拌を続け、液内に生じた粒状化物
の物理性を強化させた。その後、濾過によシ粒状物を回
収し、よく水洗した。得られた粒状物の重量は4kgで
あった。
30%ポリエチレンイミン270fを約3tの水で稀釈
してから、稀塩酸で中和してpHl !lL5に調整し
、次で総量を4kl?とじた。この溶液中に前記の粒状
物全量を投入し、10分間ゆるやかに攪拌した後、濾過
して、粒状物を回収した。
粒状物中にはポリエチレンイミン約2Ofが滲透したこ
とが、廃液の固形分分析によって推定された。そこで、
その2.5倍量である50tのグルタルアルデヒドを含
む(L5%グルタルアルデヒド10tを調製し、ポリエ
チレンイミンを含ませた粒状物を投入し、30分ゆるや
かに攪拌後、濾過して粒状物を回収し、充分に水洗した
以上の各操作はすべて25℃近辺で行なった。
受容体として下記のものを各々用いた。
受容体: メチルβ−ツーアラビノフラノシド(V)メチルα−ク
ーアラビノフラノシド(Vl)メチルβ−ツーリボフラ
ノシド(■) メチルβ−クーキシロフラノシド(■)メチルα−L−
キシロフラノシド(■)メチル2−デオキシ−D−エリ
トロ−ペント72ノ7ド(X) メチル3−デオキシ−α−り一トレオーベントフラノシ
ド(XI) (Re)−テトラヒドロフリフリとアルコール(XI+
) これら受容体の合成法は公知であり、その参老文献を以
下に示す。
V、W、■:工、 Augeatad 、 B、 Be
rner 、 ActaOhem、 8cand、、 
8.251 (1954)■ : G、R,Baker
 、D、0.0.Sm1th 、J、Ohem、Boa
、。
1954 2151 ■:上記の工、Augeetaa、 LBerner 
の方法を6体に適用 X : R,E、Deriaz 、 W、G、Dver
and 、 M、5tacey 。
L、 F−Wiggings 、J、 (!hem、 
Soa、、 1946.2856M : H,S、 K
hadem 、T、 D、 Audichya 、 M
、 、r、 WiteeOarbOhydr、 Res
。、 33.329 (1974)生成物として下記の
ものが得られる。
生成物: メチル5−O−(α−D−グルコピラノシル)−β−D
−アラビノフラノシド(Xnl)メチル5−O−(α−
D−グルコピラノシル)−α−D−アラビノフラノシド
(XtV)メチル5−O−(α−D−グルコピラノシル
)−β−D−リボフラノシド(XV) メチル5−O−(α−D−ゲルコピ2ノシル)−β−D
−キシロフラノシド(XVI)メチル5−O−(α−D
−グルコヒラノシル)−α−L−キシロフラノシド(X
■) メチル2−デオキシ−3−0−(α−D−グルコヒラノ
シル)−β−D−エリトロベントピラノシド(xVI) メチル3−デオキシ−5−O−(α−D−グルコピラノ
シル)−α−り一トレオーペントピ2ノシド(XIX 
) メチル3−デオキシ−2−0−(α−D−グルコピラノ
シル)−α−D−)/オーペントピラノシド(XX) (R)−テトラヒドロフルフリルα−D−/ルコピラノ
シド(XXI) 実施例1 メチル5−0−(α−D−グルコピラノシル
)−β−D−アラビノフラ ノシド(XI[l) の製造 グルコシル供与体■2.10f(5,82mmol)お
よび受容体v688■(4,17mmol ) を緩衝
液12.5mに溶かし、この溶液に固定化菌体100′
qを加え、前記一般的方法に準じて反応させた。得られ
九粗生成物をシリカゲルカラムによシ、展開溶媒Bを用
いて精製し、XI[I 1.091(収率80%)を無
定形の粉末として得た。
13(! −NMR δ 7α54ppm(アラビノフラノシドのC−5)9
9.64ppm(グルコピラノシドのC−1)〔D20
中、TMEI外部基外部 基準例2 メチル5−o−(α−D−グルコピラノシル
)−α−L−キシロ7ラノ シド(X■)の製造 グルコクル供与体■764グ(2,11mmol)およ
び受容体V 272 tq (1,67mmol ) 
を緩衝液5−に溶かし、この溶液に固定化菌体60ηを
加え、前記一般的方法に準じて反応させた。
得られた粗生成物はシリカゲルカラムにより、展開溶媒
Aを用いて精製し、X■ 293■(収率53%)をシ
ロップとして得た。
130− NMR δ 6a1sppm(キシロフラノシドのC−5)99
.86ppm(グルコピラノシドのC−1)〔D宜O中
、TMS外部外部基 準節例3 メチル2−デオキシ−3−0−(α−D−グ
ルコピラノシル)−β−D −エリトローペントピラノシド(溜) の製造 グルコシル供与体■961■(2,67mmol)およ
び受容体X(α−アノマーとβ−アノマーの1:2混合
物) 26819 (1,83mmol ) を緩衝液
5.5艷に溶かし、この溶液に固定化菌体651!19
を加え、前記一般的方法に準じて反応させた。得られた
粗生成物はシリカゲルカラムによシ、展開溶媒Aを用い
て精製し、X■258り(収率42チ:受容体となシう
るβ−アノマーを基準にすれば63%)をシロップとし
て得た。
13(3−NMR δ 7a24ppm(ベントフラノシドのC−3)99
.72ppm(グルコピラノシドのC−1)〔D雪0中
、TM8外部外部基 準節例4(R)−テトラヒドロフルフリルα−ツーグル
コピラノシド(XXI)の製造グルコシル供与体IV 
1.30 f (&6Jmmox)および受容体XII
 285vIg(2,79mmol ) を緩衝液a5
−に溶かし、この溶液に固定化菌体90qを加え、前記
一般的方法に準じて反応させた。得られた粗生成物はシ
リカゲルカラムにより、展開溶媒Aを用いて精製し、X
XI 315VV(収率43%;受容体となる(R)一
体を基準にすれば8661b)をシロップとして得た。
IBC−1’1MR δ 7(182ppm(テトラヒドロフルフリル基のC
−1′)99.57ppm(グルコピラノシドのC−1
)〔D20中、TMEI外部基外部 基準例5 メチル5−o−(α−D−グルコピラノシル
)−α−D−アラビノフラ ノシド(XIV) の製造 グルコシル供与体■435 trq (1,20mmo
l)および受容体■164■(1,0mmol ) を
緩衝液67!に溶かし、この溶液に固定化菌体40MI
を加え、前記一般的方法に準じて反応させ友。
得られた生成物はシリカゲルカラムによシ、展開溶媒A
を用いて精製し、x+v 75 W (収率22%)を
シロップとして得た。
凰3C!−NMR δ 6a11ppm(アラビノフラノシドのC−5)9
9.75ppm(グルコピラノシドのC−1)[11,
o中、TMS外部基準〕 実施例6 メチル5−O−(α−D−グルコピラノシル
)−β−D−キシロフラノ シド(X■)の製造 グル:lシル供与体■4 !l5trq(1,20mm
ol)および受容体M 165 tn9 (1,0mm
ol ) を緩衝液3−に溶かし、この溶液に固定化菌
体40〜を加え、前記一般的方法に準じて反応させた。
得られた生成物はシリカゲルカラムによシ、展開溶媒A
を用いて精製し、X■ 1151rq(収率34係)を
シロップとして得た。
”O−NMR δ 6a43ppm(キシロフラノシドのC−5)99
.61ppm(グルコツ2ノシドのC−1)CD、O中
、TMR外部外部基 準流例7 メチル3−デオキシ−5−O−(α−D−グ
ルコピラノシル)−α−り 一トレオーペントピラノシド(XIX)およびメチル3
−デオキシ−2−〇 −(α−D−グルコピラノシル)− α−D−)レオ−ペントピラノシド (XX) の製造 グルコシル供与体906 mg (2,50mmox 
)および受容体■300■(2,05mmol ) を
緩衝液6tntに溶かし、この溶液に固定化菌体85■
を加え、一般的方法に準じて反応させた。得られた生成
物は2種の異性体の混合物であることは”O−NMRに
よシ確認される。展開溶媒Bを用いてシリカゲルカラム
で精製し得られるXIXとxX の混合物の収量は20
 (lv(収率30チ)であった。
”C!−NMR XIX δ 70.62(フラノシドのC−5)75.
50(フラノシドのC−2) 99、86 (ピラノシドのC−1) XX δ 64.96(7う/シト(7)O−5)az
、ss(フラノシドのC−2) 99、17 (ピラノシドのC−1) 〔D20中、TMS外部基準〕 下記に受容体、生成物、分離精製をシリカゲルカラムで
行う際の展開溶媒、収率を次表に1とめて示す。
÷1 ()内はグルコシル化を受けるβ体をもとに算出
畳2 ()内はグルコシル化を受けるR体をもとに算出
上表に掲げた収率は、グルコシル化の難易度がわかるよ
うに同一条件下で実験した値であシ、収率の一見低いも
のでも、供与体や固定化酵素の量を増すことによって、
或は固定化酵素を固定床カラムに充填して用いることK
よってより高い収率を達成することができる。
受容体(■〜X■)および生成物(X1ll〜XXI 
)の構造式をま七めて示す。
V R1=R”= H,R2= QC!Hs ■ R1
=R”=H,R3=OHM R’=R”=H,R3=O
OHs ■ R1=R3=H,R”=OHXm R1=
a−Glup、 XV R’=α−Glup。
R”= OOH,、R癌HR2=H、R3=OEI)G
V R”=a−Glup 、 XVI R1=a−Gl
up 。
R2=H,R3=OOH,R2=OH,R”=HX■ xi xxt XIX R”= a−Glup。
R”=H H 生成物X■〜XXI は本発明の方法によって初めて得
られた物質であって、醗酵工業原料、界面活性剤製造原
料、プラスチック製造原料、可塑剤製造原料となる他に
、生理活性を有するオリゴ糖や抗生物質の製造原料とし
て産業上利用することができる。
代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t スクロースグルコシルトランスフェラーゼを用い、
    6′−置換スクロース誘導体をグルコシル供与体とし、
    フラノシド構造をもつアルコールを受容体とすることを
    特徴とするグルコシル化法。 z グルコシル供与体が6′−ハロゲン化スクロースで
    ある特許請求の範囲第1項記載の方法。 五 グルコシル供与体が6′−デオキシスクロースであ
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。 4、 受容体がペントフラノシド、ヘキソフラノシド又
    は他のテトラヒドロフラン誘導体である特許請求の範囲
    第1〜3項のいずれか一つに記載の方法。 5、 スクロースグルコシルトランスフェラーゼとして
    固定化されたスクロースグルコシルトランスフェラーゼ
    を用いる特許請求の範囲第1〜4項のいずれか一つに記
    載の方法。
JP7507284A 1984-04-16 1984-04-16 スクロ−スグルコシルトランスフエラ−ゼによるグルコシル化法 Granted JPS60221099A (ja)

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