JPH01199595A - ジペプチドの酵素的製法 - Google Patents

ジペプチドの酵素的製法

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JPH01199595A
JPH01199595A JP63309016A JP30901688A JPH01199595A JP H01199595 A JPH01199595 A JP H01199595A JP 63309016 A JP63309016 A JP 63309016A JP 30901688 A JP30901688 A JP 30901688A JP H01199595 A JPH01199595 A JP H01199595A
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amino
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carboxyl
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yield
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JP63309016A
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Karlheinz Drauz
カールハインツ・ドラウツ
Ulrich Groeger
ウルリツヒ・グレーガー
Wolfgang Leuchtenberger
ヴオルフガング・ロイヒテンベルガー
Peter Furst
ペーター・フユルスト
Peter Stehle
ペーター・シユテーレ
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Degussa GmbH
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/02General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length in solution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • C12P21/02Preparation of peptides or proteins having a known sequence of two or more amino acids, e.g. glutathione

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  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、pH最低7および室温〜60’Cの範囲の温
度で、システイン−プロテアーゼ〔EC3.4,22I
llの存在下に、N−保護α−アミノカルボン酸アルキ
ルエステルとアミノ成分との反応によりジペプチドを酵
素的に製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
Int、 J、 Peptide Protein R
es、 23.1984゜528−534頁から、最低
7のpH1直および室温〜50’Oの範囲の温度、シス
ティン−プロテアーゼパパインの存在下にカルボキシル
成分としてのN−保護α−アミノカルボン酸アルキルエ
ステルとアミノ成分との反応によるジペプチドの酵素的
製法は、すでに公知である。アミノ成分として、アミド
およびアミノカルボン酸のも一ブチルエステルがその機
能を果たす。アミノカルボン酸がアミノ成分として不適
当であることは明確に確認される。さらにカルボキシル
成分を過剰量で使用することが推奨される。それという
のもペプチドの収量を尚めるためにはこれが必要である
からである。
〔発明が解決し7ようとする課題〕 この公知法の欠点は、生じるジペプチドがカルボキシル
末端で誘導体化されていることにある。保護基、殊にア
ミド基の選択的脱離は、ペプチド結合の同時分離なしで
は、はとんど不可能であるので、この方法で遊離のカル
ボキシル基を有するジペプチドを得ることはできない。
ところで、本発明方法は、アミノ成分として誘導体化さ
れていないα−アミノ−およびカルボキシル基を有する
α−アミノカルボン酸ヲ使用することより成る。
特に本発明の方法は、カルボキシル成分としてのN−保
護α−アミノカルボン酸アルキルエステルとアミノ成分
としての塩基性または中性の脂肪族α−アミノカルボン
酸との間のペプチド結合の連結のために好適である。
アミノ成分を使用カルボキシル成分に対して過剰モルで
使用する場合に特に有利である。この過剰は一般に1〜
150倍である。
本発明方法の決定的な利点は、直接、誘導体化されてい
ないカルボキシル末端基を有するN〜保護ジペプチドが
生じることである。N−保護基が自体公知の方法で選択
的に脱離される場合は、問題なく遊離ジペプチドが得ら
れる。
カルボキシル成分として、有利にアルキル基に炭素原子
数1〜4を有するN−保護α−アミノカルボン酸アルキ
ルエステル、殊にメチルエステルおよびエチルエステル
が機能を果たす。
好適なN−保護基は、殊に、ベンツル基、カルボベンゾ
キシ基、t−ブチルオキシカルボニル基(BOC−基)
、またはアセチル−またはベンゾイル基である。
システィン−プロテアーゼとしては、有利なパパイン[
E C3,4,22,2〕の他に、例えばフィシン[E
 C3,4,22,3”’JまたはプロメラインCE 
C3,4,22,4〕も使用できる。これらの酵素は固
体形で、例えば凍結乾燥、または溶解された形で反応混
合物に添加することかできる。この際、酵素は高度に精
製された形で存在する必要はない。従って、パパイヤ(
Carj、capapaya )イチジク(Ficu、
s carica )またはパイナツプル(Anana
S C0m08u、S )からの凍結乾燥された粗生成
物の使用も十分な合成の結果をもたらす。しかしながら
、システィン−プロテアーゼをその使用の前に、1〜1
0 mMエチレンシアミノ四酢e (EDTA )およ
び選択的に5〜20 mMシスティン、ジチオトレイト
ール(DTT )またはβ−メルカプトエタノールの存
在下に、25〜40℃の範囲の温度で、60〜60分間
活性化させる場合に、有利である。この処理は、酵素の
特異的活性を高め、それに伴ない必要な反応時間を短縮
するかもしくは同じ反応時間でより少ない酵素を必要と
するという利点金もたらす。酵素は反応混合物中で遊離
(そのまま)の形でも、担体に結合して(固定されて)
存在していてもよい。
反応開始のためのカルボキシル成分の譲1更は厳密では
ない。当初濃度の選択は、むしろ、本質的にカルボキシ
ル成分の溶解度によって決定される。例えばCbz −
Ala 、−OMeが0.01〜0.20 ]tの濃度
範囲では、合成されるべきペプチドの収量はCbz −
Aha−OMeの当初濃度によって影響されない。他方
、部分的に、純水中に4溶性の1リー保護α−アミノカ
ルボン酸アルキルエステルの溶解度を改良するために、
有機溶剤、例えばメタノール、エタノール、インプロピ
ルアルコール、1.4−ジオキサン、テトラヒドロフラ
ン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジ
メチルスルホキシド、ジメトキシエタン、テトラメチル
尿素、ジメチルプロピレン尿素、またはN−メチルピロ
リドンを反応混合物に添加することもできる。
有機溶剤の種類およびその量は、使用酵素の活性度およ
び安定性が本質的には損われないように選択すべきであ
る。さもないと、所望のジペプチドの収量は低下される
こともあり得るからである。
本発明の方法は、7.0〜10.0の範囲、有利に8.
8〜9.5の範囲のPH甑で実施する。反応温度は室温
〜60℃1有利には65〜40’Cの範囲(Cあってよ
い。
アミノ成分としては、遊離のα−アミノ基および遊離の
カルボキシル基を有するα−アミノカルボン酸全使用す
る。不所望の副反応を避けるために、付加的な官能基、
例えばリジンのε−アミノ基、アルギニンのグアニジノ
基、スレオニン、セリンマタハチロシンのヒドロキシル
基、またはシスティンのメルカプト基を、慣用の保護基
でマスキングすることが有利である。
しかしながら、これはすべての場合に必要なのではない
おそらく、使用アミノ成分の種類および反応混合物中に
おけるその一度は、ジペプチドの収量に重要な影響を与
える。環基性アミノ酸、例えばアルギニン、リジン、オ
ルニチンおよびシトルリン、並びに中性脂肪$7アミノ
酸、例えばグリシンおよびアラニンは、特に容易に変換
される。これに反して、α−イミノカルボンばとしての
プロリンおよびヒドロキシプロリンは、まったく変換さ
れない。カルボキシル成分の濃度とは反対に、アミノ成
分の濃度は、ジペプチドの収量に重要な影響を与える。
従って、アミノ成分を大過剰で使用するのが有利である
。消費されなかったアミノ成分過剰分は、自体公知の方
法で容易に回収でき、改めて使用することができる。
本発明方法は、バッチ法として、または好適なバイオリ
アクターの使用下に、水性または水性−有機緩衝系中で
連続的に実施することができる。必要な反応時間は、一
般に1〜2時間の範囲であり、第一に酵素の使用量およ
び反応成分の種類と濃度に依存する。その他には、長期
間のインキュベーションの際でもおよびカルボキシル成
分の完全な消費の後にも生成ジペプチドは存在する酵素
による二次加水分解を受けないので、反応時間は厳密で
はない。
生成ジペプチドの精製は、自体公知の方法で、ケゞルク
ロマトグラフイー、イオン交換体クロマトゲラフイーま
たは逆相クロマトグラノイーによって行なうことができ
る。定性、定量および収量測定のために、等速電気泳動
および高性能液体クロマドグシフイーを使用することが
できる。
〔実施例〕
本発明を次の実施例につき詳述する。
例  1 : カルボベンゾキシ−ルーアラニル−L−アラニン(Z 
−Ala −Ala )の合成0.1MKCf、8mM
 EDTA、 2 OmM DTT中の1.9ML−7
う= 74 mlを、40℃の恒温にした反応容器内に
入れ、濃苛性ソーダ液を用いテpH9,2に調節し、次
いでパパイン((EC3−4,22,2)、3.5 m
アンソン−w/m9)2Qm9f添加した。反応を、エ
フノール中の1Mカルボベンゾキシ−L−アラニンメチ
ルエステル0.21nl(バッチ中の濃度48 mM 
)の添加によって開始させた。布苛性ソーダの装入によ
って、この合成法の間中の反応混合物のPI(直ヲpH
9,2で一定保持した( pH−8tat−Verfa
hren :PH−スタンド法)。2時間後に、HC’
Jの添加(pHi[を約1に低下させる)によってこの
合成を停止させた。
反応経過を把握するために、種々の時点で少量を取り出
し、希H俄を加え、引続き等速電気泳動もしくは、リク
ロソルブRP  i8−カラム(Llchrosorb
 RP  18− S:ff1ule ) (5μア;
250 X 4 mn)の使用下でのHPLCによって
分析した。カラム温度40℃および溶離速度i+n1A
)で、アセトニトリル40%/ 12.5 mMリン醒
緩衝液(pH2に対する)60%で溶離の後に、210
 nmでのUV−吸光度の測定によってZ−Ala−A
laを検出した。
カルボキシル成分の使用量に対して計算して、Z −A
]、a −A]、aの収率は理論値の65%であった。
例  2 カルボベンゾキシ−L−アラニル−[(S−アセトアミ
ドメチル)−L−システィン)(Z−Ala −[Ac
m ] Cys )の合成例1に記載のように実施する
が、反応混合物は、アミノ成分として0.1 M  K
cv、8mMEDTAおよび2 C1mM  DTT中
の2M  S−アセトアミドメチル−■1−ンステイン
X H(J 4 mlを含有した。
カルボキシル成分の使用量に対して計算して、Z −A
la −[Acm:l Cysの収率は理論値の88係
であった。
例  6 カルホヘンゾキシーグリシルーL −77= 7(Z 
−G]、y−Ala )の合成 例1に記載のように実施するが、反応混合物はカルボキ
シル成分としてエタノール中の1Mカルボペンツゞキシ
〜グリシンメチルエステル0.2m1(バッチ中の濃度
48 mM )を含有した。
カルボキシル成分の使用量に対して計算して、Z −G
ly −A、laの収率は理論値の76チであった。
例  4 : カルボベンゾキシ−L−アラニル−クリシン(Z = 
Ala−Guy )の合成 0、i M  Na2CO3’1 1 mM  EDT
A、  10 mM DTT中の3.33 MグVノン
i、8m1(バッチ中の濃度21J+)を、37℃の恒
温にした反応容器内で、エタノール0.6mlおよびパ
パイン酸10.3m1(0,i M  Na2CO3/
 NaHCO3,1mM  EDTA、 10mM  
DTT pH9,0中のパパイン([: E C3,4
,22゜2]、3.5 m 77ソ”−E/m9) 1
5yngに相当)と混合し、かつ、Pl(−値をPH9
,0に調節した。
反応を、エタノール中の0.45Mカルポベノゾキシー
L−7ラニンメチルエステル0.6ml<バッチ中の濃
度45m1φ)の添加によって開始させた。口、I N
  NaOHの添加によって、反応工程中の反応混合物
のPI′I値i1. PH5)、0に一定保持した(P
H−スタンド法)。2時間後に、10チ(w/v ) 
l−’Jジクロロ酸3 mlの添加によって合成を停止
させた。
反応経、過を杷握するために、神々の時点で少量ヲ取り
出し、10 % (w/v ) TCAを用いて1:2
に希釈した。変性タンパク負を、10口00rpmで1
0分間遠心分離し、上澄’t25mM!7ンe緩衝液(
pH2,0、) / MeO)J 3 D % /テト
ラヒドロンラン1チを用いて1:2に希釈し、引続きヌ
クレオンルRP18−カラム(NucleosilRP
 18 5aule ) (10μm :250X4t
m )の使用下にHPLCによって分析した。カラムの
温度50℃および溶出速度l ml 7分でMeOH2
9%/テトラヒドロフラン1 % / 25 mMリン
酸緩衝液(pH2,0)70チを用いて溶離の後に、2
58nmにおけるUV−吸光度測定によってZ −Al
a−()lyが検出された。
カルボキシル成分の使用量に対して計算して、Z  A
la−Guyの収率は理論値の48襲であった。
例  5 カルボベンゾキシ−L−アラニル−L−メチオニン(Z
 −Ala−Met )の合成例4に記載のように実施
したが、反応混合物はアミノ成分として、Q、I M 
 Na2CO3,1mMEDT、A、  10 mM 
 DTT中の0.4ML−メチオニン’1.8ml<バ
ッチ中の濃度0.24 M )を含有した。
カルボキシル成分の使用量に対して計算してZ −Al
a  Metの収率(は理論値の29%であった。
例  6 。
カルボベノゾキシ〜L−アラニル−L−バリン(Z −
A、1a−Val )の合成例4に記載のように実施し
たが、反応混合物はアミノ成分どしてD 、I M 7
 Na2CO3,1mMEDTA、  10 mM  
DTT中の0.671t  L−バリン1.8+ql(
パン、チ中の濃度は0.4M)を含有した。
カルボキシル成分の使用量に対して計算して、Z−Al
a−Valの収率は理論匝の16係であった。
例  7 二 カルボベンゾキシ−L−アラニル−L−アルギニン(Z
 −Ala −Arg )の合成例4に記載のように実
施したが、反応混合物はアミノ成分として、Q、iMK
cf、 1 mMEDTAl 0 mM  DTT中の
θ、8ML−アルギニン1.8m1(バッチ中濃度0.
48 M )を含有した。
カルボキシル成分の使用量に対して計算してZ −A、
]、a −Argの収率は理論値の72%であった。
例  8 : 例7に記載のように実施したが、反応混合物は、 0.
01 M  酢酸Na、1  mM  EDTA s 
 1 0  mMシスティン、pH4,5中のフィシン
([E C3,4゜22.3〕、約3U/171g、2
5℃1基質としてBA、EE ) 3 m9に相当する
フィシン溶液0.3m1r含有した。反応はpH9,0
で実施した。
カルボキシル成分の使用量に対して計算して、Z−Al
a−Argの収率は理論値の76チであった。
例  9 : 例7に記載のように実流したが、反応混合物は、Q、3
ML−アルギニン、[]、iM  KC,1,、1mM
  EDTA、  10 mM  DTT (pH9,
0) 401’Ll中のパパイン60ロノnノおよびエ
タノール20 ml中のカルボベンゾキシ−L−アラニ
ンメチルエステル30001ψ(12,64mモル〕(
バンチ中の濃度0.21 M )を含有した。2時間後
に合成を10%(w/v ) )リクロロ酢酸60m1
の添加によって停止させた。
カルボキシル成分の使用量に対して計算して、Z−AJ
a−Algの収率は理論値の71係であった。
生成されたカルボペンツゞキシーL−アラニル−L−ア
ルギニンの後処理のために、トリクロロ酢酸で1=2に
希釈された反応混合物の60m1をFPLC(Phar
macia 、 Rep RPCHR515、水/エタ
ノール、0.5m11分)を用いて分画した。
Z−AJa −Arg−含有フラクションを集め、40
℃でエタノール4倍量の添加下に蒸発乾固させた。
収量 理論値の57%に相当する1660〜(3,58
mモル9゜ HPLC−分析は、白色結晶状物質が副生酸物不含であ
ることを示している。加水分解(24時間、6NHC1
)後にアミノ酸分析を行った。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、pH最低7および室温〜60℃の範囲の温度で、シ
    ステイン−プロテアーゼ〔EC3.4.22〕の存在下
    にN−保護α−アミノカルボン酸アルキルエステルとア
    ミノ成分との反応によりジペプチドを酵素的に製造する
    場合に、アミノ成分として、誘導体化されていないα−
    アミノ−およびカルボキシル基を有するα−アミノカル
    ボン酸を使用することを特徴とする、ジペプチドの酵素
    的製法。 2、アミノ成分として、塩基性または中性の脂肪族α−
    アミノカルボン酸を使用する、請求項1記載の方法。 3、アミノ成分を使用カルボキシル成分に対して1〜1
    50倍の過剰モルで使用する、請求項1または2記載の
    方法。
JP63309016A 1987-12-08 1988-12-08 ジペプチドの酵素的製法 Pending JPH01199595A (ja)

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DE19873741515 DE3741515A1 (de) 1987-12-08 1987-12-08 Verfahren zur herstellung von dipeptiden
DE3741515.8 1987-12-08

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005052153A1 (ja) * 2003-11-27 2007-06-21 協和醗酵工業株式会社 ジペプチドの製造法

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EP0321722A2 (de) 1989-06-28
ATE101616T1 (de) 1994-03-15
DE3741515A1 (de) 1989-06-22
EP0321722B1 (de) 1994-02-16
DK680888A (da) 1989-06-09
EP0321722A3 (en) 1990-05-30
DE3741515C2 (ja) 1989-12-07
DK680888D0 (da) 1988-12-07
DE3887854D1 (de) 1994-03-24

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