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特表2023-512283ステロイドのC19ヒドロキシル化のためのP450 BM3モノオキシゲナーゼ変異体
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-24
(54)【発明の名称】ステロイドのC19ヒドロキシル化のためのP450 BM3モノオキシゲナーゼ変異体
(51)【国際特許分類】
   C12N 15/53 20060101AFI20230316BHJP
   C12N 15/10 20060101ALI20230316BHJP
   C12N 9/02 20060101ALI20230316BHJP
   C12P 33/06 20060101ALI20230316BHJP
【FI】
C12N15/53 ZNA
C12N15/10 200Z
C12N9/02
C12P33/06 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022546638
(86)(22)【出願日】2021-02-01
(85)【翻訳文提出日】2022-09-29
(86)【国際出願番号】 EP2021052295
(87)【国際公開番号】W WO2021156200
(87)【国際公開日】2021-08-12
(31)【優先権主張番号】20155122.3
(32)【優先日】2020-02-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】313006625
【氏名又は名称】バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト
(71)【出願人】
【識別番号】300049958
【氏名又は名称】バイエル ファーマ アクチエンゲゼルシャフト
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100124855
【弁理士】
【氏名又は名称】坪倉 道明
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160749
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100182132
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100172683
【弁理士】
【氏名又は名称】綾 聡平
(74)【代理人】
【識別番号】100219265
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 崇大
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(74)【代理人】
【識別番号】100127812
【弁理士】
【氏名又は名称】城山 康文
(72)【発明者】
【氏名】ケンシュ,オリバー
(72)【発明者】
【氏名】テーデ,カイ
(72)【発明者】
【氏名】ヘルフリッヒ,ペトラ
(72)【発明者】
【氏名】スカルデン,リリー
(72)【発明者】
【氏名】ゾーン,ルートヴィヒ
(72)【発明者】
【氏名】トレナー,サビーヌ
(72)【発明者】
【氏名】ブルマイスター,イェンス
(72)【発明者】
【氏名】クレッチマン,ニルス
(72)【発明者】
【氏名】リヒター,フロリアン
(72)【発明者】
【氏名】ココ,ウェイン
(72)【発明者】
【氏名】ルートヴィヒ,マルクス
(72)【発明者】
【氏名】ブルト,ダリア
(72)【発明者】
【氏名】ベレンデス,フランク
(72)【発明者】
【氏名】ピリング,イェンス
(72)【発明者】
【氏名】ワーグナー,ヤコブ
(72)【発明者】
【氏名】リンホフ,ルーベン
【テーマコード(参考)】
4B050
4B064
【Fターム(参考)】
4B050CC04
4B050DD02
4B050LL05
4B064AC19
4B064CA21
(57)【要約】
本発明は、ステロイドおよびその誘導体のC19ヒドロキシル化のための、または改善されたBM3タンパク質発現のための、新規組換えバチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)シトクロムP450-モノオキシゲナーゼ(P450-BM3)変異体(バリアント)に関する。特に、本発明はまた、エストロンおよびエストラジオールの製造のためにP450-BM3変異体を使用する方法およびプロセスに関する。本発明は更に、これらのP450-BM3変異体の発現のためのヌクレオチド配列、構築物およびベクターに関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化を触媒するシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体であって、該BM3変異体が、突然変異F87Aと、
(i)V78位における突然変異、好ましくはV78F、V78Y、V78M、V78IまたはV78L、および
(ii)A82位における突然変異、好ましくはA82E、A82QまたはA82P
から選択される少なくとも1つ、好ましくは2つの追加的な突然変異とを含む、前記BM3変異体。
【請求項2】
(i)少なくとも、突然変異
a)V78Y、A82EおよびF87A(BM3-254、配列番号2)、
b)V78M、A82EおよびF87A(BM3-261、配列番号3)、
c)V78I、A82EおよびF87A(BM3-263、配列番号4)、
d)V78L、A82EおよびF87A(BM3-268、配列番号5)、
e)V78Y、A82PおよびF87A(配列番号6)、
f)V78M、A82PおよびF87A(配列番号7)、
g)V78I、A82PおよびF87A(配列番号8)、
h)V78L、A82PおよびF87A(配列番号9)、
i)V78Y、A82QおよびF87A(配列番号10)、
j)V78M、A82QおよびF87A(配列番号11)、
k)V78I、A82QおよびF87A(配列番号12)、もしくは
l)V78L、A82QおよびF87A(配列番号13)
および少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10個の追加的な突然変異、
ならびに/または
(ii)少なくとも、突然変異
a)V78F、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号14)、
b)V78L、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号15)、
c)V78I、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号16)、
d)V78M、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号17)、
e)V78Y、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号18)、
f)V78F、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号19)、
g)V78L、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号20)、
h)V78I、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号21)、
i)V78M、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号22)、
j)V78Y、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号23)、
k)V78F、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号24)、
l)V78L、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号25)、
m)V78I、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号26)、
n)V78M、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号27)、
o)V78Y、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号28)、
p)V78L、A82E、F87A、S72G、M177Y、V178P、L181Y、A184YおよびL188F(配列番号117)、
q)V78L、A82E、F87A、S72G、T146F、M177Y、V178W、L181YおよびA184Y(配列番号118)、もしくは
r)V78L、A82E、F87A、S72G、T146F、M177Y、V178W、L181Y、A184Y、G457S、I458GおよびA477N(配列番号119)
を含むことを特徴とする、請求項1記載のBM3変異体。
【請求項3】
5%超(すなわち、5%を超える)、好ましくは8%超、10%超または12%超、より一層好ましくは15%超、20%超、25%超、30%超、35%超、40%超、45%超または50%超、最も好ましくは55%超、60%超、65%超、70%超または75%超である、少なくとも1つのC19ヒドロキシル化ステロイドもしくはその誘導体またはその二次生成物に関する生成物収率により特徴付けられる、前記請求項のいずれか1項記載のBM3変異体。
【請求項4】
0.1超、好ましくは0.2超または0.3超、より一層好ましくは0.4超または0.5超、最も好ましくは0.5超、0.6超、0.7超、0.8超または0.9超である、少なくとも1つのステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化に関する選択性係数により特徴付けられる、前記請求項のいずれか1項記載のBM3変異体。
【請求項5】
(A184)、(A191)、(A221)、(A264)、(A321)、(A328)、(A33)、(A330)、(A399)、(A74)、(D168)、(D208)、(D222)、(D363)、(E13)、(E143)、(E267)、(E352)、(E64)、(E82)、(E93)、(F173)、(F205)、(F261)、(F331)、(F393)、(F77)、(F81)、(G240)、(G271)、(G402)、(G415)、(G570)、(G677)、(G85)、(H266)、(H659)、(I153)、(I174)、(I258)、(I259)、(I263)、(I401)、(K210)、(K224)、(L150)、(L181)、(L188)、(L20)、(L262)、(L272)、(L29)、(L324)、(L333)、(L356)、(L437)、(L75)、(L78)、(L86)、(M118)、(M177)、(M185)、(M212)、(M354)、(N70)、(P243)、(P326)、(P329)、(P392)、(P9)、(R147)、(R161)、(R190)、(R203)、(R255)、(R323)、(R47)、(R50)、(S164)、(S176)、(S54)、(S72)、(S89)、(T146)、(T149)、(T260)、(T268)、(T269)、(T327)、(T365)、(T436)、(T438)、(T49)、(T88)、(V178)、(V26)、(V299)、(V314)、(V371)、(V48)、(W325)、(W367)、(W90)、(Y51)、(A225)、(A44)、(D182)、(D80)、(E140)、(E183)、(E337)、(E409)、(G114)、(G227)、(G46)、(H236)、(H92)、(K187)、(K440)、(K76)、(M5)、(N186)、(P172)、(Q189)、(Q397)、(Q403)、(Q404)、(Q73)、(R179)、(R79)、(S270)、(S53)および(T175)から選択される少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれ以上の位置に突然変異を含む、請求項1~4のいずれか1項記載のBM3変異体。
【請求項6】
該BM3変異体が、配列番号2~5の変異体から選択される少なくとも1つのBM3変異体と比較して改善された、C19ヒドロキシル化に関する選択性および/または生成物収率を示す、前記請求項のいずれか1項記載のBM3変異体。
【請求項7】
該モノオキシゲナーゼが突然変異M177Yおよび/またはA184Yを含む、前記請求項のいずれか1項記載のBM3変異体。
【請求項8】
該変異体が、少なくとも、突然変異(A184D)または(A184D,L188K)または(A184E)または(A184F)または(A184G)または(A184H)または(A184I)または(A184K)または(A184L)または(A184N)または(A184Q)または(A184R)または(A184W)または(A184W,L188F)または(A184Y)または(A184Y,L188K)または(A184Y,R50S)または(A221S)または(A264V)または(A321C)または(A321D)または(A321E)または(A321G)または(A321I)または(A321N)または(A321T)または(A321V)または(A328P)または(A330C)または(A330D)または(A330E)または(A330F)または(A330G)または(A330H)または(A330I)または(A330K)または(A330L)または(A330M)または(A330N)または(A330Q)または(A330R)または(A330S)または(A330T)または(A330T,E352A)または(A330T,F331V)または(A330V)または(A330W)または(A330Y)または(A330Y,W367C)または(A33V)または(A399C)または(A399E)または(A399G)または(A399I)または(A399L)または(A399M)または(A399N)または(A399Q)または(A399R)または(A399S)または(A399T)または(A399V)または(A74C)または(A74C,L75V)または(A74D)または(A74D,F81V)または(A74E)または(A74F)または(A74G)または(A74G,L75C)または(A74H)または(A74I)または(A74I,A184W,L188F)または(A74I,F77A,L181Y,A184W)または(A74I,L181Y,L188K)または(A74I,L181Y,L188R)または(A74I,L188F)または(A74I,L188K)または(A74I,L188R)または(A74I,M177Y,A184R,L188F)または(A74I,M177Y,V178P,A184G)または(A74I,T146F)または(A74I,T146F,L181Y)または(A74I,T146F,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,L188F)または(A74I,T146F,L188K)または(A74I,T146F,V178P)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188R)または(A74I,T146F,V178W)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,V178W,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L188K)または(A74I,T146F,V178W,L188R)または(A74I,V178P)または(A74I,V178P,L181Y)または(A74I,V178P,L181Y,L188R)または(A74I,V178P,L188F)または(A74I,V178P,L188K)または(A74I,V178P,L188R)または(A74I,V178W,L188F)または(A74I,V178W,L188K)または(A74I,V178W,L188R)または(A74K)または(A74L)または(A74M)または(A74N)または(A74P)または(A74Q)または(A74R)または(A74R,L75V)または(A74S)または(A74T)または(A74T,A184D)または(A74T,F77A,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,F77A,V178W,A184Y)または(A74T,F77L,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y)または(A74T,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y,A184Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188R)または(A74T,L188K)または(A74T,M177Y,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188R)または(A74T,T146F,L188F)または(A74T,T146F,L188K)または(A74T,T146F,L188R)または(A74T,T146F,V178P)または(A74T,T146F,V178P,L181Y)または(A74T,T146F,V178P,L188K)または(A74T,T146F,V178P,L188R)または(A74T,T146F,V178W)または(A74T,T146F,V178W,L181Y)または(A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,V178W,L188R)または(A74T,V178P)または(A74T,V178P,L188F)または(A74T,V178P,L188K)または(A74T,V178P,L188R)または(A74T,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,V178W,L188K)または(A74T,V178W,L188R)または(A74V)または(A74V,F77A,A184N,L188F)または(A74V,L181Y)または(A74V,L181Y,A184D,L188K)または(A74V,L181Y,A184W,L188F)または(A74V,L181Y,L188F)または(A74V,L188F)または(A74V,L188K)または(A74V,L75V)または(A74V,T146F,L181Y,L188K)または(A74V,T146F,L181Y,L188R)または(A74V,T146F,L188K)または(A74V,T146F,L188R)または(A74V,T146F,V178W)または(A74V,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,A184W,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,L181Y,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188R)または(A74V,V178P,L188F)または(A74V,V178W,L188K)または(A74W)または(A74Y)または(D168Y,F173D)または(D363G,T438C)または(E13D,R47L)または(E143A)または(E143C)または(E143D)または(E143F)または(E143G)または(E143I)または(E143K)または(E143L)または(E143M)または(E143N)または(E143P)または(E143Q)または(E143R)または(E143S)または(E143V)または(E143W)または(E143Y)または(E267A)または(E267C)または(E267D)または(E267G)または(E267K)または(E267P)または(E267R)または(E267S)または(E267T)または(E267Y)または(E352A)または(E352D)または(E352F)または(E352G)または(E352I)または(E352L)または(E352M)または(E352N)または(E352P)または(E352R)または(E352S)または(E352T)または(E352V)または(E352W)または(E352Y)または(E64A)または(E64G)または(E64H)または(E64I)または(E64K)または(E64L)または(E64M)または(E64N)または(E64Q)または(E64V)または(E64W)または(E64Y)または(E82P)または(E93G)または(F173C)または(F173C,F205G)または(F173D)または(F173I)または(F173K)または(F173L)または(F173M)または(F173N)または(F173P)または(F173Q)または(F173R)または(F173S)または(F173S,F205P)または(F173V)または(F173W)または(F173Y)または(F173Y,I174F)または(F205A)または(F205C)または(F205D)または(F205D,D208N)または(F205E)または(F205G)または(F205H)または(F205I)または(F205K)または(F205L)または(F205M)または(F205N)または(F205P)または(F205R)または(F205S)または(F205T)または(F205V)または(F205W)または(F205Y)または(F261A)または(F261C)または(F261D)または(F261G)または(F261I)または(F261L)または(F261M)または(F261N)または(F261Q)または(F261S)または(F261T)または(F261V)または(F261W)または(F261Y)または(F331C)または(F331H)または(F331I)または(F331L)または(F331M)または(F331N)または(F331P)または(F331T)または(F331V)または(F331W)または(F331Y)または(F393M)または(F393W)または(F77A)または(F77A,A184W)または(F77A,L181P,A184Y,L188K)または(F77A,M177Y)または(F77C)または(F77D)または(F77E)または(F77G)または(F77H)または(F77I)または(F77K)または(F77L)または(F77M)または(F77N)または(F77P)または(F77R)または(F77S)または(F77T)または(F77V)または(F77V,L86M)または(F77W)または(F77Y)または(F81A)または(F81C)または(F81D)または(F81I)または(F81L)または(F81P)または(F81R)または(F81S)または(F81T)または(F81V)または(F81W)または(F81Y)または(G271A)または(G271C)または(G271D)または(G271E)または(G271F)または(G271H)または(G271K)または(G271L)または(G271M)または(G271N)または(G271P)または(G271Q)または(G271R)または(G271S)または(G271T)または(G271V)または(G271W)または(G271Y)または(G402A)または(G415A)または(G415D)または(G415S)または(G415T)または(G415V)または(G85A)または(G85L)または(G85S)または(H266A)または(H266C)または(H266D)または(H266E)または(H266F)または(H266G)または(H266I)または(H266K)または(H266M)または(H266N)または(H266P)または(H266Q)または(H266R)または(H266S)または(H266T)または(H266V)または(H266W)または(H266Y)または(I153F,G271L)または(I153L)または(I153L,F173Y)または(I259A)または(I259C)または(I259D)または(I259F)または(I259G)または(I259H)または(I259K)または(I259L)または(I259M)または(I
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6F)または(S72G,A74I,T146F,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L1
88R)または(S72G,A74I,T146F,L188F)または(S72G,A74I,T146F,L188K)または(S72G,A74I,T146F,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178P)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178W)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74I,V178P)または(S72G,A74I,V178P,L181Y)または(S72G,A74I,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,V178P,L188F)または(S72G,A74I,V178P,L188K)または(S72G,A74I,V178P,L188R)または(S72G,A74I,V178W)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,V178W,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L188K)または(S72G,A74I,V178W,L188R)または(S72G,A74L)または(S72G,A74M,A184Y,L188K)または(S72G,A74S)または(S72G,A74T)または(S72G,A74T,L181Y,A184D,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,L188F)または(S72G,A74T,L188K)または(S72G,A74T,L188R)または(S72G,A74T,T146F)または(S72G,A74T,T146F,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,L188F)または(S72G,A74T,T146F,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178P)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74T,V178P)または(S72G,A74T,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188R)または(S72G,A74T,V178W)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188R)または(S72G,A74V)または(S72G,A74V,A184W)または(S72G,A74V,A221V)または(S72G,A74V,F77A)または(S72G,A74V,F77A,M177Y)または(S72G,A74V,F77L,M177Y)または(S72G,A74V,F77S)または(S72G,A74V,L181Y)または(S72G,A74V,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,L188F)または(S72G,A74V,L188K)または(S72G,A74V,L188R)または(S72G,A74V,T146F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74V,V178P)または(S72G,A74V,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178P,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L188R)または(S72G,A74V,V178W)または(S72G,A74V,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178W,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L188R)または(S72G,A74Y)または(S72G,L181Y)または(S72G,L181Y,L188F)または(S72G,L181Y,L188K)または(S72G,L181Y,L188R)または(S72G,L188F)または(S72G,L188K)または(S72G,L188R)または(S72G,M177Y,V178W)または(S72G,M177Y,V178W,L188K)または(S72G,T146F)または(S72G,T146F,L181Y)または(S72G,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,L188F)または(S72G,T146F,L188K)または(S72G,T146F,L188R)または(S72G,T146F,V178P)または(S72G,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,V178P,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L188R)または(S72G,T146F,V178W)または(S72G,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188R)または(S72G,V178P)または(S72G,V178P,L181Y)または(S72G,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,V178P,L188F)または(S72G,V178P,L188K)または(S72G,V178P,L188R)または(S72G,V178W)または(S72G,V178W,L181Y)または(S72G,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,V178W,L188F)または(S72G,V178W,L188K)または(S72G,V178W,L188R)または(S72H,A74C)または(S72H,A74G)または(S72H,A74S)または(S72H,A74Y)または(S72N,A74C)または(S72N,A74I)または(S72N,A74N)または(S72N,A74V)または(S72T)または(S72W)または(S72W,A74I,A184W,L188F)または(S72W,A74V)または(S72W,L333R)または(S72W,W90Y,V299G)または(S72Y,A74V)または(S89C)または(S89E)または(S89G)または(S89I)または(S89L)または(S89M)または(S89N)または(S89Q)または(S89R)または(S89T)または(S89V)または(T146A)または(T146A,D222Y
,I263M)または(T146A,F173D)または(T146A,F173V)または(T146A,F205G)または(T146A,F261C)または(T146A,F261S)または(T146A,F261V)または(T146A,G271R)または(T146A,G271S)または(T146A,G271T)または(T146A,H266T)または(T146A,H266V)または(T146A,I258T,I259S)または(T146A,I259H)または(T146A,I263F)または(T146A,I263L)または(T146A,I263N)または(T146A,I263V)または(T146A,L150A)または(T146A,L150G)または(T146A,L150K)または(T146A,L150R,F173I)または(T146A,L272H)または(T146A,L272R)または(T146A,L272S)または(T146A,L272W)または(T146A,M212A)または(T146C)または(T146D)または(T146E)または(T146F)または(T146F,L181Y)または(T146F,L181Y,L188F)または(T146F,L181Y,L188K)または(T146F,L188K)または(T146F,L188R)または(T146F,V178P)または(T146F,V178P,L181Y,L188R)または(T146F,V178P,L188K)または(T146F,V178P,L188R)または(T146F,V178W)または(T146F,V178W,L181Y,L188R)または(T146F,V178W,L188F)または(T146F,V178W,L188K)または(T146F,V178W,L188R)または(T146G)または(T146H)または(T146L)または(T146M)または(T146N)または(T146P)または(T146R)または(T146S)または(T146V)または(T146V,A191T)または(T146Y)または(T149P)または(T260A)または(T260S)または(T260W)または(T268A)または(T268S)または(T269K)または(T327A)または(T327A,A330W)または(T327C)または(T327D)または(T327E)または(T327G)または(T327I)または(T327L)または(T327M)または(T327N)または(T327P)または(T327Q)または(T327S)または(T327V)または(T365A)または(T365C)または(T365D)または(T365F)または(T365G)または(T365H)または(T365I)または(T365K)または(T365L)または(T365N)または(T365P)または(T365Q)または(T365V)または(T365W)または(T365Y)または(T436A)または(T436C)または(T436D)または(T436E)または(T436F)または(T436G)または(T436H)または(T436I)または(T436K)または(T436L)または(T436M)または(T436N)または(T436P)または(T436Q)または(T436R)または(T436S)または(T436V)または(T436W)または(T436Y)または(T438A)または(T438C)または(T438G)または(T438I)または(T438L)または(T438S)または(T438V)または(T49A)または(T49C)または(T49D)または(T49E)または(T49F)または(T49G)または(T49H)または(T49I)または(T49K)または(T49L)または(T49L,S54N)または(T49M)または(T49N)または(T49P)または(T49Q)または(T49R)または(T49R,R50C)または(T49R,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(T49S)または(T49V)または(T49W)または(T49Y)または(T88A)または(T88C)または(T88S)または(T88V)または(V178A)または(V178D)または(V178F)または(V178H)または(V178I)または(V178K)または(V178L)または(V178M)または(V178N)または(V178P)または(V178P,L181Y)または(V178P,L181Y,L188R)または(V178P,L188F)または(V178P,L188K)または(V178P,L188R)または(V178Q)または(V178R)または(V178S)または(V178T)または(V178W)または(V178W,A184Y)または(V178W,L181Y,L188K)または(V178W,L181Y,L188R)または(V178W,L188R)または(V178W,R50S)または(V178Y)または(V26A)または(V26C)または(V26E)または(V26F)または(V26G)または(V26G,R47S)または(V26H)または(V26I)または(V26K)または(V26L)または(V26M)または(V26N)または(V26N,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(V26Q)または(V26R)または(V26S)または(V26T)または(V26W)または(V26Y)または(V314A)または(V314E)または(V314F)または(V314H)または(V314P)または(V314Q)または(V314S)または(V314Y)または(V371P)または(V48A)または(V48D)または(V48E)または(V48F)または(V48G)または(V48H)または(V48I)または(V48L)または(V48M)または(V48P)または(V48Q)または(V48R)または(V48S)または(V48T)または(V48W)または(V48Y)または(W325A)または(W325C)または(W325D)または(W325E)または(W325F)または(W325G)または(W325I)または(W325K)または(W325L)または(W325M)または(W325Q)または(W325R)または(W325S)または(W325T)または(W325V)または(W325Y)または(W90D)または(W90Y)または(W90Y,V299G,G570D)または(Y51A)または(Y51C)または(Y51E)または(Y51F)または(Y51G)または(Y51H)または(Y51I)または(Y51L)または(Y51M)または(Y51N)または(Y51P)または(Y51Q)または(Y51S)または(Y51S,F77V)または(Y51T)または(Y51V)または(Y51W)または(A225C)または(A225G)または(A225M)または(A225N)または(A225Q)または(A225S)または(A225T)または(A225V)または(A225Y)または(A44G)または(A44Q)または(A44T)または(D182A)または(D182C)または(D182E)または(D182H)または(D182I)または(D182M)または(D182N)または(D182V)または(D182W)または(D80C)または(D80L)または(D80M)または(D80N)または(D80S)または(D80T)または(D80W)または(E140A)または(E140D)または(E140K)または(E140L)または(E140M)または(E140T)または(E183D)または(E183T)または(E337L)または(E337V)または(E409N)または(G114C)または(G114K)または(G114L)または(G114N)または(G114W)または(G227N)または(G227R)または(G240A)または(G240C)または(G240H)または(G240K)または(G240M)または(G240N)または(G240Q)または(G240R)または(G240S)または(G240V)または(G46T)または(H236A)または(H236C)または(H236D)または(H236F)または(H236G)または(H236I)または(H236K)または(H236M)または(H236P)または(H236R)または(H236S)または(H236Y)または(H92F)または(H92Y)または(I174T)または(I174V)または(I258C)または(I258L)または(I258M)または(I258V)または(K187A)または(K187G)または(K187N)または(K187R)または(K440C)または(K440M)または(K440N)または(K440T)または(K76C)または(K76E)または(K76F)または(K76H)または(K76I)または(K76L)または(K76N)または(K76V)または(M5C)または(M5E)または(M5P)または(M5Q)または(N186A)または(N186D)または(N186E)または(N186F)または(N186H)または(N186K)または(N186L)または(N186M)または(N186Q)または(N186T)または(N186V)または(N186Y)または(P172A)または(P172D)または(P172G)または(Q189E)または(Q189I)または(Q189K)または(Q189N)または(Q189V)または(Q397R)または(Q403K)または(Q403R)または(Q404F)または(Q404Y)または(Q73A)または(Q73E)または(Q73F)または(Q73L)または(Q73S)または(Q73T)または(Q73W)または(Q73Y)または(R179A)または(R179H)または(R179L)または(R179M)または(R179P)または(R179V)または(R190C)または(R190G)または(R190K)または(R190M)または(R190N)または(R190S)または(R190V)または(R190W)または(R79E)または(R79K)または(S270A)または(S270D)または(S270G)または(S53C)または(T175F)または(T175G)または(T175H)または(T175L)または(T175M)または(T175N)または(T175Q)または(T175R)または(T175Y)または(T269A)または(T269V)または(V299L)または(V299W)または(A225V,H236K,G240V,T269V)または(D80I,D182H,A225V,G240V,T269V)または(F173W,R179L,R190V,A225V)または(F173W,R179L,R190V,K440C)または(F173W,R179L,T269V,K440C)または(F173W,R190V,H236K,T269V)または(H236K,G240V,T269V,K440C)または(K76I,F173W,R179L,D182I,R190V,K440C)または(Q73W,D80I,N186V,G240V)または(R179L,A225S)または(R179L,A225V,G240V,K440C)または(R179L,R190V)または(R190V,A225V,T269V,K440C)または(T175M,H236D)または(T175M,R190V)を含む、前記請求項のいずれか1項記載のBM3変異体。
【請求項9】
アミノ酸458位と477位との間にアミノ酸配列(インサート)が導入されており、該インサートが配列番号123~173のいずれかの配列に対して少なくとも90%、95%、99%または100%の配列同一性を有する、前記請求項のいずれか1項記載のBM3変異体。
【請求項10】
BM3野生型(WT)と比較して改善されたBM3タンパク質発現により特徴付けられるシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体であって、ここで、
a)BM3変異体が、(C62)、(S106)、(Q110)、(A117)、(Q128)、(T152)、(G157)、(G227)、(P243)、(H285)、(Q288)、(A295)、(N319)、(G368)、(V371)、(K391)、(N395)および(H408)のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個または全てのアミノ酸位置に突然変異を含む、そして、好ましくは、
b)BM3変異体が、(C62L)、(S106A)、(Q110E)、(A117P)、(Q128E)、(T152I)、(G157L)、(G227P)、(P243E)、(H285E)、(Q288E)、(A295D)、(N319E)、(G368E)、(V371P)、(K391L)、(N395F)および(H408L)のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個または全ての突然変異を含む、前記BM3変異体。
【請求項11】
BM3変異体が突然変異(S106A,Q128E)または(S106A,H285E,Q288E)または(S106A,Q128E,H285E)または(C62L,A117P,G157L,N319E)または(C62L,G227P,N319E,K391L)または(Q110E,Q128E,Q288E,N319E)または(Q128E,H285E,Q288E,N319E)または(C62L,S106A,A117P,A295D,V371P)または(C62L,S106A,A117P,G227P,P243E)または(C62L,S106A,Q128E,G227P,K391L)または(S106A,Q110E,G227P,H285E,K391L)または(C62L,S106A,Q128E,G227P,Q288E,K391L)または(S106A,G227P,H285E,V371P,K391L,H408L)または(S106A,Q110E,G227P,N319E,K391L,N395F)または(C62L,S106A,Q128E,T152I,G227P,P243E,H408L)または(S106A,Q110E,Q128E,G227P,Q288E,N319E,K391L)または(C62L,S106A,Q128E,G157L,P243E,A295D,G368E,K391L)または(S106A,A117P,Q128E,T152I,G227P,N319E,V371P,N395F)を含む、請求項10記載のBM3変異体。
【請求項12】
BM3変異体が請求項1~9のいずれか1項記載の変異体である、請求項10または11のいずれか1項記載のBM3変異体。
【請求項13】
前記請求項のいずれか1項記載のシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ変異体をコードする核酸。
【請求項14】
前記請求項のいずれか1項記載のシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ変異体の製造のための宿主細胞。
【請求項15】
式I
【化1】
(式中、RおよびRはステロイドまたはステロイド誘導体の一部としての6員環を形成する)
の化合物の製造のための、シトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体の使用。
【請求項16】
式Iの化合物がエストロンまたはエストラジオールである、請求項15記載のBM3変異体の使用。
【請求項17】
1,4-ジエン-3-オン-A環または4-エン-3-オン-A環を含むステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化のための、BM3変異体の使用。
【請求項18】
前記誘導体がアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)または(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン(デルタ1テストステロン)である、請求項17記載のステロイドのC19ヒドロキシル化のためのBM3変異体の使用。
【請求項19】
BM3変異体が請求項1~8のいずれか1項記載の変異体である、請求項15~18のいずれか1項記載のBM3変異体の使用。
【請求項20】
(i)a.組換えシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体を産生する微生物を、外因性の若しくは中間的に生成された基質の存在下、培地内で培養し、または
b.基質含有反応培地をBM3変異体と共にインキュベートし、および
(ii)生成されたC19ヒドロキシル化生成物またはその二次生成物を培地から単離することを含む、ステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化のための方法であって、
所望により、前記BM3変異体が、請求項1~12のいずれか1項記載のBM3変異体であることを更に特徴とする、前記方法。
【請求項21】
ステロイド誘導体が1,4-ジエン-3-オン-A環または4-エン-3-オン-A環と19-メチル基とを含む、請求項20記載の方法。
【請求項22】
ステロイドのC19ヒドロキシル化のための最適化BM3変異体を得るための方法であって、
(i)(a)BM3変異体(試験変異体)を発現する組換え微生物を、外因性の若しくは中間的に生成されたステロイドもしくはステロイド誘導体の存在下、培地内で培養し、または
(b)ステロイドもしくはステロイド誘導体を含有する反応培地をBM3変異体(試験変異体)と共にインキュベートし、
(ii)試験変異体により生成されたC19ヒドロキシル化生成物またはその二次生成物に関する得られた生成物の収率もしくは力価および/または選択性を、ステロイドのC19ヒドロキシル化を触媒しうる試験変異体の親変異体に関して得られたそれぞれの値と比較し、
(iii)試験変異体が、親変異体と比較して改善された生成物収率もしくは力価および/または選択性を有する場合、該試験変異体を、ステロイドのC19ヒドロキシル化に関して最適化されたものとして選択することを含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステロイドおよびその誘導体のC19ヒドロキシル化のための、または改善されたBM3タンパク質発現のための、新規組換えバチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)シトクロムP450-モノオキシゲナーゼ(P450-BM3)変異体(バリアント)に関する。特に、本発明はまた、エストロンおよびエストラジオールの製造のためにP450-BM3変異体を使用する方法およびプロセスに関する。本発明は更に、これらのP450-BM3変異体の発現のためのヌクレオチド配列、構築物およびベクターに関する。
【背景技術】
【0002】
ステロイドホルモンであるエストロンおよびエストラジオールならびにそれらの誘導体は例えば閉経期のホルモン療法、避妊および腫瘍学における医薬として使用され、あるいは他のステロイド生成物の合成のための重要な中間体である。エストロンおよびエストラジオールは、フィトステロールから出発する幾つかの工程で製造されうる。植物ステロールの種々の分解生成物はステロイド環系のC19位にメチル基を含有し、これは、ステロイド環系のA環の芳香族化においてエストロンおよびエストラジオールならびにそれらの誘導体を合成するためには、除去される必要がある。Inhoffenは、エストラジオールの合成のための、熱分解によるこの芳香族化を記載しており(Inhoffen 1947)、Hershbergらは、エストロンの合成のための、熱分解によるこの芳香族化を記載している(Hershberg 1950)。しかし、収率は最適ではなく、種々の副生成物が生成される。TempletonらおよびNumazawaらは、C19位において酸化されたステロイド生成物を経由するこの芳香族化を記載している(F.Templeton 1997、Mitsuteru Numazawa 2009)。したがって、C19位のメチル基をヒドロキシル化して、更なる誘導体化および最終的には19位の置換基の除去を可能にするプロセスは、エストロンおよびエストラジオールならびにそれらの誘導体の新規な且つ改良された合成への道を開きうる。
【0003】
触媒としての酵素は、典型的には、天然基質に対する優れた位置選択性および/または立体選択性により特徴付けられるが、低い熱安定性および溶媒安定性を示しうる。狭い基質スペクトルゆえに、酵素は、化学触媒と比較して非常に特殊化されていることが多く、このことはそれらの広範な適用可能性を制限する。したがって、商業的に利用可能な収率および十分な純度で特定の反応を触媒する酵素を見出し又は構築することは困難な試みである。
【0004】
シトクロムP450モノオキシゲナーゼ(P450)は、自然界に遍在するヘム酵素の大きな一群を構成する。バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)から得られるシトクロムP450 BM3(P450-BM3、BM3)は、長鎖脂肪酸、アルコールおよびアミドのNADPH依存性ヒドロキシル化ならびに不飽和脂肪酸のエポキシ化を触媒することが既に記載されている(例えば、Narhi 1986およびCapdevila 1996を参照されたい)。P450-BM3の場合、該酵素のレダクターゼドメイン(65kDa)とモノオキシゲナーゼドメイン(55kDa)とが融合され、触媒的に自己充足的な120kDaの酵素として生成される。結果として、P450-BM3酵素は、融合したレダクターゼドメインとヘムドメインとの間の効率的な電子伝達ゆえに、P450モノオキシゲナーゼのなかで最高の触媒速度を示す。例えば、Noble MA 1999およびMunro 1996を参照されたい。
【0005】
BM3変異体は種々の生体内変換プロセスに関して記載されている。野生型および突然変異型のP450 BM3が、医薬品を含む化学物質の製造における生体触媒として適用された(Hazel M Girvan 2016)。例えば、WO200107630A1は、N-複素環式芳香族化合物のような種々の有機基質の微生物利用酸化のためのプロセス、特に、改変された基質特異性を有する特別なシトクロムP450-モノオキシゲナーゼを使用したインジゴおよびインディアンルビーの製造方法を開示している。EP1196603A1は、その基質結合領域の部位特異的突然変異誘発により、脂肪族カルボン酸の酵素利用ヒドロキシル化における改変されたプロファイルを有するP450 BM3変異体を特許請求しており、この場合、該部位特異的突然変異誘発により、F87がVal、AlaまたはLeuにより置換されており、L188がAsn、Gln、Arg、Lys、Ala、Gly、SerまたはTrpにより置換されており、そして所望により、アミノ酸26、47、72、74および354位の少なくとも1つが改変されている。WO2016007623A1は、ニフェジピン、プロプラノロール、ベラパミルおよびジクロフェナクから選択される基質に関して改善された活性を得るためのシトクロムP450 BM3変異体を開示している。EP1131440A2は、モノテルペン、セスキテルペンおよびジテルペンから選択される非環状もしくは環状テルペンである、またはシクロアルケンである、またはそれらの置換誘導体である基質を酸化するためのプロセスを開示しており、該プロセスは、該化合物を突然変異体P450 BM3酵素で酸化することを含み、該突然変異体は、より低い極性の側鎖を有するアミノ酸による、活性部位におけるアミノ酸の置換を含む。
【0006】
前記の文書はいずれも、本発明によるBM3変異体の具体的な構造を開示していない。更に、前記の文書はいずれも、例えばエストラジオールまたはエストロンの製造のための、ステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化に関するものではない。それどころか、BM3野生型(WT)は一般にテストステロンもステロイドも基質として受容しないと記載されている。
【0007】
Kille Sabrina 2011、Kille 2010およびAcevedo-Rocha 2018は、P450 BM3変異体のライブラリーとP450 BM3の定向進化の使用とを記載している。Acevedo-Rochaらはテストステロンの選択的ヒドロキシル化のためのP450 BM3の定向進化を報告している。しかし、得られた突然変異体では、テストステロンのヒドロキシル化の適切な量は16α/β位でしか得られなかった。これらの知見はC19ヒドロキシル化のためのBM3変異体の更なる開発を思いとどまらせた。なぜなら、C19位におけるヒドロキシル化は、他の位置における優先的なヒドロキシル化ゆえに、微量でしか得られないという偏見があったからである(Acevedo-Rocha 2018)。
【0008】
それにもかかわらず、本発明によれば、驚くべきことに、細菌シトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(CYP)の特定の新規変異体を使用して、効率的な且つ商業的に利用可能な様態で、C19-ヒドロキシル化によるエストロンおよびエストラジオールならびにそれらの誘導体の効率的な合成を触媒することが可能であることが見出された。特に、驚くべきことに、基質であるテストステロン、デルタ-1-テストステロンおよびアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオンのC19-ヒドロキシル化が、細菌シトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼの突然変異体を生体触媒として使用して達成されうることが見出された。
【化1】
【0009】
これらの使用は、BM3のタンパク質発現を改善する突然変異をBM3変異体内に組み込むことによって更に促進されうる。
【発明の概要】
【0010】
概括
本発明の第1の態様によれば、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化を触媒するシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体を提供する。第1の態様の第1の実施形態によれば、BM3変異体は、突然変異F87Aと、(i)V78位における突然変異、好ましくはV78F、V78Y、V78M、V78IまたはV78L、(ii)A82位における突然変異、好ましくはA82E、A82QまたはA82Pから選択される少なくとも1つ、好ましくは2つの追加的な突然変異とを含む。本発明の第2の態様によれば、本明細書に記載されているシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ変異体をコードする核酸を提供する。本発明の第3の態様によれば、シトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ変異体の製造のための宿主細胞を提供する。好ましい実施形態においては、宿主細胞は、本明細書に記載されている態様のいずれかによるBM3変異体をコードする核酸を含む。本発明の第4の態様によれば、式I
【化2】
(式中、R1およびR2はステロイドの一部としての6員環を形成する)
による化合物の製造のための、シトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体の使用を提供する。
【0011】
本発明の第5の態様によれば、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化のための、BM3変異体の使用を提供する。本発明の第6の態様によれば、(i)(a)組換えシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体を産生する微生物を、外因性基質または中間的に生成された基質の存在下、培地内で培養し、(b)基質含有反応培地をシトクロムP450 BM3 モノオキシゲナーゼと共にインキュベートし、(ii)生成された酸化生成物またはその二次生成物を培地から単離することを含む、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化のための方法を提供し、該方法は更に、前記BM3変異体が、本明細書に記載されているBM3変異体であることを特徴とする。第7の態様によれば、ステロイドのC19ヒドロキシル化のための最適化BM3変異体を得るための方法を提供し、前記方法は、(i)(a)BM3変異体(試験変異体)を発現する組換え微生物を、外因性の若しくは中間的に生成されたステロイドもしくはステロイド誘導体の存在下、培地内で培養し、または(b)ステロイドもしくはステロイド誘導体を含有する反応培地をBM3変異体(試験変異体)と共にインキュベートし、(ii)試験変異体により生成されたC19ヒドロキシル化生成物またはその二次生成物に関する得られた生成物の収率および/または選択性を、ステロイドのC19ヒドロキシル化を触媒しうる試験変異体の親変異体に関して得られたそれぞれの値と比較し、(iii)試験変異体が、親変異体と比較して改善された生成物収率および/または選択性を有する場合、該試験変異体を、ステロイドのC19ヒドロキシル化に関して最適化されたものとして選択することを含む。もう1つの態様によれば、BM3野生型(WT)と比較して改善されたBM3タンパク質発現により特徴付けられるBM3変異体を提供し、ここで、該BM3変異体は特定の突然変異を含む。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1a図1aは、BM3-268娘変異体に関する生体内変換反応において得られたエストラジオールの収率を示す。エストラジオールの収率(基質としての50mg/L Δ1-テストステロンからのもの)は親型に対する比率として示されている。親型と比較して、エストラジオールの収率は、V26、L29、R47、V48、T49、R50、Y51、E64、N70、S72、A74、L75、F77、L78、F81、G85、L86、T88、S89、W90、M118、E143、T146、S176、M177、V178、L181、A184、M185、L188、K224、R255、F261、L262、I263、A264、H266、E267、T268、V314、A321、W325、T327、P329、A330、T365、P392、F393、A399、I401、G402、G415、L437、T438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。 図1bは、BM3-268娘変異体に関する生体内変換反応において得られたエストラジオールに関する選択性係数を示す。選択性係数(基質としての50mg/L Δ1-テストステロンからのもの)は親型に対する比率として示されている。親型と比較して、選択性係数は、V26、L29、R47、V48、T49、R50、Y51、E64、N70、S72、A74、L75、F77、L78、F81、G85、L86、T88、S89、W90、M118、E143、T146、S176、M177、V178、L181、A184、M185、L188、K224、R255、F261、L262、I263、A264、H266、E267、T268、V314、A321、W325、T327、P329、A330、T365、P392、F393、A399、I401、G402、G415、L437、T438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。 図1cは、BM3-268(配列番号5)変異体を使用した生体内変換反応(基質としての50mg/L Δ1-テストステロン)において得られた、Δ1-テストステロンからエストラジオールへの変換を示し、ここで、L78、E82およびA87位が改変されている。エストラジオールは、BM3-268、およびBM3-268の変異体L78[I、L、M、V]を使用して得られた。
図1b図1aは、BM3-268娘変異体に関する生体内変換反応において得られたエストラジオールの収率を示す。エストラジオールの収率(基質としての50mg/L Δ1-テストステロンからのもの)は親型に対する比率として示されている。親型と比較して、エストラジオールの収率は、V26、L29、R47、V48、T49、R50、Y51、E64、N70、S72、A74、L75、F77、L78、F81、G85、L86、T88、S89、W90、M118、E143、T146、S176、M177、V178、L181、A184、M185、L188、K224、R255、F261、L262、I263、A264、H266、E267、T268、V314、A321、W325、T327、P329、A330、T365、P392、F393、A399、I401、G402、G415、L437、T438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。 図1bは、BM3-268娘変異体に関する生体内変換反応において得られたエストラジオールに関する選択性係数を示す。選択性係数(基質としての50mg/L Δ1-テストステロンからのもの)は親型に対する比率として示されている。親型と比較して、選択性係数は、V26、L29、R47、V48、T49、R50、Y51、E64、N70、S72、A74、L75、F77、L78、F81、G85、L86、T88、S89、W90、M118、E143、T146、S176、M177、V178、L181、A184、M185、L188、K224、R255、F261、L262、I263、A264、H266、E267、T268、V314、A321、W325、T327、P329、A330、T365、P392、F393、A399、I401、G402、G415、L437、T438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。 図1cは、BM3-268(配列番号5)変異体を使用した生体内変換反応(基質としての50mg/L Δ1-テストステロン)において得られた、Δ1-テストステロンからエストラジオールへの変換を示し、ここで、L78、E82およびA87位が改変されている。エストラジオールは、BM3-268、およびBM3-268の変異体L78[I、L、M、V]を使用して得られた。
図1c図1aは、BM3-268娘変異体に関する生体内変換反応において得られたエストラジオールの収率を示す。エストラジオールの収率(基質としての50mg/L Δ1-テストステロンからのもの)は親型に対する比率として示されている。親型と比較して、エストラジオールの収率は、V26、L29、R47、V48、T49、R50、Y51、E64、N70、S72、A74、L75、F77、L78、F81、G85、L86、T88、S89、W90、M118、E143、T146、S176、M177、V178、L181、A184、M185、L188、K224、R255、F261、L262、I263、A264、H266、E267、T268、V314、A321、W325、T327、P329、A330、T365、P392、F393、A399、I401、G402、G415、L437、T438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。 図1bは、BM3-268娘変異体に関する生体内変換反応において得られたエストラジオールに関する選択性係数を示す。選択性係数(基質としての50mg/L Δ1-テストステロンからのもの)は親型に対する比率として示されている。親型と比較して、選択性係数は、V26、L29、R47、V48、T49、R50、Y51、E64、N70、S72、A74、L75、F77、L78、F81、G85、L86、T88、S89、W90、M118、E143、T146、S176、M177、V178、L181、A184、M185、L188、K224、R255、F261、L262、I263、A264、H266、E267、T268、V314、A321、W325、T327、P329、A330、T365、P392、F393、A399、I401、G402、G415、L437、T438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。 図1cは、BM3-268(配列番号5)変異体を使用した生体内変換反応(基質としての50mg/L Δ1-テストステロン)において得られた、Δ1-テストステロンからエストラジオールへの変換を示し、ここで、L78、E82およびA87位が改変されている。エストラジオールは、BM3-268、およびBM3-268の変異体L78[I、L、M、V]を使用して得られた。
図2a図2a、bは、図示されている二重突然変異を含むBM3-268(配列番号5)変異体を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールの生成物収率(a)および選択性係数(b)をそれぞれ示す。エストラジオール収率(基質としての50mg/L Δ1-テストステロンからのもの)および選択性係数は共に、親型に対する比率として示されている。BM3-268と比較して改善された収率または選択性係数を有する変異体は灰色で図示されている。BM3-268親変異体と比較して、生成物の収率は、以下の突然変異を導入することによって更に改善可能であった:(S72C、A74[C、I、L、V])、(S72D、A74C)、(S72G、A74[C、F、H、I、L、S、V、Y])、(S72H、A74C)、(S72N、A74[C、I、V])、(L75I、F81[C、I、L、S、V])、(L75V、F81[C、L、V、Y])、(I263H、A264G)、(A74[C、R、V]、L75V)。BM3-268親変異体と比較して、選択性係数は、以下の突然変異を導入することによって更に改善可能であった:(S72C、A74[C、I、L、V、Y])、(S72D、A74[C、F])、(S72G、A74[C、F、H、I、L、S、V、Y])、(S72H、A74[C、G、S、Y])、(S72N、A74[C、I、N、V])、(S72Y、A74V)、(L75H、F81S)、(L75I、F81[C、G、H、I、L、S、V、Y])、(L75V、F81[C、H、I、L、V、Y])、(I263H、A264G)、(A74G、L75C)、(A74[C、R、V]、L75V)。
図2b図2a、bは、図示されている二重突然変異を含むBM3-268(配列番号5)変異体を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールの生成物収率(a)および選択性係数(b)をそれぞれ示す。エストラジオール収率(基質としての50mg/L Δ1-テストステロンからのもの)および選択性係数は共に、親型に対する比率として示されている。BM3-268と比較して改善された収率または選択性係数を有する変異体は灰色で図示されている。BM3-268親変異体と比較して、生成物の収率は、以下の突然変異を導入することによって更に改善可能であった:(S72C、A74[C、I、L、V])、(S72D、A74C)、(S72G、A74[C、F、H、I、L、S、V、Y])、(S72H、A74C)、(S72N、A74[C、I、V])、(L75I、F81[C、I、L、S、V])、(L75V、F81[C、L、V、Y])、(I263H、A264G)、(A74[C、R、V]、L75V)。BM3-268親変異体と比較して、選択性係数は、以下の突然変異を導入することによって更に改善可能であった:(S72C、A74[C、I、L、V、Y])、(S72D、A74[C、F])、(S72G、A74[C、F、H、I、L、S、V、Y])、(S72H、A74[C、G、S、Y])、(S72N、A74[C、I、N、V])、(S72Y、A74V)、(L75H、F81S)、(L75I、F81[C、G、H、I、L、S、V、Y])、(L75V、F81[C、H、I、L、V、Y])、(I263H、A264G)、(A74G、L75C)、(A74[C、R、V]、L75V)。
図3a図3a、bは、図示されている追加的な突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)の変異体を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールの生成物収率(a)および選択性係数(b)をそれぞれ示す。エストラジオールの収率および選択性係数(基質としての100mg/L Δ1-テストステロンからのもの)は共に、親型に対する比率として示されている。L20、V26、L29、R47、T49、L78、T146、L150、F173、F205、M212、H266、E267、G271、L272、W325、T327、A330、F331、E352および/またはT438位に追加的な突然変異を含む配列番号15の変異体は、驚くべきことに、配列番号15による親変異体と比較して更に改善された生成物収率を示すことが判明した。L20、V26、L29、R47、T49、A74、L78、F81、E82、L86、T88、T146、L150、F205、M212、I259、F261、E267、L272、W325、T327、A330、F331、E352、M354、L356および/またはT438位に追加的な突然変異を含む配列番号15の変異体は、驚くべきことに、配列番号15による親変異体と比較して改善された選択性を有することが判明した。 図3cは、示されているとおりにL78、E82またはA87位に突然変異を含むBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)を使用し、基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した生体内変換反応において得られた、Δ1-テストステロンからエストラジオールへの変換を示す。配列番号15を有する変異体を使用して、エストラジオールが得られた。更に、少なくとも突然変異L78[L、F、M、Y]またはE82[E、P、Q]またはそれらの組合せを含む配列番号15由来変異体を使用して、エストラジオールが得られた。
図3b図3a、bは、図示されている追加的な突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)の変異体を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールの生成物収率(a)および選択性係数(b)をそれぞれ示す。エストラジオールの収率および選択性係数(基質としての100mg/L Δ1-テストステロンからのもの)は共に、親型に対する比率として示されている。L20、V26、L29、R47、T49、L78、T146、L150、F173、F205、M212、H266、E267、G271、L272、W325、T327、A330、F331、E352および/またはT438位に追加的な突然変異を含む配列番号15の変異体は、驚くべきことに、配列番号15による親変異体と比較して更に改善された生成物収率を示すことが判明した。L20、V26、L29、R47、T49、A74、L78、F81、E82、L86、T88、T146、L150、F205、M212、I259、F261、E267、L272、W325、T327、A330、F331、E352、M354、L356および/またはT438位に追加的な突然変異を含む配列番号15の変異体は、驚くべきことに、配列番号15による親変異体と比較して改善された選択性を有することが判明した。 図3cは、示されているとおりにL78、E82またはA87位に突然変異を含むBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)を使用し、基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した生体内変換反応において得られた、Δ1-テストステロンからエストラジオールへの変換を示す。配列番号15を有する変異体を使用して、エストラジオールが得られた。更に、少なくとも突然変異L78[L、F、M、Y]またはE82[E、P、Q]またはそれらの組合せを含む配列番号15由来変異体を使用して、エストラジオールが得られた。
図3c図3a、bは、図示されている追加的な突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)の変異体を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールの生成物収率(a)および選択性係数(b)をそれぞれ示す。エストラジオールの収率および選択性係数(基質としての100mg/L Δ1-テストステロンからのもの)は共に、親型に対する比率として示されている。L20、V26、L29、R47、T49、L78、T146、L150、F173、F205、M212、H266、E267、G271、L272、W325、T327、A330、F331、E352および/またはT438位に追加的な突然変異を含む配列番号15の変異体は、驚くべきことに、配列番号15による親変異体と比較して更に改善された生成物収率を示すことが判明した。L20、V26、L29、R47、T49、A74、L78、F81、E82、L86、T88、T146、L150、F205、M212、I259、F261、E267、L272、W325、T327、A330、F331、E352、M354、L356および/またはT438位に追加的な突然変異を含む配列番号15の変異体は、驚くべきことに、配列番号15による親変異体と比較して改善された選択性を有することが判明した。 図3cは、示されているとおりにL78、E82またはA87位に突然変異を含むBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)を使用し、基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した生体内変換反応において得られた、Δ1-テストステロンからエストラジオールへの変換を示す。配列番号15を有する変異体を使用して、エストラジオールが得られた。更に、少なくとも突然変異L78[L、F、M、Y]またはE82[E、P、Q]またはそれらの組合せを含む配列番号15由来変異体を使用して、エストラジオールが得られた。
図4a図4a、b、c、d、e、fは、最大6個(すなわち、6個以下)の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)とそれぞれ比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図4b図4a、b、c、d、e、fは、最大6個(すなわち、6個以下)の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)とそれぞれ比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図4c図4a、b、c、d、e、fは、最大6個(すなわち、6個以下)の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)とそれぞれ比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図4d図4a、b、c、d、e、fは、最大6個(すなわち、6個以下)の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)とそれぞれ比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図4e図4a、b、c、d、e、fは、最大6個(すなわち、6個以下)の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)とそれぞれ比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図4f図4a、b、c、d、e、fは、最大6個(すなわち、6個以下)の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)とそれぞれ比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図5a図5aおよびbは、最大7個の突然変異を有するBM3-268変異体を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールの生成物収率および選択性係数(SF)を示す。基質として50mg/L Δ1-テストステロンを使用した。各変異体を、生成物収率および選択性係数に関して、BM3-268(配列番号5)と比較した(第1列および第2列)。更に、第3列および第4列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図5b図5aおよびbは、最大7個の突然変異を有するBM3-268変異体を使用した生体内変換反応において得られた、エストラジオールの生成物収率および選択性係数(SF)を示す。基質として50mg/L Δ1-テストステロンを使用した。各変異体を、生成物収率および選択性係数に関して、BM3-268(配列番号5)と比較した(第1列および第2列)。更に、第3列および第4列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図6a図6aおよびbは、図示されている突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率(a)および選択性係数(b)をそれぞれ示す。基質としての100mg/L ADDからのエストロンの収率/選択性係数は親型(配列番号15)に対する比率として示されている。親型と比較して、エストロンの収率は、L20、V26、R47、T49、Y51、A74、L78、F81、E82、T146、L150、F205、M212、I259、G271、L272、W325、T327、A330、E352、M354、T436および/またはT438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。親型と比較して、選択性係数は、L20、V26、T49、A74、L78、F81、T146、L150、F173、F205、M212、I259、F261、I263、H266、E267、G271、L272、W325、T327、E352、M354、L356および/またはT438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。 図6cは、L78、E82またはA87位に突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体を使用し、基質として100mg/L ADDを使用した生体内変換反応において得られた、ADDからエストロンへの変換を示す。配列番号15を有する変異体および配列番号15の変異体L78[M]、E82[P]を使用して、エストロンが得られた。
図6b図6aおよびbは、図示されている突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率(a)および選択性係数(b)をそれぞれ示す。基質としての100mg/L ADDからのエストロンの収率/選択性係数は親型(配列番号15)に対する比率として示されている。親型と比較して、エストロンの収率は、L20、V26、R47、T49、Y51、A74、L78、F81、E82、T146、L150、F205、M212、I259、G271、L272、W325、T327、A330、E352、M354、T436および/またはT438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。親型と比較して、選択性係数は、L20、V26、T49、A74、L78、F81、T146、L150、F173、F205、M212、I259、F261、I263、H266、E267、G271、L272、W325、T327、E352、M354、L356および/またはT438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。 図6cは、L78、E82またはA87位に突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体を使用し、基質として100mg/L ADDを使用した生体内変換反応において得られた、ADDからエストロンへの変換を示す。配列番号15を有する変異体および配列番号15の変異体L78[M]、E82[P]を使用して、エストロンが得られた。
図6c図6aおよびbは、図示されている突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率(a)および選択性係数(b)をそれぞれ示す。基質としての100mg/L ADDからのエストロンの収率/選択性係数は親型(配列番号15)に対する比率として示されている。親型と比較して、エストロンの収率は、L20、V26、R47、T49、Y51、A74、L78、F81、E82、T146、L150、F205、M212、I259、G271、L272、W325、T327、A330、E352、M354、T436および/またはT438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。親型と比較して、選択性係数は、L20、V26、T49、A74、L78、F81、T146、L150、F173、F205、M212、I259、F261、I263、H266、E267、G271、L272、W325、T327、E352、M354、L356および/またはT438位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。 図6cは、L78、E82またはA87位に突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体を使用し、基質として100mg/L ADDを使用した生体内変換反応において得られた、ADDからエストロンへの変換を示す。配列番号15を有する変異体および配列番号15の変異体L78[M]、E82[P]を使用して、エストロンが得られた。
図7a図7a、b、c、d、e、fは、最大6個の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L ADDを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)と比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図7b図7a、b、c、d、e、fは、最大6個の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L ADDを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)と比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図7c図7a、b、c、d、e、fは、最大6個の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L ADDを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)と比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図7d図7a、b、c、d、e、fは、最大6個の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L ADDを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)と比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図7e図7a、b、c、d、e、fは、最大6個の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L ADDを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)と比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図7f図7a、b、c、d、e、fは、最大6個の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体(Var)を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率および選択性係数を示す。基質として100mg/L ADDを使用した。各変異体をBM3-268(配列番号5)および改良変異体BM3-268;M177Y,A184Y(PT)(配列番号15)と比較した。更に、最後の2つの列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図8図8は、複数の突然変異を有するBM3-268変異体を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率および選択性(SF)を示す。基質として100mg/L ADDを使用した。各変異体を、生成物収率および選択性に関して、BM3-268(配列番号5)と比較した(第1列および第2列)。更に、第3列および第4列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体(best)と比較して、収率または選択性(SF)において改善されたかどうかを示す。
図9図9および10は、図示されている突然変異を有するBM3-268;S72G,V78L,A82E,F87A,M177Y,V178P,L181Y,A184Y,L188F(配列番号117)変異体を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する、それぞれ、生成物力価(A)および標的生成物比率(B)を示す。基質としての2000mg/L ADDからのエストロン力価/選択性係数は親型(配列番号117)に対する比率として示されている。親型と比較して、エストロン力価は、M5、A44、S53、Q73、K76、R79、D80、H92、G114、E140、P172、F173、I174、T175、S176、R179、D182、E183、N186、K187、Q189、R190、A225、G227、H236、G240、I258、T269、S270、V299、E337、Q397、A399、Q403、Q404および/またはK440位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。親型と比較して、選択性は、M5、A44、G46、S53、Q73、K76、R79、H92、G114、E140、P172、F173、I174、T175、S176、R179、D182、E183、N186、K187、Q189、R190、A225、H236、G240、I258、T269、S270、V299、E337、A399、Q403、Q404、E409および/またはK440に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。
図10図9および10は、図示されている突然変異を有するBM3-268;S72G,V78L,A82E,F87A,M177Y,V178P,L181Y,A184Y,L188F(配列番号117)変異体を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する、それぞれ、生成物力価(A)および標的生成物比率(B)を示す。基質としての2000mg/L ADDからのエストロン力価/選択性係数は親型(配列番号117)に対する比率として示されている。親型と比較して、エストロン力価は、M5、A44、S53、Q73、K76、R79、D80、H92、G114、E140、P172、F173、I174、T175、S176、R179、D182、E183、N186、K187、Q189、R190、A225、G227、H236、G240、I258、T269、S270、V299、E337、Q397、A399、Q403、Q404および/またはK440位に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。親型と比較して、選択性は、M5、A44、G46、S53、Q73、K76、R79、H92、G114、E140、P172、F173、I174、T175、S176、R179、D182、E183、N186、K187、Q189、R190、A225、H236、G240、I258、T269、S270、V299、E337、A399、Q403、Q404、E409および/またはK440に突然変異を導入することによって更に改善可能であった。
図11図11は、複数の突然変異を有するBM3-268;S72G,V78L,A82E,F87A,M177Y,V178P,L181Y,A184Y,L188F(配列番号117)変異体との生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物力価および標的生成物比(TPR)を示す。基質として2000mg/L ADDを使用した。第1列および第2列は、変異体(示されているセットの突然変異を有するもの)が、少なくとも1つの突然変異を欠くこと以外は同じ示されている突然変異サブセットを含む変異体のセットからの最良分析変異体と比較して、生成物力価または選択性において改善されたかどうかを示す。
【0013】
配列番号の簡単な説明
本出願に伴う配列表は電子形式で提出され、その全体を参照により明細書に組み入れることとする。
【0014】
【表1】
【0015】
詳細な説明
定義
特に示されていない限り、本明細書、図面および特許請求の範囲において用いる全ての科学技術用語は、当業者によって一般に理解されているそれらの通常の意味を有する。本明細書中で言及されている全ての刊行物、特許出願、特許および他の参考文献の全体を参照により本明細書に組み入れることとする。矛盾する場合には、定義を含め、本明細書が優先される。参照により組み入れられる2以上の文書が、互いに矛盾するおよび/または合致しない開示を含む場合には、より後の有効日を有する文書が優先されるものとする。材料、方法および例(実施例)は例示に過ぎず、限定的なものではない。特に示されていない限り、本明細書および特許請求の範囲を含むこの文書において用いる以下の用語は、以下に示す定義を有する。
【0016】
「含む」、「包含する」、「含有する」、「有する」などの語は、拡張的または無制限(オープンエンド)に、かつ、非限定的に解釈されるものとする。単数形は、文脈に明らかに矛盾しない限り、複数対象物を含む。特に示されていない限り、一連の要素に先行する「少なくとも」なる語は一連の要素の全てを指すと理解されるべきである。「少なくとも1つ」および「の少なくとも1つ」なる語は、例えば、1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個またはそれ以上の要素を含む。
【0017】
更に、示されている範囲を上回る及び下回る僅かな変動は、該範囲内の値と実質的に同じ結果を達成するように用いられうる、と理解される。また、特に示されていない限り、範囲の開示は、最小値と最大値との間の全ての値を含む連続的範囲であると意図される。
【0018】
また、タンパク質またはアミノ酸配列が本出願の全体にわたって示されている場合、実質的に同じ効果、すなわち、同等の結果を達成するために、単一または複数のアミノ酸が、類似特性を有するアミノ酸により置換されうる、と当業者に理解される。ある定められたタンパク質またはアミノ酸配列は種々の核酸配列によりコードされうることが当業者に公知である。本明細書中で定められている与えられたアミノ酸配列に関して、特定のアミノ酸配列をコードする推定可能な核酸配列のそれぞれが、本明細書に開示されていると見なされるものとする。核酸配列が本出願の全体にわたって示されている場合、サイレント突然変異が導入されうる、と更に理解される。
【0019】
「ペプチド」、「ポリペプチド」および「タンパク質」なる語は本明細書において互換的(交換可能)に用いられ、少なくとも1つのペプチド結合により共有結合した少なくとも2つのアミノ酸残基を含む化合物を意味する。ペプチドの配列を構成しうるアミノ酸の最大数に制限はない。「ペプチド」は、修飾アミノ酸、非天然アミノ酸および/またはDアミノ酸を含みうるが、これらに限定されるものではない。特に示されていない限り、特定のペプチド配列は、少なくとも1つのアミノ酸が、類似構造特性により特徴付けられるアミノ酸により置換された変異体をも包含する。「ペプチド」は天然ペプチド、組換えペプチド、合成ペプチドまたはそれらの組合せでありうる。「ペプチド」は、例えば、生物学的に活性な断片、オリゴペプチド、ホモ二量体、ヘテロ二量体、ペプチド変異体、修飾ペプチド、ペプチド誘導体、ペプチド類似体、融合タンパク質などでありうる。
【0020】
本明細書中で用いる「アミノ酸」または「アミノ酸残基」(「aa」)なる語は、典型的には、天然に存在するアミノ酸を意味するが、非天然アミノ酸をも意味しうる。この語は、典型的には、L-アミノ酸を意味するが、D-アミノ酸をも含みうる。アミノ酸は、本明細書の他の箇所に記載されているとおりに修飾されていても、修飾されていなくてもよい。本明細書においては、それぞれのアミノ酸を示すために1文字コードを用いる。本明細書中で用いる「荷電アミノ酸」は負荷電アミノ酸または正荷電アミノ酸である。「負荷電アミノ酸」はアスパラギン酸(D)およびグルタミン酸(E)である。「正荷電アミノ酸」はアルギニン(R)リジン(K)およびヒスチジン(H)である。「極性アミノ酸」は、ドナーまたはアクセプターとして水素結合を形成する全てのアミノ酸である。これらは全て、荷電アミノ酸であり、アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、セリン(S)、スレオニン(T)、チロシン(Y)およびシステイン(C)である。「極性非荷電アミノ酸」はアスパラギン(N)、グルタミン(Q)、セリン(S)、スレオニン(T)、チロシン(Y)およびシステイン(C)である。「両親媒性アミノ酸」はトリプトファン(W)、チロシン(Y)およびメチオニン(M)である。「芳香族アミノ酸」はフェニルアラニン(F)、チロシン(Y)およびトリプトファン(W)である。「疎水性アミノ酸」はグリシン(G)、アラニン(A)、バリン(V)、ロイシン(L)、イソロイシン(I)、プロリン(P)、フェニルアラニン(F)、メチオニン(M)およびシステインである。「小型アミノ酸」はグリシン(G)、アラニン(A)、セリン(S)、プロリン(P)、スレオニン(T)、アスパラギン酸(D)およびアスパラギン(N)である。
【0021】
2つのアミノ酸が「類似構造特性により特徴付けられる」のは、(a)両方が荷電アミノ酸である場合、好ましくは、両方が負荷電アミノ酸である場合、または両方が正荷電アミノ酸である場合、(b)両方が極性アミノ酸である場合、(c)両方が極性非荷電アミノ酸である場合、(d)両方が両親媒性アミノ酸である場合、(e)両方が芳香族アミノ酸である場合、(f)両方が疎水性アミノ酸である場合、または(g)両方が小型アミノ酸である場合である。当業者に理解されるとおり、アミノ酸配列が本開示の全体にわたって示されている場合、類似構造特性により特徴付けられるアミノ酸は、実質的に同じまたは同等の結果を達成するために、互いに交換されうる。
【0022】
「シトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ」、「シトクロムP450-BM3」、「P450-BM3」(BM3、BM-3とも称される)なる語は、長鎖脂肪酸、アルコールおよびアミドのヒドロキシル化ならびに不飽和脂肪酸のエポキシ化を触媒する、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)から得られるシトクロムP450酵素を意味する。理論によって束縛されるものではないが、P450-BM3は、バチルス・メガテリウム株ATCC 14581、DSM 32、JCM 2506、NBRC 15308、NCIMB 9376、NCTC 10342、VKM B-512によって天然で発現される。別名は「二官能性シトクロムP450/NADPH-P450レダクターゼ」を含む。P450-BM3タンパク質は遺伝子cyp102A1によりコードされる。配列はUniProt識別子P14779(CPXB_BACMB)によりアクセス可能である。株によって異なるアイソフォームおよび変異体が存在しうる。それらは全て、この語に含まれる。初期配列の記載触媒特性を改変することなく特定の突然変異が置換されうる場合、そのような機能的にサイレントな突然変異を有する配列は初期配列と同等であることは明らかである。また、タンパク質は種々の修飾、例えば、合成による修飾または天然で生じる修飾を更に受けうる。
【0023】
バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)由来のシトクロムP450-モノオキシゲナーゼ(P450-BM3)をコードする遺伝子は、最初は、PCRによりゲノムDNAから増幅され、ついで、制限エンドヌクレアーゼNcoIおよびSacIを使用して、プラスミドpETM11のポリリンカー配列内にクローニングされて、pETM11-BM3を与えた(Kille 2010)。この方法は、生じるタンパク質のN末端にヘキサヒスチジンタグおよび18アミノ酸のリンカー配列を付加するが、これは機能に必須ではない。遺伝子配列の5’末端におけるNcoI部位の導入はP450-BM3遺伝子の第2コドンの改変をもたらし、生じるタンパク質におけるアミノ酸置換(T1A)をもたらした。
【0024】
アミノ酸位置は、典型的には、1文字コードを用いて、野生型のアミノ酸の後にそれぞれの位置の番号を指定することにより示される(例えば、野生型が78位にバリンを有する場合にはV78)。角括弧内のコンマ区切り文字の一覧は突然変異またはアミノ酸置換を示す。例えば、野生型変異体の78位においてバリンがイソロイシン、ロイシンまたはメチオニンのいずれかにより置換されている、あるいは全く突然変異していない場合、これはV78[I,L,M,V]と略称される。
【0025】
本出願の全体にわたって、P450-BM3アミノ酸配列のアミノ酸位置の番号付けは、タンパク質ライブライーを設計するために使用されたP450-BM3変異体(PDB ID:2UWH)の結晶構造の基礎となるタンパク質配列において見出される最初のアミノ酸から開始する。これはP450-BM3関連文献においても一般的な方法である。例えば、Kille 2010、Kille Sabrina 2011、Acevedo-Rocha 2018を参照されたい。N末端メチオニンを無視して、スレオニン1から番号付けを開始する。スレオニン1はpETM11-BM3のクローニング過程においてアラニンに変換され、本明細書に記載されている配列番号によるとコドン28である。
【0026】
「P450-BM3変異体」なる語は、野生型配列と比較して少なくとも1つの突然変異を含むP450-BM3を意味する。特に、この語は、P450-BM3野生型(配列番号1)に対して少なくとも60%、70%、80%または90%の配列同一性を有するタンパク質を意味する。好ましくは、P450-BM3変異体は機能的であり、すなわち、少なくとも1つの基質に対して触媒的に活性である。変異体の突然変異が特定されている場合、これらの突然変異は限定的である。すなわち、最大6個の突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)変異体は、突然変異M177YおよびA184Yを有することを要する。
【0027】
「親変異体」の「娘変異体」は、その親変異体の配列と、少なくとも1つの追加的な突然変異とを有する変異体である。娘変異体は複数の親変異体を有しうる。
【0028】
IUPACの定義によると、「ステロイド」は、部分的または完全に水素化されていることが可能であるシクロペンタ[a]フェナントレン炭素骨格に基づく、天然に存在する化合物および合成類似体である。必ずしもそうであるわけではないが通常、C-10およびC-13にメチル基が存在し、必ずしもそうであるわけではないがしばしば、C-17にアルキル基が存在する。拡大解釈すると、骨格の、1以上の結合切断、環拡大および/または環縮小が生じている、または生じていないことが可能である(IUPAC kein Datum)。本出願の全体にわたり、以下の式におけるとおりに、ステロイドは番号付けされ、環の名称が付けられる。
【化3】
【0029】
ステロイドの環が紙面上への投影として示される場合、式は通常、以下の式におけるとおりの配向となる。
【化4】
【0030】
この配向で描かれた環に結合した原子または基は、それが紙面の下に存在する場合には「アルファ」、紙面の上に存在する場合には「ベータ」と称される。ステロイドの例には、アンドロゲン、エストロゲンおよびプロゲストゲン、コルチコステロイド、グルココルチコイド、ミネラルコルチコイド、コレステロール、エストラジオール、テストステロン、デキサメタゾン、ラノステロール、プロゲステロン、メドロゲストン、β-シトステロールが含まれる。
【0031】
ステロイド誘導体なる語は、ステロイド由来の分子、すなわち、シクロペンタ[a]フェナントレン炭素骨格を含む分子を意味する。
【0032】
「C19ヒドロキシル化」なる語はステロイドまたはステロイド誘導体のC19位へのヒドロキシル基(-OH)の導入を意味する。
【0033】
生体内変換プロセスまたは酵素の「選択性」は選択性係数または標的生成物比に基づいて決定されうる。選択性を決定するための他の方法は当業者に公知である。疑わしい場合には、本明細書において定義されている選択性係数が優先されるものとする。
【0034】
反応の「選択性係数」は反応の選択性に関する尺度であり、測定された生成物濃度を、消費された基質濃度(これは初期基質濃度と、生体内変換プロセス後の測定基質濃度との差である)で割り算することにより計算される。生成物および基質濃度は、当技術分野で公知のとおりに、および実施例に記載されているとおりに測定されうる。通常の方法は、基質および生成物標準を参照として及び定量のために使用するHPLC分析を含む。特に示されていない限り、少なくとも1つのステロイドまたはその誘導体のC19ヒドロキシル化に関する選択性係数は、ステロイドまたはその誘導体(消費された基質濃度に関して)およびC19ヒドロキシル化ステロイドまたはその誘導体(生成物濃度に関して)に基づいて計算される。C19ヒドロキシル化ステロイドが更に二次生成物に変換される場合、選択性係数は、商業的に適切な生成物に関しても計算されうる。
【0035】
反応の「標的生成物比」(TPR)は、生成物に関する全積分面積の和により割り算された、所望の生成物に関する積分面積(HPLCクロマトグラムにおけるもの)として計算される。生成物はC19ヒドロキシル化ステロイドでありうる。C19ヒドロキシル化ステロイドが更に二次生成物に変換される場合、標的生成物比は、商業的に適切な生成物に関しても計算されうる。例えば、ADDから生成物エストロンへの変換に関しては、エストロンに関する曲線下面積を他の全ての生成物(すなわち、遊離体ADDではない)に関する曲線下面積で割り算した。疑問がある場合には、本開示の全体にわたって記載されている種々の例を参照されたい。
【0036】
「生成物収率」は、測定された生成物濃度を実験における初期基質濃度で割り算することにより計算される。したがって、与えられたP450-BM3変異体に関する生成物収率は、与えられた基質および与えられた生成物に特異的である。例えば、基質はステロイドであることが可能であり、生成物はC19ヒドロキシル化ステロイドであることが可能である。C19ヒドロキシル化ステロイドが更に二次生成物に変換される場合、生成物収率は、商業的に適切な生成物に関しても計算されうる。
【0037】
「生成物力価」はmg/L単位で示され、生体内変換生成物に関する入手可能な収率を表す代替的尺度である。本明細書の他の箇所に特定されていない場合、生成物力価は、実施例2に記載されている標準条件下で決定される。
【0038】
「核酸」なる語は、糖、ホスファートおよび塩基(これはプリンまたはピリミジンのいずれかである)を含有するモノマー(ヌクレオチド)から構成されるデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドおよびそれらの重合体を意味する。例えば、限定的なものではないが、核酸は一本鎖または二本鎖形態で存在しうる。特に限定されていない限り、この語は、参照核酸と同様の結合特性を有し、天然ヌクレオチドと同様に代謝される、天然ヌクレオチドの公知類似体を含有する核酸を含む。特に示されていない限り、特定の核酸配列は、明示的に示されている配列だけでなく、その保存的に修飾された変異体(例えば、縮重コドン置換)および相補的配列をも含む。具体的には、縮重コドン置換は、1以上の選択された(または全ての)コドンの3番目の位置が混合塩基および/またはデオキシイノシン残基で置換されている配列を生成させることにより達成されうる(Batzerら,(1991);Ohtsukaら,(1985);Rossoliniら,(1994))。
【0039】
「配列同一性」、「同一性パーセント」または「配列同一性パーセント(%)」は、クエリ(問い合わせ)配列が標的配列とどの程度類似しているか、より正確には、アラインメント後に各配列内の文字が何個同一であるかを表す。配列同一性は、BLAST(基本的ローカルアラインメント検索ツール,NCBI)を使用して計算可能であり、これは、配列のペア間の比較を行って局所的類似性の領域を検索する。適切なアラインメント方法は当技術分野で公知であり、例えば、グローバル-グローバル・アラインメントのためのNeedleman-Wunschアルゴリズムであり、これはBLOSUM62マトリックスを使用し、11のギャップ・オープニング・ペナルティおよび1のギャップ伸長ペナルティを用いる。ついで、アライメントされた同一残基のペアを計数し、ついでアラインメントの全長(内部および外部のギャップを含む)で割り算して、同一性パーセント値を得ることが可能である。
【0040】
「宿主細胞」は、ベクターを受容し、維持し、複製し、増幅するために使用される細胞である。宿主細胞は、ベクターによりコードされるポリペプチドを発現させるためにも使用されうる。ベクターに含有される核酸は、宿主細胞が分裂する際に複製され、それにより核酸が増幅される。
【0041】
「発現系」なる語は、本発明によるP450-BM3変異体の産生に適した、当技術分野で公知の任意のタンパク質産生系を意味する。適切な発現系は当技術分野で周知であり、例示的な系は、大腸菌(E.coli)株、例えばDH5アルファ、BL21(DE3)またはロゼッタ(Rosetta)(DE3)を含むが、種々の他の細菌系および非細菌系をも含む。適切な発現系には、バチルス(Bacillus)またはロドコッカス(Rhodococcus)のようなグラム陽性細菌、例えばバチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)またはバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)が含まれる。
【0042】
本明細書中で用いる「ベクター」なる語は当技術分野で公知であり、それが連結された核酸分子を増殖させうる核酸分子を意味する。この語は更に、プラスミド(非ウイルス性)およびウイルスベクターを含む。
【0043】
実施形態
本発明の第1の態様によれば、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化を触媒するシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体を提供する。
【0044】
第1の態様の第1の実施形態によれば、BM3変異体は、突然変異F87Aと、
(i)V78位における突然変異、好ましくはV78F、V78Y、V78M、V78IまたはV78L、および
(ii)A82位における突然変異、好ましくはA82E、A82QまたはA82P
から選択される少なくとも1つ、好ましくは2つの追加的な突然変異とを含む。これらのBM3は更に追加的な突然変異を含んでいても含んでいなくてもよい。
【0045】
例えば、(i)による突然変異はV78Fであることが可能であり、(ii)による突然変異はA82E、A82QまたはA82Pであることが可能である。例えば、(i)による突然変異はV78Yであることが可能であり、(ii)による突然変異はA82E、A82QまたはA82Pであることが可能である。例えば、(i)による突然変異はV78Mであることが可能であり、(ii)による突然変異はA82E、A82QまたはA82Pであることが可能である。例えば、(i)による突然変異はV78Iであることが可能であり、(ii)による突然変異はA82E、A82QまたはA82Pであることが可能である。例えば、(i)による突然変異はV78Lであることが可能であり、(ii)による突然変異はA82E、A82QまたはA82Pであることが可能である。例えば、(ii)による突然変異はA82Eであることが可能であり、(i)による突然変異はV78F、V78Y、V78M、V78IまたはV78Lであることが可能である。例えば、(ii)による突然変異はA82Qであることが可能であり、(i)による突然変異はV78F、V78Y、V78M、V78IまたはV78Lであることが可能である。例えば、(ii)による突然変異はA82Pであることが可能であり、(i)による突然変異はV78F、V78Y、V78M、V78IまたはV78Lであることが可能である。
【0046】
所望により存在していてもよい更なる追加的な突然変異はM177位および/またはA184位における突然変異を含みうる。例えば、M177位および/またはA184位における突然変異はM177Yおよび/またはA184Yでありうる。
【0047】
本発明による酵素変異体の製造は、当技術分野で公知のとおりに実施されうる。例えば、突然変異は、核酸配列内のヌクレオチドを置換するのに適した任意の手段により、BM3野生型またはBM3変異体をコードする核酸配列内に導入されうる。本発明による突然変異核酸配列および対応タンパク質を製造するための有用な方法は、事前に選択された1以上のアミノ酸をコードするコドンに対して部位特異的突然変異誘発を実施し、それにより、選択されたコドンを、それらが別のアミノ酸をコードするように改変することを含む。これらの部位特異的突然変異を得るための方法は当業者に周知であり、文献に詳細に記載されている(特に、McPherson 1991)。種々のキットが商業的に入手可能であり、例えば、QiagenまたはStratageneからのQUIKCHANGE(商標)ライトニング突然変異誘発キットが挙げられる。
【0048】
第1の態様の第2の実施形態によれば、第1の実施形態による変異体であってもなくてもよい変異体を提供する。第2の実施形態によるP450-BM3変異体は、
(i)少なくとも、突然変異
a)V78Y、A82EおよびF87A(BM3-254、配列番号2)、
b)V78M、A82EおよびF87A(BM3-261、配列番号3)、
c)V78I、A82EおよびF87A(BM3-263、配列番号4)、
d)V78L、A82EおよびF87A(BM3-268、配列番号5)、
e)V78Y、A82PおよびF87A(配列番号6)、
f)V78M、A82PおよびF87A(配列番号7)、
g)V78I、A82PおよびF87A(配列番号8)、
h)V78L、A82PおよびF87A(配列番号9)、
i)V78Y、A82QおよびF87A(配列番号10)、
j)V78M、A82QおよびF87A(配列番号11)、
k)V78I、A82QおよびF87A(配列番号12)、もしくは
l)V78L、A82QおよびF87A(配列番号13)
および少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10個の追加的な突然変異、
ならびに/または
(ii)少なくとも、突然変異
a)V78F、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号14)、
b)V78L、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号15)、
c)V78I、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号16)、
d)V78M、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号17)、
e)V78Y、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号18)、
f)V78F、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号19)、
g)V78L、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号20)、
h)V78I、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号21)、
i)V78M、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号22)、
j)V78Y、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号23)、
k)V78F、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号24)、
l)V78L、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号25)、
m)V78I、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号26)、
n)V78M、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号27)、
o)V78Y、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号28)、
p)V78L、A82E、F87A、S72G、M177Y、V178P、L181Y、A184YおよびL188F(配列番号117)、
q)V78L、A82E、F87A、S72G、T146F、M177Y、V178W、L181YおよびA184Y(配列番号118)、もしくは
r)V78L、A82E、F87A、S72G、T146F、M177Y、V178W、L181Y、A184Y、G457S、I458GおよびA477N(配列番号119)
を含む。
【0049】
これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はS72Gを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はT146Fを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はM177Yを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はV178Wを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はV178Pを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はL181Yを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はA184Yを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はL188Fを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はG457Sを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はI458Gを含む。これらの第2の実施形態の幾つかの非常に好ましいものにおいては、P450-BM3変異体はA477Nを含む。明らかに互いに相容れない場合を除いて、これらの非常に好ましい実施形態は組合されうる。
【0050】
第2の実施形態によるBM3変異体は更なる追加的な突然変異を含んでいても含んでいなくてもよい。
【0051】
第1の態様の第2の実施形態による変異体の幾つかの好ましいものは、少なくとも1つの追加的な突然変異、好ましくは、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15個またはそれ以上の追加的な突然変異を含む。
【0052】
P450-BM3野生型および文献からの又は新たに(デノボ)生成された何百個もの試験変異体はステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化を触媒することができなかったが、第1の態様による変異体は、驚くべきことに、ステロイドまたはその誘導体の効率的なC19ヒドロキシル化のための適切な触媒であることが判明した。
【0053】
理論によって束縛されるものではないが、そのような態様による記載されている変異体、特に、配列番号2~28および117~119による変異体は技術的に関連していて、それらは、ステロイドの結合だけでなく、それらの効率的なC19ヒドロキシル化をも可能にする三次タンパク質構造を誘導し、この場合、例えば本明細書に記載されている他の酸化反応のような副反応は支持されない。
【0054】
簡潔に説明すると、第1の態様によるP450-BM3変異体は、ステロイド、特に、1,4-ジエン-3-オン-A環を含むステロイドまたは4-エン-3-オン-A環を含むステロイドを基質として認識する。更に、第1の態様によるP450-BM3変異体はこれらのステロイドのC19ヒドロキシル化を触媒しうる。
【0055】
理論によって束縛されるものではないが、1,4-ジエン-3-オン-A環を有するステロイド、例えば、(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン(同義語:1-デヒドロテストステロン、Δ1-テストステロン、ボルデノン)またはアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(同義語:ADD)の場合、C19-ヒドロキシル化は、即時的な芳香族化、ならびにエストラジオールまたはエストロンおよびそれらの誘導体の形成を受ける不安定な中間体につながると考えられている。
【化5】
【0056】
実施例8の表E2は、P450-BM3変異体であるBM3-254(配列番号2)、BM3-261(配列番号3)、BM3-263(配列番号4)およびBM3-268(配列番号5)の基質としてデルタ-1-テストステロンに基づくエストラジオールの得られたスクリーニング収率を示す。
【0057】
理論によって束縛されるものではないが、(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(同義語:テストステロン)のような4-エン-3-オン-A環を有するステロイドの場合、C19-ヒドロキシル化の生成物は典型的には安定であり、単離されうる。ついで、これらの種類の生成物は、脱水素化下での更なる官能基化により、同じ不安定な中間体を形成し、ついで芳香族化によりエストラジオールおよびエストラジオール誘導体を形成しうる(F.Templeton 1997により、類似エストロン誘導体に関して示されているとおり)。
【化6】
【0058】
実施例9の表E5は、P450-BM3変異体であるBM3-254(配列番号2)、BM3-261(配列番号3)、BM3-263(配列番号4)およびBM3-268(配列番号5)の基質としてテストステロンに基づくC19ヒドロキシル化生成物に関する得られたスクリーニング収率を示す。
【0059】
結果として、記載されているP450-BM3変異体はステロイドのC19-ヒドロキシル化のための適切な触媒であり、それにより、式(I)の化合物の生成を可能にする。
【化7】
(式中、RおよびRはステロイドの一部としての6員環を形成する)。特に、第1の態様による記載されているP450-BM3変異体はステロイドのC19-ヒドロキシル化のための適切な触媒であり、それにより、式(II)の化合物の生成を可能にする。
【化8】
[式中、Rはベータ-ヒドロキシ基(-OH)またはオキソ基(=O)である]。
【0060】
幾つかの非常に好ましい実施形態によれば、第1の態様によるP450-BM3変異体は、式(I)が好ましくは式(II)である式(I)の化合物の生成のために、ステロイドのC19-ヒドロキシル化を触媒する。
【0061】
理論によって束縛されるものではないが、P450-BM3変異体を触媒として使用することにより、式(I)および(II)の化合物を以下の方法で合成されうる。
【化9】
【0062】
エストラジオールおよびエストラジオール誘導体は、例えばKawahara R 2012により記載されているとおりに、エストロンおよびエストロン誘導体へと酸化されうる。
【化10】
【0063】
第1の態様の第3の実施形態によれば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、92、92、93、94または95%より高い、少なくとも1つのC19ヒドロキシル化ステロイドまたはその誘導体またはその二次生成物に関する生成物収率により特徴付けられる変異体を提供する。
【0064】
例えば、少なくとも1つのC19ヒドロキシル化ステロイドもしくはその誘導体またはその二次生成物に関する前記生成物収率は5%超(すなわち、5%を超える)、好ましくは8%超、10%超または12%超、より一層好ましくは15%超、20%超、25%超、30%超、35%超、40%超、45%超または50%超、最も好ましくは55%超、60%超、65%超、70%超または75%超でありうる。例えば、前記生成物収率は生成物エストラジオールまたはエストロンまたはそれらの誘導体に関する生成物収率でありうる。例えば、前記ステロイドまたはステロイド誘導体は、1,4-ジエン-3-オン-A環または4-エン-3-オン-A環を含むステロイドまたはステロイド誘導体、例えばd1-テストステロンまたはADDでありうる。
【0065】
第1の態様による第3の実施形態は、第1の態様による各実施形態または具体例、特に、第1の態様の第1、第2、第4、第5または第6の実施形態と組合されることが可能であり、あるいは組合されると示唆される。
【0066】
例えば、突然変異F87Aと、
(i)V78位における突然変異、好ましくはV78F、V78Y、V78M、V78IまたはV78L、および
(ii)A82位における突然変異、好ましくはA82E、A82QまたはA82P
から選択される少なくとも1つ、好ましくは2つの追加的な突然変異とを含み、所望により、更に追加的な突然変異、例えば本明細書の他の箇所において特定されている突然変異を含んでいてもよいBM3変異体を提供し、前記BM3変異体は、5%超、好ましくは8%超、10%超または12%超、より一層好ましくは15%超、20%超、25%超、30%超、35%超、40%超、45%超または50%超、最も好ましくは55%超、60%超、65%超、70%超または75%超である、少なくとも1つのC19ヒドロキシル化ステロイドまたはその誘導体またはその二次生成物に関する生成物収率を示す。
【0067】
例えば、BM3変異体は突然変異M177Yおよび/またはA184Yを含みうる。
【0068】
例えば、
(i)少なくとも、突然変異
a)V78Y、A82EおよびF87A(BM3-254、配列番号2)、
b)V78M、A82EおよびF87A(BM3-261、配列番号3)、
c)V78I、A82EおよびF87A(BM3-263、配列番号4)、
d)V78L、A82EおよびF87A(BM3-268、配列番号5)、
e)V78Y、A82PおよびF87A(配列番号6)、
f)V78M、A82PおよびF87A(配列番号7)、
g)V78I、A82PおよびF87A(配列番号8)、
h)V78L、A82PおよびF87A(配列番号9)、
i)V78Y、A82QおよびF87A(配列番号10)、
j)V78M、A82QおよびF87A(配列番号11)、
k)V78I、A82QおよびF87A(配列番号12)、もしくは
l)V78L、A82QおよびF87A(配列番号13)
および少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10個の追加的な突然変異、
ならびに/または
(ii)少なくとも、突然変異
a)V78F、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号14)、
b)V78L、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号15)、
c)V78I、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号16)、
d)V78M、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号17)、
e)V78Y、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号18)、
f)V78F、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号19)、
g)V78L、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号20)、
h)V78I、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号21)、
i)V78M、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号22)、
j)V78Y、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号23)、
k)V78F、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号24)、
l)V78L、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号25)、
m)V78I、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号26)、
n)V78M、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号27)、
o)V78Y、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号28)、
p)V78L、A82E、F87A、S72G、M177Y、V178P、L181Y、A184YおよびL188F(配列番号117)、
q)V78L、A82E、F87A、S72G、T146F、M177Y、V178W、L181YおよびA184Y(配列番号118)、もしくは
r)V78L、A82E、F87A、S72G、T146F、M177Y、V178W、L181Y、A184Y、G457S、I458GおよびA477N(配列番号119)
を含むBM3変異体を提供し、前記BM3変異体は、5%超、好ましくは8%超、10%超または12%超、より一層好ましくは15%超、20%超、25%超、30%超、35%超、40%超、45%超または50%超、最も好ましくは55%超、60%超、65%超、70%超または75%超である、少なくとも1つのC19ヒドロキシル化ステロイドまたはその誘導体またはその二次生成物に関する生成物収率を示す。
【0069】
表A1は、示されているとおりの追加的な突然変異を有する親型V78L, A82E, F87A (配列番号5) に由来する変異体に関する、50mg/L基質からのd1-テストステロンからエストラジオールへの変換に関するエストラジオールの生成物収率を示す。
【0070】
【表2】
【0071】
表A2は、示されているとおりの追加的な突然変異を有する親型V78L, A82E, F87A, M177Y, A184Y (配列番号15) に由来する変異体に関する、100mg/L基質からのΔ1-テストステロンからエストラジオールへの変換に関するエストラジオールの生成物収率を示す。
【0072】
【表3】
【0073】
表A3は、最大6個の突然変異を有するBM3-268; M177Y, A184Y (配列番号15) 変異体を使用した生体内変換反応において得られたエストラジオールに関する生成物収率を示す。基質として100mg/L Δ1-テストステロンを使用した。
【0074】
【表4】
【0075】
表A4は、示されているとおりの追加的な突然変異を有する親型BM3-268; M177Y, A184Y (配列番号15) に由来する変異体に関する、100mg/L基質からのADDからエストロンへの変換に関するエストロンの生成物収率を示す。
【0076】
【表5】
【0077】
表A5は、最大6個の突然変異を有する配列番号15由来変異体を使用した生体内変換反応において得られたエストロンに関する生成物収率を示す。基質として100mg/L ADDを使用した。
【0078】
【表6】
【0079】
表A6は、示されているとおりの追加的な突然変異を有する親型BM3-268; M177Y, A184Y; S72G, V178P, L181Y, L188F (配列番号17) に由来する変異体に関する、2000mg/L基質からのADDからエストロンへの変換に関するエストロンの生成物力価を示す。
【0080】
【表7】
【0081】
第1の態様の第4の実施形態によれば、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69、0.7、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98または0.99より高い、少なくとも1つのステロイドまたはその誘導体のC19ヒドロキシル化に関する選択性係数により特徴付けられる変異体を提供する。
【0082】
例えば、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化に関する前記選択性係数は、0.1超、好ましくは0.2超または0.3超、より一層好ましくは0.4超または0.5超、最も好ましくは0.5超、0.6超、0.7超、0.8超または0.9超でありうる。例えば、前記ステロイドまたはステロイド誘導体は、1,4-ジエン-3-オン-A環または4-エン-3-オン-A環を含むステロイドまたはステロイド誘導体、例えばd1-テストステロンまたはADDでありうる。
【0083】
第1の態様による第4の実施形態は、第1の態様による各実施形態、特に、第1の態様の第1、第2、第3、第5または第6の実施形態と組合されることが可能であり、あるいは組合されると示唆される。
【0084】
例えば、突然変異F87Aと、
(i)V78位における突然変異、好ましくはV78F、V78Y、V78M、V78IまたはV78L、および
(ii)A82位における突然変異、好ましくはA82E、A82QまたはA82P
から選択される少なくとも1つ、好ましくは2つの追加的な突然変異とを含み、所望により、更に追加的な突然変異、例えば本明細書の他の箇所に記載されている突然変異を含んでいてもよいBM3変異体を提供し、前記BM3変異体は、0.1超、好ましくは0.2超または0.3超、より一層好ましくは0.4超または0.5超、最も好ましくは0.5超、0.6超、0.7超、0.8超または0.9超である、少なくとも1つのステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化に関する選択性係数を有する。好ましくは、BM3変異体は、5%超、より好ましくは8%超、10%超または12%超、より一層好ましくは15%超、20%超、25%超、30%超、35%超、40%超、45%超または50%超、最も好ましくは55%超、60%超、65%超、70%超または75%超である、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化に関する生成物収率によって更に特徴付けられる。
【0085】
好ましくは、BM3変異体は突然変異M177Yおよび/またはA184Yを含む。
【0086】
例えば、
(i)少なくとも、突然変異
a)V78Y、A82EおよびF87A(BM3-254、配列番号2)、
b)V78M、A82EおよびF87A(BM3-261、配列番号3)、
c)V78I、A82EおよびF87A(BM3-263、配列番号4)、
d)V78L、A82EおよびF87A(BM3-268、配列番号5)、
e)V78Y、A82PおよびF87A(配列番号6)、
f)V78M、A82PおよびF87A(配列番号7)、
g)V78I、A82PおよびF87A(配列番号8)、
h)V78L、A82PおよびF87A(配列番号9)、
i)V78Y、A82QおよびF87A(配列番号10)、
j)V78M、A82QおよびF87A(配列番号11)、
k)V78I、A82QおよびF87A(配列番号12)、もしくは
l)V78L、A82QおよびF87A(配列番号13)
および少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10個の追加的な突然変異、
ならびに/または
(ii)少なくとも、突然変異
a)V78F、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号14)、
b)V78L、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号15)、
c)V78I、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号16)、
d)V78M、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号17)、
e)V78Y、A82E、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号18)、
f)V78F、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号19)、
g)V78L、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号20)、
h)V78I、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号21)、
i)V78M、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号22)、
j)V78Y、A82P、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号23)、
k)V78F、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号24)、
l)V78L、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号25)、
m)V78I、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号26)、
n)V78M、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号27)、
o)V78Y、A82Q、F87A、M177YおよびA184Y(配列番号28)、
p)V78L、A82E、F87A、S72G、M177Y、V178P、L181Y、A184YおよびL188F(配列番号117)、
q)V78L、A82E、F87A、S72G、T146F、M177Y、V178W、L181YおよびA184Y(配列番号118)、もしくは
r)V78L、A82E、F87A、S72G、T146F、M177Y、V178W、L181Y、A184Y、G457S、I458GおよびA477N(配列番号119)
を含むBM3変異体を提供し、前記BM3変異体は、0.1超、好ましくは0.2超または0.3超、より一層好ましくは0.4超または0.5超、最も好ましくは0.5超、0.6超、0.7超、0.8超または0.9超である、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化に関する選択性係数を有する。好ましくは、BM3変異体は、5%超、より好ましくは8%超、10%超または12%超、より一層好ましくは15%超、20%超、25%超、30%超、35%超、40%超、45%超または50%超、最も好ましくは55%超、60%超、65%超、70%超または75%超である、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化に関する生成物収率によって更に特徴付けられる。
【0087】
P450-BM3親変異体、特に、配列番号2~5による変異体およびそれらに由来する変異体は、C19ヒドロキシル化だけでなく、更なる酸化反応をも触媒する。C19ヒドロキシル化と該ステロイド分子の他の位置における追加的な酸化とを伴う生成物の顕著な生成が観察された。テストステロンを基質として使用して、(2ベータ)-2,19-ジヒドロキシテストステロンおよび(15ベータ)-15,19-ジヒドロキシテストステロンが単離され、デルタ-1-テストステロンを基質として使用して、(1ベータ,2ベータ)-1,2-エポキシ-19-ヒドロキシテストステロンが単離された。
【化11】
【0088】
したがって、例えば、P450-BM3変異体は、C19ヒドロキシル化の代わりに又はそれと組合せて、(6ベータ)-OH、(15ベータ)-OHまたは(1ベータ,2ベータ)-1,2-エポキシ誘導体の生成を触媒しうる(実施例8、9の表E3、E5を参照されたい)。これらの副生成物の生成は選択性係数の低下につながる。しかし、挙げられているBM3親変異体の場合、驚くべきことに、副反応が生じた場合でも、生じるC19ヒドロキシル化(過酸化)生成物は、商業的なステロイド合成にとって尚も妥当でありうることが判明した。それらのそれぞれの親変異体と比較して、第1の態様の第4の実施形態による変異体は選択性に関して優れていた。
【0089】
表B1は、示されているとおりの追加的な突然変異を有する親型BM3-268 (配列番号5) に由来する変異体に関する、50mg/L基質からのd1-テストステロンからエストラジオールへの変換に関するエストラジオールの選択性係数を示す。
【0090】
【表8】
【0091】
表B2は、示されているとおりの追加的な突然変異を有する親型BM3-268; M177Y, A184Y (配列番号15) に由来する変異体に関する、100mg/L基質からのΔ1-テストステロンからエストラジオールへの変換に関するエストラジオールの選択性係数を示す。
【0092】
【表9】
【0093】
表B3は、最大6個の突然変異を有するBM3-268; M177Y, A184Y (配列番号15) 変異体を使用した、基質としての100mg/L Δ1-テストステロンからの生体内変換反応において得られたエストラジオールに関する選択性係数を示す。
【0094】
【表10】
【0095】
表B4は、示されているとおりの追加的な突然変異を有する親型BM3-268; M177Y, A184Y (配列番号15) に由来する変異体に関する、100mg/L基質からのADDからエストロンへの変換に関するエストロンの選択性係数を示す。
【0096】
【表11】
【0097】
表B5は、最大6個の突然変異を有するBM3-268; M177Y, A184Y (配列番号15)由来変異体を使用した、100mg/L ADDからの生体内変換反応において得られたエストロンに関する選択性係数を示す。
【0098】
【表12】
【0099】
表B6は、示されているとおりの追加的な突然変異を有する親型BM3-268; M177Y, A184Y; S72G, V178P, L181Y, L188F (配列番号17) に由来する変異体に関する、2000mg/L基質からのADDからエストロンへの変換に関する標的生成物比 (TPR) を示す。
【0100】
【表13】
【0101】
前記P450-BM3変異体が少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれ以上の位置における追加的な突然変異を含む、第1の態様による第5の実施形態による変異体を提供する。特に、第5の実施形態による変異体は、第1の態様の第1または第2の実施形態による変異体、例えば、配列番号2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、117、118または119による変異体に由来する変異体でありうる。
【0102】
好ましくは、前記位置は以下の位置から選択される:(A184)、(A191)、(A221)、(A264)、(A321)、(A328)、(A33)、(A330)、(A399)、(A74)、(D168)、(D208)、(D222)、(D363)、(E13)、(E143)、(E267)、(E352)、(E64)、(E82)、(E93)、(F173)、(F205)、(F261)、(F331)、(F393)、(F77)、(F81)、(G240)、(G271)、(G402)、(G415)、(G570)、(G677)、(G85)、(H266)、(H659)、(I153)、(I174)、(I258)、(I259)、(I263)、(I401)、(K210)、(K224)、(L150)、(L181)、(L188))、(L20)、(L262)、(L272)、(L29)、(L324)、(L333)、(L356)、(L437)、(L75)、(L78)、(L86)、(M118)、(M177)、(M185)、(M212)、(M354)、(N70)、(P243)、(P326)、(P329)、(P392)、(P9)、(R147)、(R161)、(R190)、(R203)、(R255)、(R323)、(R47)、(R50)、(S164)、(S176)、(S54)、(S72)、(S89)、(T146)、(T149)、(T260)、(T268)、(T269)、(T327)、(T365)、(T436)、(T438)、(T49)、(T88)、(V178)、(V26)、(V299)、(V314)、(V371)、(V48)、(W325)、(W367)、(W90)、(Y51)、(A225)、(A44)、(D182)、(D80)、(E140)、(E183)、(E337)、(E409)、(G114)、(G227)、(G46)、(H236)、(H92)、(K187)、(K440)、(K76)、(M5)、(N186)、(P172)、(Q189)、(Q397)、(Q403)、(Q404)、(Q73)、(R179)、(R79)、(S270)、(S53)および(T175)。
【0103】
好ましくは、前記BM3変異体は、その対応親BM3変異体と比較して改善された、C19ヒドロキシル化に関する選択性および/または生成物収率を示す。好ましくは、BM3変異体は突然変異M177Yおよび/またはA184Yを含む。
【0104】
驚くべきことに、これらの1以上の位置を標的とし、「適切」なアミノ酸置換を導入すると、C19ヒドロキシル化の生成物収率(表A1、A2、A3、A4、A5およびA6を参照されたい)または選択性(表B1、B2、B3、B4、B5およびB6を参照されたい)が更に改善可能であり、それにより、C19ヒドロキシル化プロセスの効率が更に改善可能であることが判明した。標的位置が本明細書に開示されている場合、該改善を達成するための位置にどのアミノ酸が「適切」であるかを評価することは容易に実施可能である。20個のアミノ酸うちのどれが所与の位置に「適切」であるかを評価するためには、当技術分野で公知のとおりにアミノ酸を導入することにより所与の位置を突然変異させ(実施例1も参照されたい)、例えば親変異体との比較および/または残りの18個のアミノ酸との比較により、C19ヒドロキシル化に関して、得られた変異体の性能を評価するだけでよい。
【0105】
P450-BM3変異体が、親変異体と比較して改善された、C19ヒドロキシル化に関する生成物収率または生成物力価を示す、第5の実施形態による変異体を含む第1の好ましいサブセットを提供する。前記位置が以下の位置から選択される変異体がこのサブセット内に含まれる:(A184)、(A191)、(A221)、(A264)、(A321)、(A33)、(A330)、(A399)、(A74)、(D208)、(D222)、(D363)、(E13)、(E143)、(E267)、(E352)、(E64)、(E82)、(E93)、(F173)、(F205)、(F261)、(F331)、(F393)、(F77)、(F81)、(G240)、(G271)、(G402)、(G415)、(G677)、(G85)、(H266)、(H659)、(I153)、(I174)、(I258)、(I259)、(I263)、(I401)、(K210)、(K224)、(L150)、(L181)、(L188)、(L20)、(L262)、(L272)、(L29)、(L324)、(L356)、(L437)、(L75)、(L78)、(L86)、(M118)、(M177)、(M185)、(M212)、(M354)、(N70)、(P243)、(P329)、(P392)、(P9)、(R147)、(R161)、(R190)、(R203)、(R255)、(R47)、(R50)、(S176)、(S54)、(S72)、(S89)、(T146)、(T149)、(T260)、(T268)、(T269)、(T327)、(T365)、(T436)、(T438)、(T49)、(T88)、(V178)、(V26)、(V314)、(V371)、(V48)、(W325)、(W367)、(W90)、(Y51)、(A225)、(A44)、(D182)、(D80)、(E140)、(E183)、(E337)、(G114)、(G227)、(H236)、(H92)、(K187)、(K440)、(K76)、(M5)、(N186)、(P172)、(Q189)、(Q397)、(Q403)、(Q404)、(Q73)、(R179)、(R79)、(S270)、(S53)、(T175)および(V299)。
【0106】
P450-BM3変異体が、親変異体と比較して改善された(図1bを参照されたい)、C19ヒドロキシル化に関する選択性(SFまたはTPRにより決定されたもの)を示す、第5の実施形態による変異体を含む第2の好ましいサブセットを提供する。前記位置が以下の位置から選択される変異体がこのサブセット内に含まれる:(A184)、(A191)、(A221)、(A264)、(A321)、(A328)、(A33)、(A330)、(A399)、(A74)、(D168)、(D208)、(D222)、(D363)、(E143)、(E267)、(E352)、(E64)、(E82)、(E93)、(F173)、(F205)、(F261)、(F331)、(F393)、(F77)、(F81)、(G240)、(G271)、(G402)、(G415)、(G570)、(G677)、(G85)、(H266)、(H659)、(I153)、(I174)、(I258)、(I259)、(I263)、(I401)、(K210)、(K224)、(L150)、(L181)、(L188)、(L20)、(L262)、(L272)、(L29)、(L324)、(L333)、(L356)、(L437)、(L75)、(L78)、(L86)、(M118)、(M177)、(M185)、(M212)、(M354)、(N70)、(P243)、(P326)、(P329)、(P392)、(P9)、(R147)、(R161)、(R190)、(R203)、(R255)、(R323)、(R47)、(R50)、(S164)、(S176)、(S54)、(S72)、(S89)、(T146)、(T149)、(T260)、(T268)、(T269)、(T327)、(T365)、(T436)、(T438)、(T49)、(T88)、(V178)、(V26)、(V299)、(V314)、(V48)、(W325)、(W367)、(W90)、(Y51)、(A225)、(A44)、(D182)、(E140)、(E183)、(E337)、(E409)、(G114)、(G46)、(H236)、(H92)、(K187)、(K440)、(K76)、(M5)、(N186)、(P172)、(Q189)、(Q403)、(Q404)、(Q73)、(R179)、(R79)、(S270)、(S53)および(T175)。
【0107】
P450-BM3変異体が、親変異体と比較して改善された、C19ヒドロキシル化に関する選択性(SFまたはTPRにより決定されたもの)および生成物収率または生成物力価を示す、第5の実施形態による変異体を含む第3の好ましいサブセットを提供する。前記位置が以下の位置から選択される変異体がこのサブセット内に含まれる:(A184)、(A191)、(A221)、(A264)、(A321)、(A33)、(A330)、(A399)、(A74)、(D208)、(D222)、(D363)、(E13)、(E143)、(E267)、(E352)、(E64)、(E82)、(E93)、(F173)、(F205)、(F261)、(F331)、(F393)、(F77)、(F81)、(G240)、(G271)、(G402)、(G677)、(G85)、(H266)、(H659)、(I153)、(I174)、(I258)、(I259)、(I263)、(I401)、(K210)、(K224)、(L150)、(L181)、(L188)、(L20)、(L262)、(L272)、(L29)、(L324)、(L356)、(L437)、(L75)、(L78)、(L86)、(M118)、(M177)、(M185)、(M212)、(M354)、(N70)、(P243)、(P329)、(P392)、(P9)、(R147)、(R161)、(R190)、(R203)、(R255)、(R47)、(R50)、(S176)、(S54)、(S72)、(S89)、(T146)、(T149)、(T268)、(T269)、(T327)、(T365)、(T436)、(T438)、(T49)、(T88)、(V178)、(V26)、(V314)、(V48)、(W325)、(W367)、(W90)、(Y51)、(A225)、(A44)、(D182)、(E140)、(E337)、(G114)、(H236)、(H92)、(K187)、(K440)、(K76)、(M5)、(N186)、(P172)、(Q189)、(Q403)、(Q404)、(Q73)、(R179)、(R79)、(S270)、(S53)、(T175)および(V299)。
【0108】
第5の実施形態および提供されるサブセットのそれぞれは、当業者に理解されるとおり、全ての前記実施形態と組合されることが可能であり、組合されると示唆され、第1の態様の第2の実施形態による実施形態であってもなくてもよい。
【0109】
前記P450-BM3変異体が少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれ以上の追加的な突然変異を含む、第1の態様の第6の実施形態による変異体を提供する。特に、第6の実施形態による変異体は、第1の態様の第1または第2の実施形態による変異体、例えば、配列番号2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、117、118または119による変異体に由来する変異体でありうる。第6の実施形態は全ての前記実施形態と組合されることが可能であり、組合されると示唆され、第5の実施形態による実施形態であってもなくてもよい。
【0110】
好ましくは、第1の態様の第6の実施形態による前記の追加的な突然変異は以下のものである:(A184D)または(A184D,L188K)または(A184E)または(A184F)または(A184G)または(A184H)または(A184I)または(A184K)または(A184L)または(A184N)または(A184Q)または(A184R)または(A184W)または(A184W,L188F)または(A184Y)または(A184Y,L188K)または(A184Y,R50S)または(A221S)または(A264V)または(A321C)または(A321D)または(A321E)または(A321G)または(A321I)または(A321N)または(A321T)または(A321V)または(A328P)または(A330C)または(A330D)または(A330E)または(A330F)または(A330G)または(A330H)または(A330I)または(A330K)または(A330L)または(A330M)または(A330N)または(A330Q)または(A330R)または(A330S)または(A330T)または(A330T,E352A)または(A330T,F331V)または(A330V)または(A330W)または(A330Y)または(A330Y,W367C)または(A33V)または(A399C)または(A399E)または(A399G)または(A399I)または(A399L)または(A399M)または(A399N)または(A399Q)または(A399R)または(A399S)または(A399T)または(A399V)または(A74C)または(A74C,L75V)または(A74D)または(A74D,F81V)または(A74E)または(A74F)または(A74G)または(A74G,L75C)または(A74H)または(A74I)または(A74I,A184W,L188F)または(A74I,F77A,L181Y,A184W)または(A74I,L181Y,L188K)または(A74I,L181Y,L188R)または(A74I,L188F)または(A74I,L188K)または(A74I,L188R)または(A74I,M177Y,A184R,L188F)または(A74I,M177Y,V178P,A184G)または(A74I,T146F)または(A74I,T146F,L181Y)または(A74I,T146F,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,L188F)または(A74I,T146F,L188K)または(A74I,T146F,V178P)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188R)または(A74I,T146F,V178W)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,V178W,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L188K)または(A74I,T146F,V178W,L188R)または(A74I,V178P)または(A74I,V178P,L181Y)または(A74I,V178P,L181Y,L188R)または(A74I,V178P,L188F)または(A74I,V178P,L188K)または(A74I,V178P,L188R)または(A74I,V178W,L188F)または(A74I,V178W,L188K)または(A74I,V178W,L188R)または(A74K)または(A74L)または(A74M)または(A74N)または(A74P)または(A74Q)または(A74R)または(A74R,L75V)または(A74S)または(A74T)または(A74T,A184D)または(A74T,F77A,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,F77A,V178W,A184Y)または(A74T,F77L,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y)または(A74T,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y,A184Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188R)または(A74T,L188K)または(A74T,M177Y,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188R)または(A74T,T146F,L188F)または(A74T,T146F,L188K)または(A74T,T146F,L188R)または(A74T,T146F,V178P)または(A74T,T146F,V178P,L181Y)または(A74T,T146F,V178P,L188K)または(A74T,T146F,V178P,L188R)または(A74T,T146F,V178W)または(A74T,T146F,V178W,L181Y)または(A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,V178W,L188R)または(A74T,V178P)または(A74T,V178P,L188F)または(A74T,V178P,L188K)または(A74T,V178P,L188R)または(A74T,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,V178W,L188K)または(A74T,V178W,L188R)または(A74V)または(A74V,F77A,A184N,L188F)または(A74V,L181Y)または(A74V,L181Y,A184D,L188K)または(A74V,L181Y,A184W,L188F)または(A74V,L181Y,L188F)または(A74V,L188F)または(A74V,L188K)または(A74V,L75V)または(A74V,T146F,L181Y,L188K)または(A74V,T146F,L181Y,L188R)または(A74V,T146F,L188K)または(A74V,T146F,L188R)または(A74V,T146F,V178W)または(A74V,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,A184W,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,L181Y,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188R)または(A74V,V178P,L188F)または(A74V,V178W,L188K)または(A74W)または(A74Y)または(D168Y,F173D)または(D363G,T438C)または(E13D,R47L)または(E143A)または(E143C)または(E143D)または(E143F)または(E143G)または(E143I)または(E143K)または(E143L)または(E143M)または(E143N)または(E143P)または(E143Q)または(E143R)または(E143S)または(E143V)または(E143W)または(E143Y)または(E267A)または(E267C)または(E267D)または(E267G)または(E267K)または(E267P)または(E267R)または(E267S)または(E267T)または(E267Y)または(E352A)または(E352D)または(E352F)または(E352G)または(E352I)または(E352L)または(E352M)または(E352N)または(E352P)または(E352R)または(E352S)または(E352T)または(E352V)または(E352W)または(E352Y)または(E64A)または(E64G)または(E64H)または(E64I)または(E64K)または(E64L)または(E64M)または(E64N)または(E64Q)または(E64V)または(E64W)または(E64Y)または(E82P)または(E93G)または(F173C)または(F173C,F205G)または(F173D)または(F173I)または(F173K)または(F173L)または(F173M)または(F173N)または(F173P)または(F173Q)または(F173R)または(F173S)または(F173S,F205P)または(F173V)または(F173W)または(F173Y)または(F173Y,I174F)または(F205A)または(F205C)または(F205D)または(F205D,D208N)または(F205E)または(F205G)または(F205H)または(F205I)または(F205K)または(F205L)または(F205M)または(F205N)または(F205P)または(F205R)または(F205S)または(F205T)または(F205V)または(F205W)または(F205Y)または(F261A)または(F261C)または(F261D)または(F261G)または(F261I)または(F261L)または(F261M)または(F261N)または(F261Q)または(F261S)または(F261T)または(F261V)または(F261W)または(F261Y)または(F331C)または(F331H)または(F331I)または(F331L)または(F331M)または(F331N)または(F331P)または(F331T)または(F331V)または(F331W)または(F331Y)または(F393M)または(F393W)または(F77A)または(F77A,A184W)または(F77A,L181P,A184Y,L188K)または(F77A,M177Y)または(F77C)または(F77D)または(F77E)または(F77G)または(F77H)または(F77I)または(F77K)または(F77L)または(F77M)または(F77N)または(F77P)または(F77R)または(F77S)または(F77T)または(F77V)または(F77V,L86M)または(F77W)または(F77Y)または(F81A)または(F81C)または(F81D)または(F81I)または(F81L)または(F81P)または(F81R)または(F81S)または(F81T)または(F81V)または(F81W)または(F81Y)または(G271A)または(G271C)または(G271D)または(G271E)または(G271F)または(G271H)または(G271K)または(G271L)または(G271M)または(G271N)または(G271P)または(G271Q)または(G271R)または(G271S)または(G271T)または(G271V)または(G271W)または(G271Y)または(G402A)または(G415A)または(G415D)または(G415S)または(G415T)または(G415V)または(G85A)または(G85L)または(G85S)または(H266A)または(H266C)または(H266D)または(H266E)または(H266F)または(H266G)または(H266I)または(H266K)または(H266M)または(H266N)または(H266P)または(H266Q)または(H266R)または(H266S)または(H266T)または(H266V)または(H266W)または(H266Y)または(I153F,G271L)または(I153L)または(I153L,F173Y)または(I259A)または(I259C)または(I259D)または(I259F)または(I259G)または(I259H)または(I259
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74I,L188R)または(S72G,A74I,T146F)または(S72G,A74I,T146F,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188K)ま
たは(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,L188F)または(S72G,A74I,T146F,L188K)または(S72G,A74I,T146F,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178P)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178W)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74I,V178P)または(S72G,A74I,V178P,L181Y)または(S72G,A74I,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,V178P,L188F)または(S72G,A74I,V178P,L188K)または(S72G,A74I,V178P,L188R)または(S72G,A74I,V178W)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,V178W,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L188K)または(S72G,A74I,V178W,L188R)または(S72G,A74L)または(S72G,A74M,A184Y,L188K)または(S72G,A74S)または(S72G,A74T)または(S72G,A74T,L181Y,A184D,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,L188F)または(S72G,A74T,L188K)または(S72G,A74T,L188R)または(S72G,A74T,T146F)または(S72G,A74T,T146F,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,L188F)または(S72G,A74T,T146F,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178P)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74T,V178P)または(S72G,A74T,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188R)または(S72G,A74T,V178W)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188R)または(S72G,A74V)または(S72G,A74V,A184W)または(S72G,A74V,A221V)または(S72G,A74V,F77A)または(S72G,A74V,F77A,M177Y)または(S72G,A74V,F77L,M177Y)または(S72G,A74V,F77S)または(S72G,A74V,L181Y)または(S72G,A74V,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,L188F)または(S72G,A74V,L188K)または(S72G,A74V,L188R)または(S72G,A74V,T146F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74V,V178P)または(S72G,A74V,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178P,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L188R)または(S72G,A74V,V178W)または(S72G,A74V,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178W,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L188R)または(S72G,A74Y)または(S72G,L181Y)または(S72G,L181Y,L188F)または(S72G,L181Y,L188K)または(S72G,L181Y,L188R)または(S72G,L188F)または(S72G,L188K)または(S72G,L188R)または(S72G,M177Y,V178W)または(S72G,M177Y,V178W,L188K)または(S72G,T146F)または(S72G,T146F,L181Y)または(S72G,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,L188F)または(S72G,T146F,L188K)または(S72G,T146F,L188R)または(S72G,T146F,V178P)または(S72G,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,V178P,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L188R)または(S72G,T146F,V178W)または(S72G,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188R)または(S72G,V178P)または(S72G,V178P,L181Y)または(S72G,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,V178P,L188F)または(S72G,V178P,L188K)または(S72G,V178P,L188R)または(S72G,V178W)または(S72G,V178W,L181Y)または(S72G,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,V178W,L188F)または(S72G,V178W,L188K)または(S72G,V178W,L188R)または(S72H,A74C)または(S72H,A74G)または(S72H,A74S)または(S72H,A74Y)または(S72N,A74C)または(S72N,A74I)または(S72N,A74N)または(S72N,A74V)または(S72T)または(S72W)または(S72W,A74I,A184W,L188F)または(S72W,A74V)または(S72W,L333R)または(S72W,W90Y,V299G)または(S72Y,A74V)または(S89C)または(S89E)または(S89G)または(S89I)または(S89L)または(S89M)または(S89N)または(S89Q)または(S89R)または(S89T)または(S89
V)または(T146A)または(T146A,D222Y,I263M)または(T146A,F173D)または(T146A,F173V)または(T146A,F205G)または(T146A,F261C)または(T146A,F261S)または(T146A,F261V)または(T146A,G271R)または(T146A,G271S)または(T146A,G271T)または(T146A,H266T)または(T146A,H266V)または(T146A,I258T,I259S)または(T146A,I259H)または(T146A,I263F)または(T146A,I263L)または(T146A,I263N)または(T146A,I263V)または(T146A,L150A)または(T146A,L150G)または(T146A,L150K)または(T146A,L150R,F173I)または(T146A,L272H)または(T146A,L272R)または(T146A,L272S)または(T146A,L272W)または(T146A,M212A)または(T146C)または(T146D)または(T146E)または(T146F)または(T146F,L181Y)または(T146F,L181Y,L188F)または(T146F,L181Y,L188K)または(T146F,L188K)または(T146F,L188R)または(T146F,V178P)または(T146F,V178P,L181Y,L188R)または(T146F,V178P,L188K)または(T146F,V178P,L188R)または(T146F,V178W)または(T146F,V178W,L181Y,L188R)または(T146F,V178W,L188F)または(T146F,V178W,L188K)または(T146F,V178W,L188R)または(T146G)または(T146H)または(T146L)または(T146M)または(T146N)または(T146P)または(T146R)または(T146S)または(T146V)または(T146V,A191T)または(T146Y)または(T149P)または(T260A)または(T260S)または(T260W)または(T268A)または(T268S)または(T269K)または(T327A)または(T327A,A330W)または(T327C)または(T327D)または(T327E)または(T327G)または(T327I)または(T327L)または(T327M)または(T327N)または(T327P)または(T327Q)または(T327S)または(T327V)または(T365A)または(T365C)または(T365D)または(T365F)または(T365G)または(T365H)または(T365I)または(T365K)または(T365L)または(T365N)または(T365P)または(T365Q)または(T365V)または(T365W)または(T365Y)または(T436A)または(T436C)または(T436D)または(T436E)または(T436F)または(T436G)または(T436H)または(T436I)または(T436K)または(T436L)または(T436M)または(T436N)または(T436P)または(T436Q)または(T436R)または(T436S)または(T436V)または(T436W)または(T436Y)または(T438A)または(T438C)または(T438G)または(T438I)または(T438L)または(T438S)または(T438V)または(T49A)または(T49C)または(T49D)または(T49E)または(T49F)または(T49G)または(T49H)または(T49I)または(T49K)または(T49L)または(T49L,S54N)または(T49M)または(T49N)または(T49P)または(T49Q)または(T49R)または(T49R,R50C)または(T49R,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(T49S)または(T49V)または(T49W)または(T49Y)または(T88A)または(T88C)または(T88S)または(T88V)または(V178A)または(V178D)または(V178F)または(V178H)または(V178I)または(V178K)または(V178L)または(V178M)または(V178N)または(V178P)または(V178P,L181Y)または(V178P,L181Y,L188R)または(V178P,L188F)または(V178P,L188K)または(V178P,L188R)または(V178Q)または(V178R)または(V178S)または(V178T)または(V178W)または(V178W,A184Y)または(V178W,L181Y,L188K)または(V178W,L181Y,L188R)または(V178W,L188R)または(V178W,R50S)または(V178Y)または(V26A)または(V26C)または(V26E)または(V26F)または(V26G)または(V26G,R47S)または(V26H)または(V26I)または(V26K)または(V26L)または(V26M)または(V26N)または(V26N,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(V26Q)または(V26R)または(V26S)または(V26T)または(V26W)または(V26Y)または(V314A)または(V314E)または(V314F)または(V314H)または(V314P)または(V314Q)または(V314S)または(V314Y)または(V371P)または(V48A)または(V48D)または(V48E)または(V48F)または(V48G)または(V48H)または(V48I)または(V48L)または(V48M)または(V48P)または(V48Q)または(V48R)または(V48S)または(V48T)または(V48W)または(V48Y)または(W325A)または(W325C)または(W325D)または(W325E)または(W325F)または(W325G)または(W325I)または(W325K)または(W325L)または(W325M)または(W325Q)または(W325R)または(W325S)または(W325T)または(W325V)または(W325Y)または(W90D)または(W90Y)または(W90Y,V299G,G570D)または(Y51A)または(Y51C)または(Y51E)または(Y51F)または(Y51G)または(Y51H)または(Y51I)または(Y51L)または(Y51M)または(Y51N)または(Y51P)または(Y51Q)または(Y51S)または(Y51S,F77V)または(Y51T)または(Y51V)または(Y51W)または(A225C)または(A225G)または(A225M)または(A225N)または(A225Q)または(A225S)または(A225T)または(A225V)または(A225Y)または(A44G)または(A44Q)または(A44T)または(D182A)または(D182C)または(D182E)または(D182H)または(D182I)または(D182M)または(D182N)または(D182V)または(D182W)または(D80C)または(D80L)または(D80M)または(D80N)または(D80S)または(D80T)または(D80W)または(E140A)または(E140D)または(E140K)または(E140L)または(E140M)または(E140T)または(E183D)または(E183T)または(E337L)または(E337V)または(E409N)または(G114C)または(G114K)または(G114L)または(G114N)または(G114W)または(G227N)または(G227R)または(G240A)または(G240C)または(G240H)または(G240K)または(G240M)または(G240N)または(G240Q)または(G240R)または(G240S)または(G240V)または(G46T)または(H236A)または(H236C)または(H236D)または(H236F)または(H236G)または(H236I)または(H236K)または(H236M)または(H236P)または(H236R)または(H236S)または(H236Y)または(H92F)または(H92Y)または(I174T)または(I174V)または(I258C)または(I258L)または(I258M)または(I258V)または(K187A)または(K187G)または(K187N)または(K187R)または(K440C)または(K440M)または(K440N)または(K440T)または(K76C)または(K76E)または(K76F)または(K76H)または(K76I)または(K76L)または(K76N)または(K76V)または(M5C)または(M5E)または(M5P)または(M5Q)または(N186A)または(N186D)または(N186E)または(N186F)または(N186H)または(N186K)または(N186L)または(N186M)または(N186Q)または(N186T)または(N186V)または(N186Y)または(P172A)または(P172D)または(P172G)または(Q189E)または(Q189I)または(Q189K)または(Q189N)または(Q189V)または(Q397R)または(Q403K)または(Q403R)または(Q404F)または(Q404Y)または(Q73A)または(Q73E)または(Q73F)または(Q73L)または(Q73S)または(Q73T)または(Q73W)または(Q73Y)または(R179A)または(R179H)または(R179L)または(R179M)または(R179P)または(R179V)または(R190C)または(R190G)または(R190K)または(R190M)または(R190N)または(R190S)または(R190V)または(R190W)または(R79E)または(R79K)または(S270A)または(S270D)または(S270G)または(S53C)または(T175F)または(T175G)または(T175H)または(T175L)または(T175M)または(T175N)または(T175Q)または(T175R)または(T175Y)または(T269A)または(T269V)または(V299L)または(V299W)または(A225V,H236K,G240V,T269V)または(D80I,D182H,A225V,G240V,T269V)または(F173W,R179L,R190V,A225V)または(F173W,R179L,R190V,K440C)または(F173W,R179L,T269V,K440C)または(F173W,R190V,H236K,T269V)または(H236K,G240V,T269V,K440C)または(K76I,F173W,R179L,D182I,R190V,K440C)または(Q73W,D80I,N186V,G240V)または(R179L,A225S)または(R179L,A225V,G240V,K440C)または(R179L,R190V)または(R190V,A225V,T269V,K440C)または(T175M,H236D)または(T175M,R190V)。
【0111】
第6の実施形態による変異体は、驚くべきことに、C19ヒドロキシル化の生成物収率または力価または選択性の改善を示し、それにより、親変異体と比較してC19ヒドロキシル化プロセスの効率を更に改善することが判明した。
【0112】
P450-BM3変異体が、親変異体と比較して改善された、C19ヒドロキシル化に関する生成物収率または生成物力価を示す、第6の実施形態による変異体を含む第1の好ましいサブセットを提供する。少なくとも以下の突然変異を含む変異体がこのサブセット内に含まれる:(A184D)または(A184D,L188K)または(A184E)または(A184F)または(A184G)または(A184H)または(A184I)または(A184K)または(A184L)または(A184N)または(A184Q)または(A184R)または(A184W)または(A184W,L188F)または(A184Y)または(A184Y,L188K)または(A184Y,R50S)または(A221S)または(A264V)または(A321C)または(A321D)または(A321E)または(A321G)または(A321I)または(A321N)または(A321T)または(A321V)または(A330C)または(A330D)または(A330E)または(A330F)または(A330G)または(A330H)または(A330I)または(A330K)または(A330L)または(A330M)または(A330N)または(A330Q)または(A330R)または(A330S)または(A330T)または(A330T,E352A)または(A330V)または(A330W)または(A330Y)または(A330Y,W367C)または(A33V)または(A399C)または(A399E)または(A399G)または(A399I)または(A399L)または(A399M)または(A399N)または(A399Q)または(A399R)または(A399S)または(A399T)または(A399V)または(A74C)または(A74C,L75V)または(A74D)または(A74D,F81V)または(A74E)または(A74F)または(A74H)または(A74I)または(A74I,A184W,L188F)または(A74I,F77A,L181Y,A184W)または(A74I,L181Y,L188R)または(A74I,L188F)または(A74I,L188K)または(A74I,L188R)または(A74I,M177Y,A184R,L188F)または(A74I,M177Y,V178P,A184G)または(A74I,T146F)または(A74I,T146F,L181Y)または(A74I,T146F,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,L188F)または(A74I,T146F,L188K)または(A74I,T146F,V178P)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188R)または(A74I,T146F,V178W)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,V178W,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L188K)または(A74I,T146F,V178W,L188R)または(A74I,V178P)または(A74I,V178P,L181Y)または(A74I,V178P,L181Y,L188R)または(A74I,V178P,L188F)または(A74I,V178P,L188K)または(A74I,V178P,L188R)または(A74I,V178W,L188F)または(A74I,V178W,L188R)または(A74K)または(A74L)または(A74M)または(A74N)または(A74P)または(A74Q)または(A74R)または(A74R,L75V)または(A74S)または(A74T)または(A74T,A184D)または(A74T,F77A,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,F77A,V178W,A184Y)または(A74T,F77L,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y)または(A74T,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y,A184Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188R)または(A74T,L188K)または(A74T,M177Y,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188R)または(A74T,T146F,L188F)または(A74T,T146F,L188K)または(A74T,T146F,L188R)または(A74T,T146F,V178P)または(A74T,T146F,V178P,L181Y)または(A74T,T146F,V178P,L188K)または(A74T,T146F,V178P,L188R)または(A74T,T146F,V178W)または(A74T,T146F,V178W,L181Y)または(A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,V178W,L188R)または(A74T,V178P)または(A74T,V178P,L188F)または(A74T,V178P,L188K)または(A74T,V178P,L188R)または(A74T,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,V178W,L188K)または(A74T,V178W,L188R)または(A74V)または(A74V,F77A,A184N,L188F)または(A74V,L181Y)または(A74V,L181Y,A184D,L188K)または(A74V,L181Y,A184W,L188F)または(A74V,L181Y,L188F)または(A74V,L188F)または(A74V,L188K)または(A74V,L75V)または(A74V,T146F,L181Y,L188K)または(A74V,T146F,L181Y,L188R)または(A74V,T146F,L188K)または(A74V,T146F,L188R)または(A74V,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,A184W,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,L181Y,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188R)または(A74V,V178P,L188F)または(A74V,V178W,L188K)または(A74W)または(A74Y)または(D363G,T438C)または(E13D,R47L)または(E143A)または(E143C)または(E143D)または(E143F)または(E143G)または(E143I)または(E143K)または(E143L)または(E143M)または(E143N)または(E143P)または(E143Q)または(E143R)または(E143S)または(E143V)または(E143W)または(E143Y)または(E267D)または(E267R)または(E267T)または(E352A)または(E352D)または(E352F)または(E352G)または(E352I)または(E352L)または(E352M)または(E352N)または(E352P)または(E352R)または(E352S)または(E352T)または(E352V)または(E352W)または(E352Y)または(E64A)または(E64G)または(E64H)または(E64K)または(E64L)または(E64M)または(E64N)または(E64Q)または(E64V)または(E64Y)または(E82P)または(E93G)または(F173C)または(F173C,F205G)または(F173D)または(F173I)または(F173K)または(F173L)または(F173M)または(F173N)または(F173P)または(F173Q)または(F173R)または(F173S)または(F173S,F205P)または(F173V)または(F173W)または(F173Y)または(F173Y,I174F)または(F205A)または(F205C)または(F205D)または(F205D,D208N)または(F205E)または(F205G)または(F205H)または(F205I)または(F205K)または(F205L)または(F205M)または(F205N)または(F205P)または(F205R)または(F205S)または(F205T)または(F205V)または(F205W)または(F205Y)または(F261A)または(F261C)または(F261D)または(F261G)または(F261I)または(F261L)または(F261M)または(F261Q)または(F261S)または(F261T)または(F261V)または(F261Y)または(F331H)または(F331I)または(F331L)または(F331M)または(F331V)または(F331W)または(F331Y)または(F393M)または(F393W)または(F77A)または(F77A,A184W)または(F77A,L181P,A184Y,L188K)または(F77A,M177Y)または(F77C)または(F77D)または(F77E)または(F77G)または(F77H)または(F77I)または(F77K)または(F77L)または(F77M)または(F77N)または(F77P)または(F77R)または(F77S)または(F77T)または(F77V)または(F77V,L86M)または(F77W)または(F77Y)または(F81D)または(F81I)または(F81L)または(F81R)または(F81S)または(F81V)または(F81W)または(F81Y)または(G271A)または(G271C)または(G271D)または(G271E)または(G271F)または(G271H)または(G271K)または(G271L)または(G271M)または(G271N)または(G271P)または(G271Q)または(G271S)または(G271T)または(G271V)または(G271W)または(G271Y)または(G402A)または(G415A)または(G415D)または(G415S)または(G415T)または(G415V)または(G85A)または(G85L)または(G85S)または(H266A)または(H266C)または(H266E)または(H266F)または(H266I)または(H266K)または(H266M)または(H266N)または(H266Q)または(H266S)または(H266V)または(H266W)または(H266Y)または(I153F,G271L)または(I153L)または(I153L,F173Y)または(I259A)または(I259C)または(I259D)または(I259F)または(I259H)または(I259K)または(I259L)または(I259M)または(I259N)または(I259Q)または(I259S)または(I259T)または(I259V)または(I263A)または(I263C)または(I263E)または(I263F)または(I263H,A264G)または(I263K)または(I263L)または(I263M)または(I263N)または(I263Q)または(I263S)または(I263V)または(I263Y)または(I401A)または(I401M)または(I401T)または(I401V)または(K210E)または(K210T,G271V)または(K224C)または(K224E)または(K
224H)または(K224I)または(K224L)または(K224M)または(K224P)または(K224Q)または(K224W)または(K224Y)または(L150A)または(L150C)または(L150D)または(L150E)または(L150F)または(L150G)または(L150H)または(L150I)または(L150K)または(L150M)または(L150N)または(L150Q)または(L150R)または(L150R,F205R)または(L150S)または(L150S,F173L)または(L150T)または(L150V)または(L150W)または(L150Y)または(L181H)または(L181I)または(L181M)または(L181P)または(L181V)または(L181Y)または(L181Y,A184D)または(L181Y,L188F)または(L181Y,L188K)または(L181Y,L188K,H659R)または(L188A)または(L188D)または(L188E)または(L188F)または(L188H)または(L188I)または(L188K)または(L188M)または(L188N)または(L188Q)または(L188R)または(L188S)または(L188W)または(L20C)または(L20D)または(L20E)または(L20F)または(L20G)または(L20G,R47L)または(L20I)または(L20M)または(L20N)または(L20P)または(L20R)または(L20S)または(L20T)または(L20V)または(L20W)または(L20Y)または(L262I)または(L262V)または(L262W)または(L272A)または(L272C)または(L272E)または(L272F)または(L272G)または(L272I)または(L272K)または(L272M)または(L272N)または(L272Q)または(L272S)または(L272T)または(L272V)または(L272W)または(L272Y)または(L29A)または(L29C)または(L29D)または(L29F)または(L29H)または(L29I)または(L29M)または(L29M,R47G)または(L29Q)または(L29S)または(L29T)または(L29V)または(L29W)または(L29Y)または(L324F)または(L356C)または(L356F)または(L356I)または(L356M)または(L356V)または(L437I)または(L437M)または(L75I)または(L75I,F81C)または(L75I,F81I)または(L75I,F81L)または(L75I,F81S)または(L75I,F81V)または(L75V)または(L75V,F81C)または(L75V,F81L)または(L75V,F81V)または(L75V,F81Y)または(L78F)または(L78I)または(L78M)または(L78V)または(L86I)または(L86I,S89T)または(L86M)または(L86M,S89T)または(L86V)または(M118A)または(M118E)または(M118F)または(M118G)または(M118H)または(M118I)または(M118K)または(M118L)または(M118N)または(M118P)または(M118Q)または(M118S)または(M118T)または(M118V)または(M118W)または(M118Y)または(M177A)または(M177C)または(M177C,V178Y)または(M177D)または(M177E)または(M177F)または(M177G)または(M177H)または(M177I)または(M177L)または(M177N)または(M177P)または(M177Q)または(M177R)または(M177T)または(M177V)または(M177Y)または(M177Y,A184W)または(M177Y,A184Y)または(M177Y,M185V)または(M177Y,R50S)または(M177Y,V178P)または(M177Y,V178P,A184Y,L188F)または(M177Y,V178W)または(M177Y,V178W,A184Y)または(M177Y,V178W,A184Y,L188F)または(M185C)または(M185D)または(M185E)または(M185G)または(M185H)または(M185K)または(M185L)または(M185N)または(M185Q)または(M185V)または(M212A)または(M212C)または(M212D)または(M212E)または(M212F)または(M212G)または(M212H)または(M212K)または(M212L)または(M212L,I259F)または(M212Q)または(M212R)または(M212S)または(M212T)または(M212V)または(M212W)または(M212Y)または(M354A)または(M354C)または(M354D)または(M354E)または(M354G)または(M354I)または(M354K)または(M354K,D363Y)または(M354L)または(M354N)または(M354Q)または(M354R)または(M354S)または(M354T)または(M354V)または(M354W)または(M354Y)または(N70A)または(N70C)または(N70F)または(N70G)または(N70H)または(N70K)または(N70R)または(N70Y)または(P243T,H266L)または(P329A)または(P392C)または(P392G)または(P392Q)または(P392R)または(P392V)または(P9S)または(R147C,H266G)または(R161C,G271D)または(R190L,F261V)または(R203C)または(R255A)または(R255G)または(R255I)または(R255K)または(R255L)または(R255M)または(R255N)または(R255P)または(R255T)または(R255W)または(R47A)または(R47C)または(R47D)または(R47E)または(R47F)または(R47G)または(R47H)または(R47H,A74W)または(R47I)または(R47K)または(R47L)または(R47M)または(R47N)または(R47P)または(R47Q)または(R47S)または(R47T)または(R47V)または(R47W)または(R50A)または(R50C)または(R50D)または(R50E)または(R50F)または(R50G)または(R50I)または(R50L)または(R50M)または(R50N)または(R50P)または(R50Q)または(R50S)または(R50S,A184W,L188F)または(R50S,A74I,A184W,L188F)または(R50S,A74M,A184Y,L188K)または(R50S,A74T,L181Y,A184D,L188K,G240R)または(R50S,A74V)または(R50S,M177Y,V178P,A184Y)または(R50S,M177Y,V178W,A184W)または(R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(R50S,M177Y,V178W,A184Y,A330R)または(R50S,M177Y,V178W,A184Y,A74V,G677D)または(R50S,M177Y,V178W,A184Y,L181P)または(R50S,M177Y,V178W,A184Y,L181Y)または(R50S,M177Y,V178W,A184Y,L188K)または(R50S,M177Y,V178W,A184Y,L188R)または(R50S,M177Y,V178W,A184Y,T146F)または(R50S,M177Y,V178W,A184Y,V26N)または(R50S,M177Y,V178W,L181Y,A184Y)または(R50S,S72G,A74V)または(R50S,S72G,A74V,M177Y,A184Y)または(R50S,S72G,A74V,M177Y,V178P,A184Y)または(R50S,S72G,A74V,M177Y,V178W,A184Y)または(R50S,S72G,A74V,M177Y,V178W,A184Y,L188R)または(R50S,T146F,M177Y,V178W,A184Y)または(R50V)または(R50Y)または(S176A,A184Y,L188K)または(S176C)または(S176D)または(S176E)または(S176F)または(S176G)または(S176H)または(S176K)または(S176L)または(S176M)または(S176N)または(S176P)または(S176Q)または(S72C,A74C)または(S72C,A74I)または(S72C,A74L)または(S72C,A74V)または(S72D,A74C)または(S72G)または(S72G,A74C)または(S72G,A74F)または(S72G,A74H)または(S72G,A74I)または(S72G,A74I,A184W,L188F)または(S72G,A74I,F77A,M177Y)または(S72G,A74I,F77L)または(S72G,A74I,F77L,M177Y)または(S72G,A74I,L181Y)または(S72G,A74I,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,L188F)または(S72G,A74I,L188K)または(S72G,A74I,L188R)または(S72G,A74I,T146F)または(S72G,A74I,T146F,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,L188F)または(S72G,A74I,T146F,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178P)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178W)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74I,V178P)または(S72G,A74I,V178P,L181Y)または(S72G,A74I,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,V178P,L188F)または(S72G,A74I,V178P,L188K)または(S72G,A74I,V178P,L188R)または(S72G,A74I,V178W)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188K)または(S7
2G,A74I,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,V178W,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L188R)または(S72G,A74L)または(S72G,A74M,A184Y,L188K)または(S72G,A74S)または(S72G,A74T)または(S72G,A74T,L181Y,A184D,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,L188F)または(S72G,A74T,L188K)または(S72G,A74T,L188R)または(S72G,A74T,T146F)または(S72G,A74T,T146F,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,L188F)または(S72G,A74T,T146F,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178P)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74T,V178P)または(S72G,A74T,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188R)または(S72G,A74T,V178W)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188R)または(S72G,A74V)または(S72G,A74V,A184W)または(S72G,A74V,A221V)または(S72G,A74V,F77A)または(S72G,A74V,F77A,M177Y)または(S72G,A74V,F77L,M177Y)または(S72G,A74V,F77S)または(S72G,A74V,L181Y)または(S72G,A74V,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,L188F)または(S72G,A74V,L188K)または(S72G,A74V,L188R)または(S72G,A74V,T146F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74V,V178P)または(S72G,A74V,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178P,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L188R)または(S72G,A74V,V178W)または(S72G,A74V,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178W,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L188R)または(S72G,A74Y)または(S72G,L181Y)または(S72G,L181Y,L188F)または(S72G,L181Y,L188K)または(S72G,L181Y,L188R)または(S72G,L188F)または(S72G,L188K)または(S72G,L188R)または(S72G,M177Y,V178W)または(S72G,M177Y,V178W,L188K)または(S72G,T146F)または(S72G,T146F,L181Y)または(S72G,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,L188F)または(S72G,T146F,L188K)または(S72G,T146F,L188R)または(S72G,T146F,V178P)または(S72G,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,V178P,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L188R)または(S72G,T146F,V178W)または(S72G,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188R)または(S72G,V178P)または(S72G,V178P,L181Y)または(S72G,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,V178P,L188F)または(S72G,V178P,L188K)または(S72G,V178P,L188R)または(S72G,V178W)または(S72G,V178W,L181Y)または(S72G,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,V178W,L188F)または(S72G,V178W,L188K)または(S72G,V178W,L188R)または(S72H,A74C)または(S72N,A74C)または(S72N,A74I)または(S72N,A74V)または(S72W)または(S72W,A74V)または(S89C)または(S89E)または(S89G)または(S89I)または(S89L)または(S89N)または(S89Q)または(S89R)または(S89T)または(S89V)または(T146A)または(T146A,D222Y,I263M)または(T146A,F173D)または(T146A,F173V)または(T146A,F205G)または(T146A,F261C)または(T146A,F261S)または(T146A,F261V)または(T146A,G271S)または(T146A,G271T)または(T146A,H266V)または(T146A,I258T,I259S)または(T146A,I259H)または(T146A,I263F)または(T146A,I263L)または(T146A,I263N)または(T146A,I263V)または(T146A,L150A)または(T146A,L150G)または(T146A,L150K)または(T146A,L150R,F173I)または(T146A,L272H)または(T146A,L272S)または(T146A,L272W)または(T146A,M212A)または(T146C)または(T146D)または(T146E)または(T146F)または(T146F,L181Y)または(T146F,L181Y,L188F)または(T146F,L181Y,L188K)または(T146F,L188K)または(T146F,L188R)または(T146F,V178P)または(T146F,V178P,L181Y,L188R)または(T146F,V178P,L188K)または(T146F,V178P,L188R)または(T146F,V178W)または(T146F,V178W,L181Y,L188R)または(T146F,V178W,L188F)または(T146F,V178W,L188K)または(T146F,V178W,L188R)または(T146G)または(T146H)または(T146L)または(T146M)または(T146N)または(T146P)または(T146R)または(T146S)または(T146V)または(T146V,A191T)または(T146Y)または(T149P)または(T260W)または(T268A)または(T268S)または(T269K)または(T327A)または(T327A,A330W)または(T327C)または(T327D)または(T327E)または(T327I)または(T327L)または(T327M)または(T327N)または(T327P)または(T327Q)または(T327S)または(T327V)または(T365C)または(T365D)または(T365F)または(T365G)または(T365H)また
は(T365I)または(T365K)または(T365L)または(T365N)または(T365P)または(T365Q)または(T365V)または(T365W)または(T365Y)または(T436A)または(T436C)または(T436D)または(T436E)または(T436F)または(T436G)または(T436H)または(T436I)または(T436K)または(T436L)または(T436M)または(T436N)または(T436P)または(T436Q)または(T436R)または(T436S)または(T436V)または(T436W)または(T436Y)または(T438A)または(T438C)または(T438I)または(T438S)または(T438V)または(T49A)または(T49C)または(T49D)または(T49E)または(T49F)または(T49G)または(T49H)または(T49I)または(T49K)または(T49L)または(T49L,S54N)または(T49M)または(T49N)または(T49P)または(T49Q)または(T49R)または(T49R,R50C)または(T49R,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(T49S)または(T49V)または(T49W)または(T49Y)または(T88C)または(T88S)または(T88V)または(V178A)または(V178D)または(V178H)または(V178I)または(V178K)または(V178L)または(V178M)または(V178N)または(V178P)または(V178P,L181Y)または(V178P,L181Y,L188R)または(V178P,L188F)または(V178P,L188K)または(V178P,L188R)または(V178Q)または(V178R)または(V178S)または(V178T)または(V178W)または(V178W,A184Y)または(V178W,L181Y,L188K)または(V178W,L181Y,L188R)または(V178W,L188R)または(V178W,R50S)または(V178Y)または(V26A)または(V26C)または(V26F)または(V26G)または(V26H)または(V26I)または(V26K)または(V26L)または(V26M)または(V26N)または(V26N,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(V26Q)または(V26S)または(V26T)または(V26W)または(V26Y)または(V314A)または(V314E)または(V314F)または(V314H)または(V314P)または(V314Q)または(V314S)または(V314Y)または(V371P)または(V48A)または(V48D)または(V48E)または(V48F)または(V48G)または(V48H)または(V48I)または(V48L)または(V48M)または(V48P)または(V48Q)または(V48R)または(V48S)または(V48T)または(V48W)または(V48Y)または(W325A)または(W325C)または(W325D)または(W325E)または(W325F)または(W325G)または(W325I)または(W325K)または(W325L)または(W325M)または(W325Q)または(W325S)または(W325T)または(W325V)または(W325Y)または(W90Y)または(Y51A)または(Y51C)または(Y51F)または(Y51H)または(Y51I)または(Y51L)または(Y51M)または(Y51P)または(Y51S,F77V)または(Y51T)または(Y51V)または(Y51W)または(A225C)または(A225M)または(A225N)または(A225Q)または(A225S)または(A225T)または(A225Y)または(A44Q)または(A44T)または(D182A)または(D182C)または(D182E)または(D182H)または(D182I)または(D182M)または(D182N)または(D182V)または(D182W)または(D80C)または(D80L)または(D80M)または(D80N)または(D80S)または(D80T)または(D80W)または(E140A)または(E140D)または(E140K)または(E140L)または(E140M)または(E140T)または(E183D)または(E337L)または(E337V)または(G114C)または(G114K)または(G114L)または(G114N)または(G114W)または(G227N)または(G227R)または(G240A)または(G240C)または(G240H)または(G240K)または(G240N)または(G240R)または(G240S)または(H236A)または(H236C)または(H236D)または(H236F)または(H236I)または(H236K)または(H236M)または(H236P)または(H236R)または(H236S)または(H92F)または(H92Y)または(I174T)または(I174V)または(I258C)または(I258L)または(I258M)または(I258V)または(K187A)または(K187G)または(K187N)または(K187R)または(K440C)または(K440M)または(K440N)または(K440T)または(K76C)または(K76E)または(K76F)または(K76H)または(K76I)または(K76N)または(K76V)または(M5C)または(M5E)または(M5P)または(N186A)または(N186D)または(N186E)または(N186F)または(N186H)または(N186K)または(N186L)または(N186M)または(N186Q)または(N186T)または(N186V)または(N186Y)または(P172A)または(P172D)または(P172G)または(Q189E)または(Q189I)または(Q189K)または(Q189N)または(Q189V)または(Q397R)または(Q403K)または(Q403R)または(Q404F)または(Q404Y)または(Q73E)または(Q73F)または(Q73L)または(Q73S)または(Q73T)または(Q73W)または(Q73Y)または(R179A)または(R179H)または(R179L)または(R179M)または(R179P)または(R179V)または(R190C)または(R190G)または(R190K)または(R190M)または(R190N)または(R190S)または(R190V)または(R190W)または(R79K)または(S270A)または(S270D)または(S53C)または(T175F)または(T175G)または(T175H)または(T175L)または(T175M)または(T175N)または(T175Q)または(T175R)または(T175Y)または(T269V)または(V299L)または(V299W)または(A225V,H236K,G240V,T269V)または(D80I,D182H,A225V,G240V,T269V)または(F173W,R179L,T269V,K440C)または(F173W,R190V,H236K,T269V)または(H236K,G240V,T269V,K440C)または(Q73W,D80I,N186V,G240V)または(R179L,A225S)または(T175M,H236D)または(T175M,R190V)。
【0113】
P450-BM3変異体が、親変異体と比較して改善された、C19ヒドロキシル化に関する選択性(SFまたはTPRにより決定されたもの)を有する(図1bを参照されたい)、第6の実施形態による変異体を含む第2の好ましいサブセットを提供する。少なくとも以下の突然変異を含む変異体がこのサブセット内に含まれる:(A184D)または(A184D,L188K)または(A184E)または(A184F)または(A184G)または(A184H)または(A184I)または(A184K)または(A184L)または(A184N)または(A184Q)または(A184R)または(A184W)または(A184W,L188F)または(A184Y)または(A184Y,L188K)または(A184Y,R50S)または(A221S)または(A264V)または(A321C)または(A321D)または(A321E)または(A321G)または(A321I)または(A321N)または(A321T)または(A321V)または(A328P)または(A330C)または(A330D)または(A330E)または(A330F)または(A330G)または(A330H)または(A330I)または(A330K)または(A330L)または(A330M)または(A330N)または(A330Q)または(A330R)または(A330S)または(A330T)または(A330T,E352A)または(A330T,F331V)または(A330V)または(A330W)または(A330Y)または(A330Y,W367C)または(A33V)または(A399C)または(A399E)または(A399G)または(A399I)または(A399L)または(A399M)または(A399N)または(A399Q)または(A399R)または(A399S)または(A399T)または(A399V)または(A74C)または(A74C,L75V)または(A74D)または(A74D,F81V)または(A74E)または(A74F)または(A74G)または(A74G,L75C)または(A74H)または(A74I)または(A74I,A184W,L188F)または(A74I,F77A,L181Y,A184W)または(A74I,L181Y,L188K)または(A74I,L181Y,L188R)または(A74I,L188F)または(A74I,L188K)または(A74I,L188R)または(A74I,M177Y,A184R,L188F)または(A74I,M177Y,V178P,A184G)または(A74I,T146F)または(A74I,T146F,L181Y)または(A74I,T146F,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,L188F)または(A74I,T146F,L188K)または(A74I,T146F,V178P)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188R)または(A74I,T146F,V178W)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,V178W,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L188K)または(A74I,T146F,V178W,L188R)または(A74I,V178P)または(A74I,V178P,L181Y)または(A74I,V178P,L181Y,L188R)または(A74I,V178P,L188F)または(A74I,V178P,L188K)または(A74I,V178P,L188R)または(A74I,V178W,L188F)または(A74I,V178W,L188K)または(A74I,V178W,L188R)または(A74K)または(A74L)または(A74M)または(A74N)または(A74P)または(A74Q)または(A74R)または(A74R,L75V)または(A74S)または(A74T)または(A74T,A184D)または(A74T,F77A,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,F77A,V178W,A184Y)または(A74T,F77L,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y)または(A74T,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y,A184Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188R)または(A74T,L188K)または(A74T,M177Y,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188R)または(A74T,T146F,L188F)または(A74T,T146F,L188K)または(A74T,T146F,L188R)または(A74T,T146F,V178P)または(A74T,T146F,V178P,L181Y)または(A74T,T146F,V178P,L188K)または(A74T,T146F,V178P,L188R)または(A74T,T146F,V178W)または(A74T,T146F,V178W,L181Y)または(A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,V178W,L188R)または(A74T,V178P)または(A74T,V178P,L188F)または(A74T,V178P,L188K)または(A74T,V178P,L188R)または(A74T,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,V178W,L188K)または(A74T,V178W,L188R)または(A74V)または(A74V,F77A,A184N,L188F)または(A74V,L181Y)または(A74V,L181Y,A184D,L188K)または(A74V,L181Y,A184W,L188F)または(A74V,L181Y,L188F)または(A74V,L188F)または(A74V,L188K)または(A74V,L75V)または(A74V,T146F,L181Y,L188K)または(A74V,T146F,L181Y,L188R)または(A74V,T146F,L188K)または(A74V,T146F,L188R)または(A74V,T146F,V178W)または(A74V,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,A184W,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,L181Y,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188R)または(A74V,V178P,L188F)または(A74V,V178W,L188K)または(A74W)または(A74Y)または(D168Y,F173D)または(D363G,T438C)または(E13D,R47L)または(E143A)または(E143C)または(E143D)または(E143F)または(E143G)または(E143I)または(E143K)または(E143L)または(E143M)または(E143N)または(E143P)または(E143Q)または(E143R)または(E143S)または(E143V)または(E143W)または(E143Y)または(E267A)または(E267C)または(E267D)または(E267G)または(E267K)または(E267P)または(E267R)または(E267S)または(E267T)または(E267Y)または(E352A)または(E352D)または(E352F)または(E352G)または(E352I)または(E352L)または(E352M)または(E352N)または(E352P)または(E352R)または(E352S)または(E352T)または(E352V)または(E352W)または(E352Y)または(E64A)または(E64G)または(E64H)または(E64I)または(E64K)または(E64L)または(E64M)または(E64N)または(E64Q)または(E64V)または(E64W)または(E64Y)または(E82P)または(E93G)または(F173C)または(F173C,F205G)または(F173D)または(F173I)または(F173K)または(F173L)または(F173M)または(F173N)または(F173P)または(F173Q)または(F173R)または(F173S)または(F173S,F205P)または(F173V)または(F173W)または(F173Y)または(F173Y,I174F)または(F205A)または(F205C)または(F205D)または(F205D,D208N)または(F205E)または(F205G)または(F205H)または(F205I)または(F205K)または(F205L)または(F205M)または(F205N)または(F205P)または(F205R)または(F205S)または(F205T)または(F205V)または(F205W)または(F205Y)または(F261A)または(F261C)または(F261D)または(F261G)または(F261I)または(F261L)または(F261M)または(F261N)または(F261Q)または(F261S)または(F261T)または(F261V)または(F261W)または(F261Y)または(F331C)または(F331H)または(F331I)または(F331L)または(F331M)または(F331N)または(F331P)または(F331T)または(F331V)または(F331W)または(F331Y)または(F393M)または(F393W)または(F77A)または(F77A,A184W)または(F77A,L181P,A184Y,L188K)または(F77A,M177Y)または(F77C)または(F77D)または(F77E)または(F77G)または(F77H)または(F77I)または(F77K)または(F77L)または(F77M)または(F77N)または(F77P)または(F77R)または(F77S)または(F77T)または(F77V)または(F77V,L86M)または(F77W)または(F77Y)または(F81A)または(F81C)または(F81D)または(F81I)または(F81L)または(F81P)または(F81R)または(F81S)または(F81T)または(F81V)または(F81W)または(F81Y)または(G271A)または(G271C)または(G271D)または(G271E)または(G271F)または(G271H)または(G271K)または(G271L)または(G271M)または(G271N)または(G271P)または(G271Q)または(G271R)または(G271S)または(G271T)または(G271V)または(G271W)または(G271Y)または(G402A)または(G415A)または(G415D)または(G415S)または(G415T)または(G415V)または(G85A)または(G85L)または(G85S)または(H266A)または(H266C)または(H266D)または(H266E)または(H266F)または(H266G)または(H266I)または(H266K)または(H266M)または(H266N)または(H266P)または(H266Q)または(H266R)または(H266S)または(H266T)または(H266V)または(H266W)または(H266Y)または(
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46F)または(S72G,A74I,T146F,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,L188F)または(S72G,A74I,T146F,L188K)または(S72G,A74I,T146F,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178P)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178W)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74I,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74I,V178P)または(S72G,A74I,V178P,L181Y)または(S72G,A74I,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74I,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,V178P,L188F)または(S72G,A74I,V178P,L188K)または(S72G,A74I,V178P,L188R)または(S72G,A74I,V178W)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74I,V178W,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L188K)または(S72G,A74I,V178W,L188R)または(S72G,A74L)または(S72G,A74M,A184Y,L188K)または(S72G,A74S)または(S72G,A74T)または(S72G,A74T,L181Y,A184D,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,L188F)または(S72G,A74T,L188K)または(S72G,A74T,L188R)または(S72G,A74T,T146F)または(S72G,A74T,T146F,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,L188F)または(S72G,A74T,T146F,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178P)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74T,V178P)または(S72G,A74T,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188R)または(S72G,A74T,V178W)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188R)または(S72G,A74V)または(S72G,A74V,A184W)または(S72G,A74V,A221V)または(S72G,A74V,F77A)または(S72G,A74V,F77A,M177Y)または(S72G,A74V,F77L,M177Y)または(S72G,A74V,F77S)または(S72G,A74V,L181Y)または(S72G,A74V,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,L188F)または(S72G,A74V,L188K)または(S72G,A74V,L188R)または(S72G,A74V,T146F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74V,V178P)または(S72G,A74V,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178P,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L188R)または(S72G,A74V,V178W)または(S72G,A74V,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178W,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L188R)または(S72G,A74Y)または(S72G,L181Y)または(S72G,L181Y,L188F)または(S72G,L181Y,L188K)または(S72G,L181Y,L188R)または(S72G,L188F)または(S72G,L188K)または(S72G,L188R)または(S72G,M177Y,V178W)または(S72G,M177Y,V178W,L188K)または(S72G,T146F)または(S72G,T146F,L181Y)または(S72G,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,L188F)または(S72G,T146F,L188K)または(S72G,T146F,L188R)または(S72G,T146F,V178P)または(S72G,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,V178P,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L188R)または(S72G,T146F,V178W)または(S72G,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188R)または(S72G,V178P)または(S72G,V178P,L181Y)または(S72G,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,V178P,L188F)または(S72G,V178P,L188K)または(S72G,V178P,L188R)または(S72G,V178W)または(S72G,V178W,L181Y)または(S72G,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,V178W,L188F)または(S72G,V178W,L188K)または(S72G,V178W,L188R)または(S72H,A74C)または(S72H,A74G)または(S72H,A74S)または(S72H,A74Y)または(S72N,A74C)または(S72N,A74I)または(S72N,A74N)または(S72N,A74V)または(S72T)または(S72W)または(S72W,A74I,A184W,L188F)または(S72W,A74V)または(S72W,L333R)または(S72W,W90Y,V299G)または(S72Y,A74V)または(S89C)または(S89E)または(S89G)または(S89
I)または(S89L)または(S89M)または(S89N)または(S89Q)または(S89R)または(S89T)または(S89V)または(T146A)または(T146A,D222Y,I263M)または(T146A,F173D)または(T146A,F173V)または(T146A,F205G)または(T146A,F261C)または(T146A,F261S)または(T146A,F261V)または(T146A,G271R)または(T146A,G271S)または(T146A,G271T)または(T146A,H266T)または(T146A,H266V)または(T146A,I258T,I259S)または(T146A,I259H)または(T146A,I263F)または(T146A,I263L)または(T146A,I263N)または(T146A,I263V)または(T146A,L150A)または(T146A,L150G)または(T146A,L150K)または(T146A,L150R,F173I)または(T146A,L272H)または(T146A,L272R)または(T146A,L272S)または(T146A,L272W)または(T146A,M212A)または(T146C)または(T146D)または(T146E)または(T146F)または(T146F,L181Y)または(T146F,L181Y,L188F)または(T146F,L181Y,L188K)または(T146F,L188K)または(T146F,L188R)または(T146F,V178P)または(T146F,V178P,L181Y,L188R)または(T146F,V178P,L188K)または(T146F,V178P,L188R)または(T146F,V178W)または(T146F,V178W,L181Y,L188R)または(T146F,V178W,L188F)または(T146F,V178W,L188K)または(T146F,V178W,L188R)または(T146G)または(T146H)または(T146L)または(T146M)または(T146N)または(T146P)または(T146R)または(T146S)または(T146V)または(T146V,A191T)または(T146Y)または(T149P)または(T260A)または(T260S)または(T268A)または(T268S)または(T269K)または(T327A)または(T327A,A330W)または(T327C)または(T327D)または(T327E)または(T327G)または(T327I)または(T327L)または(T327M)または(T327N)または(T327P)または(T327Q)または(T327S)または(T327V)または(T365A)または(T365C)または(T365D)または(T365F)または(T365G)または(T365H)または(T365I)または(T365K)または(T365L)または(T365N)または(T365P)または(T365Q)または(T365V)または(T365W)または(T365Y)または(T436A)または(T436C)または(T436D)または(T436E)または(T436F)または(T436G)または(T436H)または(T436I)または(T436K)または(T436L)または(T436M)または(T436N)または(T436P)または(T436Q)または(T436R)または(T436S)または(T436V)または(T436W)または(T436Y)または(T438A)または(T438C)または(T438G)または(T438I)または(T438L)または(T438S)または(T438V)または(T49A)または(T49C)または(T49D)または(T49E)または(T49F)または(T49G)または(T49H)または(T49I)または(T49K)または(T49L)または(T49L,S54N)または(T49M)または(T49N)または(T49P)または(T49Q)または(T49R)または(T49R,R50C)または(T49R,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(T49S)または(T49V)または(T49W)または(T49Y)または(T88A)または(T88C)または(T88S)または(T88V)または(V178D)または(V178F)または(V178H)または(V178I)または(V178K)または(V178L)または(V178M)または(V178N)または(V178P)または(V178P,L181Y)または(V178P,L181Y,L188R)または(V178P,L188F)または(V178P,L188K)または(V178P,L188R)または(V178Q)または(V178R)または(V178S)または(V178T)または(V178W)または(V178W,A184Y)または(V178W,L181Y,L188K)または(V178W,L181Y,L188R)または(V178W,L188R)または(V178W,R50S)または(V178Y)または(V26A)または(V26C)または(V26E)または(V26F)または(V26G)または(V26G,R47S)または(V26H)または(V26I)または(V26K)または(V26L)または(V26M)または(V26N)または(V26N,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(V26Q)または(V26R)または(V26S)または(V26T)または(V26W)または(V26Y)または(V314A)または(V314E)または(V314F)または(V314H)または(V314P)または(V314Q)または(V314S)または(V314Y)または(V48A)または(V48D)または(V48E)または(V48F)または(V48G)または(V48H)または(V48I)または(V48L)または(V48M)または(V48P)または(V48Q)または(V48R)または(V48S)または(V48T)または(V48W)または(V48Y)または(W325A)または(W325C)または(W325D)または(W325E)または(W325F)または(W325G)または(W325I)または(W325K)または(W325L)または(W325M)または(W325Q)または(W325R)または(W325S)または(W325T)または(W325V)または(W325Y)または(W90D)または(W90Y)または(W90Y,V299G,G570D)または(Y51A)または(Y51C)または(Y51E)または(Y51F)または(Y51G)または(Y51H)または(Y51I)または(Y51L)または(Y51M)または(Y51N)または(Y51P)または(Y51Q)または(Y51S)または(Y51S,F77V)または(Y51T)または(Y51V)または(Y51W)または(A225C)または(A225G)または(A225N)または(A225Q)または(A225S)または(A225T)または(A225V)または(A225Y)または(A44G)または(A44Q)または(D182A)または(D182C)または(D182E)または(D182H)または(D182I)または(D182M)または(D182N)または(D182V)または(D182W)または(E140A)または(E140D)または(E140K)または(E140M)または(E140T)または(E183T)または(E337L)または(E409N)または(G114C)または(G114K)または(G114L)または(G114N)または(G114W)または(G240A)または(G240C)または(G240H)または(G240K)または(G240M)または(G240N)または(G240Q)または(G240R)または(G240S)または(G240V)または(G46T)または(H236A)または(H236C)または(H236D)または(H236F)または(H236G)または(H236I)または(H236K)または(H236P)または(H236R)または(H236S)または(H236Y)または(H92F)または(H92Y)または(I174T)または(I174V)または(I258L)または(I258M)または(I258V)または(K187A)または(K187G)または(K187N)または(K187R)または(K440C)または(K440N)または(K440T)または(K76C)または(K76E)または(K76F)または(K76H)または(K76I)または(K76L)または(K76N)または(K76V)または(M5C)または(M5E)または(M5P)または(M5Q)または(N186A)または(N186D)または(N186E)または(N186F)または(N186H)または(N186K)または(N186L)または(N186M)または(N186Q)または(N186T)または(N186V)または(N186Y)または(P172A)または(P172D)または(P172G)または(Q189I)または(Q189K)または(Q189V)または(Q403K)または(Q403R)または(Q404F)または(Q404Y)または(Q73A)または(Q73E)または(Q73F)または(Q73L)または(Q73S)または(Q73T)または(Q73W)または(R179A)または(R179H)または(R179L)または(R179M)または(R179P)または(R179V)または(R190C)または(R190G)または(R190K)または(R190M)または(R190N)または(R190S)または(R190V)または(R190W)または(R79E)または(R79K)または(S270A)または(S270D)または(S270G)または(S53C)または(T175F)または(T175G)または(T175H)または(T175L)または(T175M)または(T175N)または(T175Q)または(T175R)または(T175Y)または(T269A)または(T269V)または(V299L)または(V299W)または(F173W,R179L,R190V,A225V)または(F173W,R179L,R190V,K440C)または(F173W,R179L,T269V,K440C)または(H236K,G240V,T269V,K440C)または(K76I,F173W,R179L,D182I,R190V,K440C)または(R179L,A225V,G240V,K440C)または(R179L,R190V)または(R190V,A225V,T269V,K440C)。
【0114】
P450-BM3変異体が、親変異体と比較して改善された、C19ヒドロキシル化に関する生成物収率または生成物力価および選択性(SFまたはTPRにより決定されたもの)を有する、第6の実施形態による変異体を含む第3の好ましいサブセットを提供する。少なくとも以下の突然変異を含む変異体がこのサブセット内に含まれる:(A184D)または(A184D,L188K)または(A184E)または(A184F)または(A184G)または(A184H)または(A184I)または(A184K)または(A184L)または(A184N)または(A184Q)または(A184R)または(A184W)または(A184W,L188F)または(A184Y)または(A184Y,L188K)または(A184Y,R50S)または(A221S)または(A264V)または(A321C)または(A321D)または(A321E)または(A321G)または(A321I)または(A321N)または(A321T)または(A321V)または(A330C)または(A330D)または(A330E)または(A330F)または(A330G)または(A330H)または(A330I)または(A330K)または(A330L)または(A330M)または(A330N)または(A330Q)または(A330R)または(A330S)または(A330T)または(A330T,E352A)または(A330V)または(A330W)または(A330Y)または(A330Y,W367C)または(A33V)または(A399C)または(A399E)または(A399G)または(A399I)または(A399L)または(A399M)または(A399N)または(A399Q)または(A399R)または(A399S)または(A399T)または(A399V)または(A74C)または(A74C,L75V)または(A74D)または(A74D,F81V)または(A74E)または(A74F)または(A74H)または(A74I)または(A74I,A184W,L188F)または(A74I,F77A,L181Y,A184W)または(A74I,L181Y,L188R)または(A74I,L188F)または(A74I,L188K)または(A74I,L188R)または(A74I,M177Y,A184R,L188F)または(A74I,M177Y,V178P,A184G)または(A74I,T146F)または(A74I,T146F,L181Y)または(A74I,T146F,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,L188F)または(A74I,T146F,L188K)または(A74I,T146F,V178P)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188K)または(A74I,T146F,V178P,L188R)または(A74I,T146F,V178W)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(A74I,T146F,V178W,L188F)または(A74I,T146F,V178W,L188K)または(A74I,T146F,V178W,L188R)または(A74I,V178P)または(A74I,V178P,L181Y)または(A74I,V178P,L181Y,L188R)または(A74I,V178P,L188F)または(A74I,V178P,L188K)または(A74I,V178P,L188R)または(A74I,V178W,L188F)または(A74I,V178W,L188R)または(A74K)または(A74L)または(A74M)または(A74N)または(A74P)または(A74Q)または(A74R)または(A74R,L75V)または(A74S)または(A74T)または(A74T,A184D)または(A74T,F77A,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,F77A,V178W,A184Y)または(A74T,F77L,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y)または(A74T,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,L181Y,A184Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188K)または(A74T,L181Y,L188R)または(A74T,L188K)または(A74T,M177Y,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,A184D,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,L181Y,L188R)または(A74T,T146F,L188F)または(A74T,T146F,L188K)または(A74T,T146F,L188R)または(A74T,T146F,V178P)または(A74T,T146F,V178P,L181Y)または(A74T,T146F,V178P,L188K)または(A74T,T146F,V178P,L188R)または(A74T,T146F,V178W)または(A74T,T146F,V178W,L181Y)または(A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,T146F,V178W,L188R)または(A74T,V178P)または(A74T,V178P,L188F)または(A74T,V178P,L188K)または(A74T,V178P,L188R)または(A74T,V178W,L181Y,L188K)または(A74T,V178W,L188K)または(A74T,V178W,L188R)または(A74V)または(A74V,F77A,A184N,L188F)または(A74V,L181Y)または(A74V,L181Y,A184D,L188K)または(A74V,L181Y,A184W,L188F)または(A74V,L181Y,L188F)または(A74V,L188F)または(A74V,L188K)または(A74V,L75V)または(A74V,T146F,L181Y,L188K)または(A74V,T146F,L181Y,L188R)または(A74V,T146F,L188K)または(A74V,T146F,L188R)または(A74V,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,A184W,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188F)または(A74V,V178P,L181Y,L188K)または(A74V,V178P,L181Y,L188R)または(A74V,V178P,L188F)または(A74V,V178W,L188K)または(A74W)または(A74Y)または(D363G,T438C)または(E13D,R47L)または(E143A)または(E143C)または(E143D)または(E143F)または(E143G)または(E143I)または(E143K)または(E143L)または(E143M)または(E143N)または(E143P)または(E143Q)または(E143R)または(E143S)または(E143V)または(E143W)または(E143Y)または(E267D)または(E267R)または(E267T)または(E352A)または(E352D)または(E352F)または(E352G)または(E352I)または(E352L)または(E352M)または(E352N)または(E352P)または(E352R)または(E352S)または(E352T)または(E352V)または(E352W)または(E352Y)または(E64A)または(E64G)または(E64H)または(E64K)または(E64L)または(E64M)または(E64N)または(E64Q)または(E64V)または(E64Y)または(E82P)または(E93G)または(F173C)または(F173C,F205G)または(F173D)または(F173I)または(F173K)または(F173L)または(F173M)または(F173N)または(F173P)または(F173Q)または(F173R)または(F173S)または(F173S,F205P)または(F173V)または(F173W)または(F173Y)または(F173Y,I174F)または(F205A)または(F205C)または(F205D)または(F205D,D208N)または(F205E)または(F205G)または(F205H)または(F205I)または(F205K)または(F205L)または(F205M)または(F205N)または(F205P)または(F205R)または(F205S)または(F205T)または(F205V)または(F205W)または(F205Y)または(F261A)または(F261C)または(F261D)または(F261G)または(F261I)または(F261L)または(F261M)または(F261Q)または(F261S)または(F261T)または(F261V)または(F261Y)または(F331H)または(F331I)または(F331L)または(F331M)または(F331V)または(F331W)または(F331Y)または(F393M)または(F393W)または(F77A)または(F77A,A184W)または(F77A,L181P,A184Y,L188K)または(F77A,M177Y)または(F77C)または(F77D)または(F77E)または(F77G)または(F77H)または(F77I)または(F77K)または(F77L)または(F77M)または(F77N)または(F77P)または(F77R)または(F77S)または(F77T)または(F77V)または(F77V,L86M)または(F77W)または(F77Y)または(F81D)または(F81I)または(F81L)または(F81R)または(F81S)または(F81V)または(F81W)または(F81Y)または(G271A)または(G271C)または(G271D)または(G271E)または(G271F)または(G271H)または(G271K)または(G271L)または(G271M)または(G271N)または(G271P)または(G271Q)または(G271S)または(G271T)または(G271V)または(G271W)または(G271Y)または(G402A)または(G415A)または(G415D)または(G415S)または(G415T)または(G415V)または(G85A)または(G85L)または(G85S)または(H266A)または(H266C)または(H266E)または(H266F)または(H266I)または(H266K)または(H266M)または(H266N)または(H266Q)または(H266S)または(H266V)または(H266W)または(H266Y)または(I153F,G271L)または(I153L)または(I153L,F173Y)または(I259A)または(I259C)または(I259D)または(I259F)または(I259H)または(I259K)または(I259L)または(I259M)または(I259N)または(I259Q)または(I259S)または(I259T)または(I259V)または(I263A)または(I263C)または(I263E)または(I263F)または(I263H,A264G)または(I263K)または(I263L)または(I263M)または(I263N)または(I263Q)または(I263S)または(I263V)または(I263Y)または(I401A)または(I401M)または(I401T)または(I401V)または(K210E)または(K210T,G271
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S72G,A74I,V178P,L188K)または(S72G,A74I,V178P,L188R)または(S72G,A74I,V178W)または(S72G,A74I,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L
181Y,L188R)または(S72G,A74I,V178W,L188F)または(S72G,A74I,V178W,L188R)または(S72G,A74L)または(S72G,A74M,A184Y,L188K)または(S72G,A74S)または(S72G,A74T)または(S72G,A74T,L181Y,A184D,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,L188F)または(S72G,A74T,L188K)または(S72G,A74T,L188R)または(S72G,A74T,T146F)または(S72G,A74T,T146F,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,L188F)または(S72G,A74T,T146F,L188K)または(S72G,A74T,T146F,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178P)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74T,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74T,V178P)または(S72G,A74T,V178P,L181Y)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188F)または(S72G,A74T,V178P,L188K)または(S72G,A74T,V178P,L188R)または(S72G,A74T,V178W)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188F)または(S72G,A74T,V178W,L188K)または(S72G,A74T,V178W,L188R)または(S72G,A74V)または(S72G,A74V,A184W)または(S72G,A74V,A221V)または(S72G,A74V,F77A)または(S72G,A74V,F77A,M177Y)または(S72G,A74V,F77L,M177Y)または(S72G,A74V,F77S)または(S72G,A74V,L181Y)または(S72G,A74V,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,L188F)または(S72G,A74V,L188K)または(S72G,A74V,L188R)または(S72G,A74V,T146F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,L188F)または(S72G,A74V,T146F,L188K)または(S72G,A74V,T146F,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178P,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188F)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188K)または(S72G,A74V,T146F,V178W,L188R)または(S72G,A74V,V178P)または(S72G,A74V,V178P,L181Y)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178P,L188F)または(S72G,A74V,V178P,L188K)または(S72G,A74V,V178P,L188R)または(S72G,A74V,V178W)または(S72G,A74V,V178W,L181Y)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,A74V,V178W,L188F)または(S72G,A74V,V178W,L188K)または(S72G,A74V,V178W,L188R)または(S72G,A74Y)または(S72G,L181Y)または(S72G,L181Y,L188F)または(S72G,L181Y,L188K)または(S72G,L181Y,L188R)または(S72G,L188F)または(S72G,L188K)または(S72G,L188R)または(S72G,M177Y,V178W)または(S72G,M177Y,V178W,L188K)または(S72G,T146F)または(S72G,T146F,L181Y)または(S72G,T146F,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,L188F)または(S72G,T146F,L188K)または(S72G,T146F,L188R)または(S72G,T146F,V178P)または(S72G,T146F,V178P,L181Y)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,T146F,V178P,L188F)または(S72G,T146F,V178P,L188K)または(S72G,T146F,V178P,L188R)または(S72G,T146F,V178W)または(S72G,T146F,V178W,L181Y)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188F)または(S72G,T146F,V178W,L188K)または(S72G,T146F,V178W,L188R)または(S72G,V178P)または(S72G,V178P,L181Y)または(S72G,V178P,L181Y,L188F)または(S72G,V178P,L181Y,L188K)または(S72G,V178P,L181Y,L188R)または(S72G,V178P,L188F)または(S72G,V178P,L188K)または(S72G,V178P,L188R)または(S72G,V178W)または(S72G,V178W,L181Y)または(S72G,V178W,L181Y,L188F)または(S72G,V178W,L181Y,L188K)または(S72G,V178W,L181Y,L188R)または(S72G,V178W,L188F)または(S72G,V178W,L188K)または(S72G,V178W,L188R)または(S72H,A74C)または(S72N,A74C)または(S72N,A74I)または(S72N,A74V)または(S72W)または(S72W,A74V)または(S89C)または(S89E)または(S89G)または(S89I)または(S89L)または(S89N)または(S89Q)または(S89R)または(S89T)または(S89V)または(T146A)または(T146A,D222Y,I263M)または(T146A,F173D)または(T146A,F173V)または(T146A,F205G)または(T146A,F261C)または(T146A,F261S)または(T146A,F261V)または(T146A,G271S)または(T146A,G271T)または(T146A,H266V)または(T146A,I258T,I259S)または(T146A,I259H)または(T146A,I263F)または(T146A,I263L)または(T146A,I263N)または(T146A,I263V)または(T146A,L150A)または(T146A,L150G)または(T146A,L150K)または(T146A,L150R,F173I)または(T146A,L272H)または(T146A,L272S)または(T146A,L272W)または(T146A,M212A)または(T146C)または(T146D)または(T146E)または(T146F)または(T146F,L181Y)または(T146F,L181Y,L188F)または(T146F,L181Y,L188K)または(T146F,L188K)または(T146F,L188R)または(T146F,V178P)または(T146F,V178P,L181Y,L188R)または(T146F,V178P,L188K)または(T146F,V178P,L188R)または(T146F,V178W)または(T146F,V178W,L181Y,L188R)または(T146F,V178W,L188F)または(T146F,V178W,L188K)または(T146F,V178W,L188R)または(T146G)または(T146H)または(T146L)または(T146M)または(T146N)または(T146P)または(T146R)または(T146S)または(T146V)または(T146V,A191T)または(T146Y)または(T149P)または(T268A)または(T268S)または(T269K)または(T327A)または(T327A,A330W)または(T327C)または(T327D)または(T327E)または(T327I)または(T327L)または(T327M)または(T327N)または(T327P)または(T327Q)または(T327S)または(T327V)または(T365C)または(T365D)または(T365F)または(T365G)または(T365H)または(T365I)または(T365K)または(T36
5L)または(T365N)または(T365P)または(T365Q)または(T365V)または(T365W)または(T365Y)または(T436A)または(T436C)または(T436D)または(T436E)または(T436F)または(T436G)または(T436H)または(T436I)または(T436K)または(T436L)または(T436M)または(T436N)または(T436P)または(T436Q)または(T436R)または(T436S)または(T436V)または(T436W)または(T436Y)または(T438A)または(T438C)または(T438I)または(T438S)または(T438V)または(T49A)または(T49C)または(T49D)または(T49E)または(T49F)または(T49G)または(T49H)または(T49I)または(T49K)または(T49L)または(T49L,S54N)または(T49M)または(T49N)または(T49P)または(T49Q)または(T49R)または(T49R,R50C)または(T49R,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(T49S)または(T49V)または(T49W)または(T49Y)または(T88C)または(T88S)または(T88V)または(V178D)または(V178H)または(V178I)または(V178K)または(V178L)または(V178M)または(V178N)または(V178P)または(V178P,L181Y)または(V178P,L181Y,L188R)または(V178P,L188F)または(V178P,L188K)または(V178P,L188R)または(V178Q)または(V178R)または(V178S)または(V178T)または(V178W)または(V178W,A184Y)または(V178W,L181Y,L188K)または(V178W,L181Y,L188R)または(V178W,L188R)または(V178W,R50S)または(V178Y)または(V26A)または(V26C)または(V26F)または(V26G)または(V26H)または(V26I)または(V26K)または(V26L)または(V26M)または(V26N)または(V26N,R50S,M177Y,V178W,A184Y)または(V26Q)または(V26S)または(V26T)または(V26W)または(V26Y)または(V314A)または(V314E)または(V314F)または(V314H)または(V314P)または(V314Q)または(V314S)または(V314Y)または(V48A)または(V48D)または(V48E)または(V48F)または(V48G)または(V48H)または(V48I)または(V48L)または(V48M)または(V48P)または(V48Q)または(V48R)または(V48S)または(V48T)または(V48W)または(V48Y)または(W325A)または(W325C)または(W325D)または(W325E)または(W325F)または(W325G)または(W325I)または(W325K)または(W325L)または(W325M)または(W325Q)または(W325S)または(W325T)または(W325V)または(W325Y)または(W90Y)または(Y51A)または(Y51C)または(Y51F)または(Y51H)または(Y51I)または(Y51L)または(Y51M)または(Y51P)または(Y51S,F77V)または(Y51T)または(Y51V)または(Y51W)または(A225C)または(A225N)または(A225Q)または(A225S)または(A225T)または(A225Y)または(A44Q)または(D182A)または(D182C)または(D182E)または(D182H)または(D182I)または(D182M)または(D182N)または(D182V)または(D182W)または(E140A)または(E140D)または(E140K)または(E140M)または(E140T)または(E337L)または(G114C)または(G114K)または(G114L)または(G114N)または(G114W)または(G240A)または(G240C)または(G240H)または(G240K)または(G240N)または(G240R)または(G240S)または(H236A)または(H236C)または(H236D)または(H236F)または(H236I)または(H236K)または(H236P)または(H236R)または(H236S)または(H92F)または(H92Y)または(I174T)または(I174V)または(I258L)または(I258M)または(I258V)または(K187A)または(K187G)または(K187N)または(K187R)または(K440C)または(K440N)または(K440T)または(K76C)または(K76E)または(K76F)または(K76H)または(K76I)または(K76N)または(K76V)または(M5C)または(M5E)または(M5P)または(N186A)または(N186D)または(N186E)または(N186F)または(N186H)または(N186K)または(N186L)または(N186M)または(N186Q)または(N186T)または(N186V)または(N186Y)または(P172A)または(P172D)または(P172G)または(Q189I)または(Q189K)または(Q189V)または(Q403K)または(Q403R)または(Q404F)または(Q404Y)または(Q73E)または(Q73F)または(Q73L)または(Q73S)または(Q73T)または(Q73W)または(R179A)または(R179H)または(R179L)または(R179M)または(R179P)または(R179V)または(R190C)または(R190G)または(R190K)または(R190M)または(R190N)または(R190S)または(R190V)または(R190W)または(R79K)または(S270A)または(S270D)または(S53C)または(T175F)または(T175G)または(T175H)または(T175L)または(T175M)または(T175N)または(T175Q)または(T175R)または(T175Y)または(T269V)または(V299L)または(V299W)または(F173W,R179L,T269V,K440C)または(H236K,G240V,T269V,K440C)。
【0115】
1つの実施形態によれば、配列番号2~28または117~119による少なくとも1つのBM3変異体、好ましくは、BM3-254、BM3-261、BM3-263またはBM3-268から選択される少なくとも1つのBM3変異体と比較して改善された、C19ヒドロキシル化に関する選択性および/または生成物収率または生成物力価を有するBM3変異体を提供する。この実施形態は、全ての前記実施形態、特に、第1、第2、第3、第4、第5および/または第6の実施形態または記載されているサブセットと組合されることが可能であり、組合されると示唆される。
【0116】
本発明の非常に好ましい実施形態によれば、アミノ酸458位と477位との間にアミノ酸配列(インサート)が導入されており、該インサートが配列番号123~173のいずれかの配列に対して少なくとも90%、95%、99%または100%の配列同一性を有する、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化を触媒するBM3変異体を提供する。最も好ましくは、この実施形態は第1の態様の前記実施形態のいずれかによるBM3変異体である。
【0117】
驚くべきことに、これらのアミノ酸配列インサートを含む、ステロイドのC19ヒドロキシル化のためのBM3変異体は、例えば、配列番号118または119を有するBM3変異体内にインサートが導入された場合、生成物力価またはTPRの改善を示すことが判明した。
【0118】
別の態様1Bによれば、BM3野生型(WT)と比較して改善されたBM3タンパク質発現により特徴付けられるBM3変異体を提供し、ここで、BM3変異体は、(C62)、(S106)、(Q110)、(A117)、(Q128)、(T152)、(G157)、(G227)、(P243)、(H285)、(Q288)、(A295)、(N319)、(G368)、(V371)、(K391)、(N395)および(H408)のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個または全てのアミノ酸位置に突然変異を含む。これらのBM3変異体は第1の態様の幾つかの実施形態によるものでありうる。
【0119】
特に、BM3野生型(WT)と比較して改善されたBM3タンパク質発現を特徴付けられるBM3変異体を本明細書において提供し、ここで、BM3変異体は、(C62L)、(S106A)、(Q110E)、(A117P)、(Q128E)、(T152I)、(G157L)、(G227P)、(P243E)、(H285E)、(Q288E)、(A295D)、(N319E)、(G368E)、(V371P)、(K391L)、(N395F)および(H408L)のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個または全ての突然変異を含む。
【0120】
幾つかのより詳細な実施形態においては、BM3変異体が突然変異(S106A,Q128E)または(S106A,H285E,Q288E)または(S106A,Q128E,H285E)または(C62L,A117P,G157L,N319E)または(C62L,G227P,N319E,K391L)または(Q110E,Q128E,Q288E,N319E)または(Q128E,H285E,Q288E,N319E)または(C62L,S106A,A117P,A295D,V371P)または(C62L,S106A,A117P,G227P,P243E)または(C62L,S106A,Q128E,G227P,K391L)または(S106A,Q110E,G227P,H285E,K391L)または(C62L,S106A,Q128E,G227P,Q288E,K391L)または(S106A,G227P,H285E,V371P,K391L,H408L)または(S106A,Q110E,G227P,N319E,K391L,N395F)または(C62L,S106A,Q128E,T152I,G227P,P243E,H408L)または(S106A,Q110E,Q128E,G227P,Q288E,N319E,K391L)または(C62L,S106A,Q128E,G157L,P243E,A295D,G368E,K391L)または(S106A,A117P,Q128E,T152I,G227P,N319E,V371P,N395F)を含む、前記実施形態によるBM3変異体を提供する。
【0121】
表E7Eおよび実施例7Eに示されているとおり、これらの突然変異の導入はBM3タンパク質のタンパク質発現の改善をもたらした。タンパク質発現は、当技術分野で公知のとおり、例えば、SDS PAGE、ウエスタンブロット、質量分析または任意の他の適切な方法を用いて測定されうる。したがって、これらの突然変異およびBM3変異体は、同じ問題を解決するために、すなわち、C19ヒドロキシル化を改善するために使用されうる。
【0122】
当業者に理解されるとおり、タンパク質産生の改善のためのBM3実施形態は、C19ヒドロキシル化の選択性または収率を改善するのに適した前記実施形態のそれぞれと組合されることが可能であり、組合されると示唆される。
【0123】
また、その一方で、タンパク質産生の改善のためのBM3実施形態はC19ヒドロキシル化には限定されず、より広範に、すなわち、ステロイドのヒドロキシル化に対するその適合性に無関係に、任意のBM3タンパク質のタンパク質産生を改善するためにも使用されうる。
【0124】
本発明の第2の態様によれば、本明細書に記載されているシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ変異体をコードする核酸を提供する。
【0125】
ある定められたタンパク質またはアミノ酸配列は種々の核酸配列によりコードされうる。アミノ酸配列が本明細書中で定められている場合、このアミノ酸配列をコードする核酸のそれぞれも本明細書に開示されていると見なされるものとする。したがって、例えば野生型配列に関して配列番号59で示されている核酸配列は例示的に解釈されなければならない、と十分に理解される。
【0126】
好ましくは、核酸は第1の態様による変異体をコードする。より一層好ましくは、核酸は第1の態様の第1の実施形態による変異体をコードし、または核酸は第1の態様の第2の実施形態による変異体、例えば、配列番号2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、117、118もしくは119またはそれらに由来する機能的変異体をコードする。更に、核酸は、第1の態様の第3、第4、第5または第6の実施形態による変異体をコードする核酸でありうる。
【0127】
第2の態様による核酸は、当技術分野で公知のとおりに、新たに(デノボで)生成可能であり、または入手可能なBM3核酸配列を突然変異させることにより生成可能である。ついで本発明によるP450-BM3変異体をコードする核酸をBM3変異体の発現のために適切な発現系または宿主細胞内に導入することが可能である。核酸の配列は当技術分野で公知のとおりに検証されうる。配列検証のための例示的な方法は例えばGreenおよびSambrook 2012に開示されている。
【0128】
本発明の第3の態様によれば、シトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ変異体の製造のための宿主細胞を提供する。好ましい実施形態においては、宿主細胞は、本明細書に記載されている態様のいずれかによるBM3変異体をコードする核酸を含む。
【0129】
適切な発現系は当技術分野で周知であり、例示的な系は大腸菌(E.coli)株、例えばDH5アルファ、BL21(DE3)またはロゼッタ(Rosetta)(DE3)を含むが、種々の他の細菌系および非細菌系をも含む。幾つかの好ましい実施形態においては、宿主細胞は原核細胞(例えば、大腸菌細胞)または真核細胞(例えば、CHO細胞)である。好ましい実施形態においては、宿主細胞は大腸菌細胞、例えばDH5アルファ、BL21(DE3)またはロゼッタ(DE3)である。もう1つの好ましい実施形態においては、宿主細胞は大腸菌株W3110(NC_007779.1)、JM101またはMG1655(NC_000913.3)由来である。宿主細胞内への、例えば第2の態様によるBM3変異体をコードする核酸の導入は、当技術分野で公知のとおりに、すなわち、適切なベクターまたは導入系を使用して行われうる。例えば、DH5アルファ、BL21(DE3)またはロゼッタ(DE3)のような細菌発現系を使用する場合、例えばpSE420(Invitrogen)、pET21a(EMD Biosciences)、pET22b(EMD Millipore)、pLys(EMD Biosciences)またはpETM11(EMBL Vector Collection,Germany)のような適切なベクターが当技術分野で公知である。詳細な説明は、例えば、Acevedo-Rocha 2018のサポート情報の“Cloning of cyp102A1 and pETM11-BM3 construction”第4.2節および本明細書に示されている例を参照されたい。
【0130】
本発明の第4の態様によれば、式I
【化12】
(式中、RおよびRはステロイドの一部としての6員環を形成する)
の化合物の製造のための、シトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体の使用を提供する。
【0131】
第4の態様による好ましい実施形態においては、式Iは式(II)
【化13】
[式中、Rはベータ-ヒドロキシ基(-OH)またはオキソ基(=O)である]
である。
【0132】
本明細書中の他の箇所にも記載されているとおり、驚くべきことに、BM3変異体は、商業的に適切な状況において、すなわち工業的用途のための、式IおよびIIの化合物の製造に使用されうることが見出された。この目的には、例えば実施例2、8、10、13、17、20、21、24、25に記載されているとおりに、C19ヒドロキシル化を触媒するのに適したBM3変異体を適切な基質と共にインキュベートする。
【0133】
第4の態様による幾つかの非常に好ましい実施形態においては、BM3変異体の基質はステロイドまたはステロイド誘導体である。
【0134】
本発明の第5の態様によれば、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化のための、BM3変異体の使用を提供する。
【0135】
本明細書中の他の箇所にも記載されているとおり、驚くべきことに、BM3変異体は、商業的に適切な状況において、すなわち工業的用途のために、ステロイドまたはステロイド誘導体のC19ヒドロキシル化に使用されうることが見出された。この目的には、例えば実施例2、8、10、13、17、20、21、24、25に記載されているとおりに、C19ヒドロキシル化を触媒するのに適したBM3変異体を適切な基質とインキュベートする。
【0136】
第4または第5の態様の幾つかの非常に好ましい実施形態によれば、BM3変異体は、本明細書に記載されている変異体である。好ましくは、BM3変異体は第1の態様による変異体でありうる。より一層好ましくは、BM3変異体は第1の態様の第1の実施形態による変異体であることが可能であり、あるいはBM3変異体は第1の態様の第2の実施形態による変異体、例えば配列番号2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、117、118もしくは119による変異体またはこれらのいずれかに由来する変異体であることが可能である。更に、BM3変異体は第1の態様の第3、第4、第5または第6の実施形態による変異体でありうる。
【0137】
第4または第5の態様による幾つかの実施形態においては、基質とのインキュベーションの前に、当技術分野で公知の精製技術、例えば固定化金属アフィニティクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーまたはサイズ排除クロマトグラフィー(これらに限定されるものではない)を用いて、BM3変異体を精製する。第4の態様による幾つかの他の実施形態においては、BM3変異体は、基質と共にインキュベートした場合、細胞懸濁液中に残り、例えば、生体内変換、例えば全細胞生体内変換の前に、BM3変異体および発現系の分離を行わない。
【0138】
第4または第5の態様の幾つかの好ましい実施形態によれば、前記ステロイドまたはステロイド誘導体は1,4-ジエン-3-オン-A環または4-エン-3-オン-A環を含む。第4または第5の態様による幾つかのより一層好ましい実施形態によれば、前記ステロイドまたはステロイド誘導体はアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)または(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン(デルタ1テストステロン)である。
【0139】
第4または第5の態様の幾つかの実施形態においては、基質ステロイドまたはステロイド誘導体を、精製された化合物として生体内変換反応に添加する。幾つかの実施形態において、基質ステロイドまたはステロイド誘導体を適切な溶媒に溶解し、生体内変換混合物に溶液として添加することが可能である。他の実施形態においては、基質ステロイドまたはステロイド誘導体は、C19ヒドロキシル化の前の反応の過程で形成される。C19ヒドロキシル化反応の前の反応は、別の生体内変換反応または化学反応、例えば、デルタ1テストステロンからテストステロンへの還元、またはデルタ1テストステロンからADDへの酸化でありうる。
【0140】
第4または第5の態様の幾つかの実施形態においては、形成されたC19ヒドロキシル化ステロイドまたはステロイド誘導体を、当技術分野で公知の方法、例えば4-メチル-2-ペンタノンを用いて(実施例10を参照されたい)、生体内変換反応混合物から抽出する。第4または第5の態様による幾つかの他の実施形態においては、形成されたC19ヒドロキシル化ステロイドまたはステロイド誘導体を二次生成物に変換する。この変換は、例えば生体内変換または化学反応により生じうる。二次生成物は、例えばエストロンまたはその誘導体でありうる。
【0141】
C19ヒドロキシル化ステロイドもしくはステロイド誘導体またはその二次生成物の抽出は、当技術分野で公知のとおりに、例えば、反応混合物を4-メチル-2-ペンタノンと共に撹拌し、有機相を分離し、有機溶媒の蒸発により濃縮することにより行うことが可能である。C19ヒドロキシル化ステロイドもしくはステロイド誘導体またはその二次生成物の更なる精製を、クロマトグラフィー技術、例えば、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィーまたは分取HPLCまたは結晶化を用いて行うことが可能である。
【0142】
C19ヒドロキシル化ステロイド、ステロイド誘導体または二次生成物の生成の分析は、当技術分野で公知のとおりに、例えばMS法またはNMR法を用いて行われうる。
【0143】
適切な生体内変換条件は、本明細書に示されている実施例に記載されている。しかし、反応生成物に関して最適な収率を得るために、BM3変異体のための反応条件を最適化することは、当業者にとって常套的である。例えば、6.6~7.4のpH範囲のEDTA水溶液を含むKH2PO4/K2HPO4バッファー中でインキュベーションを行うことが可能である。適切なインキュベーション時間は例えば12時間~48時間でありうる。
【0144】
本発明の第6の態様によれば、
(i)(a)組換えシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼ(BM3)変異体を産生する微生物を、外因性の若しくは中間的に生成された基質の存在下、培地内で培養し、または
(b)基質含有反応培地をシトクロムP450 BM3モノオキシゲナーゼと共にインキュベートし、および
(ii)生成された酸化生成物またはその二次生成物を培地から単離することを含む、ステロイドまたはその誘導体のC19ヒドロキシル化のための方法であって、前記BM3変異体が、本明細書に記載されているBM3変異体であることを更に特徴とする、前記方法を提供する。
【0145】
組換えBM3変異体を産生する微生物は、BM3変異体をコードする核酸を含む微生物である。組換えBM3変異体を産生する微生物は任意の適切な発現系に由来しうる。好ましくは、組換えBM3変異体を産生する微生物は第3の態様による微生物である。例えば、BM3変異体は第1の態様による変異体でありうる。
【0146】
第6の態様の幾つかの実施形態においては、該方法は、組換えBM3変異体を産生する微生物を培地内で培養することを含む。これは、当技術分野で公知のとおりに、例えば実施例に記載されているとおりに行われうる。しかし、微生物の培養のための種々の設定を当業者は認識している。適切な培地はそれぞれの発現系に関して当技術分野において記載されており、容易に適合されうる。
【0147】
第6の態様の幾つかの実施形態においては、基質とのインキュベーションの前に、当技術分野で公知の精製技術、例えば固定化金属アフィニティクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーまたはサイズ排除クロマトグラフィーを用いて、BM3変異体を精製する。第6の態様による幾つかの他の実施形態においては、BM3変異体は、基質と共にインキュベートした場合、細胞懸濁液中に残り、例えば、生体内変換、例えば全細胞生体内変換の前に、BM3変異体および発現系の分離を行わない。
【0148】
幾つかの実施形態においては、該方法は、基質含有反応培地をBM3変異体(例えば、発現系の細胞との精製または粗混合物)と共にインキュベートすることを含む。適切な培地および条件は、本明細書に示されている実施例に記載されている。しかし、反応生成物の収率を最適化するために、BM3変異体に関する反応条件を最適化することは、当業者にとって常套的である。
【0149】
例えば、基質は外因性基質でありうる。そのような外因性基質は、例えば精製された化合物、溶液または混合物として、生体内変換反応に添加される。基質はまた、中間的に生成された基質でありうる。すなわち、基質は、C19ヒドロキシル化の前の反応の過程で生成されうる。C19ヒドロキシル化反応の前の反応は別の生体内変換反応または化学反応でありうる。
【0150】
適切な基質はステロイドまたはステロイド誘導体、特に、1,4-ジエン-3-オン-A環または4-エン-3-オン-A環を含むものである。例えば、ADDまたはd1-テストステロンは、記載されているBM3変異体のための適切な基質である。第6の態様による幾つかの好ましい実施形態においては、前記ステロイドまたはその誘導体は1,4-ジエン-3-オン-A環および19-メチル基を含む。第6の態様による幾つかの好ましい実施形態においては、前記ステロイドまたはその誘導体は4-エン-3-オン-A環および19-メチル基を含む。
【0151】
生体内変換後、C19ヒドロキシル化生成物は、当技術分野において記載されているとおりに、反応培地から単離されうる。あるいは、二次生成物が反応培地から単離されうる。単離は、クロマトグラフィー技術、例えば分取もしくは分析用HPLC、または抽出により行われうる。C19ヒドロキシル化ステロイドもしくはステロイド誘導体またはその二次生成物の抽出は、当技術分野で公知のとおりに、例えば4-メチル-2-ペンタノンを使用して行われうる(実施例10を参照されたい)。C19ヒドロキシル化ステロイドもしくはステロイド誘導体またはその二次生成物の更なる精製は、クロマトグラフィー技術、例えばシリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィーもしくは分取HPLC、または結晶化を用いて行われうる。
【0152】
C19ヒドロキシル化ステロイド、ステロイド誘導体または二次生成物の生成の分析は、当技術分野で公知のとおりに、例えばMS法またはNMR法により行われうる。
【0153】
第7の態様によれば、ステロイドのC19ヒドロキシル化のための最適化BM3変異体を得るための方法を提供し、前記方法は、
(i)(a)BM3変異体(試験変異体)を発現する組換え微生物を、外因性の若しくは中間的に生成されたステロイドもしくはステロイド誘導体の存在下、培地内で培養し、または
(b)ステロイドもしくはステロイド誘導体を含有する反応培地をBM3変異体(試験変異体)と共にインキュベートし、
(ii)試験変異体により生成されたC19ヒドロキシル化生成物またはその二次生成物に関する得られた生成物の収率および/または選択性を、ステロイドのC19ヒドロキシル化を触媒しうる試験変異体の親変異体に関して得られたそれぞれの値と比較し、
(iii)試験変異体が、親変異体と比較して改善された生成物収率および/または選択性を有する場合、該試験変異体を、ステロイドのC19ヒドロキシル化に関して最適化されたものとして選択することを含む。
【0154】
第5および第6の態様による方法に関して示されている記載は、特に工程(i)aおよびbに関して、必要な変更を加えて適用される。
【0155】
好ましい実施形態においては、ステロイドまたはステロイド誘導体は1,4-ジエン-3-オン-A環または4-エン-3-オン-A環を含む。非常に好ましい実施形態においては、ステロイドまたはステロイド誘導体はADDまたはd1-テストステロンである。第7の態様の幾つかの好ましい実施形態においては、ステロイドまたはその誘導体は1,4-ジエン-3-オン-A環および19-メチル基を含む。第7の態様の幾つかの好ましい実施形態においては、前記ステロイドまたはその誘導体は4-エン-3-オン-A環および19-メチル基を含む。
【0156】
生成物収率および選択性(係数)は、本明細書中の他の箇所に開示されているとおりに計算される。生成物収率は、C19ヒドロキシル化ステロイドもしくはステロイド誘導体またはそれらに由来する生成物の生成物収率でありうる。好ましくは、生成物収率はエストラジオールまたはエストロンに関する生成物収率である。選択性係数はC19ヒドロキシル化ステロイドまたはステロイド誘導体の選択性係数でありうる。
【0157】
好ましくは、娘変異体はその親変異体の配列および少なくとも1つの追加的な突然変異を有する。好ましくは、親変異体は第1の態様による変異体である。
【0158】
実施例
特に示されていない限り、培地は脱イオン水中で調製し、121℃で20分間滅菌し、または滅菌濾過した。特に示されていない限り、全ての溶液はMilliQ水で調製し、滅菌濾過した。全ての調製は無菌条件下で行った。
【0159】
オックスフォード(Oxford)微量元素溶液はFeCl3×6H2O(27g/L)、ZnCl2(1.31g/L)、CoCl2×6H2O(2.87g/L)、CuCl2×2H2O(1.27g/L)、ホウ酸(0.5g/L)、CaCl2×2H2O(1.32g/L)、Na2MoO4×2H2O(2.35g/L)、塩酸(37%)(100mL/L)を含有していた。
【0160】
略語の一覧:Δ...アミノ酸からの欠失;DMSO...ジメチルスルホキシド;DMF...ジメチルホルムアミド;EDTA...エチレンジアミン四酢酸;×g...重力の倍数;IPTG...イソプロピルβ-D-チオガラクトピラノシド;LB...ルリア・ベルターニ(Luria-Bertani)ブロス;OD550...550nmにおける光学密度;rpm...毎分回転数;SOC増殖培地...BioLabsの#B9020S:2% 植物性ペプトン、0.5% 酵母エキス、10mM NaCl、2.5mM KCl、10mM MgCl2、10mM MgSO4、20mM グルコース。
【0161】
Pluronic(登録商標)PE 8100...Pluronic PE型は低発泡性非イオン性界面活性剤である。それらは、中央のポリプロピレングリコール基が2つのポリエチレングリコール基に隣接しているブロックコポリマーである。PE 8100は以下の構造式に従う:HO(CHCHO)x(CHC(CH)HO)(CHCHO)H。
【0162】
PE 8100は、2300g/molのモル質量を有し分子内に10% ポリプロピレングリコールを含むポリプロピレングリコールブロックコポリマーである。
【0163】
実施例1
P450 BM3(BM3)変異体のクローニング
本明細書に記載されているP450-BM3変異体をコードするヌクレオチド配列は、当技術分野で公知のとおりに、例えば、Eurofins Genomics GmbH(Eurofins Genomics GmbH,Anzinger Str.7a,85560 Ebersberg,Germany)のようなそれぞれのサービス提供者により提供されるとおりに、合成されうる。簡潔に説明すると、本明細書に記載されているP450-BM3 WT(例えば、配列番号59)または他のP450-BM3変異体をコードする核酸配列を、ベクターpETM-11(EMBL Vector Collection,Germany)または別の適切なベクターに基づく発現ベクター内にクローニングした。詳細な説明は、Acevedo-Rocha 2018のサポート情報の“Cloning of cyp102A1 and pETM11-BM3 construction”第4.2節を参照されたい。一般に公知の方法により、遺伝要素を修飾pETM-11ベクター内に導入した。BM3変異体の発現のために、該発現ベクターを大腸菌(Escherichia coli)株BL21 Star(商標)(DE3)(Invitrogen(商標),Lifetechnologies)細胞、大腸菌(E.coli)BL 21(DE3)細胞または大腸菌BL 21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh(その構造はAgudo R 2012に記載されている)細胞内に導入した。
【0164】
酵素変異体の作製
ヌクレオチド置換(交換)を核酸親配列に導入して、例えば、親としての配列番号5上の他のアミノ酸内へのT88置換を得た。これらの置換を達成するためには幾つかの分子生物学的手法が用いられうる。本発明による突然変異核酸および対応タンパク質を製造するための有用な方法は、事前に選択された1以上のアミノ酸をコードするコドンに対して部位特異的突然変異誘発を行うことを含む。これらの部位特異的変異を得るための方法は当業者に周知であり、文献(特に:Directed Mutagenesis:A Practical Approach,1991,M.J.McPHERSON編,IRL PRESS)に詳細に記載されており、あるいは、市販のキット[例えば、QiagenまたはStratageneのQUIKCHANGE(商標)ライトニング突然変異誘発キット]を使用することが可能な方法である。部位特異的突然変異誘発後、核酸を大腸菌株BL21 Star(商標)(DE3)(Invitrogen(商標),Lifetechnologies)内に形質転換した。まず、配列番号122を含有するベクターバックボーン内にBsaI部位を導入して進入ベクターを得、ついで、種々の長さおよび特性を有するライブラリーからのインサート配列をインフレームでBM3遺伝子内に連結することにより、BM3遺伝子内の置換を行った。
【0165】
生成物収率および選択性を決定するために、適切な生体内変換反応において形質転換細胞を試験した。適切な生体内変換反応は後記に記載されている。例えば、実施例2を参照されたい。当技術分野で公知のとおりに配列検証を行った。
【0166】
それぞれの発現プラスミドで形質転換された大腸菌培養物のグリセロールストックを、1容量の40% グリセロール溶液を1容量の大腸菌培養物に添加することにより調製した。
【0167】
単一細菌コロニーを単離するために、適切な希釈度の大腸菌培養物を、適切な濃度のカナマイシンを含有するLB寒天プレート上にプレーティングし、単一コロニーが得られるまで37℃でインキュベートした。
【0168】
実施例2
エストラジオールまたはエストロン産生のためのP450-BM3変異体の分析
培養
スクリーニング目的で、大腸菌株BL21 Star(商標)(DE3)(Invitrogen(商標),Lifetechnologies)を発現プラスミド(実施例1)の宿主として使用した。前培養のために、滅菌された2.5mL 96ウェルディープウェルプレート(850301,HJ-Bioanalytik,Erkelenz,Germany)を、カナマイシン(Sigma-Aldrich、50μg/mL)で補足された490μLのLB培地(LB Broth Miller,Fisher Bioreagents,BP1426-500)で満たし、それぞれの変異体の10μLグリセロールストック(96ウェルマイクロタイタープレート内で調製されたもの)を接種し、あるいは寒天プレートコロニーからの細胞材料を500μL LB培地に接種した。前培養物をクリモ(climo)シェーカーISF1-X(Kuhner AG,Birsfelden,Switzerland)において37℃、250rpmで17時間インキュベートした。
【0169】
発現培養用の培地はトリプトン(12g/L)、酵母エキス(24g/L)、トリプシン消化肉ペプトン(2g/L)、KH2PO4(2.2g/L)、K2HPO4(9.4g/L)、グリセロール(0.4%[v/v])、リボフラビン(0.001g/L)、チアミン塩酸塩(0.337g/L)およびオックスフォード微量元素溶液(250μL/L)を含有していた。トリプトン、酵母エキスおよび肉ペプトンは50g/L ストック溶液として調製し、K-PO4は50×ストック溶液として調製した。これらのストック溶液を121℃で20分間滅菌した。リボフラビンおよびチアミン塩酸塩は、それぞれ、0.06g/Lおよび10g/Lのストック溶液として新たに調製し、滅菌濾過した。ストック溶液から培地を調製し、カナマイシン(カナマイシン溶液,K0254,Sigma-Aldrich,St.Louis,MO,USA)を50mg/Lの最終濃度で添加した。
【0170】
発現培養のために、滅菌した2.5mL 96ウェルディープウェルプレート(850301,HJ-Bioanalytik,Erkelenz,Germany)を、カナマイシン(50mg/L)で補足された440μLの発現培地で満たし、発現培養物に50μLの前培養物を接種した。発現培養プレートをクリモシェーカーにおいて37℃、250rpmでインキュベートした。4時間のインキュベーションの後、発現培地(50mg/L カナマイシンで補足されたもの)中で希釈された10μLの30mM IPTGをウェルごとに加えて(0.6mM IPTGの最終濃度とした)、酵素発現を誘導した。ついで発現培養プレートを振とうインキュベーター内で27℃で20時間インキュベートした。
【0171】
発現培養物を4℃、2500×gで15分間遠心分離することにより、細胞を回収した。培養上清を廃棄し、残存した細胞ペレットを495μLのP450アッセイバッファー(pH7.4の100mM KPO4バッファー、50g/L グルコース、35g/L グリセロール、1mM EDTA)または250μL の2×P450アッセイバッファー(pH7.0の200mM KPO4バッファー、100g/L グルコース、70g/L グリセロール、2mM EDTA)に再懸濁させた。ディープウェルプレートを、使用するまで、-80℃で保存した。
【0172】
生体内変換
細胞懸濁液を含有するディープウェルプレートを室温で解凍した。(i)495μLのP450アッセイバッファーに再懸濁された細胞に5μLのΔ1-テストステロンまたはアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)ストック溶液(N,N-ジメチルホルムアミド中の5mg/mLまたは10mg/mL)を添加することにより、あるいは(ii)2×P450アッセイバッファー中の250μLの細胞懸濁液に250μLのアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)ストック(4000mg/mL)を添加することにより、生体内変換反応を開始させ、インキュベーションを振とうインキュベーター内で27℃で22時間行った。反応を、500μLの停止溶液(アセトニトリル、メタノールおよびジメチルスルホキシドを1:1:1の比で含有するもの)を加えることにより停止させ、ステロイドの抽出のために、シェーカー上で20℃で30分間インキュベートした。ついでプレートを4℃、2500×gで15分間遠心分離した。各ウェルから120μLの上清を96ウェルフィルタープレート(Corning,3504)に移し、ついでそれを4℃、650×gで5分間遠心分離した。濾過したサンプルを-20℃で保存し、または直接的にHPLC分析に付した。
【0173】
分析用HPLC法
分析用HPLCを以下の設定で行った。
【0174】
装置:Agilent Technologies 1290 Infinity;カラム:Ascentis Express C18、50×2.1mm、2.7μm;溶離液A:水(+0.025%または0.005% トリフルオロ酢酸);溶離液B:アセトニトリル;流速1.5mL/分;温度:45℃;注入体積:4μL、280nmで検出。勾配:0~0.18分の5% 溶媒B、0.18~0.4分の5~10% 溶媒B、0.4~4.6分の10~27% 溶媒B、4.6~7.0分の27~95% 溶媒B、7.01~7.5分の5% 溶媒B。
【0175】
アンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)、Δ1-テストステロン、エストラジオールおよびエストロン(N,N-ジメチルホルムアミドに溶解されたもの)を参照物質および定量用標準として使用した。生体内変換において使用される最大濃度までの範囲をカバーする適切な希釈液を調製した。
【0176】
観察された保持時間は、Δ1-テストステロンでは4.01分、ADDでは4.22分、エストラジオールでは4.37分、エストロンでは4.86分であった。得られたピーク面積を標準のものと比較することにより、サンプル中のそれぞれの化合物の濃度を算出した。
【0177】
実施例3
親型BM3-268(配列番号5)に基づくBM3変異体を使用したΔ1-テストステロンのエストラジオールへの変換
1つまたは2つの位置に突然変異を有するBM3-268(配列番号5)の変異体を、実施例1に記載されているとおりに調製し、Δ1-テストステロンからエストラジオールへの変換に関してスクリーニングした。培養、生体内変換およびHPLC分析を、実施例2に記載されているとおりに行った。グリセロールストックを培養用接種物として使用し、初期基質(Δ1-テストステロン)濃度は50mg/Lであった。
【0178】
エストラジオール生成物収率およびエストラジオールの選択性係数の結果を図1a、bおよび2a、bに示す。L78、E82またはA87位に突然変異を含むBM3-268由来変異体に関して、Δ1-テストステロンからエストラジオールへの変換の結果を図1cに示す。
【0179】
実施例4
BM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)に基づくBM3変異体を使用したΔ1-テストステロンからエストラジオールへの変換
最大6個の位置に追加的な突然変異を含有するBM3誘導体BM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)の変異体(実施例1)をΔ1-テストステロンからエストラジオールへの変換に関してスクリーニングした。培養、生体内変換およびHPLC分析を、実施例2に記載されているとおりに行った。グリセロールストックを培養用接種物として使用し、実験において用いた初期Δ1-テストステロン濃度は100mg/Lであった。
【0180】
得られたエストラジオール生成物収率およびエストラジオール選択性係数を図3a、bおよび図4a、b、c、d、e、fに示す。L78、E82またはA87位に突然変異を含む配列番号15由来の変異体に関して、Δ1-テストステロンからエストラジオールへの変換の結果を図3cに示す。
【0181】
実施例5
最大7個の突然変異を含有するBM3-268(配列番号5)変異体を使用したΔ1-テストステロンからエストラジオールへの変換
種々の位置に最大7個の突然変異を含有するBM3-268(配列番号5)の変異体(実施例1)をΔ1-テストステロンからエストラジオールへの変換に関してスクリーニングした。培養、生体内変換およびHPLC分析を、実施例2に記載されているとおりに行った。寒天プレートコロニーを培養用接種物として使用し、実験において用いた初期Δ1-テストステロン濃度は50mg/Lであった。エストラジオール収率およびエストラジオールの選択性係数の結果を図5aおよびbに示す。
【0182】
実施例6
BM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)に基づくBM3変異体を使用したアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換
最大6個の位置に追加的な突然変異を有するBM3-268;M177Y,A184Y(配列番号15)の変異体(実施例1)をアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換に関してスクリーニングした。培養、生体内変換およびHPLC分析を、実施例2に記載されているとおりに行った。グリセロールストックを培養用接種物として使用し、実験において用いた初期ADD濃度は100mg/Lであった。
【0183】
エストロンの収率およびエストロンの選択性係数の結果を図6a、bおよび図7a、b、c、d、e、fに示す。L78、E82またはA87位に突然変異を含む配列番号15由来変異体に関して、ADDからエストロンへの変換の結果を図6cに示す。
【0184】
実施例7
最大6個の突然変異を有するBM3-268(配列番号5)変異体を使用したアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換
種々の位置に最大6個の突然変異を有するBM3-268(配列番号5)の変異体(実施例1)をアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換に関してスクリーニングした。培養、生体内変換およびHPLC分析を、実施例2に記載されているとおりに行った。寒天プレートコロニーを培養用接種物として使用し、実験において用いた初期ADD濃度は100mg/Lであった。エストロンの収率およびエストロンの選択性係数の結果を図8に示す。
【0185】
実施例7A
BM3-268;S72G,V78L,A82E,F87A,M177Y,V178P,L181Y,A184Y,L188F(配列番号117)に基づくBM3変異体を使用したアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換
1つまたは2つの位置に追加的な突然変異を有するBM3-268;S72G,V78L,A82E,F87A,M177Y,V178P,L181Y,A184Y,L188F(配列番号117)の変異体(実施例1)をアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換に関してスクリーニングした。培養、生体内変換およびHPLC分析を、実施例2に記載されているとおりに行った。グリセロールストックを培養用接種物として使用し、実験において用いた初期ADD濃度は2000mg/Lであった。
【0186】
得られたエストロン力価およびエストロンの標的生成物比の結果を図9および図10に示す。
【0187】
実施例7B
最大5個の突然変異を有するBM3-268;S72G,V78L,A82E,F87A,M177Y,V178P,L181Y,A184Y,L188F(配列番号117)変異体を使用したアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換
種々の位置に最大5個の突然変異を有するBM3-268;S72G,V78L,A82E,F87A,M177Y,V178P,L181Y,A184Y,L188F(配列番号117)の変異体(実施例1)をアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換に関してスクリーニングした。培養、生体内変換およびHPLC分析を、実施例2に記載されているとおりに行った。寒天プレートコロニーを培養用接種物として使用し、実験において用いた初期ADD濃度は2000mg/Lであった。エストロン力価およびエストロンの標的生成物比の結果を図11に示す。
【0188】
実施例7C
3個の突然変異を有するBM3-268;S72G,V78L,A82E,F87A,T146F,M177Y,V178W,L181Y,A184Y(配列番号118)変異体を使用したアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換
BM3-268;S72G,V78L,A82E,F87A,T146F,M177Y,V178W,L181Y,A184Y(配列番号118)の変異体G457S,I458G,A477N(実施例1を参照されたい)をアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換に関してスクリーニングした。培養、生体内変換およびHPLC分析を、実施例2に記載されているとおりに行った。グリセロールストックを培養用接種物として使用し、実験において用いた初期ADD濃度は2000mg/Lであった。得られたエストロン力価および標的生成物比(TPR)の結果を表E7Cに示す。
【0189】
【表14】
【0190】
実施例7D
種々の長さおよび特性を有するインサートによる458位と477位との間のアミノ酸配列の交換を有するBM3-268;S72G,T146F,M177Y,V178W,L181Y,A184Y,G457S,I458G,A477N(配列番号119)を使用したアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換
458位と477位との間のアミノ酸配列交換を有するBM3-268;S72G,T146F,M177Y,V178W,L181Y,A184Y,G457S,I458G,A477N(配列番号119)の変異体(実施例1)をアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)からエストロンへの変換に関してスクリーニングした。培養、生体内変換およびHPLC分析を、実施例2に記載されているとおりに行った。グリセロールストックを培養用接種物として使用し、実験において用いた初期ADD濃度は2000mg/Lであった。
【0191】
得られたエストロン力価および標的生成物比(TPR)の結果を表E7Dに示す。(i)力価により決定された生成物収率および/または(ii)TPRにより決定された選択性を、インサート(「リンカー」)が、親型と比較して改善した変異体のみが挙げられている。
【0192】
【表15】
【0193】
実施例7E
最大8個のアミノ酸置換を有する野生型(配列番号1)に基づくBM3変異体のBM3タンパク質レベル
種々の位置に最大8個の突然変異を有する野生型BM3(配列番号1)の変異体(実施例1)をBM3タンパク質レベルに関してスクリーニングした。細胞の培養を、実施例2に記載されているとおりに行った。細胞タンパク質レベルをPAGEゲル(NuPAGE(商標)4~12%、Bis-Tris、1.0mm、Mini Protein Gel、15ウェル;Thermo Fisher Scientific)で分析した。発現培養物を0.5のOD600nmに調節し、NuPAGE(登録商標)LDSサンプルバッファー(4×)とNuPAGE(登録商標)サンプル還元剤(10×)(共にThermo Fisher Scientific)との2倍混合物の1容量を加えた。サンプルをサーモサイクラーにおいて99℃で5分間変性させた。ついで10μLの変性サンプルをゲル上にローディングし、NuPAGE(登録商標)MOPS SDSランニングバッファー(Thermo Fisher Scientific)中で180ボルトで60分間、電気泳動を行った。電気泳動後、SimplyBlue(商標)SafeStain(Thermo Fisher Scientific)を使用してゲルを染色し、デジタルイメージを撮影した。ソフトウェアパッケージImageJ(ImageJバージョン1.53e,National Institutes of Health,Bethesda,MD,USA)を使用して、タンパク質バンドの定量を行った。ゲルイメージを8ビットグレースケールに変換し、50のローリングボール半径で「ライトバックグラウンド」設定を使用して、バックグラウンド減算を行った。各レーンに関して、BM3タンパク質ピークについて、および全ピークの合計(総タンパク質)について、ゲルプロファイル面積を計算した。BM3タンパク質および総タンパク質の面積値に基づいて、BM3と総タンパク質との比を各サンプルに関して計算し、それらの値を野生型対照サンプルと比較した[(BM3面積/総タンパク質面積(変異体に関するもの))/(BM3面積/総タンパク質面積(野生型に関するもの))]。BM3野生型に対するBM3タンパク質レベルの結果を表E7Eに示す。
【0194】
【表16】
【0195】
実施例8
(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン(デルタ-1-テストステロン)のC19ヒドロキシル化に関してP450-BM3変異体をスクリーニングするための方法
培地
脱イオン水中のトリプトン(10g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(5g/L)。培地を121℃で20分間滅菌した。ついでカナマイシン(50mg/L)を加えた。
【0196】
前培養
96ディープウェルプレートの各ウェルは、グリセロールストックからのP450-BM3変異体を含有する大腸菌株(2μL)が接種された0.25mLの培地を含有していた。プレートを37℃、800rpmで17時間振とうした。
【0197】
主培養
96ディープウェルプレートの各ウェルは、前培養からの50μLが接種された1.5mLの培地を含有していた。培養物を37℃、800rpmで3時間振とうした。ついで温度を1時間以内に27℃に減少させ、脱イオン水中のIPTG(1mM)を加えてタンパク質発現を開始させた。4時間の発現の後、プレートを遠心分離により回収し、上清を廃棄し、ペレットを500μLの反応バッファー(KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM))に再懸濁させ、液体窒素で凍結し、-80℃で保存した。
【0198】
生体内変換
プレートを解凍し、(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン(5μLのDMFに溶解した12.5μg)のステロイドストック溶液5μLの添加により反応を開始させ、プレートを、蓋で覆った状態で、700rpm、27℃で22時間振とうした。プレートを液体窒素中で凍結し、-80℃で保存した。アセトニトリル/メタノール/DMSO 1:1:1(HPLCグレード)の500μL混合物を加えることにより、解凍サンプルをHPLCスクリーニング用に調製した。プレートを振とうし、遠心分離し、200μlの上清を分析用プレートに移した。プレートをシリコーンシーリングマットで覆い、HPLC分析に付した。
【0199】
HPLC分析
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Thermo Accucore C30 2.6μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.05容量% ギ酸、溶離液B:アセトニトリル+0.05容量% ギ酸;勾配:0.0~2.0分の5~30% B、2.0~5.0分の85% B;注入体積4μL;流速0.9mL/分;温度:45℃;DADスキャン:248~280nm。
【0200】
【表17】
【0201】
結果
数百個のP450-BM3変異体を試験した後、僅か数個の変異体がデルタ-1-テストステロンのC19-ヒドロキシル化を可能にして、最終生成物としてのエストラジオールを与えた。
【0202】
【表18】
【0203】
4個のBM3変異体の後続スクリーニング実験において、以下の(副)生成物に関して、以下のスクリーニング収率が見出された。
【0204】
【表19】
【0205】
実施例9
基質としての(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(テストステロン)のC19ヒドロキシル化に関してP450-BM3変異体をスクリーニングするための方法
デルタ-1-テストステロンに関して記載されているとおりに(実施例8)、培地、前培養および主培養を調製した。
【0206】
HPLC分析
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Ascentis Express C18 2.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.05容量% ギ酸、溶離液B:アセトニトリル+0.05容量% ギ酸;勾配:0.0~3.0分の5~30% B、3.0~5.0の95% B、5.0~5.5の5% B;注入体積4μL;流速0.9mL/分;温度:45℃;DADスキャン:244nm。
【0207】
【表20】
【0208】
結果
数百個のP450-BM3変異体を試験した後、僅か数個の変異体がテストステロンのC19-ヒドロキシル化を可能にした。
【0209】
【表21】
【0210】
実施例10
(17ベータ)-エストラ-1(10),2,4-トリエン-3,17-ジオール
【化14】
【0211】
発現系
BM3-268を伴う発現系大腸菌BL21(DE3)pETM11はM.T.Reetzから提供された。それはKille Sabrina 2011(DOI:10.1038/NCHEM.1113)に記載されている。それぞれのタンパク質および遺伝子配列、例えばpETM11-BM3-268は、それぞれ配列番号5および63として示されている。
【0212】
培養
前培養培地は脱イオン水中にトリプトン(10g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(5g/L)を含んでいた。培地を滅菌した後、カナマイシン(50mg/L)を加えた。1つの前培養物(100mL)に、所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21(DE3)pETM11-BM3-268(配列番号5)(50μL)を接種し、37℃、165rpmで16時間振とうした。この前培養物(100mL)を使用して、1つの5L スチール発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(20g/L)、塩化ナトリウム(20g/L)、酵母エキス(10g/L)およびPluronic(登録商標)PE 8100(0.5mL)を脱イオン水(4.0L)に溶解し、発酵槽内で121℃で30分間滅菌した。ついで、脱イオン水(10mL)中のカナマイシン(0.25g)を加えた。発酵槽への接種の後(16時間を経た前培養)、接種培養物を、1500rpmまでの攪拌速度により調節された30%の酸素分圧および2.5L/分の通気速度で37℃、500rpmで撹拌した。3時間後、グルコース水溶液(25%、40g/時間)を加えた。4時間25分後、OD550は16.16に達し、10分以内に温度を28℃に減少させ、脱イオン水(50mL)中のIPTG(1.19g)を加えて、タンパク質発現を開始させた。更に8時間35分の後、細胞を遠心分離により回収し(124.6g)、バッファー[125mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、4×45mL、1×35mLおよび10×1mLのアリコートにおいて、更なる使用まで-80℃で保存した。
【0213】
生体内変換
KH2PO4(15g)、K2HPO4(46.15g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.5mL)、脱イオン水(3.8L)、グルコース水溶液(50%、375mL)およびEDTA水溶液(0.5M、3.75mL)を含有する5Lのスチール発酵槽に、DMF(10mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン(500mg、1.75mmol)を加え、混合物を2.0L/分の通気速度、140rpm、27℃で撹拌した。バッファー(215mL)中の細胞を加え、最大800rpmの攪拌速度により調節された50%の酸素分圧で生体内変換物を攪拌した。水酸化ナトリウム水溶液(16%)を加えることにより、pH値をpH7.4に維持した。26時間5分後、生体内変換を4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。有機層を濃縮して粗油(4.98g)を得、これをメタノールでスラリー化し、濾過し、濃縮して油(4g)を得た。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/アセトン勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(4.3mg、収率0.8%)を得た。
【0214】
分取キラルHPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 100×30mm;溶離液A:水+0.2容量% アンモニア水(32%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の17% B(40~70mL/分)、0.51~5.50分の34~44% B(70mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0215】
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm。溶離液A:水+0.2容量% アンモニア水(32%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0216】
LC-MS:R=1.01分;MS(ESIneg):m/z=271[M-H]
【0217】
H-NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ[ppm]:0.000(1.83),0.710(4.29),1.102(0.18),1.113(0.30),1.132(0.31),1.141(0.29),1.160(0.32),1.185(0.85),1.213(0.54),1.224(0.54),1.243(0.60),1.255(0.59),1.273(0.57),1.286(0.46),1.303(0.52),1.317(0.44),1.329(0.32),1.348(0.47),1.355(0.45),1.375(0.54),1.398(0.55),1.407(0.56),1.429(0.57),1.438(0.51),1.460(0.41),1.471(0.41),1.509(0.63),1.590(0.24),1.599(0.21),1.616(0.31),1.621(0.29),1.633(0.23),1.640(0.26),1.775(0.23),1.783(0.23),1.790(0.24),1.807(0.22),1.814(0.24),1.821(0.20),1.851(0.23),1.859(0.34),1.867(0.24),1.882(0.22),1.890(0.31),1.898(0.20),2.030(0.22),2.043(0.24),2.053(0.23),2.063(0.26),2.077(0.30),2.100(0.32),2.211(0.25),2.218(0.25),2.244(0.24),2.252(0.22),2.554(16.00),2.736(0.53),2.749(0.54),2.776(0.22),3.642(0.29),3.664(0.50),3.685(0.27),6.498(0.70),6.546(0.36),6.552(0.31),6.567(0.39),6.574(0.34),7.076(0.58),7.097(0.53)。
【0218】
実施例11
(1アルファ,2アルファ,17ベータ)-17-ヒドロキシ-1,2-エポキシアンドロスタ-4-エン-3-オン
【化15】
表題化合物の製造に関しては、実施例10の製造を参照されたい。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/アセトン勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(13mg)を得た。
【0219】
分取キラルHPLC法
装置:Waters 自動精製システム。カラム:Waters XBrigde C18 5μ 100x30mM;溶離液 A:水+0.1 Vol-% ギ酸(99 %)、溶離液 B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分 16 % B(25~70mL/分)、0.51~5.50分 33~48 % B(70mL/分)、DAD スキャン:210~400 nm。
【0220】
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速:0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210-400nm。
【0221】
分析用キラルHPLC:R=2.04分。
【0222】
H-NMR(600MHz,ピリジン-d5):δ[ppm]:0.77-0.91(m,2H),0.98-1.05(m,1H),0.99(s,3H),1.11(td,1H),1.23-1.32(m,1H),1.34(s,3H),1.43-1.53(m,2H),1.55-1.67(m,2H),1.73-1.81(m,2H),2.01-2.14(m,3H),2.20(td,1H),3.63(dd,1H),3.74(d,1H),3.89(td,1H),5.91-5.93(m,1H),6.18(d,1H)。
【0223】
実施例12
(15ベータ,17ベータ)-15,17-ジヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン
【化16】
表題化合物の製造に関しては、実施例10の製造を参照されたい。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/アセトン勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(78mg)を得た。
【0224】
分析用HPLC:R=0.74分;MS(ESIpos):m/z=303[M+H]
【0225】
H-NMR(600MHz,CDCl3)δ[ppm]:0.82(dd,1H),1.05-1.16(m,3H),1.11(s,3H),1.28(s,3H),1.58-1.65(m,1H),1.71(qd,1H),1.75-1.80(m,1H),1.86(dt,1H),2.09(qd,1H),2.20-2.29(m,1H),2.37-2.42(m,1H),2.55(tdd,1H),2.63(ddd,1H),3.58(t,1H),4.21(ddd,1H),6.09(s,1H),6.24(dd,1H),7.08(d,1H)。
【0226】
実施例13
(15ベータ,17ベータ)-エストラ-1(10),2,4-トリエン-3,15,17-トリオール
【化17】
【0227】
培養
脱イオン水中にトリプトン(16g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(10g/L)を含有する前培養用培地を水酸化ナトリウム溶液(水中の16%)でpH7.3に調節し、121℃で20分間滅菌した。ついでカナマイシン(50mg/L)を加えた。
【0228】
BM3-268;F77Lを発現する大腸菌株BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh(50μL)を1つの前培養物(それぞれ100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで16時間振とうした。これらの前培養物(100mL)を使用して、1つの10L スチール発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(12g/L)、酵母エキス(24g/L)、消化済み牛肉エキス(2g/L)、KH2PO4(2.2g/L)、K2HPO4(9.4g/L)およびグリセロール(87%、4.6g/L)を脱イオン水(9.2L)に溶解し、発酵槽内で121℃で20分間滅菌した。ついで水(20mL)中のカナマイシン(0.5g)、水(20mL)中のリボフラビン(10mg)、水(10mL)中の塩酸チアミン(3.37g)およびオックスフォード微量金属溶液(2.5mL)を加えた。17時間を経た前培養物の接種の後、接種培養物を、水酸化ナトリウム水溶液(16%)またはリン酸水溶液(16%)の添加により調節されたpH6.6で、3.3L/分の分圧の通気速度で、37℃、315rpmで攪拌した。2時間後、0.92のOD550に達し、温度を15分以内に27℃に減少させ、脱イオン水(40mL)中のIPTG(2.38g)および脱イオン水(40mL)中のアミノレブリン酸(838mg)を加えて、タンパク質発現を開始させた。12時間後、pH調節のためにリン酸水溶液(16%)をグルコース水溶液(50%)で置換した。更に24時間の後、細胞を遠心分離により回収し(96.86g)、バッファー[97mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、2×40mL、1×80mLおよび5×1mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0229】
生体内変換1
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(930mL)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)を含有する1つの1L Biostat Q発酵槽に、DMF(4mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン(50mg、174.5μmol)を加え、混合物を300rpm、27℃、通気量0.5L/分で撹拌した。pH値をpH7.4に維持した。バッファー(20mL)中の細胞を加え、撹拌速度を1200rpmまで変化させることにより生体内変換物を50%の酸素分圧に維持した。24時間40分後、生体内変換物を回収し、凍結し、-20℃で保存した。
【0230】
生体内変換2
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(930mL)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)を含有する1つの1L Biostat Q発酵槽に、DMF(4mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン(50mg、174.5μmol)を加え、混合物を300rpm、27℃、通気量0.5L/分で撹拌した。pH値をpH7.4に維持した。バッファー(40mL)中の細胞を加え、撹拌速度を1200rpmまで変化させることにより生体内変換物を50%の酸素分圧に維持した。24時間40分後、生体内変換物を回収し、凍結し、-20℃で保存した。
【0231】
生体内変換3+4
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(930mL)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)を含有する2つの1L Biostat Q発酵槽に、DMF(4mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン(50mg、174.5μmol)を加え、混合物を300rpm、27℃、通気量0.5L/分で撹拌した。pH値をpH7.4に維持した。バッファー(40mL)中の細胞を加え、撹拌速度を1200rpmまで変化させることにより生体内変換物を50%の酸素分圧に維持した。5時間20分後、培養物を回収し、凍結し、-20℃で保存した。
【0232】
回収された4つの生物変換物を解凍し、一緒にし、4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。
【0233】
有機相を濃縮して粗油(1.69g)を得、これをメタノールでスラリー化し、濾過し、濃縮して油(1.04g)を得た。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(13.0mg)を得た。
【0234】
分取キラルHPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 50×50mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の5% B(50~100mL/分)、0.51~8.00分の5~35% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0235】
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0236】
分析用キラルHPLC:R=0.78分。
【0237】
H-NMR(600MHz,ピリジン-d5):δ[ppm]:1.08(dd,1H),1.37(td,1H),1.49(qd,1H),1.61(s,3H),1.65-1.74(m,1H),2.17-2.24(m,2H),2.28(ddd,1H),2.32-2.39(m,2H),2.49-2.56(m,1H),2.81-2.89(m,2H),2.94-3.01(m,1H),3.96(td,1H),4.55(s,1H),5.85(d,1H),6.25(d,1H),7.02(d,1H),7.12(dd,1H),7.38(d,1H),11.16(s,1H)。
【0238】
実施例14
(1アルファ,2アルファ,17ベータ)-17,19-ジヒドロキシ-1,2-エポキシアンドロスタ-4-エン-3-オン
【化18】
表題化合物の調製に関しては、実施例13を参照されたい。粗生成物(1.04g)を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(7.4mg)を得た。
【0239】
分取キラルHPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 50×50mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の5% B(50-100mL/分)、0.51~8.00分の5~35% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0240】
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0241】
分析用キラルHPLC:R=0.80分。
【0242】
H-NMR(600MHz,CDCl3)δ[ppm]:-0.006(0.17),0.000(4.06),0.005(0.19),0.772(0.44),0.816(16.00),0.880(0.19),0.969(0.54),0.981(0.62),0.987(0.73),0.989(0.80),0.999(0.79),1.001(0.80),1.007(0.70),1.015(0.41),1.020(0.77),1.036(0.77),1.044(0.88),1.057(0.93),1.064(0.94),1.069(1.08),1.076(1.00),1.086(0.47),1.090(0.59),1.096(0.51),1.253(0.81),1.260(0.82),1.266(0.73),1.278(0.76),1.282(1.02),1.287(0.83),1.299(0.81),1.305(0.86),1.313(0.39),1.324(0.90),1.334(0.94),1.344(1.03),1.354(1.03),1.365(0.45),1.374(0.43),1.432(0.59),1.437(0.64),1.445(0.72),1.451(0.96),1.454(0.88),1.457(0.79),1.460(0.87),1.465(0.68),1.468(0.78),1.471(0.71),1.474(0.96),1.480(0.52),1.488(0.46),1.494(0.47),1.506(0.43),1.512(0.49),1.528(0.85),1.534(1.04),1.550(0.85),1.556(0.84),1.572(0.55),1.574(0.61),1.579(0.75),1.586(0.60),1.590(0.81),1.595(0.92),1.602(0.83),1.607(1.01),1.611(0.91),1.616(0.83),1.623(1.01),1.628(1.22),1.640(1.51),1.761(0.34),1.767(0.37),1.779(0.68),1.785(0.77),1.799(0.70),1.806(0.68),1.816(0.29),1.823(0.30),1.862(0.36),1.868(0.80),1.873(1.01),1.882(1.30),1.884(1.47),1.889(1.08),1.898(1.30),1.905(1.12),1.910(0.58),1.992(0.36),2.000(0.71),2.004(0.72),2.014(0.49),2.022(0.68),2.026(0.67),2.033(0.35),2.052(0.38),2.062(0.43),2.067(0.72),2.074(0.56),2.077(0.75),2.083(0.62),2.090(0.70),2.092(0.54),2.100(0.62),2.105(0.40),2.115(0.33),2.312(0.50),2.319(0.68),2.324(0.56),2.334(0.85),2.339(1.05),2.346(0.78),2.372(0.43),2.396(0.84),2.403(0.73),2.405(0.74),2.418(0.98),2.426(0.94),2.439(0.42),2.441(0.42),2.447(0.39),3.358(2.18),3.361(2.22),3.364(2.35),3.367(2.14),3.633(0.88),3.647(1.53),3.662(0.85),3.944(2.87),3.950(2.82),4.173(0.59),4.263(2.71),4.281(1.88),5.900(2.52),7.267(12.12)。
【0243】
実施例15
(1アルファ,2アルファ,15ベータ,17ベータ)-15,17-ジヒドロキシ-1,2-エポキシアンドロスタ-4-エン-3-オン
【化19】
表題化合物の製造に関しては、実施例13を参照されたい。粗生成物(1.04g)を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(2.8mg)を得た。
【0244】
分取キラルHPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 50×50mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の5% B(50~100mL/分)、0.51~8.00分の5~35% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0245】
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0246】
分析用キラルHPLC:R=0.73分。
【0247】
H-NMR(600MHz,クロロホルム-d)δ[ppm]:-0.006(0.48),0.000(11.79),0.005(0.44),0.825(1.12),0.835(1.15),0.844(1.18),0.854(1.23),0.857(1.22),0.881(0.35),1.070(0.62),1.076(0.66),1.091(1.49),1.104(13.48),1.112(1.31),1.119(1.11),1.134(0.39),1.141(0.37),1.227(0.58),1.234(0.66),1.254(2.09),1.266(0.93),1.272(0.78),1.398(0.70),1.440(15.22),1.457(1.29),1.513(0.45),1.546(0.44),1.571(2.00),1.576(2.63),1.590(16.00),1.610(1.91),1.614(2.15),1.619(1.27),1.635(0.91),1.641(0.91),1.657(0.40),1.663(0.37),1.786(0.38),1.792(0.80),1.797(0.85),1.804(0.43),1.808(0.34),1.815(0.61),1.820(0.62),1.872(0.61),1.877(0.96),1.883(0.58),1.893(0.64),1.898(0.85),1.905(0.51),2.108(0.34),2.114(0.32),2.126(0.65),2.133(0.70),2.145(0.62),2.152(0.65),2.215(0.47),2.219(0.62),2.226(0.54),2.236(0.60),2.240(0.78),2.247(0.68),2.262(0.38),2.269(0.60),2.274(0.52),2.283(0.45),2.291(0.57),2.294(0.51),2.405(0.51),2.414(0.47),2.428(0.86),2.435(0.79),2.449(0.41),2.457(0.36),2.603(0.67),2.616(0.88),2.617(0.84),2.627(0.79),2.630(0.83),2.640(0.83),2.642(0.82),2.654(0.65),3.385(1.56),3.388(1.69),3.391(1.66),3.395(1.55),3.571(0.58),3.585(1.12),3.600(0.56),3.678(2.43),3.684(2.34),4.182(0.51),4.191(0.87),4.199(0.51),5.746(2.23)。
【0248】
実施例16
(6ベータ、17ベータ)-6,17-ジヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3-オン
【化20】
表題化合物の製造に関しては、実施例13を参照されたい。粗生成物(1.04g)を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(2.4mg)を得た。
【0249】
分取キラルHPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 50×50mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の5% B(50~100mL/分)、0.51~8.00分の5~35% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0250】
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0251】
分析用キラルHPLC:R=0.75分。
【0252】
H-NMR(600MHz,CDCl3)δ[ppm]:0.000(7.05),0.850(0.34),0.857(10.48),0.868(0.34),0.960(0.40),0.972(0.39),0.979(0.55),0.990(0.55),0.998(0.48),1.010(0.46),1.056(0.37),1.065(0.43),1.075(0.61),1.082(0.65),1.089(0.52),1.094(0.57),1.096(0.56),1.103(1.02),1.110(0.72),1.118(0.75),1.131(0.41),1.139(0.42),1.215(0.47),1.220(0.44),1.235(0.62),1.238(0.70),1.241(0.73),1.243(0.71),1.253(1.01),1.258(1.09),1.264(0.79),1.377(0.64),1.387(0.69),1.398(0.76),1.407(0.80),1.418(0.40),1.427(0.45),1.440(1.03),1.456(12.77),1.464(0.72),1.470(0.66),1.473(0.63),1.476(0.51),1.478(0.58),1.487(0.52),1.490(0.47),1.492(0.64),1.499(0.39),1.506(0.37),1.512(0.39),1.562(0.37),1.571(0.42),1.602(1.00),1.608(1.08),1.614(1.25),1.619(1.41),1.623(1.48),1.628(1.35),1.631(1.37),1.635(1.48),1.638(1.35),1.644(1.17),1.651(1.05),1.656(0.96),1.705(0.40),1.712(0.39),1.727(0.56),1.734(0.56),1.748(0.66),1.754(0.70),1.768(0.66),1.773(0.86),1.777(0.87),1.780(0.57),1.785(0.56),1.792(0.36),1.795(0.39),1.799(0.37),1.883(0.57),1.889(0.73),1.895(0.53),1.905(0.56),1.910(0.66),1.916(0.46),2.052(0.49),2.057(0.81),2.062(0.63),2.069(0.34),2.074(0.85),2.081(1.05),2.085(1.41),2.090(0.63),2.093(0.33),2.097(0.54),2.102(0.65),2.107(0.74),2.112(0.39),2.122(0.72),2.127(0.45),3.646(0.92),3.660(1.30),3.674(0.85),4.543(0.81),4.548(1.50),4.553(0.85),6.162(2.12),6.165(2.42),6.210(1.34),6.213(1.21),6.226(1.36),6.229(1.27),7.052(1.95),7.069(1.96),7.264(16.00)。
【0253】
実施例17
(17ベータ)-17,19-ジヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン
【化21】
【0254】
製造1
発現系
大腸菌株BL21(DE3)pETM11-BM3-254はM.T.Reetzにより提供された。それはKille Sabrina 2011(DOI:10.1038/NCHEM.1113)に記載されている。タンパク質および遺伝子配列は、それぞれ配列番号2および60に示されている。
【0255】
培養
前培養の培地:脱イオン水中のトリプトン(10g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(5g/L)。培地を121℃で20分間滅菌した。ついでカナマイシン(50mg/L)を加えた。
【0256】
所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21(DE3)pETM11-BM3-254(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで16時間振とうした。この前培養物(10mL)を使用して、1つの1L Biostat Q発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(20g/L)、塩化ナトリウム(20g/L)、酵母エキス(10g/L)および Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)を脱イオン水(1.0L)に溶解し、発酵槽内で121℃で30分間滅菌した。ついで脱イオン水(5mL)中のカナマイシン(50mg)を加えた。発酵槽への接種の後、1500rpmまでの速度で攪拌することにより維持された30%の酸素分圧および0.4L/分の通気速度、500rpm、37℃で接種培養物を攪拌した。3時間後、グルコース水溶液(50%、4g/時間)を加えた。4時間50分後、OD550は16.1に達し、温度を5分以内に28℃に減少させ、脱イオン水(10mL)中のIPTG(238mg)を加えてタンパク質発現を開始させた。更に9時間の後、細胞を遠心分離により回収し(39.1g)、バッファー[39.1mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、1×75mL、3×1mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0257】
生体内変換
KH2PO4(3g)、K2HPO4(9.23g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(0.75L)、グルコース水溶液(50%、15mL)およびEDTA水溶液(0.5M、0.75mL)をそれぞれが含有する2つの1L Biostat Q発酵槽に、DMF(5mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(75.0mg、260μmol)を加え、混合物を27℃、300rpm、通気速度0.5L/分で攪拌した。バッファー(それぞれ37mL)中の細胞を加え、撹拌速度を最大800rpmに変化させることにより、生体内変換を酸素分圧50%に維持した。pH値をpH7.4に維持した。26時間後、グルコース水溶液を加えた(50%、60mL)。102.5時間後、生体内変換物を4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。有機層を濃縮して油(1.09g)を得、これをメタノールに溶解し、濃縮して油(0.91g)を得た。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(4.0mg、収率2.52%)を得た。
【0258】
分取キラルHPLC法
装置:Labomatic HD5000、Labocord-5000;Gilson GX-241、Labcol Vario 4000、カラム:Chiralpak IA 5μ 250×30mm;溶離液A:アセトニトリル+0.1容量% ジエチルアミン(99%);溶離液B:エタノール;イソクラティック:90% A+10% B;流速50.0mL/分;UV 254nm。
【0259】
分析用キラルHPLC法
装置:Agilent HPLC1260;カラム:Chiralpak IA 3μ 100×4.6mm;溶離液A:アセトニトリル+0.1容量% ジエチルアミン(99%);溶離液B:エタノール;イソクラティック:90% A+10% B;流速1.4mL/分;温度:25℃;DAD 254nm。
【0260】
H-NMR(600MHz,クロロホルム-d)δ[ppm]:0.79(s,3H),0.92-0.99(m,1H),1.02-1.09(m,3H),1.31(qd,2H),2.05-2.13(m,1H),2.32-2.44(m,4H),2.75(ddd,1H),3.65(t,1H),3.92(d,1H),4.08(dd,1H),5.96(s,1H)。
【0261】
製造2
発現系
第2の製造においては、大腸菌株BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdhおよびプラスミドpETM11-BM3-254を使用して表題化合物を合成した。大腸菌BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh株の構築はAgudo R 2012に記載されている。該株をコンピテントにし、pETM11-BM3-254で形質転換した。
【0262】
コンピテント細胞の調製および形質転換
必要な溶液:KCH3COO(2.95g/L)、KCl(7.46g/L)、CaCl2(1.11g/L)、グリセロール(130mL)を含有するTFB1バッファー。KCl(0.75g/L)、CaCl2(11.1g/L)、MOPSバッファー(2.1g/L)、グリセロール(130mL)を含有するTFB2バッファー。該バッファーをオートクレーブした。滅菌濾過を含む、MgCl2×6H2O(95.2g/L)の溶液の調製を行った。
【0263】
ルリア-ベルターニ・ブロス培地(10g/L バクトトリプトン、5g/L バクト酵母エキス、10g/L 塩化ナトリウム)の培養物(5mL)に、大腸菌株BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdhE 株のグリセロール培養物(2μl)を接種した。この培養物を37℃、165rpmで一晩振とうした。一晩培養物(1mL)を使用して、ルリア-ベルターニ・ブロス培地の培養物(100mL)に接種した。OD600が0.4~0.5に達するまで、培養物を37℃、165rpmでインキュベートし、ついで培養物を4℃、4000rpmで15分間の遠心分離に付した。以下の全ての物質を氷中で予冷した。培養上清を廃棄し、細胞ペレットをTFB1バッファー(30mL)および3.2ml MgCl2溶液(3.2mL)に再懸濁させ、氷上で15分間インキュベートした。混合物を4℃、4000rpmで10分間の遠心分離に付した。上清を廃棄し、細胞ペレットをTFB2バッファー(4mL)に再懸濁させ、氷上で15分間インキュベートした。細胞を50μLずつアリコート化し、液体窒素中で瞬間凍結し、-80℃で保存した。
【0264】
形質転換のために、50μLのコンピテント細胞を氷上で15分間解凍し、1~2μLのプラスミド(pETM11-BM3-254)を加え、混合物を氷上で30分間インキュベートした。熱ショックを42℃で45秒間行い、ついで氷上で5分間のインキュベーションを行った。SOC増殖培地(350μL)の添加の後、混合物を、1000rpmで振とうしながら、37℃で1時間インキュベートした。細胞(100μL)を、カナマイシン(50mg/L)を含有するルリア-ベルターニ・ブロス寒天プレート上に配置し、37℃で一晩インキュベートした。単一コロニーを採取し、配列決定した。
【0265】
大腸菌BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh pETM11-BM3-254の培養およびタンパク質発現
前培養の培地:脱イオン水中のトリプトン(10g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(5g/L)。培地を121℃で20分間滅菌した。ついでカナマイシン(50mg/L)を加えた。
【0266】
細胞培養1
所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh pETM11-BM3-254(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで16時間振とうした。この前培養物(10mL)を使用して、1つの1LのBiostat Q発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(20g/L)、塩化ナトリウム(20g/L)、酵母エキス(10g/L)およびPluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)を脱イオン水(1.0L)に溶解し、発酵槽内で121℃で30分間滅菌した。ついで脱イオン水(5mL)中のカナマイシン(50mg)およびオックスフォード微量金属溶液(0.25mL)を加えた。発酵槽への接種の後、1500rpmまでの撹拌により維持された30%の酸素分圧および0.4L/分の通気速度で、37℃、500rpmで接種培養物を撹拌した。3時間後、グルコース水溶液を加えた(25%、8g/時間)。5時間30分後、OD550は15.72に達し、温度を10分以内に28℃に減少させ、脱イオン水(10mL)中のIPTG(238mg)を加えてタンパク質発現を開始させた。更に9時間50分の後、細胞を遠心分離により回収し(34.88g)、バッファー[34.88mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、2×25mL、3×1mLおよび1×13mlのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0267】
細胞培養2
所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh pETM11-BM3-254(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで16時間振とうした。この前培養物(10mL)を使用して、1つの1L Biostat Q発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(20g/L)、塩化ナトリウム(20g/L)、酵母エキス(10g/L)およびPluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)を脱イオン水(4.0L)に溶解し、発酵槽内で121℃で30分間滅菌した。ついで脱イオン水(5mL)中のカナマイシン(50mg)およびオックスフォード微量金属溶液(0.25mL)を加えた。発酵槽への接種の後、1500rpmまでの撹拌により維持された30%の酸素分圧および0.4L/分の通気速度で、37℃、500rpmで接種培養物を攪拌した。3時間後、グルコース水溶液(25%、8g/時間)を加えた。5時間5分後、OD550が16.72に達し、温度を5分以内に28℃に減少させ、脱イオン水(10mL)中のIPTG(238mg)および脱イオン水(5mL)中のアミノレブリン酸(42mg)を加えて、タンパク質発現を開始させた。更に9時間10分の後、細胞を遠心分離により回収し(38g)、バッファー[38g;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、2×25mL、3×1mL、1×19mlのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0268】
細胞培養3
所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh pETM11-BM3-254(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで16時間振とうした。この前培養物(100mL)を使用して、1つの10Lスチール発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(20g/L)、塩化ナトリウム(20g/L)、酵母エキス(10g/L)およびPluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)を脱イオン水(8.8L)に溶解し、発酵槽内で121℃で30分間滅菌した。ついで脱イオン水(10mL)中のカナマイシン(500mg)およびオックスフォード微量金属溶液(2.5mL)を加えた。発酵槽への接種の後(16時間を経た前培養)、1200rpmまでの撹拌により維持された30%の酸素分圧および0.4L/分の通気速度で、37℃、400rpmで接種培養物を攪拌した。3時間後、グルコース水溶液(25%、80g/時間)を加えた。5時間20分後、OD550が16.69に達し、温度を5分以内に28℃に減少させ、脱イオン水(20mL)中のIPTG(2.38g)および脱イオン水(20mL)中のアミノレブリン酸(420mg)をを加えて、タンパク質発現を開始させた。更に9時間25分の後、細胞を遠心分離により回収し(298.42g)、バッファー[298.42g;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、7×25mL、3×1mLおよび7×50mlのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0269】
生体内変換1
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(930mL)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)を含有する1つの1L Biostat Q発酵槽に、DMF(5mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(100mg、347μmol)を加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで攪拌した。pH値をpH7.4に維持した。バッファー中の細胞(50mLの細胞培養1)を加え、撹拌速度を800rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。26.5時間後、生体内変換物を4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。
【0270】
生体内変換2
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(930mL)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)を含有する1つの1L Biostat Q発酵槽に、DMF(5mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(100mg、347μmol)を加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで攪拌した。pH値をpH7.4に維持した。バッファー中の細胞(50mLの細胞培養2)を加え、撹拌速度を800rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。26.5時間後、生体内変換物を4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。
【0271】
生体内変換3
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(930mL)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)を含有する1つの1L Biostat Q発酵槽に、DMF(5mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(100mg、347μmol)を加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで攪拌した。pH値をpH7.4に維持した。バッファー中の細胞(50mLの細胞培養3)を加え、撹拌速度を1200rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。4時間後、バッファー中の追加的な細胞(25mLの細胞培養3)を加えた。26時間25分後、生体内変換物を4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。
【0272】
生体内変換4および5
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(930mL)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)をそれぞれが含有する2つの1L Biostat Q発酵槽に、DMF(2.5mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(25mg、87μmol)を加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで攪拌した。pH値をpH7.4に維持した。バッファー中の細胞(50mLの細胞培養3)を加え、撹拌速度を800rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。26時間25分後、生体内変換物を4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。
【0273】
前記の5つの生物変換物の有機相を一緒にし、濃縮して油(4.45g)を得、これをメタノールでスラリー化し、濾過し、濃縮して油(1.23g)を得た。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(13.0mg)を得た。
【0274】
分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0275】
分取HPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 150×50mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の9% B(40~100mL/分)、0.51~8.50分の19~41% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0276】
実施例18
(15ベータ,17ベータ)-15,17,19-トリヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン
【化22】
表題化合物の製造に関しては、実施例17の第2の製造を参照されたい。粗生成物(1.23g)を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(2.2mg)を得た。
【0277】
分取キラルHPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 150×50mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の5% B(40~100mL/分)、0.51~8.50分の5~30% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0278】
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速:0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0279】
分析用キラルHPLC:R=0.63分。
【0280】
H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ[ppm]:0.61(dd,1H),0.82-0.97(m,6H),1.37-1.47(m,2H),1.51-1.57(m,1H),1.61(td,1H),1.64-1.68(m,1H),1.89-1.97(m,1H),2.07-2.17(m,2H),2.22-2.32(m,3H),2.37-2.45(m,2H),2.58-2.67(m,2H),3.26-3.32(m,1H),3.73(dd,1H),3.85(dd,1H),3.91-3.98(m,1H),4.35(d,1H),4.46(d,1H),4.72(t,1H),5.74(s,1H)。
【0281】
H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ[ppm]:-0.006(0.85),0.005(0.77),0.593(1.06),0.603(1.08),0.612(1.10),0.621(1.08),0.832(0.48),0.847(0.83),0.853(0.89),0.869(0.54),0.875(0.56),0.889(16.00),0.900(0.68),0.907(0.64),0.924(1.06),0.943(1.10),0.957(0.56),0.964(0.54),1.383(0.68),1.387(0.70),1.398(0.85),1.402(0.95),1.406(0.83),1.410(0.77),1.421(1.12),1.425(1.31),1.440(0.68),1.446(0.66),1.529(0.77),1.535(0.83),1.552(0.58),1.557(0.54),1.588(0.46),1.602(0.83),1.611(0.85),1.625(0.48),1.634(0.46),1.651(1.02),1.656(0.60),1.666(0.64),1.671(0.95),1.918(0.73),1.924(0.79),1.937(0.73),1.942(0.75),2.076(0.44),2.087(0.60),2.092(0.79),2.099(0.56),2.113(0.73),2.120(1.37),2.126(1.14),2.134(0.54),2.141(0.58),2.145(0.64),2.230(0.77),2.234(0.56),2.248(0.79),2.255(1.31),2.270(1.35),2.275(0.93),2.280(1.24),2.283(1.22),2.294(1.43),2.306(0.77),2.382(0.81),2.385(1.16),2.388(1.64),2.391(1.31),2.405(0.75),2.411(0.70),2.519(3.59),2.522(3.63),2.525(3.05),2.600(0.58),2.610(1.08),2.613(1.04),2.616(1.33),2.619(1.02),2.624(0.79),2.628(0.75),2.633(0.70),2.637(0.62),2.652(0.62),2.661(0.48),3.265(0.54),3.273(0.58),3.279(1.14),3.287(1.16),3.293(0.58),3.302(0.56),3.713(0.99),3.723(1.04),3.732(1.31),3.741(1.26),3.837(1.02),3.846(1.08),3.855(0.81),3.863(0.77),3.943(0.87),3.949(0.87),4.348(2.88),4.355(2.82),4.454(2.47),4.462(2.38),4.711(1.18),4.719(2.47),4.728(1.16),5.740(3.34),6.552(0.56),8.318(1.16)。
【0282】
実施例19
(2ベータ,15ベータ,17ベータ)-2,15,17-トリヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン
【化23】
表題化合物の製造に関しては、実施例17の第2の製造を参照されたい。粗生成物(1.23g)を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(1mg)を得た。
【0283】
分取キラルHPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 150×50mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の5% B(40~100mL/分)、0.51~8.50分の5~30% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0284】
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速:0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0285】
分析用キラルHPLC:R=0.64分。
【0286】
H-NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ[ppm]:0.774(1.91),0.788(1.77),0.802(1.30),0.816(1.29),0.997(0.71),1.010(14.33),1.027(0.71),1.031(0.70),1.040(0.91),1.051(1.46),1.061(0.86),1.072(0.57),1.082(0.82),1.092(0.42),1.129(0.40),1.136(0.42),1.148(0.61),1.160(16.00),1.170(0.89),1.174(0.86),1.184(3.29),1.191(1.47),1.210(0.65),1.349(0.55),1.358(0.57),1.381(0.95),1.389(0.89),1.407(0.92),1.415(0.98),1.434(0.69),1.439(0.56),1.443(0.76),1.456(0.60),1.464(2.08),1.474(1.47),1.498(3.80),1.507(1.42),1.517(1.52),1.523(1.55),1.533(2.86),1.538(1.94),1.554(1.66),1.559(1.68),1.640(0.47),1.708(0.49),1.716(0.89),1.724(0.89),1.733(0.51),1.740(0.42),1.748(0.63),1.757(0.62),1.779(0.74),1.788(1.01),1.796(0.61),1.811(0.61),1.819(0.93),1.828(0.54),1.943(0.50),1.979(0.98),2.026(1.06),2.036(0.61),2.057(0.70),2.063(0.57),2.106(0.64),2.191(0.71),2.198(1.06),2.207(1.84),2.215(0.62),2.227(1.79),2.234(1.28),2.240(0.81),2.400(1.05),2.414(1.07),2.434(0.99),2.448(0.98),2.512(0.43),2.516(0.45),2.521(0.76),2.532(0.66),2.535(0.71),2.540(1.23),2.543(1.28),2.558(0.89),2.562(1.02),2.568(0.44),2.577(1.01),2.580(1.05),2.598(0.68),3.504(1.26),3.526(2.58),3.547(1.18),4.093(1.59),4.101(0.86),4.107(1.71),4.114(1.31),4.119(0.79),4.127(1.90),4.133(0.80),4.142(1.13),5.234(4.88),5.755(3.02),5.757(2.97)。
【0287】
実施例20
(2ベータ,17ベータ)-2,17,19-トリヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン
【化24】
前培養の培地:脱イオン水中のトリプトン(10g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(5g/L)。培地を121℃で20分間滅菌した。ついでカナマイシン(50mg/L)を加えた。
【0288】
細胞培養1
所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh pETM11-BM3-254(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで16時間振とうした。この前培養物(10mL)を使用して、1つの1L Biostat Q発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(20g/L)、塩化ナトリウム(20g/L)、酵母エキス(10g/L)およびPluronic(登録商標)PE 8100(0.5mL)を脱イオン水(1.0L)に溶解し、発酵槽内で121℃で30分間滅菌した。ついで脱イオン水(5mL)中のカナマイシン(50mg)を加えた。発酵槽への接種の後、0.4L/分の通気速度で、37℃、500rpmで接種培養物を攪拌し、1500rpmまでの撹拌により30%の酸素分圧を維持した。3時間後、グルコース水溶液(25%、8g/時間)を加えた。5時間30分後、OD550が16.2に達し、温度を15分以内に28℃に減少させ、脱イオン水(10mL)中のIPTG(0.24g)を加えてタンパク質発現を開始させた。更に10時間5分の後、細胞を遠心分離により回収し(38.8g)、バッファー[38.8mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、3×1mLおよび7×10mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0289】
細胞培養2
所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh pETM11-BM3-254(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、37℃、165rpmで16時間振とうした。この前培養物(10mL)を使用して、1つの1L Biostat Q発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(20g/L)、塩化ナトリウム(20g/L)、酵母エキス(10g/L)およびPluronic(登録商標)PE 8100(0.5mL)を脱イオン水(1.0L)に溶解し、発酵槽内で121℃で30分間滅菌した。ついで脱イオン水(5mL)中のカナマイシン(50mg)を加えた。発酵槽への接種の後、接種培養物を0.4L/分の通気速度で37℃、500rpmで攪拌し、1500rpmまでの攪拌により30%の酸素分圧を維持した。3時間後、グルコース水溶液(25%、8g/時間)を加えた。5時間後、OD550が16.6に達し、温度を15分以内に28℃に減少させ、脱イオン水(10mL)中のIPTG(0.24g)を加えてタンパク質発現を開始させた。更に9時間15分の後、遠心分離により細胞を回収し(42g)、バッファー[42mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、3×1mLおよび7×10mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0290】
細胞培養3
所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21 Gold(DE3)ΔdkgA::FRT T7 gdh pETM11-BM3-254(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで16時間振とうした。この前培養物(10mL)を使用して、1つの1L Biostat Q発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(20g/L)、塩化ナトリウム(20g/L)、酵母エキス(10g/L)およびPluronic(登録商標)PE 8100(0.5mL)を脱イオン水(1.0L)に溶解し、発酵槽内で121℃で30分間滅菌した。ついで脱イオン水(5mL)中のカナマイシン(50mg)を加えた。発酵槽への接種の後、接種培養物を0.4L/分の通気速度、37℃、500rpmで攪拌し、1500rpmまでの攪拌により30%の酸素分圧を維持した。3時間後、グルコース水溶液(25%、8g/時間)を加えた。5時間5分後に、OD550が16.72に達し、温度を15分以内に28℃に減少させ、脱イオン水(10mL)中のIPTG(0.238g)および脱イオン水(5mL)中の5-アミノレブリン酸塩酸塩(0.042g)を加えて、タンパク質発現を開始させた。更に9時間40分の後、細胞を遠心分離により回収し(43g)、バッファー[43mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、3×1mLおよび5×15mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0291】
生体内変換1
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(0.93L)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)を含有する1L Biostat Q発酵槽に、DMF(5mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(100mg、0.35mmol)を加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで攪拌した。バッファー中の細胞(50mLの前培養2)を加え、撹拌速度を800rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH7.4に維持した。4時間後、バッファー中の細胞(20mL)を再び加えた。28時間10分後、生体内変換を停止させた。
【0292】
生体内変換2
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(0.93L)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)を含有する1L Biostat Q発酵槽に、DMF(5mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(100mg、0.35mmol)を加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで撹拌した。バッファー中の細胞(50mLの細胞培養3)を加え、撹拌速度を800rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH7.4に維持した。27時間45分後、生体内変換を停止させた。
【0293】
生体内変換3
KH2PO4(4g)、K2HPO4(12.3g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(0.1mL)、脱イオン水(0.93L)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5M、1mL)を含有する1L Biostat Q発酵槽に、DMF(4×2.5mL)に溶解された(17ベータ)-17-ヒドロキシアンドロスタ-4-エン-3-オン(4×25mg、0.35mmol)を0時間、2時間、4時間および6時間後の間隔で加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで攪拌した。バッファー中の細胞(50mLの細胞培養1)を0時間の時点で加え、撹拌速度を800~1200rpmで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH7.4に維持した。28時間後、生体内変換。
【0294】
前記の3つの生体内変換物を一緒にし、4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。有機層を濃縮して油(2.2g)を得、これをメタノールでスラリー化し、濾過し、濃縮して油(1.06g)を得た。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(7.8mg、収率2%)を得た。
【0295】
分取キラルHPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 100×30mm;溶離液A:水+0.1容量% アンモニア水(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の10% B(40~70mL/分)、0.51~5.50分の10~40% B(70mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0296】
分析用キラルHPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% アンモニア水(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~1.6分の1~99% B、1.6~2.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0297】
分析用キラルHPLC:R=0.73分。
【0298】
H-NMR(600MHz,CDCl3)δ[ppm]:0.79(s,3H),0.95-1.11(m,3H),1.24-1.36(m,3H),1.38-1.50(m,3H),1.57-1.63(m,1H),1.69-1.77(m,1H),1.81(dq,1H),1.87(dt,1H),1.95-2.02(m,1H),2.03-2.14(m,1H),2.20-2.27(m,2H),2.30(s,1H),2.35-2.41(m,1H),2.44-2.54(m,1H),3.60-3.73(m,3H),4.09-4.17(m,2H)。
【0299】
実施例21
3-ヒドロキシエストラ-1(10),2,4-トリエン-17-オン
【化25】
【0300】
発現系
大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;S72G,A74V,F77A
【0301】
培養
前培養の培地:脱イオン水中のトリプトン(16g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(10g/L)。pH値をpH7.3に維持した。培地を121℃で20分間滅菌した。ついでカナマイシン(50mg/L)を加えた。
【0302】
所望のプラスミドを含有する含む大腸菌株BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;S72G,A74V,F77A(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで17時間振とうした。この前培養物(100mL)を使用して、1つの10L スチール発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(12g/L)、酵母エキス(24g/L)、消化済み牛肉エキス(2g/L)、KH2PO4(2.2g/L)、K2HPO4(9.4g/L)およびグリセロール(87%、4.6g/L)を脱イオン水(9.2L)に溶解し、発酵槽内で121℃で20分間滅菌した。ついで水(20mL)中のカナマイシン(0.5g)、水(20mL)中のリボフラビン(10mg)、水(10mL)中の塩酸チアミン(3.37g)およびオックスフォード微量金属溶液(2.5mL)を加えた。発酵槽への接種の後、水酸化ナトリウム水溶液(16%)またはリン酸水溶液(16%)の添加により調節されたpH6.6、3.3L/分の通気速度、37℃、315rpmで培養物を攪拌した。2.55時間後、OD550が0.94に達し、温度を10分以内に27℃に減少させ、水(40mL)中のIPTG(1.43g)を加えてタンパク質発現を開始させた。9.15時間後、pH調節のためにリン酸水溶液(16%)をグルコース水溶液(50%)で置換した。更に23.5時間の後、OD550が23.92に達し、細胞を遠心分離により回収し(215.6g)、バッファー[215.6mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、1×150mL、1×130mL、2×40mLおよび5×1mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0303】
生体内変換
KH2PO4(40g)、K2HPO4(123g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(1mL)、脱イオン水(9.0L)、グルコース水溶液(50%、200mL)およびEDTA水溶液(0.5M、10mL)を含有する10L スチール発酵槽に、DMF(10mL)に溶解されたアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(500mg、1.75mmol)を加え、混合物を3.3L/分の通気量、27℃、315rpmで撹拌した。バッファー(400mL)中の細胞を加え、撹拌速度を1200rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH7.4に維持した。26時間後、生体内変換物を4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。有機層を濃縮して油(2.37g)を得、これをメタノールでスラリー化し、濾過し、濃縮して油(2.05g)を得た。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール勾配)および2回の分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(14mg)を得た。
【0304】
1.分取HPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 50×50mm;溶離液A:水+0.2容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の23% B(50~100mL/分)、0.51~13.50分の23~43% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0305】
1.分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~2.6分の1~99% B、2.6~3.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0306】
分析用HPLC:R=1.10分。
【0307】
2.分取HPLC法
装置:Sepiatec:Prep SFC100;カラム:Chiralpak IG 5μ 250×30mm;溶離液A:CO2;溶離液B:メタノール;イソクラティック:20% B;流速:100mL/分;温度:40℃;BPR:150バール;UV:280nm。
【0308】
2.分析用HPLC法
装置:Agilent:1260、Aurora SFC-Modul;カラム:Chiralpak IG 5μ 100×4.6mm;溶離液A:CO2;溶離液B:メタノール;イソクラティック:20% B;流速:4mL/分;温度:37.5℃;BPR:100バール;UV:280nm。
【0309】
分析用HPLC:R=3.66分。
【0310】
H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ[ppm]:0.820(16.00),1.293(0.48),1.322(0.95),1.329(0.75),1.348(2.38),1.371(1.82),1.401(0.24),1.450(0.87),1.461(0.83),1.476(1.50),1.492(0.75),1.523(0.55),1.529(0.44),1.545(0.36),1.552(0.59),1.575(0.36),1.583(0.32),1.726(0.99),1.733(0.91),1.748(0.79),1.754(0.67),1.882(0.51),1.890(0.55),1.896(0.59),1.915(0.75),1.921(0.83),1.935(0.63),1.943(0.67),1.964(0.48),1.976(0.44),2.011(0.59),2.033(0.91),2.058(0.83),2.071(0.20),2.080(1.19),2.102(0.51),2.136(0.55),2.284(0.40),2.301(0.71),2.314(0.71),2.326(0.51),2.331(0.24),2.394(0.95),2.414(1.07),2.440(0.75),2.461(0.95),2.518(0.71),2.522(0.48),2.539(0.44),2.664(0.20),2.669(0.24),2.673(0.20),2.710(0.20),2.735(1.35),2.747(1.43),2.775(0.51),3.298(0.20),6.444(2.06),6.450(2.42),6.496(1.35),6.502(1.07),6.517(1.39),6.523(1.15),7.036(1.82),7.056(1.66),9.033(4.63)。
【0311】
H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ[ppm]:0.82(s,3H),1.22-1.41(m,3H),1.42-1.61(m,3H),1.69-1.79(m,1H),1.86-1.99(m,2H),2.00-2.19(m,2H),2.25-2.35(m,1H),2.43(dd,1H),2.68-2.83(m,2H),6.45(d,1H),6.51(dd,1H),7.05(d,1H),9.03(s,1H)。
【0312】
表題化合物の別の製造に関しては、実施例25を参照されたい。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(91mg)を得た。
【0313】
更に、アンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(ADD)を基質として使用して、以下の手順により、以下に示されているスクリーニング収率で、表題化合物を合成した。
【0314】
【表22】
【0315】
発現系
A:大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;M177Y,A184Y(タンパク質 配列番号15;DNA 配列番号73)+S72G,V178P,L181Y,L188F
B:大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;M177Y,A184Y(タンパク質 配列番号15;DNA 配列番号73)+S72G,T146F,V178W,L181Y
C:大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;S72G,M177Y,V178P,L181Y,A184Y,L188F(タンパク質 配列番号 117;DNA 配列番号120)+R179L
D:大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;S72G,M177Y,V178P,L181Y,A184Y,L188F(タンパク質 配列番号117;DNA 配列番号120)
E:大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;S72G,T146F,M177Y,V178W,L181Y,A184Y,G457S,I458G,A477N(タンパク質 配列番号119;DNA-配列番号122)
F:大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;S72G,T146F,M177Y,V178W,L181Y,A184Y,G457S,I458G,A477N(タンパク質 配列番号119;DNA-配列番号122)+配列番号137を有するインサート
G:大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;S72G,T146F,M177Y,V178W,L181Y,A184Y,G457S,I458G,A477N(タンパク質 配列番号119;DNA-配列番号122)+配列番号126を有するインサート
H:大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;S72G,T146F,M177Y,V178W,L181Y,A184Y,G457S,I458G,A477N(タンパク質 配列番号119;DNA-配列番号122)+配列番号139を有するインサート
I:大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;S72G,T146F,M177Y,V178W,L181Y,A184Y,G457S,I458G,A477N(タンパク質 配列番号119;DNA-配列番号122)+配列番号145を有するインサート。
【0316】
前培養の培地:脱イオン水中のトリプトン(16g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(10g/L)。pH値をpH7.3に維持した。培地を121℃で20分間滅菌した。ついでカナマイシン(50mg/L)を加えた。
【0317】
所望のプラスミドを含有する菌(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで17時間振とうした。この前培養物(100mL)を使用して、1つの10L スチール発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(12g/L)、酵母エキス(24g/L)、消化済み牛肉エキス(2g/L)、KH2PO4(2.2g/L)、K2HPO4(9.4g/L)、グリセロール(87%、4.6g/L)を脱イオン水(9.2L)に溶解し、発酵槽内で121℃で20分間滅菌した。ついで水(20mL)中のカナマイシン(0.5g)、水(20mL)中のリボフラビン(10mg)、水(10mL)中の塩酸チアミン(3.37g)およびオックスフォード微量金属溶液(2.5mL)を加えた。発酵槽への接種の後、水酸化ナトリウム水溶液(16%)またはリン酸水溶液(16%)の添加により調節されたpH6.6、3.3L/分の通気速度、37℃、315rpmで培養物を攪拌した。OD550が0.9~1.0に達した後、温度を10分以内に27℃に減少させ、水(40mL)中のIPTG(1.43g)を加えてタンパク質発現を開始させた。以下の表に記載されている時間の後、pH調節のためにリン酸水溶液(16%)をグルコース水溶液(50%)で置換した。以下の表に記載されている培養時間の後、細胞を遠心分離により回収し、バッファーに再懸濁させ、1mLのバッファー[KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]中の1gの細胞ペレットを液体窒素中で凍結し、80mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0318】
【表23】
【0319】
生体内変換1
KH2PO4(9.54g)、K2HPO4(5.19g)、0.1mLのPluronic(登録商標)PE 8100、脱イオン水(0.9L)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5mM、1mL)を含有する1L ガラス容器発酵槽に、DMF(8mL)に溶解されたアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(400mg、1.41mmol/L)を加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで攪拌した。バッファー(80mL)中の細胞を加え、撹拌速度を2000rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の溶存酸素分圧で維持した。グルコース濃度が5g/L未満に低下した後、グルコース水溶液(50%)の供給を開始した。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH6.6に維持した。0時間、1時間、2時間、3時間、5時間、7時間、23時間および47時間後、分析用サンプル(2mL)を採取し、実施例21の力価を、以下に示されている方法で測定した。
【0320】
【表24】
【0321】
生体内変換2
KH2PO4(6.8g)、K2HPO4(8.7g)、0.1mLのPluronic(登録商標)PE 8100、脱イオン水(0.9L)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5mM、1mL)を含有する1L ガラス容器発酵槽に、DMF(8mL)に溶解されたアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(400mg、1.41mmol/L)を加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで攪拌した。バッファー(80mL)中の細胞を加え、撹拌速度を2000rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の溶存酸素分圧で維持した。グルコース濃度が5g/L未満に低下した後、グルコース水溶液(50%)の供給を開始した。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH7.0に維持した。0時間後、1時間後、2時間後、3時間後、5時間後、7時間後および23時間後、分析用サンプル(2mL)を採取し、実施例21の力価を、以下に示されている方法で測定した。
【0322】
【表25】
【0323】
生体内変換3
KH2PO4(9.54g)、K2HPO4(5.19g)、0.1mLのPluronic(登録商標)PE 8100、脱イオン水(0.5L)、グルコース水溶液(50%、20mL)、20mLのDMFおよびEDTA水溶液(0.5mM、1mL)を含有する1L ガラス容器発酵槽に、水性懸濁液としてのアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(1500mg、5.27mmol/L)を加え(125g/L ストック溶液の15.4mL;78%)、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、500rpmで攪拌した。バッファー(400mL)中の細胞を加え、撹拌速度を2000rpmまで変化させ、純酸素を加えて0.4L/分の範囲内の通気とし、毎分同体積だけ通気を減少させて0.5L/分の通気速度を維持することにより、生体内変換物を50%の溶存酸素分圧で維持した。3時間後、グルコース水溶液(50%)の供給を開始した。グルコースの測定量は5g/L未満に低下すべきではない。添加グルコースの総量は97.9gであった。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH6.6に維持した。0時間後、1時間後、2時間後、3時間後、5時間後、7時間後および23時間後、分析用サンプル(2mL)を採取し、実施例21の力価を、以下に示されている方法で測定した。
【0324】
生体内変換4
KH2PO4(9.54g)、K2HPO4(5.19g)、0.1mLのPluronic(登録商標)PE 8100、脱イオン水(0.9L)、グルコース水溶液(50%、20mL)およびEDTA水溶液(0.5mM、1mL)を含有する1L ガラス容器発酵槽に、DMF(16mL)に溶解されたアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(800mg、2.81mmol/L)を加え、混合物を0.5L/分の通気速度、27℃、300rpmで攪拌した。バッファー(80mL)中の細胞を加え、撹拌速度を2000rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の溶存酸素分圧で維持した。23時間後、グルコース水溶液(50%)の供給を開始した。グルコースの測定量は5g/L未満に低下すべきではない。添加グルコースの総量は67.5gであった。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH6.6に維持した。0時間後、1時間後、2時間後、3時間後、5時間後、7時間後および23時間後、分析用サンプル(2mL)を採取し、実施例21の力価を、以下に示されている方法で測定した。
【0325】
分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLC(I-Class、H-Class)またはThermo Scientific ISQ EM SingleQuad;カラム:Ascentis Express C18 2.7μm、150×2.1mm;溶離液A:水+0.05% ギ酸(99%);溶離液B:アセトニトリル+0.05% ギ酸;勾配:0~9分の5~30% B、9~15分の30~95% B;流速0.7mL/分;温度:45℃;DAD:243nm+280nm。
【0326】
実施例22
15アルファ-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン
【化26】
表題化合物の製造に関しては、実施例21を参照されたい。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール勾配)および2回の分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(14mg)を得た。
【0327】
1.分取HPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 50×50mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の17% B(50~100mL/分)、0.51~8.50分の17~37% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0328】
1.分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~2.6分の1~99% B、2.6~3.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0329】
分析用HPLC:R=0.82分。
【0330】
2.分取HPLC法
装置:PrepCon Labomatic HPLC;カラム:YMCセルロース SC 5μ、250×30mm;溶離液A:ヘキサン+0.1容量% ジエチルアミン;溶離液B:2-プロパノール;イソクラティック:70% A+30% B;流速:50mL/分;温度:25℃;UV:254nm。
【0331】
2.分析用HPLC法
装置:Waters Alliance 2695;カラム:YMCセルロース SC 3μ、100×4.6mm;溶離液A:ヘキサン+0.1容量% ジエチルアミン;溶離液B:2-プロパノール;イソクラティック:70% A+30% B;流速:1.4mL/分;温度:25℃;UV:254nm。
【0332】
分析用HPLC:Rt=9.28分。
【0333】
H-NMR(600MHz,CDCl3)δ[ppm]:0.000(2.45),0.736(0.49),0.839(0.64),0.848(0.52),0.856(0.53),0.862(0.46),0.869(0.88),0.881(1.19),0.892(0.62),1.071(0.16),1.139(0.57),1.146(0.65),1.157(0.67),1.159(0.78),1.163(0.80),1.166(0.69),1.177(0.65),1.184(0.62),1.189(0.46),1.197(0.55),1.210(0.78),1.217(0.88),1.233(1.06),1.239(1.17),1.254(5.41),1.262(3.03),1.270(14.17),1.281(2.20),1.288(1.62),1.297(1.04),1.306(16.00),1.333(0.30),1.348(0.42),1.356(0.21),1.376(0.22),1.399(0.16),1.412(0.17),1.601(0.17),1.642(0.51),1.700(0.19),1.724(0.23),1.731(0.33),1.747(0.53),1.753(0.50),1.768(0.70),1.774(0.62),1.789(0.32),1.796(0.33),1.840(0.70),1.844(1.02),1.851(1.63),1.858(0.95),1.861(0.97),1.866(1.73),1.868(1.14),1.873(1.06),1.877(0.57),1.884(0.28),2.163(0.24),2.169(0.28),2.181(0.55),2.187(0.64),2.201(0.54),2.206(0.60),2.219(0.21),2.225(0.26),2.267(0.30),2.271(0.41),2.276(0.50),2.280(0.46),2.288(0.41),2.292(0.42),2.297(0.46),2.301(0.44),2.307(0.28),2.434(0.41),2.438(0.48),2.441(0.51),2.445(0.42),2.456(0.59),2.461(0.67),2.463(0.68),2.468(0.52),2.503(0.69),2.513(0.64),2.535(1.79),2.545(1.79),2.567(0.41),2.569(0.53),2.575(2.58),2.590(0.64),2.592(0.66),2.598(0.63),2.600(0.64),2.607(0.88),2.612(0.34),2.614(0.31),2.621(0.27),2.623(0.37),4.576(0.66),4.585(1.06),4.593(0.65),6.107(1.41),6.109(2.45),6.112(1.50),6.245(1.70),6.248(1.64),6.262(1.64),6.266(1.59),7.060(2.35),7.078(2.17),7.267(8.94)。
【0334】
実施例23
6ベータ-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン
【化27】
表題化合物の製造に関しては、実施例21を参照されたい。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール勾配)および2回の分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(2mg)を得た。
【0335】
1.分取HPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:Waters XBrigde C18 5μ 50×50mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.00~0.50分の17% B(50~100mL/分)、0.51~8.50分の17~37% B(100mL/分)、DADスキャン:210~400nm。
【0336】
1.分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μm、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸(99%)、溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~2.6分の1~99% B、2.6~3.0分の99% B;流速0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0337】
分析用HPLC:R=0.82分。
【0338】
2.分取HPLC法
装置:PrepCon Labomatic HPLC;カラム:YMCセルロース SC 5μ、250×30mm;溶離液A:ヘキサン+0.1容量% ジエチルアミン;溶離液B:2-プロパノール;イソクラティック:70% A+30% B;流速:50mL/分;温度:25℃;UV:254nm。
【0339】
2.分析用HPLC法
装置:Waters Alliance 2695;カラム:YMCセルロース SC 3μ、100×4.6mm;溶離液A:ヘキサン+0.1容量% ジエチルアミン;溶離液B:2-プロパノール;イソクラティック:70% A+30% B;流速:1.4mL/分;温度:25℃;UV:254nm。
【0340】
分析用HPLC:R=6.58分。
【0341】
H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ[ppm]:0.697(1.62),0.717(0.16),0.833(0.65),0.851(1.06),0.879(16.00),0.986(0.57),0.996(0.57),1.014(0.89),1.023(0.97),1.042(0.73),1.052(0.65),1.083(0.32),1.147(0.65),1.164(1.06),1.172(0.89),1.184(1.38),1.195(1.87),1.232(5.28),1.256(1.38),1.272(1.06),1.289(1.38),1.293(1.46),1.300(1.22),1.317(0.97),1.330(0.97),1.347(0.65),1.351(0.65),1.373(16.00),1.472(0.41),1.495(0.81),1.502(0.65),1.517(0.57),1.526(1.14),1.534(0.57),1.548(0.73),1.557(0.65),1.579(0.32),1.598(0.32),1.609(0.41),1.631(0.65),1.641(0.81),1.668(2.60),1.692(0.89),1.698(1.22),1.708(0.65),1.784(0.73),1.795(0.81),1.805(0.57),1.822(0.65),1.833(0.81),1.847(0.65),1.853(0.73),1.867(0.73),1.883(0.57),1.898(0.49),1.959(0.81),1.967(0.81),1.975(1.22),1.981(1.71),2.006(1.46),2.017(0.73),2.028(1.38),2.051(0.49),2.080(0.32),2.089(0.32),2.109(0.73),2.116(0.65),2.138(0.73),2.165(0.32),2.173(0.24),2.331(0.97),2.336(0.49),2.380(1.14),2.401(1.14),2.428(1.30),2.450(1.79),2.518(3.65),2.522(2.44),2.539(0.49),2.673(0.89),2.678(0.41),4.398(1.71),4.405(1.71),5.331(2.27),5.336(2.19),6.054(3.49),6.058(4.30),6.084(2.60),6.089(1.79),6.109(2.36),6.114(1.95),7.168(3.17),7.193(3.09)。
【0342】
実施例24
16ベータ-ヒドロキシアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン
【化28】
【0343】
発現系
大腸菌BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;F77A,M177Y
培養
前培養の培地:脱イオン水中のトリプトン(10g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(5g/L)。培地を121℃で20分間滅菌した。ついでカナマイシン(50mg/L)を加えた。
【0344】
所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268F77A,M177Y(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで17時間振とうした。この前培養物(100mL)を使用して、1つの10L スチール発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(12g/L)、酵母エキス(24g/L)、消化済み牛肉エキス(2g/L)、KH2PO4(2.2g/L)、K2HPO4(9.4g/L)およびグリセロール(87%、4.6g)/L)を脱イオン水(9.2L)に溶解し、発酵槽内で121℃で20分間滅菌した。ついで水(20mL)中のカナマイシン(0.5g)、水(20mL)中のリボフラビン(10mg)、水(10mL)中の塩酸チアミン(3.37g)およびオックスフォード微量金属溶液(2.5mL)を加えた。発酵槽への接種の後、水酸化ナトリウム水溶液(16%)またはリン酸水溶液(16%)の添加により調節されたpH6.6、3.3L/分の通気速度、37℃、315rpmで培養物を攪拌した。3.15時間後、OD550が1.0に達し、温度を10分以内に27℃に減少させ、水(40mL)中のIPTG(1.43g)を加えてタンパク質発現を開始させた。8時間後、pH調節のためにリン酸水溶液(16%)をグルコース水溶液(50%)で置換した。更に24時間の後、OD550が25.2に達し、細胞を遠心分離により回収し(284.2g)、バッファー[284.2mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、2×150mL、1×140mL、2×40mLおよび5×1mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0345】
生体内変換
KH2PO4(40g)、K2HPO4(123g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(1mL)、脱イオン水(9.0L)、グルコース水溶液(50%、200mL)およびEDTA水溶液(0.5M、10mL)を含有する10Lスチール発酵槽に、DMF(10mL)に溶解されたアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(500mg、1.75mmol)を加え、混合物を3.3L/分の通気量、27℃、315rpmで撹拌した。バッファー中の細胞(400mL)を加え、撹拌速度を1200rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH7.4に維持した。26時間後、生体内変換物を4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。有機層を濃縮して油(1.71g)を得、これをメタノールでスラリー化し、濾過し、濃縮して油(1.55g)を得た。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(11mg)を得た。
【0346】
分取HPLC法
装置:Sepiatec:Prep SFC100;カラム:Reprosil Chiral NR 8μ 250×30mm;溶離液A:CO2;溶離液B:2-プロパノール;イソクラティック:25% B;流速:100mL/分;温度:40℃;BPR:150バール;UV:254nm。
【0347】
分析用HPLC法
装置:Agilent:1260、Aurora SFC-Modul;カラム:Reprosil Chiral NR 5μ 100×4.6mm;溶離液A:CO2;溶離液B:2-プロパノール;イソクラティック:25% B;流速:4mL/分;温度:37.5℃;BPR:100バール;UV:254nm。
【0348】
分析用HPLC:R=3.41分。
【0349】
H-NMR(600MHz,CDCl3)δ[ppm]:0.000(2.08),1.032(13.48),1.117(0.25),1.124(0.30),1.129(0.47),1.137(0.99),1.147(0.90),1.150(0.65),1.154(0.70),1.157(0.93),1.168(0.97),1.175(0.53),1.180(0.33),1.188(0.30),1.222(0.50),1.230(0.53),1.237(0.38),1.239(0.59),1.244(0.71),1.248(0.70),1.252(0.83),1.256(0.66),1.262(0.78),1.272(16.00),1.322(0.38),1.330(0.43),1.337(0.26),1.344(0.81),1.351(0.86),1.366(0.46),1.373(0.45),1.558(0.71),1.573(0.73),1.578(0.78),1.580(0.67),1.593(0.82),1.596(0.70),1.600(0.71),1.616(0.71),1.723(0.35),1.730(0.38),1.745(0.66),1.752(0.68),1.767(0.71),1.774(0.75),1.788(0.35),1.796(0.36),1.850(0.36),1.854(0.71),1.857(0.73),1.861(0.91),1.869(0.48),1.872(0.82),1.879(0.99),1.884(0.55),1.892(0.77),1.897(0.59),1.909(0.25),1.916(0.27),1.928(0.59),1.933(0.66),1.935(0.65),1.940(0.51),1.950(0.57),1.954(0.62),1.957(0.60),1.961(0.46),2.073(0.30),2.077(0.40),2.081(0.47),2.083(0.44),2.085(0.44),2.092(0.39),2.099(0.40),2.102(0.44),2.104(0.43),2.113(0.27),2.380(0.61),2.388(0.62),2.393(0.63),2.400(0.80),2.408(0.60),2.413(0.59),2.422(0.84),2.426(0.51),2.430(0.43),2.441(0.67),2.446(0.73),2.448(0.72),2.453(0.59),2.504(0.41),2.507(0.45),2.512(0.45),2.515(0.44),2.526(0.65),2.529(0.66),2.535(0.65),2.538(0.61),2.549(0.29),2.552(0.31),2.557(0.27),2.560(0.25),2.623(5.61),3.948(1.17),3.962(1.59),3.977(1.10),6.101(1.45),6.103(2.45),6.107(1.46),6.241(1.54),6.244(1.48),6.258(1.70),6.262(1.62),7.031(2.46),7.048(2.39),7.266(8.11)。
【0350】
H-NMR(600MHz,CDCl3)δ[ppm]:1.03(s,3H),1.11-1.20(m,2H),1.21-1.28(m,1H),1.27(s,3H),1.31-1.38(m,1H),1.59(ddd,1H),1.76(qd,1H),1.84-1.97(m,3H),2.06-2.12(m,1H),2.37-2.46(m,2H),2.50-2.57(m,1H),2.78(s,1H),3.96(t,1H),6.10(t,1H),6.25(dd,1H),7.04(d,1H)。
【0351】
実施例25
3,16ベータ-ジヒドロキシエストラ-1(10),2,4-トリエン-17-オン
【化29】
【0352】
培養
前培養の培地:脱イオン水中のトリプトン(16g/L)、塩化ナトリウム(10g/L)および酵母エキス(10g/L)。pH値をpH7.3に維持した。培地を121℃で20分間滅菌した。ついでカナマイシン(50mg/L)を加えた。
【0353】
細胞培養1:所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;M177Y,A184Y,S72G,V178P,L181Y,L188F(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで17時間振とうした。この前培養物(100mL)を使用して、1つの10L スチール発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(12g/L)、酵母エキス(24g/L)、消化済み牛肉エキス(2g/L)、KH2PO4(2.2g/L)、K2HPO4(9.4g/L)およびグリセロール(87%、4.6g/L)を脱イオン水(9.2L)に溶解し、発酵槽内で121℃で20分間滅菌した。ついで水(20mL)中のカナマイシン(0.5g)、水(20mL)中のリボフラビン(10mg)、水(10mL)中の塩酸チアミン(3.37g)およびオックスフォード微量金属溶液(2.5mL)を加えた。発酵槽への接種の後、水酸化ナトリウム水溶液(16%)またはリン酸水溶液(16%)の添加により調節されたpH6.6、3.3L/分の通気速度、37℃、315rpmで培養物を攪拌した。4時間後、OD550が0.7に達し、温度を10分以内に27℃に減少させ、水(40mL)中のIPTG(1.43g)を加えてタンパク質発現を開始させた。9.50時間後、pH調節のためにリン酸水溶液(16%)をグルコース水溶液(50%)で置換した。更に24時間の後、OD550が19.6に達し、細胞を遠心分離により回収し(194.4g)、バッファー[194.4mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、1×150mL、1×100mL、2×40mLおよび5×1mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0354】
細胞培養2:所望のプラスミドを含有する大腸菌株BL21 Star(商標)(DE3)pETM11-BM3-268;M177Y,A184Y,S72G,V178P,L181Y,L188F(50μL)を1つの前培養物(100mL)に接種し、それを37℃、165rpmで17時間振とうした。この前培養物(100mL)を使用して、1つの10L スチール発酵槽に接種した。培地を発酵槽内で調製した。トリプトン(12g/L)、酵母エキス(24g/L)、消化済み牛肉エキス(2g/L)、KH2PO4(2.2g/L)、K2HPO4(9.4g/L)およびグリセロール(87%、4.6g/L)を脱イオン水(9.2L)に溶解し、発酵槽内で121℃で20分間滅菌した。ついで水(20mL)中のカナマイシン(0.5g)、水(20mL)中のリボフラビン(10mg)、水(10mL)中の塩酸チアミン(3.37g)およびオックスフォード微量金属溶液(2.5mL)を加えた。発酵槽への接種の後、水酸化ナトリウム水溶液(16%)またはリン酸水溶液(16%)の添加により調節されたpH6.6、3.3L/分の通気速度、37℃、315rpmで培養物を攪拌した。3.55時間後、OD550が0.69に達し、温度を10分以内に27℃に減少させ、水(40mL)中のIPTG(1.43g)を加えてタンパク質発現を開始させた。9時間後、pH調節のためにリン酸水溶液(16%)をグルコース水溶液(50%)で置換した。更に24時間の後、OD550が27.75に達し、細胞を遠心分離により回収し(231g)、バッファー[231mL;KH2PO4(4g/L)、K2HPO4(12.3g/L)、グリセロール(4%(v/v))、グルコース(5%(w/v))、EDTA(0.5mM)]に懸濁させ、液体窒素中で凍結し、2×150mL、1×50mL、2×40mLおよび5×1mLのアリコートにおいて、更なる使用まで、-80℃で保存した。
【0355】
生体内変換
KH2PO4(40g)、K2HPO4(123g)、Pluronic(登録商標)PE 8100(1mL)、脱イオン水(9.0L)、グルコース水溶液(50%、200mL)およびEDTA水溶液(0.5M、10mL)を含有する10L スチール発酵槽に、DMF(10mL)に溶解されたアンドロスタ-1,4-ジエン-3,17-ジオン(500mg、1.75mmol)を加え、混合物を3.3L/分の通気量、27℃、315rpmで撹拌した。バッファー中の細胞(330mLの細胞培養1および150mLの細胞培養2)を加え、撹拌速度を1200rpmまで変化させることにより、生体内変換物を50%の酸素分圧で維持した。水酸化ナトリウム水溶液(16%)の添加により、pH値をpH7.4に維持した。4時間後、生体内変換物を4-メチル-2-ペンタノンで抽出した。有機層を濃縮して油(5.65g)を得、これをメタノールに溶解し、濃縮して油(3.73g)を得た。
【0356】
粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(54mg)を得た。
【0357】
分取HPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:XBrigde C18 5μ、100×30mm。溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.0~0.5分の23% B(35~70mL/分)、0.5~5.5分の23~58% B;流速:70mL/分;温度:25℃;DADスキャン:210~400nm。
【0358】
分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μ、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~2.6分の1~99% B、2.6~3.0分の99% B;流速:0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0359】
分析用HPLC:R=0.84分。
【0360】
H-NMR(600MHz,ピリジン-d5)δ[ppm]:1.04(s,3H),1.28-1.41(m,2H),1.45-1.62(m,3H),1.75(ddd,1H),1.86-1.93(m,1H),1.98-2.08(m,1H),2.21-2.27(m,1H),2.28-2.36(m,1H),2.45-2.53(m,1H),2.80-2.92(m,2H),4.30(t,1H),7.03(d,1H),7.11(dd,1H),7.28(d,1H),7.91(s,1H),11.24(s,1H)。
【0361】
H-NMR(600MHz,ピリジン-d5)δ[ppm]:-0.002(1.01),0.000(2.61),0.965(0.35),1.038(16.00),1.292(0.33),1.303(0.42),1.313(0.94),1.323(1.00),1.333(1.12),1.344(1.18),1.353(0.90),1.355(0.90),1.365(1.11),1.370(1.07),1.374(1.06),1.378(0.87),1.388(0.84),1.396(0.76),1.461(0.25),1.467(0.28),1.483(0.83),1.489(0.69),1.504(1.07),1.508(1.19),1.524(2.72),1.539(1.21),1.545(1.23),1.553(0.73),1.557(0.76),1.561(0.70),1.571(1.25),1.574(1.22),1.590(1.08),1.593(1.04),1.608(0.40),1.612(0.36),1.722(0.73),1.737(0.96),1.741(1.08),1.744(0.91),1.757(1.08),1.759(0.97),1.764(0.84),1.779(0.67),1.875(0.85),1.881(0.87),1.886(0.98),1.890(0.83),1.896(0.93),1.901(0.84),1.907(0.81),2.007(0.29),2.026(1.65),2.031(1.03),2.042(1.15),2.046(1.18),2.051(0.70),2.224(0.72),2.241(1.12),2.253(0.50),2.260(0.54),2.302(1.04),2.313(0.84),2.317(0.78),2.324(1.11),2.329(1.01),2.474(0.74),2.482(0.89),2.487(0.99),2.494(1.19),2.502(0.94),2.506(0.82),2.515(0.68),2.813(0.44),2.823(0.52),2.841(1.32),2.849(1.37),2.858(0.95),2.869(0.89),2.879(0.83),2.888(0.90),2.907(0.31),2.917(0.27),3.615(0.54),4.287(0.83),4.301(1.48),4.314(0.78),5.038(1.80),7.025(2.83),7.029(2.71),7.099(1.47),7.103(1.36),7.113(1.74),7.117(1.46),7.212(11.96),7.270(2.43),7.284(2.07),7.580(5.57),7.908(0.88),8.729(10.46),11.240(0.77)。
【0362】
実施例26
1アルファ,2アルファ-1,2-エポキシアンドロスタ-4-エン-3,17-ジオン
【化30】
表題化合物の製造に関しては、実施例25を参照されたい。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(5.8mg)を得た。
【0363】
分取HPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:XBrigde C18 5μ、100×30mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.0~0.5分の23% B(35~70mL/分)、0.5~5.5分の23~58% B;流速:70mL/分;温度:25℃;DADスキャン:210~400nm。
【0364】
分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μ、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~2.6分の1~99% B、2.6~3.0分の99% B;流速:0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0365】
分析用HPLC:R=1.06分。
【0366】
H-NMR(600MHz,クロロホルム-d)δ[ppm]:0.95(s,3H),1.13(qd,1H),1.23-1.36(m,4H),1.42(s,3H),1.54-1.68(m,2H),1.84-1.94(m,2H),1.88-1.98(m,1H),2.05-2.15(m,2H),2.22-2.31(m,1H),2.36-2.43(m,1H),2.48(dd,1H),3.40(dd,1H),3.67(d,1H),5.76(s,1H)。
【0367】
H-NMR(600MHz,クロロホルム-d)δ[ppm]:0.000(1.78),0.880(0.44),0.935(0.39),0.949(14.78),0.988(1.17),1.093(0.36),1.100(0.42),1.114(0.85),1.121(0.85),1.136(0.89),1.143(0.90),1.157(0.45),1.164(0.41),1.238(0.73),1.244(0.81),1.255(2.21),1.279(1.39),1.288(1.42),1.303(1.60),1.309(1.87),1.318(0.94),1.327(1.16),1.419(16.00),1.545(0.66),1.560(1.16),1.565(1.06),1.576(0.92),1.581(1.72),1.587(1.04),1.596(1.54),1.602(1.28),1.610(1.26),1.617(1.71),1.633(1.26),1.638(1.20),1.654(0.67),1.662(0.58),1.849(0.39),1.856(0.43),1.868(1.11),1.875(1.61),1.880(1.14),1.887(1.23),1.895(1.53),1.900(2.16),1.918(0.88),1.925(1.35),1.936(0.62),1.940(0.70),1.950(0.73),1.956(0.56),1.961(0.61),1.971(0.54),2.013(0.39),2.072(0.90),2.086(1.84),2.093(0.67),2.103(1.67),2.119(1.48),2.134(0.65),2.245(0.61),2.252(0.74),2.257(0.60),2.267(0.85),2.271(0.99),2.278(0.76),2.291(0.41),2.371(0.67),2.380(0.75),2.393(1.15),2.402(1.07),2.414(0.57),2.423(0.47),2.454(1.10),2.468(1.06),2.486(0.96),2.501(0.92),2.625(0.45),3.393(1.58),3.396(1.81),3.398(1.89),3.402(1.65),3.662(2.62),3.668(2.55),5.756(2.73),7.264(14.93)。
【0368】
実施例27
19-ヒドロキシ-1アルファ,2アルファ-1,2-エポキシアンドロスタ-4-エン-3,17-ジオン
【化31】
表題化合物の製造に関しては、実施例25を参照されたい。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および2回の分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(3.7mg)を得た。
【0369】
1.分取HPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:XBrigde C18 5μ、100×30mm。溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.0~0.5分の23% B(35~70mL/分)、0.5~5.5分の23~58% B;流速:70mL/分;温度:25℃;DADスキャン:210~400nm。
【0370】
1.分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μ、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~2.6分の1~99% B、2.6~3.0分の99% B;流速:0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0371】
2.分取HPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:XBrigde C18 5μ、100×30mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.0~0.5分の20% B(35~70mL/分)、0.5~5.5分の20~30% B;流速:70mL/分;温度:25℃;DADスキャン:210~400nm。
【0372】
2.分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μ、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~2.6分の1~99% B、2.6~3.0分の99% B;流速:0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0373】
分析用HPLC:R=0.82分。
【0374】
H-NMR(600MHz,クロロホルム-d)δ[ppm]:0.95(s,3H),1.12-1.21(m,1H),1.23-1.37(m,3H),1.54-1.65(m,2H),1.84-2.01(m,4H),2.06-2.18(m,2H),2.33-2.41(m,2H),2.43-2.52(m,2H),3.38(dd,1H),3.95(d,1H),4.16(t,1H),4.29(d,1H),5.92(s,1H)。
【0375】
H-NMR(600MHz,CDCl3)δ[ppm]:0.881(0.18),0.904(0.57),0.927(0.28),0.948(16.00),1.136(0.33),1.143(0.36),1.157(0.87),1.164(0.89),1.179(0.96),1.186(0.96),1.200(0.48),1.208(0.57),1.240(0.68),1.247(0.73),1.263(1.38),1.269(1.30),1.287(1.12),1.291(0.93),1.297(0.82),1.308(0.99),1.315(0.97),1.318(0.96),1.326(1.21),1.331(0.88),1.336(0.89),1.347(1.18),1.364(0.77),1.369(0.76),1.414(0.40),1.545(0.55),1.552(0.60),1.568(1.36),1.574(1.53),1.590(2.54),1.597(2.84),1.606(4.35),1.621(2.17),1.627(1.63),1.642(0.73),1.881(0.80),1.887(1.28),1.893(0.88),1.904(0.80),1.909(1.20),1.915(0.87),1.926(0.50),1.937(1.32),1.945(1.51),1.952(1.50),1.958(2.52),1.963(2.30),1.970(1.32),1.981(1.80),2.076(0.82),2.090(1.33),2.108(1.19),2.115(0.59),2.123(2.28),2.138(1.12),2.143(0.92),2.148(0.85),2.367(1.13),2.373(1.49),2.388(1.21),2.394(1.41),2.399(0.97),2.435(0.78),2.443(0.82),2.458(1.29),2.464(2.12),2.478(1.61),2.487(0.59),2.495(1.14),2.510(1.01),2.623(0.54),3.377(1.81),3.380(2.08),3.383(2.14),3.387(1.91),3.942(2.83),3.949(2.78),4.146(0.55),4.163(1.05),4.179(0.71),4.278(2.45),4.297(1.82),5.920(3.16),7.266(11.03)。
【0376】
実施例28
3,15ベータ-ジヒドロキシエストラ-1(10),2,4-トリエン-17-オン
【化32】
表題化合物の製造に関しては、実施例25を参照されたい。粗生成物を、シリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/エタノール勾配)および分取HPLCにより更に精製して、表題化合物(0.8mg)を得た。
【0377】
分取HPLC法
装置:Waters Autopurificationsystem;カラム:XBrigde C18 5μ、100×30mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0.0~0.5分の25% B(35~70mL/分)、0.5~5.5分の25~35% B;流速:70mL/分;温度:25℃;DADスキャン:210~400nm。
【0378】
分析用HPLC法
装置:Waters Acquity UPLCMS SingleQuad;カラム:Acquity UPLC BEH C18 1.7μ、50×2.1mm;溶離液A:水+0.1容量% ギ酸;溶離液B:アセトニトリル;勾配:0~2.6分の1~99% B、2.6~3.0分の99% B;流速:0.8mL/分;温度:60℃;DADスキャン:210~400nm。
【0379】
分析用HPLC:R=0.85分。
【0380】
H-NMR(600MHz,ピリジン)δ[ppm]:0.000(1.30),1.267(0.19),1.452(0.59),1.458(0.76),1.469(0.83),1.477(0.91),1.492(4.48),1.530(0.23),1.551(0.43),1.574(0.61),1.596(0.42),1.618(0.31),2.018(0.47),2.037(0.49),2.137(0.40),2.155(0.41),2.172(0.16),2.301(0.26),2.318(0.42),2.336(0.26),2.352(0.45),2.379(0.51),2.496(0.25),2.666(0.30),2.676(0.32),2.697(0.48),2.707(0.47),2.816(0.89),2.833(0.26),2.848(0.98),2.859(0.55),2.879(0.32),2.887(0.31),2.898(0.31),4.782(0.56),4.989(1.05),6.502(0.65),7.002(1.01),7.106(0.53),7.118(0.60),7.211(16.00),7.313(0.74),7.327(0.66),7.578(7.55),8.731(12.51),11.201(0.27)。
【0381】
参考文献
特許WO200107630 A1.n.d.
特許EP1196603 A1.n.d.
特許WO2016007623 A1.n.d.
特許WO200107630 A1.n.d.
特許EP1131440 A2.n.d.
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図1a
図1b
図1c
図2a
図2b
図3a
図3b
図3c
図4a
図4b
図4c
図4d
図4e
図4f
図5a
図5b
図6a
図6b
図6c
図7a
図7b
図7c
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図7e
図7f
図8
図9
図10
図11
【配列表】
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【国際調査報告】