WO1998011247A1 - Procede de production de nucleotides de sucre et d'hydrates de carbone complexes - Google Patents

Procede de production de nucleotides de sucre et d'hydrates de carbone complexes Download PDF

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WO1998011247A1
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nucleotide
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Hisaji Kawano
Kuniki Kino
Akio Ozaki
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Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a glycoconjugate useful as protection against infection of bacteria'virus, etc., adaptation to cardiovascular disorders and immunotherapy, and sugar nucleotides required as synthetic substrates for the glycoconjugate. And a method for producing the same.
  • the methods for producing sugar nucleotides are as follows: 1) Chemical synthesis [Adv. Carbohydr. Chem. Biochcm., 28, 307 (1973), Bull. Chem. Soc. Japan, 46, 3275 (1973), J. Org Chem., 57, 146 (1992), Carbohydr. Res., 242, 69 (1993)], 2) Production method using enzymes [J. Org. Chem., 55, 1834 (1992), J. Org Chem., 57, 152 (1992), J. Am. Chem. Soc, ⁇ 0, 7159 (1988), JP-T 7-508413, JP-T 7-5000248, WO96 / 27670], 3) Yeast, etc.
  • the method 1) requires expensive morphidine derivatives of peridine-1 5'-monophosphate (hereinafter abbreviated as UMP), sugar phosphates, and the like, and the method 2) requires UMP, ⁇ lysine-1,5-diphosphate (hereinafter abbreviated as UDP), ⁇ lysine-15, monotriphosphate (hereinafter abbreviated as UTP), adenosine _5, monotriphosphate (hereinafter abbreviated as ATP) And expensive enzymes such as phosphoenolpyruvate and sugar phosphate, and a large number of enzymes such as pyruvetokinase.
  • the method 3) requires drying of the yeast cells, Expensive UMP etc. are used.
  • glycoconjugates The method for producing glycoconjugates is as follows: 1) Chemical synthesis method [Method in Enzymol. 247. 193 (1994), Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2i, 155 (1988) arbohydr. Res. 211 cl (1991)], 2) Hydrolase [Anal. Biochem. 202, 215 (1992) Trends
  • the method (1) requires the introduction of a protecting group for stereoselective synthesis, the method (2) does not provide sufficient yield and selectivity, and the method (3) requires expensive raw materials. In any of these methods, no industrial method for producing glycoconjugates has been established.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a glycoconjugate useful for protection against infection with bacteria'virus, etc., adaptation to cardiovascular disorders, immunotherapy, etc. It is to provide an efficient manufacturing method.
  • the present inventors have conducted intensive studies on a method for producing sugar nucleotides using a microorganism, and as a result, added a nucleotide precursor and a sugar to the medium during the culture of the microorganism. Thus, the present inventors have found that sugar nucleotides can be produced by the above method, and have further found that complex sugars can be produced using the sugar nucleotides, thereby completing the present invention.
  • the present invention relates to the ability to produce sugar nucleotides from nucleotide precursors and sugars.
  • a culture solution of a microorganism having the above or a processed product of the culture solution is used as an enzyme source, and an enzyme reaction is carried out in an aqueous medium containing the enzyme source, a nucleotide precursor, and a saccharide, and
  • a method for producing a sugar nucleotide comprising producing and accumulating a sugar nucleotide, and collecting the sugar nucleotide from the aqueous medium.
  • the present invention provides a culture solution of a microorganism having the ability to produce a sugar nucleotide from a nucleotide precursor and a sugar, or a processed product of the culture solution, and an ability to produce a complex carbohydrate from a sugar nucleotide and a complex carbohydrate precursor.
  • a culture solution of a microorganism or animal cell having the enzyme or a processed product of the culture solution as an enzyme source, and performing an enzymatic reaction in an aqueous medium containing the enzyme source, a nucleotide precursor, a saccharide and a complex saccharide precursor.
  • the present invention provides a method for producing a complex saccharide, which comprises producing and accumulating a complex saccharide in the aqueous medium, and collecting the complex saccharide from the aqueous medium.
  • the present invention can provide a novel production method and a novel method for producing a glycoconjugate using the sugar nucleotide production method.
  • any microorganism can be used as long as it is a microorganism capable of producing a sugar nucleotide from a nucleotide precursor and a sugar.
  • a microorganism belonging to yeast can be used. Power to give? it can.
  • wings Saccharomvces, Candida, Pichia, Torulopsis, Debaryomyces, Zygosaccharomyces, Kluvveromyces J, Hansenula ⁇ ,
  • Microorganisms belonging to the genus Brettanomvces can be mentioned.
  • Preferred examples of the microorganism belonging to the genus Saccharomvces include Saccharomyces cerevisiae and Candida As organisms belonging to the genus, Candida utilis, Candida parapsilosiss Candida kruse Candida versatilis, Candida lipolytica, Candida zeylanoides, Candida guilliermondi Candida albicans, Candida humicola, etc. Torulopsis as a living organism
  • Hansenula anomala ⁇ Hansenula jadinn ⁇ can be cited as a succulent cattle that succumbs to Hansenula
  • Brettanomvces feambia can be cited as Brettanomvces fe, such as Brettanomvces lambicus and Brettanomvces anomalus.
  • microorganisms that can be used for production of the sugar nucleotide of the present invention microorganisms that have acquired or have improved the ability to produce sugar nucleotides from nucleotide precursors and sugars by means of ordinary mutagenesis, etc. Can also be used.
  • the cultivation of the microorganism of the present invention can be performed according to a usual culturing method.
  • the medium for culturing the microorganism may be any of a natural medium and a synthetic medium as long as the medium contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, and the like that can be degraded by the microorganism and can efficiently culture the microorganism. May be.
  • Any carbon source can be used as long as each microorganism can assimilate.
  • Carbohydrates such as sucrose, fructose, sucrose, lactose, maltose, mannitol, sorbitol, molasses, starch or starch hydrolyzate, pyruvate, lactic acid, citric acid, fumaric acid, etc.
  • Natural organic nutrients such as shiranuka, cassava, bagasse, and corn'steep liquor can also be used.
  • Nitrogen sources include various inorganic and organic ammonium salts such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium carbonate, ammonium acetate, ammonium phosphate, etc., amino acids such as glutamate, glutamin, methionine, and amino acids. , NZ amin, corn 'stip' liquor, meat extract, yeast extract, malt extract, casein hydrolyzate, soybean meal, soybean meal hydrolyzate, fishmeal or its digest. Used.
  • Inorganic substances include mono-potassium phosphate, di-potassium phosphate, sodium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, magnesium chloride, sodium chloride, calcium chloride, Ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, zinc sulfate, carbonated carbonate, etc. are used.
  • Vitamins, amino acids, nucleic acids and the like may be added as necessary.
  • the cultivation is performed under aerobic conditions such as shaking culture or aeration and stirring culture.
  • the culturing temperature is preferably 15 to 45 ° C, and the culturing time is usually 5 to 100 hours.
  • the pH is kept at 3 to 9.
  • the pH of the medium is adjusted as necessary using an inorganic or organic acid, alkaline solution, urea, calcium carbonate, ammonia, pH buffer, etc.Also, during culture, ampicillin or tetracycline may be used.
  • An antibiotic such as phosphorus may be added to the medium.
  • a culture solution of a microorganism obtained by the culture and a processed product of a culture solution obtained by variously treating the culture solution can be used as an enzyme source and used for production of a sugar nucleotide in an aqueous medium.
  • Examples of the processed product of the culture solution include a concentrate of the culture solution, a dried product of the culture solution, cells (cells) obtained by centrifuging the culture solution, a dried product of the cells, a lyophilized product of the cells, Vesicle surfactant treatment, ultrasonic treatment of the cells, mechanical trituration of the cells, Examples thereof include a solvent-treated product of the cell, an enzyme-treated product of the cell, a protein fraction of the cell, an immobilized product of the cell, and an enzyme preparation obtained by extraction from the cell.
  • enzyme source for producing sugar nucleotides.
  • examples of the enzyme source include commercially available baker's yeast. And beer yeast cells.
  • the amount of the enzyme source used in the production of sugar nucleotides is 10 to 800 gZl, preferably 50 to 600 gZl, as wet cells.
  • Aqueous media used in the production of sugar nucleotides include water, phosphates, carbonates, acetates, borates, citrates, buffers such as tris, and alcohols such as methanol and ethanol. And esters such as ethyl acetate, ketones such as acetate, and amides such as acetoamide. Further, a culture solution of the microorganism used as the enzyme source can be used as an aqueous medium.
  • nucleotide precursors used in the production of sugar nucleotides include orotic acid, peracyl, orotidine, and peridine, and preferably, orotic acid.
  • the precursor of the nucleotide may be a pure product, a culture solution containing the precursor produced by fermentation by a microorganism, or a crude product of the precursor, as long as the pure product and salts of the precursor and impurities do not inhibit the reaction. Can be included.
  • the nucleotide precursor is used at a concentration of 0.01 to 1.0M, preferably 0.01 to 0.3M.
  • sugars used in the production of sugar nucleotides include glucose, galactose, glucosamine, and N-acetyl glucosamine.
  • the sugar may be used in a pure form or may contain any of them, as long as the impurities do not inhibit the reaction, and may be used at a concentration of 0.01 to 1.0 M. Used. In the production of sugar nucleotides, energy donors, phosphate ions, magnesium ions, surfactants, and organic solvents necessary for ATP regeneration may be added as necessary.
  • Examples of energy donors include carbohydrates such as glucose, fructose, sucrose, lactose, maltose, mannitol, sorbitol, organic acids such as pyruvate, lactic acid, and acetic acid, glycine, alanine, and asparagine.
  • Examples include acids, amino acids such as glutamic acid, molasses, starch hydrolysates, and the like, which are used at a concentration of 0.02 to 2.0 M.
  • phosphate ion examples include orthophosphoric acid, pyrrolic acid, tripolyphosphoric acid, tetraphosphoric acid, tetraphosphoric acid, and other polyphosphoric acids, polymethalic acid, and potassium phosphate.
  • Inorganic phosphates such as dicalcium phosphate, sodium monophosphate, and sodium phosphate, and the like. It can be used at a concentration.
  • magnesium ion examples include inorganic magnesium salts such as magnesium sulfate, magnesium nitrate, and magnesium chloride, and organic magnesium salts such as magnesium citrate, and are usually used at a concentration of 1 to 20 mM.
  • the surfactant examples include nonionic surfactants such as polyoxyethylene octadecylamine (for example, Nimeen S-215, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.), cetyltrimethylammonium, bromide-alkyldimethyl, benzylammonium and the like.
  • Cationic surfactants such as muchloride (eg, cation F2-40E, manufactured by NOF Corporation), anionic surfactants such as radiloyl.sarcosine, alkyl dimethylamine (eg, tertiary amine FB, Tertiary amines such as Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) can be used as long as they promote the production of various sugar nucleotides, and one or more kinds can be used as a mixture.
  • the surfactant is generally used at a concentration of 0.1 to 501, preferably 1 to 20i.
  • Organic solvents include xylene, toluene, fatty alcohol, acetone, and vinegar. Acid ethyl, etc., usually 0.:! It is preferably used at a concentration of 1 to 20 m 1/1.
  • the reaction for producing a sugar nucleotide can be carried out in an aqueous medium at pH 5 to 10, preferably pH 6 to 8, and 20 to 50 for 2 to 48 hours.
  • a sugar nucleotide can be produced by the method, and examples of the sugar nucleotide include a peridine diphosphate compound. Specific examples include UDP-Glc, UDP-Ga1, and UDP-GlcNAc.
  • Quantification of sugar nucleotides produced in the aqueous medium can be performed according to a known method.
  • separation and quantification of UDP-G1c and UDP-Ga1 can be performed by Anal. Biochem.
  • Quantitation Calculated by comparing absorbance values of standards
  • Microorganisms or animal cells that can be used for producing the glycoconjugate of the present invention have the ability to produce glycoconjugates from sugar nucleotides and glycoconjugate precursors.
  • Any microorganism or animal cell can be used.
  • human 'melanoma cell line WM266-6-4 ATCC CRL16766
  • Human cells can be used.
  • Recombinant strains such as the Namalva cell KJM-1 strain containing the 1,3-galactosyltransferase gene derived from melanocytic cells WM2666--4 / (Japanese Patent Laid-Open No.
  • human '' Escherichia coli Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 93, 4638 (1996), human He1 expressing the ceramide glucosyltransferase gene from melanocytic cells SK—Me1_28 cells.
  • Escherichia coli EMBO J., 9, 3171 (1990) which expresses a 1,4-galactosyltransferase gene derived from a cell is a Saccharomyces cerevisiae Biochem. Biophys. Res. Commun. 201 160 (1994)], /?
  • 1,6-N-Acetylglucosaminyltransferase from rat DenRyo - expressing C 0 S - 7 cells can be mentioned animal cells or microorganisms or the like.
  • the microorganism When a microorganism is used for the production of the glycoconjugate of the present invention, the microorganism is prepared by using the same medium and culture conditions as those for culturing a microorganism capable of producing sugar nucleotides from the above-mentioned nucleotide precursor and sugar. It can be cultured.
  • the medium for culturing the animal cells may be RPMI 1640 medium, Eagle's MEM medium, or any of these commonly used mediums.
  • a medium or the like to which fetal bovine serum is added is used.
  • Culture is carried out under conditions such as 5% C 0 2 presence.
  • the culture temperature is preferably 35 to 37, and the culture time is usually 3 to 7 days. If necessary, antibiotics such as kanamycin and penicillin may be added to the medium during the culture.
  • Microorganisms or animal cell cultures obtained by the culturing and cultures obtained by variously treating the cultures can be used as an enzyme source for the production of glycoconjugates in an aqueous medium.
  • Examples of the processed product of the culture solution include a concentrate of the culture solution, a dried product of the culture solution, cells (cells) obtained by centrifuging the culture solution, a dried product of the cells, a lyophilized product of the cells, A cell treated with a surfactant, a cell treated with an organic solvent, a cell treated with a lytic enzyme, an immobilized product of the cell, or a sample of an enzyme extracted from the cell can be used.
  • the view of the enzyme source used in the production of glycoconjugates is as follows: The activity of the enzyme is expressed as 37T, and the activity capable of producing 1 M glycoconjugate per minute is defined as 0.0. 1 UZ 1 :: 100 U / 1, preferably 0.1 UZ 1 ;; 100 U 1.
  • Aqueous media used in the production of sugar nucleotides include water, phosphates, carbonates, acetates, borates, citrates, buffers such as tris, and alcohols such as methanol and ethanol. , Esters such as ethyl acetate, ketones such as acetone, amides such as acetoamide, and the like. Further, a culture solution of the microorganism used as the s element can be used as an aqueous medium.
  • the reaction solution obtained in the production of arsenic sugar nucleotide or the sugar nucleotide purified from the reaction solution can be used, and 1 to 100 mM, preferably 5 to 100 mM. A concentration of ⁇ 100 mM can be used.
  • glycoconjugates saccharides, oligosaccharides, proteins, peptides, glycoproteins, glycolipids or glycopeptides can be used. Specifically, N-acetyl Glucosamine, GlcNAc / 3l-3Gal /? L-4Glc and the like can be mentioned.
  • the glycoconjugate precursor can be used at a concentration of 0.1 to 100 mM, preferably 0.5 to 50 mM.
  • the complex carbohydrate includes glucose-containing complex carbohydrate, glucosamine-containing complex carbohydrate, galactose-containing complex carbohydrate, and galactosamine-containing complex carbohydrate.
  • Complex carbohydrates, complex carbohydrates containing mannose, complex carbohydrates containing fucose, complex carbohydrates containing neuraminic acid, and the like can be given. Specific examples include lact-N-tetraose, lactose N-neotetraose, and N-acetyl lactosamine.
  • an inorganic salt such as Mn C l 2
  • Mn C l 2 can be added to Meru mercaptoethanol or the like.
  • the quantification of glycoconjugates formed in the aqueous medium can be carried out according to a known method (JP-A-6-181759).
  • the glycoconjugate formed in the reaction solution can be collected by a usual method using activated carbon, an ion exchange resin or the like (JP-A-8-23993).
  • activated carbon an ion exchange resin or the like
  • JP-A-8-23993 For example, in the case of N-acetyl lactosamine, J. Org. Chem., Z, 5416 (1982).
  • 5 L A dried product of a commercially available baker's yeast (Diastar; manufactured by Kyowa Hakko Co., Ltd.) was suspended in a 5-L culture tank containing the dried yeast to a concentration of 100 gZ1 (in terms of dry weight). The reaction was carried out for 6 hours under the conditions of stirring at 600 rpm and a flow rate of 2 L / min.
  • the pH of the reaction solution was maintained at 6.5 to 7.5 using 4 N KOH.
  • the cells were removed from the reaction solution by centrifugation, and 2 L of the resulting supernatant was used to purify UDP-G1c according to the method described in JP-A-8-23993 to obtain high-purity UDP. — G 1 An eluate containing C was obtained.
  • Glucose 5 0 gZ and yeast extract 2 gZ l, Peputo down 5 gZ l, ( ⁇ ,) , ⁇ ,, 2 g / U ⁇ , ⁇ 0, 2 gZ l, M g SO 4 ⁇ 7 H 2 0 ⁇ ⁇ ⁇ Bulugaricus ATCC 16045 was planted in a 300 ml Erlenmeyer flask with a liquid medium composed of the following composition (adjusted to pH 6.0 with 6 NH 2 S ⁇ ). The culture was carried out at 28 ° C. and 220 rpm for 24 hours while shaking. The obtained culture was used as a primary seed culture.
  • the secondary seed culture solution (250 ml) was inoculated into a 5 L culture tank containing 5 L, and 28 t,
  • the culture was performed for 24 hours under the culture conditions of 600 rpm and an aeration rate of 2.5 L / min. During the culture, the pH of the culture solution was adjusted to 5.5 ( ⁇ 0.
  • the pH of the reaction solution was maintained at pH 6.0 to 7.0 using 4 N KOH.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was repeated except that 100 g of maltose was used instead of glucose and 3.5 g of glucosamine hydrochloride was newly added to the reaction solution. c NA c was produced.
  • Plasmid p AMo ERS AW 1 containing a gene encoding a fusion protein of the IgG binding region of protein II and ⁇ 1,3-galactosyltransferase RPMI 640-ITPSGF medium containing 30 ml of G418 (manufactured by Gibco) containing 5 xl0 in Namurva KJM-1 strain transformed by (JP-A-6-181759) 4 suspended at cell SZM l, in C0 2 incubator one, at 37, it was cultured for 8 days.
  • the cells were removed from the culture by centrifugation, and the supernatant was recovered.
  • the supernatant can be stored at 80 t: if necessary, and can be used after disassembly before use.
  • a fusion protein of the IgG binding region of protein A and ⁇ 1,3-galactosyltransferase ? After adding sodium azide to a final concentration of 0.1% to the culture medium on which ⁇ was formed, add IgG Sepharose (manufactured by Pharmacia) pretreated according to the manufacturer's instructions. 0 1 Addition II, and at 4 the mixture was gently stirred.
  • Lacto N-neotetraose (Oxford-Glycosystems) was fluorescently labeled with aminoviridine according to a conventional method [Agric, Biol. Chem., ⁇ 1, 2169 (1990)], and then 100 munits / j-Galactosidase (manufactured by Seikagaku Corporation) was added and reacted with 371: for 16 hours to remove galactose at the non-reducing end.
  • the reaction was heated at 100 for 5 minutes to inactivate the galactosidase.
  • GlcNAc ⁇ l-3Gal ⁇ l-4Glc obtained by the reaction was used as a glycoconjugate precursor.
  • Glycosaccharide precursor GIcNAc ⁇ l-3Gal ⁇ l-4GIc prepared in Example 5 0.5 mM, ⁇ 1,4-galactosyltransferase (Sigma) 0.5 U, Example 2 in acquired UDP- G al 5mM, T ris- HC 1 (p H 7. 9) 1 00 mM, M n C 1 2 1 0 mM, over-mercaptoethanol 2 mM, shed one easy Toarubumi down 0. 2 mg Roh m The reaction solution 36 1 containing 1 was left standing at 32 for 65 hours to carry out the reaction.
  • a sugar nucleotide can be industrially and efficiently produced from a nucleotide precursor and a sugar, and a glycoconjugate can be industrially produced from the sugar nucleotide and a complex carbohydrate precursor.

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Description

明 細 書
糖ヌクレオチド類および複合糖質の製造法 技術分野
本発明は、 細菌 ' ウィルス等の感染防御、 心血管障害への適応および免疫治 療と して有用な複合糖質の製造方法および該複合糖質の合成基質と して ¾要で ある糖ヌクレオチドの製造方法に関する。
背景技術
糖ヌク レオチドの製造方法と して、 1 ) 化学合成法 [Adv. Carbohydr. Chem. Biochcm., 28, 307 (1973), Bull. Chem. Soc. Japan, 46, 3275 (1973) 、 J. Org. Chem., 57, 146 (1992), Carbohydr. Res., 242, 69 (1993)] 、 2 ) 酵素を用いた製造方法 [J. Org. Chem., 55, 1834 (1992)、 J. Org. Chem., 57, 152 (1992)、 J. Am. Chem. Soc, Π0, 7159 (1988)、 特表平 7- 508413、 特表平 7-5000248、 WO96/27670] 、 3) 酵母等 の微生物菌体を用いる方法 （特公昭 45-2073、 特公昭 46-40756、 特公昭 47-1837、 特公昭 47-26703、 特公昭 49-8278、 特開平 2-268692) 、 4) 耐塩性酵母の微生物 菌体からの抽出法 （特開平 8-23993) 等が知られている。
1 ) の方法においては、 高価なゥリジン一 5' —一リン酸 （以下、 UMPと 略す） のモルフオリデート誘導体や糖リン酸等が必要であり、 2 ) の方法にお いては、 UMP、 ゥリジン一 5， 一二リン酸 （以下、 UDPと略す） 、 ゥリジ ン一 5， 一三リン酸 （以下、 UT Pと略す） 、 アデノシン _ 5， 一三リン酸 (以下、 AT Pと略す） やホスホェノールピルビン酸、 糖リン酸等の高価な原 料やピルべ一トキナ一ゼ等多数の酵素が必要であり、 3) の方法においては酵 母菌体の乾燥処理を必要としたり、 原料として高価な UMP等が fflいられてい る。 4) の方法を含め、 上記いずれの方法においても、 原料と して高価なゥリ ジンヌクレオチドゃ糖リン酸等が用いられていたり、 操作的に大量生産が困難 であるため、 今日に至るまで、 糖ヌクレオチドの工業的規校での製造法は確、'/. されていない。
複合糖質の製造法と しては、 1 ) 化学合成法 [Method in Enzymo l . 247. 193 (1994),Angew. Chem. Int . Ed. Engl . 2i, 155 ( 1988) arbohydr. Res. 211. cl ( 1991)] 、 2 ) 加水分解酵素 [Anal . Biochem. 202, 215 ( 1992) Trends
Biotechnol . 6, 256 (1988)] を いる方法、 および 3 ) 糖転移酵素 （特開平 7- 79792、 特¾平 7-500248、 特公平 5-82200、 W094/25614) を利川した方法が知ら れている。
1 ) の方法では立体選択的合成のためには保護基の導入が必須であり、 2 ) の方法では収率 ' 選択性が十分でなく、 3 ) の方法においては 価な原料が必 要であり、 いずれの方法においても複合糖質の工業的な製造方法は確立されて いない。
コリネバクテリゥム属に属する微生物において、 ォロッ ト酸を添加すること によ り、 U M Pが生産されるとの報告がある [Amino Acid, Nucleic Acid, 23, 107 (1971)] 。 発明の開示
本発明の目的は、 細菌 ' ウィルス等の感染防御、 心血管障害への適応および 免疫治療などに有用な複合糖質の製造方法および該複合糖質の合成基質として 重要である糖ヌクレオチドの安価で効率的な製造方法を提供することにある。 本発明者らは、 微生物を用いて、 糖ヌク レオチ ドを生産可能となるような方 法を鋭意検討した結果、 微生物の培養中、 培地にヌ ク レオチ ドの前駆物質およ び糖を添加することによ り糖ヌクレオチドが生産できることを見いだし、 更に、 該糖ヌクレオチドを用いて複合糖質が生産できることを見いだし本発明を完成 するに至った。
本発明は、 ヌクレオチドの前駆物質と糖から糖ヌクレオチドを生産する能力 を有する微生物の培養液または該培養液の処理物を酵素源と して用い、 該酵素 源、 ヌ ク レオチ ドの前駆物質および糖を含む水性媒体中で酵素反応を行い、 水 性媒体中に糖ヌクレオチドを生成蓄積させ、 該水性媒体から糖ヌクレオチドを 採取することを特徴とする糖ヌクレオチドの製造方法を提供する。
更に、 本発明はヌクレオチドの前駆物質と糖から糖ヌクレオチドを生産する 能力を有する微生物の培養液または該培養液の処理物、 および糖ヌクレオチド と複合糖質前駆体から複合糖質を生産する能力を有する微生物あるいは動物細 胞の培養液または該培養液の処理物とを酵素源として用い、 該酵素源、 ヌ ク レ ォチドの前駆物質、 糖および複合糖質前駆体を含む水性媒体中で酵素反応を行 レ 該水性媒体中に複合糖質を生成蓄積させ、 該水性媒体から複合糖質を採取 することを特徴とする複合糖質の製造方法を提供する。
本発明によれば、 1 ) ゥリジンヌクレオチドゃ糖リン酸等の高価な/ 料を必 要とせず、 ォロッ ト酸等の安価なヌクレオチドの前駆物質および糖を原料と し て利用することができる、 2 ) U D Pから U T Pへの転換において高価なホス ホエノ一ルピルビン酸とピルべ一トキナーゼの添加を必要としない、 更に、 3 ) 酵素の単離操作を必要としない等の特徴を有する糖ヌクレオチドの新規な 製造法および該糖ヌク レオチド製造法を利用した新規な複合糖質の製造法を提 供できる。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の糖ヌクレオチドの製造に用いることのできる微生物としては、 ヌク レオチドの前駆物質と糖から糖ヌクレオチドを生産する能力を有する微生物で あればいずれも用いることができ、 例えば、 酵母に属する微生物をあげること 力？できる。 翼体的には Saccharomvces属、 Candida属、 Pichia属、 Torulopsis屈、 Debaryomyces属、 Zygosaccharomyces 、 Kluvveromyces J 、 Hansenula厲、
Brettanomvces属に属する微生物をあげることができる。 好ましい例として、 Saccharomvces属に する微生物として、 Saccharomyces cerevisiae等を、 Candida 属に属する 生物として、 Candida utilis, Candida parapsilosiss Candida kruse Candida versatilis, Candida lipolytica、 Candida zeylanoides、 Candida guilliermondi Candida albicans, Candida humicola等を、 £klikJ¾に属する ί故生物として、 Pichia farinosa, Pichia ohmeri等 、 Torulopsis fe,に する ί鼓生物と して、 Torulopsis
i，omlopsis spnaerica、 oruiopsis xyunus、 Torulopsis famata, Torulopsis versatilis等を、 Dcbarvomyces属に属す f故生物として、 Debaryomyccs
sub lobosus Debaryomyces cantarelli Debaryomvces globosus、 DebarYomy£es hansenii、 Debaryomyces japonicus等を、 Zygosaccharomyces尿に屈する微牛.物と して、 Zygosaccharomyces rouxii、 zygosaccharomyces bailii等を、 Kluyveromvces 厲に厲する ί教生物として、 Kluvveromvccs marxianus, Hansenula屈に屈する微牛 物と して、 Hansenula anomala^ Hansenula jadinn ^を、 Brettanomvces feに する5¾生物として、 Brettanomvces lambicus, Brettanomvces anomalus等を挙け'ること ができる。
更に、 本発明の糖ヌクレオチドの製造に用いることのできる微生物として、 通常の変異処理等の手段により、 ヌクレオチドの前駆物質と糖から糖ヌクレオ チドを生産する能力を獲得し、 または向上させた微生物をも用いることができ る。
本発明の微生物の培養は、 通常の培養方法に従って行うことができる。
該微生物を培養する培地は、 該微生物が资化し得る炭素源、 窒素源、 無機塩 類等を含有し、 該微生物の培養を効率的に行える培地であれば、 天然培地、 合 成培地のいずれでもよい。
炭素源としては、 それぞれの微生物が資化し得るものであればよく、 グルコ
—ス、 フラク トース、 シュ一クロース、 ラク ト一ス、 マル トース、 マンニ ト一 ル、 ソルビトール、 糖蜜、 澱粉あるいは澱粉加水分解物等の炭水化物、 ピルビ ン酸、 乳酸、 クェン酸、 フマル酸等の各種有機酸、 グルタ ミ ン酸、 メチォニン、 リジン等の各種アミ ノ酸、 エタノール、 プロパノール、 グリセロール等のアル コール類が用いられる。 また、 白糠、 キヤッサバ、 バガス、 コーン ' スティー プ . リカー等の天然有機栄養源も用いることができる。
窒素源としては、 アンモニア、 塩化アンモニゥム、 硫酸アンモニゥム、 炭酸 アンモニゥム、 酢酸アンモニゥム、 リ ン酸アンモニゥム等の各種無機および有 機アンモニゥム塩類、 グルタ ミ ン酸、 グルタ ミ ン、 メチォニン等のアミノ酸、 ぺプト ン、 NZァミ ン、 コーン ' スティ 一プ ' リ カー、 肉エキス、 酵母エキス、 麦芽エキス、 カゼイ ン加水分解物、 大豆粕、 大豆粕加水分解物、 フィ ッ シュミ ールあるいはその消化物等が用いられる。
無機物と しては、 リ ン酸一カリ ウム、 リ ン酸二カリ ウム、 リ ン酸ニナ ト リ ゥ ム、 リ ン酸マグネシウム、 硫酸マグネシゥム、 塩化マグネシゥム、 塩化ナ ト リ ゥム、 塩化カルシウム、 硫酸第 -鉄、 硫酸マンガン、 硫酸銅、 硫酸亜鉛、 炭酸 力ルシゥム等が用いられる。
ビタ ミ ン、 アミノ酸、 核酸等を必要に応じて添加してもよい。
培養は、 振盪培養あるいは通気撹拌培養等の好気的条件下で行う。 培養温度 は 1 5〜 4 5 °Cが良く、 培養時間は通常 5〜 1 0 0時間である。 培養中 p Hは 3 〜 9に保持する。 必要に応じて培地の p Hの調整は無機あるいは有機の酸、 アルカリ溶液、 尿素、 炭酸カルシウム、 アンモニア、 p H緩衝液等を用いて行 また、 培養中必要に応じて、 アンピシリ ンやテ トラサイク リ ン等の抗生物質 を培地に添加してもよい。
該培養により得られた微生物の培養液および該培養液を種々処理した培養液 の処理物を酵素源として用い、 水性媒体中で糖ヌクレオチドの生成に用いるこ とができる。
培養液の処理物としては、 培養液の濃縮物、 培養液の乾燥物、 培養液を遠心 分離して得られる細胞 （菌体） 、 該細胞の乾燥物、 該細胞の凍結乾燥物、 該細 胞の界面活性剤処理物、 該細胞の超音波処理物、 該細胞の機械的摩砕処理物、 該細胞の溶媒処理物、 該細胞の酵素処理物、 該細胞の蛋白質分画物、 該細胞の 固定化物あるいは該細胞より抽出して得られる酵素標品等を挙げることができ る。
また、 培養することなく、 市販されている菌体、 乾燥処理菌体等を糖ヌク レ ォチドの生成のための酵素源として使用することも可能で、 該酵素源として、 例えば、 市販のパン酵母やビール酵母菌体等をあげることができる。
糖ヌクレオチドの生成において用いられる酵素源の量は、 湿菌体として、 1 0〜800 gZ lであり、 好ましくは 50〜600 gZ lである。
糖ヌクレオチドの生成において用いられる水性媒体と しては、 水、 りん酸塩、 炭酸塩、 酢酸塩、 ほう酸塩、 クェン酸塩、 ト リ ス等の緩衝液、 メ タノール、 ェ タノール等のアルコール類、 酢酸ェチル等のエステル類、 アセ ト ン等のケ トン 類、 ァセトアミ ド等のアミ ド類等をあげることができる。 また、 酵素源と して 用いた微生物の培養液を水性媒体と して用いることができる。
糖ヌクレオチドの生成において用いられるヌクレオチドの前駆物質としては、 ォロッ ト酸、 ゥラシル、 ォロチジンおよびゥリジン等をあげることができ、 好 ましくはォロッ ト酸をあげることができる。 該ヌク レオチ ドの前駆物質は、 純 品および該前駆物質の塩並びに夾雑物が反 を阻害しない限り、 微生物により 発酵生産された該前駆物質含有培養液および該培養液の該前駆物質粗精製物を いることができる。 ヌクレオチドの前駆物質は 0. 01〜 1. 0M、 好まし くは 0. 01〜0. 3 Mの濃度で用いられる。
糖ヌクレオチドの生成において用いられる糖としては、 グルコース、 ガラク トース、 グルコサミ ンまたは N—ァセチルグルコサミ ン等をあげることができ
該糖は、 純品を用いてもよいし、 これらを含有するもので、 夾雑物が反応を 阻害しないものであればいずれも用いることができ、 0. 0 1〜 1. 0Mの濃 度で用いられる。 糖ヌクレオチドの生成において、 必要に応じて、 A T P再生に必要なェネル ギー供与体、 リン酸イオン、 マグネシウムイオン、 界面活性剤および有機溶剤 を添加してもよレ、。
エネルギー供与体と しては、 グルコース、 フラク トース、 シュ一クロース、 ラク トース、 マル ト一ス、 マンニ トール、 ソルビトール等の炭水化物、 ピルビ ン酸、 乳酸、 酢酸等の有機酸、 グリシン、 ァラニン、 ァスパラギン酸、 グルタ ミン酸等のアミノ酸、 糖蜜、 澱粉加水分解物等をあげることができ、 0 . 0 2 〜 2 . 0 Mの濃度で用いられる。
リ ン酸イオンと しては、 正リ ン酸、 ピロリ ン酸、 ト リポリ リ ン酸、 テ トラポ リ リン酸、 テトラボリメタリン酸等のポリ リン酸、 ポリメタリ ン酸、 リン酸- - カリ ウム、 リ ン酸二カ リ ウム、 リ ン酸一ナ ト リ ウム、 リ ン酸ニナ ト リ ウム等の 無機のリ ン酸塩等をあげることができ、 0 . 0 1 〜 1 . 0 Mの濃度で用いるこ とができる。
マグネシウムイオンと しては、 硫酸マグネシゥム、 硝酸マグネシウム、 塩化 マグネシゥム等の無機のマグネシゥム塩、 クェン酸マグネシゥム等の有機のマ グネシゥム塩等をあげることができ、 通常 1 〜 2 0 m Mの濃度で用いられる。 界面活性剤と しては、 ポリオキシエチレン ' ォクタデシルァミ ン （例えばナ イ ミーン S-215、 Π本油脂社製） 等の非イオン界面活性剤、 セチルト リメチルァ ンモニゥム . ブロマイ ドゃアルキルジメチル . ベンジルアンモニゥムクロライ ド （例えばカチオン F2-40E、 日本油脂社製） 等のカチオン系界面活性剤、 ラゥ ロイル . ザルコシネ一ト等のァニオン系界面活性剤、 アルキルジメチルァミ ン (例えば三級アミ ン FB、 日本油脂社製） 等の三級アミン類等、 各種糖ヌクレオ チドの生成を促進するものであればいずれでも良く、 1種または数種を混合し て使用することもできる。 界面活性剤は、 通常 0 . 1 〜 5 0 1、 好ましく は 1 〜 2 0 i の濃度で用いられる。
有機溶剤としては、 キシレン、 トルエン、 脂肪族アルコール、 アセ トン、 酢 酸ェチル等が挙げられ、 通常 0. ：！ 〜 5 0 m 1 Zし 好ましくは 1 〜 2 0 m 1 / 1 の濃度で用いられる。
糖ヌクレオチドの生成反応は、 水性媒体中、 p H 5〜 1 0、 好ましくは p H 6〜 8、 2 0〜 5 0 で2〜 4 8時間の条件で行うことができる。
該方法により糖ヌクレオチドを生成することが可能であり、 該糖ヌクレオチ ドと して例えば、 ゥリジンニリン酸化合物等をあげることができる。 具体的に は、 U D P— G l c , UD P - G a 1 、 U D P— G l c NA c等をあげること ができる。
水性媒体中に生成した糖ヌクレオチドの定量は公知の方法に準じて行うこと ができ、 例えば、 U D P— G 1 c と U D P— G a 1 の分離定量は Anal. Biochem.
188-194 (199 記載の高速液体クロマトグラム （以下、 H P L Cと略す） に よる方法で行うことができる。 また、 U D P— G l c NA cの分離定 は以下 の条件の H P L Cにより行うことができる。
溶出液： 0. 1 M KH2P 04
(H3P 04 を用いて p H 3. 2に調整）
流速 ！ 1 m 1 /m 1 n
カラム ： Partisil-10 SAX (ヮッ トマン社製）
検出 ： U V 2 6 2 n m
定量 ： スタンダードの吸光度値の比較によ り算出
反応液中に生成した糖ヌクレオチドの精製は、 活性炭やイオン交換樹脂等を 用いる通常の方法によって行うことができ （特開平 8-23993) 、 例えば、 U D P — G a l および U D P— G l cにおいては J. Org. Chem., 57, 152 (1992)、 U D P — G 1 c N A cにおいては J. Org. Chem., 52, 146 (1992)に記載の方法に準じて行 うことができる。
本発明の複合糖質の製造に用いることのできる微生物あるいは動物細胞とし ては、 糖ヌクレオチドと複合糖質前駆体から複合糖質を生産する能力を有する 微生物あるいは動物細胞であればいずれも用いることができ、 例えば、 3 1 ,3-ガ ラク トシル トランスフエラ一ゼを産生するヒ ト ' メラノーマ細胞 WM 2 6 6 - 4株 （ATCC CRL1676) 、 およびヒ ト ' メ ラノ一マ細胞 WM 2 6 6— 4由来/? 1，3-ガラク トシル トランスフヱラ一ゼ遺伝子を含有するナマルバ細胞 K J M— 1 株等の組換え株 （特開平 6- 181759) 、 ヒ ト ' メラノ一マ細胞 S K— M e 1 _ 2 8細胞由来のセラミ ドグルコシル トランスフヱラ一ゼ遺伝子を発現する大腸菌 (Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 93, 4638 ( 1996) 、 ヒ ト H e 1 a細胞由来の/? 1 ,4-ガ ラク トシルトランスフェラーゼ遺伝了-を発現する大腸菌 (EMBO J., 9, 3171 ( 1990)) あるレ、は Saccharomyces cerevisiae ι Biochem. Biophys. Res. Commun.. 201. 160 ( 1994)] 、 ラッ ト由来の/? 1，6-N-ァセチルグルコサミニル ト ランスフェラ一 ゼ遺伝了-を発現する C 0 S — 7細胞 （ATCC, CRL165 [J. Biol. Chem., 268, 15381 ( 1993)] 等の動物細胞あるいは微生物をあげることができる。
本発明の複合糖質の製造に微生物を用いる場合には、 該微生物を、 上記ヌク レオチドの前駆物質と糖から糖ヌクレオチドを生産する能力を有する微生物の 培養と同様の培地、 培養条件によ り培養することができる。
本発明の複合糖質の製造に動物細胞を用いる場合には、 該動物細胞を培養す る培地と して、 一般に使 fflされている R P M I 1 6 4 0培地、 E a g l eの M E M培地またはこれら培地に牛胎児血清等を添加した培地等が用いられる。 培 養は、 5 % C 0 2 存在下等の条件下で行う。 培養温度は 3 5〜 3 7 がよく、 培養時間は、 通常 3〜 7日間である。 また培養中必要に応じて、 カナマイシン、 ぺニシリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
該培養により得られた微生物あるは動物細胞の培養液および該培養液を種々 処理した培養液の処理物を酵素源と して用い、 水性媒体中で複合糖質の生成に 用いることができる。
培養液の処理物としては、 培養液の濃縮物、 培養液の乾燥物、 培養液を遠心 分離して得られる細胞 （菌体） 、 該細胞の乾燥物、 該細胞の凍結乾燥物、 該細 胞の界面活性剤処理物、 該細胞の有機溶剤処理物、 該細胞の溶菌酵素処理物、 該細胞の固定化物あるいは該細胞からの抽出酵素標品等を挙げることができる。 複合糖質の生成において用いられる酵素源の景は、 酵素の活性を、 3 7T：、 1分間に 1 Mの複合糖質を生成することのできる活性を 1単位 （U) として、 0. 0 1 UZ 1 〜： 1 00 U/ 1であり、 好ましくは 0. 1 UZ 1 〜； 1 00 U 1である。
糖ヌク レオチ ドの生成において用いられる水性媒体としては、 水、 りん酸塩、 炭酸塩、 酢酸塩、 ほう酸塩、 クェン酸塩、 ト リス等の緩衝液、 メ タノール、 ェ タノ一ル等のアルコール類、 酢酸ェチル等のエステル類、 アセ ト ン等のケ ト ン 類、 ァセトアミ ド等のアミ ド類等をあげることができる。 また、 s素源と して 用いた微生物の培養液を水性媒体と して用いることができる。
複合糖質の生成において用いられる糖ヌクレオチドとしては、 ヒ記糖ヌクレ ォチドの生成で得られた反応液あるいは該反応液から精製した糖ヌクレオチド を用いることができ、 1〜 1 00 mM、 好ましくは 5〜 1 00 mMの濃度で用 いることができる。
複合糖質の生成において用いられる複合糖質前駆体としては、 糖類、 オリゴ サッカライ ド、 蛋白質、 ぺプチド、 糖蛋白質、 糖脂質またはグリコぺプチドを 用いることができ、 具体的には N—ァセチルグルコサミ ン、 GlcNAc /3 l-3Gal /? l-4Glc等をあげることができる。 複合糖質前駆体は 0. l〜 1 00mM、 好ま しくは 0. 5〜 50 mMの濃度で用いることができる。
該方法により、 種々の複合糖質を生成することが可能であり、 該複合糖質と して、 グルコース含有複合糖質、 グルコサミ ン含有複合糖質、 ガラク トース含 有複合糖質、 ガラク トサミン含有複合糖質、 マンノース含有複合糖質、 フコー ス含有複合糖質、 ノイラミ ン酸含有複合糖質等をあげることができる。 具体的 にはラク ト一 N—テトラオース、 ラク トー N—ネオテトラオース、 N—ァセチ ルラク トサミン等をあげることができる。 複合糖質の生成において、 必要に応じて、 Mn C l 2 等の無機塩、 ーメル カプトエタノール等を添加することができる。
水性媒体中に生成した複合糖質の定量は公知の方法に準じて行うことができ る （特開平 6-181759) o
反応液中に生成した複合糖質の採取は、 活性炭やイオン交換樹脂等を用いる 通常の方法によって行うことができ （特開平 8-23993) 、 例えば、 N—ァセチル ラク トサミンにおいては J. Org. Chem., Z， 5416 (1982) 記載の方法に準じて行う ことができる。
以下に本発明の実施例を示すが、 本発明はこれら実施例に限定されるもので はない。 発明を实施するための ¾良の形態
実施例 1. U D P— G 1 cの生産
グルコース l O O gZし Mg S 04 ■ 7 H20 1 g/ K2H P 04 3 5 g/ l、 ォロッ ト酸 （カリゥム塩） 3 g / 1の組成からなる反応液 2. 5 Lの入った 5 L容培養槽に、 市販のパン酵母 （ダイヤィース ト ；協和発酵ェ 業株式会社製） の乾燥処理物を 1 0 0 gZ 1 (乾燥重量換算） となるように懸 濁し、 2 8で、 撹拌 6 0 0 r p m、 通気量 2 L/m i nの条件で 6時間反応を 行った。
該反応中、 4 N KOHを用いて、 反応液の p Hを 6. 5〜 7. 5に維持し た。
反応終了後、 反応液上清中の U D P— G 1 cを Anal. Biochem., 216, 188-194 (1994)記載の方法により定量した結果、 UDP— G 1 cが 7. 4 g / 1 (2 N a 塩換算） 生成していた。
該反応液から遠心分離により菌体を除去し、 得られた上清 2 Lを用い、 特開 平 8-23993記載の方法に準じて UD P— G 1 cを精製し、 高純度の U DP— G 1 Cを含有する溶出液を取得した。
該溶出液を濃縮後、 99 %エタ ノールを過剰 : 添加し、 生じた沈殿物を真空 乾燥し、 6. 8 gの白色粉末を得た。 該白色粉末は高純度 （純度 97%以上） の U D P— G cであった。 実施例 2. UD P - G a 1の生産
グルコース 5 0 gZし 酵母エキス 2 gZ l、 ペプト ン 5 gZ l、 (ΝΗ,) ,ΗΡΟ,, 2 g/ U ΚΗ,Ρ 0, 2 gZ l、 M g S O 4 · 7 H 20 Ι βΖ ΐ ( 6 N H2S〇 で p H 6. 0に調整） の組成からなる液体培地を 2 0 1添力 Uした 3 00 m 1お三角フラスコに、 Kluyveromvces marxianus var. bulugaricus ATCC 16045株を植萌し、 2 8 °C、 2 20 r p mの条件で 24時冏振 盪培養した。 得られた培養液を 1次種培養液と して用いた。
ラク トース 50 gZし 醉母エキス 2 gZ l、 ペプトン 5 g/ l 、 (NH4)2H P 04 2 g/ U KH2P 0, 2 g/ U Mg S O, - 7 H20 1 g/ 1 ( 6 N H2S 04で p H 6. 0に調整） の組成からなる液体培地を 24 0 m 1添加した 2 L容バッフル付き三角フラスコに、 該種培養液 20 m 1 を添 加し、 2 8°C、 2 2 0 r pmの条件で 24時間扳盪培養した。 得られた培養液 を 2次種培養液と して用いた。
ラク トース 1 00 gノ 1、 酵母エキス 2 gZ l、 ペプト ン 5 gZ l、 (NH4)2HP 04 2 g/ l、 KH2P04 2 gノ 1、 M g S 0 7 H 2〇 1 g/ 1 (6 N H2S〇4で p H 6. 0に調整） の組成からなる液体培地を 2.
5 L添加した 5 L容培養槽に、 該 2次種培養液 2 50 m 1 を植菌し、 2 8 t、
600 r p m、 通気量 2. 5 L/m i nの培養条件で 24時問培養を行った。 該培養中、 2 8%アンモニア水を用いて、 培養液の p Hを 5. 5 (± 0.
1 ) に維持した。
培養終了後、 該培養液にナイ ミーン S— 2 1 5 4 gZ l、 ォロッ ト酸 （力 リウム塩） 3 gZ 1、 硫酸マグネシウム l g/ l、 KH2P 04 3 g/ l、 K2H P 04 4 gZし ガラク ト一ス 1 8 gZ l を添加し、 2 8 ：、 6 00 r pm、 通気量 2. 0 L/m i nの条件で 1 5時問反応を行った。
該反応中、 4 N KOHを用いて、 反応液中の p Hを p H 6. 0〜 7. 0に 維持した。
反応終了後、 上淸中の UDP— G a 1 を Anal. Biochem.，21^, 188-194 (1994)記 載の方法によ り定量した結果、 U D P— G a 1が 2. 3 g / 1 ( 2 N a塩換算） 生成していた。
該反応液から遠心分離により菌体を除まし、 得られた上淸 2しから、 実施例 1 と问様な方法で精製を行い、 高純度 （純度 9 7 %以上） の U D P— G a 1の 白色粉末 2. 5 gを得た。 実施例 3. UDP— G l c NA cの生産
グルコースの代わりにマルト一ス 1 00 g/ 1 を使用し、 グルコサミ ン塩酸 塩 3. 5 g / 1 を新たに反応液に添加する以外は、 実施例 1 と同様な条件で U DP— G 1 c NA cの生産を行った。
反応終了後、 反応液上淸中の UDP— G 1 c N A cを上述の H P L C法によ り定量した結果、 UDP— G l c NA cが 7 ノ 1 ( 2 N a塩換算） 生成して いた。
該反応液から遠心分離により菌体を除去し、 得られた上清 2 Lを用い、 实施 例 1 と同様な方法で精製を行い、 高純度 （純度 9 7%以上） の UD P— G 1 c NA cの白色粉末 5. 7 gを得た。 実施例 4. β 1,3-ガラク トシルトランスフヱラ一ゼの調製
プロテイン Αの I gG結合領域と β 1,3-ガラク トシル トランスフェラーゼとの 融合蛋白質をコ一ドしている遺伝子を含むプラスミ ド p AMo E R S AW 1 (特開平 6-181759) で形質転換したナマルバ K J M— 1株を G 4 1 8 (ギブコ 社製） を 0. 5 mg/m l含む R PM I 64 0 - I T P S G F培地 3 0 m 1 に 5 x l 04 c e l l sZm l になるように懸濁し、 C02インキュベータ一中で、 3 7で、 8日間培養した。
該培養液から遠心分離によ り細胞を除き上洁を回収した。 該上清は、 必要に 応じて一 80 t:で保存可能であり、 使用前に解涑して使用することができる。 該プロティ ン Aの I g G結合領域と β 1，3-ガラク トシル トランスフェラーゼと の融合蛋白？ Τの生成された培養上溃にアジ化ナトリ ゥムを¾終濃度 0. 1 %に なるように添加した後、 製品説明書に従って前処理した I g Gセファロ一ス (ファルマシア社製） を 5 0 1添力 IIし、 4ででー晚緩やかに攪拌した。
攪拌後、 遠心分離によ り β 1，3-ガラク トシル トランスフヱラーゼの結合した I g Gセファロースを回収し、 R PM I 64 0 . I T P S G F培地 1 m 1で 3回 洗浄後、 該 I g Gセファロースを /? 1,3-ガラク トシル ト ランスフェラーゼの酵素 源として用いた。 実施例 5. ラク トー N—テトラオースの生産
ラク トー N—ネオテトラオース （オックスフォー ド - グライ コシステムズ社 製） を常法 [Agric, Biol. Chem.,≤1， 2169 (1990)] に従ってアミノビリジンにより 蛍光標識した後、 1 00 m u n i tの/ j—ガラク トシダーゼ （生化学工業社 製） を加えて 3 71：で 1 6時間反応させ、 非還元末端のガラク トースを除まし た。
該反応液を、 5分間、 1 00 で加熱し、 /?一ガラク トシダ一ゼを失活させ た。
該反応によ り得られた GlcNAc β l-3Gal β l-4Glcを複合糖質前駆体と して用 いた。
該複合糖質前駆体 0. 5 mM、 実施例 4で取得した I g Gセファロース結 98/11
合 1 , 3—ガラク ト シル トランスフェラ一ゼ 0. 5 U、 実施例 2で取得し た U D P _ G a 1 5 mM、 T r i s - HC 1 ( H 7. 9) 1 00 mM、 M n C 12 1 0mM、 /3—メルカプトエタ ノール 2 mMを含有する反 液 3 6 1 を、 3 2 °Cで 6 5時間放置し、 反応を行つた。
反応終了後、 該反応液に蓄積された生成物を下記条件で H P L Cを用いて定 量した。
カラム ： TSKgcl ODS-80TM力ラム（4.6mmx3()cm，TOSOH社製） 液相 ： 0. 02 M酢酸アンモニゥム緩衝液 （ p H 4. 0 ) 温度 ： 50 °C
流速 ： 1 m 1 / m i n
検出 ：蛍光検出器 （励起波長 32 0 n m, 放射波長 4 00 n m) 牛成物の冋定はァミノピリジンで標識したラク トー N—テ トラオースと標識 された生成物の溶出時間を比較することにより行った。 . 該反応によ り、 0. 1 7mM (0. 1 2 gZ l ) のラク トー N—テ トラオ一 スが生成した。 実施例 6. ラク ト— N—ネオテ トラオースの生産
実施例 5で調製した複合糖質前駆体 GIcNAc β l-3Gal β l-4GIc 0. 5 mM、 β 1 , 4一ガラク トシルトランスフヱラ一ゼ （シグマ社製） 0. 5 U、 実施 例 2で取得した UDP— G a l 5mM、 T r i s— HC 1 ( p H 7. 9) 1 00 mM, M n C 12 1 0 mM、 ーメルカプトエタノール 2mM、 ひ 一 ラク トアルブミ ン 0. 2 m gノ m 1 を含有する反応液 36 1 を、 3 2でで 6 5時間放置し、 反応を行った。
反応終了後、 該反応液に蓄積された生成物を実施例 5と同様の条件で、 H P L Cを用いて定量した。 生成物の同定はァミ ノピリジンで標識したラク トー N 一ネオテトラオースと生成物の溶出時間を比較することにより行った。 該反応によ り、 0. 2 mM (0. 1 4 g/ 1 ) のラク トー N—ネオテ トラオ ースが生成した。 産業上の利用叮能性
本発明によ り、 ヌク レオチ ドの前駆物質および糖から、 糖ヌ ク レオチ ドを、 該糖ヌク レオチ ドと複合糖質前駆体よ り ¾合糖質を工業的に効率よ く製造でき る。

Claims

請求の範囲
1 . ヌクレオチドの前駆物質と糖から糖ヌクレオチドを生産する能力を 有する微生物の培養液または該培養液の処理物、 および糖ヌクレオチドと複合 糖質前駆体から複合糖質を生産する能力を有する微生物あるいは動物細胞の培 養液または該培養液の処理物を酵素源と して用い、 該酵素源、 ヌクレオチドの 前駆物質、 糖および複合糖質前駆体を含有する水性媒体中で酵素反応を行い、 該水性媒体中に複合糖質を生成蓄積させ、 該水性媒体中から複合糖質を採取す ることを特徴とする複合糖質の製造法。
2 · ヌク レオチドの前駆物質および糖から糖ヌクレオチドを生¾する能 力を する微生物の培養液または該培養液の処理物を酵素源として用い、 該酵 素源、 ヌク レオチドの前駆物質および糖を含む水性媒体中で酵素反応を行い、 該水性媒体中に糖ヌクレオチドを生成蓄積させ、 該水性媒体から糖ヌクレオチ ドを採取することを特徴とする糖ヌクレオチドの製造法。
3 . 糖ヌクレオチドと複合糖質前駆体から複合糖質を生産する能力を有 する微生物あるいは動物細胞の培養液または該培養液の処理物を酵素源と して 用い、 該酵素源、 複合糖質および請求項 2記載の製造法により得られた糖ヌク レオチドを含有する水性媒体中で酵素反応を行い、 該水性媒体中に複合糖質を 生成蓄積させ、 該水性媒体中から複合糖質を採取することを特徴とする複合糖 質の製造法。
4 . 培養液の処理物が、 培養液の濃縮物、 培養液の乾燥物、 培養液を遠 心分離して得られる細胞、 該細胞の乾燥物、 該細胞の凍結乾燥物、 該細胞の界 面活性剤処理物、 該細胞の超音波処理物、 該細胞の機械的摩砕処理物、 該細胞 の溶媒処理物、 該細胞の酵素処理物、 該細胞の蛋白質分画物、 該細胞の固定化 物あるいは該細胞より抽出して得られる酵素標品であることを特徴とする、 請 求項 1、 2または 3記載の製造法。
5 . ヌク レオチドの前駆物質力？、 ォロッ ト酸、 ゥラシル、 ォロチジンお よびゥリジンから選ばれるヌクレオチドの前駆物質である、 請求項 1 または 2 記載の製造法。
6 . 糖ヌク レオチ ド力 ;'、 ゥリ ジン二リン酸化合物である、 諮求項 1 、 2 または 3 ¾載の製造法。
7 . ゥリ ジン二リ ン酸化合物が、 ゥリ ジン二リ ン酸グルコース、 ゥリジ ンニリ ン酸ガラク ト一ス、 ゥリジン二リ ン酸一 N—ァ七チルグルコサミ ン、 ゥ リジンニリ ン酸ー N—ァセチルガラク トサミ ンから選ばれるゥリジン二リン酸 化合物である、 請求项 6記載の製造法。
8 . 糖力 グルコース、 ガラク トース、 グルコサミ ン、 N-ァセチルグル コサミン、 N-ァセチルガラク トサミ ンから選ばれる糖である、 請求頌 1 または 2記載の製造法。
9 . 複合糖質前駆体が、 糖類、 オリゴサッ力ライ ド、 蛋白質、 ペプチド、 糖蛋白 ¾、 糖脂質およびグリコぺプチドから選ばれる敉合糖質前駆体である、 請求項 1 または 3記載の製造法。
1 0 . 複合糖質前駆体が、 N—ァセチルダルコサミ ンまたは GlcNAc β 1- 3Gal β l-4Glcである、 請求項 9記載の製造法。
1 1 . 複合糖質が、 グルコース含有複合糖質、 ダルコサミ ン含有複合糖 質、 ガラク トース含有複合糖質、 ガラク トサミ ン含冇複合糖質、 マンノース含 有複合糖質、 フコース含有複合糖質またはノィラミ ン酸含有複合糖質である、 請求項 1 または 3記載の製造法。
1 2 . ガラク トース含有複合糖質が、 ラク ト一 Ν—テトラオースおよび ラク トー Ν—ネオテトラオースから選ばれる複合糖質である、 請求頌 1 1記載 の製造法。
1 3 . ヌクレオチドの前駆物質および糖から糖ヌクレオチドを生産する 能力を有する微生物が酵 であることを特徴とする、 請求琅 1 または 2 己載の 製造法。
1 4 . 酵母力;'、 Saccharomyces属、 Candida 、 Pichia属、 Torulopsis属、 Debarvomyces属、 Zygosaccharomyces 、 Kluvveromyce 属、 Hansenula属および Brettanomvces属に屈する微生物から選ばれる酵^であることを特徴とする、 請 求項 1 3記載の製造法。
1 5 . 酵母力1、 Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis、 Candida
parapsilosis、 Candida krusei、 Candida versatilis、 Candida lipolytica、 Candida zeylanoidcs, Candida guilliermondii, Candida albicansゝ Candida humicola、 Pichia farinosav Pichia ohmeri、 Torulopsis Candida , Torulopsis sphaerica、 Torulopsis xylinus、 Torulopsis famata、 Torulopsis versatilis^ Debarvomyces subglobosus, Debarvomyces cantarellii , Debarvomyces glohosus^ Debarvomyces hanseniu
Debarvomyces japonicus、 Zygosaccharomyces rouxii、 Zygosaccharomyces bailiu Kluvveromyces marxianuS x Hansenula anomala Hansenula jadini K Brettanomvces lambicusおよび Brettanomvces anomalusから選ばれる酵母である、 請求 3ί 1 4記 載の製造法。
1 6 . 糖ヌ ク レオチドと複合糖質前駆体から複合糖質を生産する能力を 有する ί效生物力;'、 Escherichia coliま 7こは Saccharomyces cerevisiaeであること 特 徴とする請求項 1 または 3記載の製造法。
1 7 . 糖ヌク レオチ ドと複合糖質前駆体から複合糖質を生産する能力を 有する動物細胞力;'、 C 0 S— 7細胞またはナマルバ K J M— 1細胞であることを 特徴とする請求項 1 または 3記載の製造法。
1 8 . ナマルバ K J M _ 1細胞が、 1，3-ガラク トシル トランスフェラ一 ゼをコ一ドする遺伝子を含む D N A断片とベクタ一との組換え体 D N Aを保有 するナマルバ K J M— 1細胞であることを特徴とする、 請求項 1 7記載の製造 法。
1 9 . β 1，3-ガラク トシルトランスフェラ一ゼをコ一 ドする遺伝子がヒ ト - メラノーマ細胞由来であることを特徴とする、 請求項 1 8記載の製造法。
2 0. 動物細胞が、 ナマルバ KJM-1/pAMoERSAWlであることを特徴と する、 請求項 1 8記載の製造法。
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