JP2003088384A - New nitrile hydratase - Google Patents

New nitrile hydratase

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JP2003088384A
JP2003088384A JP2001284817A JP2001284817A JP2003088384A JP 2003088384 A JP2003088384 A JP 2003088384A JP 2001284817 A JP2001284817 A JP 2001284817A JP 2001284817 A JP2001284817 A JP 2001284817A JP 2003088384 A JP2003088384 A JP 2003088384A
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JP
Japan
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cobalt
nitrile hydratase
sequence
amino acid
subunit
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Application number
JP2001284817A
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Japanese (ja)
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Akimasa Miyanaga
顕正 宮永
Shinya Fusenobu
進矢 伏信
Takayoshi Wakagi
高善 若木
Kiyoshi Ito
伊藤  潔
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Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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Publication date
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cobalt type nitrile hydratase having cysteinesulfinic acid and cysteinesulfenic acid in the active center. SOLUTION: This cobalt type nitrile hydratase comprises a subunit bound through a region represented by an amino acid sequence Cys-Thr-Leu-Csi-Ser-Cse described in sequence number 1 of the sequence listing (refer to the specification) to a cobalt atom as a constituent element (Csi in the sequence denotes the cysteinesulfinic acid; and Cse denotes the cysteinesulfenic acid in the sequence).

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、コバルト型ニトリ
ルヒドラターゼの新規なアミノ酸配列に関する。さら
に、該酵素遺伝子を含有する組換えプラスミドにより形
質転換された形質転換菌株を培養して得られる培養液・
菌体・菌体処理物を用いてニトリル化合物から対応する
アミド化合物を製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel amino acid sequence of cobalt type nitrile hydratase. Further, a culture solution obtained by culturing a transformant strain transformed with a recombinant plasmid containing the enzyme gene.
The present invention relates to a method for producing a corresponding amide compound from a nitrile compound using a cell / treated cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】ニトリル化合物のニトリル基を水和して
アミド基に変換し対応するアミド化合物を製造する技術
としては、酸またはアルカリの存在下や銅触媒の存在下
で加熱処理する化学的な方法が以前より知られていた。
2. Description of the Related Art A technique for producing a corresponding amide compound by hydrating a nitrile group of a nitrile compound to convert it to an amide group is known as a chemical treatment in which heat treatment is performed in the presence of an acid or an alkali or in the presence of a copper catalyst. The method was known more than before.

【0003】一方、近年ニトリル基を水和しアミド基に
変換するニトリル水和活性を有する酵素であるニトリル
ヒドラターゼが発見され、該酵素または該酵素を含有す
る微生物菌体等を用いてニトリル化合物より対応するア
ミド化合物を製造する方法が既に開示されている。この
製造方法は従来の化学的な方法と比べて、ニトリル化合
物から対応するアミド化合物への転化率及び選択率が高
い等のメリットが知られている。
On the other hand, in recent years, a nitrile hydratase, which is an enzyme having a nitrile hydration activity for hydrating a nitrile group and converting it to an amide group, has been discovered, and a nitrile compound is produced using the enzyme or a microbial cell containing the enzyme. Methods for producing the more corresponding amide compounds have already been disclosed. This manufacturing method is known to have advantages such as high conversion and selectivity of a nitrile compound to a corresponding amide compound as compared with conventional chemical methods.

【0004】ニトリルヒドラターゼは、活性中心に補欠
分子として非ヘム鉄原子、または、非コリン核コバルト
原子を有していることが既に知られており、それぞれ鉄
型ニトリルヒドラターゼ、及び、コバルト型ニトリルヒ
ドラターゼという呼称で区別されている。
It is already known that nitrile hydratase has a non-heme iron atom or a non-choline nuclear cobalt atom as a prosthetic group in the active center, and iron type nitrile hydratase and cobalt type, respectively. It is distinguished by the name nitrile hydratase.

【0005】鉄型ニトリルヒドラターゼとしては、ロド
コッカス属N−771株由来のものをその代表例として
挙げることができる。本酵素の特徴の一つは、該菌に光
を照射することによって該酵素活性に変化が見られるこ
とである。すなわち、菌体を暗条件下で放置すると該酵
素活性が減少するが、再び光を照射することによって該
酵素活性は再び上昇する。そのメカニズムは、不活性型
酵素の非ヘム鉄センターに一酸化窒素(NO)が結合し
ており、光によってNOが該非ヘム鉄センターより解離
し、酵素が活性化されると考えられている(遠藤ら、バ
イオサイエンスとインダストリー Vol.56, No.8, pp519
-524, 1998)。
As the iron-type nitrile hydratase, one derived from Rhodococcus sp. Strain N-771 can be mentioned as a typical example. One of the characteristics of this enzyme is that the enzyme activity is changed by irradiating the bacterium with light. That is, the enzyme activity decreases when the cells are left under dark conditions, but the enzyme activity increases again by irradiating with light. The mechanism is thought to be that nitric oxide (NO) is bound to the non-heme iron center of the inactive enzyme and NO is dissociated from the non-heme iron center by light, and the enzyme is activated ( Endo et al., Bioscience and Industry Vol.56, No.8, pp519
-524, 1998).

【0006】さらに、この鉄型ニトリルヒドラターゼ
は、X線結晶構造解析がなされ、その立体構造が明らか
になっている。その結果、該酵素は、活性中心を形成す
るαサブユニットの109番目から114番目までのシ
ステインクラスター(Cys−Ser−Leu−Cys
−Ser−Cys)中の4つのアミノ酸残基を介して非
へム鉄と結合していることが確認されている。特に、シ
ステインクラスター中の2つのシステイン残基(αサブ
ユニットの112番目及び114番目)が翻訳後修飾を
受けて、それぞれシステインスルフィン酸並びにシステ
インスルフェン酸に変化しており、このことがNOの結
合に起因する光応答性を生み出していると提唱されてい
る(特開平11−80194号公報)。
Further, the iron type nitrile hydratase has been subjected to X-ray crystal structure analysis, and its three-dimensional structure has been clarified. As a result, the enzyme has a cysteine cluster (Cys-Ser-Leu-Cys) from the 109th position to the 114th position of the α subunit forming the active center.
-Ser-Cys) has been confirmed to be bound to non-heme iron through four amino acid residues. In particular, two cysteine residues in the cysteine cluster (112th and 114th of α subunit) were post-translationally modified into cysteine sulfinic acid and cysteine sulfenic acid, respectively. It is proposed that the photoresponsiveness due to the binding is produced (Japanese Patent Laid-Open No. 11-80194).

【0007】一方、コバルト型ニトリルヒドラターゼと
しては、ロドコッカス属ロドクロウス種(特開平4−2
11379号公報)由来のものをその代表例として挙げ
ることができるが、コバルト型ニトリルヒドラターゼに
ついては、X線結晶構造解析は報告されていない。
On the other hand, as cobalt-type nitrile hydratase, Rhodococcus spp.
(Japanese Patent No. 11379) can be mentioned as a typical example, but X-ray crystal structure analysis has not been reported for cobalt type nitrile hydratase.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ニトリ
ルヒドラターゼ活性を有する微生物としてシュードノカ
ルディア・サーモフィラを見出し、さらに該酵素を大腸
菌内で大量に発現させることに成功している(特開平9
−275978号公報)。
The present inventors have found Pseudonocardia thermophila as a microorganism having nitrile hydratase activity, and have succeeded in expressing the enzyme in large amounts in Escherichia coli ( JP-A-9
-275978).

【0009】そこで、本発明者らは、本特許記載のMT
−10822株を培養し、該形質転換大腸菌体より、ニ
トリルヒドラターゼを精製し、得られた精製ニトリルヒ
ドラターゼについて詳細に解析した。その結果、以下の
1〜4の知見を得るに至った。
Therefore, the present inventors have proposed the MT described in this patent.
The -10822 strain was cultured, nitrile hydratase was purified from the transformed Escherichia coli, and the obtained purified nitrile hydratase was analyzed in detail. As a result, the following findings 1 to 4 have been obtained.

【0010】第一に、精製した該酵素を用いて、ICP
(Inductive Coupled Plasm
a) による含有金属量の測定を行った。その結果、本
酵素にコバルト原子は含まれているが、鉄原子は含まれ
ていないことが判明した。すなわち、本酵素は、コバル
ト型ニトリルヒドラターゼであることが確認された。
First, using the purified enzyme, ICP
(Inductive Coupled Plasma
The amount of contained metal according to a) was measured. As a result, it was revealed that this enzyme contained a cobalt atom but not an iron atom. That is, this enzyme was confirmed to be a cobalt-type nitrile hydratase.

【0011】第二に、精製した酵素を結晶化し、X線構
造解析を行った。尚、構造解析は、X線構造解析がなさ
れているロドコッカス属N−771株由来の鉄型ニトリ
ルヒドラターゼ のα鎖とβ鎖をモデル分子として用
い、分子置換法により解を得た。その結果、コバルト原
子は、αサブユニットの108番目のシステイン残基か
ら113番目のシステイン残基までのシステインクラス
ター部位と結合していた。さらに、αサブユニットの1
11番目のシステイン残基と113番目のシステイン残
基の回りに余分な電子密度が認められ、鉄型ニトリルヒ
ドラターゼと同様に、両システイン残基が翻訳後修飾を
受けてそれぞれシステインスルフィン酸(Cys−SO
OH)とシステインスルフェン酸(Cys−SOH)に
なっていることが確認された。
Secondly, the purified enzyme was crystallized and subjected to X-ray structural analysis. The structural analysis was carried out by a molecular replacement method using the α-chain and β-chain of iron-type nitrile hydratase derived from Rhodococcus sp. Strain N-771 for which X-ray structural analysis has been performed as model molecules. As a result, the cobalt atom was bound to the cysteine cluster site from the 108th cysteine residue to the 113th cysteine residue of the α subunit. Furthermore, 1 of α subunit
An extra electron density was observed around the 11th cysteine residue and the 113th cysteine residue, and both cysteine residues were post-translationally modified to give cysteine sulfinic acid (Cys), similar to iron-type nitrile hydratase. -SO
OH) and cysteine sulfenic acid (Cys-SOH).

【0012】以上の知見より、本発明者らは、シュード
ノカルディア・サーモフィラ由来のコバルト型ニトリル
ヒドラターゼでは、αサブユニットの111番目のシス
テイン残基がシステインスルフィン酸に、113番目の
システイン残基がシステインスルフェン酸にそれぞれ翻
訳後修飾を受け、この修飾アミノ酸残基を介してαサブ
ユニットのポリペプチド鎖とコバルト原子は結合してい
ると結論した。
Based on the above findings, the present inventors have found that in the cobalt-type nitrile hydratase derived from Pseudonocardia thermophila, the 111th cysteine residue of the α subunit remains in the cysteine sulfinic acid and the 113th cysteine residue. It was concluded that the groups were respectively post-translationally modified by cysteine sulfenic acid, and the polypeptide chain of the α subunit and the cobalt atom were linked via this modified amino acid residue.

【0013】すなわち、本発明者らは、シュードノカル
ディア・サーモフィラ由来のコバルト型ニトリルヒドラ
ターゼは、その遺伝子配列から推測することができなか
った非天然型のアミノ酸残基であるシステインスルフィ
ン酸(以下、他のアミノ酸と並置して配列を記載する場
合にはCsiと略記する)、並びに、システインスルフ
ェン酸(以下、他のアミノ酸と並置して配列を記載する
場合にはCseと略記する)を含み、これらの残基を介
してコバルト原子と結合していることを見出し、本発明
を完成させた。すなわち、本発明は、システインスルフ
ィン酸並びにシステインスルフェン酸を活性中心に有す
るコバルト型ニトリルヒドラターゼを提供することにあ
る。
That is, the present inventors have found that Pseudonocardia thermophila-derived cobalt-type nitrile hydratase is a non-natural amino acid residue cysteine sulfinic acid (which cannot be deduced from its gene sequence). Hereinafter, when the sequence is described in juxtaposition with other amino acids, it is abbreviated as Csi), and cysteine sulfenic acid (hereinafter, when the sequence is described in juxtaposition with other amino acids, it is abbreviated as Cse). The present invention has been completed based on the finding that it is bonded to a cobalt atom via these residues. That is, the present invention provides cysteine sulfinic acid and a cobalt-type nitrile hydratase having cysteine sulfenic acid as an active center.

【0014】[0014]

【発明実施の形態】本発明において提供されるコバルト
型ニトリルヒドラターゼとは、配列表の配列番号1に示
すアミノ酸配列(Cys−Thr−Leu−Csi−S
er−Cse)を含む領域を介してコバルト原子と結合
しているサブユニットを構成要素として含み、かつ、ニ
トリル化合物を水和する活性を有する蛋白質であれば特
に制限はない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The cobalt type nitrile hydratase provided in the present invention means the amino acid sequence (Cys-Thr-Leu-Csi-S) shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(er-Cse) is not particularly limited as long as it is a protein containing a subunit bound to a cobalt atom through a region containing er-Cse) as a constituent and having the activity of hydrating a nitrile compound.

【0015】特に本発明においては、配列表の配列番号
2に示すアミノ酸配列からなり、配列表の配列番号1に
示すアミノ酸配列(Cys−Thr−Leu−Csi−
Ser−Cse)を含む領域を介してコバルト原子と結
合しているサブユニットを構成要素として含み、同時に
配列表の配列番号3に示すアミノ酸配列により示される
サブユニットを構成要素として含むものをその代表例と
して挙げることができる。
In particular, in the present invention, the amino acid sequence consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 of the sequence listing and shown in SEQ ID NO: 1 of the sequence listing (Cys-Thr-Leu-Csi-
Ser-Cse) containing a subunit bound to a cobalt atom through a region containing the same as a constituent element, and at the same time containing a subunit represented by the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing as a constituent element. As an example:

【0016】また、同じ塩基配列の遺伝子を鋳型として
転写・翻訳された場合であっても、それを導入する宿主
の種類、培養に使用する栄養培地の成分や組成、培養時
の温度やpH等によっては、遺伝子発現後の宿主内酵素
による修飾などにより、所期の酵素作用は保持している
ものの配列表におけるN末端付近のアミノ酸の1個また
は2個以上が欠失したり、N末端に1個または2個以上
のアミノ酸が新たに付加した変異体を産生することがあ
る。さらに、組換えDNA技術の進歩により酵素の作用
を実質的に変えることなく比較的容易にその構成アミノ
酸の1個または2個以上を他のアミノ酸で置換、欠失、
削除もしくは挿入できるようにもなった。また、その構
成アミノ酸の1個または2個以上を他のアミノ酸で置
換、欠失、削除もしくは挿入することにより、有機溶媒
耐性の向上や基質特異性の変化等の産業上の利用価値の
高い性質を付加した変異酵素を作出する試みも行われて
いる。かかる技術水準に鑑み、この発明でいうニトリル
ヒドラターゼとは、配列表における配列番号:3および
4に示すアミノ酸配列により示されるサブユニットをそ
のまま構成要素として含むものは言うにおよばず、1個
または2個以上のアミノ酸が他のアミノ酸に置換、欠
失、削除もしくは挿入されたアミノ酸配列により示され
るサブユニットを構成要素として含む変異体であって
も、それが配列表の配列番号1に示すアミノ酸配列(C
ys−Thr−Leu−Csi−Ser−Cse)を含
む領域を介してコバルト原子と結合しているサブユニッ
トを構成要素として含み、かつ、ニトリル化合物を水和
する活性を有する場合は、本発明に包含されるものとす
る。
Even when the gene having the same nucleotide sequence is transcribed and translated as a template, the type of host into which it is introduced, the components and composition of the nutrient medium used for culture, the temperature and pH during culture, etc. In some cases, one or two or more amino acids near the N-terminal in the sequence listing may be deleted or the N-terminal may be deleted due to modification by the enzyme in the host after gene expression, although the desired enzyme activity is retained. A mutant with one or more amino acids newly added may be produced. Furthermore, due to advances in recombinant DNA technology, it is relatively easy to substitute or delete one or more of the constituent amino acids with other amino acids without substantially changing the action of the enzyme,
You can now delete or insert. Further, by substituting, deleting, deleting or inserting one or more of the constituent amino acids with another amino acid, properties having high industrial utility value such as improvement in organic solvent resistance and change in substrate specificity Attempts have also been made to create a mutant enzyme with added. In view of such a state of the art, the nitrile hydratase referred to in the present invention is not limited to one containing the subunit represented by the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 as a constituent element as it is, or one or Even if it is a variant containing a subunit represented by an amino acid sequence in which two or more amino acids are substituted, deleted, deleted or inserted with other amino acids as a constituent, it is the amino acid shown in SEQ ID NO: 1 of the sequence listing. Array (C
In the present invention, when a subunit containing a subunit bonded to a cobalt atom through a region containing ys-Thr-Leu-Csi-Ser-Cse) is contained as a component and it has an activity of hydrating a nitrile compound, Shall be included.

【0017】より具体的には、配列表の配列番号2のア
ミノ酸配列の6番目、19番目、38番目、77番目、
90番目、102番目、106番目、126番目、13
0番目、142番目、146番目、187番目、194
番目及び203番目のアミノ酸の何れか一つ以上のアミ
ノ酸を他のアミノ酸に置換して得られるアミノ酸配列か
らなり、配列表の配列番号1に示すアミノ酸配列(Cy
s−Thr−Leu−Csi−Ser−Cse)を含む
領域を介してコバルト原子と結合している変異サブユニ
ットを構成要素として含む変異コバルト型ニトリルヒド
ラターゼが含まれる。また、該変異コバルト型ニトリル
ヒドラターゼの他方のサブユニットが、配列表の配列番
号:3に記載のアミノ酸配列の20番目、21番目、1
08番目、200番目、212番目のアミノ酸の何れか
一つ以上のアミノ酸を他のアミノ酸に置換して得られる
変異サブユニットである変異コバルト型ニトリルヒドラ
ターゼも含まれる。
More specifically, 6th, 19th, 38th, 77th of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing,
90th, 102nd, 106th, 126th, 13
0th, 142nd, 146th, 187th, 194
Amino acid sequence (Cy
Mutant cobalt-type nitrile hydratase containing a mutant subunit bound to a cobalt atom through a region containing s-Thr-Leu-Csi-Ser-Cse) as a constituent element. The other subunit of the mutant cobalt-type nitrile hydratase is the 20th, 21st, 1st amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing.
Mutant cobalt-type nitrile hydratase, which is a mutant subunit obtained by substituting one or more amino acids of the 08th, 200th, and 212th amino acids with another amino acid, is also included.

【0018】本発明におけるコバルト型ニトリルヒドラ
ターゼとは、シュードノカルディア・サーモフィラ由来
のものをその代表例として挙げることができるが、該菌
株以外の微生物株由来のコバルト型ニトリルヒドラター
ゼであっても、その蛋白質が配列表の配列番号1に示す
アミノ酸配列(Cys−Thr−Leu−Csi−Se
r−Cse)を含む領域を介してコバルト原子と結合し
ているサブユニットを構成要素として含み、かつ、ニト
リル化合物を水和する活性を有する蛋白質であれば、本
発明に包含されるものとする。そのような微生物株とし
ては、ノカルディア(Nocardia)属、コリネバクテリウム
(Corynebacterium)属、バチルス(Bacillus)属、好熱性
のバチルス属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ミク
ロコッカス(Micrococcus)属、ロドクロウス(rhodochrou
s)種に代表されるロドコッッカス(Rhodococcus)属、ア
シネトバクター(Acinetobacter)属、キサントバクター
(Xanthobacter)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)
属、リゾビウム(Rhizobium)属、クレブシエラ(Klebsiel
la)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、エルウィ
ニア(Erwinia)属、エアロモナス(Aeromonas)属、シトロ
バクター(Citrobacter)属、アクロモバクター(Achromob
acter)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属、ア
ミコラトプシス属(Amycolatopsis)属、またはサーモ
フィラ(thermophila)種JCM3095株以外のシュー
ドノカルディア(Pseudonocardia)属に属する株を好適な
例として挙げることができる。
The cobalt-type nitrile hydratase in the present invention can be exemplified by those derived from Pseudonocardia thermophila, but it is a cobalt-type nitrile hydratase derived from a microorganism strain other than the strain. Also, the protein has an amino acid sequence (Cys-Thr-Leu-Csi-Se) shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
The present invention includes any protein which has a subunit bound to a cobalt atom through a region containing r-Cse) as a constituent and which has an activity of hydrating a nitrile compound. . Such microbial strains include Nocardia , Corynebacterium
(Corynebacterium) genus Bacillus (Bacillus) genus, thermophilic Bacillus, Pseudomonas (Pseudomonas) genus Micrococcus (Micrococcus) genus rhodochrous (Rhodochrou
s) Rodokokkkasu typified by the species (Rhodococcus) genus Acinetobacter (Acinetobacter) genus Xanthobacter Enterobacter
(Xanthobacter) genus Streptomyces (Streptomyces)
Genus Rhizobium (Rhizobium) genus, Klebsiella (Klebsiel
la) genus, Enterobacter (Enterobacter) genus, Erwinia (Erwinia) genus, Earomonasu (Aeromonas) genus, Citrobacter (Citrobacter) sp., Achromobacter (Achromob
Preferable examples include strains belonging to the genus Pseudonocardia other than the genus acter, the genus Agrobacterium , the genus Amycolatopsis, or the thermophila sp. JCM3095 strain. it can.

【0019】本発明におけるコバルト型ニトリルヒドラ
ターゼとは、シュードノカルディア・サーモフィラ由来
のものをその代表例として挙げることができるが、近年
の分子生物学および遺伝子工学の進歩により、シュード
ノカルディア・サーモフィラに代表される微生物株のコ
バルト型ニトリルヒドラターゼの分子生物学的な性質や
アミノ酸配列等を解析することにより、該蛋白質の遺伝
子を該微生物株より取得し、該遺伝子および発現に必要
な制御領域が挿入された組換えプラスミドを構築し、こ
れを任意の宿主に導入し、該蛋白質を発現させた遺伝子
組換え菌を作出することが可能となり、かつ、比較的容
易にもなった。かかる技術水準に鑑み、このようなコバ
ルト型ニトリルヒドラターゼの遺伝子を任意の宿主に導
入した遺伝子組換え菌により生産されたコバルト型ニト
リルヒドラターゼであっても、該蛋白質が配列表の配列
番号1に示すアミノ酸配列(Cys−Thr−Leu−
Csi−Ser−Cse)を含む領域を介してコバルト
原子と結合しているサブユニットを構成要素として含
み、かつ、ニトリル化合物を水和する活性を有する蛋白
質であれば、本発明に包含されるものとする。
The cobalt-type nitrile hydratase in the present invention can be exemplified by those derived from Pseudonocardia thermophila, but due to recent advances in molecular biology and genetic engineering, Pseudonocardia By analyzing the molecular biological properties and amino acid sequence of cobalt-type nitrile hydratase of a microbial strain represented by Thermophila, the gene of the protein is obtained from the microbial strain, and necessary for the gene and expression. It became possible, and relatively easy, to construct a recombinant plasmid having a control region inserted therein and introduce this into an arbitrary host to produce a recombinant bacterium expressing the protein. In view of the state of the art, even in the case of a cobalt type nitrile hydratase produced by a gene recombinant bacterium in which such a gene of cobalt type nitrile hydratase is introduced into an arbitrary host, the protein is SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. The amino acid sequence shown in (Cys-Thr-Leu-
The present invention includes a protein containing a subunit bonded to a cobalt atom through a region containing Csi-Ser-Cse) as a constituent and having a nitrile compound hydrating activity. And

【0020】尚、ここでいう発現に必要な制御領域と
は、プロモーター配列(転写を制御するオペレーター配
列を含む)・リボゾーム結合配列(SD配列)・転写終
結配列等を示している。これら制御領域の組換えプラス
ミド上での配列順序は、5’末端側上流からプロモータ
ー配列、リボゾーム結合配列、コバルト型ニトリルヒド
ラターゼをコードする遺伝子、転写終結配列の順に並ぶ
ことが望ましい。また、プラスミドの具体例としては、
大腸菌中での自律複製可能な領域を有しているpBR3
22、pUC18、Bluescript II SK
(+)、pKK223−3、pSC101や、枯草菌中
での自律複製可能な領域を有しているpUB110、p
TZ4、pC194、ρ11、φ1、φ105等をベク
ターとして利用することができる。また、2種類以上の
宿主内での自律複製が可能なプラスミドの例として、p
HV14、TRp7、YEp7及びpBS7をベクター
として利用することができる。
The control region required for expression herein means a promoter sequence (including an operator sequence that controls transcription), a ribosome binding sequence (SD sequence), a transcription termination sequence and the like. Regarding the sequence order of these control regions on the recombinant plasmid, it is desirable that the promoter sequence, the ribosome binding sequence, the gene encoding the cobalt-type nitrile hydratase, and the transcription termination sequence are arranged in this order from the 5 ′ end side upstream. In addition, as a specific example of the plasmid,
PBR3 having a region capable of autonomous replication in Escherichia coli
22, pUC18, Bluescript II SK
(+), PKK223-3, pSC101, and pUB110, p having a region capable of autonomous replication in Bacillus subtilis
TZ4, pC194, ρ11, φ1, φ105, etc. can be used as a vector. In addition, as an example of a plasmid capable of autonomous replication in two or more types of hosts, p
HV14, TRp7, YEp7 and pBS7 can be used as vectors.

【0021】ここでいう任意の宿主には、後述の実施例
のように大腸菌(Escherichia coli)が代表例として挙げ
られるが、とくに大腸菌に限定されるのものではなく枯
草菌(Bacillus subtilis)等のバチルス属菌、酵母や放
線菌等の他の微生物菌株も含まれる。
Escherichia coli is a representative example of the arbitrary host as described later, but it is not particularly limited to Escherichia coli and Bacillus subtilis or the like. Other microbial strains such as Bacillus, yeast and actinomycetes are also included.

【0022】該プラスミドベクターに本発明のニトリル
ヒドラターゼをコードする遺伝子を該遺伝子の発現に必
要な領域を有するプラスミドベクターに挿入して本発明
の組換えプラスミドを構築する方法、該組換えプラスミ
ドを所望の宿主に形質転換する方法及び該形質転換菌体
内でニトリルヒドラターゼを産生させる方法としては、
「Molecular Cloning 2nd Ed
ition」(T.Maniatisら;Cold S
pring Harbor Laboratory P
ress,1989)等に記載されている分子生物学・
生物工学・遺伝子工学の分野において公知の一般的な方
法と宿主を利用すればよい。尚、該形質転換菌株を培養
する培地としてLB培地やM9培地などが一般的に用い
られるが、より好ましくはそのような培地成分にCoイ
オンを0.1μg/ml以上存在させるとよい。
A method for constructing the recombinant plasmid of the present invention by inserting the gene encoding the nitrile hydratase of the present invention into the plasmid vector into a plasmid vector having a region required for expression of the gene, The method for transforming into a desired host and the method for producing nitrile hydratase in the transformed cells include:
"Molecular Cloning 2nd Ed
edition ”(T. Maniatis et al .; Cold S
pring Harbor Laboratory P
molecular biology as described in Res., 1989).
General methods and hosts known in the field of biotechnology and genetic engineering may be used. Although LB medium, M9 medium and the like are generally used as a medium for culturing the transformed strain, it is more preferable that 0.1 μg / ml or more of Co ion is present in such a medium component.

【0023】また、本発明のコバルト型ニトリルヒドラ
ターゼまたは形質転換菌株を利用してニトリル化合物か
ら対応するアミド化合物を製造するには、所望のニトリ
ル化合物を該形質転換菌株の培養液、該形質転換菌株を
培養して得られる形質転換菌体、形質転換菌体の処理物
または形質転換菌体より分離・精製されたニトリルヒド
ラターゼと水性媒体中で接触させればよい。接触させる
温度は特に限定されないが、好ましくは該ニトリルヒド
ラターゼが失活しない温度範囲内であり、より好ましく
は0℃〜50℃である。ニトリル化合物としては、本発
明のニトリルヒドラターゼが基質として作用できる化合
物であれば特に限定されないが、好ましくはアセトニト
リル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル、n−ブチロニトリル、イソブチロニトリ
ル、クロトノニトリル、α−ヒドロキシイソブチロニト
リル等といった炭素数2〜4のニトリル化合物がその代
表例として挙げられる。該ニトリル化合物の水性媒体中
での濃度は、該ニトリル化合物の水性媒体中での最大溶
解度を越えない範囲内であれば特に限定されるものでは
ないが、好ましくは該ニトリル化合物による該酵素の失
活を考慮して5重量%以下、より好ましくは2重量%以
下である。
Further, in order to produce the corresponding amide compound from a nitrile compound using the cobalt type nitrile hydratase or transformant strain of the present invention, the desired nitrile compound is added to a culture solution of the transformant strain, or the transformant. It may be brought into contact with a transformed bacterium obtained by culturing the strain, a treated product of the transformed bacterium, or a nitrile hydratase isolated and purified from the transformed bacterium in an aqueous medium. The contact temperature is not particularly limited, but is preferably within a temperature range in which the nitrile hydratase is not inactivated, and more preferably 0 ° C to 50 ° C. The nitrile compound is not particularly limited as long as it is a compound to which the nitrile hydratase of the present invention can act as a substrate, but preferably acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, n-butyronitrile, isobutyronitrile, crotono. Typical examples thereof include nitrile compounds having 2 to 4 carbon atoms such as nitrile and α-hydroxyisobutyronitrile. The concentration of the nitrile compound in the aqueous medium is not particularly limited as long as it does not exceed the maximum solubility of the nitrile compound in the aqueous medium, but preferably the loss of the enzyme by the nitrile compound. Considering the activity, it is 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less.

【0024】[0024]

【実施例】以下の実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明は以下の実施例によって何等限定される
ものではない。尚、以下の実施例において、ニトリルヒ
ドラターゼ活性の測定は、次のように行った。サンプル
溶液を20mM−Tris・Cl緩衝液(pH7.5:
以下、バッファーAと呼ぶ)により適当に希釈し、これ
に1重量%のアクリロニトリルを添加して10℃で10
分間反応させた。反応液にこれと等量の1Mリン酸水溶
液を添加して反応を停止させ、生成したアクリルアミド
濃度をHPLC分析により測定した。HPLCカラムは
ULTRON 80HG(長さ50mm×直径8mm)
を用い、10mMリン酸水溶液を展開液として使用し
た。アクリルアミドは220nmの吸光度により検出し
た。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, the nitrile hydratase activity was measured as follows. The sample solution was added to a 20 mM Tris.Cl buffer (pH 7.5:
Hereinafter, it is appropriately diluted with buffer A), 1% by weight of acrylonitrile is added thereto, and the mixture is mixed at 10 ° C. for 10 minutes.
Let react for minutes. The same amount of 1 M phosphoric acid aqueous solution as this was added to the reaction solution to stop the reaction, and the concentration of acrylamide produced was measured by HPLC analysis. The HPLC column is ULTRON 80HG (length 50 mm x diameter 8 mm)
Was used as a developing solution. Acrylamide was detected by the absorbance at 220 nm.

【0025】[実施例1]シュードノカルディア・サー
モフィラJCM3095株由来のニトリルヒドラターゼ
の精製並びに含有金属原子の測定 500mlのバッフル付三角フラスコに下記の組成の培
地100mlを調製し、121℃・20分間のオートク
レーブにより滅菌後、終濃度が50μg/mlとなるよ
うにアンピシリンを添加したものを30本用意した。各
々のバッフル付三角フラスコにMT−10822株(F
ERM BP−5785)を一白菌耳ずつ植菌し、37
℃・130rpmにて20時間培養した。各バッフル付
三角フラスコ中の培養液を一まとめにしたのち、遠心分
離(15000G×15分間)により菌体のみを培養液
より分離し、続いて、50mlの生理食塩水に該菌体を
再懸濁した後に、再度遠心分離を行って湿菌体120g
を得た。
[Example 1] Purification of nitrile hydratase derived from Pseudonocardia thermophila JCM3095 strain and measurement of contained metal atoms 100 ml of a medium having the following composition was prepared in a 500 ml Erlenmeyer flask with a baffle, and 121 ° C at 20 ° C. After sterilizing by autoclaving for 30 minutes, 30 ampicillin-added substances were prepared so that the final concentration was 50 μg / ml. Add MT-10822 strain (F
ERM BP-5785) was inoculated with one white bacterium ear and 37
The culture was performed at 130 ° C. for 20 hours. After collecting the culture solution in each baffled Erlenmeyer flask together, centrifuge (15000 G × 15 minutes) to separate only the bacterial cells from the culture solution, and then resuspend the bacterial cells in 50 ml of physiological saline. After turbidity, centrifuge again to obtain 120g of wet cells.
Got

【0026】 培地組成 酵母エキストラクト 5.0g/L ポリペプトン 10.0g/L NaCl 5.0g/L 塩化コバルト・六水和物 10.0mg/L 硫酸第二鉄・七水和物 40.0mg/L pH7.5[0026]   Medium composition Yeast extract 5.0 g / L             Polypeptone 10.0 g / L             NaCl 5.0 g / L             Cobalt chloride hexahydrate 10.0 mg / L             Ferric sulfate heptahydrate 40.0 mg / L               pH 7.5

【0027】該菌体110gを50mM−Tris・C
l緩衝液(pH7.5)540mLに懸濁し、氷冷しな
がら、超音波破砕機により破砕を10分間行った。顕微
鏡により菌体が完全に破砕されていることを確認した
後、遠心分離(25000G×20分間)により該粗酵
素抽出液を得た。該粗酵素抽出液を50℃で30分間湯
浴することにより熱処理 を行い、遠心分離(2500
0G×20分間)により、上清液を得た。該上清液に飽
和濃度が40%になるように硫酸アンモニウムを加え3
0分間低温で撹拌した。遠心分離(25000G×10
分間)により上清液に飽和濃度が70%になるように再
度硫酸アンモニウムを加え30分間低温で撹拌した。そ
の後、遠心分離(25000G×10分間)により沈殿
を得た。該沈殿を50mM−Tris・Cl緩衝液(p
H7.5)20mLに懸濁した後、脱塩のためにバッフ
ァーAに対して透析処理を行った。該沈殿物を1mlの
KPBに溶解し、2Lの同液に対して4℃で48時間透
析を行った。被透析液をアマシャムファルマシア社製の
DEAE−Sepharoseを用いた陰イオン交換ク
ロマトグラフィーに供した。展開液はバッファーAを用
い、塩化カリウムによる0Mから1.0Mまで一定の勾
配で増加させてニトリルヒドラターゼ活性を含む画分を
得た。次に、該活性画分液をバッファーAに対して透析
処理を行った後、東ソー社製のPhenyl−Toyo
pearlを用いた疎水クロマトグラフィーに供した。
展開液はバッファーAを用い、硫酸アンモニム濃度を2
0%飽和から0%飽和まで一定の勾配で減少させて活性
画分を得た。さらに、該活性画分液をバッファーAに対
して透析処理を行った後、アマシャムファルマシア社製
のMonoQカラム(HR5/5) を用いた陰イオン
交換クロマトグラフィーに供した。展開液はバッファー
Aを用い、塩化カリウムによる0Mから1.0Mまで一
定の勾配で増加させてニトリルヒドラターゼ活性を含む
画分を得た。最期に、該活性画分液をバッファーAに対
して透析処理を行った後、アミコン社製のセントリコン
30で濃縮し、8.0mg/mLのタンパク質濃度の精
製酵素溶液を得た。次に、該精製酵素溶液50μLと純
水50μLをマイクロチューブに分注した後、マイクロ
チューブの蓋を開け、アルミ箔をかぶせた状態で80℃
のDry Thermo Unit DTU-28 (TAITEC社製) で3時間静置
して乾燥させた。続いて、61%硝酸を30μLずつ加
え、80℃のDry Thermo Unit DTU-28 (TAITEC社製) で
18時間静置して完全に乾燥させた後、0.1N硝酸を1
mL加え、SPS 1200VR plasma spectrometer (Seiko社
製) を用いて、含有金属量の測定を行った。その結果、
本酵素1分子(α2β2)つき、Co原子が約1.62個
入っていることが判明した。また、鉄原子は含まれてい
なかった。尚、本測定においては、コントロールとして
該精製酵素溶液の代わりにバッファーAを用い、また、
スタンダードとして、各1ppmのFe溶液(塩化第ニ
鉄・6水和物)およびCo溶液(塩化コバルト・6水和
物溶液)を用意した。この2種類の金属について測定サ
ンプルから検出した。
110 g of the cells were added to 50 mM Tris.C.
1 It was suspended in 540 mL of buffer solution (pH 7.5) and crushed with an ultrasonic crusher for 10 minutes while cooling with ice. After confirming that the cells were completely crushed by a microscope, the crude enzyme extract was obtained by centrifugation (25,000 G × 20 minutes). The crude enzyme extract was heat-treated by bathing it in a hot water bath at 50 ° C for 30 minutes, and then centrifuged (2500
(0G × 20 minutes) to obtain a supernatant. Ammonium sulfate was added to the supernatant so that the saturation concentration was 40%.
Stir for 0 minutes at low temperature. Centrifuge (25000G x 10
For 10 minutes, ammonium sulfate was added again to the supernatant so that the saturated concentration became 70%, and the mixture was stirred at low temperature for 30 minutes. Then, a precipitate was obtained by centrifugation (25000 G × 10 minutes). The precipitate was added to a 50 mM Tris.Cl buffer (p
H7.5) After suspending in 20 mL, dialysis treatment was performed against buffer A for desalting. The precipitate was dissolved in 1 ml of KPB and dialyzed against 2 L of the same solution at 4 ° C. for 48 hours. The dialyzed solution was subjected to anion exchange chromatography using DEAE-Sepharose manufactured by Amersham Pharmacia. Buffer A was used as a developing solution, and the fraction containing nitrile hydratase activity was obtained by increasing with potassium chloride at a constant gradient from 0 M to 1.0 M. Next, the active fraction solution was dialyzed against buffer A, and then Phenyl-Toyo manufactured by Tosoh Corporation.
It was subjected to hydrophobic chromatography using a pearl.
Buffer A was used as the developing solution, and the ammonium sulfate concentration was adjusted to 2
The active fraction was obtained by a constant gradient reduction from 0% saturation to 0% saturation. Further, the active fraction solution was dialyzed against buffer A and then subjected to anion exchange chromatography using a MonoQ column (HR5 / 5) manufactured by Amersham Pharmacia. Buffer A was used as a developing solution, and the fraction containing nitrile hydratase activity was obtained by increasing with potassium chloride at a constant gradient from 0 M to 1.0 M. At the last stage, the active fraction solution was dialyzed against buffer A and then concentrated with Centricon 30 manufactured by Amicon to obtain a purified enzyme solution having a protein concentration of 8.0 mg / mL. Next, 50 μL of the purified enzyme solution and 50 μL of pure water were dispensed into a microtube, the lid of the microtube was opened, and the aluminum foil was covered at 80 ° C.
Dry Thermo Unit DTU-28 (manufactured by TAITEC Co., Ltd.) was allowed to stand for 3 hours to dry. Then, add 30% each of 61% nitric acid, and use Dry Thermo Unit DTU-28 (manufactured by TAITEC) at 80 ° C.
After leaving it to stand for 18 hours to completely dry it, add 1N of 0.1N nitric acid.
After adding mL, the amount of contained metal was measured using an SPS 1200VR plasma spectrometer (manufactured by Seiko). as a result,
It was found that about 1.62 Co atoms were included in one molecule (α 2 β 2 ) of this enzyme. Moreover, the iron atom was not included. In this measurement, buffer A was used as a control instead of the purified enzyme solution, and
As a standard, a 1 ppm Fe solution (ferric chloride hexahydrate) and a Co solution (cobalt chloride hexahydrate solution) were prepared. The two types of metals were detected from the measurement sample.

【0028】[実施例2]結晶化並びにX線構造解析 実施例1で得られたシュードノカルディア・サーモフィ
ラJCM3095株由来ニトリルヒドラターゼの精製酵
素溶液と1.4Mのクエン酸ナトリウム及び0.1Mの
HEPESナトリウムからなるリザーバー溶液(pH
7.5)を1:1の比率で混合した後、蒸気平衡拡散法
により5℃にて該酵素の結晶を生成させた。得られた結
晶は、高解像度1.8ÅまでX線を回折し、セル寸法a
=b=65.501ナノメーター、c=184.614
ナノメーターを有するP3221空間群に属していた。
1つのαβヘテロダイマーが結晶の非対称単位に存在し
ていた。該酵素の結晶構造は、Rhodococcus sp. N-771
由来のニトリルヒドラターゼの結晶構造(PDBファイ
ルコード:2AHJ)をもとに、分子置換(MR)法に
より分析した。コバルト原子は、特開平9−27597
8号公報に記載されている該酵素のαサブユニットのア
ミノ酸配列の108番目から113番目に位置するシス
テインクラスター(Cys−Thr−Leu−Cys−
Ser−Cys)部位と結合していた。より具体的に
は、108番目、111番目及び113番目の3つのC
ys残基の硫黄原子、並びに、112番目のSer残基
と113番目のCys残基の主鎖の窒素原子と結合して
いた。また、111番目及び113番目のCys残基の
まわりに余分な電子密度が認められた。Fo−Fcマッ
プにおいて、111番目のCys残基のまわりに電子密
度が2つ、そして113番目のCys残基のまわりに電
子密度が1つ認められた。すなわち、鉄型ニトリルヒド
ラターゼと同様、111番目のCys残基はスルフィン
酸 ( Cys-SO2H ) に、113番目のCys残基はスルフ
ェン酸 ( Cys-SOH )に、それぞれ翻訳後修飾を受けてい
た。すなわち、本酵素のαサブユニットの108番目か
ら113番目に位置するシステインクラスター部位のア
ミノ酸配列は、Cys−Thr−Leu−Csi−Se
r−Cse(配列中のCsiはシステインスルフィン
酸、Cseはシステインスルフェン酸を示す。)であっ
た。
[Example 2] Crystallization and X-ray structure analysis A purified enzyme solution of Pseudonocardia thermophila JCM3095 strain-derived nitrile hydratase obtained in Example 1, 1.4 M sodium citrate and 0.1 M Reservoir solution consisting of sodium HEPES (pH
7.5) was mixed in a ratio of 1: 1 and crystals of the enzyme were produced at 5 ° C by a vapor equilibrium diffusion method. The obtained crystal was diffracted by X-ray up to a high resolution of 1.8Å and the cell size a
= B = 65.501 nanometers, c = 184.614
It belonged to the P3 2 21 space group with nanometers.
One αβ heterodimer was present in the asymmetric unit of the crystal. The crystal structure of the enzyme is Rhodococcus sp. N-771.
Based on the crystal structure (PDB file code: 2AHJ) of the nitrile hydratase derived from, it was analyzed by the molecular replacement (MR) method. Cobalt atom is described in JP-A-9-27597.
No. 8, cysteine clusters (Cys-Thr-Leu-Cys-) located at positions 108 to 113 of the amino acid sequence of the α subunit of the enzyme.
Ser-Cys) site. More specifically, three Cs of 108th, 111th and 113th
It was bonded to the sulfur atom of the ys residue and the nitrogen atom of the main chain of the 112th Ser residue and the 113th Cys residue. In addition, extra electron density was observed around the 111th and 113th Cys residues. In the Fo-Fc map, two electron densities were observed around the 111th Cys residue and one electron density was observed around the 113th Cys residue. That is, like the iron-type nitrile hydratase, the 111th Cys residue was post-translationally modified with sulfinic acid (Cys-SO2H) and the 113th Cys residue was modified with sulfenic acid (Cys-SOH). . That is, the amino acid sequence of the cysteine cluster site located at positions 108 to 113 of the α subunit of the present enzyme is Cys-Thr-Leu-Csi-Se.
r-Cse (Csi in the sequence represents cysteine sulfinic acid, and Cse represents cysteine sulfenic acid).

【0029】配列表フリーテキスト 配列番号1:コバルト型ニトリルヒドラターゼ内のコバ
ルト原子結合領域 配列番号2:シュードノカルディア・サーモフィラJC
M3095株由来ニトリルヒドラターゼのαサブユニッ
トのアミノ酸配列 配列番号3:シュードノカルディア・サーモフィラJC
M3095株由来ニトリルヒドラターゼのβサブユニッ
トのアミノ酸配列
Sequence Listing Free Text Sequence No. 1: Cobalt Atom Bonding Region in Cobalt-Type Nitrile Hydratase Sequence No. 2: Pseudonocardia thermophila JC
Amino acid sequence of α subunit of nitrile hydratase derived from M3095 strain SEQ ID NO: 3: Pseudonocardia thermophila JC
Amino acid sequence of β subunit of nitrile hydratase derived from M3095 strain

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明により、コバルト型ニトリルヒド
ラターゼ中のコバルト原子結合領域のアミノ酸配列(C
ys−Thr−Leu−Csi−Ser−Cse、また
は、Cys−Ser−Leu−Csi−Ser−Cs
e)が提供される。尚、配列中のCsiはシステインス
ルフィン酸、Cseはシステインスルフェン酸を示す。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the amino acid sequence of the cobalt atom binding region in the cobalt-type nitrile hydratase (C
ys-Thr-Leu-Csi-Ser-Cse or Cys-Ser-Leu-Csi-Ser-Cs
e) is provided. In the sequence, Csi represents cysteine sulfinic acid and Cse represents cysteine sulfenic acid.

【0031】[0031]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110>MITSUI CHEMICALS, INC. <120> <160>9 <210>1 <211>6 <212>PRT <213>Artificial Sequece <220> <223>Cobalt atom binding domain in cobalt-type nitrile hydratase <220> <221>OTHER <222>4 <223>Cystein-sulfinic acid <220> <221>OTHER <222>6 <223>Cystein-sulfenic acid <400> 1 Cys Thr Leu Xaa Ser Xaa 1 5 <210>2 <211>205 <212>PRT <213>Pseudonocardia thermophila JCM3095 <220> <223>Arufa-subunit amino acid sequence of cobalt-type nitrile hydratase <220> <221>OTHER <222>111 <223>Cystein-sulfinic acid <220> <221>OTHER <222>113 <223>Cystein-sulfenic acid <400>2 Met Thr Glu Asn Ile Leu Arg Lys Ser Asp Glu Glu Ile Gln Lys Glu 5 10 15 Ile Thr Ala Arg Val Lys Ala Leu Glu Ser Met Leu Ile Glu Gln Gly 20 25 30 Ile Leu Thr Thr Ser Met Ile Asp Arg Met Ala Glu Ile Tyr Glu Asn 35 40 45 Glu Val Gly Pro His Leu Gly Ala Lys Val Val Val Lys Ala Trp Thr 50 55 60 Asp Pro Glu Phe Lys Lys Arg Leu Leu Ala Asp Gly Thr Glu Ala Cys 65 70 75 80 Lys Glu Leu Gly Ile Gly Gly Leu Gln Gly Glu Asp Met Met Trp Val 85 90 95 Glu Asn Thr Asp Glu Val His His Val Val Val Cys Thr Leu Xaa Ser 100 105 110 Xaa Tyr Pro Trp Pro Val Leu Gly Leu Pro Pro Asn Trp Phe Lys Glu 115 120 125 Pro Gln Tyr Arg Ser Arg Val Val Arg Glu Pro Arg Gln Leu Leu Lys 130 135 140 Glu Glu Phe Gly Phe Glu Val Pro Pro Ser Lys Glu Ile Lys Val Trp 145 150 155 160 Asp Ser Ser Ser Glu Met Arg Phe Val Val Leu Pro Gln Arg Pro Ala 165 170 175 Gly Thr Asp Gly Trp Ser Glu Glu Glu Leu Ala Thr Leu Val Thr Arg 180 185 190 Glu Ser Met Ile Gly Val Glu Pro Ala Lys Ala Val Ala 195 200 205 <210>3 <211>233 <212>PRT <213>Pseudonocardia thermophila JCM3095 <220> <223>Beta-subunit amino acid sequence of cobalt-type nitrile hydratase <400>3 Met Asn Gly Val Tyr Asp Val Gly Gly Thr Asp Gly Leu Gly Pro Ile 5 10 15 Asn Arg Pro Ala Asp Glu Pro Val Phe Arg Ala Glu Trp Glu Lys Val 20 25 30 Ala Phe Ala Met Phe Pro Ala Thr Phe Arg Ala Gly Phe Met Gly Leu 35 40 45 Asp Glu Phe Arg Phe Gly Ile Glu Gln Met Asn Pro Ala Glu Tyr Leu 50 55 60 Glu Ser Pro Tyr Tyr Trp His Trp Ile Arg Thr Tyr Ile His His Gly 65 70 75 80 Val Arg Thr Gly Lys Ile Asp Leu Glu Glu Leu Glu Arg Arg Thr Gln 85 90 95 Tyr Tyr Arg Glu Asn Pro Asp Ala Pro Leu Pro Glu His Glu Gln Lys 100 105 110 Pro Glu Leu Ile Glu Phe Val Asn Gln Ala Val Tyr Gly Gly Leu Pro 115 120 125 Ala Ser Arg Glu Val Asp Arg Pro Pro Lys Phe Lys Glu Gly Asp Val 130 135 140 Val Arg Phe Ser Thr Ala Ser Pro Lys Gly His Ala Arg Arg Ala Arg 145 150 155 160 Tyr Val Arg Gly Lys Thr Gly Thr Val Val Lys His His Gly Ala Tyr 165 170 175 Ile Tyr Pro Asp Thr Ala Gly Asn Gly Leu Gly Glu Cys Pro Glu His 180 185 190 Leu Tyr Thr Val Arg Phe Thr Ala Gln Glu Leu Trp Gly Pro Glu Gly 195 200 205 Asp Pro Asn Ser Ser Val Tyr Tyr Asp Cys Trp Glu Pro Tyr Ile Glu 210 215 220 Leu Val Asp Thr Lys Ala Ala Ala Ala 225 230 233[Sequence Listing] SEQUENCE LISTING <110> MITSUI CHEMICALS, INC. <120><160> 9 <210> 1 <211> 6 <212> PRT <213> Artificial Sequece <220><223> Cobalt atom binding domain in cobalt -type nitrile hydratase <220><221> OTHER <222> 4 <223> Cystein-sulfinic acid <220><221> OTHER <222> 6 <223> Cystein-sulfenic acid <400> 1 Cys Thr Leu Xaa Ser Xaa 1 5 <210> 2 <211> 205 <212> PRT <213> Pseudonocardia thermophila JCM3095 <220><223> Arufa-subunit amino acid sequence of cobalt-type nitrile hydratase <220><221> OTHER <222> 111 <223> Cystein-sulfinic acid <220><221> OTHER <222> 113 <223> Cystein-sulfenic acid <400> 2 Met Thr Glu Asn Ile Leu Arg Lys Ser Asp Glu Glu Ile Gln Lys Glu 5 10 15 Ile Thr Ala Arg Val Lys Ala Leu Glu Ser Met Leu Ile Glu Gln Gly 20 25 30 Ile Leu Thr Thr Ser Met Ile Asp Arg Met Ala Glu Ile Tyr Glu Asn 35 40 45 Glu Val Gly Pro His Leu Gly Ala Lys Val Val Val Lys Ala Trp Thr 50 55 60 Asp Pro Glu Phe Lys Lys Arg Leu Leu Ala Asp Gly Thr Glu Ala Cys 65 70 75 80 Lys Glu Leu Gly Ile Gly Gly Leu Gln Gly Glu As p Met Met Trp Val 85 90 95 Glu Asn Thr Asp Glu Val His His Val Val Val Cys Thr Leu Xaa Ser 100 105 110 Xaa Tyr Pro Trp Pro Val Leu Gly Leu Pro Pro Asn Trp Phe Lys Glu 115 120 125 Pro Gln Tyr Arg Ser Arg Val Val Arg Glu Pro Arg Gln Leu Leu Lys 130 135 140 Glu Glu Phe Gly Phe Glu Val Pro Pro Ser Lys Glu Ile Lys Val Trp 145 150 155 160 Asp Ser Ser Ser Glu Met Arg Phe Val Val Leu Pro Gln Arg Pro Ala 165 170 175 Gly Thr Asp Gly Trp Ser Glu Glu Glu Leu Ala Thr Leu Val Thr Arg 180 185 190 Glu Ser Met Ile Gly Val Glu Pro Ala Lys Ala Val Ala 195 200 205 <210> 3 <211> 233 <212> PRT <213> Pseudonocardia thermophila JCM3095 <220><223> Beta-subunit amino acid sequence of cobalt-type nitrile hydratase <400> 3 Met Asn Gly Val Tyr Asp Val Gly Gly Thr Asp Gly Leu Gly Pro Ile 5 10 15 Asn Arg Pro Ala Asp Glu Pro Val Phe Arg Ala Glu Trp Glu Lys Val 20 25 30 Ala Phe Ala Met Phe Pro Ala Thr Phe Arg Ala Gly Phe Met Gly Leu 35 40 45 Asp Glu Phe Arg Phe Gly Ile Glu Gln Met Asn Pro Ala Glu Tyr Leu 50 55 60 Glu Ser Pro Tyr Tyr Trp His Trp Ile Arg Thr Tyr Ile His His Gly 65 70 75 80 Val Arg Thr Gly Lys Ile Asp Leu Glu Glu Leu Glu Arg Arg Thr Gln 85 90 95 Tyr Tyr Arg Glu Asn Pro Asp Ala Pro Leu Pro Glu His Glu Gln Lys 100 105 110 Pro Glu Leu Ile Glu Phe Val Asn Gln Ala Val Tyr Gly Gly Leu Pro 115 120 125 Ala Ser Arg Glu Val Asp Arg Pro Pro Lys Phe Lys Glu Gly Asp Val 130 135 140 Val Arg Phe Ser Thr Ala Ser Pro Lys Gly His Ala Arg Arg Ala Arg 145 150 155 160 Tyr Val Arg Gly Lys Thr Gly Thr Val Val Lys His His Gly Ala Tyr 165 170 175 Ile Tyr Pro Asp Thr Ala Gly Asn Gly Leu Gly Glu Cys Pro Glu His 180 185 190 Leu Tyr Thr Val Arg Phe Thr Ala Gln Glu Leu Trp Gly Pro Glu Gly 195 200 205 Asp Pro Asn Ser Ser Val Tyr Tyr Asp Cys Trp Glu Pro Tyr Ile Glu 210 215 220 Leu Val Asp Thr Lys Ala Ala Ala Ala 225 230 233

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

【図1】 シュードノカルディア・サーモフィラJCM
3095株由来ニトリルヒドラターゼのコバルト原子結
合領域のFo−Fcマップを示す。図中、アミノ酸の骨
格について、白抜きが炭素原子、塗りつぶしが窒素原
子、縞が酸素原子、格子縞が硫黄原子をそれぞれ示す。
また点線はコバルトの配位状態を示し、網掛けは、Fo
−Fcマップを示す。+は水分子を示す。
[Figure 1] Pseudonocardia thermophila JCM
The Fo-Fc map of the cobalt atom binding region of the nitrile hydratase derived from strain 3095 is shown. In the figure, in the skeleton of the amino acid, open carbon atoms, filled carbon atoms, fringes oxygen atoms, and lattice fringes sulfur atoms, respectively.
The dotted line shows the coordination state of cobalt, and the shaded area is Fo.
-Shows an Fc map. + Indicates a water molecule.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 9/88 C12N 15/00 ZNAA C12P 13/02 5/00 A Fターム(参考) 4B024 AA03 BA07 CA04 DA05 EA04 GA11 4B050 CC01 CC03 DD02 LL05 4B064 AE02 CA21 4B065 AA01Y AA26X AB01 AC14 BA02 CA27 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C12N 9/88 C12N 15/00 ZNAA C12P 13/02 5/00 AF term (reference) 4B024 AA03 BA07 CA04 DA05 EA04 GA11 4B050 CC01 CC03 DD02 LL05 4B064 AE02 CA21 4B065 AA01Y AA26X AB01 AC14 BA02 CA27

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配列表の配列番号:1記載のアミノ酸配
列(Cys−Thr−Leu−Csi−Ser−Cs
e)で示される領域を介してコバルト原子と結合してい
るサブユニットを構成要素として含むコバルト型ニトリ
ルヒドラターゼ。(配列中のCsiはシステインスルフ
ィン酸、Cseはシステインスルフェン酸を示す。)
1. An amino acid sequence (Cys-Thr-Leu-Csi-Ser-Cs) described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
A cobalt-type nitrile hydratase containing, as a constituent, a subunit bonded to a cobalt atom through a region represented by e). (Csi in the sequence represents cysteine sulfinic acid, and Cse represents cysteine sulfenic acid.)
【請求項2】 配列表の配列番号:2記載のアミノ酸配
列からなり、配列表の配列番号:1記載のアミノ酸配列
(Cys−Thr−Leu−Csi−Ser−Cse)
で示される領域を介してコバルト原子と結合しているサ
ブユニットを構成要素として含んでいる請求項1記載の
コバルト型ニトリルヒドラターゼ。(配列中のCsiは
システインスルフィン酸、Cseはシステインスルフェ
ン酸を示す。)
2. An amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, which is represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing (Cys-Thr-Leu-Csi-Ser-Cse).
The cobalt-type nitrile hydratase according to claim 1, which contains a subunit bonded to a cobalt atom through a region represented by the formula (1) as a constituent. (Csi in the sequence represents cysteine sulfinic acid, and Cse represents cysteine sulfenic acid.)
【請求項3】配列表の配列番号:2記載の108番目か
ら113番目を除くアミノ酸配列の一部を置換、欠失、
削除または挿入して得られるアミノ酸配列からなり、配
列表の配列番号:1記載のアミノ酸配列(Cys−Th
r−Leu−Csi−Ser−Cse)で示される領域
を介してコバルト原子と結合しているサブユニットを構
成要素として含んでいる請求項1記載のコバルト型ニト
リルヒドラターゼ。(配列中のCsiはシステインスル
フィン酸、Cseはシステインスルフェン酸を示す。)
3. A part of the amino acid sequence excluding the 108th to 113th positions in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing is substituted or deleted,
It consists of the amino acid sequence obtained by deletion or insertion, and has the amino acid sequence (Cys-Th
The cobalt-type nitrile hydratase according to claim 1, which contains a subunit bound to a cobalt atom through a region represented by r-Leu-Csi-Ser-Cse) as a constituent element. (Csi in the sequence represents cysteine sulfinic acid, and Cse represents cysteine sulfenic acid.)
【請求項4】 請求項2または請求項3に記載のサブユ
ニット、および、配列表の配列番号:3記載のアミノ酸
配列からなるサブユニットを構成要素として共に含んで
いる請求項1記載のコバルト型ニトリルヒドラターゼ。
4. The cobalt type according to claim 1, which contains the subunit according to claim 2 or claim 3 and the subunit consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing as constituent elements. Nitrile hydratase.
【請求項5】 請求項2または請求項3に記載のサブユ
ニット、および、配列表の配列番号:3記載のアミノ酸
配列の一部を置換、欠失、削除または挿入して得られる
アミノ酸配列からなるサブユニットを構成要素として含
んでいる請求項1記載のコバルト型ニトリルヒドラター
ゼ。
5. From the amino acid sequence obtained by substituting, deleting, deleting or inserting a part of the subunit according to claim 2 or 3 and the amino acid sequence according to SEQ ID NO: 3 in the sequence listing. The cobalt-type nitrile hydratase according to claim 1, which comprises the following subunit as a constituent.
【請求項6】 シュードノカルディア・サーモフィラ
Pseudonocardia the rmophila JCM3095)由来である請
求項1から請求項5までに記載のコバルト型ニトリルヒ
ドラターゼ。
6. The cobalt-type nitrile hydratase according to claim 1, which is derived from Pseudonocardia the rmophila JCM3095.
【請求項7】 請求項1から請求項6までに記載のコバ
ルト型ニトリルヒドラターゼを含有する菌株(形質転換
株を含む)、該菌株の培養液、およびそれらの処理物。
7. A strain (including a transformant) containing the cobalt-type nitrile hydratase according to any one of claims 1 to 6, a culture solution of the strain, and a treated product thereof.
【請求項8】 請求項7に記載の菌株(形質転換株を含
む)、該菌株の培養液、およびそれらの処理物、或いは
それらから得られるコバルト型ニトリルヒドラターゼと
ニトリル化合物とを水性媒体中で接触させて該ニトリル
化合物に対応するアミド化合物を製造する方法。
8. The strain according to claim 7 (including a transformant), a culture solution of the strain, a treated product thereof, or a cobalt-type nitrile hydratase and a nitrile compound obtained from them, in an aqueous medium. And a method for producing an amide compound corresponding to the nitrile compound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2363473A4 (en) * 2008-11-14 2012-08-08 Mitsui Chemicals Inc Nitrile hydratase variant
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