JPS63130580A - トリプトフアンの精製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、トリプトファンの精製法に関するものである
。

本発明の方法によれば、医薬品、飼料添訓剤等に有用な
トリット７アンを多量に製造する場合に、高純度でかつ
高回収率でトリプトファンを精製する効率的な方法が提
供される。

先行技術 トリプトファンの製造方法は、セリンとインドールよシ
トリプトファンシンテターゼを用いて合ａする方法、ピ
ルビン酸とアンモニアとインドールからトリプトファナ
ーゼを用いて合成する方法、アンスラニル酸からの中間
体醗酵法等がよく知られている。

いずれの場合にも、反応粗液には、相当量の不純物が混
在する。例えばセリンとインドールからの合成法では、
未反応Ｄ−セリンや共存無機塩が、ピルビン酸、アンモ
ニア及びインドールからの合成法では未反応ピルビン酸
や多量のアンモニウム塩更にその他の共存無機塩が４在
し、又、アンスラニル酸からの中間体醗酵では、培養液
中に含まれる多量の無機塩等が存在する。

これ等の不純物からトリプトファンを分離精製する常法
としては、トリプトファンを含む反応粗液を強酸性陽イ
オン交換樹脂に吸着させた後、適当な溶離液を用いてト
リプトファンよシ脱着しゃすいＤ−セリン等の共存アミ
ノ酸を溶出させ、次いでアンモニア水でトリプトファン
を溶出させる方法がある。

しかしながら本方法においては、イオン交換樹脂の再生
に多量の酸を必要とし、更に共存無機塩が多い場合、イ
オン交換樹脂の交換能が無機塩と交換する為、トリプト
ファンに対して多量のイオン交換樹脂を必要とし、実質
的に使用できなくなる等の問題がある。

トリプトファンの他の′ｎＩ製方法としては、トリプト
ファンを含むアミノ酸混合液を非イオン交換性脱色樹脂
に吸着せしめ、分子量小なるトリプトファン以外のアミ
ノ酸、トリプトファンの順に水で溶出する方法が知られ
ている）特公昭３０−２９８２号公報参照）。

しかしながらこの方法では、全部のトリプトファンを溶
出する為に多量の水を必要とし、得られたトリシト７ア
ン溶液は希薄となシ、このトリプトファン溶液からトリ
プトファンを回収する為、多大のエネルギーを要する等
の問題がある。

発明の要旨 本発明は、上述の従来技術の問題点を解決することを目
的としてなされたものである。

即ち、本発明は、不純物を含有するトリプトファン水溶
液からトリプトファンを分離精製する方法において、 工程ｌ：該氷水溶液非極性ハイポーラスポリマー系樹脂
に通液しトリプトファンを吸着させ、その後アンモニア
水で該樹脂に吸着したトリプトファンを溶出させる、 工程２：工程１で得た溶出液を逆浸透膜を用いて濃縮す
る、 工程３：工程２で得た濃縮液からアンモニアを除去しト
リプトファンを晶出させる、 ことからなる工程を採ることを特徴とするトリプトファ
ンの精製法を提供するものである。

発明の効果 本発明の方法によれば、不純物を含有するトリプトファ
ン水溶液からトリプトファンを高純度かつ高回収率で精
製することができる。更に、工程２で生じるアンモニア
水を工程ｌのトリプトファン溶出液として再使用するこ
とで、精製に用いる助剤の消費量を極めて低減すること
ができ、この様な経済的なｄ！製法を採りても目的とす
るトリプトファンは、高純度かつ高回収率で精製できる
。

発明の詳細な説明 本発明の方法における工程ｌは、不純物を含むトリプト
ファン水溶液を非他性ハイポーラスポリマー系樹脂に通
液してトリプトファンを吸着せしめ、しかる後にアンモ
ニア水でトリプトファンを溶出せしめることにある。

アンモニア水を溶出液として用いることで、溶出液中の
トリプトファン製置を通液する反応液の数倍に濃縮する
ことが可能となシ、次工程である逆浸透膜を用いた濃縮
工程の負荷を著しく軽減することができる。

工程２は、上記工程１によって得られたトリプトファン
のアンモニア水溶液をアンモニア水溶液のまま、逆浸透
膜を用いて濃縮することにある。

）　ＩＪ　ｆ　）　７アンは、水に対する溶解度が低く
、また溶解度の温夏依存性も小さいので、通常用いられ
る冷却晶析では回収率が低くおさえられるが、工程１の
非極性ハイポーラスポリマー系樹脂から溶出せしめたア
ンモニア水溶液のまま逆浸透膜を用いて濃縮することに
よって、高い＃縮度を得ることができる。

工程３は、工程２の逆浸透ｇｔｌ−用いて濃縮したトリ
シト７アン溶液から、蒸発等によってアンモニアを除去
し、トリプトファンを晶出せしめ回収することにある。

逆浸透膜を用いて濃−したトリプトファン水浴液から、
アンモニアを除去するだけで、簡単に高回収率でトリプ
トファンの結晶を回収できる。

本発明の方法においては、工程２の逆浸透膜を用いるト
リプトファンの誠縮の際に、逆浸透膜を透過するアンモ
ニア水を、そのまま工程１の非極性ハイデーラスポリマ
ー系樹脂に吸着したトリプトファンの溶出液として使用
するのが好ましい。

工程２で用いられる逆浸透膜は、アンモニア水を排除・
濃縮しないので、トリプトファンと同時に逆浸透膜に供
給されたアンモニア（、アンモニウムイオン）は、濃縮
側と同濃度で透過側へ移動する。このアンモニア水を工
程１の非極性ハイポーラスポリマー系ｗ脂からのトリプ
トファンの溶出に供することによって、逆浸透膜透過ア
ンモニア水の大半を回収工程を経ることなく回収するこ
とができる。もちろん、濃縮側も透過側と同濃度のアン
モニア水を同伴するので、濃縮工程の前もしくは透過ア
ンモニア水は、濃アンモニア水もしくはアンモニアガス
によって若干の濃度調整を行うこともできる。

この工程２で生ずる逆浸透膜透過アンモニア水をそのま
ま工程１に再使用しても、目的とするトリプトファンの
精製におけるトリプトファンの純度及び回収率を低下せ
しめることなく、助剤としてのアンモニアの消費量も低
減できる利点を有する。

本発明で用いられる非極性ハイポーラス？リマー系樹脂
は、イオン交換樹脂とは異なシイオン極性を有しない中
性のビニル七ツマ−１例えばスチレン、ジビニルベンゼ
ン等の重合体又は共重合体である非極性の樹脂であシ、
かつこれらの樹脂は１００〜１００ＯＸの細孔半径を有
するハイポーラスなポリマー系樹脂である。

上述の様な非極性ハイポーラス−リマー系樹脂の具体例
を例示すると、たとえば“ダイヤイオンＨＰ−１０”、
１司ＨＰ−２０’、“同ＨＰ−２１”　、”同ＨＰ−３
０”、”同ＨＰ−４０”、“同ＨＰ−５０”　、“セパ
ピーズ５Ｐ−２０６’、′同５Ｐ−２０７’、′同５ｐ
−ｓｏｏ　”、“同５Ｐ−９００１て以上商品名、三菱
化成社製）、“アンバーライトＸＡＤ−２’　、”同Ｘ
ＡＤ−４’　（以上商品名、ローム・アンド・ハース社
製）などがこれにあたる。

本発明に用いられる不純物を含有するトリプトファン水
溶液中のトリプトファン濃度は、トリプトファンが溶解
している限シいかなる濃度であってもかまわないが、好
ましくは５〜１５Ｉｉｌｔ糧度の溶液である。この原料
となる該−水溶液中に含まれる不純物は、該水溶液がど
の様な工程を経て得られたかによって種々異なるが、そ
の中のいくつかを例示すれば以下の様である。

例えば、原料としてＤＬ−セリンとインドールを用いた
酵素的製造法においては、未反応のＬ−セリン、反応に
利用されないＤ−セリン、未反応のインドール、補酵素
であるピリドキサールリン酸やその低塩化ナトリウム、
塩化アンモニウム、リン酸二水素カリウム等の無機塩が
これにあたる。

また、インドールとピルビン酸およびアンモニウム塩を
原料とする酵素的製造法においては、未反応のインドー
ル、ピルビン酸またはその塩、酢酸アンモニウムや塩化
アンモニウム等のアンモニウム塩、補酵素であるピリド
キサールリン酸やその低ＰＨ調整等に用いられるリン酸
二水素カリウム等の無機塩がこれにあたる。アンスラニ
ル酸を用いた中間体Ｉｉ！酵による製造法では、未反応
のアンスラニル酸や、グルコース、硫酸アンモニウム、
リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、硫酸マ
ンガン等の醗酵液成分等がこれにあたる。

工程１で使用する非極性ノ・イボ−ラスポリマー系樹脂
の量は、通液する不純物を含有するトリプトファン水溶
液中のトリプトファンの濃度によシ異る°が、通常トリ
プトファン水溶液の５〜１００％好ましくは５〜３０％
の容量で充分である。トリプトファン水溶液を通液後、
直ちにアンモニア水でトリットファンを溶出させてもか
まわないが、非極性ハイポーラスポリマー系樹脂を充填
した塔底よシ、トリプトファンが漏出する液量の少し手
前で通液を中止し、純水を少し通水することがトリプト
ファンと不純物アミノ酸や有機塩、無機塩類との分離性
上好ましい。

本発明の工程２でトリプトファンの溶出に用いられるア
ンモニア水の舗度は特に限定されず、非極性ハイポーラ
スポリマー系樹脂からトリプトファン水溶液する為に充
分な濃度を用いれば良いが、０．５規定から５規定程度
のアンモニア水が好ましい。

工程１の原料として用いられるトリプトファン水溶液で
ある反応粗液中にインドールが゛多量混入する場合も、
インドールはかかるアンモニア水溶液によって溶出され
ないので、トリプトファンの純度を高く得ることができ
極めて好都合である。

ハイポーラスポリマー系樹脂に吸着したインドールは、
使用につれて蓄積するので、適当な時期にメタノール、
エタノール、インプロノ譬ノール等のアルコール類やか
かるアルコールと水との混合液、アセトン等を用いて溶
離回収することができる。

工程２で用いる非極性ハイポーラスポリマー系樹脂から
溶出したトリプトファンの濃縮に用いられる逆浸透膜は
、通常用いられる逆浸透膜であれば塩排除率の高いいわ
ゆるタイトな逆浸透膜であっても、塩排除率の低いいわ
ゆるルーズな逆浸透膜でありても、所定濃度のアンモニ
ア水での使用に耐える逆浸透膜であればよい。

逆浸透膜による濃縮倍率は、用いる逆浸透膜やアンモニ
ア水の濃度、非極性ハイポーラスポリマー系樹脂からの
溶出濃度によりて適宜選択すればよい。また、逆浸透膜
モジュール形式もいわゆるスノ々イラル型、チューブラ
−型、ホロファイバー型のいずれにも限定されるもので
はない。

逆浸透膜によって濃縮されたトリプトファン溶液は、続
いて単蒸留や通常の晶析装置によってアンモニアを蒸発
除去することによって、簡単に高純度のトリプトファン
結晶を析出回収することができる。

本発明によって、共存する無機塩、未反応原料等からト
リプトファンを選択的に分離精製し、しかも簡単に、エ
ネルイー消費を削減し、結晶トリプトファンを高純度で
収率よく回収することができる。

実施例 実施例１ トリプトファンシンターゼを用いて、インドールとＤＬ
−セリンを反応させて下記組成の反応粗液を得た。

トリプトファン　　　　　　　　　Ｌｏｇ／ｌＤ−セリ
ン　　　　　　　　　６．２１１／ｌＬ−セリン　　　
　　　　　　１．１１ｉ／ｌピリドキサール−５−リン
酸　　　　　　　　１ダ／を塩化ナトリウム　　　　　
　　　　２　ｉ／を上記反応粗液６ｔを、非極性ハイポ
ーラスポリマー系樹脂「ダイヤイオンＨＰ−２０Ｊ　（
商品名、三菱化成製）２ｔを充填したカラムに５Ｖ３Ｈ
ｒ−１で通液した。続いて、脱塩水１ｔを通液した後、
２規定アンモニア水２５ｔ、脱塩水２ｔを通液し、塔底
にて屈折率計で出口液組成を検知しつつ、トリプトファ
ン画分２−７ｔを集液した。このトリットファン画分の
トリプトファン濃度は、２２９／ｌ　　と原液の４２倍
に濃縮され、その純度は９７チ、回収率はほぼ１００チ
であった。

続いて上記溶出液のアンモニア濃度を濃アンモニア水を
用いて２規定に調整後、チューブラ−型逆浸透膜１’−
ＰＢＩＬＴＬ−１９８ミニモジユール」（部品名：帝人
エンジニアリング製）を用いて９０７７／１４で濃縮し
た。（逆浸透膜による濃縮倍率は４１倍である。）透過
液は２規定アンモニア水で、トリプトファンは含まれな
か９た。濃縮水はアンモニア濃度２規定、トリプトファ
ン回収率９７チでありた。得られたａ縮液６４０ゴを、
４０℃、６０−Ｈｇで単蒸留し、残液の−が９以下とな
るまでアンモニア及び水を蒸発除去し、トリプトファン
結晶を晶出せしめた後、フィルターろ過し、結晶トリプ
トファン４７．８　ｇを得た。結晶回収率は８０チ、純
度９９．５　％の白色結晶であった。水の蒸発ｉ−はト
リグト７アン１ｇ当９４．７１でありた。

実施例２ 実施例１と全く同様の反応で得られた反応液６ｔを、実
施例１と同様に非極性ハイポーラスポリマー系樹脂［セ
パピーズ５ｐ−ｓｏｏ　Ｊ　（商品名二三菱化成製）２
ｔを充填したカラムに５Ｖ３Ｈｒ−１テ通液した。続い
て脱塩水Ｘｔを通液した後、実施例１で用いた逆浸透膜
の透過液２ｔを通液し、更に脱塩水２ｔを通液した。実
施例１と同様に、トリプトファン画分２．７１を集液し
た。このトリットファン画分のトリプトファン濃度は、
２１．５ｇ／ｌで原液の２１５倍に濃縮され、その純度
は９７％、回収率９７チであった。

続いて、実施例１と全く同様に、上記溶出液を２規定に
調整後、逆浸透膜を用いて９０ｇ／ｌまで濃縮し、単蒸
留及びろ過を実施しトリプトファンの白色結晶４５．７
９を得た。回収率７６％、純度９９．５％であった。逆
浸透膜による濃縮倍率は４．２倍であった。単蒸留によ
る水の蒸発量は、トリプトファン１ｇ当シ４．７ｇであ
った。

実施例３ トリプトファナーゼを用いてインドール、ピルビン酸ソ
ーダ及び塩化アンモニウムを反応させて、下記組成の反
応粗液を得た。

トリプトファン　　　　　　　　１０ｇＺｔピルビンピ
ルビン酸ソーダ　　　　ｓ　ｇ７ｔインドール　　　　
　　　　　　ｚ　ｇ７ｔ、塩化アンモニウム　　　　　
　　２３１ｉ／Ｌ塩化ナトリウム　　　　　　　　２．
９９／ｌピリドキサール−５−リン酸　　　　　１１１
１９／を上記反応粗液６ｔを、非極性ノ・イボ−ラス系
樹脂「ダイヤイオンＨＰ−２０ｊ（商品名、三菱化成製
）２ｔを充填したカラムに、５Ｖ３Ｈｒ””で通液した
。

続いて脱塩水１ｔを通液した後、実施例２で用いた逆浸
透膜の透過液２ｔを通液し、更に脱塩水２ｔを通液した
。実施例１と同様に、トリプトファン画分２．７１を集
液した。このトリプトファン画分のトリプトファン濃度
は２１．５１／ｌで、原液の２．１５倍に濃縮され、そ
の純度は９８チ、回収宅は９８％であった。

続いて、実施例１と同様に上記浴出液を２規定に調整後
、逆浸透膜を用いて９０ｇ７ｔまで濃縮し、単蒸留及び
ろ過を実施し、トリプトファンの白色結晶４６．８　Ｉ
！を得た。回収率７８％、純度９９．７％であった。逆
浸透膜での濃縮倍率は４゜２倍であ広単蒸留による水の
蒸発量はトリプトファン１ｇ当シ４．７ｇであった。

比較例 実施例１と全く同様の反応で得られた反応粗液６ｔを、
実施例１と同様に非極性ノ・イボ−ラスポリマー系樹脂
「ＨＰ−２０Ｊ　２　ｔを充填したカラムに５Ｖ３Ｈｒ
−１で通液した。続いて脱塩水３０ｔを通液した。実施
例１と同様に塔底にて屈折率計で出口液組成を検知しつ
つ、トリプトファン画分２２ｔを採取した。このトリプ
トファン画分のトリプトファン濃度は２．３ｇ／ｌ　と
、反応粗液に対して４．３倍希釈されていた。また、ト
リプトファンの回収率は８５％、純度は９６チでありた
。

このトリプトファン画分を、実施例１と同様の単蒸留装
置を用いて２．．２Ｌまで濃縮し、更に該濃縮液を５℃
に冷却し、そのまま５時間放置してトリプトファン結晶
を晶出せしめた後ろ過した。得られたトリプトファン結
晶の回収率は６５１純度は９７．５　％であった。濃縮
に要した水の蒸発量は、トリプトファン１ｇ当Ｆ）５９
’＃であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）不純物を含有するトリプトファン水溶液からトリ
   プトファンを分離精製する方法において、 ￥工程１￥：該水溶液を非極性ハイポーラスポリマー系
   樹脂に通液しトリプトファンを吸着させ、その後アンモ
   ニア水で該樹脂に吸着したトリプトファンを溶出させる
   、 ￥工程２￥：工程１で得た溶出液を逆浸透膜を用いて濃
   縮する、 ￥工程３￥：工程２で得た濃縮液からアンモニアを除去
   しトリプトファンを晶出させる、 ことからなる工程を採ることを特徴とするトリプトファ
   ンの精製法。