JPH0527389B2 - - Google Patents

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JPH0527389B2
JPH0527389B2 JP60084545A JP8454585A JPH0527389B2 JP H0527389 B2 JPH0527389 B2 JP H0527389B2 JP 60084545 A JP60084545 A JP 60084545A JP 8454585 A JP8454585 A JP 8454585A JP H0527389 B2 JPH0527389 B2 JP H0527389B2
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Takeshi Nakamura
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • 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
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/12Methionine; Cysteine; Cystine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、トリプトフアン・シンターゼを用い
てL−システインおよびまたはL−シスチンを製
造する方法に関する。 L−システインおよびL−シスチンは輸液の成
分などを医薬用途のほか、化粧品用、食品添加剤
などとして広く使用されている。 (従来の技術) 従来、L−システインの製法としては、(1)天然
物から抽出する方法、(2)有機合成法、(3)発酵法、
(4)酵素法などが知られており、L−シスチンの製
法としては、天然物から抽出する方法またはL−
システインを酸化する方法が知られている。これ
らのうちで、天然物から抽出する方法は原料の供
給が不安定であり、且つ不要な他のアミノ酸が混
入する、有機合成法は工程が複雑なうえにD、L
分割を必要とする、更に発酵法は蓄積量が低い、
などの欠点があり工業的に有利な製法とは言い難
い。酵素を用いてL−システインを合成する方法
としては、(1)システイン・シンターゼを用いてL
−セリンと硫化水素から合成する方法、(2)セリ
ン・スルフヒドラーを用いてL−セリンと硫化水
素、またはβ−クロロアラニンと硫化水素から合
成する方法、(3)システイン・デスルフヒドラーゼ
を用いてβ−置換アラニンと金属硫化物などから
合成する方法、(4)2−アミノ−チアゾリン−4−
カルボン酸から合成する方法などが知られている
が、工業的製法としては必ずしも有利な方法とは
思われない。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは、安価なL−システインおよび/
またはL−シスチンの新しい製造法に関して鋭意
研究を重ねた結果、トリプトフアン・シンターゼ
が触媒する新たな反応を知り、その知見に基づい
て本発明を完成した。 (問題点を解決するための手段) 本発明に用いられるトリプトフアン・シンター
ゼを生産する菌株としては、例えばエシエリヒ
ア・コリMT−10242(FERM BP−20)、ノイロ
スポラ・クラツサATCC14692などがある。エシ
エリヒア・コリの培養菌体からのトリプトフア
ン・シンターゼの抽出法については、
TheJournal of Biologfcal Chemistry、
Vol.249、No.24、7756〜7763頁(1974年)、ノイロ
スポラ・クラツサの培養菌体からの抽出法につい
ては、同Vol.250、No.8、2941〜2946頁(1975年)
に記載され知られている。しかし、本発明に使用
されるトリプトフアン・シンターゼは必ずしも抽
出された純粋なものである必要はない。すなわ
ち、トリプトフアン・シンターゼ生産菌株の培養
物、培養物から遠心分離などの方法によつて採取
した生菌体、その乾燥菌体あるいは菌体を磨砕、
自己消化、音波処理することによつて得られる菌
体処理物、更にはこれらの菌体よりの抽出物並び
に該抽出物より得られる酵素の粗製物であつても
利用可能である。勿論、これらの固定化酵素また
は固定化菌体でもよい。 トリプトフアン・シンターゼ生産菌を培養する
ための培地としては、炭素源、窒素源、無機物お
よび必要に応じて少量の微量栄養素を含むもので
あれば、合成培地または天然培地の何れも使用可
能であるが、合成培地の場合には微量のトリプト
フアン、アントラニル酸またはインドールを培地
に添加することが有効な場合もある。培地に使用
する炭素源および窒素源は使用菌の利用可能なも
のならば何れの種類を用いてもよい。すなわち、
炭素源としては、グルコース、グリセロール、フ
ラクトース、シユクロース、マルトース、マンノ
ース、澱粉、澱粉加水分解液、糖蜜などの種々の
炭水化物が使用出来る。窒素源としては、アンモ
ニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、炭
酸アンモニウム、酢酸アンモニウムなどの各種の
無機および有機アンモニウム塩類、または肉エキ
ス、酵母エキス、コーン・スチーブ・リカー、カ
ゼイン加水分解、フイツシユミールあるいはその
消化物、脱脂大豆粕あるいはその消化物などの天
然有機窒素源が使用可能である。 天然有機窒素源の多くの場合は、窒素源である
とともに炭素源にもなり得る。更に無機物として
燐酸一水素カリウム、燐酸二水素カリウム、塩化
カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、
硫酸第一鉄なども必要に応じて使用することが出
来る。 培養は振盪培養あるいは通気撹拌培養などの好
気的条件下で行う。培養温度は20〜50℃、通常は
30〜37℃の範囲である。培養中の培地のPHは中性
附近に維持することが望ましい。培養期間は通常
1〜3日間である。 トリプトフアン・シンターゼはインドールグリ
セロ燐酸とL−セリンからL−トリプトフアンを
合成するβ−置換反応のほか、α、β−脱離、ア
ミノ基転移などの反応を触媒する多機能ピリドキ
サール酵素であり、本酵素の酵素化学的性質や触
媒機構はマイルズらによつて詳細に検討され、成
書(例えばAdvance in Enzymology and
Related Areas of Molecular Biology、
Vol.49、127〜185頁(1979年)に記載されてい
る。しかし、トリプトフアン・シンターゼによる
本発明の反応は、本発明者らが初めて見出して反
応である。 本発明に使用出来るセリンはL−型のセリンで
あり、D−セリンはトリプトフアン・シンターゼ
の作用を受けないので使用出来ない。 反応液中におけるL−セリンおよび各種の硫化
物の基質濃度は特に制限がないが、通常液中濃度
として0.1〜30重量%の範囲で使用することが出
来る。更に反応に際しては、基質の他に補酵素で
あるピリドキサール燐酸を微量、例えば液中濃度
として0.1〜50ppmの範囲で添加することが望ま
しい。また反応液中におけるトリプトフアン・シ
ンターゼの量は、前記した様な酵素の分離精製あ
るいは処理方法によつて異なるが、特に制限はな
く、基質の濃度、酵素の活性、その他の条件によ
つて適時変更し得る。而してこの反応における反
応温度は通常20〜60℃の範囲であり、反応PHは通
常6〜10の範囲である。 反応はバツチ法もしくは固定化酵素の場合はカ
ラムによる連続法により、静置もしくはゆるやか
な撹拌下に行われる。反応時間は反応条件によつ
て異なるが、バツチ法の場合通常5ないし72時間
程度である。 反応液中にはL−システインが生成するが、L
−システインは空気中の酸素により酸化されてL
−シスチンに変化し易いので、反応の進行ととも
に反応液中には通常、L−システインとL−シス
チンが共存し、時間の経過ととにL−シスチンの
量が増大する。しかしながら、反応条件を制御す
ることによつてL−システインとL−シスチンの
濃度比を変えることも可能である。 反応液からL−システインまたはL−シスチン
を採取するには通常の方法によつて容易に行うこ
とが出来る。例えば、反応終了後反応液を通気し
て大部分のL−システインをL−シスチンに酸化
すれば、L−シスチンは水に難溶なので容易に単
離できる。また、このようにして得られたL−シ
スチンを電解還元すればL−システインを得るこ
とが出来る。 L−システインの定量は、ヨウ化メチルでS−
メチル−L−システインにした後、液体クロマト
グラフイーで行つた。また、この方法でL−体で
あることを確認した。 L−シスチンの定量は、ジチオスレイトールで
L−システインに還元した後、L−システインを
定量する方法により行つた。 (実施例) 以下に本発明の実施例を示す。 実施例 1 エシエリヒア・コリMT−10242(FERM BP−
20)の培養菌体から常法に従つて精製操作を行
い、比活性が9.2単位/mg(トリプトフアン・シ
ンターゼの1単位は、37℃において1μmol/min
のトリプトフアンをL−セリンとインドールから
合成する酵素量)のカ価のトリプトフアン・シン
ターゼを取得し、この酵素を用いて以下の反応を
行つた。 L−セリン50mM、各種の硫化物をそれぞれ
別々に100mM、ピリドキサール燐酸0.1mM濃度
を含み、PH8.5(CHl)に調節した反応液に、トリ
プトフアン・シンターゼの粉末を5mg/dlになる
ように添加した。反応液10mlを35℃で10時間振盪
した。生成したL−システインおよびL−シスチ
ンの濃度並びに両方の和の対セリン収率を表−1
に示した。
【表】 実施例 2 肉エキス1%、ペプトン0.5%、酵母エキス0.1
%、燐酸二水素カリウム0.2%、PH7.0の液体培地
50ml/500ml容フラスコにエシエリヒア・コリ
MT−10242(FERM BP−20)を接種し、30℃に
て20時間振盪培養した。培養終了後、遠心分離し
て菌体を集め、これをトリプトフアン・シンター
ゼの酵素源とした。 L−セリン200mM、硫化ナトリウム300mM、
ピリドキサール燐酸0.1mM濃度を含み、PH8.5
(HCl)に調節した反応液に、湿菌体を50g/
になるように添加した。反応液100mlを35℃で24
時間振盪した。反応終了後、反応液中のL−シス
チンをL−システインに還元してからL−システ
インの生成量を測定したことろ、98mMであり、
対セリン収率は49モル%であつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 トリプトフアン・シンターゼの存在下にL−
    セリンを、金属硫化物、金属水硫化物、硫化アン
    モニウム、水硫化アンモニウムまたは多硫化アン
    モニウムと反応させることを特徴とするL−シス
    テインおよび/またはL−シスチンの製造方法。
JP60084545A 1985-04-22 1985-04-22 L−含硫アミノ酸の製造方法 Granted JPS61242589A (ja)

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