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JP2000295999A - 1α,24−ジヒドロキシビタミンD3の生物学的製造方法 - Google Patents

1α,24−ジヒドロキシビタミンD3の生物学的製造方法

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Publication number
JP2000295999A
JP2000295999A JP10662399A JP10662399A JP2000295999A JP 2000295999 A JP2000295999 A JP 2000295999A JP 10662399 A JP10662399 A JP 10662399A JP 10662399 A JP10662399 A JP 10662399A JP 2000295999 A JP2000295999 A JP 2000295999A
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JP
Japan
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dihydroxyvitamin
hydroxyvitamin
vitamin
cyclodextrins
solution containing
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Pending
Application number
JP10662399A
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English (en)
Inventor
Koji Takeda
耕治 武田
Kaichiro Kominato
嘉一郎 小湊
Masateru Kumazawa
雅輝 熊澤
Masato Shimizu
正人 清水
Sachiko Yamada
幸子 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercian Corp
Original Assignee
Mercian Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 1α−ヒドロキシビタミンD3の24位に水
酸基を導入する1α,24−ジヒドロキシビタミンD3
の生物学的製造方法の提供。 【構成】 ビタミンD類を水酸化する微生物菌体または
その産生する酵素を含有する溶液中に、1α−ヒドロキ
シビタミンD3とシクロデキストリン類とを共存させ、
24位の水素原子を水酸基に変換することを特徴とする
1α,24−ジヒドロキシビタミンD3の生物学的製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は1α−ヒドロキシビ
タミンD3の24位に水酸基を導入して1α,24−ジ
ヒドロキシビタミンD3を得る生物学的な製造方法に関
する。
【0002】
【発明の背景】ビタミンD誘導体は体内でのカルシウム
の吸収、骨のカルシウム代謝促進または表皮ケラチン細
胞の分化等に関係する重要なビタミンであり、その活性
は肝臓で25位、腎臓で1α位に水酸化を受けて発揮さ
れることが知られている[エイチ・エフ・デルーカおよ
びエイチ・ケー・ジョーンズ:アニュアル・レビュー・
オブ・バイオケミストリー(Ann. Rev. Biochem.),第
52巻,411頁(1983年)]。ところが、肝機能障害を
持つ患者では、25−ヒドロキシビタミンD3の生体内
における生成量が不足していることが知られている。従
って、この様な患者に対する25−ヒドロキシビタミン
3の投与は、生体内での不足分を補うという観点から
有効である。特に腎不全(腎不全性くる病等)や骨粗鬆
症患者等には1α,25−ジヒドロキシビタミンD3
著効を表わす。
【0003】近年、1αおよび24位をヒドロキシル化
した合成ビタミンD誘導体(1α,24−ジヒドロキシ
ビタミンD3)が1α,25−ジヒドロキシビタミンD3
の特異的レセプターに結合し、1α,25−ジヒドロキ
シビタミンD3と同様な活性を示すことが報告されてい
る[ジャーナル・オブ・デルマトロジー(The Journalof
Dermatology),第17巻,135頁(1990年)]。従っ
て、1αおよび24位をヒドロキシル化したジヒドロキ
シビタミンD3を安価でしかも大量に製造する方法の提
供は、1α,25−ジヒドロキシビタミンD3の生産と
同様、医療上および工業上極めて有益である。
【0004】1α,25−ジヒドロキシビタミンD3
25−ヒドロキシビタミンD3を原料として微生物を用
いて酵素化学的に変換生成されることが知られている
が、その変換効率は十分ではなかった(特開平2-469号
および特開平2-231089号)。本発明者らは微生物を用い
るビタミンD誘導体からの25−ヒドロキシビタミンD
誘導体、あるいは1α,25−ジヒドロキシビタミンD
誘導体への変換において、シクロデキストリン類を反応
液中に共存させることによりその変換効率を増大する方
法を先に提案した(特開平4-166090号)。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは先に提案し
た生物学的方法(特開平4-166090号)による1α−ビタ
ミンD3の25位を水酸化したビタミン類の製造方法に
ついて検討した結果、25位だけでなく、24位に水酸
基が導入された1α,24−ジヒドロキシビタミンD3
が生成することを確認し、本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明はビタミンD類を水酸化
する微生物菌体またはその産生する酵素を含有する溶液
中に、1α−ヒドロキシビタミンD3、シクロデキスト
リン類及び/または界面活性剤とを共存させ、その1α
−ヒドロキシビタミンD3の24位の水素原子を水酸基
に変換することを特徴とする1α,24−ジヒドロキシ
ビタミンD3の生物学的製造方法を提供する。
【0007】本発明に用いられるビタミンD類の水酸化
能を有する微生物とは、ノカルディア属、ストレプトマ
イセス属、スフィンゴモナス属またはアミコラータ属に
属するものである。ノカルディア属に属するものとして
は、例えばノカルディア・オウトトロフィカ(Nocardia
autotrophica)N-102(生命研条寄第1573号(FERM BP-1
573))などが挙げられる。ストレプトマイセス属に属す
るものとしては、例えばストレプトマイセス・ロゼオス
ポラス(Streptomyces roseosporus)A-5797(生命研条
寄第1574号(FERMBP-1574))、ストレプトマイセス・ス
クレロチアラス(Streptomyces sclerotialus)T-JSI
(生命研条寄第1370号(FERM BP-1370))などが挙げられ
る。スフィンゴモナス属に属するものとしては、例えば
スフィンゴモナス・マリー(Sphingomonas mali)IFO15
500、スフィンゴモナス・パウチモビリス(Sphingomona
s paucimobilis)IFO13935、スフィンゴモナス・パラパ
ウチモビリス(Sphingomonas parapaucimobilis)IFO15
100、スフィンゴモナス・ヤノイクヤエ(Sphingomonas
yanoikuyae)IFO15102、スフィンゴモナス・アドハエシ
バ(Sphingomonas adhaesiva)IFO15099、スフィンゴモ
ナス・カプスラータ(Sphingomonas capsulata)IFO125
33、スフィンゴモナス・サンギス(Sphingomonas sangu
is)IFO13937、スフィンゴモナス・マクロゴルタビダス
Sphingomonas macrogoltabidus)IFO15033、スフィン
ゴモナス・テラーエ(Sphingomonas terrae)IFO15098
などが挙げられる。
【0008】アミコラータ属に属するものとしては、例
えばアミコラータ・サツルネア(Amycolata saturnea
A-7983(生命研条寄第2307号(FERM BP-2307))、アミコ
ラータ・サツルネア(Amycolata saturnea)A-1246(生
命研条寄第5544号(FERM BP-5544))のほか、アミコラー
タ・サツルネア(Amycolata saturnea)IFO14499、アミ
コラータ・オウトトロフィカ(Amycolata autotrophic
a)ATCC19727、アミコラータ・オウトトロフィカ(Amyc
olata autotrophica)ATCC13181、アミコラータ・オウ
トトロフィカ(Amycolata autotrophica)ATCC33794、
アミコラータ・オウトトロフィカ(Amycolata autotrop
hica)ATCC33795、アミコラータ・オウトトロフィカ(A
mycolata autotrophica)ATCC33796、アミコラータ・オ
ウトトロフィカ(Amycolata autotrophica)ATCC3379
7、アミコラータ・オウトトロフィカ(Amycolata autot
rophica)JCM4010、アミコラータ・ヒドロカルボンオキ
シダンス(Amycolata hydrocarbonoxidans)IFO14498な
どが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種
以上を混合して用いてもよい。
【0009】本発明では、シクロデキストリン類を添加
しなくても水酸化反応は進行するが、好ましくはシクロ
デキストリン類を添加することが有効な手段である。本
発明で用いられるシクロデキストリン類には、α−シク
ロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロ
デキストリン、β−ジメチルシクロデキストリン、β−
トリメチルシクロデキストリン、部分メチル化シクロデ
キストリン(以下、PMCDと略記することがあ
る。)、分枝シクロデキストリンなどがある。これらの
シクロデキストリン類は単独で用いてもよいし、あるい
は2種以上を混合したものを用いてもよい。
【0010】本発明では、シクロデキストリン類と同時
に界面活性剤を共存させることが有効な手段である。界
面活性剤としては、非イオン性界面活性剤としてポリオ
キシエチレン・ソルビタン脂肪酸エステル[例えばTwee
n 80(シグマ社製)]、ソルビタン脂肪酸エステル
[例えばSpan 85(シグマ社製)]、ポリオキシエチ
レンエーテル[例えばBrij96(シグマ社製)]やTrit
on X−100(シグマ社製)、ノニルフェノール{例
えばノニポール45[三洋化成工業(株)]製}、酸化
エチレン−酸化プロピレンのブロック共重合物{例えば
Pluronic L−61[旭電化工業(株)]製}、および
陰イオン性界面活性剤としてダイレックス[日本油脂
(株)製]、トラックス[日本油脂(株)製]などを用
いることができる。
【0011】本発明の方法では微生物の菌体または酵素
を含有する溶液中でシクロデキストリン類またはシクロ
デキストリン類と界面活性剤を共存させることによりそ
の反応速度、反応効率を上げることができる。微生物を
培養する培地は主として液体培地を用い、炭素源として
グルコース、マルトース、シュークロース、デキストリ
ン、澱粉、アラビノース、キシロース、グリセリド、植
物油脂、動物油脂を単独もしくは混合して用いる。窒素
源としては大豆粉、綿実粕、グルテンミール、カゼイ
ン、ペプトン、カザミノ酸、酵母エキス、肉エキス、コ
ーンスチープリカー等を単独または混合して用いる。そ
の他生育に必要な、あるいは24位水酸化酵素の生産を
促進する有機物及び無機物を必要に応じて添加すること
ができる。
【0012】培養方法は振盪培養、通気撹拌培養などの
好気培養が適している。培養温度は20〜33℃、好ま
しくは25〜30℃で行ない、培養12〜96時間後、
好ましくは24〜48時間後に基質となる1α−ヒドロ
キシビタミンD 3とシクロデキストリン類、および所望
により界面活性剤を添加する。1α−ヒドロキシビタミ
ンD3の添加量は培地中10〜1000μg/ml、好まし
くは50〜500μg/mlが好適であり、シクロデキ
ストリン類の添加量は0.1〜15重量%、好ましくは0.1
〜2重量%が好適である。培養のpHは5〜9、好まし
くは6〜8が好適である。界面活性剤の添加量は、培地
中0.01〜5重量%、好ましくは0.05〜0.5重量%が好適
である。
【0013】本発明の製造方法では、培養液中あるいは
培養菌体あるいは酵素を含有する溶液中で振盪あるいは
通気撹拌することが適しており、基質である1α−ヒド
ロキシビタミンD3、シクロデキストリン類、および所
望により界面活性剤を添加後1〜130時間好気的に撹
拌を行う。好気的条件を得るために培養器内の圧力を上
げたり酸素気流下で反応を行うことも有効である。シク
ロデキストリン類および界面活性剤の添加方法は、基質
である1α−ヒドロキシビタミンD3と予め混合してお
く方法、1α−ヒドロキシビタミンD3を先に添加し、
つづいてシクロデキストリン類と界面活性剤を添加する
方法、シクロデキストリン類と界面活性剤を先に添加し
ておき、後から1α−ヒドロキシビタミンD3を添加す
る方法のいずれでも可能である。
【0014】これらの反応により製造された1α,24
−ジヒドロキシビタミンD3を単離するには有機溶剤に
よる抽出、カラムクロマトグラフィー等の方法が採られ
る。例えば反応終了後、反応液を塩化メチレンにより抽
出し濃縮、乾固する。これを2−プロパノール、n−ヘ
キサン等の適当な溶媒に溶解し、ろ過、遠心分離などに
より不溶物を除いた後シリカゲルカラム、例えばゾルバ
ックスSIL(米国デュポン社製)、シムパックODS
(島津製作所製)、ハイバーRT250−10リクロソ
ルブSi60(シカ・メルク社製)等を用いた高速液体
クロマトグラフィー(HPLC)により1α,24−ジ
ヒドロキシビタミンD3の単離を行なうことができる。
【0015】
【発明の効果】本発明の方法により微生物菌体またはそ
の生産する酵素を用いて、ビタミンD誘導体の活性型で
ある1α,25−ジヒドロキシビタミンD3と同様の活
性を有する1α,24−ジヒドロキシビタミンD3を効
率よく製造することができる。
【0016】
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する
が、これによって本発明が限定されるものではない。な
お、下記の例中の%は特にことわらないかぎり重量基準
による。実施例中、各試料の機器分析には以下の方法を
用いた。微生物変換後の試料は日本分光製MD−910
型マルチ検出器を装備したHPLCシステムを用いて分
離、精製し、以下の分析を行なった。1H−NMRおよ
19F−NMRはブルカー製ARX−400型により測
定した。1H−NMRの場合はテトラメチルシラン(tet
rametylsilane;TMS)を内部標準として、また19
−NMRの場合はトリフルオロトルエン(trifluorotol
uene)を外部標準(δ=−63ppm)として、化学シ
フトをδ値で示した。NMRの記載は次の略号によっ
た。s=singlet、d=doublet、t=triplet、m=mul
tiplet、br=broad signal。MSスペクトルは日本電
子製JMS−AX505HA型を用い電子衝撃法(E
I)により測定した。UVスペクトルは日立製U−3200
型により測定した。
【0017】実施例1 バクトソイトン(ディフコ社製)1.5%、コーンスチー
プリカー 0.5%、グルコース 1.5%、NaCl 0.5%、
CaCO3 0.2%(pH7.2)からなる培地(BG培地)
100mlを500ml容三角フラスコに入れ121
℃、20分間加熱滅菌した。これに、アミコラータ・オ
ウトトロフィカ ATCC33796(Amycolata autot
rophica ATCC33796)を一白金耳接種し28℃、220
rpmで48時間培養した。
【0018】BG培地に部分メチル化β−シクロデキス
トリン(メルシャン社製)を1%(または部分メチル化
β−シクロデキストリン 0.05%とγ−シクロデキスト
リン0.5%)添加した培地50mlを250ml容三角
フラスコに入れ、121℃、20分間加熱殺菌を行なっ
た。これに、先に培養した培養液1mlを無菌的に移
し、28℃、220rpmで48時間培養した。この培
養液に0.5mlのエタノールに溶解した1α−ヒドロキ
シビタミンD310mgを添加し、さらに24〜120
時間培養を行なった。
【0019】培養終了後、培養液と等量のメタノールを
添加混合し、3000rpm、10分間の遠心分離(島津製
作所製、CST060LF型)を行ない、上清を回収し
た。回収した上清をダイアイオンHP20SS(三菱化
成社製)を充填したカラム(内径1cm×長さ15c
m)に流速0.5ml/minで通液し、50−100%
メタノール濃度勾配溶出でピーク画分を得た。このピー
ク画分を濃縮乾固し、2−プロパノール:n−ヘキサン
(1:9)の混合溶媒3mlに溶解し、−20℃で2時
間放置し、生じた不溶成分を遠心分離によって除去し
た。この上清液を減圧濃縮しHPLCを行ない、ピーク
画分を集めた。これを40℃以下で窒素ガス置換しなが
ら減圧濃縮乾固した。これを以下の条件でセミ分取用H
PLCにて精製し、1α,24−ジヒドロキシビタミン
3を808μg得た。
【0020】HPLC条件: カラム:Hibar RT 250-10LiChrosorb Si60(7μm)、 溶出液:15%イソプロパノール/ヘキサン、 流速 :7ml/min、 温度 :室温、 検出光:265nm。
【0021】スペクトルデータ:1α,24−ジヒドロ
キシビタミンD3 1 H―NMR(CDCl3):δ 0.55(3H,s,18-H), 0.91 and
0.92(each 3H,d,J=6.8 Hz,26,27-H), 0.94(3H,d,J=6.3
Hz,21-H), 2.32(1H,dd,J=13.2,6.6 Hz,4-H),2.60(1H,d
d,J=13.2,3.3 Hz,4-H), 2.82(1H,m,9-H), 3.32(1H,m,24
-H), 4.22(H,m,3-H), 4.43(1H,m,1-H), 5.01 and 5.33
(each 1H,s,19-H), 6.01(1H,d,J=11.2 Hz,7-H), 6.38(1
H,d,J=11.2 Hz,6-H); MS m/z(%):416(M+,38), 398(58), 380(4
8), 365(5)287(9),251(16), 152(50), 134(10
0); UV λmax(EtOH):264nm。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊澤 雅輝 静岡県磐田市中泉1797メルシャンアパート 224 (72)発明者 清水 正人 東京都品川区大井1−34−4 (72)発明者 山田 幸子 東京都八王子市初沢町1227−4 Fターム(参考) 4B064 AH07 BA05 BH04 BH06 BH07 CA04 CB12 CC03 CD06 DA01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビタミンD類を水酸化する微生物菌体ま
    たはその産生する酵素を含有する溶液中に、1α−ヒド
    ロキシビタミンD3を共存させ、その1α−ヒドロキシ
    ビタミンD3の24位の水素原子を水酸基に変換するこ
    とを特徴とする1α,24−ジヒドロキシビタミンD3
    の生物学的製造方法。
  2. 【請求項2】 ビタミンD類を水酸化する微生物菌体が
    ノカルディア属、ストレプトマイセス属、アミコラータ
    属に属する微生物の菌体である請求項1に記載の1α,
    24−ジヒドロキシビタミンD3の生物学的製造方法。
  3. 【請求項3】 ビタミンD類を水酸化する微生物菌体ま
    たはその産生する酵素を含有する溶液中に、1α−ヒド
    ロキシビタミンD3とシクロデキストリン類とを共存さ
    せ、その1α−ヒドロキシビタミンD3の24位の水素
    原子を水酸基に変換することを特徴とする1α,24−
    ジヒドロキシビタミンD3の生物学的製造方法。
  4. 【請求項4】 ビタミンD類を水酸化する微生物菌体ま
    たはその産生する酵素を含有する溶液中に、1α−ヒド
    ロキシビタミンD3、シクロデキストリン類及び界面活
    性剤とを共存させ、その1α−ヒドロキシビタミンD3
    の24位の水素原子を水酸基に変換することを特徴とす
    る1α,24−ジヒドロキシビタミンD3の生物学的製
    造方法。
JP10662399A 1999-04-14 1999-04-14 1α,24−ジヒドロキシビタミンD3の生物学的製造方法 Pending JP2000295999A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012512648A (ja) * 2008-12-19 2012-06-07 イルドン ファーマ カンパニー リミテッド カルシトリオール又はカルシフェジオールの生産促進用バッファ組成物及びこれを利用したカルシトリオール又はカルシフェジオール製産方法
CN102660618A (zh) * 2012-04-17 2012-09-12 四川汪氏动物保健有限责任公司 一种微生物转化制造25-羟基维生素d的方法

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