JP2000078969A - Alcohol dehydrogenase and its production - Google Patents

Alcohol dehydrogenase and its production

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JP2000078969A
JP2000078969A JP10250931A JP25093198A JP2000078969A JP 2000078969 A JP2000078969 A JP 2000078969A JP 10250931 A JP10250931 A JP 10250931A JP 25093198 A JP25093198 A JP 25093198A JP 2000078969 A JP2000078969 A JP 2000078969A
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JP
Japan
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alcohol dehydrogenase
enzyme
adh
producing
alcohol
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JP10250931A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kazuoka
孝幸 数岡
Norio Oikawa
典夫 老川
Kenji Soda
健次 左右田
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a new alcohol dehydrogenase derived from a microorganism belonging to the genus Sphingobacterium, having action oxidizing a primary or secondary alcohol, etc., to an aldehyde in the presence of NAD+, having high heat stability and high industrial utilization value. SOLUTION: This new alcohol dehydrogenase has the following properties. Action; catalyzing a reaction producing an aldehyde and a reduction type nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) from an alcohol and nicotinamide dinucleotide (NAD+). Substrate specificity: widely acting on a 2-10C primary alcohol or secondary alcohol; Optimum pH: 7.0; stable pH range: 6.0-9.0; stable temperature area: 0-60 deg.C; molecular structure: a tetramer of polypeptide having about 168,000 molecular weight. The enzyme is obtained by culturing a microorganism belonging to the genus Sphingobacterium and having above enzyme- producing ability [Sphingobacterium spiritivorum P1 (FERM P-16974)].

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なアルコール
脱水素酵素及びその製造方法に関するものである。
The present invention relates to a novel alcohol dehydrogenase and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】既存のアルコール脱水素酵素(以下、A
DHと記す)には、補酵素非依存性のもの、補酵素とし
てニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(以下、NA
+ とす)又は還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレ
オチド(以下、NADHと記す)、又はピロロキノリノ
キノン(PQQ)を必要とするもの等が報告されてい
る。これらの酵素の多くは微生物に由来しており、また
基質特異性が限られており、エタノール、メタノール
等、特定のアルコールに対しては十分に作用するが、他
のアルコールに対しては十分に作用しないものが多かっ
た。ADHを産生する微生物としては、大腸菌( Esche
richia coli )、クロストリジウム(Clostridium )、
シュードモナス(Pseudomonas )、アシネトバクター
(Acinetobacter )、マイコバクテリア(Mycobacteriu
m )、バチルス属の好熱性細菌(Bacillus stearotherm
ophilus )等が知られているが、これらはすべて常温菌
又は好熱性菌であった。しかし最近になり、好冷性微生
物が産生するADHに関する論文が発表されている(Eu
r. J Biochem., 254, 356-362, 1998 )ことから、AD
Hは必ずしも常温菌又は好熱性菌のみが産生するもので
はなく、好冷菌に由来するADHも存在しうることが示
された。
2. Description of the Related Art Existing alcohol dehydrogenases (hereinafter referred to as A
DH) are coenzyme-independent and nicotinamide adenine dinucleotide (hereinafter NA) as a coenzyme.
D + ) or reduced nicotinamide adenine dinucleotide (hereinafter referred to as NADH), or those requiring pyrroloquinolinoquinone (PQQ). Many of these enzymes are derived from microorganisms and have limited substrate specificity, and work well for certain alcohols such as ethanol and methanol, but not enough for other alcohols. Many did not work. As a microorganism that produces ADH, Escherichia coli (Esche
richia coli), Clostridium,
Pseudomonas, Acinetobacter, Mycobacteriu
m), a thermophilic bacterium of the genus Bacillus (Bacillus stearotherm)
ophilus), all of which were normal-temperature or thermophilic bacteria. Recently, however, a paper on ADH produced by psychrophilic microorganisms has been published (Eu
r. J Biochem., 254, 356-362, 1998).
It was shown that H is not always produced only by a normal-temperature bacterium or a thermophilic bacterium, and that ADH derived from a psychrophilic bacterium can also exist.

【0003】一般に好熱性菌より取得された酵素は常温
菌由来のものに比べて熱安定性が高い。これに対し、好
冷性微生物由来の酵素は低温でも作用しうるという特性
を持ってはいるものの、ほとんどの場合、常温菌又は好
熱性菌由来のものに比べて熱安定性が劣っている。例え
ば、上述の好冷性菌(Maraxella sp. TAE123)由来のA
DHの場合、30分間保温後の残存活性は、37℃では
約20%、50℃では5%以下であった。このように、
好冷菌由来の酵素は常温又は高温での安定性が低いこと
が多く、特定の用途にしか使用できないので、常温菌又
は好熱性菌由来の酵素と比べると産業的な利用価値が低
かった。
[0003] Generally, enzymes obtained from thermophilic bacteria have higher thermostability than those derived from normal-temperature bacteria. On the other hand, although enzymes derived from psychrophilic microorganisms have the property of being able to act even at low temperatures, in most cases they are inferior in thermostability as compared with those derived from room-temperature bacteria or thermophilic bacteria. For example, A derived from the psychrophilic bacterium (Maraxella sp. TAE123)
In the case of DH, the residual activity after incubation for 30 minutes was about 20% at 37 ° C and 5% or less at 50 ° C. in this way,
Enzymes derived from psychrophilic bacteria often have low stability at room temperature or high temperature, and can be used only for specific applications. Therefore, their industrial utility value is lower than enzymes derived from ordinary temperature bacteria or thermophilic bacteria.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、これま
でに報告のあった微生物由来のADHは、ほとんどが常
温性又は好熱性微生物に由来するものであり、好冷性の
微生物に由来するADHに関する報文は極めて少なかっ
た。また、好冷性微生物に由来するものであっても、高
い熱安定性を有する酵素に関しては報告されていなかっ
た。本発明は、高いADH活性を有し、かつ高い熱安定
性を有するADH、及びその製造方法を提供することを
目的とするものである。
As described above, most of the ADHs derived from microorganisms which have been reported so far are derived from room temperature or thermophilic microorganisms, and ADH derived from chilled microorganisms. There were very few reports on this. Also, no enzyme having high thermostability has been reported, even if it is derived from a psychrophilic microorganism. An object of the present invention is to provide ADH having high ADH activity and high thermal stability, and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の問題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、好冷性微生物であ
るスフィンゴバクテリウム(Sphingobacterium)属に属
する微生物より得た酵素が、高いADH活性を有し、か
つ高い熱安定性を有すること、及び上記微生物を培養す
ることにより上記酵素を生産できることを見い出し、本
発明に到達した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, an enzyme obtained from a microorganism belonging to the genus Sphingobacterium, which is a psychrophilic microorganism, has been obtained. The present inventors have found that the enzyme has high ADH activity, high heat stability, and that the above-mentioned enzyme can be produced by culturing the above-mentioned microorganism.

【0006】すなわち、本発明は、下記の性質を有する
ADH、及びそのADHの生産能を有する微生物を培養
し、培養物から請求項1記載のADHを採取することを
特徴とするADHの製造方法を要旨とするものである。 (a)作用:下記の反応を触媒する。 アルコール + NAD+ → アルデヒド + NA
DH (b)基質特異性:炭素数2から10の1級アルコール
又は2級アルコールに広く作用する。 (c)至適pH:7.0 (d)安定pH範囲:6.0から9.0 (e)至適温度:60℃以上 (f)安定温度域:0から60℃ (g)分子構造:分子量約168,000 のポリペプチドの4
量体
That is, the present invention provides a method for producing ADH, comprising culturing ADH having the following properties and a microorganism capable of producing the ADH, and collecting the ADH according to claim 1 from the culture. It is the gist. (A) Action: catalyzes the following reaction. Alcohol + NAD + → aldehyde + NA
DH (b) Substrate specificity: widely acts on primary or secondary alcohols having 2 to 10 carbon atoms. (C) Optimum pH: 7.0 (d) Stable pH range: 6.0 to 9.0 (e) Optimum temperature: 60 ° C. or higher (f) Stable temperature range: 0 to 60 ° C. (g) Molecular structure : 4 of polypeptide with a molecular weight of about 168,000
Monomer

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0008】本発明に用いる微生物は、上記の性質を有
するADHを産生し得るものであればいかなるものでも
よいが、好冷性微生物が好適である。好冷性微生物とし
ては、スフィンゴバクテリウム属に属する微生物が好適
である。また、スフィンゴバクテリウム属のスピリチボ
ラム(spiritivorum)P1は特に好適である。上記菌株
の菌学的性質を以下に示す。
The microorganism used in the present invention may be any microorganism as long as it can produce ADH having the above-mentioned properties, but a psychrophilic microorganism is preferred. As the psychrophilic microorganism, a microorganism belonging to the genus Sphingobacterium is preferable. Spigotobacterium spiritivorum P1 is particularly preferred. The bacteriological properties of the above strains are shown below.

【0009】(a)形態:非運動性桿菌 (b)染色性:グラム染色陰性 (c)生理学的性質 (1)硝酸塩還元性:陰性 (2)F−Oテスト:O(酸化) (3)色素産生性:非水溶性黄色色素産生(A) Morphology: non-motile bacilli (b) Stainability: negative for Gram stain (c) Physiological properties (1) Nitrate reduction: negative (2) FO test: O (oxidation) (3) Pigment production: water-insoluble yellow pigment production

【0010】上記菌学的性質の同定はユニオンバイテッ
ク社(大阪市東淀川区豊新1−17−10)によって行
われた。菌学的性質から、上記菌株はスフィンゴバクテ
リウム・スピリチボラムに属する細菌と判明し、スフィ
ンゴバクテリウム・スピリチボラムP1と命名し、平成
10年8月31日に通産省工業技術院生命工学工業技術
研究所に寄託した。その寄託番号は、FERM P−1
6974である。
[0010] The mycological properties were identified by Union Vitec (1-17-10 Hoshin, Higashiyodogawa-ku, Osaka-shi). From the mycological properties, the above strain was found to be a bacterium belonging to Sphingobacterium spilitivolim, named sphingobacterium spiritivorum P1, and was contacted by the Ministry of International Trade and Industry, National Institute of Industrial Science and Technology, Institute of Biotechnology and Industrial Technology on August 31, 1998. Deposited. The deposit number is FERM P-1
6974.

【0011】本発明のADHは、例えば、上記ADH生
産菌を栄養培地に培養し、該培養物から採取することに
より製造することができる。
The ADH of the present invention can be produced, for example, by culturing the ADH-producing bacterium in a nutrient medium and collecting from the culture.

【0012】ADHの培養に使用する培地としては、使
用菌株が資化できる炭素源,窒素源、無機塩類、その他
必要な栄養源を適量含有するものであれば、天然培地、
合成培地のいずれも使用できる。例えば炭素源としては
グルコース、ラクトース、マルトース等が、窒素源とし
てはポリペプトン、コーンスティープリカー等の窒素含
有天然物やアンモニウム塩類、尿素等の無機窒素化合物
が使用できる。また無機物としてはカリウム、ナトリウ
ム、カルシウム、マグネシウム、鉄、マンガン、コバル
ト、銅、リン酸等が使用される。このほか、ADHの誘
導物質としてエタノール、プロパノール、ブタノール等
のアルコール類を培地中に添加しておいても構わない。
[0012] The medium used for the culture of ADH may be a natural medium as long as it contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, and other necessary nutrients which can be used by the used strain in an appropriate amount.
Any of the synthetic media can be used. For example, glucose, lactose, maltose and the like can be used as a carbon source, and nitrogen-containing natural products such as polypeptone and corn steep liquor, and inorganic nitrogen compounds such as ammonium salts and urea can be used as a nitrogen source. Potassium, sodium, calcium, magnesium, iron, manganese, cobalt, copper, phosphoric acid and the like are used as inorganic substances. In addition, alcohols such as ethanol, propanol, and butanol may be added to the medium as an ADH inducer.

【0013】ADH生産菌の培養は、震盪培養又は通気
攪拌培養により行われる。この時の培養温度は4〜25
℃の範囲で、好ましくは10〜20℃であり、培地のp
Hは5〜9の範囲で、好ましくは6〜8に制御するのが
よい。しかしこれら以外の条件下であっても使用する菌
株が生育しさえすれば実施は可能である。菌株の培養期
間は通常1〜4日であり、好ましくは36〜72時間で
ある。菌株は、増殖の過程でADHを産生し、菌体内に
蓄積する。
The culture of ADH-producing bacteria is carried out by shaking culture or aeration-agitation culture. The culture temperature at this time is 4-25.
℃, preferably 10-20 ℃, the medium p
H is controlled in the range of 5 to 9, preferably 6 to 8. However, implementation is possible even under conditions other than these as long as the strain to be used grows. The culture period of the strain is usually 1 to 4 days, preferably 36 to 72 hours. The strain produces ADH during the growth process and accumulates in the cells.

【0014】本発明のADHの精製には、一般に使用さ
れている精製法を用いることができる。例えば、菌体か
らの酵素の抽出法としては、超音波、ガラスビーズ、フ
レンチプレス等を用いる物理的な破砕法の他、界面活性
剤を用いる化学的な方法、リゾチウムを用いる生化学的
な方法等が挙げられる。
For the purification of ADH of the present invention, a commonly used purification method can be used. For example, as a method for extracting an enzyme from cells, ultrasonic, glass beads, a physical crushing method using a French press, a chemical method using a surfactant, a biochemical method using lysodium. And the like.

【0015】上記の方法によって得られた抽出液は、一
般に使用される酵素精製法を組合せて、処理することに
より、目的の酵素を高純度に精製することができる。例
えば、硫安沈殿、イオン交換クロマトグラフ、ゲルろ過
による分子量分画、アフィニティークロマトグラフ等の
方法が挙げられる。
The target enzyme can be purified to a high purity by treating the extract obtained by the above method in combination with a commonly used enzyme purification method. Examples include methods such as ammonium sulfate precipitation, ion exchange chromatography, molecular weight fractionation by gel filtration, and affinity chromatography.

【0016】[0016]

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、%はいずれも重量%を表す。
Next, the present invention will be described specifically with reference to examples. In addition,% represents weight%.

【0017】実施例1Embodiment 1

【0018】(1)培養 スフィンゴバクテリウム・スピリチボラム(Sphingobac
terium spiritivorum)P1(FERM P−1697
4)の寒天斜面培養物1白金耳を、栄養培地(1.0%
酵母エキス、2.0%ポリペプトン:pH7.0)20
0mlに植菌し、15℃で二昼夜震盪培養した。培養菌
体を7Lの培地を含む10Lのジャーファーメンターに
植え継ぎ、さらに48時間攪拌培養した。得られた培養
菌体を遠心分離により培地成分と菌体に分離し、210
gの湿菌体を得た。
(1) Cultivation Sphingobacterium spiritibolum
terium spiritivorum) P1 (FERM P-1697
4) One loopful of the agar slant culture in the nutrient medium (1.0%
Yeast extract, 2.0% polypeptone: pH 7.0) 20
The cells were inoculated into 0 ml and cultured at 15 ° C. with shaking for two days. The cultured cells were subcultured in a 10 L jar fermenter containing a 7 L medium, and cultured with stirring for 48 hours. The obtained cultured cells were separated into a medium component and the cells by centrifugation.
g of wet cells were obtained.

【0019】(2)菌体破砕 20gの湿菌体を10mMリン酸緩衝液(pH7.0)
40mlに懸濁した後、超音波により破砕した(処理時
間:3分×5回)。菌体破砕液は遠心分離により固形物
を沈殿させ、得られた上清を粗酵素抽出液として精製に
用いた。
(2) Cell disruption 20 g of wet cells were immersed in a 10 mM phosphate buffer (pH 7.0).
After suspending in 40 ml, it was crushed by ultrasonic waves (treatment time: 3 minutes x 5 times). The cell lysate was used to precipitate solids by centrifugation, and the resulting supernatant was used as a crude enzyme extract for purification.

【0020】(3)精製 3−1 DEAE−トヨパールカラムクロマトグラフ 上記方法により得られた粗酵素抽出液を、10mMリン
酸緩衝液(pH7.0)で平衡化したDEAE−トヨパ
ールカラムにかけ、非吸着のADH(素通り画分)を回
収した。
(3) Purification 3-1 DEAE-Toyopearl column chromatograph The crude enzyme extract obtained by the above method was applied to a DEAE-Toyopearl column equilibrated with 10 mM phosphate buffer (pH 7.0). The non-adsorbed ADH (flow-through fraction) was collected.

【0021】3−2 フェニル−トヨパールカラムクロ
マトグラフ DEAE−トヨパールカラムで回収された素通り画分
に、最終濃度が1.5Mとなるように硫安を加え、生成
した沈殿を除去した後、1.5M硫安を含有する10m
Mリン酸緩衝液(pH7.0)で平衡化したフェニル−
トヨパールカラムにかけた。カラムに吸着した酵素は、
1.5−0Mの硫安の直線勾配によって溶出された。
3-2 Phenyl-Toyopearl column chromatograph Ammonium sulfate was added to the flow-through fraction collected by the DEAE-Toyopearl column to a final concentration of 1.5 M, and the formed precipitate was removed. 10m containing 0.5M ammonium sulfate
Phenyl-equilibrated with M phosphate buffer (pH 7.0)
It was applied to a Toyopearl column. The enzyme adsorbed on the column
Eluted with a linear gradient of 1.5-0 M ammonium sulfate.

【0022】3−3 アフィニティーカラムクロマトグ
ラフ 上記方法により溶出した酵素の活性画分を、10mMリ
ン酸緩衝液(pH7.0)で透析した後、5−AMPセ
ファロース4Bカラムに吸着させ、0−2mMのNAD
+ の直線勾配によって酵素を溶出した。
3-3 Affinity Column Chromatography The active fraction of the enzyme eluted by the above method is dialyzed against a 10 mM phosphate buffer (pH 7.0), and then adsorbed on a 5-AMP Sepharose 4B column to give 0-2 mM. NAD
The enzyme was eluted with a linear gradient of + .

【0023】(4)純度の検定 上記の3段階の方法により精製されたアルコール脱水素
酵素を非変性的アクリルアミドゲル電気泳動により純度
を確認したところ、得られたADHはRm値が0.24
の単一バンドを示した。またサブユニット構造を調べた
ところ、酵素は分子量168,000 のポリペプチドの4量体
であることが明かとなった。
(4) Purity Assay The purity of the alcohol dehydrogenase purified by the above three-step method was confirmed by non-denaturing acrylamide gel electrophoresis, and the obtained ADH had an Rm value of 0.24.
A single band was shown. Inspection of the subunit structure revealed that the enzyme was a tetramer of a polypeptide having a molecular weight of 168,000.

【0024】上記方法により得られた酵素の性質を以下
のごとく調べた。
The properties of the enzyme obtained by the above method were examined as follows.

【0025】〔活性測定〕ADHの活性の測定は、エタ
ノールを基質とし、15℃で反応を行い、生成するNA
DHに由来する340nmの吸光度変化を測定した。反
応液は最終組成が、100mMCHES (pH9.
0)、1mMNAD+ 、10mMエタノールとなるよう
に調製した。反応液2.95mlを、キュベットに入れ
て5分間保温し、50μlの粗酵素抽出液を添加するこ
とによって反応を開始させ、増加する340nmの吸光
度を測定した。なお、本酵素活性は、上記条件下で、1
分間に1μmolのNADHを精製し得る酵素量を1単
位(ユニット)と定義した。
[Measurement of Activity] The activity of ADH was measured by using ethanol as a substrate at 15 ° C.
The change in absorbance at 340 nm due to DH was measured. The reaction solution has a final composition of 100 mM CHES (pH 9.
0) It was prepared to be 1 mM NAD + and 10 mM ethanol. 2.95 ml of the reaction solution was placed in a cuvette and kept warm for 5 minutes, the reaction was started by adding 50 μl of the crude enzyme extract, and the increasing absorbance at 340 nm was measured. In addition, this enzyme activity is 1 under the above conditions.
The amount of enzyme capable of purifying 1 μmol of NADH per minute was defined as one unit.

【0026】〔基質特異性〕上記反応溶液のうち、エタ
ノールの代わりに各種のアルコールを基質として加え、
エタノールでの活性を100としたときの相対活性を調
べた。結果を表1に示す。表1より、炭素数2から10
までの1級アルコール又は2級アルコールに広く作用す
ることがわかった。
[Substrate specificity] Of the above reaction solutions, various alcohols are added as substrates instead of ethanol,
The relative activity when the activity in ethanol was set to 100 was examined. Table 1 shows the results. From Table 1, the carbon number is 2 to 10
It has been found to work widely on primary alcohols or secondary alcohols.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】〔阻害剤〕エタノールを基質とした反応液
に、各種の金属イオン等を添加し、本発明のADHに対
する阻害活性を調べた。結果を表2に示す。その結果、
本発明の酵素活性はHgCl2 、NiCl2 、CuCl
2 により顕著に阻害された。また、モノヨード酢酸,N
−エチルマレイミドにより活性を失ったことから、本発
明の酵素は活性中心にSH基を持つSH酵素であること
が示唆された。
[Inhibitor] Various metal ions and the like were added to a reaction solution using ethanol as a substrate, and the inhibitory activity against ADH of the present invention was examined. Table 2 shows the results. as a result,
The enzyme activity of the present invention is HgCl 2 , NiCl 2 , CuCl
2 significantly inhibited. Also, monoiodoacetic acid, N
Since the activity was lost by -ethylmaleimide, it was suggested that the enzyme of the present invention was an SH enzyme having an SH group at the active center.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】〔至適pH及びpH安定性〕本発明の酵素
の至適pHを求めるため、反応液のバッファーのpHを
2.0から11.0まで変化させ(pH2.0−3.5
:Gly−HCl,pH3.0−6.0 :Citrat
e,pH6.0−8.0 :KPB, pH8.0−9.0
:TAPS,pH9.0−10.0 :CHES,pH1
0.0−11.0: CAPS)、それぞれのpHにおけ
る酵素活性を測定した。結果を図1に示す。その結果、
本酵素の至適pHは7.0であることが示された。次に
本酵素のpH安定性を調べるため、本酵素を10mMの
バッファー(pH2.0から11.0)存在下で30℃
で60分間保温し、その後pH7.0で残存活性を測定
した。結果を図2に示す。その結果、本酵素はpH6.
0から10.0の間で安定であることが示された。
[Optimal pH and pH Stability] To determine the optimal pH of the enzyme of the present invention, the pH of the buffer of the reaction solution was changed from 2.0 to 11.0 (pH 2.0-3.5).
: Gly-HCl, pH 3.0-6.0: Citrat
e, pH 6.0-8.0: KPB, pH 8.0-9.0
: TAPS, pH 9.0-10.0: CHES, pH1
0.0-11.0: CAPS), and the enzyme activity at each pH was measured. The results are shown in FIG. as a result,
The optimum pH of this enzyme was shown to be 7.0. Next, in order to examine the pH stability of the present enzyme, the present enzyme was incubated at 30 ° C. in the presence of a 10 mM buffer (pH 2.0 to 11.0).
For 60 minutes, and then the residual activity was measured at pH 7.0. The results are shown in FIG. As a result, the enzyme had a pH of 6.
It was shown to be stable between 0 and 10.0.

【0031】〔至適温度及び熱安定性〕本酵素の至適温
度を求めるため、活性測定反応時の反応温度を0℃から
75℃まで変化させ、その時の反応性を調べた。結果を
図3に示す。その結果、本酵素は反応温度の上昇ととも
に活性が増大し、75℃までの間に顕著な活性の低下は
認められなかった。次に本酵素の熱安定性を調べるた
め、本酵素を0〜80℃で60分間保温(pH7.0)
し、その後の残存活性を15℃で測定した。結果を図4
に示す。その結果、本酵素は60℃までは安定であるこ
とが示された。
[Optimal Temperature and Thermal Stability] In order to determine the optimal temperature of the present enzyme, the reaction temperature during the activity measurement reaction was varied from 0 ° C. to 75 ° C., and the reactivity at that time was examined. The results are shown in FIG. As a result, the activity of this enzyme increased as the reaction temperature increased, and no remarkable decrease in the activity was observed until 75 ° C. Next, in order to examine the thermostability of the enzyme, the enzyme was incubated at 0 to 80 ° C for 60 minutes (pH 7.0).
Then, the remaining activity was measured at 15 ° C. Fig. 4 shows the results.
Shown in The results showed that this enzyme was stable up to 60 ° C.

【0032】〔75℃における活性の半減期〕本酵素の
耐熱性を調べるため、本酵素の75℃における活性の半
減期を調べた。本酵素を75℃で0〜60分間保温(p
H7.0)し、その後の残存活性を15℃で測定した。
酵素の残存活性(0分間保温時の酵素活性を100%と
した時の相対活性)を保温時間に対してプロットした。
結果を図5に示す。その結果、本酵素の75℃における
活性の半減期は26分であることが示された。
[Half-life of activity at 75 ° C.] In order to examine the thermostability of the present enzyme, the half-life of the activity of the present enzyme at 75 ° C. was examined. Keep the enzyme at 75 ° C for 0-60 minutes (p
H7.0), and the remaining activity thereafter was measured at 15 ° C.
The residual activity of the enzyme (relative activity when the enzyme activity at the time of 0 minute incubation was taken as 100%) was plotted against the incubation time.
FIG. 5 shows the results. The results showed that the half-life of the activity of this enzyme at 75 ° C. was 26 minutes.

【0033】比較例1 酵母〔サッカロマイセス・セルビシアエ(Saccharomyce
s cerevisiae)〕由来のADH(Sigma 社より購入し
た)の至適温度、熱安定性、75℃における活性の半減
期を実施例1と同様の方法により測定した。
Comparative Example 1 Yeast [Saccharomyce
s. cerevisiae)], the optimal temperature, thermal stability, and half-life of the activity at 75 ° C. of ADH (purchased from Sigma) were measured in the same manner as in Example 1.

【0034】〔活性測定〕酵母〔サッカロマイセス・セ
ルビシアエ(Saccharomyces cerevisiae)〕由来のAD
H(Sigma 社より購入した)の酵素活性を実施例1と同
様の方法(反応液組成:100mMCHES (pH9.
0)、1mMNAD+ 、10mMエタノール:ただし反
応温度は25℃)により測定した。酵素活性は、上記条
件下で、1分間に1μmolのNADHを生成しうる酵
素量を1単位(ユニット)と定義した。
[Activity measurement] AD derived from yeast [Saccharomyces cerevisiae]
H (purchased from Sigma) was measured for enzyme activity in the same manner as in Example 1 (reaction solution composition: 100 mM CHES (pH 9.
0) 1 mM NAD + , 10 mM ethanol: However, the reaction temperature was 25 ° C.). The enzymatic activity was defined as the amount of enzyme capable of producing 1 μmol of NADH per minute under the above conditions as one unit.

【0035】〔至適温度〕実施例1と同様の方法によ
り、上記酵素の至適温度を求めた。結果を図3に示す。
その結果、酵母由来ADHの至適温度は25〜30℃で
あった。
[Optimal temperature] The optimal temperature of the above enzyme was determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG.
As a result, the optimum temperature of yeast-derived ADH was 25 to 30 ° C.

【0036】〔熱安定性〕実施例1と同様の方法によ
り、上記酵素の熱安定性を求めた。結果を図4に示す。
その結果、酵母由来ADHの耐熱温度は40℃であっ
た。
[Thermal Stability] The thermal stability of the above enzyme was determined in the same manner as in Example 1. FIG. 4 shows the results.
As a result, the heat resistance temperature of yeast-derived ADH was 40 ° C.

【0037】〔75℃における活性の半減期〕実施例1
と同様の方法により、上記酵素の75℃における活性の
半減期を調べた。結果を図5に示す。その結果、酵母由
来のADHは75℃では数分で完全に失活した。
[Half-life of activity at 75 ° C.]
The half-life of the activity of the above enzyme at 75 ° C. was examined in the same manner as described above. FIG. 5 shows the results. As a result, the yeast-derived ADH was completely inactivated at 75 ° C. within several minutes.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明のADHは、基質に広く作用し、
pH安定性に優れ、高いADH活性を有し、かつ高い熱
安定性を有する。また、本発明の製造方法は上記ADH
を製造することができる。
The ADH of the present invention acts widely on substrates,
It has excellent pH stability, high ADH activity, and high thermal stability. In addition, the production method of the present invention relates to the above ADH.
Can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のADHの至適pHを示す。FIG. 1 shows the optimum pH of ADH of the present invention.

【図2】本発明のADHのpH安定性を示す。FIG. 2 shows the pH stability of ADH of the present invention.

【図3】本発明のADHと酵母由来ADHの至適温度を
示す。
FIG. 3 shows the optimum temperatures of ADH of the present invention and yeast-derived ADH.

【図4】本発明のADHと酵母由来ADHの熱安定性を
示す。
FIG. 4 shows the thermal stability of ADH of the present invention and yeast-derived ADH.

【図5】本発明のADHと酵母由来ADHの75℃にお
ける活性の半減期を示す。
FIG. 5 shows the half-life of activity at 75 ° C. of ADH of the present invention and yeast-derived ADH.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の性質を有するアルコール脱水素酵
素。 (a)作用:下記の反応を触媒する。 アルコール + ニコチンアミドアデニンジヌクレオチ
ド(NAD+ ) →アルデヒド + 還元型ニコチンア
ミドアデニンジヌクレオチド(NADH) (b)基質特異性:炭素数2から10の1級アルコール
又は2級アルコールに広く作用する。 (c)至適pH:7.0 (d)安定pH範囲:6.0から9.0 (e)至適温度:60℃以上 (f)安定温度域:0から60℃ (g)分子構造:分子量約168,000 のポリペプチドの4
量体
1. An alcohol dehydrogenase having the following properties: (A) Action: catalyzes the following reaction. Alcohol + nicotinamide adenine dinucleotide (NAD + ) → aldehyde + reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) (b) Substrate specificity: acts widely on primary or secondary alcohols having 2 to 10 carbon atoms. (C) Optimum pH: 7.0 (d) Stable pH range: 6.0 to 9.0 (e) Optimum temperature: 60 ° C. or higher (f) Stable temperature range: 0 to 60 ° C. (g) Molecular structure : 4 of polypeptide with a molecular weight of about 168,000
Monomer
【請求項2】 請求項1記載のアルコール脱水素酵素の
生産能を有する微生物を培養し、培養物から請求項1記
載のアルコール脱水素酵素を採取することを特徴とする
アルコール脱水素酵素の製造方法。
2. A method for producing an alcohol dehydrogenase, comprising culturing a microorganism capable of producing alcohol dehydrogenase according to claim 1 and collecting the alcohol dehydrogenase according to claim 1 from the culture. Method.
【請求項3】 スフィンゴバクテリウム(Sphingobacte
rium)属に属し、請求項1記載のアルコール脱水素酵素
の生産能を有する微生物を培養し、培養物から請求項1
記載のアルコール脱水素酵素を採取することを特徴とす
るアルコール脱水素酵素の製造方法。
3. Sphingobacterium
A microorganism belonging to the genus rium), which is capable of producing the alcohol dehydrogenase according to claim 1, is cultured, and the microorganism is cultured.
A method for producing an alcohol dehydrogenase, comprising collecting the alcohol dehydrogenase according to any one of the preceding claims.
【請求項4】 スフィンゴバクテリウム(Sphingobacte
rium)属に属するアルコール脱水素酵素の生産能を有す
る微生物が、スフィンゴバクテリウム・スピリチボラム
(Sphingobacterium spiritivorum )P1(FERM
P−16974)である請求項3記載のアルコール脱水
素酵素の製造方法。
4. Sphingobacterium
rium), a microorganism capable of producing alcohol dehydrogenase is Sphingobacterium spiritivorum P1 (FERM).
The method for producing an alcohol dehydrogenase according to claim 3, which is P-16974).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8765433B2 (en) 2009-12-29 2014-07-01 Butamax Advanced Biofuels Llc Alcohol dehydrogenases (ADH) useful for fermentive production of lower alkyl alcohols
US9410166B2 (en) 2009-12-29 2016-08-09 Butamax Advanced Biofuels Llc Alcohol dehydrogenases (ADH) useful for fermentive production of lower alkyl alcohols

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