JPH02257890A - ペプチドアミドの製造方法 - Google Patents

ペプチドアミドの製造方法

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JPH02257890A
JPH02257890A JP8063389A JP8063389A JPH02257890A JP H02257890 A JPH02257890 A JP H02257890A JP 8063389 A JP8063389 A JP 8063389A JP 8063389 A JP8063389 A JP 8063389A JP H02257890 A JPH02257890 A JP H02257890A
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peptide
amide
amino acid
metalloprotease
alkyl group
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JP8063389A
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Atsushi Sakina
先名 淳
Yoshiko Kawamo
川面 佳子
Kazuyuki Morihara
森原 和之
Haruaki Yajima
矢島 治明
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Toho Pharmaceutical Industries Co Ltd
Original Assignee
Toho Pharmaceutical Industries Co Ltd
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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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、ペプチドアミドの製造方法に関し、さらに
詳しくは、ペプチドとアミノ酸アミドを縮合することに
よる生理活性ペプチドアミドの製造方法に関する。
(ロ)従来の技術と発明が解決しようとする課題生理活
性を有する種々のペプチドが知られており、いくつかは
すでに医薬等として使用され、又研究、開発中のものも
多い。例えば、オキシトシン、インシュリン、セクレチ
ン、カルシトニン等が、生体から抽出したり、又は化学
合成することによって得られている。しかし、ペプチド
によっては動物種によりアミノ酸配列が異なり、人への
使用が困難な場合がある。また、長鎖ペプチドの場合、
その化学合成は非常に高価につく。
近年、遺伝子工学的手法によって、ペプチド、蛋白質を
作ることが可能となり、すでに本手法により生産された
インシュリン、成長ホルモンが医薬品として使用されて
いる。
ところで、ペプチド性生理活性物質の中にはその活性発
現のために、C末端がアミド化された、ペプチドアミド
の構造であることを必要とするものが多くある。例えば
カルシトニン、セクレチン、成長ホルモン分泌因子等で
、アミド基の存在が重要であることが知られている。こ
れまでの研究結果より、アミド化ペプチドは、前駆体ペ
プチドのC末グリシンがC末端、アミド化酵素の作用を
受けてアミドに変換されて生成することが明らかにされ
ている。これまで、種々の動物の組織、器官にこのC末
端アミド化酵素の存在が認められている[Nature
 298.686(1982)、 Biochem、 
Biophys。
Res、 Comn+un、、 112.372(19
83)等]。
前述の遺伝子工学的手法では、宿主として細菌や酵母が
使用されるが、これらにおいては、アミド化に必要なC
末端アミド化酵素が欠如しているため、直接的にペプチ
ドアミドを作り出すことは出来ない。そこで、現在では
、C末にグリシンが延長したペプチドを遺伝子工学的手
法で作り、これに別途調製したC末端アミド化酵素を作
用させ目的とする生理活性ペプチドアミドを得ようとす
る試みがなされている(Peptide Chemis
try 1987゜芝、榊原編、ペプチド研究所発行、
1988年P431〜434)。しかしながら、C末端
アミド化酵素は生体内に極めて微量にしか存在せず、そ
の精製は困難であり、又本酵素は不安定で容易に失活す
るため、反復使用は困難である。
本発明は、上記C末端アミド化酵素を使用する方法とは
本質的に異なる方法でペプチドアミドを製造しようとす
るものである。すなわち、本発明は、プロテアーゼが持
つペプチド形成能を利用し、N端および側鎖官能基が無
保護の短鎖あるいは長鎖ペプチドとアミノ酸アミドを適
当な反応条件下で縮合し目的のペプチドアミドを得よう
とするものである。
プロテアーゼが蛋白加水分解の逆反応であるペプチド結
合の形成反応をも触媒しうろことは古くから知られてお
り、これまで、基質特異性の異なる種々のプロテアーゼ
を用いてペプチド合成が検討されてきた。プロテアーゼ
によるペプチド合成では反応に際して側鎖官能基を全て
保護する必要は必ずしもないが、合成収率を高めるため
、カルボキシル成分のN″アミノ基側鎖官能基は保護し
て行われて来た。すなわち従来の方法では、生成物を採
取するため、反応生成物が水溶性基を失って水に不溶と
なり析出することを利用していた。
又、巾広い基質特異性を示すプロテアーゼをオリゴペプ
チドの合成に使用した際には、基質の加水分解が起こり
やすく、反応の制御は困難とされ、これまでの研究は主
としてジあるいはトリペプチド程度の短鎖ペプチドの合
成に限られていた。
本発明に記載した金属プロテアーゼに関して、ペプチド
合成への反応は数報告ある[J、 Biochem。
88、807(1980)、、 Bioorganic
 Chemistry 14゜182(1986)、、
 Int、 J、 Peptide Protein 
Res、、 31゜245(1988)、、 Pept
ide Chemistry 198G、大用編、ペプ
チド研究所発行、1981年213〜218頁、TeL
rah−edron Lett、、 28.2611(
1979)等コ。これらの報告中で行われた実験は、は
とんどがジあるいはトリペプチドに関するものであり、
かついずれの場合も、N″77ミノ基いは側鎖官能基は
保護して実験に供されている。又、日本化学会第35秋
季年会、講演予稿集■、4B2L、、 Bull、 C
lew、 Soc。
Jpn、、 50.2762(197?)には、各々テ
トラペプチド、ヘキサペプチドの合成例の記載があるが
、これらにおいても、N’アミノ基や側鎖官能基は保護
して使用されている。さらにアミン成分にはエステル基
質が使用されている。
側鎖官能基を無保護とした場合、通常、基質や目的とす
るペプチドは水溶性が増加する。従って、水系溶媒を使
用する従来の技術では、目的物は沈澱として得ることが
出来ず、また使用した酵素による二次的加水分解が生じ
やすくなり、目的を達成することが出来なかったもので
ある。
本発明者等は、反応条件を種々検討し、無保護のペプチ
ドをカルボキシル成分として使用した場合にも効率良く
反応が進行し、目的物が得られることを見い出し、これ
に基づいて、本発明を完成した。この際、プロテアーゼ
としては、イミノ側のアミノ酸に親和性を示す金属プロ
テアーゼを使用することが肝要である。
(ハ)課題を解決するための手段 この発明によれば、ペプチドとアミノ酸アミドを、水性
媒体中で、金属プロテアーゼの存在下にpH5〜8で縮
合させ、該ペプチドのC末端がアミノ酸アミド化された
ペプチドアミドを得ることを特徴とするペプチドアミド
の製造方法が提供される。
この発明の方法の原料のペプチドとしてはジペプチド以
上の全てのペプチドが使用できる。ことに、生理活性を
有するペプチドの前駆体が好ましい対象である。これま
で構造が明らかにされた生理活性ペプチドを例にして示
すと、FMRFアミドのC末フェニルアラニンアミドが
欠如したペプチド(フェニルアラニル−メチオニル−ア
ルギニン)、コレシストキニンC末子トラペプチドアミ
ドのC末フェニルアラニンアミドが欠如したペプチド(
メチオニル−グリシル−アスパラギン酸)を示すことが
出来る。同様に、サブスタンスPのC末メチオニンアミ
ドが欠如したペプチド(アミノ酸敗10個)、ブタセク
レチンのC末バリンアミドが欠如したペプチド(アミノ
酸敗26個)、ヒトニューロペプチドYのC末チロシン
アミドが欠如したペプチド(アミノ酸敗35個)、ヒト
コルチコトロピン分泌因子のC末イソロイシンアミドが
欠如したペプチド(アミノ酸敗40個)、パンクレアテ
ィクポリペブタイドのC末チロシンアミドが欠如したペ
プチド(アミノ酸敗35個)、ガストリンのC末フェニ
ルアラニンアミドが欠如したペプチド(アミノ酸数16
(it)、コレシストキニンのC末フェニルアラニンア
ミドが欠如したペプチド(アミノ酸敗32個)、ガスト
リン分泌因子のC末メチオニンアミドが欠如したペプチ
ド(アミノ酸数26111)、P旧のC末イソロイシン
アミドが欠如したペプチド(アミノ酸敗26個) 、P
YYのC末チロシンアミドが欠如したペプチド(アミノ
酸敗35個)、サウバギンのC末イソロイシンアミドが
欠如したペプチド(アミノ酸敗39個)、マストパラン
MOC末ロイシンアミドが欠如したペプチド(アミノ酸
敗13個)、成長ホルモン分泌因子のC末ロイシンアミ
ドが欠如したペプチド(アミノ酸敗43個)、ヒトカル
シトニン遺伝子関連ペプチドのC末フェニルアラニンア
ミドが欠如したペプチド(アミノ酸敗36個)等を示す
ことができる。
これらのペプチドは、それらの含有するアミノ基やカル
ボキシル基のごとき官能基を何ら保護することなく用い
られる。
この発明の方法の反応剤として、アミノ酸アミドが用い
られる。そのアミノ酸アミドとしては次式を存するもの
の使用が望ましい。
RO HtN   CHONHRz (式中R1は低級アルキル基、低級アルキルチオ低級ア
ルキル基又は置換らしくは非置換アラルキル基、及びR
1は水素原子又は低級アルキル基を意味する) R,における低級アルキル基としては炭素数1〜5個を
有するアルキル基が含まれ、例えばメチル、エチル、プ
ロピル、 1so−プロピル、ブチル、1so−ブチル
、5ec−ブチル、ペンチル、1so−ペンチルが挙げ
られる。R8における低級アルキルチオ低級アルキル基
としては、メチルチオメチル、メチルチオエチル、エチ
ルチオエチル、メチルチオプロピル、エチルチオプロピ
ル、メチルチオブチル、メチルチオペンチルなどが挙げ
られる。
R1における置換らしくは非置換アラルキル基としては
、ベンジル、p−ヒドロキシベンジル、p−フルオロベ
ンジル基などが挙げられる。
上記のR,は、疎水性基であるのが望ましい。
R2における低級アルキル基としては、R1における低
級アルキル基と同一のものが適用できる。
より具体的にはアミノ酸アミドとして、疎水性アミノ酸
のアミド(例えばロイシンアミド、イソロイシンアミド
、メチオニンアミド、フェニルアミド、バリンアミド、
チロシンアミド)、又は疎水性アミノ酸のアルキルアミ
ド(例えばフェニルアラニンエチルアミド、ロイシンプ
ロピルアミド)さらには疎水性アミノ酸の側鎖を一部変
化させたアナログのアミドおよびアルキルアミド(例え
ばp−フルオロフェニルアラニンアミド)が挙げられる
この発明の方法に用いる金属プロテアーゼとしては、サ
ーモライシン、エラスターゼ(緑膿菌)、プロナーゼ、
タシナーゼなどが挙げられる。
この発明における水性媒体とは、水又は水と、昆和しう
る有機溶媒と水と、の混合液を意味する。有機溶媒とし
て、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ジ
メチルホルムアミド、L、4−ブタンジオール、アセト
ニトリル、アセトン、プロピレングリコール、グリセロ
ール、メチルセロソルブが挙げられる。これらの有機溶
媒は、1種類以上混合して用いてもよい。
この発明の方法は、P)15〜8好ましくはpH約6〜
7で行われる。また反応温度は約lθ〜40℃で行なう
のが好ましい。
水性媒体の種類、原料(ペプチド)と反応剤(アミノ酸
アミド)の濃度は適宜選択される。しかし反応剤は原料
に対して過剰量用いることが望ましい。好ましくは、反
応剤は原料に対して5倍モル程度用いられる。a度でい
えば、原料1〜100mM。
反応剤5〜500mMが好ましい。
これに対する金属プロテアーゼの好ましい使用濃度は、
10μM〜2Il1Mである。
反応時間は、目的物の生成が最大になるよう任意に選択
される。
かくしてこの発明によれば原料のペプチドのN′アミノ
基又は側鎖官能基を保護することなく、その末端に存在
するカルボキシル基に、反応剤のアミノ酸アミドのアミ
ノ基が結合してアミドが形成される。
反応生成物は、例えば高速液体クロマトグラフィーやイ
オン交換クロマトグラフィーによって採取することがで
きる。
なお、原料のペプチドは公知のペプチド合成技術によっ
て合成して得ろことができろ。化学合成法としては液相
法(生化学実験講座1.タンパク質の化学■、矢島治明
207〜400頁、東京化学同人、1978年、ペプチ
ド合成の基礎と実験、泉塵信之ら1〜193頁、丸善、
1985年等)や固相法(生化学実験講座1.タンパク
質の化学■、榊原俊平401〜496頁、東京化学同人
、1978年、ペプチド合成の基礎と実験、泉屋信夫ら
194〜295頁、丸善、1985年等)などの合成法
が使用できる。又遺伝子工学的手法としては、例えばフ
レアら(Proc。
Nati、 Acad、 Sci、 USA、 75.
5765(197g))によるインシュリンの合成、G
oeddelら(Nature、 281゜544(1
974))による成長ホルモンの合成のほか、カルシト
ニン誘導体の製造法(特開昭58−203953゜PC
T公表特許公報昭58−501121. P CT公表
特許公報昭59−501095. P CT公表特許公
報昭59−501243、特願昭59−170492.
特願昭60−98891.特願昭60−113254.
特願昭60−130815)やその池の種々のペプチド
、蛋白質の合成がある。また、実施例で使用した、フェ
ニルアラニル−メチオニル−アルギニン(H−Phe−
Met−Arg−OR)や、トリプトファニル−メチオ
ニル−アスパラギン酸(H−Trp−Met−Asp−
OH)は液相法で化学合成したものであり、又デス−チ
ロシン36−アミド ヒトニューロペプチドYは固相法
で合成したものである。
(ニ)実施例 実施例1 H−Trp−Met−Asp−OHのアミノ酸アミド化
(1) トTrp−Met−Asp−Otl (10u
mol) 、H−Phe−NHt・flcl (50u
mol )およびサーモライシン(0,O1μmol 
)を50%水性メタノール(200μQ)に溶解。反応
液のpHを7%アンモニア水(2μQ)で6.5に調整
後、室温3時間撹拌。反応液に0.IN塩酸−メタノー
ル(1:9%)混液lOμQを加え、遠心して不溶物を
除去した後、上清をヌクレオシル5C38カラムを用い
る高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により精製
した(溶出条件、22%アセトニトリル−0,2%トリ
フルオロ酢酸、流速4 y、(1/ win)。化学合
成により得られた標準品(市販品)と同じ保持時間に溶
出されるピークを分取し、凍結乾燥してH−Trp−M
et−Asp−Phe−NHtを得た(4.8m9、収
率80%)。
(2)上記のH−Phe−NHt・HClをトLew−
NHt・HCl、H−Val−NHt・GCl、H−D
L−(P−F)Phe−NHt4C1に変え同様に処理
し、各々に対応する縮合物を精製、単離した。
(3) (1)、 (2)で得られた縮合物のアミノ酸
組成は次の通りであり、各々理論値に一致した。
(以下余白) H−Trp−Met−Asp−Xのアミノ酸組成X=P
he−NH,:」、Leu−IH,:3 、Phe−N
HEt :3.Mal−NHt :3 、A 1a−I
H唖、(p−F)Phe−NH,;多Trp  Met
  Asp  Phe  Leu  Mal  Ala
  (p−rluoro)Phel  G、95 0.
92 110 1.042 0.96 0.92 1.
0G  1.00  G、923  G、90 095
 1.00 1.104 0.96 0.97 1.0
0        G、9g5 0.93 0.95 
1.0G           0.976 092 
094 1、Qo                 
 O,90(4)上記(2)で、非天然型のアミノ酸ア
ナログのDL体混合物をアミノ成分とした時にも縮合反
応は進行した。この際、L体のみがとり込まれていた。
実施例2 H−Phe−Met−^rg−OHのアミノ酸アミド化
実施例1と同様に、H−Phe−Met−Arg−OH
と種々アミノ酸アミドとの縮合を行ない、生成物をHP
LCで分取、精製した。ここでは反応媒体として90%
水工チルアミン 0.87 性メタノールを用い、pi(7,0で反応した。縮合物
の同定は標準品(市販品)とのHPLCによる比較およ
びアミノ分析により行なった。アミノ酸分析結果は次の
通りで、各々理論値に一致した。
H−Phe−Met−^rg−Xのアミノ酸組成Phe
  Met  Arg  Leu  Val  Ala
  (p−fluoro)Phel  2.00 0.
97 1.00 2  +、00 1.00 1.Qo  1.053 
4.0G  0.94 1.00 4 1.00 1.00 0.97      1.1
051゜Oo  O,970,951,0461,0o
  O,991,001,01エチル1ミン 0.92 実施例3 酸化インシュリンB鎖のアミノ酸アミド化(1)ウシ酸
化インシュリンB鎖(アミノ酸敗30個、3 μmo+
) 、)l−Phe−NHt・HCl (60μmol
)を水(60μQ)とジメチルホルムアミドーエタノー
ル(1: 1 、 v/v、 540uQ>の混液に溶
解した。この時のpFIは6.0であった。サーモライ
シン(0,03μmol)を加え、室温で3時間撹拌し
た。反応液にIN塩酸(1,0スQ)を加え、遠心で、
不溶物を除去した後、上滑をヌクレオシル5C,、カラ
ムを用いるHPLCで精製した(溶出条件、34%アセ
トニトリル−0,2%トリフルオロ酢酸、流速4x(l
lmin)。残存する原料の酸化インシュリンB鎖の後
に溶出される主ピークを分取し、凍結乾燥して酸化イン
シュリンB鎖とH−Phe−NH,の縮合物(酸化イン
シュリンB−Phe31−Nu、 )を単離した(40
19  収率37%)。
(2)上記縮合物の固定はアミノ酸分析およびリシルエ
ンドペプチダーゼ消化物の分析により行なった。すなわ
ち、縮合物をリシルエンドペプチダーゼで消化して得ら
れる二個のペプチドをHPLCで分取、精製した。これ
らをアミノ酸分析に付した結果、一つはAla、Phe
からなり、他方はデス−Ala”−酸化インシュリンB
鎖のアミノ酸組成に一致するものであることを確認する
ことができた。よって、縮合物は目的とする酸化インシ
ュリンB−Phe”−NHtであることが判明した。
(3)上記(1)と同様にして、H−Phe−NHt 
・HClをH−Leu−NOt−HCl、)l−Phe
−NHEiHCl、 H−Val−NH,−HCl、H
−DL−(+)−F)Phe−11H,・HCIに変え
縮合を行ない、各々に対応する縮合物を得た。
(4) (1)、(3)で得られた縮合物のアミノ酸分
析結集を次に示す。いずれら理論値に一致した。
(5) (1)においてサーモライシンをエラスターゼ
(緑膿菌)、プロナーゼ、タシナーゼに変えて反応を行
なった。エラスターゼの場合は、酵素懸濁液を所定量ピ
ペットで亀り取り、遠心し、上清を除いた後、ベレット
状の沈澱物を使用した。いずれの場合にも、縮合反応が
進行し、目的の酸化インシュリンB−Phe”−NH,
が得られた。
(以下余白) 実施例4 ヒトニューロペプチドY (NPY)の合成C末端のチ
ロシンアミドが欠如したdes−Tyr”NH* NP
Y (0,4a9)とH−Phe−NHt4C1(1,
08aH)をジメチルホルムアミド−エタノール(1:
t、v/v、13μe)と5%アンモニア水(2μQ)
の混液に溶解。
この時のpHは7.0であった。エラスターゼの懸濁液
(20μQ、酵素量にして720μ9)を遠心しく 2
00Orpm、 5分)で得られるペレット状の沈澱物
を先の基質溶液と合した。室温4時間撹拌後、O,IN
塩酸−ジメチルホルムアミド(9:1.v/v)混液(
180μm2)を加え、生じた沈殿を遠心で除去。上演
をヌクレオシル5C38カラムを用いるHPLCに付し
精製した。[溶出条件、アセトニトリル−50mM酢酸
アンモニウム(pH7,0)の系でアセトニトリルの濃
度グラジェント(30→45%/2G+oin)で溶出
。流速1.v12/ainl  NPY標準品(市販)
と同じ保持時間に溶出されるピークを分取し、凍結乾燥
してNPYを得た( 18b9゜収率45%)。
本品は、HPLCで標準品と同一の保持時間を示すこと
、さらにアミノ酸分析値が理論値に一致することにより
、目的のNPYであると判断した。
アミノ酸分析結果(カッコ内は理論値)Asp 4.9
4(5)、 Thr 1.11(1)、 Ser 1J
9(2)、Glu2.88(3)、 Pro 4.04
(4)、 Gly 1.07(1)、 Ala 4.0
2(4)、 Met O,94(1)、 Ile 1.
85(2)、 Leu 1.83(2)。
Tyr 4,83(5)、Lys 1.10(1)、 
His 1.06(1)、 Arg3.84(4)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ペプチドとアミノ酸アミドを、水性媒体中で、金属
    プロテアーゼの存在下にpH5〜8で縮合させ、該ペプ
    チドのC末端がアミノ酸アミド化されたペプチドアミド
    を得ることを特徴とするペプチドアミドの製造方法。 2、前記金属プロテアーゼが、加水分解反応時、切断部
    位でイミノ側の疎水性アミノ酸に基質特異性を示す金属
    プロテアーゼである請求項1記載の方法。 3、前記金属プロテアーゼが、サーモライシン、エラス
    ターゼ(緑膿菌)、プロナーゼ又はタシナーゼである請
    求項1又は2記載の方法。 4、前記アミノ酸アミドが一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中R_1は低級アルキル基、低級アルキルチオ低級
    アルキル基、置換もしくは非置換アラルキル基、R_2
    は水素原子、又は低級アルキル基である) で表わされるものである請求項第1項に記載の方法。 5、前記ペプチドアミドが、サブスタンスP、ヒトコル
    チコトロピン分泌因子、パンクレアティクポリペプチド
    、ガストリン、コレシストキニン、ガストリン分泌因子
    、セクレチン、PHI、PYY、サウバギン、マストパ
    ランM、セルレイン、FMRFアミド、成長ホルモン分
    泌因子、カルシトニン遺伝子関連ペプチド又はニューロ
    ペプチドYのように、C末端部位アミノ酸として疎水性
    アミノ酸を有する生理活性ペプチドアミド、又はこれら
    の生理活性ペプチドアミドのC末端アミノ酸アミドが前
    第4項記載のアミノ酸アミドで置換されたペプチドアミ
    ドである請求項1〜4項の何れかに記載の方法。 6、前記水性媒体が、水または水と混和しうる有機溶媒
    と水との混合液である請求項1〜5項の何れかに記載の
    方法。 7、前記有機溶媒がメタノール、エタノール、ジメチル
    ホルムアミド、1,4−ブタンジオール、アセトニトリ
    ル、アセトン、プロピレングリコール、グリセロール、
    メチルセロソルブおよびこれらの混合液である請求項1
    又は6項に記載の方法。
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JP8063389A Pending JPH02257890A (ja) 1989-03-30 1989-03-30 ペプチドアミドの製造方法

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JP (1) JPH02257890A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739023A (en) * 1993-08-27 1998-04-14 Holland Sweetener Company V.O.F. Stabilized neutral metalloprotease composition, a method of making the composition, and a method of transporting the composition

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US5739023A (en) * 1993-08-27 1998-04-14 Holland Sweetener Company V.O.F. Stabilized neutral metalloprotease composition, a method of making the composition, and a method of transporting the composition

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