WO2008140127A1 - 光学活性2-アルキル-1,1,3-トリアルコキシカルボニルプロパンの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the optical purity is up to 93% ee (43% ee if the alkyl group bonded to the carbon atom of the optically active center is a methyl group), which is not necessarily industrial. It was not a satisfactory method.
- Non-Patent Document 1 J. Am. Chem. Soc., 1 2 2, 9 1 3 4 (2 0 0 0) Disclosure of Invention
- the present inventors have optically selectively hydrolyzed using various enzymes under normal enzymatic reaction conditions using racemic 2-alkyl-1,1,1,3-trialkoxycarbonyl propane as a raw material.
- racemic 2-alkyl-1,1,1,3-trialkoxycarbonyl propane as a raw material.
- the two optically active 2-alkyl-1,1,3-trialkoxycarbonylpropane isomers were obtained. It was found that it can be manufactured easily and efficiently. That is, the present invention provides the following [1] to [1 1].
- R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- R 2 and R 3 each have the same meaning as described above, and * indicates that the carbon atom is an asymmetric center.
- Enzymes are: Arsrobacter globiformis, Ardrobacterglobiformis, Candidacylindracea, Candidarugosa, Candidaantactica B, Candidaantactica originated from the microorganisms of us 1 icheniformis), Bacillus subtilis or Chromomo bacteri um coco 1 at urn or the thermophilic microorganisms (the rmo phi 1 icmicro— organisms) The production method according to any one of [1] to [7], which is a carohydrolyzing enzyme.
- the enzyme is an esterase or lipase derived from ALSrobacter SC-6-98-28 (? £ 1 BP-3658) or Chromobacterium SC-YM-1 (FERM BP-6703) [1]
- the production method according to any one of [7].
- Amino acid sequence of a protein having the ability to selectively hydrolyze the ester site of one of the 2-alkyl-1,1,3-trialkoxycarbonyl propane.
- alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 2 and R 3 in the compounds represented by the formulas (1) and (2) of the present invention include a methyl group, an ethyl group, and n-propyl.
- 2-alkyl-1,1,3-trialkoxycarbonylpropane (1) specifically, 2-methyl-1,1,3-trimethoxycarbonyl propylene, 2-methyl-1,1,3-triethoxy Carbonylpropane, 2-methyl-1,1,1,3-tri-n-propoxycarbonylpropane, 2-ethyl-1,1,3-trimethoxycarbonylpropane, 2-ethyl-1,1,3-triethoxycarbonylpropane, 2 — N-propyl-1,1,1,3-trimethoxycarbonylpropane, 2-n-propyl-1,1,3-triethoxycarbonylpropane, 2-methyl-1,1-diethoxycarbonyl 3-methoxyphenyl N-Propane, 2-Methyl-1, 1-Di n-Propoxy L-Prop-Loop 3-Methoxycarbonyl Propane, 2-Ethyl- 1,1-Diethoxy Carbon 3-R Cycarponyl-propane,
- an enzyme having the ability to selectively hydrolyze the ester site of the S form is more specifically, Chromobacterium SC-YM — CH I RAZ YME (registered trademark) E-3 (derived from thermophilic microorganism), Ribaise CH I RAZ YME (registered trademark) as an enzyme derived from one strain (FE RM BP— 6703) or a commercially available enzyme
- Lipase examples include Lipase—MY (derived from C andidacylindracea) (manufactured by Meito Sangyo Co., Ltd.), lipase L ipase OF (manufactured by Meishou Sangyo Co., Ltd.) or PL E—A (manufactured by Amano Enzyme)
- An enzyme derived from Chromobacterium S C—YM-1 strain (FERM BP—6703) is more preferred.
- enzymes having the ability to selectively hydrolyze the ester site of R-form of 2-alkyl-1,1,1,3-trialkoxycarbonylpropane (1) for example, Bacilluslicheniformis, Microorganisms of the genus Bacillus such as Bacillus subtilis, microorganisms of Arthrobacterglobifo rm is, microorganisms of Candida an tactica, Bovinepancreas or preferred Mention may be made of enzymes derived from thermophilic microorganisms (Thermo phi 1 icmicro-organism).
- an enzyme having the ability to selectively hydrolyze the ester site of one enantiomer (hereinafter referred to as the present enzyme) Recombinant microorganisms that have been transformed by introducing a gene that codes for the enzyme of these microorganisms, even if they are derived from these microorganisms by mutations or mutants induced by treatment with ultraviolet rays, etc. Or a mutant enzyme in which one or several specific amino acids in the amino acid sequence of the enzyme are deleted, added or substituted by genetic engineering techniques.
- 3 15 1 893 or a method similar thereto.
- this enzyme produced by a recombinant microorganism that can be produced in this manner include esterase derived from chromopacterium SC—YM-1 strain (FERM BP-6 703) (Patent No. 38 7 5283) Gazette) or an esterase derived from Arus lobacter SC-6-98-28 strain (FERM BP- 3 58 58) (Japanese Patent No. 3 1 5 893).
- esterase derived from chromopacterium SC—YM-1 is an enzyme consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and Alulopactor SC-6-98-28 ( FERM BP-6703) is an enzyme consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and Alulopactor SC-6-98-28 ( FERM BP-6703) is an enzyme consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and Alulopactor SC-6-98-28 ( FERM BP-6703) is an enzyme consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and Alulopactor SC-6-98-28 ( FERM BP-6703) is an enzyme consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and Alulopactor SC-6-98-28 ( FERM BP-6703) is an enzyme consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and Alulopactor SC-6-98-28 ( FERM BP-6703) is an enzyme
- esterase derived from the enzyme examples include an enzyme having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3.
- An example of a gene encoding this enzyme is an esterase derived from Chromobacterium SC-YM-1 strain (FERM BP-67 03).
- An example of a gene is DNA consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, and it is a gene encoding an esterase derived from the ALSLACTACTER SC-6-98-28 strain (£ 1: ⁇ BP-36 58).
- DNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 can be mentioned.
- Amino acid sequence of a protein that has the ability to selectively hydrolyze the ester site of one of the 2-alkyl-1 1,1,3-trialkoxycarbonylpropanes.
- the 43rd N is substituted with S (serine), and at least the 1st to 362rd amino acid sequence (JP 2000-789 88) N 43 SA 3 6 3 term) or the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in which the first 60th G (glycine) is S (serine) and the first 89th G (glycine) is F (Phenylalanine)
- An enzyme comprising a protein having a substituted amino acid sequence (1 60 S 1 89 F 363 te rm described in Japanese Patent No. 3486942) which is substituted and is represented by at least the 1st to the 362rd positions may be used. More preferred.
- DNA that consists of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 4 and DNA that hybridizes under stringent conditions means, for example, “Cloning and Sequence” (supervised by Satoshi Watanabe, edited by Masahiro Sugiura, 1 989, published by Rural Bunkasha, etc.) (1) Under high ion concentration [for example, 6XSSC (900 mM sodium chloride, 90 mM sodium citrate) . And DNA-DN A hybrid consisting of the nucleotide sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 by hybridization at 65, and (2) under low ion concentration [for example, 0.1 X SSC (15 mM sodium chloride, 1.5 mM sodium citrate).
- DNA that can maintain the hybrid even after incubation at 65 ° C for 30 minutes DNA that can maintain the hybrid even after incubation at 65 ° C for 30 minutes.
- a part of the bases is missing.
- DNA having% sequence homology DNA having% sequence homology.
- DNA is a DNA that has been cloned from DNA that exists in nature, deletion, substitution, or addition of some of the bases in the base sequence of the cloned DNA is artificial. It may be DNA introduced into or artificially synthesized DNA. Sequence homology is, for example, the BESTFIT program (D evereuxeta 1, 984) Nucleic Acids Research 12, p 387—39 5) supplied by UWGC GP ackage, PILEUP and BLAST algorithms (A 1 tscu 1 SF ( 1 993) J Mo 1 Ev ol 3 6: 290-300; A 1 tschu 1 SF (1 990) J Mo 1 B iol 2 1 5: 403-1 0) .
- BESTFIT program D evereuxeta 1, 984) Nucleic Acids Research 12, p 387—39 5
- PILEUP and BLAST algorithms A 1 tscu 1 SF ( 1 993) J Mo 1 Ev ol 3 6: 290-300; A 1 tschu 1
- amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 3 includes 1 amino acid or 2 amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 3. Amino acid sequences in which amino acids have been deleted, substituted or added are preferred.
- the enzyme includes an amino acid sequence having at least 90% sequence homology, preferably at least 95% sequence homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2. All the microorganisms producing this enzyme can be liquid-cultured by a usual method. As the medium, various media containing carbon sources, nitrogen sources, and inorganic substances that are used in normal microorganism culture can be used.
- triglycerides such as olive oil or tributyrin, or 2-alkyl-1,1, 1,3-Trialkoxycarbonylpropane (1) may be added to the medium as appropriate.
- the enzyme may be placed downstream of a promoter of the type induced by an enzyme such as the tac promoter, trc promoter and lac promoter.
- a transformant introduced with a plasmid to which the encoded DNA is connected as an inducer for inducing the production of the protein of the present invention, for example, isopropyl ti
- IPTG o-j3-D-galactoside
- Cultivation is usually carried out aerobically, and shaking culture or aeration agitation culture is suitable.
- the culture temperature is about 20 to 40, preferably about 25 to 35, and the pH is preferably about 6 to 8.
- the culture time varies depending on various conditions, but is preferably about 1 to 7 days.
- a solid culture method may be adopted as long as it is a method that can obtain microbial cells having asymmetric water-dissolving ability of 2-monoalkyl-1,1,3-trialkoxycarbonylpropane (1). Can do.
- the present enzyme from the microorganism culture cultured as described above, it may be carried out in accordance with a method usually used for purification of general enzymes. For example, the cells in the microorganism culture are first crushed by a method such as ultrasonic treatment, dynomill treatment, or French press treatment.
- cation exchange column chromatography After removing insolubles from the obtained lysate by centrifugation or the like, cation exchange column chromatography, anion exchange column chromatography, hydrophobic column chromatography, gel filtration column, which are usually used for enzyme purification, are used.
- the target enzyme can be purified by appropriately combining one or more chromatography and the like.
- carriers used for these column chromatography include DEAE—Sepharose (registered trademark) ⁇ astf 1 ow (manufactured by GE Healthcare Bioscience) and Butyl—Toyopearl (registered trademark) 65 OS (Tosohichi Corporation) Company-made).
- the amount of the enzyme used is appropriately selected so that the reaction time is not delayed and the selectivity is not lowered.
- the amount used is 2_alkyl-1 , 1,3-Trialkoxycarbonyl propane (1) is usually 0.001 to 2 times by weight, preferably 0.002 to 0.5 times by weight, microorganism culture, cells, and them
- the amount used is usually about 0.01 to 200 times by weight, preferably 0.1 to 50 times the amount of 2-alkyl-1,1,1,3-trialkoxycarbonyl propane (1) It is about twice the weight.
- the water used for the asymmetric hydrolysis reaction may be a buffered aqueous solution.
- buffer aqueous solutions include inorganic acid buffer solutions such as sodium phosphate aqueous solution and potassium phosphate aqueous solution, and alkaline metal acetates such as sodium acetate aqueous solution and potassium acetate aqueous solution.
- buffered aqueous solutions of organic acids such as The amount of water used is 2-alkyl 1 1, 1 , 3-Trialkoxycarbonylpropane (1) is usually 0.5 mole times or more, and in some cases, the amount of solvent is used, and usually it is 200 weight times or less.
- alcohols such as tert-butanol, methanol, ethanol, isopropanol, isobutanol and n-butanol
- ethers such as tetrahydrofuran
- sulfoxides such as dimethyl sulfoxide
- ketones such as acetone, nitriles such as acetonitrile, and amides such as N, N-dimethylformamide.
- hydrophobic organic solvents and hydrophilic organic solvents are used singly or in combination of two or more kinds, and a hydrophobic organic solvent and a hydrophilic organic solvent may be used in combination.
- the amount used is usually 2 to 200 times the weight of 2-alkyl_1,1,3-trialkoxycarbonylpropane (1), and preferably 0.1 to 100% by weight. The range is about double.
- the asymmetric hydrolysis reaction is performed, for example, by a method of mixing water, 2-alkyl-1,1,3-trialkoxycarbonylpropane (1) and the present enzyme.
- the organic solvent, , 2 -alkyl-1,1,3, trialkoxycarbonylpropane (1) and this enzyme may be mixed.
- the pH of the reaction system is appropriately selected so that the asymmetric hydrolysis by this enzyme proceeds with good selectivity, and is not particularly limited, but is usually about pH 4 to 10, preferably about pH 6 to 8.
- the pH may be adjusted within a selected range by adding a base.
- bases include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, carbonates of alkali metals and alkaline earth metals such as sodium carbonate, potassium carbonate and calcium carbonate, and sodium hydrogen carbonate.
- Alkaline metal bicarbonates such as potassium hydrogen carbonate, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, dibasic hydrogen phosphate, organic bases such as triethylamine, pyridine, Monia etc. are used. Such bases may be used alone or in combination of two or more.
- Such a base is usually used as an aqueous solution, but when an organic solvent is used for the reaction, it may be used as an organic solvent or a mixed solution of an organic solvent and water. The same organic solvent as that used in the reaction can be used. Furthermore, the base may be used in a solid state or in a state suspended in a solution.
- the reaction temperature is appropriately selected as the temperature at which the asymmetric hydrolysis by the enzyme proceeds with good selectivity, and is not particularly limited. However, if the temperature is too high, the stability of the enzyme tends to decrease. It tends to decrease. On the other hand, the selectivity tends to improve as the temperature decreases. Usually, it is about 10 to 65, preferably about -5 to 50.
- optically active 2 —alkyl _ 1, 1, 3 cardiac alkoxycarbonylpropane represented by the formula (2) (hereinafter abbreviated as optically active 2 —alkyl— 1, 1, 3 —trialkoxycarbonylpropan (2))
- further post-treatment is performed to separate the enzyme, buffer, or carboxylic acid produced by the hydrolysis reaction used in the reaction.
- post-treatment include, for example, a method in which the solvent in the reaction solution is distilled off, followed by separation and purification using a silica gel chromatography, a method in which the solvent is distilled off and then purified by distillation, and a liquid separation operation. The method of separating and purifying by, etc. is mentioned.
- hydrophobic organic solvents examples include ethers such as tert-butyl methyl ether and isopropyl ether, hydrocarbons such as toluene, hexane, cyclohexane, heptane, octane, and isooctane, dichloromethane, dichloroethane, chloroform, Examples include octalogated hydrocarbons such as black benzene and orthodichlorobenzene, and esters such as ethyl acetate, methyl acetate, and butyl acetate. When these hydrophobic organic solvents are used during the reaction, the liquid separation operation can be performed as it is.
- the liquid may be separated after appropriately adding a hydrophobic organic solvent or water.
- the amount of the hydrophobic organic solvent used is not particularly limited, but is usually 0.1 to 200 times by weight, preferably 2 to alkyl_1,1,3, -trialkoxycarbonylpropane (1), preferably The range is about 0.2 to 100 times the weight.
- the pH at the time of extraction of the target product is usually in the range of about 6 to 10, preferably in the range of about 7 to 9.
- the same extraction and separation operation may be repeated several times. Similarly, when the removal of water-soluble components from the organic layer is insufficient, the same extraction and separation operations may be repeated a plurality of times.
- the obtained optically active 2-alkyl-1,1,3-trialkoxyl-pouryl (2) may be further purified by column chromatography or distillation.
- the enzyme having the ability to selectively hydrolyze the ester site of the S form of 2-alkyl-1,1,3-trialkoxycarbonylpropane (1) is used as the enzyme,
- the optically active 2-alkyl-1,1,1,3-trialkoxycarbonylpropane (2) obtained from the organic layer of the liquid separation treatment is rich in the R form, and the 2-monoalkyl-1,1,3-trialkoxycarbonylpropane.
- the aqueous layer contains optically active (R) — 2-alkyl-1,1,1,3-trialkoxycarbonyl.
- R optically active
- Propane hydrolysis products are each included. These hydrolysis products can be obtained by distilling off water from the aqueous layer or by adjusting the aqueous layer to be acidic and then extracting with an organic solvent and concentrating the resulting organic layer. If the resulting hydrolysis product is esterified, the corresponding optically active 2-alkyl-1,1,1,3-trialkoxycarbonyl propylene (2) can also be obtained.
- Such esterification is, for example, a method of reacting the hydrolysis product with alcohol in the presence of sulfuric acid; a method of reacting the hydrolysis product with alcohol in the presence of trimethylsilane azide or trimethylsilane chloride; etc.
- the conventional method may be used.
- the optically active 2-alkyl-1,1,1,3-trialkoxycarbonylpropane (2) thus obtained is specifically (R) —2-methyl-1,1,3-trimethoxycarbonylpropane, (R) 2—Methyl— 1, 1, 3 —Sulfuroxycarbonyl propane, (R) 1 2-Methyl-1, 1,3-tri-n-propoxycarbonyl propane, (R) — 2—Ethyl— 1, 1, 3— Trimethoxycarbonylpropane, (R) — 2-Ethyl-1, 1, 3-triethoxycarbonylpropane, (R) 1 2-n-propyl-1, 1,3-trimethoxycarbonylpropane, (R) — 2— n —Propyl 1,1,3-triethoxycarbonylpropane, (R) — 2-Methyl-1,1-diethoxycarbonyl—3-Methoxycarbonylpropane, (R) — 2-Methyl-1,
- E. coli JM105 strain was transformed with a plasmid containing each esterase gene shown in Table 5.
- the resulting transformant was sterilized LB containing 0.1 mM IP TG and 50 g / m1 ampicillin (1% bactotryptone, 0.5% pact-yeast extract, 1% sodium chloride) Each medium was inoculated into 100 ml and cultured with shaking (37 ° C, 24 hours). The obtained culture broth was centrifuged to obtain about 0.6 g of wet cells. Suspend approximately 0.6 ⁇ wet cells in 0.1 ml of 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7.0), add 5 g of 1 mm diameter glass beads, The product was destroyed at 25 00 rpm, 20 minutes). The obtained disrupted solution was centrifuged (100,000 rpm, 4 ° C, 10 minutes), and the supernatant was used as a crude enzyme solution.
- Example 30-1 The pH of the aqueous layer obtained in Example 30-1 was adjusted to pH 2.0 by adding 3.12 g of 35% by weight hydrochloric acid to 79.8 g. Thereto, 20.0 g of ethyl acetate and 25.0 g of sodium chloride were added and stirred, and then the resulting mixture was separated. The obtained aqueous layer was extracted with 25.Og of ethyl acetate. The obtained organic layers were combined and washed with 25. 5% sodium chloride aqueous solution 25.Og. The washed organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain 5. l g of a tan oil.
- Example 30-3 Esterification
- Example 30 1-2 1.0 g of the tan oily substance obtained in 2 was dissolved in 20.0 g of methanol. The obtained solution was cooled to 0, and 1.0 g of trimethylsilane chloride was added dropwise thereto over about 10 minutes. After completion of the dropwise addition, the resulting reaction solution was heated to 20 to 25 and kept at that temperature for 45.5 hours. The resulting reaction solution was diluted with 32 g of tert-butyl methyl ether. Thereto was added 40 g of a 5 wt% aqueous sodium hydrogen carbonate solution and stirred, followed by liquid separation to obtain 36.2 g of an organic layer and 57.8 g of an aqueous layer.
- the obtained organic layer and aqueous layer were each subjected to high performance liquid chromatography. Analyze the chemical purity with a luffy, and analyze the optical purity of the organic layer with a high performance liquid chromatograph, and collect the optically active 2-methyl-1,1,3-trimethoxycarbonylpropane obtained. And enantiomeric excess were determined.
- the above chemical purity and optical purity analysis was performed in the same manner as in Examples 1-14.
- the yield of 2-methyl-1,1,3-trimethoxycarbonylpropane contained in the organic layer and the aqueous layer was 46.8%, and 2-methyl-1,1,1, contained in the organic layer.
- the enantiomeric excess of 3-trimethoxycarbonylpropane was 86.8% ee (S form).
- Example 3 1-1 Enzymatic hydrolysis
- 2-Methyl-1,1,3-trimethoxycarbonylpropane 150 g and 10 OmM sodium phosphate buffer (pH 7.0) 1 03 5 g were weighed into the plasmid (p CC 1 60 S 1 17.0 g of a crude enzyme solution prepared in the same manner as in Example 2:! -29 from a transformant of E. coli JM105 strain containing 89 F 363 term).
- the solution was stirred at 0 for 42 hours. While stirring, the pH of the solution was maintained at 7 by dropwise addition of 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution. Ethyl acetate 613 g was added to the solution after completion of stirring, and the resulting mixture was filtered through a glass filter.
- Example 3 1 The pH of the aqueous layer obtained in 1 was adjusted to 2.0 by adding 35 wt% hydrochloric acid 6 1 to 1 3 15 g. Thereto, 300 g of ethyl acetate and 415 g of sodium chloride were added and stirred, and the resulting mixture was separated. The obtained aqueous layer was extracted with 375 g of ethyl acetate. The obtained organic layers were combined and washed with 375 g of 25 wt% sodium chloride aqueous solution. The washed organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain 105 g of a tan oil.
- Example 31-3 Esterification
- Example 3 1 Of the yellow-brown oily substance obtained in 1 1-2, 1. O g was dissolved in 20. lg of methanol. The obtained solution was cooled to 0 ° C., and 1.0 g of trimethylsilan chloride was added dropwise over about 10 minutes. After completion of the dropwise addition, the resulting reaction solution was heated to 20 to 25 and kept at that temperature for 45 hours. The resulting reaction solution was diluted with 32 g of tert-butyl methyl ether. Thereto was added 40 g of a 5 wt% aqueous sodium hydrogen carbonate solution and stirred, followed by liquid separation to obtain 37.0 g of an organic layer and 57.3 g of an aqueous layer.
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Abstract
2−アルキル−1,1,3−トリアルコキシカルボニルプロパン(1)のうち一方のエナンチオマーのエステル部位を選択的に加水分解する能力を有する酵素、あるいは該酵素の産生能を有する微生物の培養物あるいはその処理物を用いて、2−アルキル−1,1,3−トリアルコキシカルボニルプロパン(1)を不斉加水分解する工程を含む光学活性2−アルキル−1,1,3−トリアルコキシカルボニルプロパン(2)の製造方法。
Description
明 細 書 光学活性 2 _アルキル— 1, 1, 3 —トリアルコキシカルポニルプロパンの製 造方法 技術分野
本発明は、 光学活性 2 —アルキル— 1, 1 , 3 —トリアルコキシカルポニル プロパンの製造方法に関する。 背景技術
光学活性 2 —アルキル— 1 , 1, 3 _トリアルコキシカルポニルプロパンは 、 天然物や医薬などの合成において不斉炭素導入原料として有用な化合物であ る。
これまで、 かかる光学活性 2 —アルキル一 1, 1 , 3 —トリアルコキシカル ポニルプロパンを製造する方法としては、 例えば、 不斉銅触媒の存在下でシリ ルエノラー卜とアルキリデンマロネ一卜とを付加させる方法 (非特許文献 1 ) が挙げられる。 該製法により得られるチォエステルのエステル交換を行えば、 光学活性 2 —アルキル一 1 , 1 , 3 —トリアルコキシカルポニルプロパンが得 られる。 しかしながら、 かかる方法ではハロゲン化溶媒を用いており、 また、 目的物の光学純度を高めるには低温条件が必要であった。 しかも— 7 8 °Cで反 応を行っても光学純度は最高 9 3 % e e (光学活性中心の炭素原子に結合する アルキル基がメチル基の場合は 4 3 % e e ) であり、 必ずしも工業的に満足で きる方法であるとはいえなかった。
[非特許文献 1 ] J . Am. C h e m. S o c . , 1 2 2 , 9 1 3 4 ( 2 0 0 0 ) 発明の開示
そこで本発明者らは、 ラセミ化合物である 2—アルキル一 1 , 1, 3 —トリ アルコキシカルポニルプロパンを原料として、 通常の酵素反応条件下、 種々の 酵素を用いて光学選択的に加水分解することにより光学活性 2 —アルキル一 1 , 1 , 3 —トリアルコキシカルポニルプロパンを製造する方法について鋭意検 討した結果、 光学活性 2—アルキル一 1, 1, 3 —トリアルコキシカルボニル プロパンの両異性体をそれぞれ容易に効率よく製造できることを見出した。 即ち、 本発明は、 以下の [ 1 ] ~ [ 1 1 ] を提供するものである。
(式中、 、 R 2 および R 3 はそれぞれ同一または相異なり、 炭素数 1 ~ 4 のアルキル基を示す。 )
で示される 2 —アルキル— 1 , 1, 3 —トリアルコキシカルポニルプロパンの うち一方のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解する能力を有す る酵素、 あるいは該酵素の産生能を有する微生物の培養物あるいはその処理物 を用いて、 式 ( 1 ) で示される 2 —アルキル一 1 , 1 , 3 —トリアルコキシ力
ルポ 不斉加水分解する工程を含むことを特徴とする式 (2)
(式中、 、 R2 および R3 はそれぞれ前記と同じ意味を示し、 *は当該炭 素原子が不斉中心であることを示す。 )
で示される光学活性 2—アルキル一 1 , 1, 3 トリアルコキシ力ルポニルプ 口パンの製造方法。
[2] . 式 ( 1 ) で示される 2一アルキル一 1, 1, 3一トリアルコキシカル ポニルプロパンにおいて、 がメチル基である [1] に記載の製造方法。
[3] . 式 (1) で示される 2一アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカル ポニルプロパンにおいて、 R2 がメチル基である [1] に記載の製造方法。
[4] . 式 (1) で示される 2一アルキル一 1, 1, 3一トリアルコキシカル ポニルプロパンにおいて、 R3 がメチル基である [1] に記載の製造方法。
[5] . 式 ( 1 ) で示される 2一アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカル ポニルプロパンにおいて、 と R2 が共にメチル基である [1] に記載の製 造方法。
[6] . 式 (1) で示される 2—アルキル- 1 , 1, 3—トリアルコキシカル ポニルプロパンにおいて、 R2 と R3 が共【 メチル基である [1] に記載の製 造方法。
[7] . 式 (1) で示される 2—アルキル一 1 , 1, 3—トリアルコキシカル ポニルプロパンにおいて、 尺ェ 、 R2 および R3 のいずれもがメチル基である
[I] に記載の製造方法。
[8] . 酵素が、 キャンディダ (C a n d i d a) 属またはバシラス (B a c i 1 1 u s ) 属の微生物を起源とする加水分解酵素である [1] 〜 [7] のい ずれかに記載の製造方法。
[9] . 酵素が、 ァルスロパクター · グロビフオルミス (A r t h r o b a c t e r g l o b i f o r m i s ) 、 キャンディダ ' シリンダラセァ (C a n d i d a c y l i n d r a c e a) 、 キヤンディダ ·ルゴサ (C a n d i d a r u g o s a) 、 キャンディダ 'アンタクティカ (C a n d i d a a n t a c t i c a) 、 パシラス ' リケニフォルミス (B a c i 1 1 u s 1 i c h e n i f o r m i s ) 、 バシラス ·サブチリス (B a c i l l u s s u b t i l i s) またはクロモパクテリゥム ·チョコレータム (Ch r omo b a c t e r i um c o c o 1 a t urn) の微生物あるいは好熱性微生物 ( t h e rmo p h i 1 i c m i c r o— o r g a n i s m) を起源とするカロ水 分解酵素である [1] 〜 [7] のいずれかに記載の製造方法。
[1 0] . 酵素が、 ァルスロバクタ一 S C— 6— 98— 28株 (?£1 B P— 3658 ) またはクロモバクテリゥム S C— YM— 1株 (FERM BP - 6703) 由来のエステラーゼもしくはリパーゼである [1] 〜 [7] のい ずれかに記載の製造方法。
[I I] . 酵素が、 下記 a) ~e) のいずれかアミノ酸配列からなるタンパク 質である [1] 〜 [7] のいずれかに記載の製造方法。
a) 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列。
b) i ) 配列番号 2または 4で示される塩基配列からなる DN Aに対して少な くとも 90 %の配列相同性を有する DNAの塩基配列がコードするアミノ酸配
列であって、 かつ、 i i ) 2—アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシ力ルポ ニルプロパンのうち一方のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解 する能力を有するタンパク質のアミノ酸配列。
c) i ) 配列番号 2または 4で示される塩基配列からなる DNAとストリンジ ェントな条件下でハイプリダイズする DN Aの塩基配列がコードするアミノ酸 配列であって、 かつ、 U) 2—アルキル— 1, 1, 3—トリアルコキシ力ルポ ニルプロパンのうち一方のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解 する能力を有するタンパク質のアミノ酸配列。
d) i ) 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列において 1若しくは複数 のアミノ酸が欠失、 置換若しくは付加されたアミノ酸配列であって、 かつ、 ii
) 2—アルキル— 1, 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパンのうち一方 のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解する能力を有するタンパ ク質のアミノ酸配列。
e) i ) 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列と配列相同性が少なくと も 90 %のアミノ酸配列であって、 かつ、 ii) 2—アルキル— 1, 1, 3—ト リアルコキシカルボニルプロパンのうち一方のェナンチォマ一のエステル部位 を選択的に加水分解する能力を有するタンパク質のアミノ酸配列。 発明を実施するための形態
以下、 本発明について詳細に説明する。
本発明方法において用いられる原料である式 (1) で示される 2—アルキル — 1, 1, 3—トリアルコキシカルボニルプロパン (以下、 2一アルキル— 1 , 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパン (1) と略記する。 ) は、 塩基 の存在下でマロン酸ジアルキルと ι8—アルキル— α, β—不飽和アルキルエス テルとを反応させる方法 (例えば、 T e t r a h e d r o n, 44, 1 1 9 ( 1 988 ) 参照。 ) 等の任意の公知の方法にて製造して、 本発明に用いること ができる。 本発明の式 (1) および (2) で示される化合物における 、 R2 および R3 で示される炭素数 1〜4のアルキル基として、 具体的にはメチル基、 ェチ ル基、 n—プロピル基、 イソプロピル基、 n—ブチル基、 イソブチル基、 s e c—プチル基、 t e r t—ブチル基が例示される。 かかる 2—アルキル一 1 , 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパン ( 1 ) として、 具体的には 2—メチル— 1 , 1, 3—トリメトキシカルポニルプロ パン、 2ーメチルー 1, 1 , 3—トリエトキシカルボニルプロパン、 2—メチ ル— 1, 1, 3—トリ n—プロポキシカルポニルプロパン、 2—ェチルー 1, 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパン、 2—ェチルー 1 , 1, 3—トリエ トキシカルポニルプロパン、 2— n—プロピル一 1 , 1, 3—トリメトキシカ ルポニルプロパン、 2— n—プロピル— 1, 1, 3—トリエトキシカルポニル プロパン、 2—メチルー 1 , 1ージエトキシカルポ二ルー 3—メ卜キシカルポ 二ループロパン、 2—メチルー 1, 1—ジ n—プロポキシ力ルポ二ルー 3—メ トキシカルポ二ループロパン、 2—ェチル— 1, 1ージエトキシカルポ二ルー 3—メトキシカルポニル—プロパン、 2—ェチルー 1, 1ージ n—プロポキシ 力ルポ二ルー 3—メトキシカルポ二ループロパン、 2— n—プロピル— 1, 1 —ジエトキシカルポニル— 3—メトキシカルポニル—プロパン、 2—メチル—
1, 1ージメトキシカルポ二ルー 3—エトキシカルポ二ループロパン、 2—メ チルー 1 , 1—ジ n—プロポキシ力ルポ二ルー 3—エトキシカルポ二ループ口 パン、 2—ェチルー 1, 1ージメトキシカルポ二ルー 3—エトキシカルポニル 一プロパン、 2— n—プロピル一 1 , 1ージメトキシカルボニル— 3—ェトキ シカルポニル—プロパン等が挙げられる。
2一アルキル一 1 , 1, 3—トリアルコキシカルボニルプロパン (1) のう ち S体のエステル部位を選択的に加水分解する能力を有する酵素としては、 例 えば、 キャンディダ · シリンダラセァ (C a n d i d a c y l i n d r a c e a) 、 キャンディダ 'ルゴサ (C a n d i d a r u g o s a) 等のキャン ディダ属の微生物、 クロモバクテリゥム ·チョコレータム (Ch r omo b a c t e r i urn c h o c o 1 a t urn) の微生物、 ブタ肝臓 (P i g 1 i v e r ) または好熱性微生物 (Th e rmo p h i l i c m i c r o— o r g a n i s m) 由来の酵素を挙げることができる。 キャンディダ · シリンダラ セァ、 キャンディダ ·ルゴサ等のキャンディダ属の微生物、 クロモバクテリウ ム ·チョコレータムの微生物または好熱性微生物由来の酵素が好ましい。 かかる 2—アルキル— 1 , 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパン (1 ) のうち S体のエステル部位を選択的に加水分解する能力を有する酵素として さらに具体的には、 クロモバクテリゥム S C— YM— 1株 (F E RM BP— 6703 ) 由来の酵素もしくは市販酵素として CH I RAZ YME (登録商標 ) E- 3 (好熱性微生物由来) 、 リバ一ゼ CH I RAZ YME (登録商標)
L - 3 (C a n d i d a r u g o s a由来) 、 コレステロールエステラ一 ゼ (C a n d i d a c y l i n d r a c e a由来) (以上、 Ro c h e D i a g n o s t i c s社製) 、 リパ一ゼ C h i r o CLEC - CR (A 1 t u s B i o l o g i e s社製) 、 リパ一ゼ L i p a s e— MY (C a n d i d a c y l i n d r a c e a由来) (名糖産業社製) 、 リパーゼ L i p a s e OF (名糖産業社製) または PL E— A (天野ェンザィム社製) を挙げる ことができる。 クロモバクテリゥム S C— YM— 1株 (FERM BP— 6 7 03 ) 由来の酵素がより好ましい。
2—アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパン (1) のう ち R体のエステル部位を選択的に加水分解する能力を有する酵素としては、 例 えば、 パシラス · リケニフォルミス (B a c i l l u s l i c h e n i f o r m i s ) , バシラス ·サブチリス (B a c i l l u s s u b t i l i s) 等のバシラス属の微生物、 ァルスロパクター · グロビフオルミス (A r t h r o b a c t e r g l o b i f o rm i s) の微生物、 キャンディダ 'アンタ クティカ (C a n d i d a an t a c t i c a) の微生物、 ゥシ滕臓 (B o v i n e p a n c r e a s) または好熱性微生物 (Th e rmo p h i 1 i c m i c r o— o r g a n i s m) 由来の酵素を挙げることができる。 バシ ラス · リケニフォルミス、 パシラス ·サブチリス等のバシラス属の微生物、 ァ ルスロパクター · グロビフオルミスの微生物または好熱性微生物由来の酵素が 好ましい。 かかる 2—アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパン ( 1 ) のうち R体のエステル部位を選択的に加水分解する能力を有する酵素として
さらに具体的にはァルスロパクター S C— 6— 98— 28株 (FERM BP
- 36 58) 由来の酵素、 もしくは市販酵素としてエステラーゼ CH I RAZ YME (登録商標) E— 4 (好熱性微生物由来) 、 プロテアーゼ CH I RA Z YME (登録商標) P— 1 (B a c i 1 1 u s 1 i c h e n i f o rm i s由来) (以上、 Ro c h e D i a gn o s t i c s社製) 、 プロテア一 ゼ P u r a f e c t (登録商標) 400 0 E (GENENCOR社製) 、 プロテアーゼ o!— Ch ymo t r yp s i n (S I GMA社製) 、 リパーゼ S P— 52 5 (ノポザィムズジャパン社製) を挙げることができる。 ァルス ロバクタ一 S C— 6— 98— 28株 (FERM BP— 3 658) 由来の酵素 がより好ましい。 これらの 2—アルキル一 1 , 1, 3—卜リアルコキシカルボニルプロパン ( 1 ) のうち一方のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解する能力 を有する酵素 (以下、 本酵素と記す) としては、 これらの微生物から突然変異 剤もしくは紫外線等の処理により誘導された突然変異体由来の酵素であっても 、 これらの微生物が有する本酵素をコ一ドする遺伝子が導入され形質転換され た組換え微生物により産生される酵素であっても、 あるいは遺伝子工学的手法 により上記本酵素のアミノ酸配列中の特定のアミノ酸が 1個ないしは数個、 欠 失、 付加あるいは置換されてなる変異型酵素であってもよく、 2—アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパン (1) のうち一方のェナンチ ォマーのエステル部位を選択的に加水分解する能力を有していれば本発明製造 方法に使用することができる。 本酵素をコードする遺伝子が導入され形質転換された組換え微生物は、 例え ば】 . S amb r o o k, E. F. F r i t s c h, T. Man i a t i s著 ;モレキュラー クローニング 第 2版 (M o 1 e c u 1 a r C l o n i n g 2 n d e d i t i o n) 、 コールドスプリングハーバ一 ラボラトリー (Co l d S p r i n g Ha r b o r L a b o r a t o r y) 発行、 1 98 9年、 等に記載の通常の遺伝子工学的手法、 あるいはそれらに準じた方法 により作製できる。 さらに具体的には、 特開 200 1— 46084号公報、 特 許第 38 5 5329号公報、 特許第 387 5283号公報、 または特許第 3 1 5 1 893号公報に記載の方法、 あるいはそれらに準じた方法により作製でき る。 このようにして作製することのできる組換え微生物によって産生される本 酵素の例としては、 クロモパクテリゥム S C— YM— 1株 (FERM B P— 6 703 ) 由来のエステラーゼ (特許第 38 7 5283号公報) またはァルス ロバクタ一 S C— 6— 98— 28株 (FERM BP— 3 6 58) 由来のエス テラーゼ (特許第 3 1 5 1 893号公報) 等を挙げることができる。 クロモパクテリゥム S C— YM— 1株 (FERM BP— 6703 ) 由来の エステラーゼの具体例としては、 配列番号 1で示されるアミノ酸配列からなる 酵素が挙げられ、 ァルスロパクター S C— 6— 98— 28株 (FERM BP
— 3 6 58 ) 由来のエステラーゼの具体例としては、 配列番号 3で示されるァ ミノ酸配列からなる酵素が挙げられる。 また、 本酵素をコードする遺伝子の例としては、 クロモバクテリゥム S C— YM— 1株 (FERM BP— 67 03) 由来のエステラーゼをコードする遗
伝子としては、 例えば、 配列番号 2で示される塩基配列からなる DN Aが挙げ られ、 ァルスロパクター S C— 6— 98— 28株 ( £1 :^ BP— 36 58 ) 由来のエステラーゼをコードする遺伝子としては、 例えば、 配列番号 4で示 される塩基配列からなる D N Aが挙げられる。 本発明には、 下記 a) 〜e) のいずれかのアミノ酸配列からなるタンパク質 からなる酵素を用いることが好ましい。
a) 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列。
b) i ) 配列番号 2または 4で示される塩基配列からなる DNAに対して少な くとも 90 %の配列相同性を有する DNAの塩基配列がコ一ドするアミノ酸配 列であって、 かつ、 i i ) 2—アルキル一 1 , 1, 3—トリアルコキシ力ルポ ニルプロパンのうち一方のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解 する能力を有するタンパク質のアミノ酸配列。
c ) i ) 配列番号 2または 4で示される塩基配列からなる DNAとストリンジ ェントな条件下でハイプリダイズする DNAの塩基配列がコードするアミノ酸 配列であって、 かつ、 ii) 2一アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカルボ ニルプロパンのうち一方のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解 する能力を有するタンパク質のアミノ酸配列。
d) i ) 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列において 1若しくは複数 のアミノ酸が欠失、 置換若しくは付加されたアミノ酸配列であって、 かつ、 ii
) 2一アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカルボニルプロパンのうち一方 のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解する能力を有するタンパ ク質のアミノ酸配列。
e) i ) 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列と配列相同性が少なくと も 90 %のアミノ酸配列であって、 かつ、 ii) 2—アルキル一 1, 1, 3—ト リアルコキシカルポニルプロパンのうち一方のェナンチォマ一のエステル部位 を選択的に加水分解する能力を有するタンパク質のアミノ酸配列。
なかでも、 配列番号 1で示されるアミノ酸配列において 43番目の N (ァス パラギン) が S (セリン) に置換され、 少なくとも 1番目から 362番目で示 されるアミノ酸配列 (特開 2000— 7 89 88号公報に記載の N 43 S A 3 6 3 t e r m) 、 または、 配列番号 1で示されるアミノ酸配列において 1 60 番目の G (グリシン) が S (セリン) に、 1 89番目の G (グリシン) が F ( フエ二ルァラニン) 置換され、 少なくとも 1番目から 362番目で示されるァ ミノ酸配列 (特許第 3486942号公報に記載の 1 60 S 1 89 F 363 t e rm) からなるタンパク質からなる酵素を用いることが、 より好ましい。
「配列番号 2または 4で示される塩基配列からなる DN Aとストリンジェン 卜な条件下でハイブリダィズする DNA」 とは、 例えば 「クロ一ニングとシ一 クエンス」 (渡辺格監修、 杉浦昌弘編集、 1 989年、 農村文化社発行) 等に 記載されているサザンハイブリダィゼーシヨン法において、 (1) 高イオン濃 度下 [例えば、 6XSSC (900mMの塩化ナトリウム、 90mMのクェン酸ナトリウム) が挙げられる。 ] に、 65ででハイブリダィズさせることにより配列番号 1で示 されるアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる DN Aと DNA—DN Aハ イブリツドを形成し、 (2) 低イオン濃度下 [例えば、 0.1 X SSC (15mMの塩 化ナトリウム、 1.5mMのクェン酸ナトリウム) が挙げられる。 ] に、 65°Cで 30 分間保温した後でも該ハイブリッドが維持されうるような D N Aをいう。 具体
的には、 例えば、 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列をコードする塩 基配列からなる DNA、 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列をコード する塩基配列において、 その一部の塩基が欠失、 置換もしくは付加された塩基 配列からなる D N A、 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列をコードす る塩基配列からなる DN Aと、 少なくとも 9 0 %の配列相同性、 好ましくは少 なくとも 95 %の配列相同性を有する DN A等が挙げられる。 かかる DNAは、 自然界に存在する DN Aの中からクロ一ニングされた DN Aであっても、 このクローニングされた DNAの塩基配列において、 その一部 の塩基の欠失、 置換または付加が人為的に導入されてなる DNAであっても、 人為的に合成された DNAであってもよい。 配列相同性は、 例えば、 UWGC G P a c k a g eが供給する B E S T F I Tプログラム (D e v e r e u x e t a 1 、丄 984) Nu c l e i c Ac i d s R e s e a r c h 12, p 387— 39 5) や、 P I L E U Pや B L A S Tアルゴリズム (A 1 t s c u 1 S. F. ( 1 993 ) J Mo 1 Ev o l 3 6 : 290 - 300 ; A 1 t s c h u 1 S. F. ( 1 990 ) J Mo 1 B i o l 2 1 5 : 403 - 1 0) 等の配列分析用ツールを用いて算出し得る。 また、 「配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列において 1若しくは複 数のアミノ酸が欠失、 置換若しくは付加されたアミノ酸配列」 としては、 配列 番号 1または 3で示されるアミノ酸配列において 1アミノ酸若しくは 2ァミノ 酸が欠失、 置換若しくは付加されたアミノ酸配列が好ましい。 また、 本酵素は 配列番号 1または 2で示されるアミノ酸配列と、 少なくとも 90 %の配列相同 性、 好ましくは少なくとも 9 5 %の配列相同性を有するアミノ酸配列等が挙げ られる。 本酵素を産生する微生物は、 いずれも通常の方法によって液体培養すること ができる。 培地としては、 通常の微生物培養に使用される炭素源、 窒素源、 無 機物等を適宜含む各種の培地を使用することができる。 例えば、 炭素源として は、 グルコース、 グリセリン、 有機酸、 糖蜜など、 窒素源としては、 ペプトン 、 酵母エキス、 麦芽エキス、 大豆粉、 コーンスティープリカ一、 綿実粉、 乾燥 酵母、 カザミノ酸、 塩化アンモニゥム、 硝酸アンモニゥム、 硫酸アンモニゥム 、 尿素など、 無機物としては、 カリウム、 ナトリウム、 マグネシウム、 鉄、 マ ンガン、 コバルト、 亜鉛等の塩類、 硫酸塩類、 およびリン酸塩類、 具体的には 、 塩化カリウム、 塩化ナトリウム、 硫酸マグネシウム、 硫酸第一鉄、 硫酸マン ガン、 塩化コバルト、 硫酸亜鉛、 リン酸カリウム、 リン酸ナトリウムなどを使 用することができる。 また、 上記微生物の有する 2 _アルキル一 1, 1, 3 _ トリアルコキシカルポニルプロパン (1) の不斉水解能を高めるために、 オリ ーブ油またはトリブチリン等のトリグリセリ ドあるいは 2—アルキル一 1 , 1 , 3—トリアルコキシカルポニルプロパン (1) を適宜培地に添加してもよい さらに、 tacプロモータ一、 trcプロモーターおよび lacプロモーター等のァ ロラクト一スで誘導されるタイプのプロモーターの下流に本酵素をコードする DN Aが接続されたプラスミドが導入されてなる形質転換体の場合には、 本発 明タンパク質の生産を誘導するための誘導剤として、 例えば、 isopropyl t i
o-j3-D-galactoside (IPTG) を培地中に少量加えることもできる。 培養は、 通常、 好気的に行うのが良く、 振とう培養、 または通気撹拌培養が 適当である。 培養温度は、 20〜40で程度、 好ましくは、 25〜3 5で程度 で、 pHは 6〜8程度が好ましい。 培養時間は、 種々の条件によって異なるが 、 1〜7日間程度が好ましい。
また、 必要に応じて固体培養法も、 2一アルキル一 1 , 1, 3 _トリアルコ キシカルポニルプロパン (1) の不斉水解能を有する微生物菌体が得られる方 法であれば適宜採用することができる。 本酵素を、 上記のようにして培養された微生物培養物から精製するには、 通 常一般の酵素の精製において使用される方法に従って行えばよい。 例えば、 ま ず超音波処理、 ダイノミル処理あるいはフレンチプレス処理等の方法により微 生物培養物中の菌体の破砕を行う。 得られた破碎液から遠心分離等により不溶 物を除去した後、 通常酵素の精製に使用される陽イオン交換カラムクロマトグ ラフィ一、 陰イオン交換カラムクロマトグラフィー、 疎水カラムクロマトグラ フィ一、 ゲルろ過カラムクロマトグラフィー等をひとつまたは複数適当に組み 合わせることによって目的の酵素を精製することができる。 これらカラムクロ マトグラフィ一に使用する担体の一例として、 DEAE— S e p h a r o s e (登録商標) ί a s t f 1 o w (GEヘルスケア バイオサイエンス社製) や Bu t y l— To y o p e a r l (登録商標) 65 O S (東ソ一株式会社製 ) 等を挙げることができる。 本酵素は、 精製酵素、 粗酵素、 微生物培養物、 菌体、 およびそれらの処理物 など、 種々の形態で用いることができる。 ここで処理物とは、 例えば、 凍結乾 燥菌体、 アセトン乾燥菌体、 菌体摩砕物、 菌体の自己消化物、 菌体の超音波処 理物、 菌体抽出物、 または菌体のアルカリ処理物等をいう。 さらに、 上記のよ うな種々の純度あるいは形態の酵素を、 例えば、 シリカゲルやセラミックス等 の無機担体、 セルロース、 イオン交換樹脂等への吸着法、 ポリアクリルアミド 法、 含硫多糖ゲル法 (例えばカラギーナンゲル法) 、 アルギン酸ゲル法、 寒天 ゲル法等の公知方法により固定化して用いてもよい。 かかる本酵素の使用量は反応時間の遅延や選択性の低下が起こらないように 適宜選択され、 例えば精製酵素、 粗酵素、 または市販品酵素を用いる場合、 そ の使用量は 2 _アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパン ( 1) に対して通常は 0. 00 1〜2重量倍、 好ましくは 0. 002〜0. 5重 量倍であり、 微生物培養物、 菌体、 およびそれらの処理物を用いる場合、 その 使用量は 2—アルキル一 1 , 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパン ( 1 ) に対して通常は 0. 0 1 ~ 200重量倍程度、 好ましくは 0. 1〜50重量 倍程度である。 不斉加水分解反応に用いられる水は、 緩衝水溶液であってもよい。 緩衝水溶 液としては、 例えばリン酸ナトリウム水溶液、 リン酸カリウム水溶液などとい つたリン酸アル力リ金属塩水溶液などの無機酸塩の緩衝水溶液、 酢酸ナトリウ ム水溶液、 酢酸カリウム水溶液などといった酢酸アルカリ金属塩などの有機酸 塩の緩衝水溶液などが挙げられる。 かかる水の使用量は 2—アルキル一 1 , 1
, 3 —トリアルコキシカルポニルプロパン (1 ) に対して通常 0 . 5モル倍以 上であればよく、 場合によっては溶媒量用いられ、 通常は 2 0 0重量倍以下で ある。 不斉加水分解反応は、 疎水性有機溶媒、 親水性有機溶媒などの有機溶媒の存 在下に行われてもよい。 疎水性有機溶媒としては、 例えば t e r t 一プチルメ チルェ一テル、 イソプロピルエーテルなどのエーテル類、 トルエン、 へキサン 、 シクロへキサン、 ヘプタン、 オクタン、 イソオクタンなどの炭化水素類など が、 親水性有機溶媒としては、 例えば t e r tーブタノ一ル、 メタノール、 ェ タノ一ル、 ィソプロパノール、 イソブタノール、 n—ブタノ一ルなどのアルコ ール類、 テトラヒドロフランなどのェ一テル類、 ジメチルスルホキサイドなど のスルホキサイド類、 アセトンなどのケトン類、 ァセトニトリルなどの二トリ ル類、 N, N—ジメチルホルムアミドなどのアミド類などがそれぞれ挙げられ る。 これらの疎水性有機溶媒や親水性有機溶媒はそれぞれ単独または 2種以上 を組み合わせて用いられ、 疎水性有機溶媒と親水性有機溶媒とを組み合わせて 用いてもよい。 かかる有機溶媒を用いる場合、 その使用量は通常 2 —アルキル _ 1, 1 , 3 —トリアルコキシカルポニルプロパン (1 ) に対して 2 0 0重量倍以下、 好ま しくは 0 . 1〜 1 0 0重量倍程度の範囲である。 不斉加水分解反応は、 例えば水、 2—アルキル— 1 , 1, 3 —トリアルコキ シカルポニルプロパン (1 ) および本酵素を混合する方法により行われ、 有機 溶媒を用いる場合には該有機溶媒、 水、 2 —アルキル— 1 , 1 , 3 —トリアル コキシカルボニルプロパン (1 ) および本酵素を混合すればよい。 反応系の p Hは本酵素による不斉加水分解が選択性よく進行する値が適宜選 択され、 特に限定されないが、 通常は p H 4 ~ 1 0程度、 好ましくは p H 6〜 8程度の範囲である。 反応中、 塩基を加えることにより p Hを適宜選択された 範囲内に調整してもよい。 かかる塩基としては、 例えば水酸化ナトリウム、 水 酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、 炭酸ナトリウム、 炭酸カリウム、 炭酸カルシウムなどのアル力リ金属およびアル力リ土類金属の炭酸塩、 炭酸水 素ナトリウム、 炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属重炭酸塩、 リン酸 2水素 ナトリウム、 リン酸水素 2ナトリウム、 リン酸 2水素カリウム、 リン酸水素 2 カリウムなどのリン酸塩、 トリェチルァミン、 ピリジンなどの有機塩基、 アン モニァなどが使用される。 かかる塩基は単独もしくは 2種類以上を組み合わせ て用いてもよい。 かかる塩基は通常水溶液として用いられるが、 反応に有機溶 媒を使用する場合は有機溶媒もしくは有機溶媒と水との混合溶液として用いて もよい。 かかる有機溶媒は反応で使用するものと同じものを使用することがで きる。 さらに塩基は固体もしくは溶液に懸濁させた状態で用いてもよい。 反応温度は、 本酵素による不斉加水分解が選択性よく進行する温度が適宜選 択され、 特に限定されないが、 高すぎると酵素の安定性が低下する傾向にあり 、 また低すぎると反応速度が低下する傾向にある。 一方、 温度が低いほど選択 性は向上する傾向にある。 通常一 1 0〜6 5で程度であり、 好ましくは— 5〜 5 0で程度の範囲である。
かくして式 (2 ) で示される光学活性 2 —アルキル _ 1 , 1 , 3 —トリアル コキシカルポニルプロパン (以下、 光学活性 2 —アルキル— 1 , 1 , 3 —トリ アルコキシカルポニルプロパン (2 ) と略記する。 ) の溶液が得られるが、 通 常、 反応で使用した酵素や緩衝剤あるいは加水分解反応により生じたカルボン 酸などと分離するためにさらに後処理操作を行う。 かかる後処理として例えば、 反応溶液中の溶媒を留去した後シリ力ゲルク口 マトグラフィ一を用いて分離精製する方法、 同様に溶媒を留去した後蒸留によ り分離精製する方法、 分液操作により分離精製する方法などが挙げられる。 分液操作により分離精製する際に、 反応時に水と疎水性有機溶媒のいずれに も溶解する有機溶媒を用いた場合これを留去により除去してから用いてもよい 。 また、 溶液に不溶酵素や固定化担体などが存在する場合はこれらをろ過によ り除去してもよい。 目的物である光学活性 2 —アルキル一 1 , 1, 3 —トリアルコキシ力ルポ二 ルプロパン (2 ) と酵素や緩衝剤やその他の水溶性成分と分離するには疎水性 有機溶媒を用いて有機層に光学活性 2—アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキ シカルポニルプロパン (2 ) を抽出し水層と分液すればよい。
かかる疎水性有機溶媒としては例えば t e r t —ブチルメチルエーテル、 ィ ソプロピルエーテルなどのエーテル類、 トルエン、 へキサン、 シクロへキサン 、 ヘプタン、 オクタン、 ィソオクタンなどの炭化水素類、 ジクロロメタン、 ジ クロロェタン、 クロロホルム、 クロ口ベンゼン、 オルトジクロロベンゼンなど の八ロゲン化炭化水素類、 酢酸ェチル、 酢酸メチル、 酢酸ブチルなどのエステ ル類などが挙げられる。 反応時にこれらの疎水性有機溶媒を使用した場合はそ のまま分液操作を行なうこともできる。 また、 反応時に疎水性有機溶媒を用い なかった場合や、 その使用量が少ないために容易には分液できない場合、 ある いは水の使用量が少ないために容易には分液できない場合には、 疎水性有機溶 媒または水などを適宜加えた後に分液すればよい。 疎水性有機溶媒の使用量は 特に限定されるものではないが、 通常 2 —アルキル _ 1, 1 , 3 —トリアルコ キシカルポニルプロパン (1 ) に対して 0 . 1〜2 0 0重量倍、 好ましくは 0 . 2〜 1 0 0重量倍程度の範囲である。
かかる目的物の抽出時の p Hは通常 6〜 1 0程度の範囲、 好ましくは 7 ~ 9 程度の範囲である。
溶液をかかる p Hに調整するために酸および塩基を適宜使用することもでき る。 かかる酸としては例えば、 塩化水素、 臭化水素、 硫酸、 リン酸などの無機 酸およびその塩、 酢酸、 クェン酸、 メタンスルホン酸などの有機酸およびその 塩などが挙げられる。 かかる塩基としては反応時の p H調整に用いたものと同 様の塩基が使用可能である。
水層からの目的物の抽出が不十分な場合、 同じ抽出、 分液操作を複数回繰り返 してもよい。 また、 同様に有機層からの水溶性成分の除去が不十分な場合も、 同じ抽出、 分液操作を複数回繰り返してもよい。 次いで得られた有機層中の有機溶媒を留去することで目的物である光学活性 2 —アルキル— 1, 1 , 3 —トリアルコキシカルポニルプロパン (2 ) を単離
することができる。
得られた光学活性 2—アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシ力ルポニルプ 口パン (2) はさらにカラムクロマトグラフィーや蒸留などによって精製され てもよい。 本発明において、 本酵素として、 2—アルキル— 1, 1, 3—トリアルコキ シカルポニルプロパン (1) のうち S体のエステル部位を選択的に加水分解す る能力を有する酵素を用いれば、 上記の分液処理の有機層から得られる光学活 性 2—アルキル一 1 , 1 , 3—トリアルコキシカルボニルプロパン (2) は R 体に富み、 2一アルキル一 1 , 1, 3—卜リアルコキシカルポニルプロパン ( 1 ) のうち R体のエステル部位を選択的に加水分解する能力を有する酵素を用 いれば、 上記の分液処理の有機層から得られる光学活性 2—アルキル一 1, 1 , 3—トリアルコキシカルポニルプロパン (2) は S体に富む。 また、 上記の分液操作後の水層には、 通常、 有機層から得られた目的物とは 逆の立体の加水分解生成物が含まれている。 すなわち、 S体のエステル部位を 選択的に加水分解する能力を有する酵素を用いた場合、 該水層には光学活性 ( S) — 2—アルキル— 1, 1, 3—トリアルコキシカルボニルプロパンの加水 分解生成物が、 R体のエステル部位を選択的に加水分解する能力を有する酵素 を用いた場合、 該水層には光学活性 (R) — 2—アルキル一 1, 1, 3—トリ アルコキシカルポニルプロパンの加水分解生成物が、 それぞれ含まれる。 該水 層から水を留去したり、 該水層を酸性に調整した後に有機溶媒を用いて抽出処 理し、 得られた有機層を濃縮処理したりすることによって、 これらの加水分解 生成物を回収することができ、 得られた加水分解生成物をエステル化すれば、 対応する光学活性 2—アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロ パン (2) を得ることもできる。 かかるエステル化は、 例えば、 硫酸存在下で 加水分解生成物とアルコールとを反応させる方法; アジ化トリメチルシランあ るいは塩化トリメチルシラン存在下で加水分解生成物とアルコールとを反応さ せる方法;等の常法により行えばよい。 かくして得られる光学活性 2—アルキル一 1 , 1, 3—トリアルコキシカル ポニルプロパン (2) として、 具体的には (R) — 2—メチルー 1, 1, 3— トリメトキシカルポニルプロパン、 (R) 一 2—メチル— 1 , 1, 3 -卜リエ トキシカルポニルプロパン、 (R) 一 2ーメチルー 1 , 1, 3—トリ n—プロ ポキシカルポニルプロパン、 (R) — 2—ェチル— 1, 1, 3—トリメトキシ カルポニルプロパン、 (R) — 2—ェチルー 1, 1 , 3—トリエトキシカルポ ニルプロパン、 (R) 一 2— n—プロピル— 1, 1 , 3—トリメトキシカルポ ニルプロパン、 (R) — 2— n—プロピル一 1, 1, 3—トリエトキシカルポ ニルプロパン、 (R) — 2—メチルー 1, 1ージエトキシカルポニル— 3—メ トキシカルポ二ループロパン、 (R) — 2—メチル— 1, 1—ジ n—プロポキ シカルポニル— 3—メトキシカルボ二ループロパン、 (R) 一 2—ェチルー 1 , 1—ジエトキシカルポ二ルー 3—メトキシカルポ二ループロパン、 (R) — 2ーェチルー 1, 1ージ n—プロポキシ力ルポ二ルー 3—メ卜キシカルポニル 一プロパン、 (R) — 2— n—プロピル一 1 , 1—ジエトキシカルポニル— 3 ーメトキシカルポ二ループロパン、 (R) 一 2ーメチルー 1 , 1ージメトキシ 力ルポニル— 3—エトキシカルポ二ループロパン、 (R) — 2—メチルー 1,
1ージ n—プロポキシ力ルポニル— 3—エトキシカルポ二ループロパン、 (R ) 一 2—ェチルー 1, 1—ジメトキシカルポ二ルー 3 _エトキシカルポ二ルー プロパン、 (R) — 2— n—プロピル一 1 , 1—ジメトキシカルポ二ルー 3— エトキシカルポニル—プロパン、 および、 上記の (R) が (S) に置き換わつ た化合物等が挙げられる。 実施例
以下、 実施例により本発明をより詳細に説明するが、 本発明はこれら実施例 に限定されるものではない。 実施例 1〜 14
2—メチル一 1, 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパン 3 5mgと表 1 に示した種々の酵素をそれぞれ表 2に示した量を量り取ったところへ、 1 00 mMリン酸カリウム緩衝液 (p H 7. 0) 2m lを加えた。 この溶液を 2 5で で、 20時間攪拌した後、 ァセトニトリル 2. 5mLを添加し、 メンブランフ ィルターにて濾過した。 濾液を高速液体クロマトグラフィー 〔カラム: CH I RAL CEL (登録商標) OB— H、 4. 6 mm X 1 5 cm、 5 /xm (ダ ィセル化学工業社製) 〕 にて光学純度を分析し、 また、 高速液体クロマトダラ フィー 〔カラム: SUM I PAX ODS D- 2 1 0 FF, 4. 6 mm X 1 5 cm, 3 urn. (住化分析センタ一社製) 〕 にて化学純度を分析して、 得ら れた光学活性 2—メチルー 1, 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパンの収 率および鏡像異性体過剰率を求めた。 結果を表 2に示す。 実施例 1 5、 1 6
2—メチル— 1, 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパン 70 mgと表 1 に示した酵素を表 2に示した量を量り取ったところへ、 1 0 OmMリン酸カリ ゥム緩衝液 (PH7. 0) 4m lを加えた。 この溶液を 2 5°Cで、 3. 5時間 攪拌した後、 ァセトニトリル 5mLを添加し、 メンブランフィルタ一にて濾過 した。 濾液を実施例 1〜 14と同様に分析して、 得られた光学活性 2—メチル — 1, 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパンの収率および鏡像異性体過剰 率を求めた。 結果を表 2に示す。
表 1
実施例 収率 鏡像異性体 過剰となる
(mg) (%) 過剰率 ee) 光学異性体
1 2. 2 9. 6 1 00 (R) 一体
2 2. 1 9. 6 1 00 (R) 一体
3 2. 1 5. 6 1 00 (R) 一体
4 2. 1 2. 8 1 00 (R) —体
5 2. 0 24 4 5 1. 5 (R) 一体
6 2. 0 7 7 0 7. 3 (R) —体
7 2. 2 6 1 3 1 8. 7 (R) 一体
8 2. 4 7 7 5 8. 2 (R) —体
9 74 . 8 14 4 1 00 (S) 一体
1 0 2. 0 46 9 46. 5 (S) 一体
1 1 2. 1 53 0 36. 3 (S) —体
1 2 1 0 . 2 62 6 3 1. 3 (S) —体
1 3 1. 4 53 8 14. 0 (S) —体
14 2. 1 7 1 2 6. 6 (S) 一体
1 5 7. 0 3 7 5 95. 0 (R) —体
1 6 7. 0 36 5 96. 5 (R) 一体
実施例 1 7、 1 8
2—メチル— 1, 1, 3—トリメトキシカルボニルプロパン 7 Omgとクロ モバクテリゥム S C- YM- 1株由来のエステラーゼ (1 6 0 S 1 89 F 36 3 t e r m) 7. 0 m gを量り取ったところへ、 それぞれ p H 5、 p H 9の 1 0 OmMリン酸カリウム緩衝液 4m 1を加えた。 この溶液を 2 5°Cで、 3. 5 時間攪拌した後、 ァセトニトリル 5mLを添加し、 メンブランフィルタ一にて 濾過した。 濾液を実施例 1〜 14と同様に分析して、 得られた光学活性 2—メ チルー 1, 1, 3 _トリメトキシカルポニルプロパンの収率および鏡像異性体 過剰率を求めた。 実施例 1 5 (pH 7) と比較した結果を表 3に示す。 表 3
実施例 1 9、 20
2—メチルー 1, 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパン 7 Omgとクロ モパクテリゥム S C— YM— 1株由来のエステラーゼ (1 60 S 1 89 F 36 3 t e rm) 7. 0 m gを量り取ったところへ、 1 00 mMリン酸カリウム緩 衝液 (pH7. 0) 4m lを加えた。 この溶液を、 それぞれ 1 0°C、 0°Cで、
表 4に記載した時間攪拌した後、 ァセトニトリル 5 mLを添力口し、 メンブラン フィルタ一にて濾過した。 濾液を実施例 1〜 1 4と同様に分析して、 得られた 光学活性 2—メチルー 1, 1, 3—トリメ卜キシカルポニルプロパンの収率お よび鏡像異性体過剰率を求めた。 実施例 1 5 (2 5で) と比較した結果を表 4 に示す。 表 4
実施例 2 1〜 2 9
表 5に示した各エステラーゼ遺伝子を含むプラスミドを用いて E. coli JM10 5株を形質転換した。 得られた形質転換体を 0. I mMの I P TGと 5 0 g /m 1のアンピシリンとを含有する滅菌 L B ( 1 %バクトートリプトン、 0. 5 %パクト—酵母エキス、 1 %塩化ナトリゥム) 培地 (1 0 0m l ) にそれぞ れ接種し、 振盪培養した (3 7 °C、 2 4時間) 。 得られた培養液を遠心分離し 、 湿菌体約 0. 6 gを得た。 湿菌体約 0. 6 ^を0. 1 Mリン酸カリウムパッ ファ一 (p H 7. 0 ) 5 m lで懸濁し、 直径 1 mmのガラスビーズを 5 g 添加後、 マルチビーズショッカー (安井器械社製、 2 5 0 0 r pm、 2 0分) で破碎した。 得られた破碎液を遠心分離 ( 1 0 0 0 0 rpm、 4°C、 1 0分) し 、 上清を粗酵素液とした。
2—メチル— 1, 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパン 7 0 mgを量り 取り、 そこへ、 上記の粗酵素液を、 それぞれ表 6に示した酵素量を量り取って 加え、 更に 1 7 O mMリン酸カリウム緩衝液 (p H 7. 0 ) 4m lを加えた。 この溶液を 2 5°Cで、 5時間攪拌した後、 ビフエニル (内部標準物質) を含む ァセトニトリル 2 mLを添加し、 メンブランフィルタ一にて濾過した。 濾液を 実施例 1 ~ 1 4と同様に分析して、 得られた光学活性 2—メチル _ 1 , 1, 3 ートリメトキシカルポニルプロパンの収率および鏡像異性体過剩率を求めた。 結果を表 6に示す。
表 5
表 6
2ーメチル一 1, 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパン 1 1. 37 gと 1 0 OmMリン酸ナトリウム緩衝液 (p H 7. 0) 68. 4 gを量り取ったと ころへ、 プラスミド (p CCN43 SA363 t e rm) を含む E. coli JM10 5株の形質転換体から実施例 2 1〜29と同様にして調製した粗酵素液 1. 0 gを加えた。 この溶液を 0°Cで、 23時間攪拌した。 攪拌中、 1 0重量%水酸 化ナトリゥム水溶液を滴下することにより、 溶液の pHを 7に維持していた。 攪拌終了後の溶液に、 t e r t—ブチルメチルエーテル 20 gを添加し、 得ら れた混合物をグラスフィルタ一にて濾過した。 濾液を有機層と水層に分液し、 水層に t e r t一ブチルメチルエーテル 20 gを添加して分液した。 水層 8 1 . 8 gを得た。 得られた有機層を合一し、 5重量%炭酸水素ナトリウム水溶液 5. l gで洗浄した。 洗浄された有機層を減圧濃縮して、 黄色油状物として ( R) — 2—メチル— 1, 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパン 4. 49 g を得た。 収率 47. 7 %、 鏡像異性体過剰率 1 00 % e e。 実施例 30 - 2 :加水分解物の回収
実施例 30— 1で得られた水層のうち 7 9. 8 gに、 3 5重量%塩酸 3. 1 2 gを添加することにより pH 2. 0に調整した。 そこに、 酢酸ェチル 20. 0 gと塩化ナトリウム 2 5. 0 gを添加して攪拌した後、 得られた混合物を分 液した。 得られた水層に酢酸ェチル 2 5. O gを添加して抽出した。 得られた 有機層を合一し、 2 5重量%塩化ナトリウム水溶液 2 5. O gで洗浄した。 洗 浄された有機層を減圧濃縮して、 黄褐色油状物 5. l gを得た。 実施例 30— 3 :エステル化
実施例 30一 2で得られた黄褐色油状物のうち 1. 0 gをメタノール 20. 0 gに溶解させた。 得られた溶液を 0でに冷却し、 そこに塩化トリメチルシラ ン 1. 0 gを約 1 0分かけて滴下した。 滴下終了後、 得られた反応液を 20〜 2 5でに昇温し、 同温度で 45. 5時間保温した。 得られた反応液を t e r t 一ブチルメチルエーテル 32 gで希釈した。 そこに 5重量%炭酸水素ナトリウ ム水溶液 40 gを添加して攪拌した後、 分液して有機層 36. 2 gと水層 57 . 8 gを得た。 得られた有機層と水層について、 それぞれ高速液体クロマトグ
ラフィ一にて化学純度を分析し、 また、 有機層について高速液体クロマトダラ フィ一にて光学純度を分析して、 得られた光学活性な 2—メチルー 1, 1, 3 —トリメトキシカルポニルプロパンの収率および鏡像異性体過剰率を求めた。 上記の化学純度および光学純度の分析は、 実施例 1〜 14と同様に行った。 上 記有機層および水層に含まれていた 2—メチルー 1 , 1, 3—トリメトキシカ ルポニルプロパンの収率は 46. 8%、 上記有機層に含まれていた 2—メチル - 1 , 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパンの鏡像異性体過剰率は 8 6. 8 % e e (S体) であった。 実施例 3 1— 1 :酵素加水分解
2—メチルー 1 , 1 , 3—トリメトキシカルポニルプロパン 1 50 gと 1 0 OmMリン酸ナトリウム緩衝液 (pH 7. 0) 1 03 5 gを量り取ったところ へ、 プラスミド (p CC 1 60 S 1 89 F 3 63 t e rm) を含む E. coli JM 105株の形質転換体から実施例 2 :!〜 29と同様にして調製した粗酵素液 1 7 . 0 gを加えた。 この溶液を 0でで、 42時間攪拌した。 攪拌中、 1 0重量% 水酸化ナトリウム水溶液を滴下することにより、 溶液の p Hを 7に維持してい た。 攪拌終了後の溶液に、 酢酸ェチル 6 1 3 gを添加し、 得られた混合物をグ ラスフィルタ一にて濾過した。 濾液を有機層と水層に分液し、 水層に酢酸ェチ ル 7 50 gを添加して分液した。 得られた有機層を合一し、 有機層 1 500 g と水層 132 l gを得た。 さらに有機層を 5重量%炭酸水素ナトリウム水溶液 1 50 gで洗浄した。 洗浄された有機層を減圧濃縮して、 黄色油状物として ( R) - 2ーメチル一 1 , 1, 3—トリメトキシカルポニルプロパン 67. 6 g を得た。 収率 39. 1 %、 鏡像異性体過剰率 1 00 % e e。 実施例 3 1 - 2 :加水分解物の回収
実施例 3 1一 1で得られた水層のうち 1 3 1 5 gに、 3 5重量%塩酸 6 1 を添加することにより pH2. 0に調整した。 そこに、 酢酸ェチル 300 gと 塩化ナトリウム 41 5 gを添加して攪袢した後、 得られた混合物を分液した。 得られた水層に酢酸ェチル 37 5 gを添加して抽出した。 得られた有機層を合 一し、 25重量%塩化ナトリウム水溶液 37 5 gで洗浄した。 洗浄された有機 層を減圧濃縮して、 黄褐色油状物 1 0 5 gを得た。 実施例 31— 3 :エステル化
実施例 3 1一 2で得られた黄褐色油状物のうち 1. O gをメタノール 20. l gに溶解させた。 得られた溶液を 0°Cに冷却し、 そこに塩化トリメチルシラ ン 1. 0 gを約 1 0分かけて滴下した。 滴下終了後、 得られた反応液を 20〜 2 5でに昇温し、 同温度で 45時間保温した。 得られた反応液を t e r t—ブ チルメチルエーテル 32 gで希釈した。 そこに 5重量%炭酸水素ナトリゥム水 溶液 40 gを添加して攪拌した後、 分液して有機層 3 7. 0 gと水層 57. 3 gを得た。 実施例 30— 3と同様に分析したところ、 上記有機層および水層に 含まれていた 2—メチルー 1, 1 , 3—トリメトキシカルポニルプロパンの収 率は 5 1. 1 %、 上記有機層に含まれていた 2—メチルー 1 , 1, 3—トリメ トキシカルポニルプロパンの鏡像異性体過剩率は 7 0. 6 % e e (S体) であ つた。 産業上の利用可能性
本発明の方法によれば、 低温条件を用いることなく、 高い光学純度で光学活 性 2 —アルキル— 1, 1, 3 —トリアルコキシカルボニルプロパンを製造する ことができる。
Claims
1.
(式中、 、 R2 および R3 はそれぞれ同一または相異なり、 炭素数 1〜4 のアルキル基を示す。 )
で示される 2—アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパンの うち一方のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解する能力を有す る酵素、 あるいは該酵素の産生能を有する微生物の培養物あるいはその処理物 を用いて、 式 (1) で示される 2—アルキル— 1, 1, 3—トリアルコキシ力 ルポ 不斉加水分解する工程を含むことを特徴とする式 (2)
(式中、 、 R2 および R3 はそれぞれ前記と同じ意味を示し、 *は当該炭 素原子が不斉中心であることを示す。 )
で示される光学活性 2—アルキル— 1 , 1 , 3—トリアルコキシ力ルポニルプ 口パンの製造方法。
2. 式 (1 ) で示される 2一アルキル一 1, 1 3 ―トリアルコキシ力ルポ二 ルプロパンに :おいて、 がメチル基であるクレ ム 1に記載の製造方法。
3. 式 (1) で示される 2一アルキル— 1 , 1 , 3 ——トリアルコキシ力ルポ二 ルプロパンに :おいて、 R2 がメチル基であるクレ ム 1に記載の製造方法。
4. 式 (1) で示される 2一アルキル— 1 , 1 3 ——トリアルコキシ力ルポ二 ルプロパンに :おいて、 R3 がメチル基であるクレ ―ム 1に記載の製造方法。
5. 式 ( 1 ) で示される 2一アルキル一 1 , 1 3 ―トリアルコキシ力ルポ二 ルプロパンにおいて、 と R2 が共にメチル基であるクレーム 1に記載の製 造方法。
6. 式 (1) で示される 2—アルキル一 1, 1 , 3—トリアルコキシ力ルポ二 ルプロパンにおいて、 R2 と R3 が共にメチル基であるクレーム 1に記載の製 造方法。
7. 式 (1) で示される 2—アルキル一 1 , 1, 3—トリアルコキシ力ルポ二 ルプロパンにおいて、 、 R2 および R3 のいずれもがメチル基であるクレ —ム 1に記載の製造方法。
8. 酵素が、 キヤンディダ (C a n d i d a) 属またはパシラス (B a c i 1 1 u s ) 属の微生物を起源とする加水分解酵素であるクレーム 1〜 7のいずれ
かに記載の製造方法。
9. 酵素が、 ァルスロパクター ·グロビフオルミス (A r t h r o b a c t e r g 1 o b i f o rm i s ) 、 キャンディダ 'シリンダラセァ (C an d i d a c y l i n d r a c e a) 、 キャンディダ ·ルゴサ (C a n d i d a r u g o s a) 、 キャンディダ 'アンタクティカ (C a n d i d a a n t a c t i c a) 、 バシラス ' リケニフォルミス (B a c i 1 1 u s 1 i c h e n i f o r m i s ) 、 バシラス ·サブチリス (B a c i l l u s s u b t i l i s) またはクロモバクテリゥム ·チョコレータム (Cli r omo b a c t e r i urn c h o c o 1 a t um) の微生物あるいは好熱性微生物 ( t h e rmo p h i l i c m i c r o— o r g a n i sm) 起源とするカロ水分角军 酵素であるクレーム 1〜 7のいずれかに記載の製造方法。
1 0. 酵素が、 ァルスロバクタ一 S C— 6— 98— 28株 (FERM BP— 36 58 ) またはクロモパクテリゥム S C— YM— 1株 (FERM B P - 6 703) 由来のエステラーゼもしくはリパ一ゼであるクレーム 1〜 7のいずれ かに記載の製造方法。
1 1. 酵素が、 下記 a) 〜e) のいずれかアミノ酸配列からなるタンパク質で あるクレーム 1〜 7のいずれかに記載の製造方法。
a) 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列。
b) 1 ) 配列番号 2または 4で示される塩基配列からなる DNAに対して少な くとも 90 %の配列相同性を有する DN Aの塩基配列がコードするアミノ酸配 列であって、 かつ、 i i ) 2—アルキル一 1 , 1, 3—トリアルコキシ力ルポ ニルプロパンのうち一方のェナンチォマ一のエステル部位を選択的に加水分解 する能力を有するタンパク質のアミノ酸配列。
c) i ) 配列番号 2または 4で示される塩基配列からなる DNAとストリンジ ェントな条件下で八イブリダイズする DNAの塩基配列がコードするアミノ酸 配列であって、 かつ、 ii) 2—アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシ力ルポ ニルプロパンのうち一方のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解 する能力を有するタンパク質のアミノ酸配列。
d) i ) 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列において 1若しくは複数 のアミノ酸が欠失、 置換若しくは付加されたアミノ酸配列であって、 かつ、 ii ) 2一アルキル一 1, 1, 3—トリアルコキシカルポニルプロパンのうち一方 のェナンチォマーのエステル部位を選択的に加水分解する能力を有するタンパ ク質のアミノ酸配列。
e) i ) 配列番号 1または 3で示されるアミノ酸配列と配列相同性が少なくと も 90 %のアミノ酸配列であって、 かつ、 ii) 2—アルキル— 1, 1, 3—ト リアルコキシカルポニルプロパンのうち一方のェナンチォマーのエステル部位 を選択的に加水分解する能力を有するタンパク質のアミノ酸配列。
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