JPH0319695A - トランス―4―シアノシクロヘキサンカルボン酸アミドの製造法およびそれに用いる酵素 - Google Patents
トランス―4―シアノシクロヘキサンカルボン酸アミドの製造法およびそれに用いる酵素Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、トランス−4−シアノシクロヘキサンカルボ
ン酸ア旦ドの新規な製造方法に関する。
ン酸ア旦ドの新規な製造方法に関する。
本発明の目的は、抗潰瘍作用を有するl・ランス4−ア
ミノメチルシク口ヘキサンカルボン酸ア多ドの製造原料
として有用な次式(I1)CN CONH2 で示されるトランス−4−シアノシク口ヘキサンカルボ
ン酸ア2ドを工業的に、かつ、高収率で製造することに
ある。
ミノメチルシク口ヘキサンカルボン酸ア多ドの製造原料
として有用な次式(I1)CN CONH2 で示されるトランス−4−シアノシク口ヘキサンカルボ
ン酸ア2ドを工業的に、かつ、高収率で製造することに
ある。
(従来の技術)
トランス−4−シアノシクロヘキサンカルポン酸アミド
については、特公昭51−14506号3 4 公報に次式(I) CN CN CN で示されるシス,トランス−1.4−ジシアノシク口ヘ
キサンをアンモニア水で加水分解して、次式(III) CN CN で示すトランス−1,4−ジシアノシク口ヘキサンに微
生物を作用させることにより化合物(II)を得ている
。(特願昭63−167828号,特願昭63−274
423号) (式中、Rは水酸基またはアミノ基を表す。)で示きれ
るシス.トランス−1.4−シアノシク口ヘキサンカル
ボン酸、シス,トランス−4−シアノシク口ヘキサンカ
ルポン酸アミドを含有する混合物を製造する方法が記載
されている。また、微生物を用いる方法として、本発明
者らは、次式(IV) (発明が解決しようとする課題) 上記の合成的手法は、高温高圧な反応条件を必要とする
。また、副生物が多く生或ずるので、目的物の単離精製
工程が極めて煩雑である。また、上記の微生物を用いる
方法においては、原料としてシス,トランス−1.4−
ジシアノシクロヘキサンから精製工程によってシス体を
除去したもの、すなわち、高純度のトランス−1.4−
ジシアノシクロヘキサンを用いる必要があった。
については、特公昭51−14506号3 4 公報に次式(I) CN CN CN で示されるシス,トランス−1.4−ジシアノシク口ヘ
キサンをアンモニア水で加水分解して、次式(III) CN CN で示すトランス−1,4−ジシアノシク口ヘキサンに微
生物を作用させることにより化合物(II)を得ている
。(特願昭63−167828号,特願昭63−274
423号) (式中、Rは水酸基またはアミノ基を表す。)で示きれ
るシス.トランス−1.4−シアノシク口ヘキサンカル
ボン酸、シス,トランス−4−シアノシク口ヘキサンカ
ルポン酸アミドを含有する混合物を製造する方法が記載
されている。また、微生物を用いる方法として、本発明
者らは、次式(IV) (発明が解決しようとする課題) 上記の合成的手法は、高温高圧な反応条件を必要とする
。また、副生物が多く生或ずるので、目的物の単離精製
工程が極めて煩雑である。また、上記の微生物を用いる
方法においては、原料としてシス,トランス−1.4−
ジシアノシクロヘキサンから精製工程によってシス体を
除去したもの、すなわち、高純度のトランス−1.4−
ジシアノシクロヘキサンを用いる必要があった。
(課題を解決するための手段)
本発明者らは、」二記の課題を解決するため鋭意検討を
重ねた結果、常温常圧で、がっ、立体配置を選択、保持
させることができ、しかも、極めて効率の良い微生物の
生化学的作用を利用する新規な製造方法を見出した。す
なわち、次式(I)CN CN で示されるシス.トランス−1,4−ジシアノシク口ヘ
キサンから、ニトリルヒドラターゼあるいはニトリルヒ
ドラクーゼを保有する微生物菌体の作用により、次式(
II) CN CONH2 で示されるトランス−4−シアノシク口へ牛サンカルボ
ン酸アミドを製造する方法である。
重ねた結果、常温常圧で、がっ、立体配置を選択、保持
させることができ、しかも、極めて効率の良い微生物の
生化学的作用を利用する新規な製造方法を見出した。す
なわち、次式(I)CN CN で示されるシス.トランス−1,4−ジシアノシク口ヘ
キサンから、ニトリルヒドラターゼあるいはニトリルヒ
ドラクーゼを保有する微生物菌体の作用により、次式(
II) CN CONH2 で示されるトランス−4−シアノシク口へ牛サンカルボ
ン酸アミドを製造する方法である。
本発明者らは、コリネバクテリウム属細菌が化金物(1
)の(It)への変換に際して、トランス体を優先的に
化合物(II)に変換し、シス体の変換活性は極めて低
いことを見出すと同時に、菌体中より酵素の抽出単離に
或功し、本発明を完或するに至った。
)の(It)への変換に際して、トランス体を優先的に
化合物(II)に変換し、シス体の変換活性は極めて低
いことを見出すと同時に、菌体中より酵素の抽出単離に
或功し、本発明を完或するに至った。
次に、本発明の実施方法について説明する。
(1)使用菌株
本発明で使用される微生物は、例えば、コリネバクテリ
ウム属に属するものであり、これらの属に属する具体的
な菌株としては、例えば、コリ不ハクテリウム エスビ
ー 05株(微工研菌寄第8931号)、コリネバクテ
リウム エスビーA6B株(微工研菌寄第10224号
)である。
ウム属に属するものであり、これらの属に属する具体的
な菌株としては、例えば、コリ不ハクテリウム エスビ
ー 05株(微工研菌寄第8931号)、コリネバクテ
リウム エスビーA6B株(微工研菌寄第10224号
)である。
上記2株は微生物工業技術研究所に寄託されている。コ
リネパクテリウム エスピー 05株の菌学的性質は、
特開昭63−1 29988号公報に示すとおりである
。なお、コリ不バクテリウムエスピー A68株の菌学
的性質は、以下に示すとおりである。
リネパクテリウム エスピー 05株の菌学的性質は、
特開昭63−1 29988号公報に示すとおりである
。なお、コリ不バクテリウムエスピー A68株の菌学
的性質は、以下に示すとおりである。
(a)形態
1.細胞の形および大きさ;桿菌、0.4〜0.6X2
.5〜6.0μm0 2.tilll胞の多形成の有無;長桿状(1日目)を
呈し、スナンピングを伴った発育をし、後(3日目)に
は短桿状(0.4〜0. 6XO. 6〜1.2μ
m)に断裂する。
.5〜6.0μm0 2.tilll胞の多形成の有無;長桿状(1日目)を
呈し、スナンピングを伴った発育をし、後(3日目)に
は短桿状(0.4〜0. 6XO. 6〜1.2μ
m)に断裂する。
3.運動性の有無;無
4.胞子の有無;無
5.ダラム染色性;十
6.抗酸性;
(b)各培地における使育状態
】.肉汁寒天平板培養;直径1.0〜2.2mm円形、
平滑で乾き気味、半球状、白ないし淡ピンク色。
平滑で乾き気味、半球状、白ないし淡ピンク色。
2.肉汁寒天斜面培養;生育中程度、平滑、乾き気味、
白ないし淡ピンク色。
白ないし淡ピンク色。
3.肉汁液体培養;生育旺盛、中程度の濁り、生育に伴
い沈澱生戒。
い沈澱生戒。
4.肉汁ゼラチン穿刺培養;表面によく生育、穿刺部に
そって生育、液化無。
そって生育、液化無。
8
5,リトマス・ミルク,変化無。
(c)生理的性質
】.硝酸塩の還元;
2,脱窒反応;
3.MRテスト;
4.VPテスト;
5.インドールの生或;
6.硫化水素の生或;
7,デンブンの加水分解;
8.クエン酸の利用
(イ)コーサーの培地;
(口)クリステンセンの培地;→−
9.無機窒素源の利用
(イ)硝酸塩;十
(口)アンモニウム塩;十
106色素の生威
(イ)キングA培地;一
(ワ)キングB培地;一
11.ウレアーゼ;+
12.オキシダーゼ;
9
10
13.カクラーゼ;+
14.生育の範囲
(イ) p H ; 6〜10
(口)温度;10〜37゜C
15,酸素に対する態度;好気性
16.0−Fテスト;
17.I!IUから酸およびガスの生成と資化性18.
10%スキムミルク中、72゜C、15分間の耐熱性;
無 19.オルニチン脱炭酸;+ 20.リジン脱炭酸; 以上の菌学的性質をハージーの細菌分類書(BURGY
’s Manual of Determinativ
e B acteriology第8版)および「マニ
ュアル・オブ・クリニカル・マイクロバイオロジー(M
anual of CIinical Microbi
o1ogy)第4版(1985年)』に基づいて分類し
た。
10%スキムミルク中、72゜C、15分間の耐熱性;
無 19.オルニチン脱炭酸;+ 20.リジン脱炭酸; 以上の菌学的性質をハージーの細菌分類書(BURGY
’s Manual of Determinativ
e B acteriology第8版)および「マニ
ュアル・オブ・クリニカル・マイクロバイオロジー(M
anual of CIinical Microbi
o1ogy)第4版(1985年)』に基づいて分類し
た。
A68株は、好気性、ダラム陽性、カタラーゼ陽性の内
性胞子を生しない桿菌であり、鞭毛を着生せず、発育の
初期は長桿状でスナソピングを伴って発育し、後に短桿
状に断裂することにより、コリネ型細菌に属することは
明らかである。また、セルロース分離能を持たないこと
、10%スキム嵩ルク、72゜C、15分間の耐熱性が
ないこと、さらに、絶対好気性でないこと、O−Fテス
トがであることより、A68株はコリネバクテリウ11 ム属に属することは明らかである。
性胞子を生しない桿菌であり、鞭毛を着生せず、発育の
初期は長桿状でスナソピングを伴って発育し、後に短桿
状に断裂することにより、コリネ型細菌に属することは
明らかである。また、セルロース分離能を持たないこと
、10%スキム嵩ルク、72゜C、15分間の耐熱性が
ないこと、さらに、絶対好気性でないこと、O−Fテス
トがであることより、A68株はコリネバクテリウ11 ム属に属することは明らかである。
A68株の種については、37゜Cで生育、酸素に対す
る態度として好気性ではあるが、通性嫌気ともいえ、O
−Fテストかー、グルコースの資化性が弱く、D−フラ
クトース、シヨ糖、D−マンニットおよびエタノールを
資化し、硝酸還元能がなく、硫化水素を生成せず、コー
サー培地でクエン酸を資化せず、ウレアーゼ活性および
カクラーゼ活性を持つことより、先に述べた分類書類か
ら判断ずると、該当する種がない。よって、A68株は
コリネバクテリウム属の新種と考えられる。
る態度として好気性ではあるが、通性嫌気ともいえ、O
−Fテストかー、グルコースの資化性が弱く、D−フラ
クトース、シヨ糖、D−マンニットおよびエタノールを
資化し、硝酸還元能がなく、硫化水素を生成せず、コー
サー培地でクエン酸を資化せず、ウレアーゼ活性および
カクラーゼ活性を持つことより、先に述べた分類書類か
ら判断ずると、該当する種がない。よって、A68株は
コリネバクテリウム属の新種と考えられる。
(2)培養方法
本発明で使用される微生物の培養は、公知の方法に準し
て行うことができる。使用する培地は、一般微生物の栄
養源として公知のものが利用でき、廃糖蜜、グルコース
、グリセリン、エタノール、シュークロース等の炭素源
、硫酸アンモニウムまたは尿素、塩化アンモニウム等の
窒素源、肉エキス、酵母エキス、麦芽エキス、ベプトン
等の有機12 栄養源、リン酸、マグネシウム、カリウム、鉄、コバル
ト等の無機栄養源、ビタミン類を適宜組み合わせて使用
できる。また、微生物の式(1)の化合物から式(II
)の化合物への変換活性を促進する物質として、イソプ
チロニトリル、ブロビオニトリル等のシアノ化合物また
はプチルアミド等のア某ド化合物を添加してもよい。培
地のpHは5〜10の範囲で選べばよく、培養温度は1
8〜38゜C、好ましくは25〜32゜Cである。培養
日数は1〜8日の範囲で活性が最大になるまで培養すれ
ばよい。
て行うことができる。使用する培地は、一般微生物の栄
養源として公知のものが利用でき、廃糖蜜、グルコース
、グリセリン、エタノール、シュークロース等の炭素源
、硫酸アンモニウムまたは尿素、塩化アンモニウム等の
窒素源、肉エキス、酵母エキス、麦芽エキス、ベプトン
等の有機12 栄養源、リン酸、マグネシウム、カリウム、鉄、コバル
ト等の無機栄養源、ビタミン類を適宜組み合わせて使用
できる。また、微生物の式(1)の化合物から式(II
)の化合物への変換活性を促進する物質として、イソプ
チロニトリル、ブロビオニトリル等のシアノ化合物また
はプチルアミド等のア某ド化合物を添加してもよい。培
地のpHは5〜10の範囲で選べばよく、培養温度は1
8〜38゜C、好ましくは25〜32゜Cである。培養
日数は1〜8日の範囲で活性が最大になるまで培養すれ
ばよい。
(3)酵素
前記コリネバクテリウム エスビー 05株およびA6
8株の菌体から式(1)の化合物のトランス体を優先的
に式(II)の化合物に変換し、シス体の変換活性は極
めて低い酵素を抽出単離し、その酵素作用および基質特
異性から新規なニトリルヒドラターゼと認めた。このニ
トリルヒドラクーゼの理化学的性質について説明すると
、次のとおりである。
8株の菌体から式(1)の化合物のトランス体を優先的
に式(II)の化合物に変換し、シス体の変換活性は極
めて低い酵素を抽出単離し、その酵素作用および基質特
異性から新規なニトリルヒドラターゼと認めた。このニ
トリルヒドラクーゼの理化学的性質について説明すると
、次のとおりである。
l4
■酵素作用
ニトリル化合物のニトリル基に作用し、ニトリル基をア
ミド基に水和転化させる反応の触媒としての機能を示す
。
ミド基に水和転化させる反応の触媒としての機能を示す
。
■基質特異性
ニトリルヒドラターゼの基質特異性について検討した。
結果を表lに示す。
表
1
表1より、本酵素はn−ブチロニトリル、nバレロニト
リル等の飽和脂肪族ニトリル、アクリロニトリルやメタ
アクリロニトリル等の不飽和脂肪族ニトリル、ペンゾニ
トリル等の芳香族二トリl5 ル、3−シアノピリジン等の複素環式ニトリル、さらに
、マロノニトリル、トランス−1,4−ジシアノシク口
ヘキサン等のジニトリル化合物に作用することが分かる
。
リル等の飽和脂肪族ニトリル、アクリロニトリルやメタ
アクリロニトリル等の不飽和脂肪族ニトリル、ペンゾニ
トリル等の芳香族二トリl5 ル、3−シアノピリジン等の複素環式ニトリル、さらに
、マロノニトリル、トランス−1,4−ジシアノシク口
ヘキサン等のジニトリル化合物に作用することが分かる
。
ニトリル基の水和速度が速い化合物という観点では、n
−プチ口ニトリル、n−バレロニトリル、iso−バレ
ロニトリル等の炭素数が4から5の脂肪族ニトリル化合
物である。
−プチ口ニトリル、n−バレロニトリル、iso−バレ
ロニトリル等の炭素数が4から5の脂肪族ニトリル化合
物である。
また、1,4−ジシアノシクロヘキサンにおいては、ト
ランス体の水和速度がシス体に比べて著しく大きいこと
が特徴的である。
ランス体の水和速度がシス体に比べて著しく大きいこと
が特徴的である。
■分子量
液体クロマl・グラフ〔カラム;TSK−gelc;3
00−SW (0.75X60cm))によって分子量
61,400と決定した。また、SDS−PAGE電気
泳動の結果、単一バンドであり、サブユニットの分子量
は26,900であった。
00−SW (0.75X60cm))によって分子量
61,400と決定した。また、SDS−PAGE電気
泳動の結果、単一バンドであり、サブユニットの分子量
は26,900であった。
■至適pH
至適pH検討の結果は第1図に示すが、至適PHは8.
0〜8.5であった。
0〜8.5であった。
16
■温度安定性
ニトリルヒドラターゼを10mMリン酸カリウムバッフ
ァ一(pH7.5 (3mMイソバレリアン酸Na塩を
含む)〕に溶解し、10〜50゜Cに10分間放置した
後の残存活性を測定することにより求めた。その結果、
10〜40゜Cでは活性の低下は見られず、45゜Cで
は残存活性は40%であった。
ァ一(pH7.5 (3mMイソバレリアン酸Na塩を
含む)〕に溶解し、10〜50゜Cに10分間放置した
後の残存活性を測定することにより求めた。その結果、
10〜40゜Cでは活性の低下は見られず、45゜Cで
は残存活性は40%であった。
■安定化剤
ニトリルヒドラターゼを各種安定化剤を含む10mMリ
ン酸カリウムバッファ一(pH7.5)中で3日間透析
した。透析後の残存活性(透析前の活性を100%とす
る。)を表2に示す。
ン酸カリウムバッファ一(pH7.5)中で3日間透析
した。透析後の残存活性(透析前の活性を100%とす
る。)を表2に示す。
17
l8
表2
アミト生成に関与するニトリルヒドラターゼ活性に及ば
ず影響を検討した。結果を表3に示す。
ず影響を検討した。結果を表3に示す。
表 3
イソバレリアン酸が最も良好な安定化剤であった。
■金属および阻害剤の影響
ニトリルヒドラターゼを100mMリン酸バッファ一(
pH7.5)に溶解した後、下記に示す物質を各々lm
Mずつ加えて酵素活性を測定し、トランス−4−シアノ
シク口ヘキサンカルボン酸ニトリルヒドラクーゼは、H
g”、フエニルヒドラジンで強力に阻害された。
pH7.5)に溶解した後、下記に示す物質を各々lm
Mずつ加えて酵素活性を測定し、トランス−4−シアノ
シク口ヘキサンカルボン酸ニトリルヒドラクーゼは、H
g”、フエニルヒドラジンで強力に阻害された。
19
■PQQ(ビロロキノリンキノン)の存在ニトリルヒド
ラターゼ中のPQQ(ピロロキノリンキノン)の存在を
以下の方法で確認した。
ラターゼ中のPQQ(ピロロキノリンキノン)の存在を
以下の方法で確認した。
ニトリルヒドラターゼ15■を6N塩酸中で120゜C
、48時間処理し加水分解した後、濃縮し、苛性ソーダ
水溶液で中和した。処理液を乾固した後、10%メタノ
ール液に再溶解し、Sephadex G一1 0 (
1. OXI 20cm)カラムに供し、通過液2.
1成を集めた。この液を用いて(i)〜(iv)の検討
を行い、PQQの存在を確認できた。
、48時間処理し加水分解した後、濃縮し、苛性ソーダ
水溶液で中和した。処理液を乾固した後、10%メタノ
ール液に再溶解し、Sephadex G一1 0 (
1. OXI 20cm)カラムに供し、通過液2.
1成を集めた。この液を用いて(i)〜(iv)の検討
を行い、PQQの存在を確認できた。
(i)膜結合性D−グルコースデヒドロゲナーゼアポ酵
素を再活性化したことによりPQQの存在を確認した。
素を再活性化したことによりPQQの存在を確認した。
(ii)PQQに特徴的な252nm、360nmに吸
収を認めた。
収を認めた。
( iii )蛍光スペクトル( }IITAcII1
650−10S型検出器使用)励起ピークi 3 7
5 n m、放出ピーク;460nmでPQQ標品と
一致した。
650−10S型検出器使用)励起ピークi 3 7
5 n m、放出ピーク;460nmでPQQ標品と
一致した。
(iv)PQQ要求株であるAcetobacter
aceti20 を用いたパイオアンセイ法によりPQQの存在を確認し
た。
aceti20 を用いたパイオアンセイ法によりPQQの存在を確認し
た。
(4)反応方法
本発明における式(1)の化合物を式(II)の化合物
に変換する反応方法としては、具体的には前記微生物を
式(1)の化合物の存在下に培養する方法と、微生物培
養物、さらにそこから集めた菌体または菌体処理物(例
えば、菌体の破砕物、菌体の有機溶媒処理物、または菌
体より公知の方法によって分離抽出した酵素)と式(1
)の化合物とを接触させる方法の二つの方法がある。ま
た、菌体、菌体処理物または菌体から抽出された酵素を
公知の方法、例えばセライト、アルギン酸カルシウム、
カラギーナン等番こより固定化した後、式(1)の化合
物と反応させてもよい。
に変換する反応方法としては、具体的には前記微生物を
式(1)の化合物の存在下に培養する方法と、微生物培
養物、さらにそこから集めた菌体または菌体処理物(例
えば、菌体の破砕物、菌体の有機溶媒処理物、または菌
体より公知の方法によって分離抽出した酵素)と式(1
)の化合物とを接触させる方法の二つの方法がある。ま
た、菌体、菌体処理物または菌体から抽出された酵素を
公知の方法、例えばセライト、アルギン酸カルシウム、
カラギーナン等番こより固定化した後、式(1)の化合
物と反応させてもよい。
反応媒体としては、水、緩衝液等の水性媒体、あるいは
メタノール、クロロホルム、塩化メチレン等の有機溶媒
と水との混合物が使用できる。反応媒体中へは、式(1
)の化合物を粉末あるいはオイル状のままで、または適
当な溶媒に溶かして22 添加する。式(1)の化合物の添加濃度はO.O]〜6
0重量%程度、好ましくは1.0〜40重量%である。
メタノール、クロロホルム、塩化メチレン等の有機溶媒
と水との混合物が使用できる。反応媒体中へは、式(1
)の化合物を粉末あるいはオイル状のままで、または適
当な溶媒に溶かして22 添加する。式(1)の化合物の添加濃度はO.O]〜6
0重量%程度、好ましくは1.0〜40重量%である。
反応に菌体を使用する場合の菌体の濃度は、通常0.1
〜8重量%の範囲でよい。反応温度は4〜50”C,望
ましくは15〜32’C,反応p Hは4〜11、好ま
しくは6.5〜9.0である。反応時間は通常、0.5
〜100時間の範囲で適当な時間を選べばよい。消費さ
れる式(1)の化合物は、連続的にまたは間歇的に補充
して、反応液中の濃度が」二記の範囲内に維持されるよ
うに添加してもよい。原料として使用する式(1)の化
合物中のシス体とトランス体の重量比は0.1:9.9
〜9.5:0.5であるが、好ましくはトランス体に冨
むものがよい。
〜8重量%の範囲でよい。反応温度は4〜50”C,望
ましくは15〜32’C,反応p Hは4〜11、好ま
しくは6.5〜9.0である。反応時間は通常、0.5
〜100時間の範囲で適当な時間を選べばよい。消費さ
れる式(1)の化合物は、連続的にまたは間歇的に補充
して、反応液中の濃度が」二記の範囲内に維持されるよ
うに添加してもよい。原料として使用する式(1)の化
合物中のシス体とトランス体の重量比は0.1:9.9
〜9.5:0.5であるが、好ましくはトランス体に冨
むものがよい。
(5)分離精製
生成された式(II)の化合物は、反応終了液より菌体
等の不溶物を除去した後、公知の方法、例えば、溶媒抽
出あるいは晶析等により容易に高純度の結晶を得ること
ができる。また、未反応のシスー1.4−ジシアノシク
ロヘキザンも容易に回収でき、異性化することによって
再び酵素反応に供することもできる。
等の不溶物を除去した後、公知の方法、例えば、溶媒抽
出あるいは晶析等により容易に高純度の結晶を得ること
ができる。また、未反応のシスー1.4−ジシアノシク
ロヘキザンも容易に回収でき、異性化することによって
再び酵素反応に供することもできる。
(6) シス,トランス−1 4−ジシアノシク口へ
ヘキサン〔化合物(I)]の製造 化合物(I)は、例えば、ジメチル−14シクロヘキサ
ン力ルポキシレートとアンモニア供給源となりうる化合
物、例えば、アンモニア、尿素等を200〜3 5 0
’C、好まし《は230〜300゜Cにおいて加熱す
ることにより製造できる。
ヘキサン〔化合物(I)]の製造 化合物(I)は、例えば、ジメチル−14シクロヘキサ
ン力ルポキシレートとアンモニア供給源となりうる化合
物、例えば、アンモニア、尿素等を200〜3 5 0
’C、好まし《は230〜300゜Cにおいて加熱す
ることにより製造できる。
また、この工程の反応速度を増すために、塩酸、リン酸
、硫酸等のW.酸、またはアルミナ、五酸化リン、酸化
スズ等の酸化物、あるいは酢酸、プロピオン酸、安息香
酸等の有機酸を触媒として用いてもよい。また、用いる
ジメチル−1,4−シクロヘキサン力ルポキシレートの
立体配置が、トランス、シス、またはトランス/シス混
合物のいずれであっても、生或する化合物(1)はトラ
ンス/シスの混合物を与える。本発明では、こうして製
造した化合物N)を単離精製せずに、このまま酵素反応
原料として用いることができる。
、硫酸等のW.酸、またはアルミナ、五酸化リン、酸化
スズ等の酸化物、あるいは酢酸、プロピオン酸、安息香
酸等の有機酸を触媒として用いてもよい。また、用いる
ジメチル−1,4−シクロヘキサン力ルポキシレートの
立体配置が、トランス、シス、またはトランス/シス混
合物のいずれであっても、生或する化合物(1)はトラ
ンス/シスの混合物を与える。本発明では、こうして製
造した化合物N)を単離精製せずに、このまま酵素反応
原料として用いることができる。
23
(発明の効果)
本発明を利用することにより、トランス−4シアノシク
ロヘキサンカルボン酸アミドを常温常圧の反応条件下で
高濃度に生或させることができる。さらに、精製の不必
要なシス、トランス体混合の原料からトランス体を製造
することができるので、経済上極めて有用である。
ロヘキサンカルボン酸アミドを常温常圧の反応条件下で
高濃度に生或させることができる。さらに、精製の不必
要なシス、トランス体混合の原料からトランス体を製造
することができるので、経済上極めて有用である。
(実施例)
次に、本発明を実施例をもって説明するが、この実施例
によって本発明が何ら限定されるものではない。
によって本発明が何ら限定されるものではない。
実施例1
ジメチル−1.4−シクロヘキサン力ルポキシレート1
00g (0.5モル)と酸化スズ1.0gを260〜
280゜Cで、アンモニアガスを025モル,/ It
rの流速で導入し、10時間反応を行った。反応終了
後、メタノール2,000mを加え、メタノールに不溶
な物質を濾取した後、濾液24 を濃縮・冷却してシス,トランス−1,4−ジシアノシ
クロヘキサン70g(純度97.5%)を得た。本製品
はシス体42%、トランス体58%を含んでいた。
00g (0.5モル)と酸化スズ1.0gを260〜
280゜Cで、アンモニアガスを025モル,/ It
rの流速で導入し、10時間反応を行った。反応終了
後、メタノール2,000mを加え、メタノールに不溶
な物質を濾取した後、濾液24 を濃縮・冷却してシス,トランス−1,4−ジシアノシ
クロヘキサン70g(純度97.5%)を得た。本製品
はシス体42%、トランス体58%を含んでいた。
実施例2
酵母エキス1.0g、シュークロース1.0g,塩化ナ
トリウム0..1 g、リン酸二カリウム0.2g、硫
酸鉄3IIlgを含み、pHを7.2とした殺菌培地1
00成に、あらかしめ同培地で培養したコリネバクテリ
ウム エスビー A68株を植菌し、28゜Cで2日間
培養した。培養終了後、遠心分離にて菌体を集め、この
うち0.4gDCW(乾菌体重量)をPH8.5の0.
1Mリン酸カリウム緩衝液100dが入った三角フラス
コ中に懸濁した後、実施例1で製造したシス,トランス
−1.4−ジシアノシクロヘキサン(シス:トランス−
42:58)40gを加え、30゜Cで攪拌しながら反
応させた。3時間後に反応を終了し、メタノールを加え
て生戒物を溶解させた後に、遠心分離にて菌体を除いた
。この反応液を液クロ分25一 26 析した結果、トランス−4−シアノシクロヘキサンカル
ボン酸アくドが26.0g、シスー4−シアノシク口ヘ
キザンカルボン酸アミド0.65gが生成し、シスー1
,4−ジシアノシク口ヘキサンが16.1g残存してい
た。次いで、抽出、濃縮、晶折の操作により、1一ラン
スー4−シアノシク口ヘキサンカルポン酸アミドの結晶
21.6gを得た。
トリウム0..1 g、リン酸二カリウム0.2g、硫
酸鉄3IIlgを含み、pHを7.2とした殺菌培地1
00成に、あらかしめ同培地で培養したコリネバクテリ
ウム エスビー A68株を植菌し、28゜Cで2日間
培養した。培養終了後、遠心分離にて菌体を集め、この
うち0.4gDCW(乾菌体重量)をPH8.5の0.
1Mリン酸カリウム緩衝液100dが入った三角フラス
コ中に懸濁した後、実施例1で製造したシス,トランス
−1.4−ジシアノシクロヘキサン(シス:トランス−
42:58)40gを加え、30゜Cで攪拌しながら反
応させた。3時間後に反応を終了し、メタノールを加え
て生戒物を溶解させた後に、遠心分離にて菌体を除いた
。この反応液を液クロ分25一 26 析した結果、トランス−4−シアノシクロヘキサンカル
ボン酸アくドが26.0g、シスー4−シアノシク口ヘ
キザンカルボン酸アミド0.65gが生成し、シスー1
,4−ジシアノシク口ヘキサンが16.1g残存してい
た。次いで、抽出、濃縮、晶折の操作により、1一ラン
スー4−シアノシク口ヘキサンカルポン酸アミドの結晶
21.6gを得た。
本製品は高速液体クロマト分析で単一ピークを示した。
融点、IR,NMR、元素分析の結果を以下に示すが、
これは目的物の構造を指示する。
これは目的物の構造を指示する。
融点 189〜191゜C
IR(KBr)
3 3 5 5an−’ (r=NH)3 2 0 0
c++r’ (r =NH)2 2 2 0cm−’
(r =CN)1 6 6 5c++r’ Cr =C
○)NMR (MeOH−d’ ,DMSO−d6)δ
; 1.2 〜3.0 (1 0H,m)元素分析 理論値 分析値 C 63.16% 63.02%H 7.
89% 7.90%N 18.42% 18
.45%0 10.53% 10.63%なお、
高速液体クロマト分析は以下のようにして行った。分析
装置;ウォーターズ社製6000A型ポンプ、東ソー製
Rl−8型示差屈折計、カラム;ノハパックC−18(
ウォーターズ社製)、溶媒;水/アセトニトリル−95
/5(容量比)+PIC−87 (ウォーターズ社製)
1.5容量%。
c++r’ (r =NH)2 2 2 0cm−’
(r =CN)1 6 6 5c++r’ Cr =C
○)NMR (MeOH−d’ ,DMSO−d6)δ
; 1.2 〜3.0 (1 0H,m)元素分析 理論値 分析値 C 63.16% 63.02%H 7.
89% 7.90%N 18.42% 18
.45%0 10.53% 10.63%なお、
高速液体クロマト分析は以下のようにして行った。分析
装置;ウォーターズ社製6000A型ポンプ、東ソー製
Rl−8型示差屈折計、カラム;ノハパックC−18(
ウォーターズ社製)、溶媒;水/アセトニトリル−95
/5(容量比)+PIC−87 (ウォーターズ社製)
1.5容量%。
実施例3
グリセロール0.5g,ポリベプトン0.3g,リン酸
一カリウム0.08g、リン酸二カリウム0.12g、
塩化ナトリウム0.1g,イソブチロニトリル0.05
g、硫酸マグネシウム7水塩0.02g、硫酸鉄7水塩
0,004g、ビオチン100μg、チア1ン塩酸塩1
00μgを含み、27 pH7.0とした殺菌培地100成に、あらかしめ同培
地で培養したコリネバクテリウム エスピC5株を植菌
し、30゜Cで40時間培養した。
一カリウム0.08g、リン酸二カリウム0.12g、
塩化ナトリウム0.1g,イソブチロニトリル0.05
g、硫酸マグネシウム7水塩0.02g、硫酸鉄7水塩
0,004g、ビオチン100μg、チア1ン塩酸塩1
00μgを含み、27 pH7.0とした殺菌培地100成に、あらかしめ同培
地で培養したコリネバクテリウム エスピC5株を植菌
し、30゜Cで40時間培養した。
培養終了後、遠心分離にて菌体を集め、このうち0.4
gDCW(乾菌体重量)をpH8.5の0.1Mリン酸
緩衝液100成の入った三角フラスコ中に懸濁した後、
実施例1で製造したシス,トランス−1.4−ジシアノ
シクロヘキサン(シス:トランス−42=58)を30
g加え、30゜Cで振盪しながら反応させた。8時間後
に反応を終了し、高速液体クロマト分析を行ったところ
、トランス−4−シアノシクロヘキサンカルボン酸ア旦
ドが13.0g、シスー4−シアノシクロヘキサンカル
ボン酸アミドが0.4g生威していた。
gDCW(乾菌体重量)をpH8.5の0.1Mリン酸
緩衝液100成の入った三角フラスコ中に懸濁した後、
実施例1で製造したシス,トランス−1.4−ジシアノ
シクロヘキサン(シス:トランス−42=58)を30
g加え、30゜Cで振盪しながら反応させた。8時間後
に反応を終了し、高速液体クロマト分析を行ったところ
、トランス−4−シアノシクロヘキサンカルボン酸ア旦
ドが13.0g、シスー4−シアノシクロヘキサンカル
ボン酸アミドが0.4g生威していた。
以下、実施例2と同様の操作を行い、1・ランスー4−
シアノシク口ヘキサンカルボン酸アミドの結晶11.1
gを得た。
シアノシク口ヘキサンカルボン酸アミドの結晶11.1
gを得た。
本製品の物性データは、実施例2と同じく目的物の構造
を指示した。
を指示した。
実施例4
28
コリネバクテリウム エスピ一 05株のニトリルヒド
ラターゼの単離精製 コリネバクテリウム エスピー 05株を実施例3と同
様の培地で培養した後、8.000Xg,20分間遠心
分離することによって菌体を得た。
ラターゼの単離精製 コリネバクテリウム エスピー 05株を実施例3と同
様の培地で培養した後、8.000Xg,20分間遠心
分離することによって菌体を得た。
菌体を洗浄した後、ダイノミルにより冷却しながら破砕
した。破砕液を遠心分離し、得られた上清液を無細胞抽
出液とした。
した。破砕液を遠心分離し、得られた上清液を無細胞抽
出液とした。
無細胞抽出液をDEAE−セルロース〔10mMリン酸
バッファ一(pH7.5)に懸濁〕に加え、30分間攪
拌した。DEAE−セルロースを除去した後、0.
4M NaCj2を含む100mMバンファーに再懸濁
し、30分間ゆっくりと混合した。濾過した濾液中に硫
酸アンモニウムを加え、飽和度60%にした後、pHを
7.5に調整し、1時間攪拌した。次いで、遠心分離を
行い、析出したタンパク群を回収した。少量の10mM
リン酸バッファーで回収タンパクを溶解した後、これを
セロファンチューブに入れ、4゜C1同上のパッファ一
中で18時間放置し、タンパク群水溶液中一29 30 の硫酸アンモニウムを透析除去した。
バッファ一(pH7.5)に懸濁〕に加え、30分間攪
拌した。DEAE−セルロースを除去した後、0.
4M NaCj2を含む100mMバンファーに再懸濁
し、30分間ゆっくりと混合した。濾過した濾液中に硫
酸アンモニウムを加え、飽和度60%にした後、pHを
7.5に調整し、1時間攪拌した。次いで、遠心分離を
行い、析出したタンパク群を回収した。少量の10mM
リン酸バッファーで回収タンパクを溶解した後、これを
セロファンチューブに入れ、4゜C1同上のパッファ一
中で18時間放置し、タンパク群水溶液中一29 30 の硫酸アンモニウムを透析除去した。
透析操作を終えたタンパク群水溶液をDEAESeph
acel ( 5 X 2 5 cm)によりクロマト
分則した。溶離液は100mMリン酸バッファ一(Na
C/!@度0−0.3M)を用いた。各クo71・溶離
フラクション液の一部を取得し、トランス1,4−ジシ
アノシクロヘキサンを添加し、ニトリル基の水和活性能
の有無を液体クロマト分析によって調べた。活性を示し
たフラクションを集め、硫酸アンモニウムを加え、タン
パクを析出させた後、遠心分離によって回収した。透析
した後、硫酸アンモニウムを加えて15%飽和にした後
、Phenyl−Sepharose C L−4
B カラム(2×16cm)によりクロマト分離した
。活性を有するフラクションを集め、」二記と同様の方
法で回収した後、透析処理を行った。なお、本工程から
酵素の安定剤として30mMイソハレリアン酸を添加し
て用いた。
acel ( 5 X 2 5 cm)によりクロマト
分則した。溶離液は100mMリン酸バッファ一(Na
C/!@度0−0.3M)を用いた。各クo71・溶離
フラクション液の一部を取得し、トランス1,4−ジシ
アノシクロヘキサンを添加し、ニトリル基の水和活性能
の有無を液体クロマト分析によって調べた。活性を示し
たフラクションを集め、硫酸アンモニウムを加え、タン
パクを析出させた後、遠心分離によって回収した。透析
した後、硫酸アンモニウムを加えて15%飽和にした後
、Phenyl−Sepharose C L−4
B カラム(2×16cm)によりクロマト分離した
。活性を有するフラクションを集め、」二記と同様の方
法で回収した後、透析処理を行った。なお、本工程から
酵素の安定剤として30mMイソハレリアン酸を添加し
て用いた。
透析終了液を再びD E A E−Sephacelカ
ラムクロマトに供し、活性画分を集めた後、さらに、p
henyl−Sepharose C: I− −
4 B カラムクロマト分離を行うことによってニト
リルヒドラターゼの精製を終了した。上記一連の操作に
より、比活性は約130倍に上昇した。また、分子量を
液体クロマトグラフ〔カラム;TSK −gel G
3000−SW (0.7 5X6 0cm))によ
って、61,400と決定した。また、SDS−PAG
E電気泳動の結果、単一バンドであり、サブユニットの
分子量は26,900であった。また、可視・紫外スペ
クトルを測定した結果、710nmに最大吸収を有する
ブロードなピークがあり、410nmにはショルダービ
ークがあった。
ラムクロマトに供し、活性画分を集めた後、さらに、p
henyl−Sepharose C: I− −
4 B カラムクロマト分離を行うことによってニト
リルヒドラターゼの精製を終了した。上記一連の操作に
より、比活性は約130倍に上昇した。また、分子量を
液体クロマトグラフ〔カラム;TSK −gel G
3000−SW (0.7 5X6 0cm))によ
って、61,400と決定した。また、SDS−PAG
E電気泳動の結果、単一バンドであり、サブユニットの
分子量は26,900であった。また、可視・紫外スペ
クトルを測定した結果、710nmに最大吸収を有する
ブロードなピークがあり、410nmにはショルダービ
ークがあった。
実施例5
実施例4で調製したニトリルヒドラターゼl5mgをO
.IMリン酸バンフy−(pH8,O)100mflに
溶解した後、シス,トランス−1,4ジシアノシクロヘ
キサン(シス:トランス−42+58)20gを加え、
8時間30“Cで反応を行った。トランス−4−シアノ
シクロヘキサンカルボン酸アミドが13.1g、シス−
4−シアノ31 シクロヘキサンカルポン酸アミドが0.55g生威して
いた。以下、実施例2と同様の操作によって、トランス
−4−シアノシク口ヘキサンカルボン酸アミド11.2
gを得た。
.IMリン酸バンフy−(pH8,O)100mflに
溶解した後、シス,トランス−1,4ジシアノシクロヘ
キサン(シス:トランス−42+58)20gを加え、
8時間30“Cで反応を行った。トランス−4−シアノ
シクロヘキサンカルボン酸アミドが13.1g、シス−
4−シアノ31 シクロヘキサンカルポン酸アミドが0.55g生威して
いた。以下、実施例2と同様の操作によって、トランス
−4−シアノシク口ヘキサンカルボン酸アミド11.2
gを得た。
本製品の物性データは、実施例2と同しく目的物の構造
を指示した。
を指示した。
第1図はニトリルヒドラターゼの至適pHを求めた結果
を示すグラフである。 32 33
を示すグラフである。 32 33
Claims (2)
- (1)ニトリルヒドラターゼあるいはニトリルヒドラタ
ーゼを保有する微生物菌体の作用により、次式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) で示されるシス、トランス−1,4−ジシアノシクロヘ
キサンから次式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) で示されるトランス−4−シアノシクロヘキサンカルボ
ン酸アミドを得ることを特徴とするトランス−4−シア
ノシクロヘキサンカルボン酸アミドの製造法。 - (2)コリネバクテリウム属細菌から調製され、下記の
理化学的性質を有するニトリルヒドラターゼ。 〔1〕酵素作用 ニトリル化合物のニトリル基に作用し、ニ トリル基をアミド基に水和転化させる反応の触媒として
の機能を示す。 〔2〕基質特異性 n−ブチロニトリル、n−バレロニトリル 等の飽和脂肪族ニトリル、アクリロニトリル、メタアク
リロニトリル等の不飽和脂肪族ニトリル、ベンゾニトリ
ル等の芳香族ニトリル、3−シアノピリジン等の複素環
式ニトリル、マロノニトリル、トランス−1,4−ジシ
アノシクロヘキサン等のジニトリル化合物に作用する。 特に、n−バレロニトリル、iso−バレロニトリルの
水和速度が大きい。さらに、1,4−ジシアノシクロヘ
キサンにおいては、トランス体の水和速度がシス体に比
べて著しく大きい。 〔3〕分子量 分子量61,400(液クロ法)であり、サブユニット
の分子量は26,900である。(SDS−PAGE) 〔4〕至適pH pH8.0〜8.5でニトリル基の水和作用は至適であ
る。 〔5〕温度安定性 pH7.5で10〜400℃、10分間処理しても水和
活性は低下しない。 〔6〕安定化剤 イソバレリアン酸を加えることにより安定化される。 〔7〕阻害剤 Hg^+^+、フェニルヒドラジン等で阻害される。 〔8〕分子内にPQQ(ピロロキノリンキノン)を含む
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1152152A JPH0319695A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | トランス―4―シアノシクロヘキサンカルボン酸アミドの製造法およびそれに用いる酵素 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1152152A JPH0319695A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | トランス―4―シアノシクロヘキサンカルボン酸アミドの製造法およびそれに用いる酵素 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0319695A true JPH0319695A (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=15534164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1152152A Pending JPH0319695A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | トランス―4―シアノシクロヘキサンカルボン酸アミドの製造法およびそれに用いる酵素 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0319695A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0343082A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Asahi Chem Ind Co Ltd | トランス―4―シアノシクロヘキサンカルボン酸の製造方法およびそれに用いる酵素 |
WO1997010355A1 (fr) * | 1995-09-13 | 1997-03-20 | Nagase & Company, Ltd. | Processus de production d'amide d'acide actif sur le plan optique |
JP2001340097A (ja) * | 2000-06-01 | 2001-12-11 | Asahi Kasei Corp | グリシンを微生物学的に製造する方法 |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP1152152A patent/JPH0319695A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0343082A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Asahi Chem Ind Co Ltd | トランス―4―シアノシクロヘキサンカルボン酸の製造方法およびそれに用いる酵素 |
WO1997010355A1 (fr) * | 1995-09-13 | 1997-03-20 | Nagase & Company, Ltd. | Processus de production d'amide d'acide actif sur le plan optique |
JP2001340097A (ja) * | 2000-06-01 | 2001-12-11 | Asahi Kasei Corp | グリシンを微生物学的に製造する方法 |
JP4497659B2 (ja) * | 2000-06-01 | 2010-07-07 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | グリシンを微生物学的に製造する方法 |
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