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JPS582679B2 - L- Cysteine - Google Patents
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JPS582679B2 - L- Cysteine - Google Patents

L- Cysteine

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Publication number
JPS582679B2
JPS582679B2 JP6939075A JP6939075A JPS582679B2 JP S582679 B2 JPS582679 B2 JP S582679B2 JP 6939075 A JP6939075 A JP 6939075A JP 6939075 A JP6939075 A JP 6939075A JP S582679 B2 JPS582679 B2 JP S582679B2
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JP
Japan
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cysteine
ammonium
sulfide
group
serine
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Application number
JP6939075A
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Japanese (ja)
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JPS51146421A (en
Inventor
熊谷英彦
山田秀明
大岸治行
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として微生物の生産するシスデインデスルフ
ヒドラーゼを用いてL−システインを製造する方法の改
良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention mainly relates to improvements in a method for producing L-cysteine using cysdine desulfhydrase produced by microorganisms.

L−システインは準必須アミノ酸であり、輸液解毒剤、
食品添加剤等として有用であり、さらに医薬品の製造中
間体としても有用である。
L-cysteine is a semi-essential amino acid and is used as an infusion antidote,
It is useful as a food additive, etc., and is also useful as an intermediate in the production of pharmaceuticals.

また、S−メチルーL−システインおよびS−アリルー
L−システインを酸化して得られるスルホキシドは、血
液および肝臓中のコレステロールの上昇を抑制すること
が知られている。
Furthermore, sulfoxides obtained by oxidizing S-methyl-L-cysteine and S-aryl-L-cysteine are known to suppress increases in cholesterol in the blood and liver.

従来、L−システインの製法としては、 (1)入毛等の天然物の加水分解物からシスチンを抽出
し、これを還元する方法 (2) ペンジルクロ口メチルスルフイドとジエチル
フタルイミドマロネートを縮合させて後加水分解し還元
する方法 (3)N−チオベンゾイルセリンと塩化チオニルを反応
さぜで得られるチアゾリン誘導体を加水分解する方法 および、 (4)酵素を用いて合成する方法 等が知られている。
Conventionally, methods for producing L-cysteine include (1) extracting cystine from the hydrolyzate of natural products such as hair and reducing it; (2) condensation of penzyl chloride methyl sulfide and diethyl phthalimide malonate; Methods of hydrolysis and reduction (3) A method of hydrolyzing a thiazoline derivative obtained by reacting N-thiobenzoylserine and thionyl chloride, and (4) A method of synthesis using an enzyme are known.

このうちで有機合成によりL一システインを得る方法は
、工程が複雑で、D,L分割を必要とする等、コスト的
に有利ではない。
Among these methods, the method of obtaining L-cysteine by organic synthesis is not advantageous in terms of cost, as it requires complicated steps and requires D and L splitting.

酵素を用いて合成する方法としては、 (1) Neurospora crassaのシス
テインシンセターゼを用いてセリンと硫化水素からシス
テインを合成する方法(OL8 2,225.797
;J .Biol . Chem. , 242.12
( 1967 ) )(2)セリンと硫化水素からセリ
ンスルフヒドラーゼの存在下、合成する方法(Bioc
hemi scheZeitschrift, 336
,258〜273(1962))(3) L−セリン
とアセチルCoAをセリントランスアセチラーゼの存在
下反応させて得られる〇一アセチルーL−セリンと懺化
水素からO−アセチルセリンスルフヒドリラーゼの存在
下L一システインを合成する方法(J .Biol .
Chem− +帽り,4955(1966)) (4)動物の表皮組織の酵素を利用してメチオニンおよ
びセリンからシステインを合成する方法(特公昭4 7
−1 6 0 1 9 ; ChemicalAbst
racts, 57 + 5] 50 i )お
よび (5)β−クロロアラニンと硫化水素からセリンスルフ
ヒドラーゼの存在下合成する方法 等が知られているが、これらの酵素的方法は、L,一シ
ステインの工業的製造法としては必ずしも適当でない。
Examples of synthesis methods using enzymes include: (1) A method of synthesizing cysteine from serine and hydrogen sulfide using cysteine synthetase of Neurospora crassa (OL8 2,225.797
;J. Biol. Chem. , 242.12
(1967) ) (2) Synthesis method from serine and hydrogen sulfide in the presence of serine sulfhydrase (Bioc
hemi sche Zeitschrift, 336
, 258-273 (1962)) (3) Production of O-acetylserine sulfhydrylase from 〇1-acetyl-L-serine obtained by reacting L-serine and acetyl-CoA in the presence of serine transacetylase and hydrogen fluoride. Method for synthesizing L-cysteine in the presence of L-cysteine (J. Biol.
Chem- + Hatori, 4955 (1966)) (4) Method for synthesizing cysteine from methionine and serine using enzymes in animal epidermal tissue (Special Publication No. 47
-1 6 0 1 9; Chemical Abst
lacts, 57 + 5] 50 i) and (5) synthesis from β-chloroalanine and hydrogen sulfide in the presence of serine sulfhydrase. This method is not necessarily suitable as an industrial method for producing cysteine.

これに対し、本発明方法によれば、高収率で、かつ工業
的有利にL−システインを合成することができる。
On the other hand, according to the method of the present invention, L-cysteine can be synthesized in high yield and industrially advantageously.

本発明者らは、特定の微生物がシステインデスルフヒド
ラーゼを生産することを見出す一方、本酵素はβ一置換
一L−アラニンおよび硫化水素,金属硫化物、金属水硫
化物、硫化アンモニウム、水硫化アンモニウム、または
多硫化アンモニウムからL−システインを収率良く生成
することを見出したC特願昭49−.51496、特願
昭49−51926、特願昭50−48440)。
The present inventors found that certain microorganisms produce cysteine desulfhydrase, while the enzyme is capable of producing β-monosubstituted mono-L-alanine and hydrogen sulfide, metal sulfide, metal hydrosulfide, ammonium sulfide, water Patent Application C. 1972-., which discovered that L-cysteine could be produced in good yield from ammonium sulfide or ammonium polysulfide. 51496, patent application No. 49-51926, patent application No. 51-48440).

その後更に研究を進めた結果、−L記反応を行なうに際
し、アルデヒド、ケトン、α−ケト酸等のカルボニル化
合物を添加するとL−システインの収率が増加すること
を見出し,本発明に到達したものである。
After that, as a result of further research, it was discovered that the yield of L-cysteine increases when carbonyl compounds such as aldehydes, ketones, and α-keto acids are added when carrying out the -L reaction, and the present invention was achieved. It is.

本発明を詳細に説明すると本発明で原科として用いられ
るβ一置換−L−アラニンとしては、例エハβ−クロロ
−L−7ラニン、β−ブロモーL一アラニン、β−ヨー
ドーL−アラニン等ノβーハロゲノーL−アラニン、0
−メチルーL−セリン、0−エチルーL−セリン、0−
(n−ヘキシル)−L−セリン等のO−アルキルーL−
セリン、?−フエニルーL−セリン等の0−アリールー
L一セリン、0−ベンジルーL−セリン等のO−アラル
キルーし−セリン、S−メチルーL−システイン、S一
エチルーL−システイン、S−(n−ヘキシル)一L−
システイン等のS−アルキルーL−システイン、S−フ
エニルーL−システイン等のS−アリールーし−システ
イン、S−ベンジルーし−システイン等のS−アラルキ
ルーし−システイン、S−アリルーL−システイン、L
−セリン、0−アリルーL−セリンなどを例示すること
ができるが、特にβ−クロローL−アラニン、S−アル
キルーL−システイン、L−セリン等が好ましい。
To explain the present invention in detail, the β-monosubstituted-L-alanine used as a raw material in the present invention includes, for example, β-chloro-L-7lanine, β-bromo-L-alanine, β-iodo-L-alanine, etc. No β-halogen No L-alanine, 0
-Methyl-L-serine, 0-ethyl-L-serine, 0-
O-alkyl-L- such as (n-hexyl)-L-serine
Serin,? -0-aryl-L-serine such as phenyl-L-serine, O-aralkyl-serine such as 0-benzyl-L-serine, -serine, S-methyl-L-cysteine, S-ethyl-L-cysteine, S-(n-hexyl) One L-
S-alkyl groups such as cysteine, S-aryl groups such as L-cysteine, S-phenyl-L-cysteine, S-aryl groups such as cysteine, S-benzyl-cysteine, S-aralkyl groups such as cysteine, S-aryl-cysteine, S-aryl-L-cysteine, and L-cysteine.
Examples include -serine, 0-aryl-L-serine, and particularly preferred are β-chloro-L-alanine, S-alkyl-L-cysteine, and L-serine.

本発明でもう一つの原料として用いられる硫化物、水硫
化物、または多硫化アンモニウムは水に可溶なものが好
ましく、例えば硫化ナ} l)ウム、硫化カリウム、硫
化リチウム、硫化マグネシウム、硫化カルシウム、硫化
ストロンチウム、硫化バリウム、硫化アンモニウム、硫
化水素等の硫化物;水硫化ナトリウム、水硫化カリウム
、水硫化リチウム、水硫化マグネシウム、水硫化カルシ
ウム、水硫化ストロンチウム、水硫化バリウム、水硫化
アンモニウム等の水硫化物;二硫化アンモニウム、三硫
化アンモニウム、四硫化アンモニウム、五硫化アンモニ
ウム、九硫化アンモニウムまたはこれらの混合物を含む
多硫化アンモニウムを挙げることができる。
The sulfide, hydrosulfide, or ammonium polysulfide used as another raw material in the present invention is preferably one that is soluble in water, such as sodium sulfide, potassium sulfide, lithium sulfide, magnesium sulfide, and calcium sulfide. , sulfides such as strontium sulfide, barium sulfide, ammonium sulfide, hydrogen sulfide; sodium bisulfide, potassium bisulfide, lithium bisulfide, magnesium bisulfide, calcium bisulfide, strontium bisulfide, barium bisulfide, ammonium bisulfide, etc. Hydrosulfides; mention may be made of ammonium polysulfides, including ammonium disulfide, ammonium trisulfide, ammonium tetrasulfide, ammonium pentasulfide, ammonium disulfide or mixtures thereof.

本発明で使用されるシステインデスルフヒドラーゼは、
L−システインをピルビン酸、アンモニアおよび硫化水
素に分解する反応で触媒となる公知の酵素である(Bi
ochem.Biophys.&s.Commun.5
9,789 (1974))。
The cysteine desulfhydrase used in the present invention is
It is a known enzyme that catalyzes the reaction that decomposes L-cysteine into pyruvate, ammonia, and hydrogen sulfide (Bi
ochem. Biophys. &s. Commun. 5
9,789 (1974)).

本酵素は微生物によって容易に生産されるが、本酵素の
生産菌としては、例えばプレビバクテリウム属、サルシ
ナ属、コリネバクテリウム属、アース口バクター属、シ
ュードモナス属、プロテウス属、マイクロコツカス属、
エシエリシア属、セラチア属、アルカリゲネス属、バチ
ルス属、アグロバクテリウム属、エンテロバクター属(
エーロバクター属)、シトロバクター属、クレブシーラ
属、サルモネラ属に属する微生物が挙げられるが、これ
らのものに限られるものではなく、本酵素生産菌であれ
ば何でもよい。
This enzyme is easily produced by microorganisms, and examples of microorganisms that produce this enzyme include, for example, Plevibacterium, Sarcina, Corynebacterium, Arsostobacter, Pseudomonas, Proteus, Micrococcus,
Ethierisia, Serratia, Alcaligenes, Bacillus, Agrobacterium, Enterobacter (
Examples include microorganisms belonging to the genus Aerobacter (genus Aerobacter), genus Citrobacter, genus Klebscilla, and genus Salmonella, but the invention is not limited to these, and any microorganism that produces the present enzyme may be used.

具体的にはサルシナ・ルテア(IAM 1099)コリ
ネバクテリウム・エクイ( IAM 1038)、ア
ース口バクター・シムプレツクス( I F0 353
0″).プレビバクテリウム・アンモニアゲネス( I
FO12071)、シュードモナス・フルオレツセンス
(IFO 3081)、プロテウス・モルガニー(I
F0 3848)、マイクロコツカス・ローゼウス(
IFO 3764)、シトロバクター・フロインディ
ー(IFO 12681)、エシエリシア・コリ(I
FO 3301)、セラチア・マルセツセンス(IF
O 3054)、アルカリゲネス・フエカリス(IA
M 1015)、バチルス・ズブチリス(IFO300
9)、アグロバクテリウム・ツメファシエンス( IA
M 1037)、エンテロバクター・千一ロケネス(
エーロバククー・エーロゲネス)(IF03320)、
エンテロバクター・クロアカエ(IFO12009)、
クレブシーラ・ニューモニアエ(IFO 3512)
、サルモネラ・テイフイムリウム(IFO 1252
9)などが挙げられる。
Specifically, Sarcina lutea (IAM 1099), Corynebacterium equi (IAM 1038), and Earthmouth Bacter symplexus (IF0 353).
0″). Previbacterium ammoniagenes (I
FO12071), Pseudomonas fluorescens (IFO 3081), Proteus morganii (I
F0 3848), Micrococcus roseus (
IFO 3764), Citrobacter freundii (IFO 12681), Escherichia coli (I
FO 3301), Serratia marsetuscens (IF
O 3054), Alcaligenes faecalis (IA
M 1015), Bacillus subtilis (IFO300
9), Agrobacterium tumefaciens (IA
M 1037), Enterobacter senichirokenes (
Aerobaccu aerogenes) (IF03320),
Enterobacter cloacae (IFO12009),
Klebscilla pneumoniae (IFO 3512)
, Salmonella teifimurium (IFO 1252
9) etc.

これらの微生物を利用して本発明に使用されるシステイ
ンデスルフヒドラーゼを生産する方法を概説すれば次の
通りである。
The method for producing cysteine desulfhydrase used in the present invention using these microorganisms will be summarized as follows.

微生物の培養に必要な栄養源としては、通常炭素源とし
てはグルコース、スクロースyフラクトース、マンノー
ス、マンニトール、キシロース、グリセロール、ソルビ
トール、糖蜜、澱粉加水分解物等の糖質,酢酸、フマル
酸等の有機酸およびn−パラフィン等が使用される。
Nutrient sources necessary for culturing microorganisms include carbohydrates such as glucose, sucrose, fructose, mannose, mannitol, xylose, glycerol, sorbitol, molasses, and starch hydrolysates, and organic carbon sources such as acetic acid and fumaric acid. Acid and n-paraffin etc. are used.

窒素源としては、アンモニアならびに塩化アンモニウム
、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニ
ウム等の有機酸および無機酸のアンモニウム塩類、硝酸
ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム等の硝酸
塩、コーンステイープリカー、酵母エキス、肉エキス、
酵母粉末、綿実粉、大豆粉、大豆加水分解物、ペプトン
、ポリペブトンなどが挙ケられる。
Nitrogen sources include ammonia and ammonium salts of organic and inorganic acids such as ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium carbonate, and ammonium acetate, nitrates such as sodium nitrate, potassium nitrate, and ammonium nitrate, cornstarch liquor, yeast extract, meat extract,
Examples include yeast powder, cottonseed flour, soybean flour, soybean hydrolyzate, peptone, and polypebutone.

また、無機塩としては、リン酸カリウム,リン酸ナトリ
ウム、硫酸マグネシウムなどが利用される。
Further, as the inorganic salt, potassium phosphate, sodium phosphate, magnesium sulfate, etc. are used.

培養温度は、20〜80℃特に25〜50゜Cが好適で
ある。
The culture temperature is preferably 20 to 80°C, particularly 25 to 50°C.

培養は10〜72時間好気的に行われる。Cultivation is carried out aerobically for 10-72 hours.

また、培養中のpHは7〜11に保つことが望ましい。Further, it is desirable to maintain the pH during culturing at 7 to 11.

培地中に0.1〜1重量%程度のL一システイン、L−
シスチン、S−メチルーL −システイン、S一エチル
ーL−システイン、Lーセリン、O−メチルーL−セリ
ンから選ばれるアミノ酸の少くとも1種が存在すると酵
素の生産量を更に高めることができる。
About 0.1 to 1% by weight of L-cysteine, L-
The presence of at least one amino acid selected from cystine, S-methyl-L-cysteine, S-ethyl-L-cysteine, L-serine, and O-methyl-L-serine can further increase the production of the enzyme.

かくして得られるシステインデスルフヒドラーゼは主と
して微生物の菌体内に存在しており、その分離、精製に
ついては、超音波処理、硫安分別、イオン交換クロマト
グラフイなどの公知の方法が適用できる。
The cysteine desulfhydrase thus obtained exists mainly within the cells of microorganisms, and known methods such as ultrasonication, ammonium sulfate fractionation, and ion exchange chromatography can be applied to its isolation and purification.

得られた酵素は分子量15〜50万であり、その活性発
現にはピリドキサールリン酸が補酵素として必要である
The obtained enzyme has a molecular weight of 150,000 to 500,000, and pyridoxal phosphate is required as a coenzyme for its activity to be expressed.

本発明方法に従ってL−システインを製造するには、か
くして得られる微生物起源等のシステインデスルフヒド
ラーゼおよびカルボニル化合物の存在下、通常pH6〜
12、好ましくは7〜11の水性媒質中でβ一置換−L
−アラニンと硫化物、水硫化物または多硫化アンモニウ
ムとを反応させる。
In order to produce L-cysteine according to the method of the present invention, in the presence of cysteine desulfhydrase and carbonyl compound of microbial origin etc. obtained in this way, the pH is usually 6 to 6.
12, preferably 7 to 11 in an aqueous medium β-monosubstituted -L
- Reacting alanine with sulfide, hydrosulfide or ammonium polysulfide.

用いる酵素は精製結晶化されたものに限らず、微生物培
養液、生菌体、乾燥菌体、菌体磨砕物、菌体抽出物など
酵素活性を有するものであれば、何れでもよく、その使
用量は乾燥菌体量として、通常01〜2 0 g/t、
好ましくは1〜5&/t程度である。
The enzyme used is not limited to purified and crystallized ones, but any enzyme that has enzyme activity, such as microbial culture solution, live bacterial cells, dried bacterial cells, crushed bacterial cells, and bacterial cell extracts, may be used. The amount is usually 01 to 20 g/t as dry bacterial mass.
Preferably it is about 1 to 5&/t.

反応温度は20〜80℃、好ましくは30〜50゜Cが
適当である。
The appropriate reaction temperature is 20-80°C, preferably 30-50°C.

反応時間は、酵素の活性、基質濃度およびその種類なら
びに反応温度によって変わるが1〜100時間、通常2
〜48時間の範囲から選ばれる。
The reaction time varies depending on enzyme activity, substrate concentration and type, and reaction temperature, but is usually 1 to 100 hours.
-48 hours.

基質であるβ一置換一L−アラニンと硫化物、水硫化物
または多硫化アンモニウムの濃度はそれぞれ1〜40重
量%、好ましくは3〜20重量%程度である。
The concentrations of the substrate β-monosubstituted L-alanine and sulfide, hydrosulfide or ammonium polysulfide are each about 1 to 40% by weight, preferably about 3 to 20% by weight.

本発明方法に従って添加されるカルボニル化合物として
は、ピルビン酸、α−ケト酪酸、α−ケトグルタル酸等
炭素数3〜20のα一ケト酸;ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピオンアルデヒド、イソブチルアル
デヒド、ベンズアルデヒド等炭素数1〜20のアルデヒ
ド;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、
メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ペンヅフ
エノン、アセトフエノン、ベンジル等炭素数3〜20の
ケトン等を挙げることができるが、特にアセトン、ピル
ビン酸、α−ケ1・酪酸等が好ましい。
Carbonyl compounds added according to the method of the present invention include α-1-keto acids having 3 to 20 carbon atoms such as pyruvic acid, α-ketobutyric acid, and α-ketoglutaric acid; carbon atoms such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, isobutyraldehyde, and benzaldehyde. 1 to 20 aldehydes; acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone,
Examples include ketones having 3 to 20 carbon atoms, such as methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, penduphenone, acetophenone, and benzyl, with acetone, pyruvic acid, α-ke1-butyric acid, and the like being particularly preferred.

反応液中の上記カルボニル化合物の濃度は、通常0.0
1〜20M、好ましくは0.05〜IOMである。
The concentration of the carbonyl compound in the reaction solution is usually 0.0.
1-20M, preferably 0.05-IOM.

上記反応液中に通常0.001〜1mM、好ましくは0
.005〜0.1mMのピリドキサールリン酸を存在さ
せると、システインデスルフヒドラーゼの活性をさらに
高め、本反応の反応速度をさらに増大させることができ
る。
Usually 0.001 to 1mM, preferably 0.
.. The presence of 0.005 to 0.1 mM pyridoxal phosphate can further enhance the activity of cysteine desulfhydrase and further increase the reaction rate of this reaction.

反応終了後、常法に従って、例えばイオン交換樹脂処理
等によりL−システインを分離する。
After the reaction is completed, L-cysteine is separated according to a conventional method, for example, by treatment with an ion exchange resin.

β−1−L−アラニンをシステインデスルフヒドラーゼ
の存在下に硫化物、水硫化物、または多硫化アンモニウ
ムと反応させてL−システインを得る方法は、(1)原
料が安価であること、(2)反応条件が温和であること
、(3ル型のみが得られること等の利点を有するが、本
発明方法によりカルボニル化合物の存在下この反応を行
なえば、より高収率でL−システインを得ることができ
る。
The method for obtaining L-cysteine by reacting β-1-L-alanine with sulfide, hydrosulfide, or ammonium polysulfide in the presence of cysteine desulfhydrase has the following advantages: (1) the raw material is inexpensive; (2) It has the advantage that the reaction conditions are mild and that only the 3-ru type can be obtained, but if this reaction is carried out in the presence of a carbonyl compound by the method of the present invention, a higher yield of L-cysteine can be obtained. can be obtained.

次に参考例、実施例を示し、本発明方法を更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。
Next, reference examples and examples will be shown to explain the method of the present invention in more detail, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof.

なお、生成したL−システインの定性および定量はアミ
ノ酸分析器によった。
Note that the produced L-cysteine was qualitatively and quantitatively determined using an amino acid analyzer.

参考例 I L−システイン・HCI 0.1%、酵母エキス0.
5%、肉エキス0.5%,ポリペプ1ヘン0.5%、.
NaClO.2%の組成からなるpH 7. 5の培地
100rrLlを500rIll容の振とうフラスコに
注入し、殺菌後、第1表に示す各種のバクテリアを寒天
斜面から接種して30℃で16時間培養を行った後、菌
体を遠心分離により集菌した。
Reference example I L-cysteine/HCI 0.1%, yeast extract 0.
5%, meat extract 0.5%, polypep 1hen 0.5%, .
NaClO. pH consisting of 2% composition 7. 100rrL of the medium from No. 5 was injected into a 500RL shaking flask, and after sterilization, the various bacteria shown in Table 1 were inoculated from the agar slant, cultured at 30°C for 16 hours, and the bacterial bodies were collected by centrifugation. Bacteria were collected.

得られた菌体を生理食塩水で洗浄し、リン酸塩緩衝i1
1077Ilに懸濁した後、超音波処理によって破壊し
、遠心分離によりシステインデスルフヒドラーゼ活性を
示す細胞抽出液を得た。
The obtained bacterial cells were washed with physiological saline, and phosphate buffered i1
After suspending in 1077Il, the cells were disrupted by sonication and centrifuged to obtain a cell extract exhibiting cysteine desulfhydrase activity.

結果を第1表に示す。なお、活性の測定は、上記抽出液
1 rrtlを1×10’Ml−リスーHCl緩衝液(
1)H9 ) 2.omt:、IXIO−3Mピリドキ
サールリン酸0. 4 m.l、IXIO−2ML−シ
ステインlornlを含む溶液4.Ordに加え、30
℃で20分間システインの分解反応を行い、生成したピ
ルビン酸をFriedmann,T.EおよびHaug
an, G.E.の方法(J .BioiChem.1
47,415(1943年)に従って定量した。
The results are shown in Table 1. To measure the activity, add 1 rrtl of the above extract to 1 x 10'Ml-Lys-HCl buffer (
1) H9) 2. omt:, IXIO-3M pyridoxal phosphate 0. 4 m. 4. Solution containing IXIO-2ML-cysteine lornl. Ord plus 30
The cysteine decomposition reaction was carried out at ℃ for 20 minutes, and the generated pyruvic acid was purified by Friedmann, T. E. and Haug
an, G. E. method (J. BioiChem.1
47,415 (1943).

酵素活性は1分間に1μモルのL−シスデインを分解す
る酵素t−<t’+を1uで表わす。
Enzyme activity is expressed as 1 u of enzyme t-<t'+ which decomposes 1 μmol of L-cysdeine per minute.

参考例 2 参考例1と同一組成の培地40tにサルシナ・ルテア(
Sarcina lutea IAM1099)を接種
し30℃で15時間培養した。
Reference Example 2 Sarcina lutea (
Sarcina lutea IAM1099) was inoculated and cultured at 30°C for 15 hours.

得られた菌体を0. 1 M IJン酸緩衝液(pH7
.0)に懸濁した後、超音波処理し遠心分離によって菌
体抽出液を得た。
The obtained bacterial cells were reduced to 0. 1 M IJ acid buffer (pH 7
.. After suspending in 0), a bacterial cell extract was obtained by ultrasonication and centrifugation.

この菌体抽出敵を硫酸アンモニウム分画し、システイン
デスルフヒドラーゼ活性区分(0〜0.4飽和)を透析
したのちDEAE−セファデツクスのカラムに流し、酵
素を吸着させた。
The bacterial cell extract was subjected to ammonium sulfate fractionation, and the cysteine desulfhydrase activity fraction (0 to 0.4 saturation) was dialyzed and then passed through a DEAE-Sephadex column to adsorb the enzyme.

カラムを、0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)で洗浄
したのち、酵素を0. 3 M IJン酸緩衝iffl
(pH7.0)で溶出した。
After washing the column with 0.1M phosphate buffer (pH 7.0), the enzyme was washed with 0.1M phosphate buffer (pH 7.0). 3M IJ acid buffer iffl
(pH 7.0).

かくして得られたシステインデスルフヒドラーゼ含有溶
出液に硫酸アンモニウムを50%飽和に加え、酵素を濃
縮したのち透析した。
Ammonium sulfate was added to the cysteine desulfhydrase-containing eluate thus obtained to 50% saturation to concentrate the enzyme, which was then dialyzed.

透析酵素液をセファデツクスG−150、ついでG−2
00でゲル戸過し活性区分をフラクションコレクターで
分果した。
The dialyzed enzyme solution was passed through Sephadex G-150 and then G-2.
The gel was filtered at 0.00 and the active fraction was separated using a fraction collector.

かくして得られたシステインデスルフヒドラーゼ含有溶
出液を再び硫酸アンモニウム分画し(0〜30%飽和)
精製酵素標品を得た。
The cysteine desulfhydrase-containing eluate thus obtained was again subjected to ammonium sulfate fractionation (0 to 30% saturation).
A purified enzyme preparation was obtained.

このようにして得られたシステインデスルフヒドラーゼ
の精製酵素標晶は、ディスク電気泳動分析で単一たんぱ
く付としての挙動を示し、約2 5 u /m9の活性
を示した。
The purified enzyme standard of cysteine desulfhydrase thus obtained behaved as a single protein in disc electrophoresis analysis and exhibited an activity of about 2 5 u/m9.

実施例 I L−システイン0.2%、グルコース1.0%、酵母粉
末1.0%、大豆加水分解液4.0%、KH2P040
.2%、Mg SO4 ・7 H2 0 0. 1%、
FeSO,−7H200.001%、(NH4)280
4 0.1%の組成からなるpH 7. 2の培地中で
エンテロバクター・クロアカエ(エーロバクター・クロ
アカエ)(IF0 12009)を30℃で18時間好
気的に培養し、培養液を遠心分離して集菌した。
Example I L-cysteine 0.2%, glucose 1.0%, yeast powder 1.0%, soybean hydrolyzate 4.0%, KH2P040
.. 2%, Mg SO4 ・7 H2 0 0. 1%,
FeSO, -7H200.001%, (NH4)280
4 pH consisting of 0.1% composition 7. Enterobacter cloacae (IF0 12009) was cultured aerobically at 30° C. for 18 hours in the medium of No. 2, and the culture solution was centrifuged to collect the bacteria.

培地LOrulより得られる菌体(酵素活性20uni
ts)を、β−クロローL−アラニン5 mm o l
e.硫化ナ} IJウム5mmole,界面活性剤S
DS5■、ピリドキサールリン酸0.0 0 1 m
mo leを含む5X10−’Mアンモニア緩衝液(p
H9.5)■0rrLlに加え第2表に示す濃度の各種
カルボニル化合物の存在下30℃で3時間反応を行なっ
た。
Bacterial cells obtained from medium LOrul (enzyme activity 20 uni
ts), β-chloroL-alanine 5 mmol
e. Sodium sulfide} IJum 5 mmole, surfactant S
DS5■, pyridoxal phosphate 0.0 0 1 m
5X10-'M ammonia buffer (p
H9.5) ■ In addition to 0rrLl, the reaction was carried out at 30° C. for 3 hours in the presence of various carbonyl compounds at the concentrations shown in Table 2.

その結果、反応液中には第2表に示す量のL−システイ
ンが生成した。
As a result, L-cysteine was produced in the reaction solution in the amount shown in Table 2.

なお比較のために、カルボニル化合物を添加し;ないで
、反応を行った。
For comparison, the reaction was carried out without or with the addition of a carbonyl compound.

その結果を同じく第2表に示す。The results are also shown in Table 2.

実施例 2 エンテロバクター・クロアカエ(エーロバクター・クロ
アカエ)( IFO 12009)を実施例1と同じ
条件で培養し、培養液を遠心分離して集菌した。
Example 2 Enterobacter cloacae (IFO 12009) was cultured under the same conditions as in Example 1, and the culture solution was centrifuged to collect the bacteria.

培地10rIllより得られる菌体(酵素活性20un
its)を、β−クロローL−アラニン5mmole、
第3表に示す各種硫化物または水硫化物5mmole、
界面活性剤SDS57Q、およびピリドキサールリン酸
0.0 0 1 mmo l eを含む5×10’Mア
ンモニア緩衝液(pH9.5 ) ]. Omlに;加
え、第3表に示す濃度の各種カルボニル化合物の存在下
30℃で6時間反応を行なった。
Bacterial cells obtained from 10ml of culture medium (enzyme activity 20un)
its), 5 mmole of β-chloroL-alanine,
5 mmole of various sulfides or hydrosulfides shown in Table 3,
5×10'M ammonia buffer (pH 9.5) containing surfactant SDS57Q and 0.001 mmole of pyridoxal phosphate]. In addition to Oml, the reaction was carried out at 30° C. for 6 hours in the presence of various carbonyl compounds at the concentrations shown in Table 3.

その結果、反応液中には第3表に示す量のL−システイ
ンが生成した。
As a result, L-cysteine was produced in the reaction solution in the amount shown in Table 3.

なお比較のために、カルボニル化合物を添加し;ないで
反応を行なった。
For comparison, the reaction was carried out with or without the addition of a carbonyl compound.

その結果を同じく第3表に示す。The results are also shown in Table 3.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記一般式(1) (上記式中でXはハロゲン原子、−OR基、またはーS
R基を示す。 (但し、上記一〇R基および−SR基中でRは水素原子
、アルキル基、アリール基、アラルキル基またはアリル
基を示す。 ))で表わされるβ一置換一L−アラニンをシステイン
デスルフヒドラーゼの存在下、硫化水素、金属硫化物、
金属水硫化物、硫化アンモニウム、水硫化アンモニウム
または多硫化アンモニウムと反応させてL−システイン
を製造するに際し、カルボニル化合物の存在下、上記反
応を行なうことを特徴とするL−システインの製造法。
[Claims] 1 The following general formula (1) (In the above formula, X is a halogen atom, -OR group, or -S
Indicates an R group. (However, in the above 10R group and -SR group, R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an allyl group.) In the presence of lase, hydrogen sulfide, metal sulfides,
1. A method for producing L-cysteine, which comprises performing the reaction in the presence of a carbonyl compound when producing L-cysteine by reacting with metal hydrosulfide, ammonium sulfide, ammonium hydrosulfide, or ammonium polysulfide.
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