[发明专利]鲨肌醇的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及基因重组技术在鲨肌醇的制造中的应用。特别涉及可采用一步法由葡萄糖等普遍存在的原料生产鲨肌醇的转化体以及利用该转化体的鲨肌醇的工业制造方法。本发明还涉及利用上述转化体生产得到的鲨肌醇衍生物及其制造方法、以及来自该衍生物的鲨肌醇的制造方法。

背景技术

鲨肌醇(scyllo-inositol；顺-1,3,5-反-2,4,6-环己六醇)为肌醇的光学惰性异构体之一，是自古以来在动物和植物中发现的化合物。但是，到了近年，鲨肌醇所具有的各种生理活性引起了人们的注意。

例如，非专利文献1报告了鲨肌醇具有淀粉样β蛋白聚集抑制作用，该作用暗示鲨肌醇在阿兹海默氏病治疗中的潜在的有用性。此外，专利文献1请求保护以鲨肌醇为有效成分的血糖值降低剂。从而存在对鲨肌醇进行工业生产的明确的必要性。

在传统的生产方法中，是从植物体提取鲨肌醇或以肌肉肌醇为原料进行该化合物的化学合成(非专利文献2和3、专利文献2等)。但是，近年来研究了利用天然型微生物或微生物来源的酶更有效地进行鲨肌醇的生产的方法。

专利文献3中公开了下述方法：利用含有肌肉肌醇的培养基对属于农杆菌属的微生物进行培养，在培养液中生成肌醇空间异构体；或者使属于农杆菌属的微生物的菌体或菌体处理物作用于肌肉肌醇，生成肌醇空间异构体。通过这些异构体化，肌肉肌醇被转换为鲨肌醇、手性肌醇(chiro-inositol：为D体和L体的混合物)和新肌醇(neo-inositol)的混合物。

在专利文献4中记载了使假单胞菌sp.AB10064株(FERMP-18330)或醋酸杆菌sp.AB10253株(FERMP-18868)作用于肌肉肌醇，将肌肉肌醇转换为鲨肌醇单酮(scyllo-inosose)的内容。进一步尝试了通过将由此生成的鲨肌醇单酮利用硼氢化钠进行还原来合成鲨肌醇，但利用该还原处理实质上仅生成了与肌肉肌醇(即，向原料的逆向反应)的混合物的形式的鲨肌醇。因而，在专利文献4所记载的鲨肌醇的制造方法中，需要反复进行利用肌肉肌醇的微生物向鲨肌醇单酮的转换与利用硼氢化钠的还原处理来逐渐增加鲨肌醇的含量。

专利文献5中公开了一种鲨肌醇的制造方法，在该制造方法中，使用肌肉肌醇作为原料，在将由肌肉肌醇生成鲨肌醇单酮的肌肉肌醇2-脱氢酶(EC1.1.1.18)、将鲨肌醇单酮立体选择性地还原为鲨肌醇的鲨肌醇脱氢酶、以及NAD⁺或NADP⁺混合得到的溶液中进行将肌肉肌醇转换为鲨肌醇的酶转换反应。该文献中，由肌肉肌醇向鲨肌醇的转换以产率基准计为31％。

从而，上述任一文献均涉及的是以肌肉肌醇为起始原料来生产鲨肌醇的方法，对于鲨肌醇的从头生物合成、也即由葡萄糖等普遍存在的原料直接地且利用一步法来生产鲨肌醇的方法却并未教导。

特别是，肌肉肌醇本身本来就是极为有用且贵重的生理活性物质。即，肌肉肌醇对多数高等动物来说为必不可缺的物质，因而其作为营养食品、饲料、药品等成分广泛使用。例如，已知肌肉肌醇在脂肪、胆固醇类的代谢中发挥出重要的作用，在高胆固醇血症等的预防、治疗中是特别有效的。

因而，实际上，目前就对肌肉肌醇工业规模的制造工艺提出了很多改良。例如，专利文献6中公开了可向菌体外分泌肌肉肌醇的假丝酵母属酵母的表达及其利用。专利文献7和8分别公开了在上述肌肉肌醇分泌性假丝酵母属酵母中导入可赋予针对葡萄糖代谢拮抗物质和抗生素的耐性的突变的内容。另外，在专利文献9、10和11中还分别公开了通过在具有肌肉肌醇生产能力的假丝酵母属酵母中导入可赋予针对叔胺、六氯环己烷和十六烷基三甲基铵盐的耐性的突变来提高肌肉肌醇的收率的内容。专利文献12中同样公开了在具有肌肉肌醇生产能力的假丝酵母属酵母中导入可赋予针对6-卤代-6-脱氧葡萄糖的耐性的突变的内容。在专利文献13中还公开了在具有肌肉肌醇生产能力的假丝酵母属酵母中导入可赋予针对卤化乙酰甲酸的耐性的突变的内容。并且，除此之外，例如专利文献14中公开了下述内容：在一系列的肌肉肌醇生物合成反应中，肌醇-1-磷酸合成酶承担控速反应，在这一恰当推论下，通过单独利用编码上述肌醇-1-磷酸合成酶的DNA对不具有肌肉肌醇分泌能力的假丝酵母属酵母进行转化，对该酵母赋予了肌肉肌醇生产能力；专利文献15中公开了通过将置于甘油-3-磷酸脱氢酶基因的启动子的调节下的编码肌醇-1-磷酸合成酶的DNA单独导入到酵母中来提高该酵母的肌肉肌醇生产率的内容。