产生旋光性氨基酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种生产旋光氨基酸的方法，该方法包括经微生物作用将含氨基的化合物（例如，链烷二胺和富马酸的混合物转化为旋光氨基酸。该方法有效地在普通温度和普通压力的温和条件下从廉价起始原料即，富马酸和氨基化合物中工业化产生旋光氨基酸。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种经微生物作用从富马酸和含氨基的化合物中。除了作为药物或农用化学品的重要中间体外，由于其捕集重金属的特定性质和可归因于旋光性的特性，例如，对生物降解的敏感性，旋光氨基酸还被预期有效用于例如螯合剂和去污剂的组分。由下述式(I)表示的氨基酸旋光异构体混合物可以容易地用有机合成技术从各种胺类和马来酸或富马酸合成。但是在用有机化合成方法合成旋光氨基酸时，必需使用旋光天冬氨酸或其类似物作为起始原料。例如，已报道可通过有机合成技术用马来酸和各种二胺生产二氨基亚烷基-N，N’-二琥珀酸(disuccinic acid)，即一种具有两个不对称碳原子的化合物，其旋光异构体的混合物(参见美国专利US3,158,635)，还可以通过有机合成技术从L-天冬氨酸和二溴乙烷中合成其一个旋光异构体(参见John A.Neal.etal.，Inorganic Chem.，，7 2405(1968)。然而，低费用生产这些旋光异构体以提供适于普通用途的这些化合物是困难的。S，S-亚乙基二胺-N，N′-二琥珀酸是微生物产生的一种二氨基亚烷基-N，N′-二琥珀酸。这种用作磷脂酶C特异性抑制剂的酸是从放线菌MG 417-CF17菌株培养液中分离并鉴定的(参见T.Nishikioriet al.，J.Antibioties，37，426(1984))。但是，这种使用放线菌的方法具有非常低的产生效率，并不适于工业化生产。对产生由式(I)表示的旋光氨基酸的广泛研究的结果，专利技术人发现旋光氨基酸特别是S，S-二氨基亚烷基-N，N′-二琥珀酸和R，S-二氨基亚烷基-N，N′-二琥珀酸可以通过采用微生物的催化作用从廉价的起始原料即富马酸和含氨基的化合物中有效地产生。基于这个发现而完成了本专利技术。由此，本专利技术提供了一种生产由式(I)表示的旋光氨基酸的方法 该方法包括用具有裂合酶活性的微生物，它可以是经过处理的，来处理式(II)所表示的含氨基的化合物与富马酸的混合物。 其中R1和R2可以相同或者不同，各自表示氢原子(R1和R2不能同时为氢原子)、氨基取代的或羧基取代的烷基(优选C1-C4烷基)、氨基取代的环烷基(优选C3-C6环烷基)或者表示氨基取代的芳基；R3和R4与R1和R2相同或者各自代表一个具有将R1和R2上的至少一个氨基和琥珀酸连接结构的基团。式(I)表示的旋光氨基酸优选的化合物是由式(III)表示的化合物 其中R5代表亚烷基、环亚烷基或亚苯基，优选为亚烷基。在由式(II)表示的含氨基的化合物中，优选R1和R2其中至少一个为氨基取代的烷基，氨基取代的环烷基或氨基取代的芳基，更优选的化合物是由式(IV)表示的化合物H2N-R5-NH2(IV)其中R5代表亚烷基、环亚烷基或亚苯基，优选为亚烷基。尽管迄今还没有阐明本专利技术方法中的反应机制，但是，反应被认为是通过与由天冬氨酸脱氨酶、精氨琥珀酸脱氨酶或类似物(它们普遍存在于微生物细胞中)催化的反应相类似的机制而进行。由式(II)表示的含有氨基的化合物(此后称作氨基)的例子包括单胺例如甘氨酸、亚氨基二乙酸、3-氨基丙酸、3，3′-亚氨基二丙酸、具有1-6个碳原子的链烷-或环烷二胺例如、乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺和环己二胺、亚苯基二胺例如，1，3-亚苯基二胺和1，4-亚苯基二胺以及多胺例如，三亚乙基四胺，四亚乙基五胺和五亚乙基六胺。可由本专利技术获得的式(I)表示的有代表性的旋光氨基酸包括下列化合物的S，S-或R，S-异构体二氨基亚烷基-、亚苯基二胺-或二氨基环烷-N，N′-二琥珀酸，例如，乙二胺-N，N′-二琥珀酸、1，3-丙二胺-N，N′-二琥珀酸、2-甲基-1，3-丙二胺-N，N′-二琥珀酸、1，2-环己二胺-N，N′-二琥珀酸、1，3-环己二胺-N，N′-二琥珀酸和1，4-环己二胺-N，N′-二琥珀酸，1，3-亚苯基二胺二琥珀酸，1，4-亚苯基二胺二琥珀酸，还包括下列化合物的S或R异构体天冬氨酸-N-单乙酸，天冬氨酸-N，N-二乙酸，天冬氨酸-N-单丙酸，天冬氨酸-N-2-丙酸和天冬氨酸-N-2-戊二酸。用于本专利技术的微生物包括，例如，属于Burkholderia、节杆菌属(Arthrobacter)、副球菌属(Paracoccus)、哈夫尼菌属(Hafnia)、Acidovorax、Sphingomonas、Brevundimonas、假单胞菌属和埃希氏杆菌属中任一属的微生物。其特定的例子包括Burkholderia SP.KK-5(FERM BP-5412)、Barkholderia SPKK-9(FERM BP-5413)、节杆菌属sp.kk-3(FERM BP-5414)、副球菌属SP.KK-6(FERM BP-5415)、Hafnia alvei ATCC 9760、Acidovorax SP.TN-51(FERM BP-5416)、Sphingomonas SP.TN-28(FERM BP-5419)、Brevundimonas SP.TN-30(FERM BP-5417)、假单胞菌属SP.TN-131(FERM BP-5418)和大肠杆菌(Escherichia coli)JM 109(ATCC 53323)。这些微生物中，菌株ATCC 9760和ATCC 53323是已知的且从美国典型培养物保藏中心(ATCC)容易获得。其它微生物是本专利技术从土壤中分离的，分别按上所述的保藏号保藏在日本国际贸易和工业部工业科学技术局生物技术工业研究所。其细菌学性质叙述于下。细菌学性质菌株KK-5菌株KK-9形态 杆状杆状革兰氏染色 - -孢子 - -移动性 + +鞭毛 数个极生鞭毛数个极生鞭毛对游离氧的需求需氧需氧氧化酶 + +过氧化氢酶 + +OF试验 0 0荧光色素的形成 - -醌系统Q-8 Q-8硝酸盐还原 - +吲哚形成 - -葡萄糖发酵 - -精氨酸二水解酶 - -(dihydrolase)脲分解 --七叶苷分解 --明胶液化--PNPG+-从木糖形成酸++利用情况葡萄糖 ++L-阿拉伯糖 ++D-甘露糖++D-甘露醇++麦芽糖 --葡萄糖酸钾 ++正癸酸 ++己二酸 --dl-苹果酸 ++柠檬酸 +-乙酸苯酯++菌株KK-3形态 多形杆状革兰氏染色+孢子 -移动性-对游离氧的需求需氧氧化酶-过氧化氢酶+菌落颜色 无特征颜色耐酸性-杆菌-球菌循环 +围绕菌落延伸 无细胞壁二氨基酸赖氨酸乙醇酰试验-(乙酰型)细胞壁阿拉伯半乳聚糖聚合物-(从全细胞的酸水解产物估计)醌系统MK-9(H2)，8(H2)DNA的GC含量(mol％)65(HPLC方法)菌株KK-6形态 球形的或短的杆状革兰氏染色-孢子 -移动性-对游离氧的需求需氧氧化酶+过氧化氢酶+OF试验-菌落颜色 无特征颜色PHB积累+脱硝化作用 -硝酸盐还原 +亚硝酸盐还源 -醌系统 Q-10DNA的GC含量(mol％) 64(HPLC方法)菌株TN-51形态 杆状革兰氏染色 -孢子 -移动性 +鞭毛 单个极生鞭毛对游离氧的需求 需氧氧化酶 +过氧化氢酶 +OF试验 0菌落颜色 无特征颜色PHB积累+在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产式（Ｉ）表示的旋光氨基酸的方法。该方法包括用具有裂合酶活性的微生物，可以是经过处理的，来处理式（ＩＩ）表示的含氨基的化合物的混合物，其中Ｒ１和Ｒ２可以相同或者不同，各自代表氢原子（Ｒ１和Ｒ２不能同时为氢原子）、氨基取代的或羧基取代的烷基、氨基取代的环烷基或氨基取代的芳基；Ｒ３和Ｒ４与Ｒ１和Ｒ２相同或者各自代表一个具有将Ｒ１和Ｒ２上的至少一个氨基与琥珀酸连接结构的基团。２．如权利要求１的方法，其中Ｒ１和Ｒ２至少一个是氨基取代的烷基、氨基取代的环烷基或氨基取代的芳基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：远藤隆一，桥本好弘，高桥力也，
申请(专利权)人：三菱人造丝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]