L-赖氨酸羟化酶和利用了该l-赖氨酸羟化酶的羟基-l-赖氨酸的制造法及羟基-l-2-哌啶 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及利用了新型的赖氨酸羟化酶的羟基-L-赖氨酸的制造法、以及利用了 所得到的羟基-L-赖氨酸的羟基-L-2-哌啶酸的制造法。
【背景技术】
[0002] 羟基-L-赖氨酸是作为药物的中间体等有用的中间体。例如，已知（3R)-羟 基-L-赖氨酸可以用作蛋白激酶C抑制剂（-)-balanol的前体（非专利文献1)，（5R)-羟 基-L-赖氨酸可以用作具有抗肿瘤活性的Bengamide B的前体（非专利文献2)。另外，还报 道了羟基-L-赖氨酸可以用作羟基-L-2-哌啶酸的原料（非专利文献3、4)。例如，（4R)-羟 基-L-2-哌啶酸可以用作HIV蛋白酶抑制剂palinavir的前体（非专利文献5)，（5S)-羟 基-L-2-哌啶酸和（5R)-羟基-L-2-哌啶酸可以用作抗菌剂的前体（专利文献1)。
[0003] 作为羟基-L-赖氨酸的合成法，例如，报道了（3R)-羟基-L-赖氨酸活用了基于Ru 催化剂的不对称氢化的方法（非专利文献1)。
[0004] 需要说明的是，氨基酸羟化酶是对药物的中间体等的制造有用的酶，据报道存在 脯氨酸4位羟化酶（非专利文献6)、L-异亮氨酸双加氧酶（非专利文献7)等。但是，迄今 为止尚未报道有作用于L-赖氨酸的酶。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特表2004-505088号公报
[0008] 非专利文献
[0009] 非专利文献 1 :Coulon 等、Tetrahedron Lett.，1998, 39, 6467
[0010]非专利文献 2 :Kinder等、J. Org. Chem.，2001，66, 2118
[0011] 非专利文献 3 :Yasuda 等、Tetrahedron Asymm.，2006, 17, 1775
[0012] 非专利文献 4 :Tsotsou 等、Biochemie, 2007, 89, 591
[0013] 非专利文献 5 :Gillard 等、J. Org. Chem.，1996, 61，2226
[0014] 非专利文献 6 :Shibasaki等、Appl. Environ. Microbiol.，1999, 65, 4028
[0015] 非专利文献 7 :Hibi 等、Appl. Environ. Microbiol.，2011，77, 6926
【发明内容】
[0016] 发明要解决的课题
[0017] 非专利文献1中记载的羟基-L-赖氨酸的合成法中，原料的制备繁杂，而且用于催 化剂的制备和再循环的成本负荷大，需要更高效的合成法。
[0018] 本发明的课题在于提供一种廉价且简便地制造光学纯度更高的羟基-L-赖氨酸 的新方法。
[0019] 用于解决课题的方案
[0020] 本发明人为了解决上述课题对光学活性羟基-L-赖氨酸的制造方法进行了深入 研宄，结果发现L-精氨酸0羟化酶VioC的同源蛋白具有2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟 化酶活性，而L-精氨酸0羟化酶VioC的同源蛋白迄今为止作为蛋白质没有被分离的报 道，功能也不明确。并且发现，利用编码这些蛋白质的DNA制作转化体，使该转化体细胞、其 制备物和/或培养液与L-赖氨酸作用，由此能够以高光学纯度且高浓度得到羟基-L-赖氨 酸。此外发现，利用所得到的羟基-L-赖氨酸可以制造羟基-L-2-哌啶酸。本发明是基于 这些见解而完成的。
[0021] BP，本发明的要点如下所述。
[0022] (1) -种羟基-L-赖氨酸的制造方法，其特征在于，使2-酮戊二酸依赖型L-赖氨 酸羟化酶或包含该2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶的细胞、所述细胞的制备物或者对 所述细胞进行培养而得到的培养液与L-赖氨酸作用，生成下述通式（I)
[0023]
【主权项】
1. 一种羟基-L-赖氨酸的制造方法，其特征在于，使2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟 化酶或包含该2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶的细胞、所述细胞的制备物或者对所述 细胞进行培养而得到的培养液与L-赖氨酸作用，生成下述通式（I)所表示的羟基-L-赖氨 酸，
式中，R1、R2和R 3分别表示氢原子或羟基，R \ R2和R 3中的至少一个表示羟基。
2. 如权利要求1所述的羟基-L-赖氨酸的制造方法，其中，所述2-酮戊二酸依赖型 L-赖氨酸羟化酶包含以下的（A)、（B)或（C)所示的多肽： (A) 具有序列号2、4、6、8、10或12所表不的氣基酸序列的多狀； (B) 具有在序列号2、4、6、8、10或12所表示的氨基酸序列中一个或多个氨基酸发生了 缺失、取代和/或添加的氨基酸序列且具有2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶活性的多 肽；或 (C) 具有与序列号2、4、6、8、10或12所表不的氣基酸序列有60%以上的同源性的氣基 酸序列且具有2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶活性的多肽。
3. 如权利要求1或权利要求2所述的羟基-L-赖氨酸的制造方法，其中，包含所述2-酮 戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶的细胞是用编码所述2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶 的DNA进行了转化的细胞。
4. 如权利要求3所述的羟基-L-赖氨酸的制造方法，其中，编码所述2-酮戊二酸依赖 型L-赖氨酸羟化酶的DNA包含以下的（D)、（E)或（F)所示的DNA : (D) 具有序列号1、3、5、7、9或11所表不的喊基序列的DNA ; (E) 包含在序列号1、3、5、7、9或11所表示的碱基序列中一个或多个碱基发生了取代、 缺失和/或添加的碱基序列且编码具有2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶活性的多肽的 DNA ;或 (F) 包含与序列号1、3、5、7、9或11所表示的碱基序列的互补链在严格条件下杂交的碱 基序列且编码具有2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶活性的多肽的DNA。
5. 如权利要求1~4中任一项所述的羟基-L-赖氨酸的制造方法，其中，使所述2-酮 戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶或包含该2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶的细胞、所述 细胞的制备物或者对所述细胞进行培养而得到的培养液在2-酮戊二酸和二价铁离子的存 在下与所述L-赖氨酸作用。
6. -种羟基-L-2-哌啶酸的制造方法，其特征在于，利用权利要求1~5中任一项所述 的制造方法制造羟基-L-赖氨酸，使选自由L-氨基酸氧化酶、L-氨基酸脱氢酶、L-氨基酸 转移酶组成的组中的至少一种酶、或者选自由D-氨基酸氧化酶、D-氨基酸脱氢酶、D-氨基 酸转移酶组成的组中的至少一种酶和氨基酸消旋酶与所得到的羟基-L-赖氨酸发生反应， 生成下述通式（II)所表示的化合物，之后使N-甲基-L-氨基酸脱氢酶与所得到的化合物 作用，生成下述通式（III)所表示的羟基-L-2-哌啶酸，
式中，R1、R2和R 3与通式⑴含义相同。
7. -种羟基-L-2-哌啶酸的制造方法，其特征在于，利用权利要求1~5中任一项所 述的制造方法制造羟基-L-赖氨酸，使选自由L-赖氨酸6-氧化酶、L-赖氨酸6-脱氢酶、 L-赖氨酸6-转移酶组成的组中的至少一种酶与所得到的羟基-L-赖氨酸发生反应，生成下 述通式（IV)所表示的化合物，之后使吡咯啉-5-羧酸还原酶与所的得到的化合物作用，生 成下述通式（III)所表示的羟基-L-2-哌啶酸，
式中，R1、R2和R 3与通式⑴含义相同。
8. -种羟基-L-2-哌啶酸的制造方法，其特征在于，利用权利要求1~5中任一项所述 的制造方法制造羟基-L-赖氨酸，使赖氨酸环化脱氨酶与所得到的羟基-L-赖氨酸作用，生 成下述通式（III)所表示的羟基-L-2-哌啶酸，
式中，R1、R2和R 3与通式⑴含义相同。
9. 一种2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶蛋白，其具有与L-赖氨酸作用而生成羟 基-L-赖氨酸的活性，且包含以下的（A)、（B)或（C)所示的多肽： (A) 具有序列号2、4、6、8、10或12所表不的氣基酸序列的多狀； (B) 具有在序列号2、4、6、8、10或12所表示的氨基酸序列中一个或多个氨基酸发生了 缺失、取代和/或添加的氨基酸序列且具有2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶活性的多 肽；或 (C) 具有与序列号2、4、6、8、10或12所表不的氣基酸序列有60%以上的同源性的氣基 酸序列且具有2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶活性的多肽。
【专利摘要】本发明的课题在于提供一种能够有效地制造羟基-L-赖氨酸的方法。本发明提供一种羟基-L-赖氨酸的制造方法，其特征在于，使2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶或包含该2-酮戊二酸依赖型L-赖氨酸羟化酶的细胞、所述细胞的制备物或者对所述细胞进行培养而得到的培养液与L-赖氨酸作用，生成下述通式(I)(式中，R1、R2和R3分别表示氢原子或羟基，R1、R2和R3中的至少一个表示羟基)所表示的羟基-L-赖氨酸。
【IPC分类】C12P13-04, C12N15-09, C12N9-02
【公开号】CN104685061
【申请号】CN201480002505
【发明人】木野邦器, 原良太郎, 三宅良磨, 川端润
【申请人】株式会社Api
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年2月18日
【公告号】EP2889378A1, US20150259715, WO2014129459A1