JPH0353917B2 - - Google Patents

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JPH0353917B2
JPH0353917B2 JP57209156A JP20915682A JPH0353917B2 JP H0353917 B2 JPH0353917 B2 JP H0353917B2 JP 57209156 A JP57209156 A JP 57209156A JP 20915682 A JP20915682 A JP 20915682A JP H0353917 B2 JPH0353917 B2 JP H0353917B2
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cysteine
carboxylic acid
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reaction
acid
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は2−アミノチアゾリン−4−カルボン
酸を原料とし、微生物の作用を利用してL−シス
テインとカルボニル化合物が縮合したイアゾリジ
ン−4−カルボン酸誘導体の製造法に関する。 L−システインは種々の解毒作用を有し、解毒
剤として使用される他気管支炎の治療剤や化粧
品、養毛財等として使用されている。このL−シ
ステインと有機カルボニル化合物の縮合したチア
ゾリジン−4−カルボン酸誘導体についても医薬
として有用な化合物が多い。例えば、システイン
−グルクロン酸縮合物は坑白内障剤として利用さ
れ(特開昭57−18615号公報参照)、糖とシステイ
の縮合物、特にグルコースとL−システインの縮
合物は放射能障害の予防ならびに治療剤としてま
た食品強化剤として利用されることが知られてい
る(特公昭43−23457号公報)。更に、ベンズアル
デヒドとL−システインの縮合物である2−フエ
ニルチアゾリジン−4−カルボン酸が固形型腫瘍
に対する坑腫瘍剤として利用できること(特開昭
55−167220号公報)、芳香族アルデヒド又は脂肪
族アルデヒドとL−システインの縮合物、例えば
2−(4′−メトキシフエニル)−チアゾリジン−4
−カルボン酸、2−ヘプチルチアゾリジン−4−
カルボン酸等が制癌剤として利用されること(特
開昭57−128625号公報)が知られている。その他
L−システインとケトンの縮合物、例えばアセト
ンの縮合物である2−ジメチルチアゾリジン−4
−カルボン酸は酸性条件下で簡単に加水分解さ
れ、定量的にL−システインを生成するので(赤
堀四郎等編;タンパク質化学I、3−1、P120、
1969、共立出版)、L−システイン製造の合成中
間体としても重要である。 チアゾリジン−4−カルボン酸誘導体はL−シ
ステインとカルボニル化合物の縮合(付加)反応
によつて製造されるが、L−システインの製法は
毛髪等を原料とする抽出法に限られているため、
安定にかつ大量に生産することが困難であり、増
大する需要に応じられなくなつて来ている。 これに対し、従来の抽出法に代り得る方法とし
て本出願人においては既に、2−アミノ−チアゾ
リン−4−カルボン酸(以下、ATCと記す。)を
原料とし、微生物の作用を利用してシステイン又
はシスチンを製造する方法(特開昭51−70881、
51−54983及び特公報54−2272号公報参照)を開
発した。 この方法は、L−システインの工業生産に適し
た方法であるが、ATCのシステインへの水解反
応は反応液中に生成されるシステインによつて強
く阻害されるためシステインを直接得ることがで
きない。そこでこの方法に於てはATCを水解し
てシステインを生成する反応とシステインのシス
チンへの酸化反応を同時に行い、阻害作用のない
シスチンを生成させ、生成したシスチンを還元し
てシステインを得る方法を採用せざるを得ない。
従つて、この製造法は工程が長く煩雑であり、か
つ収率の面でも必ずしも満足できるとはいえない
ので、これらの点について更に改善が望まれてい
た。 かかる事情に鑑みて、本発明者等はこのように
重要なL−システインとカルボニル化合物の縮合
物を簡単に製造する方法を開発とすることを目的
として種々研究を重ねた結果、合成法で製造され
る2−アミノ−チアゾリン−4−カルボン酸(以
下、ATCと略す。)を水解してL−システイン又
はL−シスチンを生産する能力を有する微生物
を、カルボニル化合物を含む水溶液中でATCに
作用せしめると高収率で目的とするL−システイ
ンとカルボニル化合物の縮合物であるチアゾリジ
ン−4−カルボン酸誘導体が得られることを発見
し本発明を完成するに至つた。 本発明で使用する微生物はATCを水解してL
−システイン又はL−シスチンを生成する能力を
有する微生物であり、例えば、特開昭51−54983
号、特開昭51−70881号及び特公昭54−2272号公
報に記載されているアクロモバクター、アルカリ
ゲネス、バチルス、ブレビバクテリウム、エンテ
ロバクター、エルビニア、エツシエリヒア、フラ
ボバクテリウム、ミクロコツカス、ミコプラナ、
シユードモナス、サルシナあるいはセラチアの各
属に属し、ATCを水解してシステイン又はシス
チンを生成する能力を有する微生物が使用され、
より具体的に例示するならば次の如き菌株があげ
られる。
【表】
【表】 微生物を培養するための培地は炭素源、窒素
源、無機イオン、更に要すれば有機微量栄養素を
適宜含有する培地であり、例えば、炭素源として
グルコース、シユクロース、キシロース、糖蜜等
の糖類、酢酸糖の有機酸、エタノール、グリセロ
ール、メタノール等のアルコール類など、窒素源
として硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムな
ど、有機栄養源として、酵母エキス、ペプトン、
肉エキス、コーン・ステイープリカーなど、無機
イオンとして、マグネシウム、鉄、マンガン、カ
リウム、ナトリウム、リン酸などのイオンが適宜
用いられる。 微生物の培養法は常法に従つて行えば良く、上
記培地のPHを6〜9とし、20〜40℃で好気的に培
養すれば良い。 培養に際しては、ATCを少量添加することが
望ましく、ATCの水解活性の高い微生物菌体が
得られる。本発明の方法では、このようにして得
られた微生物を酵素源として使用する。酵素源と
しては、このようにして得られた培養液、培養液
から分離した分離菌体、洗滌生菌体、凍結乾燥
体、アセトン乾燥菌体、物理的、化学的もしくは
生化学的に破壊された菌体、抽出液、粗精製物、
精製物、精製蛋白標晶、または菌体もしくは精製
処理物の固定化物などが酵素源として使用され
る。 原料であるATCは合成法にて供給されるD−
体、L−体、ラセミ体のいずれもが使用される。 基質濃度は、バツチ式、連続式によつて異なる
が、バツチ式では一般に水性媒質中0.1〜30%、
好ましくは0.5〜10%程度で、連続式では、これ
よりやや濃度を低下させた法が好ましい。 本発明で使用されるカルボニル化合物として
は、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケ
トン等のケトン、ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、オクチルアルデヒド、クロラール、フル
フラール、ベンズアルデヒド、α−フエニルプロ
ピオンアルデヒド、サルチルアルデヒド、ハイド
ロキシナフトアルデヒド、シトロネラール等の脂
肪族又は芳香族アルデヒド、グリオキサール、メ
チルグリオキサール、フエニルグリオキサール、
グリオキサール酸等のグリオキサール及びその数
導体、グルコース、フラクトース、キシロース、
アラビノース、ラムノース等の糖類、ピルビン
酸、α−ケトグルタール酸等のケト酸、グルクロ
ン酸、マンヌロン酸、ガラクツロン酸等のウロン
酸、並びにアスコルビン酸等のカルボニル化合物
が用いられる。 ATCとこれらカルボニル化合物を含む水溶液
に前記微生物を作用させることにより、L−シス
テインと用いたカルボニル化合物の縮合物が生成
される。例えばアセトンを用いた場合には2,2
−ジメチルチアゾリジン−4−カルボン酸(2,
2−dimethylthiazoldine−4−carboxylicacid)
が生成され、同様にホルムアルデヒド、アセトア
ルデヒド、オクチルアルデヒド、ベンズアルデヒ
ド、α−フエニルプロピオンアルデヒド、サルチ
ルアルデヒド及びハイドロキシナフトアルデヒド
等のアルデヒドを用いた場合にはチアゾリジン−
4−カルボン酸(Thiazolidine−4−carboxylic
acid.J.Am.Chem.Soc.59.200(1937)、ibd、87、
1065(1965))、2−メチルチアゾリジン−4−カ
ルボン酸(2−methyl thiazolidino−4−
carboxylic acid)、2−ヘプチルチアゾリジン−
4−カルボン酸(2−hepthyl thiazolidine−4
−carboxylic acid、Z.Naturforsh.17b、765
(1962))、2−フエニルチアゾリジン−4−カル
ボン酸(2−phenyl thiazolidine−4−
carboxylic acid.Hejv.Chem、Acta 30、432
(1947))、2−(1′−フエニルエチル)−チアゾリ
ジン−4−カルボン酸(2−(1′−phenyl ethyl)
−thiazolidine−4−carboxylic acid)、2−
(2′−ヒドロキシフエニル)−チアゾリジン−4−
カルボン酸(2−(2′−hydroxy phenyl)−
thiazolidine−4−carboxylic acid)、2−(2′−
ヒドロキシ−1−ナフチル)−チアゾリジン−4
−カルボン酸(2−(2′−hydroxy−1′−
naphthyl)−thiazolidine−4−carboxylic acid)
を生成される。グリオキサール、メチルグリオキ
サール、グリオキサール酸を用いた場合には、2
−ホルミルチアゾリジン−4−カルボン酸(2−
Folmyl thiazolidine−4−carboxylic acid)、
2−メチル−2−ホルミルチアゾリジン−4−カ
ルボン酸(2−methyl−2−Formyl−
thiazolidine−4−carboxylic acid)、2−カル
ボキシチアゾリジン−4−カルボン酸(2−
carboxylic thiazolidine−4−carbcxylic acid)
が生成され、同様にグルコース、キシロース等の
糖類、グリクロン酸及びアスコルビン酸を用いた
場合には夫々システイン−グリコース、システイ
ン−キシロース、システイン−グルクロン酸及び
システイン−アスコルビン酸等のチアゾリジン−
4−カルボン酸誘導体が生成される。 ATCとカルボニル化合物からチアゾリジン−4
−カルボン酸誘導体を生成する反応はカルボニル
化合物を2〜40%、好ましくは5〜20%含む水溶
液中で行われ、反応液にヒドロキシルアミンやセ
ミカルバチドを添加することによつて収率を向上
することができる。反応温度は15〜60℃、好まし
くは30〜50℃、PHは6〜10、好ましくは7.0〜9.5
の範囲が良い。 このようにして反応を行うと反応液中にシステ
インが生成され、このシステインはカルボニル化
合物と縮合してL−システインとカルボニル化合
物の縮合物であるチアゾリジン−4−カルボン酸
誘導体が生成される。 生成される縮合物はATCのL−システインへ
の水解反応を阻害しないため反応収率は高く、特
にアセトンを用いた場合等では反応収率は95%に
まで達し、かつ反応時間も極めて短縮される。こ
のようにして得られるチアゾリジン−4−カルボ
ン酸誘導体は前述のようにそれ自体医薬として利
用される他、L−システイン又はS−カルボキシ
メチルシステイン等の合成中間体として利用され
る。即ち、カルボニル化合物としてアセトンを用
い、アセトンの存在下でATCに微生物を作用さ
せると前述のように2,2−ジメチルアゾリジン
−4−カルボン酸(以下、DTCと略す。)を高収
率で生成する。DTCは酸性条件下で速やかに水
解され、定量的にL−システインを生じ又アルカ
リ条件下でモノハロゲノ酢酸を作用させるとS−
カルボキシメチル−L−システインを生成するの
でL−システイン及びS−カルボキシメチル−L
−システインを効率良く製造することができる。
この方法の利点は収率が高いだけでなくATCか
らDTCへの反応時間は1〜25時間と短かく、こ
れは公知のATCからシスチンを製造する場合2
〜50時間を要するのに比べると約1/2に短縮され
る。更に、従来法では生成されるシステインが有
害酵素により分解され硫化水素の発生を伴う恐れ
があつたが、本発明の方法では、このような硫化
水素の発生恐れはなく、この点に於ても工業生産
る上で有利といえる。 カルボニル化合物としてアセトンを用いる例を
示したが、アセトンの他にメチルエチルケトン、
アセトアルデヒド等も同様の目的に使用すること
ができる。 以下、実施例にて本発明を詳細に説明する。 実施例 1 第1表に示す組成の培地を調製し、500ml容振
盪フラスコに50ml宛分注し、120℃にて10分間加
熱した。
【表】 この培地にシユードモナス・デスモリチカ
AJ3868 FERM−P2816、FERM BP−323を接
種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液を遠
心分離して菌体を採取し、湿菌体5.0gを下記組
成の基質溶液100mlに添加し、30℃に保持し時々
軽くかきまぜて16時間反応を行つた。
【表】 反応終了後、反応液についてシリカゲル薄層ク
ロマトグラフイーを行い(展開媒、n−プロパノ
ール:1%NH4OH=2:1)、210nmのデント
シメーターを用いてDTCを定量した。その結果
を第3表に示す。第3表には反応終了後、各反応
液に塩酸を加えてPH3.0にして生成したL−シス
テインの量を併記した。
【表】 実施例 2 実施例1の方法で得られたシユードモナス・デ
スモリチカFERM−P2816、FERM BP−323の
湿菌体5.0gを第1表に示す組成の基質溶液(ア
セトンは5.0%)100mlに加え30℃にて16時間保持
して反応を行つた。 反応液に苛性ソーダを加えてPH9.0に調節し、
減圧下で濃縮、乾固した。これにアセトン500ml
を投入し、よく撹拌した後、不溶性物質を濾別
し、60℃にて100mlに濃縮した。この液に塩酸ガ
スを加えてPHを3.0に下げ、一昼夜8℃に放置し、
結晶を析出せしめた。同様の方法で再結を行い、
0.7gの再結々晶を得た。 この結晶を元素分析値は、C:44.82、H:
6.86、N:8.77、S:19.89(%)であり、又融点
は134〜134.5℃でオーセンテイクなDTCと完全
に一致し、DTCであることが確認された。 同様の方法で、アセトンの代りに第4表に示す
カルボニル化合物(5%)を用いて酵素反応を行
い、反応液中に生成されたL−システインとカル
ボニル化合物の縮合物を同定し、生成量を測定し
た。その結果を第3表に示す。
【表】 各反応生成物(縮合物)の同定は、各反応液に
ついてシリカゲル薄層クロマトグラフイーを行い
(n−プロパノール:1% NH4OH=2:1)、
210nmのデントシメーターを用いて行つた。 実施例 3 実施例1の方法で得られた湿菌体5.0を凍結乾
燥したもの、あるいは湿菌体5.0を0.1M、PH7.0の
リン酸緩衝液50mlに懸濁し、これに超音波処理
(トミー精工社製 LIR−200P型、20KC、5分
間)したもの、更には湿菌体5.0gを脱イオン水
20mlに懸濁し、これにアクリルアミド3.8gとメ
チレンビスアクリルアミド225mgを加え、N2ガス
を流して酸素を除去し、過硫酸アンモニウム17.5
mg及びN′,N′−ジメチルアミノプロピオニトリ
ル40μgを加えて固定化した固定化物を夫々調製
した。これらの標品を第2表に示す組成の基質溶
液(5%のアセトン又はベンズアルデヒド)100
mlに加え30℃に16時間保持して酵素反応を行つ
た。反応終了後、各反応液より不溶性物質を除去
し、実施例と同様の方法でDTCを定量した。そ
の結果を第5表に示す。
【表】 実施例 4 第6表に示す微生物を第1表に示す培地で実施
例1の方法に従つて培養した。夫々の培養液を遠
心分離した。 遠心分離して得た湿菌体を5.0g宛取り、これ
をDL−AT2.0g/dl、KH2PO41.0g/dl、及び
5.0%のアセトン又は5.0g/dlのグルクロン酸ナ
トリウムを含むPHの基質溶液100mlに懸濁し、30
℃に24時間保持して反応を行つた。反応終了後、
反応液中に生成したDTC、及びL−システイ
ン・グルクロン酸(CGA)を定量した。その結
果を第6表に示す。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 2−アミノ−チアゾリン−4−カルボン酸か
    らアセトンを除くカルボニル化合物の存在下でチ
    アゾリン−4−カルボン酸誘導体を生成する能力
    を有するサルシナ属、アルカリゲネス属、バチル
    ス属、ブレビバクテリウム属、エンテロバクター
    属、エルビニア属、シユードモナス属、エツシエ
    リヒア属、ミクロコツカス属、セラチア属、フラ
    ボバクテリウム属、シユードモナス属に属する微
    生物を、アセトンを除くカルボニル化合物の存在
    下で2−アミノチアゾリン−4−カルボン酸に作
    用させ、チアゾリジン−4−カルボン酸誘導体を
    生成せしめることを特徴とするチアゾリジン−4
    −カルボン酸誘導体の製造法。 2 カルボニル化合物がケトン、アルデヒド、グ
    リオキサール、糖類、ケト酸、ウロン酸又はアス
    コルビン酸であり、チアゾリン−4−カルボン酸
    誘導体がL−システインとケトン、アルデヒド、
    グリオキサール、糖類、ケト酸、ウロン酸又はア
    スコルビン酸の縮合物である特許請求の範囲第1
    項記載のチアゾリジン−4−カルボン酸誘導体の
    製造法。
JP57209156A 1982-08-09 1982-11-29 チアゾリジン−4−カルボン酸誘導体の製造法 Granted JPS5998696A (ja)

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JP57209156A JPS5998696A (ja) 1982-11-29 1982-11-29 チアゾリジン−4−カルボン酸誘導体の製造法
DE8383107857T DE3376341D1 (en) 1982-08-09 1983-08-09 Method for producing 2-substituted-thiazolidine-4-carboxylic acids
EP19830107857 EP0101052B1 (en) 1982-08-09 1983-08-09 Method for producing 2-substituted-thiazolidine-4-carboxylic acids

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JPS5998696A (ja) 1984-06-07

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