JPS6031480B2 - グルタチオンの製造法 - Google Patents

グルタチオンの製造法

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JPS6031480B2
JPS6031480B2 JP4435078A JP4435078A JPS6031480B2 JP S6031480 B2 JPS6031480 B2 JP S6031480B2 JP 4435078 A JP4435078 A JP 4435078A JP 4435078 A JP4435078 A JP 4435078A JP S6031480 B2 JPS6031480 B2 JP S6031480B2
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JP4435078A
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一郎 千畑
錠治 加藤
幸作 村田
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Tanabe Pharma Corp
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Tanabe Seiyaku Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグルタチオンの製造法に関し、更に詳しくは、
アデノシン−5′−三リン酸(以下、ATPと称す)と
解糖系酵素を含む酵母グルタチオン合成酵素含有体と共
に固定化したものを用い、かつ解糖系諸酵素による反応
とグルタチオン合成酵素による反応を共没させることに
よってグルタチオンを効率よく製造する方法に関する。
グルタチオンは肝疾患治療剤、解毒剤などとして有用な
物質である。従来、グルタチオンの製造法としては、グ
ルタチオン含有体からの抽出法、グルタチオン生産能を
有する微生物を用いる醗蓮皮法、有機合成法、グルタチ
オン合成酵素を利用する酵素法などが知られている。そ
のうち、酵素法によるグルタチオンの製造法としては、
腰透過性のよい乾燥酵母を用いる方法(特公昭47−2
6314号)やグルタチオン合成酵素による反応とカル
バミルフオスフオキナーゼによる反応とを共没させてA
TPの添加量を節減する方法(特関昭51一14478
y号)などがある。
しかしながら、前者の方法は、【1}乾燥酵母の調製が
煩雑である、{2}生成グルタチオンが菌体内に残留す
るため、反応後菌体より、グルタチオンを抽出する必要
がある、剛力ラム法により連続的にグルタチオンを製造
することができない、などの難点があった。一方、後者
の方法は比較的優れた方法であるが、反応系に高価なA
TPを添加する必要があるという難点があった。本発明
者らは、酵素法によるグルタチオンの製造法について種
々研究を重ねた結果、ATP及び解糖系諸酵素を含有す
る酵母をグルタチオン合成酵素含有体と共に高分子重合
体のゲル格子内に封入せしめた固定化物を、グルコース
もしくはその中間代謝産物の存在下、Lーグルタミン酸
、L−システィン及びグリシンに作用させれば、ATP
を添加しなくても効率よくグルタチオンを製造しうろこ
とを見し、出し、本発明を完成するに至つた。
本発明方法は、下記図から明らかな如く、ATP及び解
糖系諸酵素を含有する酵母とグルタチオン合成酵素含有
体とを同一ゲル内に固定化したものを用いると共に、グ
ルタチオン生成反応に必要なATPを酵母菌体内に含有
されているATP*で代用し、かつグルタチオン生成反
応の進行に伴ってATPから変換されるADPを酵母菌
体内の簾糖系諸酵素の作用(グルコース資化反応)によ
ってATPに再生させることによってATPレベルを、
維持し、グルタチオン生成反応を効率よく進行せしめる
ものである。
尚、上図において点線で囲まれた部分は、ATP及び解
糖系諸酵素を含有した酵母とグルタチオン合成酵素含有
体とを高分子重合体のゲル格子内に封入せしめた固定化
物を模式的に示したものである。
本発明に使用されるサッカロマィセス属に属しグルコー
スを質化する能力を有する酵母(すなわち、サッカロマ
ィセス属に属しATP及び解糖系諸酵素を含有する酵母
)、すなわちグルコースをC02とエタノールに変換せ
しめる能力を有する酵母であればいずれも使用でき、例
えばサッカロマィセス・セレビジェIF02044が好
適に挙げられる。
尚、解糖系諸酵素としてはグルコキナーゼ、グルコース
リン酸アィソメラーゼ、フラクトースリン酸キナーゼ、
フルクトース二リン酸アルドラーゼ、グリセリン酸アル
デヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、グリセリン酸リ
ン酸キナーゼ、グリセリン酸リン酸ムターゼ、ピルビン
酸リン酸ヒドラターゼ、ピルビン酸キナーゼなどがあり
、これらのうちグリセリン酸リン酸キナ−ゼ、ピルビン
酸キナーゼなどがADPをATPに変換させる反応に関
与している。一方、本発明に使用されるグルタチオン合
成酵素含有体としては、該酵素を生産する微生物、該微
生物からの無細胞抽出液、該抽出物から精製された酵素
などが挙げられ、とりわけ該酵素を含有する酵母(例え
ば、サッカロマイセス・セレピジェ『02044)や大
腸菌(例えば、ェシェリシア・コIJATCC2322
6)などが好適に挙げられる尚、ここにグルタチオン合
成酵素とは、グルタチオン合成酵素1(y−Lーグルタ
ミル−L−システィンシンセターゼー、E・C・6・3
・2・2)及びグルタチオン合成酵素U(y−L−グル
タミル−L−システイニルーグリシンシンセターゼ、E
・C・6・3・2・3)の2種類を意味する。
また、前記のATP及び解糠系諸酵素を含有する酵母が
上記のグルタチオン合成酵素を含有している場合は、該
酵母をグルタチオン合成酵素含有体としても利用するこ
とができる。ATP及び鮫糖系諸酵素を含有する酵母と
グルタチオン合成酵素含有体とを高分子重合体のゲル格
子内に封入せしめた固定化物は、固定化微生物や固定化
酵素の調製に採用されているポリアクリルアミドゲル包
括法、カラギーナンゲル包括法寒天ゲル包括法、ポリビ
ニールアルコールゲル包括法などによって容易に調製す
ることができる。
例えば、ポリアクリルアミドゲル包括法を採用する場合
は、上記二成分の水けん濁液にアクリルアミドモノマー
、架橋剤(例えば、N・N′ーメチレンビスアクリルァ
ミド)、重合促進剤(例えば、6−(ジメチルアミノ)
プロピルニトリル)、重合開始剤(例えば、過硫酸カリ
ウム)を加えてゲル化させることにより目的の固定化物
を調製することができる。また、カラギーナンゲル包括
法を採用する場合は、上記二成分をカラギーナン水溶液
にけん濁させ、このけん濁液をゲル化剤(例えば塩化カ
リウム)と接触させてゲル化させることにより目的の固
定化物を調製することができる。上記の如くして調製し
た固定化物を、グルコース、グルコース−6−リン酸、
フラクトースー6ーリン酸またはフラクトース−1・6
−二リン酸の存在下、L−グルタミン酸、L−システィ
ン及びグリシンに作用させることによりグルタチオンを
生成させることができる。上記反応は適当な緩衝液(例
えば、0.02〜o.loM程度のリン酸緩衝液)中、
マグネシウムイオンを1〜50mM、とりわけ5〜20
mM程度存在させPH5〜8、とりわけ6〜7、温度2
0〜4000、とりわけ30〜360Cにて行うのが好
ましい。
また、固定化物を繰り返し使用する場合或いは長期間連
続使用する場合には、反応系にニコチンアミド・アデニ
ン・ジヌクレオチドを添加しておくのが好ましい。本反
応系に存在せしめるグルコ−ス、グルコース−6−リン
酸、フラクトースー6ーリン酸またはフラクトースー1
・6−二リン酸の濃度は0.1〜IM、とりわけ0.3
〜0.8M程度が好ましい。
また、基質である三種のアミノ酸濃度は高い程グルタチ
オン生成量も増大するが、一般に5〜50mM、とりわ
け20〜30mM程度が好ましい。上記反応は、バッチ
法のみならず、カラム法にて行うこともできる。とくに
カラム法にて行う場合は、連続的にグルタチオンを製造
することができる。以下、実施例を挙げて本発明を説明
する。
実施例 1 {1} 固定化物の調製 グルコース0.5%、酵母エキス1%、ベプトン1%、
肉エキス0.5%、食塩0.5%よりなる培地(pH7
.0)にサッカロマイセス・セレビジェび02044を
一白金耳楯菌し、30℃で1曲時間振とう培養する。
培養後、集菌し、生理食塩水にて1回洗浄する。かくし
て得られた湿菌20夕を30%塩化カリウム水溶液中に
けん濁する。このけん濁液にアクリルアミドモノマー5
夕及びN・N′ーメチレンービスーアクリルアミド0.
25夕を水15肌に溶かした溶液を加える。これに5%
G一(ジメチルアミン)プロピオニトリル6叫を加え、
更に過硫酸カリウム0.4夕を水6机上に溶かした溶液
を加えてゲル化させる。かくしてゲル50夕(湿重量)
を得る。‘2’上記【1)で得られたゲル5夕(湿重量
)に、Lーグルタミン酸、Lーシスティン及びグリシン
各lowM、塩化マグネシウム10mM、リン酸緩衝液
(pH7.5)10mM、及び下記第1表に示す濃度の
グルコースよりなる基質溶液を加えて全量20の上とす
る。
これを30q0で振とう下に5時間反応させる。かくし
て生成したグルタチオン量は下記第1表の通りである。
第 1表 実施例 2 実施例1の【1}と同様にして調製したゲル5夕(湿重
量)に、下記第2表に示す濃度の三種アミノ酸(L−グ
ルタミン酸、L−システィン及びグリシン)、塩化マグ
ネシウム10mM、リン酸緩衝液(pH7.5)100
のM、及びグルコース0.8Mよりなる基質溶液を加え
て全量20肌とする。
これを30℃で振とう下に5時間反応させる。かくして
生成したグルタチオン量は下記第2表の通りである。第
2 表実施例 3 実施例1の{1)と同様にして調製したゲル5夕(湿重
量)に、L−グルタミン酸、L−システィン及びグリシ
ン各10mM、塩化マグネシウム10のM、リン酸緩衝
液(pH7.5)100mM、グルコース0.9M、及
びニコチンアミド・アデニン・ジヌクレオチド5×10
‐6Mよりなる基質溶液を加えて全量20叫とする。
これを30ooで振とう下に5時間反応させる。反応後
、ゲルをロ取し、洗浄後、再び上記と同様に反応させる
。この操作を繰り返した時のグルタチオン生成量は下記
第3表の通りである。第 3 表 実施例 4 実施例1の【1)と同様にして調製したゲル7夕(湿重
量)をカラム(1.2cm×14弧)に充填する。
このカラムに、L−グルタミン酸、Lーシステイン及び
グリシン各20mM、塩化マグネシウム10mM、リン
酸緩衝液(pH7.1)0.1M、グルコース0.9M
、及びニコチンアミド・アデニン・ジヌクレオチド10
‐6Mよりなる基質溶液を空間速度(S.V.)約0.
25で導通し、30q Cにて連続的に反応させる。流
出液中のグルタチオン量は下記第4表の通りである。第
4 表 実施例 5 実施例1の{1}と同様にして調製したゲル52(湿重
量)に、L−グルタミン酸、Lーシスティン及びグリシ
ン各lowM、塩化マグネシウム10のM、リン酸緩衝
液(pH7.5)100のM、及び下記第5表に示す濃
度のフラクトース−1・6ー二リン酸よりなる基質溶液
を加えて全量20の上とする。
これを30qoで振とう下に5時間反応させる。かくし
て生成したグルタチオン量は下記第5表の通りである。
第 5 表 実施例 6 {1} 実施例1の【1}と同様にして得られるサッカ
ロマイセス・セルビジェIF02044の湿菌20夕を
30℃で2嶺時間風乾する。
かくして風乾菌体約5〜6夕を得る。この風乾菌体2夕
を水10の‘にけん濁する。これにカラギーナン1夕を
水40の‘に溶かした溶液を加えて混合する。この混合
液を1%塩化カリウム水溶液中に滴下して直径約5側の
球状ゲル50夕(湿重量)を得る。■ 上記川で得られ
たゲル10夕(緑重量)に、L−グルタミン酸、L−シ
スティン酸及びグリシン各10mM、塩化マグネシウム
10mM、リン酸緩衝液(pH7.5)100mM、グ
ルコース0.8M、及び塩化カリウム1%よりなる基質
溶液を加えて全量20の上とする。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 L−グルタミン酸、L−システイン及びグリシンに
    グルタチオン合成酵素含有体を作用させて酵素的にグル
    タチオンを製造するに際し、サツカロマイセス属に属し
    グルコースを資化する能力を有する酵母を前記グルタチ
    オン合成酵素含有体と共に高分子重合体のゲル格子内に
    封入せしめた固定化物を、グルコース、グルコース−6
    −リン酸、フラクトース−6−リン酸またはフラクトー
    ス−1・6−二リン酸の存在下、L−グルタミン酸、L
    −システイン及びグリシンに作用させることを特徴とす
    るグルタチオンの製造法。 2 グルタチオン生成反応をカラム法で行なう特許請求
    の範囲第1項記載の製造法。 3 高分子重合体がポリアクリルアミドゲルまたはカラ
    ギーナンゲルである特許請求の範囲第1項又は第2項記
    載の製造法。
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