WO2002036800A1

WO2002036800A1 - Process for producing nucleoside compound

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Publication number: WO2002036800A1
Application number: PCT/JP2001/009701
Authority: WO
Inventors: Tadashi Araki; Ichiro Ikeda; Katsuyuki Takahashi; Kiyoshi Ito; Tamotsu Asano; Seiya Nikumaru; Takeshi Nakamura; Hiroki Ishibashi; Kiyoteru Nagahara; Yasushi Fukuiri
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2002-05-10
Anticipated expiration: 2003-05-06
Also published as: EP1925675A1; CN1238519C; EP1925675B1; US20040219646A1; DE60141258D1; EP1338654B1; EP1338654A1; KR100468979B1; CN1476484A; DE60136209D1; EP1338654A4; KR20030059225A

Description

明細書ヌクレオシド化合物の製造方法

技術分野

本発明は、ヌクレオシドホスホリラ一ゼを用いたヌクレオシド化合物の製造方法に関する。各種のヌクレオシド及びそのアナログ化合物は、抗ウィルス医薬品、抗ガン医薬品やアンチセンス医薬品などの原料または原体として使用される。背景技術

ヌクレオシドホスホリラーゼはリン酸存在下でヌクレオシドの N—グリコシド結合を加リン酸分解する酵素の総称であり、リポヌクレオシドを例にすると次式で表される反応を触媒する。

リポヌクレオシド +リン酸（塩） —核酸塩基 +リポース 1—リン酸プリンヌクレオシドホスホリラーゼとピリミジンヌクレオシドホスホリラーゼに大別される該酵素は、広く生物界に分布し、哺乳類、鳥類、魚類などの組織、酵母、細菌に存在する。この酵素反応は可逆的であり、逆反応を利用した各種ヌクレオシド化合物の合成が以前より知られている。

例えば、 2 ' —デォキシリボース 1 _リン酸と核酸塩基（チミン、アデニンまたはグァニン）からチミジン（特開平 0 1— 1 0 4 1 9 0号公報）、 2 ' _ デォキシアデノシン（特開平 1 1一 1 3 7 2 9 0号公報）または 2 ' —デォキシグアノシン（特開平 1 1一 1 3 7 2 9 0号公報）を製造する方法が知られている。更に、 Agr i c. , Bi o l . , Chem. , Vol . 50 (1) . , ΡΡ. 121〜126， (1986)では、イノシンをリン酸存在下で、 Enterobac ter aerogenes 由来のプリンヌクレオシドホスホリラーゼを用いた反応により、リポース 1ーリン酸とヒポキサンチンに分解した後、イオン交換樹脂で単離したリポース 1一リン酸と 1 , 2， 4一トリァゾールー 3—カルボキサミドより、同じく Enterobac ter aerogenes由来のプリンヌクレオシドホスホリラ一ゼにより、抗ウィルス剤であるリバピリンを製造する技術が報告されている。

しかしながら、該酵素の逆反応を利用して、ペントースー 1—リン酸またはその塩と核酸塩基よりヌクレオシド化合物を生成させる反応は平衡反応であるため、転化率が向上しないという技術的欠点を有していた。

発明の開示

本発明が解決すべき課題は、工業的にヌクレオシド化合物を製造するに際して、高い転化率で反応を進行させ且つ簡便なる方法、および原料コストの低減化ならびに製品純度の向上に寄与する手段を提供することにある。

すなわち、本発明の目的は、ペントース— 1一リン酸と核酸塩基もしくは核酸塩基アナログとを、ヌクレオシドホスホリラーゼ活性の存在下に反応させる工程を有し、同反応におけるヌクレオシド化合物の転化率が向上している簡便且つ汎用性の高いヌクレオシド化合物の製造方法を提供することにある。本発明者等はこれら課題を解決するため鋭意検討した結果、反応液にリン酸イオンと難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンを存在させると、反応の副生成物であるリン酸イオンが難水溶性の塩として沈殿し反応系外に除外されることにより、反応の平衡がヌクレオシド化合物合成方向へ移動し、反応転化率が向上することを見出した。

更に、本発明者らは、リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンをべントース— 1ーリン酸の塩として反応液中に存在させることにより、上記のリン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンまたはその塩を添加した場合と同等の効果が得られることを見出した。

また、本発明者らはペントースー 1ーリン酸をヌクレオシドホスホリラーゼ存在下、リン酸基と核酸塩基または核酸塩基アナログとの交換反応によりヌクレオシド化合物を製造する方法において、一般的に溶解度が低く反応性の乏しい核酸塩基アナログをアル力リ金属水溶液として反応系に導入することにより、反応時の基質濃度を向上させる事が出来るため、高転化率でヌクレオシド化合物が得られることを見出した。

更に、このヌクレオシド化合物の製造に際して、アルカリ金属水溶液としてリチウムイオン或いはマグネシウムイオンを含有する金属カチオンの塩の水溶液を用いると、反応で生成するリン酸をリン酸リチウム或いはリン酸マグネシゥムとして不溶化する為に、酵素反応の平衡がヌクレオシド化合物の合成側に傾くことで、従来技術では成し得なかった高選択性、高収率でヌクレオシド化合物が得られることを見出した。

また、特に、リン酸と難水溶性の塩を形成し得る金属カチオンの塩として水酸化マグネシウム等の水に難溶性である金属カチオンの塩を用いると、反応液の塩濃度が上昇しないため、反応液の上昇によってもたらされる反応速度の低下が防止されること、またそのような金属カチオンの塩は反応前に全量添加できるためマグネシウムを金属水溶液として添加する場合に比して操作が簡便になることに加えて、得られた反応液の濾過性が顕著に向上するなどの利点があることも見出した。

更に、金属カチオンの塩として水酸化マグネシウムを用いると、反応により得られる難水溶性のリン酸塩であるリン酸マグネシゥムの結晶が比較的反応液のろ過に適した大きさ ·形状であるため、反応終了後の反応液のろ過が迅速に行われる利点があることを本発明者らは見出した。

更に、工業的にヌクレオシド化合物を生産するためには、容積効率や精製時の回収率を向上させる必要から反応液中に高濃度にヌクレオシド化合物を蓄積させることが望ましい。上記のように反応液中に金属カチオンを存在させて反応進行に伴って生じるリン酸イオンと反応させて難水溶性の塩として沈殿させる場合に、ヌクレオシド化合物の高蓄積濃度を得るために各成分の量を高めると、リン酸と金属カチオンが対応する難水溶性の塩を形成して沈殿するに従つて反応液の p Hが低下し過ぎると反応転化率が低くなる。この反応液の p H の低下による反応転化率の低下は生成されたヌクレオシド化合物の分解や酵素活性の部分的な失活などによるものと考えられる。

このような場合に、所望とする反応転化率を維持するには反応液の p Hを調整することが好ましい。ところが、ヌクレオシド化合物の高蓄積濃度を得るために初期（反応開始時）の仕込み量を多くすると、反応の進行に伴って反応液の粘度が上昇し、さらには反応液の固化が生じる場合があった。そして、このような反応液の粘度の上昇や固化が生じると上述した所望とする p H調整が困難になる。また、反応液の粘度が上昇すると反応液の混合攪拌にかかる動力が過大となり、設備の故障の原因ともなる。

本発明者らは、ヌクレオシド化合物の反応液中での高蓄積濃度を得るための仕込み量を用いた場合に、ペントース— 1—リン酸、核酸塩基または核酸塩基アナログ及び金属カチオンから選択された少なくとも 1種の仕込み量の全部または一部を反応開始後の所定の時期に添加することで反応液の高粘度化または固化を防止することができることを見出した。

即ち、上記の各知見に基づいて成された本願発明には以下の各態様が含まれる。

[ 1 ] 水性反応媒体中で、ヌクレオシドホスホリラーゼ活性の存在下に、ペント一ス— 1—リン酸と、核酸塩基または核酸塩基アナログとを、リン酸イオンと難水溶性の塩を形成し得る金属カチオンの存在下に反応させて、ヌクレオシド化合物を生成させるヌクレオシド化合物の製造方法であって、反応開始後に、前記ペントース— 1一リン酸、前記核酸塩基または核酸塩基アナログ及び前記金属カチオンから選択した少なくとも 1種の成分を反応途中の水性反応媒体中に添加することを特徴とするヌクレオシド化合物の製造方法。

[ 2 ] 前記ベント一ス— 1一リン酸が、リポース一 1一リン酸または 2—デォキシリポース— 1—リン酸である上記 [ 1 ]に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[ 3 ] 前記リン酸と難水溶性の塩を形成し得る金属カチオンが、カルシウムィオン、バリウムイオン、アルミニウムイオン、リチウムイオン及びマグネシゥムイオンの中から選ばれる 1 種以上である上記 [1]又は [ 2 ]に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[ 4 ] 前記リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンを、塩素イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオン、酢酸イオンおよび水酸化イオンの中から選ばれる 1種類以上のァニオンとの金属塩として水性反応媒体中に添加する上記 [ 3 ]に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[5] 前記リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンを、ベント一ス— 1一リン酸の塩として水性反応媒体中に添加する上記 [3]に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[6] 前記反応開始後に前記水性反応媒体に添加される少なくとも 1種の成分のうちの少なくとも 1種について、その反応終了までに添加する量を 2回以上に分割して、あるいは連続的に徐々に前記水性反応媒体に添加することを特徴とする上記 [ 1 ]に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[7] 前記ペントースー 1—リン酸、前記核酸塩基または核酸塩基アナログ及び前記金属カチオンの 3種の成分の反応終了までに添加する量が、これら成分を水性反応媒体に一括して添加 ·反応させた場合に水性反応媒体に高粘度化または固化が生じ、且つ前記反応開始後の一種以上の成分の反応終了までの添加量の一部又は全部が前記反応開始後に分割添加することで該反応液の高粘度化または固化が防止されることを特徵とする上記 [1]または [6]に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[8] 前記核酸塩基または核酸塩基アナログを、アルカリ水溶液として加えることを特徴とする上記 [1：]〜 [7]のいずれか一項に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[9] 前記核酸塩基または核酸塩基アナログを溶解するアルカリ水溶液が、水酸化リチウム、炭酸リチウム及び炭酸水素リチウムのいずれか一つ以上を含有する溶液であることを特徵とする上記 [8]記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[10] 水性反応媒体中で、ヌクレオシドホスホリラーゼ活性の存在下に、ぺント一ス— 1一リン酸と、核酸塩基または核酸塩基アナログとを、リン酸と難水溶性の塩を形成する金属カチオンの塩の存在下、 pHを調整せずに反応させて、ヌクレオシド化合物を生成させるヌクレオシド化合物の製造方法であつて、該金属カチオンの塩が水に難水溶性の塩であることを特徴とする製造方法。

[1 1] 金属カチオンの塩が、水酸化マグネシウム、'酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム及び塩基性炭酸マグネシウムから選択された少なくとも 1種である上記 [10]記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[12] 反応の際の水性反応媒体の pHが 7. 5から 10. 0の範囲であることを特徴とする上記 [1 1]記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

[13] 反応により得られた反応液をろ過して、反応液中の不溶性物質を除去し、ヌクレオシド化合物を含有するろ液を得る工程を有することを特徴とする上記 [ 1 1 ]に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。発明を実施するための最良の形態

本発明におけるペントースー 1一リン酸とは、ポリヒドロキシアルデヒドまたはポリヒドロキシケトンおよびその誘導体の 1位にリン酸がエステル結合したもののことである。その代表例を挙げると、例えばリポース 1一リン酸、 2 '—デォキシリポース 1一リン酸、 2 '， 3 ジデォキシリポース 1—リン酸、ァラビノース 1—リン酸などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

ここでいうポリヒドロキシアルデヒドまたはポリヒドロキシケトンとは、天然物由来のものとしては、 D—ァラビノース、 L—ァラビノース、 D—キシロース、 L一リキソ一ズ、 D—リポースのようなアルドペントース、 D—キシルロース、 L一キシルロース、 D—リブロースのようなケトペントース、 D— 2 —デォキシリポース、 D— 2, 3—ジデォキシリポースのようなデォキシ糖類を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

これらペン！ ^一スー 1—リン酸は、ヌクレオシドホスホリラ一ゼの作用によりヌクレオシド化合物の加リン酸分解反応を行って製造する方法（J . B i o 1. C h em. Vo l . 184、 437、 1950) や、ァノマー選択的な化学合成法等によっても調製することができる。

本発明に用いられる核酸塩基とは DN Aや RN Aの化合構造形式要素となつている窒素原子を含む複素環式化合物であり、ピリミジン、プリン、あるいは塩基アナログからなる群から選択された天然または非天然型の核酸塩基を示し、それら塩基はハロゲン原子、アルキル基、ハロアルキル基、アルケニル基、ハロアルケニル基、アルキニル基、アミノ基、アルキルアミノ基、水酸基、ヒド口キシァミノ基、アミノォキシ基、アルコキシ基、メルカプト基、アルキルメルカプト基、ァリール基、ァリールォキシ基またはシァノ基によって置換されていてもよい。

置換基としてのハロゲン原子としては、塩素、フッ素、ヨウ素、臭素が例示される。アルキル基としては、メチル基、ェチル基、プロピル基などの炭素数

1〜 7のアルキル基が例示される。ハロアルキル基としては、フルォロメチル、ジフルォロメチル、トリフルォロメチル、ブロモメチル、ブロモェチルなどの炭素数 1〜 7のアルキル基を有するハロアルキル基が例示される。アルケニル基としては、ビニル、ァリルなどの炭素数 2〜 7のアルケニル基が伊 !j示される。ハロアルケニル基としては、プロモビニル、クロロビニルなどの炭素数 2〜 7 のアルケニルを有するハロアルケニル基が例示される。アルキニル基としては、ェチニル、プロピニルなどの炭素数 2〜 7のアルキニル基が例示される。アルキルアミノ基としては、メチルァミノ、ェチルァミノなどの炭素数 1〜7のァルキル基を有するアルキルアミノ基が例示される。アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシなどの炭素数 1〜7のアルコキシ基が例示される。アルキルメルカプト基としては、メチルメルカプト、ェチルメルカプトなどの炭素数 1

〜 7のアルキル基を有するアルキルメルカプト基が例示される。ァリール基としては、フエニル基；メチルフエニル、ェチルフエニルなどの炭素数 1〜 5のアルキル基を有するアルキルフエニル基；メトキシフエニル、エトキシフエ二ルなどの炭素数 1〜 5のアルコキシ基を有するアルコキシフエニル基；ジメチルァミノフエニル、ジェチルァミノフエニルなどの炭素数 1〜 5のアルキルァミノ基を有するアルキルアミノフエ二ル基；クロ口フエニル、ブロモフエニルなどのハロゲノフエニル基などが例示される。

ピリミジン骨格を有する核酸塩基を具体的に例示すれば、シトシン、ゥラシル、 5 _フルォロシトシン、 5—フルォロウラシル、 5—クロロシ卜シン、 5 一クロロウラシル、 5—プロモシトシン、 5—ブロモウラシル、 5—ョ—ドシトシン、 5—ョ—ドウラシル、 5—メチルシトシン、 5—メチルゥラシル（チミン）、 5—ェチルシトシン、 5—ェチルゥラシル、 5—フルォロメチルシトシ.ン、 5—フルォロウラシル、 5—トリフルォロシトシン、 5—トリフルォロゥラシル、 5—ビニルゥラシル、 5—ブロモビニルゥラシル、 5—クロロビニルゥラシル、 5—ェチニルシトシン、 5—ェチニルゥラシル、 5—プロピニルゥラシル、ピリミジン一 2 _オン、 4—ヒドロキシァミノピリミジン一 2 —ォン、 4ーァミノォキシピリミジン一 2 —オン、 4—メトキシピリミジン一 2 _ オン、 4—ァセトキシピリミジン— 2 —オン、 4—フルォロピリミジン一 2— オン、 5 —フルォロピリミジン— 2—オンなどが挙げられる。

プリン骨格を有する核酸塩基を具体的に例示すれば、プリン、 6—アミノブリン（アデニン）、 6—ヒドロキシプリン、 6—フルォロプリン、 6—クロ口プリン、 6—メチルァミノプリン、 6—ジメチルァミノプリン、 6—トリフルォロメチルァミノプリン、 6—べンゾィルァミノプリン、 6—ァセチルァミノプリン、 6—ヒドロキシァミノプリン、 6—ァミノォキシプリン、 6—メトキシプリン、 6—ァセトキシプリン、 6—ベンゾィルォキシプリン、 6—メチルプリン、 6—ェチルプリン、 6—トリフルォロメチルブリン、 6—フエニルプリン、 6 _メルカプトプリン、 6—メチルメルカプトプリン、 6—ァミノプリン一 1—ォキシド、 6 —ヒドロキシプリン一 1 —ォキシド、 2 —アミノー 6— ヒドロキシプリン (グァニン) 、 2， 6—ジァミノプリン、 2—アミノー 6— クロ口プリン、 2 —ァミノ一 6 —ョードプリン、 2—ァミノプリン、 2—アミノー 6 _メルカプトプリン、 2—ァミノ一 6—メチルメルカプトプリン、 2 - アミノー 6—ヒドロキシァミノプリン、 2 —アミノー 6—メトキシプリン、 2 一アミノー 6—ベンゾィルォキシプリン、 2 —アミノー 6—ァセトキシプリン、 2 —ァミノ一 6 —メチルプリン、 2 —アミノー 6 —サイクロプロピルァミノメチルプリン、 2 —アミノー 6 —フエニルプリン、 2 —アミノー 8 —ブロモプリン、 6 —シァノプリン、 6—アミノー 2—クロ口プリン（2 —クロロアデニン）、 6—アミノー 2 _フルォロプリン（2 —フルォロアデニン）などが挙げられる。塩基アナログを具体的に例示すれば、 6—アミノー 3—デァザプリン、 6— アミノー 8—ァザプリン、 2 —ァミノ一 6—ヒドロキシ一 8—ァザプリン、 6 —アミノー 7 —デァザプリン、 6 —アミノー 1 —デァザプリン、 6—ァミノ一 2ーァザプリンなどが挙げられる。

本発明においてヌクレオシド化合物とは上述のポリヒドロキシアルデヒドまたはポリヒドロキシケトンおよびその誘導体の 1位にピリミジン骨格を有する核酸塩基、プリン骨格を有する核酸塩基、あるいは塩基アナログが N—ダルコシド結合したものであり、具体的にはチミジン、デォキシシチジン、デォキシゥリジン、デォキシグアノシン、デォキシアデノシン、ジデォキシアデノシン、トリフルォロチミジン、リバビリン、ォロチジン、ゥラシルァラビノシド、ァデニンァラビノシド、 2—メチルーアデニンァラビノシド、 2—クロルーヒポキサンチンァラビノシド、チォグァニンァラビノシド、 2， 6—ジァミノプリンァラビノシド、シトシンァラビノシド、グァニンァラビノシド、チミンァラピノシド、エノシタビン、ジェムシ夕ビン、アジドチミジン、イドクスゥリジン、ジデォキシアデノシン、ジデォキシイノシン、ジデォキシシチジン、ジデヒドロデオキシチミジン、チアジデォキシシチジン、ソリブジン、 5—メチルゥリジン、ビラゾール、チォイノシン、テガフール、ドキシフルリジン、ブレディニン、ネブラリン、ァロプリノールゥラシル、 5 _フルォロウラシル、 2 ' —アミノウリジン、 2，一アミノアデノシン、 2 ' —ァミノグアノシン、 2、_ クロル— 2 ' —ァミノイノシンなどが挙げられる。

本発明におけるヌクレオシドホスホリラーゼとは、リン酸存在下でヌクレオシド化合物の N—ダリコシド結合を分解する酵素の総称であり、本発明においては逆反応を利用することができる。反応に使用する酵素は、相当するベントース— 1—リン酸と核酸塩基または核酸塩基アナログから目的とするヌクレオシド化合物を生成しうる活性を有していればいかなる種類及び起源のものでもかまわない。該酵素はプリン型とピリミジン型に大別されが、公知なものとしては例えば、プリン型としてプリンヌクレオシドホスホリラーゼ（EC2. 4. 2. 1)、グアノシンホスホリラーゼ（EC2. 4. 2. 15) 、ピリミジン型としてピリミジンヌクレオシドホスホリラーゼ (EC2. 4. 2. 2)、ゥリジンホスホリラ一ゼ（EC2. 4. 2. 3) , チミジンホスホリラーゼ（EC2. 4. 2. 4) 、デォキシゥリジンホスホリラーゼ

(EC2. 4. 2. 23) などが挙げられる。

本発明におけるヌクレオシドホスホリラーゼ活性を有する微生物とは、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ（EC2. 4. 2. 1 ) 、グアノシンホスホリラーゼ

(EC2. 4. 2. 15) 、ピリミジンヌクレオシドホスホリラーゼ（EC2. 4. 2. 2) 、ゥリジンホスホリラーゼ（EC2.4.2.3) 、チミジンホスホリラーゼ（EC2.4.2.4) 、デォキシゥリジンホスホリラーゼ（EC2.4.2.23) からなる群から選択される一種類以上のヌクレオシドホスホリラ一ゼを発現している微生物であれば特に限定はされない。

このような微生物の具体例としては、ノカルディア（Nocardia)属、ミクロバクテリゥム（Microbacterium)属、コリネパクテリゥム（Corynebacterium)属、ブレビバクテリゥム属（Brevibacterium) 属、セルロモナス（Cellulomonas)属、フラボバクテリゥム（Flabobacterium) 属、クルイヘラ（Kluyvere)属、ミコバクテリウム（Micobacterium)属、へモフィラス（Haemophilus) 属、ミコプラナ (Micoplana)属、プロタミノバクタ一（Pro minobacter)属、キャンティ夕 (Candida)属、サッカロマイセス (Saccharorayces)属、バチルス（Bacillus)属、 · 好熱性のバチルス属、シユードモナス（Pseudomonas)属、ミクロコッカス (Micrococcus)属、ハフニァ（Hafnia) 属、プロテウス（Proteus)属、ビブリオ (Vibrio)属、スタフイロコッカス（Staphyrococcus)属、プロピオ二バクテリウム（ Propionibacterium) 属、ザリレチナ（Sar Una)属、プラノコッカス (Planococcus)属、ェシエリシァ (Escherichia) 属、クルチア（Kurthia)属、口ドコッッカス（Rhodococcus)属、ァシネトバクタ一（Acinetobacter)属、キサントパクター（Xanthobacter)属、ストレプ卜マイセス（Streptomyces)属、リゾビゥム（Rhizobiuffl)属、サルモネラ（Salmonel la)属、クレブシエラ（Klebsiel la) 属、ェンテロバクタ一（Enterobacter)属、エルウイニァ（Erwinia)属、エアロモナス（Aeromonas)属、シトロバクタ一（Ci trobacter)属、ァクロモバクタ一 (Achromobacter)属、ァグロパクテリゥム（Agrobacterium)属、アースロバクタ —属（Arthrobacter)属またはシユードノカルディア（Pseudonocardia)属に含まれる微生物株を好適な例として挙げることができる。

近年の分子生物学および遺伝子工学の進歩により、上述の微生物株のヌクレオシドホスホリラーゼの分子生物学的な性質やアミノ酸配列等を解析することにより、該蛋白質の遺伝子を該微生物株より取得し、該遺伝子および発現に必要な制御領域が挿入された組換えプラスミドを構築し、これを任意の宿主に導入し、該蛋白質を発現させた遺伝子組換え菌を作出することが可能となり、かつ、比較的容易にもなつた。かかる技術水準に鑑み、このようなヌクレオシドホスホリラーゼの遺伝子を任意の宿主に導入した遺伝子組換え菌も本発明のヌクレオシドホスホリラーゼを発現している微生物に包含されるものとする。ここでいう発現に必要な制御領域とは、プロモーター配列（転写を制御するオペレーター配列を含む） · リボゾーム結合配列（SD配列） ·転写終結配列等を示している。プロモ一夕一配列の具体例としては、大腸菌由来のトリブトファンオペロンの t r ρプロモータ一 ·ラクト一スオペロンの 1 a cプロモ一ター'ラムダファージ由来の P Lプロモーター及び P _Rプロモーターや、枯草菌由来のダルコン酸合成酵素プロモーター（gn t) ·アルカリプロテア一ゼプロモ—夕— （a p r) '中性プロテア一ゼプロモータ一（np r) · α—アミラーゼプロモーター（amy) 等が挙げられる。また、 t a cプロモーターのように独自に改変 ·設計された配列も利用できる。リポゾ一ム結合配列としては、大腸菌由来または枯草菌由来の配列が挙げられるが、大腸菌や枯草菌等の所望の宿主内で機能する配列であれば特に限定されるものではない。たとえば、 16 Sリボゾーム RNAの 3 ' 末端領域に相補的な配列が 4塩基以上連続したコンセンサス配列を DN A合成により作成してこれを利用してもよい。転写終結配列は必ずしも必要ではないが、 P因子非依存性のもの、例えばリポプロテインタ一ミネ一ター · t r pオペロンターミネ一ター等が利用できる。これら制御領域の組換えプラスミド上での配列順序は、 5 ' 末端側上流からプロモーター配列、リボゾーム結合配列、ヌクレオシドホスホリラ一ゼをコードする遺伝子、転写終結配列の順に並ぶことが望ましい。

ここでいうプラスミドの具体例としては、大腸菌中での自律複製可能な領域を有している P B R 322、 pUC 18、 B 1 u e s c r i p t I I SK( + )、 PKK223— 3、 pS C l O lや、枯草菌中での自律複製可能な領域を有している pUB 1 10、 pTZ 4、 pC 194、 p l l、 φ 1、 ^ 105等をべクタ一として利用することができる。また、 2種類以上の宿主内での自律複製が可能なプラスミドの例として、 pHV 14、 TRp 7、丫£ 7及び 83 7をべクタ一として利用することができる。

ここでいう任意の宿主には、後述の実施例のように大腸菌（Escherichia co l i)が代表例として挙げられるが、とくに大腸菌に限定されるのものではなく枯草菌 (Bac i l lus subt i 1 i s)等のバチルス属菌、酵母や放線菌等の他の微生物菌株も含まれる。

本発明におけるヌクレオシドホスホリラ一ゼまたは、該酵素活性を有する微生物としては市販の酵素、該酵素活性を有する微生物菌体、及び菌体処理物またはそれらの固定化物などが使用できる。菌体処理物とは、例えばアセトン乾燥菌体ゃ機械的破壊、超音波破碎、凍結融解処理、加圧減圧処理、浸透圧処理、自己消化、細胞壁分解処理、界面活性剤処理などにより調製した菌体破砕物などであり、また、必要に応じて硫安沈殿やアセトン沈殿、カラムクロマトダラフィ一により精製を重ねたものを用いても良い。

本発明において、リン酸イオンと難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンとは、反応において副生したリン酸イオンと難水溶性の塩を形成し、反応液中に沈殿しうるものであれば限定されない。そのようなものとして、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、バリウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、モリブデン、鉛、亜鉛、リチウムなどの金属カチオンが挙げられる。それらのうち工業的に汎用性や安全性が高く、反応に影響を与えない金属塩が特に好ましく、そのようなものの例としてマグネシウム、カルシゥムイオン、バリウムイオン、または、アルミニウムイオンが挙げられる。金属カチオンは、本発明の効果を損なわない範囲内で 2種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明において、リン酸イオンと難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンは、リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンを、塩素イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオン、酢酸イオン、または、水酸イオンの中から選ばれる

1種類以上のァニオンとの金属塩として反応液中に添加することができる。具体的には、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシゥム、酢酸カルシウム、塩化バリウム、硝酸バリウム、炭酸バリウム、硫酸バリゥム、酢酸バリウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、炭酸アルミニゥム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリゥム、水酸化ナトリゥム、炭酸水素力リゥム、炭酸力リゥム、水酸化力リゥム、炭酸水素リチウム、炭酸リチウム、水酸化リチウム、水酸化マグネシウムなどが例示される。

本発明における金属カチオンは、ペントース— 1一リン酸の塩として反応液中に存在させてもよい。具体的には、リポース— 1—リン酸 -カルシウム塩、 2—デォキシリポース一 1一リン酸 ·カルシウム塩、 2， 3—ジデォキシリポ —スー 1—リン酸 'カルシウム塩、ァラビノース _ 1—リン酸 'カルシム塩、リポース一 1—リン酸 ·バリウム塩、 2—デォキシリポース一 1—リン酸 ·バリウム塩、 2， 3—ジデォキシリポース— 1—リン酸 ·バリウム塩、ァラピノース— 1—リン酸 ·バリウム塩、リポース— 1 _リン酸 ·アルミニウム塩、 2 —デォキシリポース— 1一リン酸 ·アルミニウム塩、 2， 3—ジデォキシリポース— 1—リン酸 'アルミニウム塩、ァラビノ一ス— 1一リン酸 'アルミニゥム塩、などが挙げられる。

リン酸イオンと難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンの塩を核酸塩基又は核酸塩基アナログの水溶液中に含有させて反応媒体中へ添加する場合には、水溶液中の金属カチオンの添加量は、核酸塩基または核酸塩基アナログに対し 0 . 5〜2 0倍モル量、好ましくは 1〜4倍モル量である。

金属カチオンの塩を、核酸塩基又は核酸塩基アナログの水溶液に含有させて反応媒体中へ添加する場合には、当該水溶液を反応前に一括で反応媒体中に添加してもよいし、当該水溶液を逐次的に反応媒体へ添加して、反応させてもよい。ここにおいて、逐次的に添加とは、核酸塩基又は核酸塩基アナログを金属カチオンの塩の水溶液に溶解または懸濁して、 2以上に分割または 1分間〜 2 4時間、好ましくは 3 0分間〜 2 4時間かけて連続して反応系に加えることを示す。

なお、反応に必要な成分を一括して混合した場合に、その使用量によっては、反応液の固化などが生じる場合があり、このような場合には、反応開始後に、

( 1 ) ベント一ス— 1一リン酸、（2 ) 核酸塩基または核酸塩基アナログ及び

( 3 ) 金属カチオンから選択した少なくとも 1種の成分を反応途中の水性反応媒体中に添加することでかかる固化などの問題を回避することができる。ここで反応開始とは、ヌクレオシドホスホリラーゼ活性の存在下、ペントースー 1 ーリン酸および核酸塩基または核酸塩基アナログの添加されるべき量の少なくとも一部が添加された状態をいう。

なお、反応開始後に添加する成分は上記のように 1回に一括して添加する方法、 2回以上に分けた回分法または連続法、あるいは回分法と連続法の組合せからなる添加方法で添加することができる。反応開始後に添加する成分が複数あるときは、上記の 3成分から選択された少なくとも 1種の成分の少なくとも 1種について分割して添加する方法を採用することができる。すなわち、反応開始後に添加する成分が複数のときには、各成分ごとに添加方法を選択できる。金属カチオンの塩の水溶液を、核酸塩基または核酸塩基アナログと混合して用いる場合には、金属カチオンの塩の水溶液の使用量は金属カチオンが核酸塩基又は核酸塩基アナログに対し 0 . 5〜2 0倍モル量、好ましくは 1〜4倍モル量となる量である。

リン酸と難水溶性の塩を形成する金属カチオンの塩のうち特にそれ自体水に難水溶性であるものは、反応開始前にその反応終了までに添加される量を水性反応媒体に添加することが可能であり、且つ反応液の p Hを調整する必要がない場合があるため、本発明において使用される金属カチオンの塩として適当である。そのような金属カチオンの塩の代表的なものとして各種金属カチオンの水酸化合物、特に水酸化マグネシゥムが例示できる。

本発明の方法に使用される水性反応媒体は、水を主体として構成される反応媒体で、本発明で目的とする酵素活性を利用した反応が進行し、金属カチオンを添加する効果が得られるようなものであればよい。そのような水性反応媒体としては、水、または水に水溶性の有機溶剤を添加した水性反応媒体を挙げることができる。この有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール等の低級アルコール、アセトン、ジメチルスルホキシド及びそれらの混合物などを例示できる。溶媒の使用量に特に制限はなく反応が良好に進行する程度使用すればよいが、水に対する水溶性の有機溶媒の量は、好ましくは、 0 . 1〜7 0重量％の範囲とすることができる。更に、反応の安定性を確保するために、水性反応媒体を用いた反応液は緩衝液として調製することもできる。この緩衝液としては、本発明にかかる酵素反応用として利用できる公知の緩衝液を用いることができる。

本発明におけるヌクレオシド化合物の合成反応は、目的とするヌクレオシド化合物、基質であるペントース— 1一リン酸と核酸塩基、反応触媒であるヌクレオシドホスホリラ一ゼまたは該酵素活性を有する微生物、そしてリン酸を反応系より除外させるための金属塩の種類とその特性により、適切な p Hや温度などの反応条件を選べばよいが、通常は p H 5〜 l 1、好ましくは p H 7 . 5 〜1 0 . 0、ょり好ましくは8 . 0〜 1 0の範囲であり、温度は氷温〜 8 0 °C, 好ましくは 1 0〜6 0 °Cの範囲で行うことができる。 p Hに関して、その管理幅を外れた場合、目的物や基質の安定性、酵素活性の低下、リン酸との難水溶性塩の未形成などが原因で反応転化率の低下を招く可能性がある。反応途中、 p Hの変化が生じるようであれば必要に応じて塩酸、硫酸などの酸や水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリを適時添加すればよい。もちろん、金属カチオンの塩として難水溶性のものとりわけ金属カチオンの水酸化物を使用すれば反応液の P Hを調整する必要はない場合がある。

反応に使用するベント一ス— 1—リン酸と核酸塩基の濃度は 0 . 1〜1 0 0 0 mM程度が適当であり、両者のモル比は添加する核酸塩基の比率をペントース— 1一リン酸またはその塩に対して 0 . 1〜 1 0倍モル量で行える。反応転化率を考えれば 0 . 9 5倍モル量以下が好ましい。

反応時間は原料、水性溶媒の種類、反応温度によって異なるが、 1 分から 7 8時間、好ましくは 3 0分から 2 4時間である。

また、添加するリン酸と難水溶性の塩を形成し得る金属塩は、反応に使用するペントースー 1—リン酸に対して 0 . 1〜1 0倍モル量、より好ましくは 0 . 5〜 5倍モル量添加するのが良い。なお、高濃度の反応においては、基質の核酸塩基や生成物のヌクレオシド化合物が溶解しきれずに反応液中に存在する場合もあるが、このような場合にも本発明は適用される。

本発明におけるベント一ス— 1—リン酸またはその塩、リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンまたはその塩、核酸塩基の中から選ばれる 1種類以上を反応液が固化しないように添加する方法は、代表例として以下のようなものが挙げられる。尚、本発明は、以下の例に限られたものではなく、反応液が固化しなければペントースー 1ーリン酸またはその塩、リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンまたはその塩、核酸塩基の中から選ばれる 1種類以上の添加する時期や分割する回数は特に制限されないものとする。

1 . ベント一スー 1 _リン酸またはその塩と、核酸塩基または核酸塩基アナログを一括に仕込み、反応を開始させ、適当な濃度までヌクレオシド化合物を蓄積させた後に、リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンまたはその塩を一括添加する方法。この場合のヌクレオシド化合物の蓄積濃度とは、好ましくは 1 0 mM以上、より好ましくは 3 O mM以上である。

2 . ベント一スー 1 _リン酸またはその塩と、核酸塩基または核酸塩基アナログを一括に仕込み、反応を開始させた後にヌクレオシド化合物の蓄積濃度にあわせて段階的または連続的にリン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチォンまたはその塩を添加する方法。この場合、金属カチオンの添加は、ヌクレオシド化合物が好ましくは 1 0 mM以上より好ましくは 3 0 mM以上蓄積した時に開始すればよい。

3 . ベント一ス _ 1 _リン酸またはその塩と、リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンまたはその塩を一括添加したのち、反応液が固化しないように核酸塩基または核酸塩基アナログを段階的または連続的に添加する方法。この場合、初発の核酸塩基または核酸塩基アナログの添加量は、好ましくは 3 O mM以下、より好ましくは 1 O mM以下である。

4 . 核酸塩基または核酸塩基アナログと、リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンまたはその塩を一括添加したのち、反応液が固化しないようにペントース— 1一リン酸またはその塩を段階的または連続的に添加する方法。この場合、初発のベント一スー 1 _リン酸またはその塩の添加量は、好ましくは 3 O mM以下、より好ましくは 1 O mM以下である。

5 . ベント一スー 1一リン酸またはその塩、リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンまたはその塩、核酸塩基または核酸塩基アナログを酵素溶液中に段階的または連続的に添加する方法。この場合、反応開始時点のペントースー 1ーリン酸またはその塩、あるいは核酸塩基または核酸塩基アナログの添加量は、好ましくは 3 O mM以下、より好ましくは 1 O mM以下である。このようにして製造したヌクレオシド化合物を反応液から単離するには、濃縮、晶析、溶解、電気透析処理、イオン交 m樹脂や活性炭による吸脱着処理などの常法が適用できる。

[実施例]

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例等によって何等制限されるものではない。

(分析法）

生成したヌクレオシド化合物はすべて高速液体クロマトグラフィーにより定量した。分析条件は以下による。

カラム； YMC— P a c k OD S -A 312 1 50 X 6. 0 mm I . D.

(YMC Co. ， L t d)

カラム温度； 40°C

ポンプ流速； 0. 75m l Zm i n

検出； UV 260 nm、

溶離液； 1 OmMリン酸：ァセトニトリル = 95 ： 5 (V/V)

実施例 1

2, 5mMの 2 '—デォキシリポース 1 _リン酸ジ（モノシクロへキシルァンモニゥム）塩（S I GMA製）、 2. 5 mMのアデニン（和光純薬製、特級）、 12 u n i t s Zm 1のプリンヌクレオシドホスホリラーゼ（フナコシ製）、 1 OmMの塩化カルシウム（和光純薬、特級）、 1 OmMトリス塩酸緩衝液（p H7. 4)から成る反応液 lm 1を 30° (：、 24時間反応させた。反応終了後、白色の沈殿物が生成していた。反応液を希釈した後分析したところ、 2. 40 mMのデォキシアデノシンが生成していた。その時の反応収率は 96. 0%であった。

比較例 1

塩化カルシウムを添加しないこと以外はすべて実施例 1と同じ手順と条件で反応を行った。反応終了後、沈殿物は生成しなかった。反応液を希釈した後分析したところ、 2. 0 ImMのデォキシアデノシンが生成していた。その時の反応収率は 80. 4%であった。実施例 2

塩化カルシウム濃度を 2. 5 mMにする以外はすべて実施例 1と同じ手順と条件で反応を行った。反応終了後、白色の沈殿物が生成していた。反応液を希釈した後分析したところ、 2.27 mMのデォキシアデノシンが生成していた。その時の反応収率は 90. 8%であった。

実施例 3

塩化カルシウムの代わりに塩化アルミニウムを添加する以外はすべて実施例 1と同じ手順と条件で反を行った。反応終了後、白色の沈殿物が生成していた。反応液を希釈した後分析したところ、 2. 3 ImMのデォキシアデノシンが生成していた。その時の反応収率は 93. 3%であった。

実施例 4

塩化カルシウムの代わりに塩化バリゥムを添加する以外はすべて実施例 1と同じ手順と条件で反応を行った。反応終了後、白色の沈殿物が生成していた。反応液を希釈した後分析したところ、 2. 3 ImMのデォキシアデノシンが生成していた。その時の反応収率は 92. 4%であった。

実施例 5

塩化バリウム濃度を 2. 5 mMにする以外はすべて実施例 4と同じ手順と条件で反応を行った。反応終了後、白色の沈殿物が生成していた。反応液を希釈した後分析したところ、 2. 27mMのデォキシアデノシンが生成していた。その時の反応収率は 90. 2 %であった。

実施例 6

J ou r n a l o f B i o l o g c a l Ch em i s t r y、 Vo l .

184、 p p 449— 459、 1950記載の方法により 2—デォキシリポ一ス 1一リン酸バリウム塩を調製した。 2. 5 mMの 2—デォキシリポース— 1 一リン酸バリウム塩、 2. 5mMのアデニン（和光純薬製、特級）、 12 un i t s/m lのプリンヌクレオシドホスホリラ一ゼ（フナコシ製）、 1 OmM の塩化カルシウム（和光純薬、特級）、 1 OmMトリス塩酸緩衝液（pH7.

4) から成る反応液 lm 1を 30°C、 24時間反応させた。反応終了後、白色の沈殿物が生成していた。反応液を希釈した後分析したところ、 2. 4 OmM のデォキシアデノシンが生成していた。その時の反応収率は 9 1. 1 %であつた。

実施例 7

2. 5 mMの 2—デォキシリポース— 1—リン酸ジ（モノシクロへキシルァンモニゥム）塩（S I GMA製）、 2. 5mMのチミン（和光純薬製、特級）、 1 2 u n i t s /m 1のチミジンホスホリラーゼ（S I GMA製）、 1 OmM の硝酸カルシウム（和光純薬、特級）、 1 OmMトリス塩酸緩衝液（pH7. 4) から成る反応液 lm 1を 3 0°C、 24時間反応させた。反応終了後、白色の沈殿物が生成していた。反応液を希釈した後分析したところ、 2. 28mM のチミジンが生成していた。その時の反応収率は 9 1. 2%であった。

比較例 2

硝酸カルシウムを添加しないこと以外はすべて実施例 7と同じ手順と条件で反応を行った。反応終了後、沈殿物は生成しなかった。反応液を希釈した後分析したところ、 1.. 88mMのチミジンが生成していた。その時の反応収率は 7 5. 2 %であった。

実施例 8

2. 5mMのリポ一スー 1—リン酸シクロへキシルアンモニゥム塩（S I G MA製）、 2. 5mMの 2, 6—ジァミノプリン（アルドリッチ製）、 1 2 u n i t s / 1のプリンヌクレオシドホスホリラーゼ（フナコシ製）、 1 0m Mの塩化カルシウム（和光純薬、特級）、 1 OmMトリス塩酸緩衝液（pH7. 4) から成る反応液 lm 1を 30°C、 24時間反応させた。反応終了後、白色の沈殿物が生成していた。反応液を希釈した後分析したところ、 1. 94mM の 2， 6—ジァミノプリンリボシドが生成していた。その時の反応収率は 7 7. 6 %であった。

比較例 3

塩化カルシウムを添加しないこと以外はすべて実施例 8と同じ手順と条件で反応を行った。反応終了後、沈殿物は生成しなかった。反応液を希釈した後分析したところ、 1. 54mMの 2， 6—ジァミノプリンリポシドが生成していた。その時の反応収率は 6 1. 6 %であった。実施例 9

大腸菌染色体 DN Aを次のようにして調製した。ェシエリヒア ·コ UK— 1 2/ ー 10株（3 1; & & 6 11 6社）を501111の LB培地に接種し、 37 °Cで一夜培養した後集菌し、リゾチーム lmg/m 1を含む溶菌液で溶菌した。溶菌液をフエノール処理した後、通常の方法によりエタノール沈殿により DNAを沈殿させた。生じた DNAの沈殿は、ガラス棒に巻き付けて回収した後、洗浄し、 PCRに用いた。

P CR用のプライマーには、ェシエリヒア ·コリの既知の d e oD遺伝子の塩基配列（GenBank accession No. AE000508 (コード領域は塩基番号 11531-12250)に基づいて設計した配列番号 1及び 2に示す塩基配列を有するォリゴヌクレオチド（北海道システム ·サイエンス株式会社）に委託して合成した）を用いた。 .

配列番号 1 ：

gtgaattcac aaaaaggata aaacaatggc

配列番号 2 ：

tcgaagct tg cgaaacacaa t tactct 11

これらのプライマーの 5' 末端付近及び 3 ' 末端付近には、それぞれ E c o R I及び H i nd IIIの制限酵素認識配列を有する。

制限酵素 H i n d III で完全に消化した前記大腸菌染色体 DNA 6 n gZ H 1及びプライマー各 3 /xMを含む0. lm 1の P C R反応液を用いて、変性： 96°C、 1分間、アニーリング： 55° (：、 1分間、伸長反応： 74° (：、 1分間からなる反応サイクルを、 30サイクルの条件で P CRを行なった。

上記反応産物及びプラスミド pUC 18 (宝酒造（株））を、 Ec oR I及び H i nd IIIで消化し、ライゲーシヨン 'ハイ（東洋紡（株） ) を用いて連結した後、得られた組換えプラスミドを用いて、ェシエリヒア ·コリ DH 5ひを形質転換した。形質転換株を、アンピシリン（Am) 50 a g/m 1及び X 一 G a 1 (5—プロモー 4一クロ口 _ 3—インドリル一 /3—D—ガラクトシド）を含む L B寒天培地で培養し、 Am耐性で且つ白色コロニ一となつた形質転換株を得た。このようにして得られた形質転換株よりプラスミドを抽出し、目的の DNA 断片が挿入されたプラスミドを、 PUC— PNP 73と命名した。こうして得られた形質転換体を、ェシエリヒア 'コリ MT— 1 0905と名づけた。ェシエリヒア'コリ MT— 10905株を Am 50 g/m 1を含む LB培地 10 OmLで 37°C · 1晚振とう培養した。得られた培養液を 13000 r pmで 1 Om i n遠心分離し、菌体を集めた。菌体を 10 mMトリス塩酸緩衝液（PH8. 0) 1 OmLに懸濁し、超音波により破砕したものを酵素源として用いた。

10 OmMの 2 'ーデォキシリボース 1ーリン酸ジ（モノシクロへキシルァンモニゥム）塩（S I GMA製）、 10〜8 OmMのアデニン（和光純薬製、特級）、 100 mMのトリス塩酸緩衝液（pH8. 0) 、 20 u n i t s Zm 1の上述のプリンヌクレオシドホスホリラ一ゼからなる反応液 1. Om lを 5 0°Cで 20時間反応させた。反応開始 8時間後に 1 5 OmMとなるように塩化カルシウムを添加した。結果を表 1に示した。

表 1 (実施例 9)

比較例 4

酵素源の添加と同時に塩化カルシウムを添加し、実施例 9と同様に反応を行つた。結果を表 2に示した。表 2 (比較例 4)

比較例 5

緩衝液を添加しないで 8 OmMのアデニンの反応を実施例 9と同様に行った, 結果を表 3に示した。表 3 (比較例 5)

アデニン濃度反応液の状態

(mM) (mM)

80 固化 29 実施例 1 o

1 0 OmMの 2一—デォキシリポース 1ーリン酸ジ

ンモニゥム）塩（S I GMA製）、 1 0〜8 OmMのチミン（和光純薬製、特級）、 100 mMのトリス塩酸緩衝液（pH8. 0) 、 20 u n i t s / 1 のチミジンホスホリラ一ゼ（S I GMA製）からなる反応液 1. Om 1を 50°C で 20時間反応させた。反応開始 8時間後に 15 OmMと'なるように塩化カルシゥムを添加した。結果を表 4に示した。表 4 (実施例 10)

比較例 6

酵素源の添加と同時に塩化カルシウムを添加し、実施例 10と同様に反応を行った。結果を表 5に示した。表 5 (比較例 6)

比較例 7

緩衝液を添加しないで 8 OmMのチミンの反応を実施例 10と同様に行った < 結果を表 6に示した。表 6 (比較例 7)

実施例 1 1

200mMのチミン（和光純薬製、特級）、 20 OmMのトリス塩酸緩衝液 ( H 8. 0) 、 20 u n i t s /m 1のチミジンホスホリラーゼ（S I GM A製）からなる反応液 0. 5m 1を 50°Cに保温し、 2 '—デォキシリポース 1ーリン酸ジ（モノシクロへキシルアンモニゥム）塩（S I GMA製）の 20 OmM溶液を酵素液添加後 1時間おきに 0. 1 mLづっ 5回に分けて添加した。その結果、反応液は液状のままであった。

比較例 8

トリス塩酸緩衝液を存在させないで酵素源の添加と同時に 20 OmMの 2 ' ーデォキシリポース 1 _リン酸ジ（モノシクロへキシルアンモニゥム）塩（S I GMA製） 0. 5mLを添加し、実施例 1 1と同様に反応を行った。その結果、反応液は固化した。

実施例 1 2

20 OmMの 2 '—デォキシリポース 1ーリン酸ジ（モノシクロへキシルァンモニゥム）塩（S I GMA製）、 20 OmMのトリス塩酸緩衝液（pH 8. 0) 、 20 u n 1 t s/mlのチミジンホスホリラーゼ (S I GMA製) 、 1 5 OmMの塩化カルシウムからなる反応液 0. 5m 1を 50°Cに保温し、 20 OmMのチミン（和光純薬製、特級）溶液を 1時間おきに 0. lmLづっ 5回に分けて添加した。その結果、反応液は液状のままであった。

比較例 9

トリス塩酸緩衝液を存在させないで酵素源の添加と同時に 20 OmMのチミン溶液 0. 5mLを添加し、実施例 12と同様に反応を行った。その結果、反応液は固化した。

以降の実施例等で生成したヌクレオシド化合物はすべて以下の分析条件で高速液体クロマトグラフィーにより定量した。

カラム： YMC— P a c k OD S -A 514 300 X 6. 0 mm I . D .

(YMC C o. , L t d)

カラム温度： 40°C

ポンプ流速 : 1m l /m i n

検出波長： UV 254 nm、

溶離液： 2 Ommo 1の酢酸アンモニゥム水溶液（2700ml) にりん酸を加え pH 3. 5に調整し、メタノール（300m 1 ) を加え、混合、脱気する。内標準物質：ニコチン酸

参考例 1

2—デォキシリポース 1—リン酸ジ（アンモニゥム）塩の合成

2—デォキシリポース 1 _リン酸ジ（モノシクロへキシルアンモニゥム）塩 (1 g、 2. 42mmo 1、 S I GMA製）をメタノール（10 g) に懸濁し、アンモニアガス（0. 62 g、 36. 5mmo 1 ) を吹き込み、 50°Cで 2時間攪拌する。得られた反応マスを 30°Cでろ過後、メタノール（5 g) で 2回洗浄、乾燥し、所望の 2 ' —デォキシリポース 1 _リン酸ジ（アンモニゥム）塩（0. 57 g) を収率 95 %で得た。 '

Ή-NMR (D₂0， 270 MHz) d 5.56 (s， 1 H), 4.03 (m, 2 H), 3.52 (dd, J = 3.3, 12.2 Hz, 1 H), 3.41 (dd, J = 5.3, 12.2 Hz, 1 H) , 2.17 (in, 1 H) , 1.87 ( d, J = 13.9 Hz, 1 H)、 MS (APCI) m/z 213 (M-H)

実施例 1 3

2 ' 一デォキシグアノシンの合成 ( 1)

2—デォキシリポース 1一リン酸ジ（モノシクロへキシルアンモニゥム）塩

(3. 22 g、 7. 72mmo 1、 S I GMA製）を水（47. 1 g) に溶解し、実施例 9で得た酵素液（O.' lm l) を加えた反応液に、 4. 02wt % の水酸化ナトリウム水溶液（16. 45 g、 16. 5mmo 1) にグァニン（1 g、 6. 62mmo 1 ) を溶解した液を、 50 °Cで 1時間かけて滴下した。反応マスを同温で 2時間反応後、反応マスを HPLCで分析した所、所望の 2' ーデォキシグアノシンを反応収率 80%で得た。

実施例 14 参考例 1で合成した 2—デォキシリポ一ス 1一リン酸ジ（アンモニゥム）塩 (2. 0 g、 7. 72mmo 1 ) を水（47. 1 g) に溶解し、実施例 9で得た酵素液（0. 1m l ) を加えた反応液に、 4. 02wt %の水酸化ナトリウム水溶液（16. 45 g、 16. 5mmo 1 ) にグァニン（1 g、 6. 62m mo 1 ) を溶解した液を、 50°Cで 1時間かけて滴下した。反応マスを同温で 2時間反応後、反応マスを HPLCで分析した所、所望の 2 ' —デォキシグァノシンを反応収率 81 %で得た。

実施例 1 5 参考例 1で合成した 2—デォキシリポース 1—リン酸ジ（アンモニゥム）塩 (2. 0 g、 7. 72mmo 1 ) を水（47. 1 g) に溶解し、実施例 9で得た酵素液（0. 1m l) を加えた反応液に、 5. 6wt %の水酸化カリウム水溶液（16. 5 g、 16. 5mmo 1 ) にグァニン（ 1 g、 6. 62mmo 1 ) を溶解した液を、 50°Cで 1時間かけて滴下した。反応マスを同温で 2時間反応後、反応マスを HPLCで分析した所、所望の 2 ' —デォキシグアノシンを反応収率 79 %で得た。

実施例 16

2，ーデォキシグアノシンの合成 (4)

参考例 1で合成した 2—デォキシリポース 1—リン酸ジ（アンモニゥム）塩 (2. 0 g、 7. 72mmo 1 ) を水（47. 1 g ) に溶解し、実施例 9で得た酵素液（0. 1m l ) を加えた反応液に、 2. 4wt %の水酸化リチウム水溶液（16. 5 g、 16. 5mmo 1 ) にグァニン（1 g、 6. 62mmo 1 ) を溶解した液を、 50°Cで 1時間かけて滴下した。反応マスを同温で 2時間反応後、反応マスを HPLCで分析した所、所望の 2' —デォキシグアノシンを反応収率 96 %で得た。実施例 1 7 参考例 1で合成した 2—デォキシリポース 1—リン酸ジ（アンモニゥム）塩 (2. 0 g、 7. 72mmo i ) を水（30 g) に溶解し、実施例 9で得た酵素液（0. 05m l ) を加えた反応液に、 2. 4w t %の水酸化リチウム水溶液（16. 5 g、 16. 5mmo 1 ) にアデニン（0. 89 g、 6. 62mm o 1 ) を溶解した液を、 50°Cで 1時間かけて滴下した。反応マスを同温で 2 時間反応後、反応マスを HP LCで分析した所、所望の 2，ーデォキシアデノシンを反応収率 98%で得た。

実施例 18

2 '—デォキシアデノシンの合成

純水（1 3 g) に 2—デォキシリポース 1—リン酸 2アンモニゥム塩（1.

67 g、 6. 7mmo 1 ) 、アデニン（0. 87 g、 6. 4mmo 1) と水酸化マグネシウム（0. 59 g、 10. lmmo l ) を加えた。該マスに、 0. 05m lの酵素液を加え、 45° (：、 3時間攪拌下で反応させた。その時の反応収率は 98 %であった。得られた反応マスを 70°Cに加熱し、 2 '—デォキシアデノシンを溶解した後、反応で生成した不溶なリン酸マグネシウムを 5 Aろ紙を用いろ過、水（5 g) で洗浄し、澄明な濾過液（18. 2 g) を反応マスから 99 %の収率で得た。この濾過速度は 1000 k g/m3/h rであり、濾過ケーキへの 2 一一デォキシアデノシンのロス率は 1 %であった。この様にして得られた濾過液を 5 °Cで 2時間晶析し、析出した結晶を濾過、水（5 g) で洗浄、減圧乾燥し、所望の 2一—デォキシアデノシン (1. 6 g) を収率 9 3 %で得た。

比較例 Λ 0 純水（13 g) に 2—デォキシリポース 1一リン酸 2アンモニゥム塩（1. 6

7 g、 6. 7mmo 1 ) 、アデニン（0. 87 g、 6. 4mmo 1 ) および 0. 05m 1の酵素液を懸濁した液に、 45°Cで塩化カルシウム 1水和物（ 1. 4

8 g) を溶かした水溶液（3. 7 g) および 4%水酸化ナトリウム水溶液（2 0. 1 g) を同時に 2時間かけて滴下する。滴下終了後、反応マスを同温で 3 時間反応させた。その時の反応収率は 97 %であった。得られた反応マスを 7 0°Cに加熱し、 2 '—デォキシアデノシンを溶解した後、反応で生成した不溶なリン酸カルシウムを 5 Aろ紙を用いろ過、水（5 g) で洗浄し、澄明な濾過液（28. 2 g) を反応マスから 85 %の収率で得た。この濾過速度は 50 k g/m3/h rであり、濾過ケーキへの 2 '—デォキシアデノシンのロス率は 1 5%であった。この様にして得られた濾過液を 5°Cで 2時間晶析し、析出した結晶を濾過、水（5 g) で洗浄、減圧乾燥し、所望の 2 'ーデォキシアデノシン（1. 3 g) を収率 75%で得た。

実施例 1 9 純水（13 g) に 2—デォキシリポース 1一リン酸 2アンモニゥム塩（1. 6 7 g、 6. 7mmo 1 ) 、アデニン（0. 87 g、 6. 4mmo 1 ) と水酸化マグネシウム（0. 59 g、 1 0. lmmo l) を加えた。該マスに、実施例 9で得た酵素液（0. 05m l ) を加え、 45 、 3時間攪拌下で反応させた。 3時間後に反応マスを HP LCで分析した所、所望の 2 '—デォキシアデノシンを反応収率 98 %で得た。この時の反応中の pHは 8〜 1 0を示した。実施例 20 純水（15 g) に 2—デォキシリポース 1—リン酸 2アンモニゥム塩（1. 6 7 g、 6. 7mmo 1 ) 、グァニン（0. 92 g、 6. 1 mmo 1 ) と水酸化マグネシウム（0. 59 g、 1 0. lmmo l) を加えた。該マスに、実施例 9で得た酵素液（0. 2m l) を加え、 50° ( 、 6時間攪拌下で反応させた。 6時間後に反応マスを HPLCで分析した所、所望の 2 一デォキシグアノシンを反応収率 98 %で得た。この時の反応中の pHは 8〜 1 0を示した。実施例 21 純水（13 g) に 2—デォキシリポ一ス 1—リン酸 2アンモニゥム塩（1. 6 7 g、 6. 7 mmo 1 ) 、アデニン（0. 87 g、 6. 4 mmo 1 ) と水酸化マグネシウム（0. 59 g、 1 0. lmmo l) を加えた。該マスに、実施例 9で得た酵素液（0. 05ml ) を加え、酢酸で pHを 8. 5に調整しながら、 45°C、 3時間攪拌下で反応させた。 3時間後に反応マスを HPLCで分析した所、所望の 2 'ーデォキシアデノシンを反応収率 98%で得た。

比較例 1 1

2 'ーデォキシアデノシンの合成

純水（13 g) に 2—デォキシリポース 1—リン酸 2アンモニゥム塩（1.

67 g、 6. 7mmo 1 ) 、アデニン（0. 87 g、 6. 4mmo 1 ) と塩化マグネシウム 6水塩（2. 05 g、 10. lmmo l) を加えた。該マスに、実施例 9で得た酵素液（0. 05m l ) を加え、 45°C、 3時間攪拌下で反応させた。 3時間後に反応マスを HPLCで分析した所、所望の 2 '—デォキシアデノシンを反応収率 65 %で得た。この時の反応中の pHは 6〜7. 5を示した。

比較例 12 純水（15 g) に 2—デォキシリポース 1—リン酸 2アンモニゥム塩（1. 6

7 g、 6. 7mmo 1 ) 、グァニン（0. 92 g、 6. 1 mmo 1 ) と塩化マグネシゥム 6水塩（2. 05 g、 10. lmmo 1 ) を加えた。該マスに、実施例 9で得た酵素液（0. 2m l ) を加え、 50° (：、 3時間攪拌下で反応させた。 3時間後に反応マスを HPLCで分析した所、所望の 2 '—デォキシグァノシンを反応収率 65 %で得た。この時の反応中の pHは 6〜 7. 5を示した。比較例 13 実施例 21と同様に、反応 pHを酢酸またはアンモニア、 &〇^1を用ぃ Hを調整しながら反応を行なった時の収率を下記の表 7に示す。結果から pH が 7. 5未満でも 10. 5以上でも収率が低下する事がわかる。表 7 . p Hによる収率の変化

比較例 1 4 実施例 1 9、比較例 1 1の反応方法で、反応 p Hをアンモニアを用い 9 . 0 に調整しながら、加える純水の量を変化させた時の反応収率の変化を下記の表 8に示す。この表から、塩化物の塩では、生成する塩化アンモニゥムの影響で反応濃度を低くしなければ収率が向上できない事がわかる。表 8

産業上の利用可能性

本発明によれば、ヌクレオシドホスホリラーゼまたは該酵素活性を有する微生物を用いたペントースー 1—リン酸と核酸塩基からのヌクレオシド化合物の製造において、リン酸と難水溶性塩を形成しうる金属塩を添加することで副生するリン酸が反応系から除外され、従来技術では達成されなかった反応収率の向上が達成される。また、反応液の高粘度化や固化を生じさせずにヌクレオシド化合物を高収率で効率的に生産することが可能となる。これらのことは、ェ業的見地から本発明は大きなコストダウンに繋がり、その意義は大きい。核酸塩基又は核酸塩基アナログを水酸化リチウムなどのアルカリ水溶液に溶解して添加すると反応操作が簡便になる。

リン酸イオンと難水溶性の塩を形成し得る金属カチオンの塩として水酸化マグネシゥムを用いると、水酸化マグネシウムの水に対する溶解度が低いため、 ( 1) 反応中に反応液の pHがほとんど変化しないので酵素の失活が防止される（水酸水酸化マグネシウム以外の水溶性の金属カチオンの塩を用いると反応中に反応液の p Hは若干アル力リ性側へと変化する）、

(2) 反応に伴う反応液の塩濃度の上昇がないので、塩濃度の上昇による反応阻害が防止され、加えてより高濃度の反応が可能になる、

(3) 金属カチオンを反応前に一括で添加可能である等の利点がある。また、金属カチオンとしてマグネシウムイオンを用いると反応終了後に反応液をろ過する工程においてそのろ過速度が顕著に向上するため工業上非常に有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 水性反応媒体中で、ヌクレオシドホスホリラーゼ活性の存在下に、ぺントースー 1一リン酸と、核酸塩基または核酸塩基アナログとを、リン酸ィォンと難水溶性の塩を形成し得る金属カチオンの存在下に反応させて、ヌクレオシド化合物を生成させるヌクレオシド化合物の製造方法であって、反応開始後に、前記ペントースー 1一リン酸、前記核酸塩基または核酸塩基アナログ及び前記金属カチオンから選択した少なくとも 1種の成分を反応途中の水性反応媒体中に添加することを特徴とするヌクレオシド化合物の製造方法。

2 . 前記ペントースー 1一リン酸が、リポース一 1一リン酸または 2—デォキシリポース一 1一リン酸である請求項 1に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

3 . 前記リン酸と難水溶性の塩を形成し得る金属カチオンが、カルシウムイオン、バリウムイオン、アルミニウムイオン、リチウムイオン及びマグネシゥムイオンの中から選ばれる 1種以上である請求項 1又は 2に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

4 . 前記リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンを、塩素イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオン、酢酸イオンおよび水酸化イオンの中から選ばれる 1種類以上のァニオンとの金属塩として水性反応媒体中に添加する請求項 3に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

5 . 前記リン酸と難水溶性の塩を形成しうる金属カチオンを、ペントース一 1ーリン酸の塩として水性反応媒体中に添加する請求項 3に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

6 . 前記反応開始後に前記水性反応媒体に添加される少なくとも 1種の成分のうちの少なくとも 1種について、その反応終了までに添加する量を 2回以上に分割して、あるいは連続的に徐々に前記水性反応媒体に添加することを特徴とする請求項 1に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

7 . 前記ペントースー 1一リン酸、前記核酸塩基または核酸塩基アナログ及び前記金属カチオンの 3種の成分の反応終了までに添加する量が、これら成分を水性反応媒体に一括して添加 ·反応させた場合に水性反応媒体に高粘度化または固化が生じ、且つ前記反応開始後の一種以上の成分の反応終了までの添加量の一部又は全部が前記反応開始後に分割添加することで該反応液の高粘度化または固化が防止されることを特徴とする請求項 1または 6に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

8 . 前記核酸塩基または核酸塩基アナログを、アルカリ水溶液として加えることを特徴とする請求項 1〜 7のいずれか一項に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

9 . 前記核酸塩基または核酸塩基アナログを溶解するアル力リ水溶液が、水酸化リチウム、炭酸リチウム及び炭酸水素リチウムのいずれか一つ以上を含有する溶液であることを特徴とする請求項 8記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

1 0 . 水性反応媒体中で、ヌクレオシドホスホリラ一ゼ活性の存在下に、ペントース— 1一リン酸と、核酸塩基または核酸塩基アナログとを、リン酸と難水溶性の塩を形成する金属カチオンの塩の存在下、 p Hを調整せずに反応させて、ヌクレオシド化合物を生成させるヌクレオシド化合物の製造方法であつて、該金属力チォンの塩が水に難水溶性の塩であることを特徴とする製造方法。

1 1 . 金属カチオンの塩が、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム及び塩基性炭酸マグネシウムから選択された少なくとも 1種である請求項 1 0記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

1 2 . 反応の際の水性反応媒体の p Hが 7 . 5から 1 0 . 0の範囲であることを特徴とする請求項 1 1記載のヌクレオシド化合物の製造方法。

1 3 . 反応により得られた反応液をろ過して、反応液中の不溶性物質を除去し、ヌクレオシド化合物を含有するろ液を得る工程を有することを特徴とする請求項 1 1に記載のヌクレオシド化合物の製造方法。