JP2003225092A - Method for producing l-amino acid - Google Patents

Method for producing l-amino acid

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JP2003225092A JP2002184469A JP2002184469A JP2003225092A JP 2003225092 A JP2003225092 A JP 2003225092A JP 2002184469 A JP2002184469 A JP 2002184469A JP 2002184469 A JP2002184469 A JP 2002184469A JP 2003225092 A JP2003225092 A JP 2003225092A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new method for readily and efficiently producing an L-amino acid having high optical purity and a new method for readily and efficiently producing an L-amino acid having high optical purity using a cinnamic acid derivative having a substituent on the phenyl group and an acrylic acid derivative having a heterocycle as a raw material. <P>SOLUTION: Remarkably high phenylalanine derivative-forming activity is found in a phenylalanine ammonia-lyase derived from plants, compared with a conventionally known enzyme derived from microorganisms. Examination results of the activity for forming not only the phenylalanine derivative but also industrially useful amino acids based on the wide substrate specificity of the phenylalanine ammonia-lyase derived from plants allow to solve the problems by using the enzyme. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、植物酵素の作用に
よりアクリル酸誘導体にアンモニアを付加し、対応する
光学活性アミノ酸を得る製法に関する。光学活性アミノ
酸は、医薬、農薬、その他精密化学品の合成原料として
有用である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a process for producing a corresponding optically active amino acid by adding ammonia to an acrylic acid derivative by the action of a plant enzyme. Optically active amino acids are useful as raw materials for the synthesis of pharmaceuticals, agricultural chemicals, and other fine chemicals.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学活性アミノ酸を得る方法としては、
不斉触媒を利用した有機合成的反応、また微生物の特異
性を生かした発酵的製法が多数検討されている。
2. Description of the Related Art As a method for obtaining an optically active amino acid,
Many organic synthetic reactions utilizing asymmetric catalysts and fermentative production methods utilizing the specificity of microorganisms have been investigated.

【0003】光学活性フェニルアラニンを得る製法の一
つとして、桂皮酸に、微生物由来のフェニルアラニンア
ンモニアリアーゼあるいは該酵素活性を有する微生物体
を作用させ、光学選択的に光学活性フェニルアラニンを
得る方法は、英国特許第1489468号、特開昭53
−96388号公報等、多数報告されている。これらは
高アンモニア濃度下、同酵素の作用により桂皮酸のα−
炭素にアミノ基を付加する反応を利用したものであり、
光学純度よくL−フェニルアラニンを生成することがで
きる。
As one of the production methods for obtaining optically active phenylalanine, a method for optically obtaining optically active phenylalanine by allowing phenylalanine ammonia lyase derived from a microorganism or a microorganism having the enzyme activity to act on cinnamic acid is described in British Patent No. 1489468, JP-A-53
Many reports have been made, such as Japanese Patent Publication No. -96388. Under high ammonia concentration, these acted by the enzyme to produce α-
It utilizes the reaction of adding an amino group to carbon,
L-phenylalanine can be produced with good optical purity.

【0004】フェニル基上に置換基を持つ、光学活性L
−フェニルアラニン誘導体を得る方法としては、L−フ
ェニルアラニンに対し種々の修飾反応を用いてフェニル
基上に置換基を導入する方法が考えられる。しかしなが
らこうした方法では、フェニル基以外の部分の副反応に
よる収率の低下、及び過酷な反応条件下でのラセミ化の
進行による光学純度の低下が避けられない。また導入す
る置換基のフェニル基上での位置特異性を得ることも困
難であることから、低収率・分離精製の困難を来すた
め、実用的でない。
Optically active L having a substituent on the phenyl group
As a method of obtaining a -phenylalanine derivative, a method of introducing a substituent on the phenyl group by using various modification reactions for L-phenylalanine can be considered. However, in such a method, a decrease in yield due to a side reaction of a portion other than the phenyl group and a decrease in optical purity due to progress of racemization under severe reaction conditions cannot be avoided. In addition, it is also difficult to obtain the regiospecificity of the substituent to be introduced on the phenyl group, resulting in low yield and difficulty in separation and purification, which is not practical.

【0005】そこで、前出のフェニルアラニンアンモニ
アリアーゼを利用し、あらかじめ所望の置換基が導入さ
れた置換フェニル基をもつ桂皮酸誘導体に、当該酵素を
作用させる方法が考えられる。酵素反応は温和な条件で
進行するため、フェニル基およびフェニル基上の置換基
に対し何ら副反応による弊害を与えず、純度よく光学活
性L−フェニルアラニン誘導体を与えると期待される。
Therefore, it is possible to use the above-mentioned phenylalanine ammonia-lyase to act the enzyme on a cinnamic acid derivative having a substituted phenyl group in which a desired substituent is introduced in advance. Since the enzymatic reaction proceeds under mild conditions, it is expected that the phenyl group and the substituents on the phenyl group will not be adversely affected by side reactions and that the optically active L-phenylalanine derivative can be obtained in high purity.

【0006】しかしながら、微生物由来のフェニルアラ
ニンアンモニアリアーゼの基質特異性は一般に厳密であ
り、置換フェニル体に対する反応性は、本来の反応であ
る桂皮酸からL−フェニルアラニンの反応に比べ著しく
低い、またはほとんど反応しない場合が多い。例えば、
フッ素化フェニル基を有する桂皮酸誘導体を原料とし、
同酵素の作用により光学活性フッ素化フェニルアラニン
を得る方法(特開昭63-148992号公報)、またRhodotoru
la属の特定の微生物を用いたフェニルアラニン誘導体を
得る方法(米国特許第5981239号)など少数の事例が開
示されているにすぎず、適用できる化合物は限定されて
おり、またその生産性も工業的には十分とはいえないも
のであった。
However, the substrate specificity of phenylalanine ammonia-lyase derived from microorganisms is generally strict, and the reactivity with substituted phenyl compounds is significantly lower than that of the original reaction of cinnamic acid to L-phenylalanine, or almost no reaction. Often not. For example,
Starting from a cinnamic acid derivative having a fluorinated phenyl group,
Method for obtaining optically active fluorinated phenylalanine by the action of the enzyme (JP-A-63-148992), and Rhodotoru
Only a few cases have been disclosed such as a method for obtaining a phenylalanine derivative using a specific microorganism of the genus la (US Pat. No. 5981239), applicable compounds are limited, and its productivity is also industrial. It was not enough for me.

【0007】一般にフェニルアラニンアンモニアリアー
ゼは動物・植物・微生物の生物界全般に分布しているこ
とが知られている。すなわち微生物ではRhodotorula ru
bra(特開昭61-043993号公報、GB1489468)、Rhodospor
idium toruloides(特開昭60-227670号公報)、Cladosp
oridium cladosporioides(特開昭62-111687号公報)な
どであり、その他にも多くの報告がある。
Phenylalanine ammonia lyase is generally known to be distributed throughout the living world of animals, plants and microorganisms. That is, in microorganisms, Rhodotorula ru
bra (Japanese Patent Laid-Open No. 61-043993, GB1489468), Rhodospor
idium toruloides (JP-A-60-227670), Cladosp
oridium cladosporioides (Japanese Patent Laid-Open No. 62-111687), and many other reports.

【0008】一方植物では、シロイヌナズナ(Arabidop
sis thaliana)、チャ(Camellia sinensis)、 ヒヨコ
マメ(Cicer arietinum)、レモン(Citrus limoni
s)、キュウリ(Cucumis sativus L.)、ニンジン(Daucu
s carota)、ムラサキ(Lithospermum erythrorhizo
n)、 トマト(Lycopersicon esculentum)、タバコ(N
icotiana tabacum)、 イネ(Oryza sativa)、パセリ
Petroselinum crispumPetroselinum hortense)、
テーダマツ(Pinus taeda)、ポプラ(Populus kitakam
iensis 等)、サクランボ(Prunus avium)、キイチゴ
Rubus idaeus)、ナス(Solanum tuberosum)、 (St
ylosanthes humilis)、シャジクソウ(Trifolium subt
errane)、ブドウ(Vitis vinifera)、インゲンマメ
Phaseolus vulgaris)等が知られている。
On the other hand, in plants, Arabidopsis ( Arabidop
sis thaliana ), tea ( Camellia sinensis ), chickpea ( Cicer arietinum ), lemon ( Citrus limoni )
s ), cucumber ( Cucumis sativus L.), carrot ( Daucu
s carota ), purple ( Lithospermum erythrorhizo )
n ), tomato ( Lycopersicon esculentum ), tobacco ( N
icotiana tabacum ), rice ( Oryza sativa ), parsley ( Petroselinum crispum , Petroselinum hortense ),
Pinus taeda , Populus ( Populus kitakam )
iensis etc.), cherries ( Prunus avium ), raspberries ( Rubus idaeus ), eggplants ( Solanum tuberosum ), ( St
ylosanthes humilis ), Shaji soup ( Trifolium subt
errane ), grapes ( Vitis vinifera ), common beans ( Phaseolus vulgaris ) and the like are known.

【0009】また、植物に由来するフェニルアラニンア
ンモニアリアーゼ構造遺伝子pal(以下「pal遺伝
子」と記載する。)もまた、既に多くのものが報告され
ている。すなわち、イネ(Oryza sativaBiochim. Bio
phys. Acta (1993), 1171(3), 321-322、Plant Mol. Bi
ol. (1995), 29(3), 535-550)、チャ(Camellia sinen
sisTheor. Appl. Genet. (1994), 89(6), 671-67
5)、シロイヌナズナ(Arabidopsis thalianaPlant M
ol. Biol.(1995), 27, 327-338)、ムラサキ(Lithospe
rmum erythrorhizonBiosci. Biotech. Biochem.(199
7), 61(12), 1995-2003)、トマト(Lycopersicon escul
entumJ. Biol. Chem.(1992), 267, 11824-11830)、シ
ャジクソウ(Trifolium subterraneumGene (1994), 1
38(1-2), 87-92)、エンドウマメ(Pisum sativumPla
nt Mol. Biol. (1992), 20(1), 167-170、特開平5-1539
78号公報)、ポプラ(Populus trichocarpaPlant Phy
siol.(1993), 102, 71-83)、タバコ(Nicotiana tabac
umPlant Mol. Biol. (1996),30, 711-722)、ダイズ
Glycine maxDNA Sequence (1991), 1(5), 335-34
6)、サツマイモ(Ipomoea batatasPlant Physiol.
(1989), 90(4), 1403-1407)、小麦(Triticum aestivu
m)、パセリ(Petroselinum crispum)、ひまわり(Hel
ianthus annuus)、アルファルファ(Medicago sativ
a)などであり、同種の植物中に存在する異性体や部分
配列のみが明らかにされているものを含めるとその数は
40種以上に上る。
Many phenylalanine ammonia lyase structural genes pal derived from plants (hereinafter referred to as "pal gene") have also been reported. That is, rice ( Oryza sativa , Biochim . Bio
phys . Acta (1993), 1171 (3), 321-322, Plant Mol . Bi
ol . (1995), 29 (3), 535-550), Cha ( Camellia sinen
sis , Theor . Appl . Genet . (1994), 89 (6), 671-67
5), Arabidopsis thaliana , Plant M
ol . Biol . (1995), 27, 327-338), purple ( Lithospe )
rmum erythrorhizon , Biosci . Biotech . Biochem . (199
7), 61 (12), 1995-2003), tomato ( Lycopersicon escul
entum , J. Biol . Chem . (1992), 267, 11824-11830), Shajisoukou ( Trifolium subterraneum , Gene (1994), 1
38 (1-2), 87-92), Peas ( Pisum sativum , Pla
nt Mol . Biol . (1992), 20 (1), 167-170, JP-A-5-1539
No. 78), Poplar ( Populus trichocarpa , Plant Phy
siol. (1993), 102, 71-83), tobacco (Nicotiana tabac
um , Plant Mol . Biol . (1996), 30, 711-722), soybean ( Glycine max , DNA Sequence (1991), 1 (5), 335-34.
6), sweet potato ( Ipomoea batatas , Plant Physiol .
(1989), 90 (4), 1403-1407), wheat ( Triticum aestivu
m ), parsley ( Petroselinum crispum ), sunflower ( Hel
ianthus annuus ), alfalfa ( Medicago sativ )
a ), etc., and the number of isomers and partial sequences existing in plants of the same species are clarified, the number is 40 or more.

【0010】植物由来のフェニルアラニンアンモニアリ
アーゼは相互に多くの保存配列を有し、そのアミノ酸配
列は最も低いものでも50%以上の相同性を示し、その
機能・性質には共通点が多いことが推測できる。
[0010] Plant-derived phenylalanine ammonia-lyase has many conserved sequences with each other, and even if the amino acid sequence is the lowest, it shows 50% or more homology, and it is speculated that there are many commonalities in their functions and properties. it can.

【0011】植物に由来するフェニルアラニンアンモニ
アリアーゼは、植物の二次代謝におけるフェニルプロパ
ノイド・イソフラボノイド合成経路の最初でありかつ律
速段階の反応を触媒する、すなわちフェニルアラニンの
脱アンモニア反応を触媒する酵素として知られ、植物の
ストレス耐性に関わる酵素およびその遺伝子としてその
機能が詳細に研究されている。またpal遺伝子を植物
体中で発現させ病害耐性植物を作出する試みも、基礎・
応用に渡って広く試みられている。
Phenylalanine ammonia lyase derived from a plant is the first and the rate-determining reaction of the phenylpropanoid-isoflavonoid synthetic pathway in the secondary metabolism of plants, that is, an enzyme that catalyzes the deammonification reaction of phenylalanine. Known enzymes and their functions as genes involved in plant stress tolerance have been studied in detail. In addition, an attempt to express disease-resistant plants by expressing the pal gene in plants has been
Widely tried across applications.

【0012】以上のように多くの研究報告が存在するに
もかかわらず、微生物由来の同酵素とは違い、物質生産
という観点からの研究は、フェニルプロパノイド・イソ
フラボノイド系のいくつかの有用物質含量を高める試み
が行われているものの(Planta.(1979), 14(6), 369-37
6., Biochem. Biophys. Acta.(1979), 563, 278-29
2.)、一般的な工業材料となる有機化合物を製造する試
みは知られていない。もちろん、逆反応であるアミノ基
付加反応を用いて物質生産を行う試みは全く報告されて
いない。そもそも植物由来の酵素は、同酵素に限らず、
安定性の低さ、基質特異性の高さなどの点から微生物酵
素に比して実用性が低いとの通念から物質生産に用いら
れる例は極めて少なく、当業者が本発明と同様な有機化
合物のL−フェニルアラニン誘導体の製法を考案する際
に、同じ触媒機能を有する酵素が他起源に存在する限り
最も注目しない材料の一つであった。
[0012] Despite the fact that there are many reports as described above, unlike the enzyme derived from microorganisms, research from the viewpoint of substance production was carried out using some useful substances of the phenylpropanoid / isoflavonoid system. Although attempts have been made to increase the content ( Planta . (1979), 14 (6), 369-37
6., Biochem . Biophys . Acta . (1979), 563, 278-29
2.), Attempts to produce organic compounds that are general industrial materials are not known. Of course, no attempt has been reported to produce a substance by using a reverse reaction, an amino group addition reaction. In the first place, the plant-derived enzyme is not limited to this enzyme,
From the belief that it is less practical than microbial enzymes in terms of low stability, high substrate specificity, etc., there are very few examples used for substance production, and those skilled in the art can use organic compounds similar to those of the present invention. When devising a method for producing the L-phenylalanine derivative in (1), it was one of the most notable materials as long as an enzyme having the same catalytic function exists in another source.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡便で効率
よく光学純度の高いL−アミノ酸を得る新規な方法を提
供することを課題の一つとし、フェニル基上に置換基を
持つ桂皮酸誘導体などのアクリル酸誘導体を原料とし
て、簡便で効率よく光学純度の高いL−アミノ酸を得る
新規な方法を提供することを課題の一つとする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a novel method for obtaining an L-amino acid having a high optical purity, which is simple and efficient, and is cinnamic acid having a substituent on the phenyl group. It is an object of the invention to provide a novel method for easily and efficiently obtaining an L-amino acid having high optical purity by using an acrylic acid derivative such as a derivative as a raw material.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、植物由来
のフェニルアラニンアンモニアリアーゼの広い基質特異
性に着目し、産業上有用な様々のアミノ酸の生成活性に
ついて検討した。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have paid attention to the broad substrate specificity of phenylalanine ammonia lyase derived from plants and examined the production activity of various industrially useful amino acids.

【0015】まず、フェニル基に置換基を有する桂皮酸
誘導体に対し、より反応性の高いアンモニアリアーゼ
を、動物・植物・微生物の生物界全般にわたり探索し
た。
First, an ammonia lyase having higher reactivity with a cinnamic acid derivative having a substituent on the phenyl group was searched for in the entire living world of animals, plants and microorganisms.

【0016】その結果、本発明者らはこれら植物由来の
フェニルアラニンアンモニアリアーゼに、従来知られる
微生物由来の同酵素に比べ、著しく高いフェニルアラニ
ン誘導体生成活性があることを見出した。先述したよう
に、これら酵素の関与する植物体内でのフェニルプロパ
ノイド、イソフラボノイド等の生成過程については詳細
に検討がなされてきたが、これはフェニルアラニンのア
ミノ基脱離反応による桂皮酸誘導体の生成に関するもの
であり、その逆反応、すなわちこれら植物酵素による桂
皮酸誘導体へのアミノ基付加、フェニルアラニン誘導体
生成の可能性については検討されていなかった。
As a result, the present inventors have found that these plant-derived phenylalanine ammonia lyases have a significantly higher phenylalanine derivative-forming activity than the conventionally known microorganism-derived enzyme. As described above, the formation process of phenylpropanoids, isoflavonoids, etc. in plants involved in these enzymes has been studied in detail, but this is the formation of cinnamic acid derivatives by the elimination of amino group of phenylalanine. The reverse reaction, that is, the possibility of addition of an amino group to a cinnamic acid derivative by these plant enzymes and the possibility of forming a phenylalanine derivative has not been investigated.

【0017】さらにこれら植物由来のフェニルアラニン
アンモニアリアーゼの広い基質特異性に着目し、フェニ
ルアラニン誘導体のみでなく、産業上有用な様々のアミ
ノ酸の生成活性について検討した結果、これら酵素に、
置換基を有する、ヘテロ原子を含んでもよい芳香環構造
を有するアクリル酸誘導体を基質として、対応するL−
アミノ酸を生成する活性を見出した。
Furthermore, focusing on the broad substrate specificity of these plant-derived phenylalanine ammonia lyases, as a result of examining not only the phenylalanine derivative but also various industrially useful amino acid producing activities, these enzymes were
Using an acrylic acid derivative having a substituent and an aromatic ring structure which may contain a hetero atom as a substrate, the corresponding L-
The activity of producing amino acids was found.

【0018】本発明者らはさらに鋭意研究を重ねた結
果、植物由来のpal遺伝子を高発現する微生物を用い
ることにより非常に高い効率でアミノ酸を製造しうるこ
とを見出し、本発明を完成させるに至った。
As a result of further intensive studies, the present inventors have found that amino acids can be produced with extremely high efficiency by using a microorganism that highly expresses the plant-derived pal gene, and the present invention is completed. I arrived.

【0019】従来、植物由来のフェニルアラニンアンモ
ニアリアーゼにおいて、前記式(1)で示される構造を
有するアクリル酸誘導体を基質として、アミノ酸を得る
反応を触媒する能力は知られておらず、発明者らにより
新規に得られた知見である。
Conventionally, in plant-derived phenylalanine ammonia-lyase, the ability to catalyze the reaction to obtain an amino acid using an acrylic acid derivative having the structure represented by the above formula (1) as a substrate has not been known, and the inventors have found that This is a newly obtained finding.

【0020】また、植物由来のフェニルアラニンアンモ
ニアリアーゼにおいて、前記式(3)で示される、フェ
ニル基上に各種置換基をもつ桂皮酸誘導体を基質とし
て、フェニルアラニン誘導体を得る反応を触媒する能力
は知られておらず、発明者らにより新規に得られた知見
である。
In plant-derived phenylalanine ammonia-lyase, the ability to catalyze the reaction for obtaining a phenylalanine derivative using a cinnamic acid derivative represented by the above formula (3) having various substituents on the phenyl group as a substrate is known. This is a finding newly obtained by the inventors.

【0021】また、植物由来のフェニルアラニンアンモ
ニアリアーゼにおいて、前記式(4)または(5)で示
される、複素環型の置換基をもつアクリル酸誘導体を基
質として、L−アミノ酸を得る反応を触媒する能力は知
られておらず、発明者らにより新規に得られた知見であ
る。
In the plant-derived phenylalanine ammonia lyase, the reaction of obtaining an L-amino acid is catalyzed by using the acrylic acid derivative having a heterocyclic substituent represented by the above formula (4) or (5) as a substrate. The ability is unknown, and is a finding newly obtained by the inventors.

【0022】すなわち、本発明は、下記[1]〜[3
0]の事項に関する。 [1]下記式(1)
That is, the present invention relates to the following [1] to [3]
0]. [1] The following formula (1)

【0023】[0023]

【化6】 [Chemical 6]

【0024】(但し、式中Zはヘテロ原子を含んでいて
もよい芳香環基を、Rは該芳香環上の置換基を表し、n
は0以上の整数を表し、nが2以上の場合、Rは同一ま
たは相異なっていてもよい。)で示されるアクリル酸誘
導体に、アンモニアの存在下、植物由来のフェニルアラ
ニンアンモニアリアーゼを作用させることを特徴とす
る、下記式(2)
(Wherein Z represents an aromatic ring group which may contain a hetero atom, R represents a substituent on the aromatic ring, and n
Represents an integer of 0 or more, and when n is 2 or more, R may be the same or different. ) A plant-derived phenylalanine ammonia lyase is allowed to act on the acrylic acid derivative represented by the formula (1) in the following formula (2):

【0025】[0025]

【化7】 [Chemical 7]

【0026】(但し、式中Zはヘテロ原子を含んでいて
もよい芳香環基を、Rは該芳香環上の置換基を表し、n
は0以上の整数を表し、nが2以上の場合、Rは同一ま
たは相異なっていてもよい。)で示されるL−アミノ酸
の製法。 [2]Rn−Z−が下記式(3)
(In the formula, Z represents an aromatic ring group optionally containing a hetero atom, R represents a substituent on the aromatic ring, and n
Represents an integer of 0 or more, and when n is 2 or more, R may be the same or different. The manufacturing method of L-amino acid shown by these. [2] R n -Z- is the following formula (3)

【0027】[0027]

【化8】 [Chemical 8]

【0028】(但し、Rは、ベンゼン環上の置換基であ
り、シアノ基、水酸基、カルボキシル基、アミド基、フ
ッ素原子、塩素原子、臭素原子、アミノ基、ニトロ基、
ヒドロキシメチル基、炭素数1〜6のアルキル基または
炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。nは0〜5の整数
を表し、nが2以上の場合、Rは同一または相異なって
いてもよい。)である上記[1]に記載のL−アミノ酸
の製法。 [3]Rn−Z−が下記式(4)
(However, R is a substituent on the benzene ring, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group, a nitro group,
It represents a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 5, and when n is 2 or more, R may be the same or different. ) The method for producing an L-amino acid according to the above [1]. [3] R n -Z- is the following formula (4)

【0029】[0029]

【化9】 [Chemical 9]

【0030】(但し、式中XはS、O、NHまたはNR
1を表し、R1は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rは
ヘテロ環上の置換基であり、シアノ基、水酸基、カルボ
キシル基、アミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原
子、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数
1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基
を表す。nは0〜3の整数を表し、nが2以上の場合、
Rは同一または相異なっていてもよい。)である上記
[1]に記載のL−アミノ酸の製法。 [4]Rn−Z−が下記式(5)
(Where X is S, O, NH or NR
1 , R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R is a substituent on the heterocycle, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group. Represents a group, a nitro group, a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3, and when n is 2 or more,
R may be the same or different. ) The method for producing an L-amino acid according to the above [1]. [4] R n -Z- is the following formula (5)

【0031】[0031]

【化10】 [Chemical 10]

【0032】(但し、式中XはS、O、NHまたはNR
1を表し、R1は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rは
ヘテロ環上の置換基であり、シアノ基、水酸基、カルボ
キシル基、アミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原
子、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数
1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基
を表す。nは0〜3の整数を表し、nが2以上の場合、
Rは同一または相異なっていてもよい。)である上記
[1]に記載のL−アミノ酸の製法。
(Where X is S, O, NH or NR
1 , R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R is a substituent on the heterocycle, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group. Represents a group, a nitro group, a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3, and when n is 2 or more,
R may be the same or different. ) The method for producing an L-amino acid according to the above [1].

【0033】[5]フェニルアラニンアンモニアリアー
ゼを含む植物培養細胞及び/またはその処理組成物を用
いることを特徴とする上記[1]ないし[4]のいずれ
かに記載のL−アミノ酸の製法。 [6]フェニルアラニンアンモニアリアーゼを含む植物
組織処理組成物を用いることを特徴とする上記[1]な
いし[4]のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。 [7]植物由来のフェニルアラニンアンモニアリアーゼ
遺伝子を植物中において発現可能に存在させ、その形質
転換植物栽培物または該栽培物の処理物を用いることを
特徴とする上記[1]ないし[4]のいずれかに記載の
L−アミノ酸の製法。
[5] The method for producing an L-amino acid according to any one of the above [1] to [4], which comprises using a plant cultured cell containing phenylalanine ammonia lyase and / or a treatment composition thereof. [6] The method for producing an L-amino acid according to any one of [1] to [4] above, which comprises using a plant tissue treatment composition containing phenylalanine ammonia lyase. [7] Any of the above-mentioned [1] to [4], wherein a plant-derived phenylalanine ammonia-lyase gene is present in a plant so that it can be expressed, and a transformed plant cultivated product or a processed product of the cultivated product is used. The method for producing an L-amino acid according to Crab.

【0034】[8]植物由来のフェニルアラニンアンモ
ニアリアーゼ遺伝子を微生物中において発現可能に存在
させ、その形質転換微生物培養物、処理物または培養物
から得た酵素を用いることを特徴とする上記[1]ない
し[4]のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。 [9]植物由来のフェニルアラニンアンモニアリアーゼ
遺伝子が、Lithospermumerythrorhizon由来のpal2
遺伝子の塩基配列より導かれるアミノ酸配列と70%以
上の配列相同性を有するアミノ酸配列をコードする遺伝
子である上記[7]または[8]に記載のL−アミノ酸
の製法。 [10]植物由来のフェニルアラニンアンモニアリアー
ゼ遺伝子が、Lithospermum erythrorhizon由来のpal
2遺伝子の塩基配列より導かれるアミノ酸配列と80%
以上の配列相同性を有するアミノ酸配列をコードする遺
伝子である上記[7]または[8]に記載のL−アミノ
酸の製法。
[8] The plant-derived phenylalanine ammonia-lyase gene is present in a microorganism so that it can be expressed, and an enzyme obtained from the transformed microorganism culture, treated product or culture is used [1]. To the method of producing an L-amino acid according to any one of [4]. [9] The plant-derived phenylalanine ammonia lyase gene is pal2 derived from Lithospermumerythrorhizon.
The method for producing an L-amino acid according to the above [7] or [8], which is a gene encoding an amino acid sequence having 70% or more sequence homology with the amino acid sequence derived from the base sequence of the gene. [10] A plant-derived phenylalanine ammonia-lyase gene is pal-derived from Lithospermum erythrorhizon.
80% amino acid sequence derived from the nucleotide sequences of 2 genes
The method for producing an L-amino acid according to the above [7] or [8], which is a gene encoding an amino acid sequence having the above sequence homology.

【0035】[11]フェニルアラニンアンモニアリア
ーゼ遺伝子の由来植物が、Lithospermum属及び/または
Camellia属であることを特徴とする上記[1]ないし
[8]のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。 [12]微生物が細菌、酵母及び/または糸状菌である
上記[8]ないし[11]のいずれかに記載のL−アミ
ノ酸の製法。 [13]細菌が大腸菌である上記[12]に記載のL−
アミノ酸の製法。
[11] The plant from which the phenylalanine ammonia-lyase gene is derived is Lithospermum and / or
The method for producing an L-amino acid according to any one of [1] to [8] above, which belongs to the genus Camellia . [12] The method for producing an L-amino acid according to any of the above [8] to [11], wherein the microorganism is a bacterium, yeast and / or filamentous fungus. [13] L- according to the above [12], wherein the bacterium is Escherichia coli.
Amino acid manufacturing method.

【0036】[14]前記式(3)のRの少なくとも一
つが水酸基である上記[2]、[5]ないし[13]の
いずれかに記載のL−アミノ酸の製法。 [15]前記式(3)の置換基Rの少なくとも一つがシ
アノ基である上記[2]、[5]ないし[13]のいず
れかに記載のL−アミノ酸の製法。 [16]前記式(3)の置換基Rの少なくとも一つがカ
ルボキシル基である上記[2]、[5]ないし[13]
のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
[14] The method for producing an L-amino acid according to any one of the above [2], [5] to [13], wherein at least one R in the formula (3) is a hydroxyl group. [15] The method for producing an L-amino acid according to any one of the above [2], [5] to [13], wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is a cyano group. [16] The above [2], [5] to [13], wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is a carboxyl group.
The method for producing an L-amino acid according to any one of 1.

【0037】[17]前記式(3)の置換基Rの少なく
とも一つがアミド基である上記[2]、[5]ないし
[13]のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。 [18]前記式(3)の置換基Rの少なくとも一つがハ
ロゲン基である上記[2]、[5]ないし[13]のい
ずれかに記載のL−アミノ酸の製法。 [19]前記式(3)の置換基Rの少なくとも一つがア
ミノ基である請求上記[2]、[5]ないし[13]の
いずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
[17] The method for producing an L-amino acid according to any one of the above [2], [5] to [13], wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is an amide group. [18] The method for producing an L-amino acid according to any one of the above [2], [5] to [13], wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is a halogen group. [19] The method for producing an L-amino acid according to any one of [2] and [5] to [13] above, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is an amino group.

【0038】[20]前記式(3)の置換基Rの少なく
とも一つがニトロ基である請求上記[2]、[5]ない
し[13]のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。 [21]前記式(3)の置換基Rの少なくとも一つがヒ
ドロキシメチル基である上記[2]、[5]ないし[1
3]のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。 [22]前記式(3)の置換基Rの少なくとも一つが炭
素数1〜6のアルキル基である上記[2]、[5]ない
し[13]のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
[20] The method for producing an L-amino acid according to any one of [2], [5] to [13] above, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is a nitro group. [21] The above [2], [5] to [1] wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is a hydroxymethyl group.
[3] The method for producing an L-amino acid according to any one of [3]. [22] The method for producing an L-amino acid according to any one of [2] and [5] to [13] above, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

【0039】[23]前記式(3)の置換基Rがシアノ
基、水酸基、ニトロ基またはカルボキシル基のいずれか
であり、nが1である上記[2]、[5]ないし[1
3]のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。 [24]L−アミノ酸がL−フェニルアラニンであるこ
とを特徴とする上記[2]、[5]ないし[13]のい
ずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
[23] The above-mentioned [2], [5] to [1] wherein the substituent R in the above formula (3) is any of a cyano group, a hydroxyl group, a nitro group or a carboxyl group and n is 1.
[3] The method for producing an L-amino acid according to any one of [3]. [24] The method for producing an L-amino acid according to any one of [2] and [5] to [13] above, wherein the L-amino acid is L-phenylalanine.

【0040】[25]前記式(4)のXがOである上記
[3]、[5]ないし[13]のいずれかに記載のL−
アミノ酸の製法。 [26]前記式(4)のXがSである上記[3]、
[5]ないし[13]のいずれかに記載のL−アミノ酸
の製法。 [27]前記式(4)のXがNHである上記[3]、
[5]ないし[13]のいずれかに記載のL−アミノ酸
の製法。
[25] L- according to any one of the above [3] and [5] to [13], wherein X in the above formula (4) is O.
Amino acid manufacturing method. [26] The above [3], wherein X in the formula (4) is S,
The method for producing an L-amino acid according to any of [5] to [13]. [27] The above [3], wherein X in the formula (4) is NH,
The method for producing an L-amino acid according to any of [5] to [13].

【0041】[28]前記式(5)のXがOである上記
[4]ないし[13]のいずれかに記載のL−アミノ酸
の製法。
[28] The method for producing an L-amino acid according to any one of the above [4] to [13], wherein X in the formula (5) is O.

【0042】[29]前記式(5)のXがSである上記
[4]ないし[13]のいずれかに記載のL−アミノ酸
の製法。 [30]前記式(5)のXがNHである上記[4]ない
し[13]のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
[29] The method for producing an L-amino acid according to any of the above [4] to [13], wherein X in the formula (5) is S. [30] The method for producing an L-amino acid according to any of the above [4] to [13], wherein X in the formula (5) is NH.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。本発明のL−アミノ酸の製法は、種々の置換基を有
してもよく、またヘテロ原子を含んでもよい芳香環基を
有するアクリル酸誘導体より、光学活性なアミノ酸を、
1段階の酵素反応で簡便に得ることができるものであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. The method for producing an L-amino acid of the present invention comprises an optically active amino acid from an acrylic acid derivative having an aromatic ring group which may have various substituents and may also contain a hetero atom,
It can be easily obtained by a one-step enzymatic reaction.

【0044】また本発明のL−アミノ酸の製法は、種々
の置換基を有するベンゼン環基をもつアクリル酸誘導体
より、光学活性なアミノ酸を、1段階の酵素反応で簡便
に得ることができるものである。
The method for producing L-amino acids of the present invention is that an optically active amino acid can be easily obtained from an acrylic acid derivative having a benzene ring group having various substituents by a one-step enzymatic reaction. is there.

【0045】あらかじめベンゼン環基に導入された置換
基、例えばシアノ基、水酸基、カルボキシル基、アミド
基、ハロゲン、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル
基、炭素数1〜6のアルキル基は、本反応の温和な条件
下では影響を受けることなく反応の終了まで保持され、
対応する所望のL−フェニルアラニン誘導体をほぼ10
0%の変換率で収率よく得ることができる。
Substituents introduced in advance into the benzene ring group such as cyano group, hydroxyl group, carboxyl group, amide group, halogen, amino group, nitro group, hydroxymethyl group, and alkyl group having 1 to 6 carbon atoms are used in this reaction. It is retained until the end of the reaction without being affected under mild conditions of
Approximately 10 corresponding L-phenylalanine derivatives were obtained.
A high yield can be obtained with a conversion rate of 0%.

【0046】また、本発明のL−アミノ酸の製法は、複
素環構造を有するアクリル酸誘導体より、複素環構造を
有する光学活性なアミノ酸を、1段階の酵素反応で簡便
に得ることができる。
Further, according to the method for producing an L-amino acid of the present invention, an optically active amino acid having a heterocyclic structure can be easily obtained from an acrylic acid derivative having a heterocyclic structure by a one-step enzymatic reaction.

【0047】当該アクリル酸誘導体中のフリル基、チエ
ニル基、ピロール基等の複素環構造は、本反応の温和な
条件下では影響を受けることなく反応の終了まで保持さ
れ、対応する所望のL−アミノ酸をほぼ100%の変換
率で収率よく得ることができる。
The heterocyclic structure such as furyl group, thienyl group and pyrrole group in the acrylic acid derivative is not affected under the mild conditions of this reaction until the end of the reaction, and the corresponding desired L- Amino acids can be obtained in good yield at a conversion rate of almost 100%.

【0048】なお本発明の反応原料となる、種々の置換
基を有するアクリル酸誘導体は、任意の置換基が導入さ
れたアルデヒド誘導体のアルデヒド基と無水酢酸を作用
させる、いわゆるパーキン反応による方法(Arch. Phar
m. (Weinheim) (1994), 327(10), 619-625等を参照)、
もしくはピリジン溶媒中、ピペリジンの存在下マロン酸
などを作用させる方法(J Chem. Soc. (1939), 357-360
等を参照)、ほか種々の改法(Synth. Commun. (1999),
29(4), 573-581等を参照)等により容易に調製され
る。
The acrylic acid derivative having various substituents, which is a reaction raw material of the present invention, is a method by a so-called Parkin reaction in which an aldehyde group of an aldehyde derivative having an arbitrary substituent is reacted with acetic anhydride ( Arch). . Phar
m . (Weinheim) (1994), 327 (10), 619-625, etc.),
Alternatively, a method of reacting malonic acid or the like in the presence of piperidine in a pyridine solvent ( J Chem . Soc . (1939), 357-360
Etc.) and various other amendments ( Synth . Commun . (1999),
29 (4), 573-581 etc.) and the like.

【0049】本発明において適用される、フェニルアラ
ニンアンモニアリアーゼ活性を提供する植物には特に制
限はない。具体的には先述したごとく、シロイヌナズナ
Arabidopsis thaliana)、チャ(Camellia sinensi
s)、 ヒヨコマメ(Cicer arietinum)、レモン(Citru
s Limonis)、キュウリ(Cucumis sativus L.)、ニンジ
ン(Daucus carota)、ムラサキ(Lithospermum erythr
orhizon)、トマト(Lycopersicon esculentum)、タバ
コ(Nicotiana tabacum)、イネ(Oryza sativa)、パ
セリ(Petroselinum crispumPetroselinum hortens
e)、テーダマツ(Pinus taeda)、 ポプラ(Populus k
itakamiensis 等)、サクランボ(Prunus avium)、キ
イチゴ(Rubus idaeus)、ナス(Solanum tuberosu
m)、スタイロー(Stylosanthes humilis)、シャジク
ソウ(Trifolium subterrane)、ブドウ(Vitis vinife
ra)、インゲンマメ(Phaseolus vulgaris)等が知られ
るが、植物にほぼ普遍的に存在する酵素である。
There is no particular limitation on the plant that provides the phenylalanine ammonia lyase activity applied in the present invention. Specifically, as described above, Arabidopsis thaliana , tea ( Camellia sinensi )
s ), chickpea ( Cicer arietinum ), lemon ( Citru
s Limonis ), cucumber ( Cucumis sativus L.), carrot ( Daucus carota ), purple ( Lithospermum erythr )
orhizon ), tomato ( Lycopersicon esculentum ), tobacco ( Nicotiana tabacum ), rice ( Oryza sativa ), parsley ( Petroselinum crispum ), Petroselinum hortens
e ), Pinus taeda ( Pinus taeda ), Poplar ( Populus k )
itakamiensis etc.), cherries ( Prunus avium ), raspberries ( Rubus idaeus ), eggplants ( Solanum tuberosu )
m ), Stylos ( Stylosanthes humilis ), Shajisou ( Trifolium subterrane ), grapes ( Vitis vinife )
ra ), common beans ( Phaseolus vulgaris ), etc. are known, but they are enzymes that are almost universally present in plants.

【0050】本発明の実施形態の一つとしては、植物よ
り分離されたフェニルアラニンアンモニアリアーゼを用
いる。すなわち、植物より酵素を分離精製するための公
知の方法、たとえば摩砕した植物体の抽出液からアセト
ン分画沈澱、硫安沈澱、各種分離カラムなどの常法によ
り分離精製された該酵素を反応触媒として供することが
できる。種々の植物体からの具体的なフェニルアラニン
アンモニアリアーゼの分離精製法としては、J. Koukol
らの報告(J Biol. Chem.(1961), 236(10), 2692-269
8)、E. A. Havirらの報告(Biochemistry (1973), 12,
1583-)等が知られる。
As one of the embodiments of the present invention, phenylalanine ammonia lyase isolated from plants is used. That is, a known method for separating and purifying an enzyme from a plant, for example, a reaction catalyst for the enzyme separated and purified by an ordinary method such as acetone fractionation precipitation, ammonium sulfate precipitation, various separation columns, etc., from a ground plant extract Can be used as Specific methods for separating and purifying phenylalanine ammonia lyase from various plants include J. Koukol.
( J Biol . Chem . (1961), 236 (10), 2692-269)
8), reported by EA Havir et al. ( Biochemistry (1973), 12,
1583-) etc. are known.

【0051】また本発明の異なる実施形態の一つとし
て、前記のごとき植物体の処理物を、目的反応に供す
る。植物体の処理物としては、例えば植物体の摩砕物・
凍結乾燥物や抽出液、さらに抽出液から目的反応を触媒
する成分を濃縮・抽出したもの、また、これら植物体の
処理物や抽出液、抽出成分を、難溶性の担体に固定化し
たもの、等を反応に供することができる。
Further, as one of different embodiments of the present invention, the treated product of the plant as described above is subjected to a target reaction. Examples of processed plants include milled products of plants.
Lyophilized products and extracts, those obtained by concentrating and extracting the components that catalyze the desired reaction from the extracts, and those obtained by treating these plant products and extracts, and the extracted components being immobilized on a sparingly soluble carrier, Etc. can be used for the reaction.

【0052】このような固定化担体としては、ポリアク
リル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリ
ビニルアルコール、ポリ−N−ビニルホルムアミド、ポ
リアリルアミン、ポリエチレンイミン、メチルセルロー
ス、グルコマンナン、アルギン酸塩、カラギーナン等、
さらにこれらの(架橋)重合物など、植物抽出成分を包
合した水難溶性の固形分を形成するような化合物を単独
もしくは混合して用いることができる。
Examples of such an immobilization carrier include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, poly-N-vinylformamide, polyallylamine, polyethyleneimine, methylcellulose, glucomannan, alginate, carrageenan, etc.
Further, compounds capable of forming a poorly water-soluble solid content including a plant extract component, such as these (crosslinked) polymers, can be used alone or in combination.

【0053】また本発明の異なる実施形態の一つとし
て、該植物体の培養細胞を用いる。すなわち、植物の培
養細胞を得る一般的方法、例えば、インドール酢酸やカ
イネチン等の植物ホルモンの存在下、Murashige & Skoo
g完全培地、LS培地、M9培地、Gamborg B-5培地など、植
物の種類に応じて選択される種々の公知の植物細胞培培
地により培養し、得られた培養細胞を反応に供する。こ
の際、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ活性を高め
るよう改変された培地・培養条件を用いてもよい。
As one of the different embodiments of the present invention, a cultured cell of the plant is used. That is, a general method for obtaining cultured cells of plants, for example, in the presence of plant hormones such as indoleacetic acid and kinetin, Murashige & Skoo
g Culture is performed in various known plant cell culture media selected according to the type of plant such as complete medium, LS medium, M9 medium, Gamborg B-5 medium, and the obtained cultured cells are subjected to the reaction. At this time, medium / culture conditions modified to enhance phenylalanine ammonia-lyase activity may be used.

【0054】例えばLithospermum erythrorhizonの、該
酵素活性を誘導された培養細胞を得る培養条件として、
Yazakiらの報告(Biosci. Biotech. Biochem. (1997) ,
61(12), 1995-2003)、またPetroselinum hortense
培養細胞における、該酵素活性と培養条件の関係につい
てのKlausらの報告(Archiv. Biochem. Biophis. (197
5), 66, 54-62)等が知られる。また、このようにして得
られた植物培養細胞の摩砕物・凍結乾燥物や抽出液、さ
らに抽出液から目的反応を触媒する成分を濃縮・抽出し
たもの、さらには、植物培養細胞の抽出液、抽出成分を
難溶性の担体に固定化したもの等を、反応に供すること
ができる。
[0054] For example, as culture conditions for obtaining cultured cells in which the enzyme activity of Lithospermum erythrorhizon is induced,
Report by Yazaki et al. ( Biosci . Biotech . Biochem . (1997),
61 (12), 1995-2003), and Klaus et al. 'S report on the relationship between the enzyme activity and culture conditions in cultured Petroselinum hortense cells ( Archiv . Biochem . Biophis . (197
5), 66, 54-62) etc. are known. In addition, a milled product / lyophilized product or an extract of the plant cultured cells thus obtained, which is obtained by concentrating / extracting a component that catalyzes a target reaction from the extract, further, an extract of the plant cultured cells, The extract components immobilized on a sparingly soluble carrier can be used in the reaction.

【0055】さらに本発明の異なる実施形態の一つとし
て、植物に由来するpal遺伝子を微生物あるいは植物
に導入して発現可能に存在させ、該形質転換微生物ある
いは形質転換植物を用いることもできる。遺伝子発現に
用いる宿主生物は、外来遺伝子を取り込み、発現する方
法が知られているものであれば特に制限は無い。このよ
うな生物としては、例えば、Escherichia属、Pseudomon
as属、Bacillus属などの細菌、Saccharomyces属、Schiz
osaccharomyces属などの酵母、Aspergillus属などの糸
状菌を用いることができる。
Furthermore, as one of the different embodiments of the present invention, the pal gene derived from a plant can be introduced into a microorganism or plant so that it can be expressed and the transformed microorganism or transformed plant can be used. The host organism used for gene expression is not particularly limited as long as a method for incorporating and expressing a foreign gene is known. Such organisms include, for example, the genus Escherichia , Pseudomon
Bacteria such as as and Bacillus , Saccharomyces , Schiz
Yeasts such as the genus osaccharomyces and filamentous fungi such as the genus Aspergillus can be used.

【0056】本発明において用いるpal遺伝子は、天
然に存在するpal遺伝子の他、同じ機能を有する(同
じ活性の変異体酵素をコードする)遺伝子であってもよ
く、例えば、Lithospermum erythrorhizon由来のpal
2遺伝子(データベースアクセッションNo. D83076)、
もしくはLithospermum erythrorhizon由来のpal2遺
伝子の塩基配列より導かれるアミノ酸配列と70%以上
の配列相同性を有するアミノ酸配列をコードするpal
遺伝子、好ましくは、Lithospermum erythrorhizon由来
のpal2遺伝子の塩基配列より導かれるアミノ酸配列
と80%以上の配列相同性を有するアミノ酸配列をコー
ドするpal遺伝子が挙げられる。植物pal遺伝子の
配列相同性が十分に高いこと、植物体中で果たしている
機能が同一であることから、機能・性質等に共通点が多
く、本製法においては同等の効果が期待できることは先
述した通りである。
The pal gene used in the present invention may be a naturally occurring pal gene or a gene having the same function (encoding a mutant enzyme having the same activity), for example, pal derived from Lithospermum erythrorhizon.
2 genes (database accession No. D83076),
Alternatively, pal encoding an amino acid sequence having 70% or more sequence homology with the amino acid sequence derived from the base sequence of the pal2 gene derived from Lithospermum erythrorhizon
Examples of the gene include a pal gene encoding an amino acid sequence having a sequence homology of 80% or more with an amino acid sequence derived from the nucleotide sequence of the pal2 gene derived from Lithospermum erythrorhizon . Since the sequence homology of the plant pal gene is sufficiently high and the functions performed in the plant are the same, there are many commonalities in functions and properties, and the same effect can be expected in this production method, as described above. On the street.

【0057】該酵素遺伝子cDNAの植物からの単離、およ
び該遺伝子を用いた形質転換微生物の作成方法、また該
形質転換微生物より該酵素を分取する方法等について
は、例えばLithospermum erythrorhizonを用いた事例と
して Yazakiらの報告(Biosci.Biotech. Biochem. (199
7) , 61(12), 1995-2003)、またPetroselinum crispum
を用いた事例としてW. Schulzらの報告(FEBS Letter
(1989), 258(2), 335-338)等、多数知られる。
For isolation of the enzyme gene cDNA from a plant, preparation of a transformed microorganism using the gene, and method of fractionating the enzyme from the transformed microorganism, for example, Lithospermum erythrorhizon was used. As an example, the report of Yazaki et al. ( Biosci . Biotech . Biochem . (199
7), 61 (12), 1995-2003), also Petroselinum crispum
Report of W. Schulz et al. ( FEBS Letter
(1989), 258 (2), 335-338) and many others.

【0058】次に、pal遺伝子の取得法、発現可能な
プラスミドの作製法、及びこれらのプラスミドの各種生
物への導入・発現法の例についてさらに詳しく説明す
る。 <pal遺伝子の取得法>植物由来のフェニルアラニン
アンモニアリアーゼ遺伝子palは、公知の手法により
作成したcDNAライブラリーから、フェニルアラニンアン
モニアリアーゼの保存配列に相当する部分断片をプロー
ブとして取得することができる。まず、必要なcDNAの取
得には、従来のmRNAを単離精製した後にこれを鋳型に
し、Reversetranscriptaseを用いて得ることもできる
が、近年では耐熱性のReverse transcriptaseを用い、
totalRNAかmRNAを鋳型としたPCR法で容易に十分な量のc
DNAを得ることができる。こうして得たcDNAを適当なプ
ラスミドベクター、例えばpBR322やpUC18などに接続
し、宿主とする大腸菌を形質転換する。
Next, an example of a method for obtaining the pal gene, a method for preparing an expressible plasmid, and a method for introducing / expressing these plasmids into various organisms will be described in more detail. <Method of obtaining pal gene> The plant-derived phenylalanine ammonia lyase gene pal can be obtained from a cDNA library prepared by a known method using a partial fragment corresponding to a conserved sequence of phenylalanine ammonia lyase as a probe. First, in order to obtain the necessary cDNA, it is possible to isolate and purify a conventional mRNA and then use this as a template, and obtain it using Reverse transcriptase, but in recent years, using a heat-resistant Reverse transcriptase,
A sufficient amount of c can be easily prepared by PCR using total RNA or mRNA as a template.
DNA can be obtained. The cDNA thus obtained is ligated to an appropriate plasmid vector such as pBR322 or pUC18 to transform E. coli as a host.

【0059】上記のようにして作成したcDNAライブラリ
ーから目的のpal遺伝子を取得するには、フェニルア
ラニンアンモニアリアーゼの保存配列をコードするオリ
ゴDNAをプローブとして用いたコロニーハイブリダイゼ
ーション法により得ることができる。先述した通り植物
由来のフェニルアラニンアンモニアリアーゼは配列の全
体に渡って保存配列と推定される相同性の高い配列が存
在し、目的に応じた位置を選択してプローブとなるオリ
ゴDNAを作成し、用いることができる。
The desired pal gene can be obtained from the cDNA library prepared as described above by a colony hybridization method using an oligo DNA encoding a conserved sequence of phenylalanine ammonia-lyase as a probe. As described above, the plant-derived phenylalanine ammonia lyase has highly homologous sequences that are presumed to be conserved sequences throughout the sequence, and a position suitable for the purpose is selected to prepare an oligo DNA serving as a probe, which is used. be able to.

【0060】コロニーハイブリダイゼーションにより得
られたポジティブ候補形質転換体からプラスミドを調整
し、適当なプライマーを組み合わせてPCRを行うこと
により、プラスミドに挿入されたpal遺伝子の位置と
方向を確認することができる。多くの植物由来pal遺
伝子の一次配列がGenBank、EMBLのごときデ
ータベース上に公開されているので、配列情報が存在す
るものに関しては制限酵素マップを作成することにより
位置・方向を確認することもできる。
The position and direction of the pal gene inserted in the plasmid can be confirmed by preparing a plasmid from the positive candidate transformant obtained by colony hybridization and performing PCR using appropriate primers in combination. . Since the primary sequences of many plant-derived pal genes are published on databases such as GenBank and EMBL, the position / direction can be confirmed by creating a restriction enzyme map for those for which sequence information exists.

【0061】<発現プラスミドの作製法および製造に用
いる組換え微生物の作製法>pal遺伝子は適当なベク
ター(具体例は後述)により、大腸菌等の細菌;Saccha
romyces cerevisiae等の酵母等の微生物;好ましくは大
腸菌等の細菌に導入し、発現させることにより、目的の
フェニルアラニン誘導体生成活性を有する組換え体を得
ることができる。生成したフェニルアラニン誘導体は、
後述するように微生物反応生成物を反応物から分離する
ための通常の方法により単離精製することができる。
<Method for producing expression plasmid and method for producing recombinant microorganism used for production> The pal gene is bacterium such as Escherichia coli by a suitable vector (a specific example will be described later); Saccha
By introducing into a microorganism such as yeast such as romyces cerevisiae ; preferably a bacterium such as Escherichia coli and expressing it, a recombinant having the desired phenylalanine derivative-forming activity can be obtained. The phenylalanine derivative produced is
As described below, the microbial reaction product can be isolated and purified by a usual method for separating the reaction product from the reaction product.

【0062】外来遺伝子を含むプラスミドの作製法、大
腸菌等の微生物へのプラスミドの導入および発現のため
の手順ないし方法は、遺伝子工学の分野で慣用されてい
る手法ないし方法(たとえば、"Vectors for cloning g
enes", Methods in Enzymology, 216, p. 469-631, 199
2, Academic Press 、および、"Other bacterial syste
ms", Methods in Enzymology, 204, p.305-636, 199 1,
Academic Press参照)に準じて実施すればよい。
The method for producing a plasmid containing a foreign gene and the procedure or method for introducing and expressing the plasmid into a microorganism such as Escherichia coli are the methods or methods conventionally used in the field of genetic engineering (for example, "Vectors for cloning"). g
enes ", Methods in Enzymology , 216, p. 469-631, 199
2, Academic Press, and "Other bacterial syste
ms ", Methods in Enzymology , 204, p.305-636, 199 1,
Academic Press) (see Academic Press).

【0063】大腸菌への外来遺伝子(pal遺伝子群)
の導入法は、ハナハンの方法、ルビジウム法などすでに
確立されたいくつかの効率的方法があり、それを用いて
行えばよい(たとえば、Sambrook, J., Fritsch,E. F.,
Maniatis, T., "Molecularclo ning -A laboratory ma
nual." Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989参
照)。大腸菌での外来遺伝子の発現は常法に従って行え
ばよく(たとえば、前述の "Molecular cloning -A lab
oratory manual."参照)、pUC 系やpBluescript 系等の
lac のプロモーター等を有する大腸菌用ベクターを用い
て行うことができる。本発明者等は、lac のプロモータ
ー等を有する大腸菌用ベクターpBluescript II SK-を用
いて、lac のプロモーターの下流にpal遺伝子を挿入
し、大腸菌で発現させた。
Foreign gene to E. coli (pal gene group)
There are several established efficient methods such as Hanahan's method and rubidium method, which can be used (for example, Sambrook, J., Fritsch, EF,
Maniatis, T., "Molecular Cloning -A laboratory ma
nual. "Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.) Expression of a foreign gene in E. coli may be performed according to a standard method (for example," Molecular cloning -A lab "described above).
oratory manual. "), pUC, pBluescript, etc.
It can be carried out using an E. coli vector having a lac promoter or the like. The present inventors inserted the pal gene downstream of the lac promoter using the E. coli vector pBluescript II SK- having a lac promoter and expressed it in E. coli.

【0064】酵母Saccharomyces cerevisiaeへのpal
遺伝子の導入法は、リチウム法などすでに確立された方
法があり、それを用いて行えばよい(たとえば、秋山裕
一監修バイオインダストリー協会編集、「酵母のニュー
バイオテクノロジー」医学出版センター刊参照)。酵母
での外来遺伝子の発現は、PGKやGPD(GAP)等
のプロモーターおよびターミネーターを用いて、外来遺
伝子をこのプロモーターとターミネーターの間に転写制
御を受けるように挿入した発現カセットを構築し、この
発現カセットを、cerevisiaeのベクタ
ー、たとえば、YRp 系(酵母染色体のARS 配列
を複製起点とする酵母用マルチコピーベクター)、YE
p系(酵母の2μm DNAの複製起点を持つ酵母用マ
ルチコピーベクター)、YIp系(酵母の複製起点を持
たない酵母染色体組込み用ベクター)等のベクターに挿
入することにより行うことができる(前述の「酵母のニ
ューバイオテクノロジー」医学出版センター刊、日本農
芸化学会ABCシリーズ「物質生産のための遺伝子工
学」朝倉書店刊 参照)。
Pal to yeast Saccharomyces cerevisiae
There are already established methods such as the lithium method for gene introduction, and these methods may be used (for example, refer to “New Biotechnology of Yeast” published by The Medical Publication Center edited by Yuichi Akiyama, edited by Bioindustry Association). For expression of a foreign gene in yeast, a promoter and terminator such as PGK or GPD (GAP) is used to construct an expression cassette in which the foreign gene is inserted between the promoter and the terminator so as to be transcriptionally regulated. Replace the cassette with S. cerevisiae vector, for example, YRp system (a yeast multicopy vector whose origin of replication is the ARS sequence of the yeast chromosome), YE
It can be carried out by inserting into a vector such as p-type (a yeast multicopy vector having an origin of replication of 2 μm DNA of yeast), YIp-type (a vector for integrating yeast chromosome that does not have an origin of replication of yeast) (the above-mentioned. See "New Biotechnology for Yeasts" published by the Medical Publishing Center, ABC Series "Genetic Engineering for Material Production" published by Asakura Shoten, Japan Society of Agricultural Chemistry).

【0065】<組換え微生物の培養法>本発明に関連す
る形質転換体の培養は、宿主微生物の一般的な培養法に
準じて行うことができる。形質転換微生物を培養するた
めの培地炭素源としては、宿主微生物が炭素源とするこ
とができるもの、例えばグルコースやシュークロース、
フルクトース、廃糖蜜等の糖類、エタノールや酢酸、ク
エン酸、コハク酸、乳酸、安息香酸、脂肪酸などの有機
物又はこれらのアルカリ金属塩、n−パラフィンなどの
脂肪族炭化水素類、また例えばペプトン、肉エキス、魚
エキス、大豆粉、ふすま、麦芽抽出物、ジャガイモ抽出
物等の天然有機物を、単独あるいはこれらの組み合わせ
により、通常0.01%〜30%、好ましくは0.1%
〜10%程度の濃度で用いることができる。例えば大腸
菌を形質転換体として用いる場合、グルコース、ペプト
ン、肉エキス、麦芽抽出物等が好適に用いられる。
<Cultivation Method of Recombinant Microorganisms> The transformant related to the present invention can be cultured according to a general culture method for host microorganisms. As a medium carbon source for culturing a transformed microorganism, those that can be used as a carbon source by the host microorganism, such as glucose and sucrose,
Sugars such as fructose and molasses, organic substances such as ethanol, acetic acid, citric acid, succinic acid, lactic acid, benzoic acid, and fatty acids, or their alkali metal salts, aliphatic hydrocarbons such as n-paraffin, and also peptone, meat, etc. Extracts, fish extracts, soybean flour, bran, malt extracts, potato extracts, and other natural organic substances, alone or in combination, are usually 0.01% to 30%, preferably 0.1%.
It can be used at a concentration of about 10%. For example, when Escherichia coli is used as a transformant, glucose, peptone, meat extract, malt extract, etc. are preferably used.

【0066】微生物を培養するための培地窒素源として
は、宿主微生物が窒素源とすることができるもの、例え
ば硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝酸ナトリ
ウム、硝酸カリウムなどの無機窒素化合物、また尿素、
尿酸などの含窒素有機物、ペプトン、肉エキス、魚エキ
ス、大豆粉、麦芽抽出物、ジャガイモ抽出物等の天然有
機物を、単独あるいはこれらの組み合わせにより、通常
0.01%〜30%、好ましくは0.1%〜10%程度
の濃度で用いることができる。例えば大腸菌を形質転換
体として用いる場合には、硫酸アンモニウム、ペプト
ン、肉エキス、麦芽抽出物等が好適に用いられる。
The medium nitrogen source for culturing the microorganisms can be used by the host microorganism as a nitrogen source, for example, inorganic nitrogen compounds such as ammonium sulfate, ammonium phosphate, sodium nitrate and potassium nitrate, urea,
Nitrogen-containing organic substances such as uric acid, peptone, meat extract, fish extract, soybean flour, malt extract, potato extract and other natural organic substances, alone or in combination, are usually 0.01% to 30%, preferably 0%. It can be used at a concentration of about 1% to 10%. For example, when Escherichia coli is used as a transformant, ammonium sulfate, peptone, meat extract, malt extract, etc. are preferably used.

【0067】さらに必要に応じて、リン酸2水素カリウ
ム等のリン酸塩;硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄、酢酸
カルシウム、塩化マンガン、硫酸銅、硫酸亜鉛、硫酸コ
バルト、硫酸ニッケルなどの金属塩が菌の生育改善のた
めに添加される。添加濃度は培養条件により異なるもの
の、通常、リン酸塩に関しては0.01%〜5%、マグ
ネシウム塩においては10ppm〜1%、他の化合物で
は0.1ppm〜1000ppm程度である。また選択
する培地により、ビタミン類、アミノ酸、核酸などの供
給源として例えば酵母エキス、カザミノ酸、酵母核酸を
1ppm〜100ppm程度添加することにより、菌の
生育を改善することができる。
Further, if necessary, a phosphate such as potassium dihydrogen phosphate; a metal salt such as magnesium sulfate, ferrous sulfate, calcium acetate, manganese chloride, copper sulfate, zinc sulfate, cobalt sulfate and nickel sulfate. It is added to improve the growth of bacteria. The addition concentration varies depending on the culture conditions, but is usually 0.01% to 5% for phosphate, 10 ppm to 1% for magnesium salt, and about 0.1 ppm to 1000 ppm for other compounds. Further, depending on the medium to be selected, the growth of the bacterium can be improved by adding, for example, yeast extract, casamino acid, yeast nucleic acid in an amount of about 1 ppm to 100 ppm as a source of vitamins, amino acids, nucleic acids and the like.

【0068】さらに必要に応じ、形質転換に供された該
酵素遺伝子を宿主微生物で高度に発現させるため、ベク
ターの発現プロモーターに対応する誘導物質を培養中に
添加することができる。例えばLacプロモーターを用
いる場合はIPTG(イソプロピル−1−チオ−β−D
−ガラクトシド)を0.01mM〜10mM程度、また
アンピシリンやカナマイシン等の薬剤耐性プロモーター
を用いる場合は対応する薬剤を0.1ppm〜1000
ppm程度添加する。
If necessary, an inducer corresponding to the expression promoter of the vector can be added to the culture in order to highly express the enzyme gene used for transformation in the host microorganism. For example, when the Lac promoter is used, IPTG (isopropyl-1-thio-β-D
-Galactoside) is about 0.01 mM to 10 mM, and when a drug-resistant promoter such as ampicillin or kanamycin is used, the corresponding drug is 0.1 ppm to 1000 mM.
Add about ppm.

【0069】いずれの組成を用いた場合も培養のpH
は、5〜9、好ましくは5.5〜8に調整される。また
以上のごとき培地であらかじめ培養された微生物菌体
を、遠心分離、膜ろ過などの方法により培養液から分取
し、反応に供することは、培養液から持ち込まれる夾雑
物を低減し、のちの生成物の分取を簡便にするために有
用である。
The pH of the culture is the same regardless of the composition used.
Is adjusted to 5-9, preferably 5.5-8. In addition, the microbial cells pre-cultured in the medium as described above are collected from the culture solution by a method such as centrifugation or membrane filtration and used for the reaction to reduce contaminants brought in from the culture solution. It is useful for simplifying the fractionation of the product.

【0070】培養して得た形質転換微生物は、そのまま
遠心分離や膜分離など公知の方法により回収して、ある
いは培養液そのものを目的反応に供することができる。
さらには、形質転換微生物を破砕、凍結、乾燥処理した
もの、微生物菌体からの無細胞抽出液、さらに無細胞抽
出液から目的反応を触媒する成分を濃縮・抽出したも
の、またこれら形質転換微生物菌体およびその処理物、
抽出液、抽出成分を、難溶性の担体に固定化したもの等
を反応に供することができる。
The transformed microorganism obtained by culturing can be recovered as it is by a known method such as centrifugation or membrane separation, or the culture solution itself can be used for the desired reaction.
Furthermore, the transformed microorganism is crushed, frozen and dried, a cell-free extract from microbial cells, and a cell-free extract obtained by concentrating and extracting components that catalyze the desired reaction, and these transformed microorganisms. Bacterial cells and processed products thereof,
The extract, the extract components immobilized on a poorly soluble carrier, and the like can be subjected to the reaction.

【0071】このような目的に供される固定化担体とし
ては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリ
ルアミド、ポリビニルアルコール、ポリ−N−ビニルホ
ルムアミド、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、
メチルセルロース、グルコマンナン、アルギン酸塩、カ
ラギーナン等、さらにこれらの(架橋)重合物など、微
生物もしくはその抽出成分を包合した水難溶性の固形分
を形成するような化合物を、単独もしくは混合して用い
ることができる。また、活性炭、多孔質セラミックス、
グラスファイバー、多孔質ポリマー成型体、ニトロセル
ロース膜など、あらかじめ固形物として形成された物体
上に形質転換微生物もしくはその抽出液、抽出成分を保
持させたものを用いることもできる。
The immobilizing carrier used for such purpose includes polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, poly-N-vinylformamide, polyallylamine, polyethyleneimine,
Methyl cellulose, glucomannan, alginate, carrageenan, etc., and further (cross-linked) polymers thereof, etc., which are used alone or in combination to form a compound that forms a poorly water-soluble solid content in which microorganisms or their extract components are incorporated. You can In addition, activated carbon, porous ceramics,
It is also possible to use a substance such as a glass fiber, a porous polymer molded product, or a nitrocellulose membrane, which is preliminarily formed as a solid substance and holds the transformed microorganism or its extract or extract component.

【0072】<製造に用いる組換え植物の作製法および
培養法>前述のように、pal遺伝子を該細胞に導入す
ることによりフェニルアラニン誘導体を産出する植物を
作製することができる。好ましい例として例えば、前述
のpal遺伝子を含むプラスミドを作製し、これをタバ
コなどの適切な植物に導入し、発現させることにより、
目的とするフェニルアラニン誘導体を産生する植物を得
ることができる。植物に各種遺伝子を導入し発現させる
手法に関しても多くの研究論文が発表されており、これ
ら公知の手法により目的の活性が増大された植物を得る
ことができる(Plant Mol. Biol. (1999), 39(4), 683-6
93、PlantBiotechnol. (Tokyo) (1998), 15(4), 189-19
3、Plant Physiol. (1996), 112(4), 1617-1624)。
<Method for Producing Recombinant Plant Used in Production and Culture Method> As described above, a plant producing a phenylalanine derivative can be produced by introducing the pal gene into the cell. As a preferred example, for example, by preparing a plasmid containing the above-mentioned pal gene, introducing this into a suitable plant such as tobacco, and expressing it,
A plant that produces the desired phenylalanine derivative can be obtained. Many research papers have been published on methods for introducing and expressing various genes in plants, and plants with increased target activity can be obtained by these known methods ( Plant Mol . Biol . (1999), 39 (4), 683-6
93, PlantBiotechnol . (Tokyo) (1998), 15 (4), 189-19
3, Plant Physiol . (1996), 112 (4), 1617-1624).

【0073】植物への外来遺伝子の導入法は、植物病原
細菌Agrobacterium tumefaciensを介する方法、エレク
トロポレーション法、パーティクルガンを用いる方法等
が知られており、導入したい植物の種類に応じてこれら
の方法を使い分けることができる。プロモーターは、全
身高発現プロモーターであるカリフラワーモザイクウイ
ルス(CaMV)の35Sプロモーターを始めとして、
種々の器官特異的に発現するものも使うことができる。
CaMV 35Sプロモーターを含んだバイナリーベク
ターpBI121はClontech社より入手でき、
Agrobacteriumtumefaciensを介するためのベクターとし
て、広く使われているものである。pal遺伝子は、パ
ーティクルガンを用いることにより、タバコ等の植物に
導入でき、pal遺伝子が発現し、機能することがすで
に示されている(Shokubutsu Soshiki Baiyo (1995), 1
2(2), 165-171 )。
As a method for introducing a foreign gene into a plant, a method via a plant pathogenic bacterium Agrobacterium tumefaciens , an electroporation method, a method using a particle gun, etc. are known, and these methods are selected depending on the kind of the plant to be introduced. Can be used properly. The promoters include the 35S promoter of the cauliflower mosaic virus (CaMV), which is a systemic high expression promoter,
Those which are expressed in various organs can also be used.
The binary vector pBI121 containing the CaMV 35S promoter is available from Clontech,
It is widely used as a vector for mediating Agrobacterium tumefaciens . It has already been shown that the pal gene can be introduced into plants such as tobacco by using a particle gun, and that the pal gene is expressed and functions ( Shokubutsu Soshiki Baiyo (1995), 1).
2 (2), 165-171).

【0074】外来遺伝子を含むプラスミドの作製法、植
物(葉、茎、根等の細胞)へのプラスミドの導入および
発現のための手順ないし方法は、本発明において示した
ところ以外のものにおいても、植物の遺伝子工学の分野
により慣用されているものを含み、その手法ないし方法
(たとえば、石田功、三沢典彦、細胞工学実験操作入
門、講談社、1992参照)に準じて実施すればよい。以上
のようにして作成した組換え植物は、先述のごとき植物
細胞培養の一般的な手法に準じて行うことができる。
A method for producing a plasmid containing a foreign gene, a procedure and a method for introducing and expressing the plasmid into a plant (cells such as leaves, stems, roots) are not limited to those described in the present invention. It may be carried out in accordance with the method or method (for example, Isao Ishida, Norihiko Misawa, Introduction to Cell Engineering Experiment Operation, Kodansha, 1992) including those commonly used in the field of genetic engineering of plants. The recombinant plant prepared as described above can be prepared according to the general method for culturing plant cells as described above.

【0075】本発明における、L−アミノ酸の生成反応
は、以上のごとく種々の公知の方法で調製される植物由
来フェニルアラニンアンモニアリアーゼ、該酵素活性を
有する植物体処理物または植物培養細胞、もしくは該植
物より単離された該酵素遺伝子で形質転換された微生物
により生産された該酵素、または形質転換微生物菌体及
びその処理物、さらには該酵素遺伝子で形質転換された
植物により生産された該酵素、または形質転換植物体及
びその処理物の存在下、反応原料としてアクリル酸誘導
体を1ppm〜20%、好ましくは10ppm〜10
%、またアンモニアを終濃度として2M〜12Mとなる
よう添加し、さらにpHを8.5〜11、好ましくは9
〜10.5となるよう調整し、1時間〜200時間程度
反応することにより達せられる。
The L-amino acid producing reaction in the present invention is carried out by various known methods as described above, such as plant-derived phenylalanine ammonia lyase, a plant-treated product or plant cultured cells having the enzyme activity, or the plant. The enzyme produced by a microorganism transformed with the enzyme gene isolated from the above, or a transformed microbial cell and a treated product thereof, and further the enzyme produced by a plant transformed with the enzyme gene, Alternatively, in the presence of a transformed plant and a treated product thereof, an acrylic acid derivative as a reaction raw material is 1 ppm to 20%, preferably 10 ppm to 10%.
%, And ammonia is added so that the final concentration is 2 M to 12 M, and the pH is 8.5 to 11, preferably 9
It can be achieved by adjusting the reaction time to about 10.5 and reacting for about 1 to 200 hours.

【0076】pHを調整するために用いる酸としては、
硫酸、塩酸、リン酸、ホウ酸、炭酸等の無機酸、また蟻
酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸及びこれらの塩を用
いることができる。この際、揮発性の酸を用いること
は、反応液の除菌と留去により、脱塩の工程を省き簡便
に生成物を分取することができ、有用である。このよう
な酸としては炭酸が好適である。この場合の炭酸とは、
二酸化炭素として水溶液中にバブリング等により溶解
し、解離により生成する炭酸を含む。またこれらの酸と
アンモニアの塩を、反応液へのアンモニア源として用い
ることもでき、上記のような理由からアンモニア源の一
部または全部として炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモ
ニウムを用いることは好適である。
As the acid used for adjusting the pH,
Inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid and carbonic acid, organic acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid, and salts thereof can be used. At this time, it is useful to use a volatile acid because the reaction solution can be sterilized and distilled off to omit the step of desalting and to easily separate the product. Carbonic acid is suitable as such an acid. What is carbonic acid in this case?
As carbon dioxide, it contains carbonic acid which is dissolved in an aqueous solution by bubbling or the like and generated by dissociation. Further, salts of these acids and ammonia can be used as an ammonia source for the reaction liquid, and it is preferable to use ammonium carbonate or ammonium hydrogen carbonate as a part or all of the ammonia source for the reason as described above.

【0077】なお添加されるアクリル酸誘導体は必ずし
も全量が溶解していなくてもよいが、反応液中での溶解
性や分散性を改善するような溶媒、界面活性剤等を添加
することもできる。また反応の進行による化合物の消費
に応じて、連続的あるいは間欠的に化合物を添加しても
よく、この場合の化合物の反応液中濃度は前記の限りで
はない。
The acrylic acid derivative to be added does not necessarily have to be completely dissolved, but it is also possible to add a solvent, a surfactant or the like which improves the solubility and dispersibility in the reaction solution. . Further, the compound may be added continuously or intermittently depending on the consumption of the compound due to the progress of the reaction, and the concentration of the compound in the reaction solution in this case is not limited to the above.

【0078】反応液中に生成したL−アミノ酸は、その
反応液中での性状により、遠心分離、膜ろ過、減圧乾
燥、蒸留、溶媒抽出、塩析、イオン交換、各種クロマト
グラフィーなど公知の方法で分取される。簡便には、以
下のようにして達せられる。例えば、反応液からろ過、
遠心、透析等により酵素、酵素処理物、形質転換微生物
やその処理物を除去後、溶媒抽出、または反応液を酸性
に調整し未反応の原料アクリル酸誘導体を析出させ、沈
殿を除去する。
The L-amino acid formed in the reaction solution may be a known method such as centrifugation, membrane filtration, vacuum drying, distillation, solvent extraction, salting out, ion exchange, various chromatography, etc., depending on the properties of the reaction solution. Is collected in. It can be achieved simply as follows. For example, filtration from the reaction solution,
After removing the enzyme, the enzyme-treated product, the transformed microorganism and its treated product by centrifugation, dialysis, or the like, solvent extraction or adjustment of the reaction solution to acidic to precipitate the unreacted starting acrylic acid derivative and remove the precipitate.

【0079】得られた上清のpHを再度、L−アミノ酸
の等電点付近に調整し析出する誘導体を同様に回収す
る。このようにして反応液より生成物を収率・純度よく
回収することができる。また、あらかじめ反応液から蒸
留などにより余剰のアンモニアを除去すること、等電点
での生成物の回収率を向上するために水を留去し濃度を
高めておくこと等は有用である。
The pH of the obtained supernatant is again adjusted to the vicinity of the isoelectric point of the L-amino acid, and the precipitated derivative is similarly recovered. In this way, the product can be recovered from the reaction solution in good yield and purity. In addition, it is useful to remove excess ammonia from the reaction solution in advance by distillation or to distill off water to increase the concentration in order to improve the product recovery rate at the isoelectric point.

【0080】さらに簡便には、反応液のpH調整を、揮
発性の酸により実施する。変換率が十分高い場合は除菌
後そのまま、また原料が多量に残存する場合は酸性とし
て溶媒抽出し除去した後に水・酸塩基を留去することに
より、生成物をL−アミノ酸のアンモニウム塩として単
離することができる。このような方法に適した揮発性の
酸としては炭酸及びそのアンモニウム塩が好適である。
More simply, the pH of the reaction solution is adjusted with a volatile acid. When the conversion rate is sufficiently high, the product is converted to the ammonium salt of L-amino acid by sterilization as it is, and when a large amount of the raw material remains, acidification is performed by solvent extraction and then water / acid base is distilled off. It can be isolated. Carbonic acid and its ammonium salt are preferable as the volatile acid suitable for such a method.

【0081】反応生成物の性質によっては、反応液中に
生成物が蓄積することにより、反応速度が低下する場合
がある。このような場合は、生成物の濃度に応じて反応
液中に、アンモニアを含む水、生理食塩水、反応緩衝液
を追加し連続的に希釈してゆく方法は好適である。また
反応速度が低下した時点で菌を分取し、上清を生産物溶
液として回収し、分取した菌は再度反応原料を含む溶液
あるいは懸濁液に戻すことにより、反応速度を回復する
ことができる。これらの方法は、微生物のアンモニアリ
アーゼ活性が維持される範囲において、何回でも繰り返
すことができる。
Depending on the nature of the reaction product, the reaction rate may decrease due to the accumulation of the product in the reaction solution. In such a case, a method of adding water containing ammonia, physiological saline, and a reaction buffer solution to the reaction solution and continuously diluting the reaction solution according to the concentration of the product is preferable. When the reaction rate decreases, the bacteria are collected, the supernatant is recovered as a product solution, and the collected bacteria are returned to the solution or suspension containing the reaction raw materials to recover the reaction speed. You can These methods can be repeated as many times as long as the ammonia lyase activity of the microorganism is maintained.

【0082】本発明の原料となる化合物は、前記式
(1)
The compound as the raw material of the present invention has the above formula (1)

【0083】[0083]

【化11】 [Chemical 11]

【0084】(但し、式中Zはヘテロ原子を含んでいて
もよい芳香環基を、Rは該芳香環上の置換基を表し、n
は0以上の整数を表し、nが2以上の場合、Rは同一ま
たは相異なっていてもよい。)で示されるアクリル酸誘
導体である。また得られる化合物は、前記式(2)
(Wherein Z represents an aromatic ring group which may contain a hetero atom, R represents a substituent on the aromatic ring, and n
Represents an integer of 0 or more, and when n is 2 or more, R may be the same or different. ) Is an acrylic acid derivative. Further, the obtained compound has the above formula (2)

【0085】[0085]

【化12】 [Chemical 12]

【0086】(但し、式中Zはヘテロ原子を含んでいて
もよい芳香環基を、Rは該芳香環上の置換基を表し、n
は0以上の整数を表し、nが2以上の場合、Rは同一ま
たは相異なっていてもよい。)で示されるL−アミノ酸
である。
(Wherein Z represents an aromatic ring group which may contain a hetero atom, R represents a substituent on the aromatic ring, and n
Represents an integer of 0 or more, and when n is 2 or more, R may be the same or different. ) Is an L-amino acid.

【0087】前記式中、Zとしては、たとえば下記式
(6)〜(10)
In the above formula, Z is, for example, the following formulas (6) to (10).

【0088】[0088]

【化13】 [Chemical 13]

【0089】で表される基、下記式(11)〜(15)The groups represented by the following formulas (11) to (15)

【0090】[0090]

【化14】 [Chemical 14]

【0091】で表される基、下記式(16)〜(20)The groups represented by the following formulas (16) to (20)

【0092】[0092]

【化15】 [Chemical 15]

【0093】で表される基、下記式(21)〜(25)The groups represented by the following formulas (21) to (25)

【0094】[0094]

【化16】 [Chemical 16]

【0095】で表される基、下記式(26)〜(30)The groups represented by the following formulas (26) to (30)

【0096】[0096]

【化17】 [Chemical 17]

【0097】で表される基、下記式(31)〜(34)The groups represented by the following formulas (31) to (34)

【0098】[0098]

【化18】 [Chemical 18]

【0099】で表される基、下記式(35)〜(38)The groups represented by the following formulas (35) to (38)

【0100】[0100]

【化19】 [Chemical 19]

【0101】で表される基、下記式(39)〜(42)The groups represented by the following formulas (39) to (42)

【0102】[0102]

【化20】 [Chemical 20]

【0103】で表される基、下記式(43)〜(45)The groups represented by the following formulas (43) to (45)

【0104】[0104]

【化21】 [Chemical 21]

【0105】で表される基および下記式(46)〜(5
0)
A group represented by the following formulas and the following formulas (46) to (5)
0)

【0106】[0106]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0107】で表される基および下記式(51)〜(5
5)
A group represented by the following formulas and the following formulas (51) to (5)
5)

【0108】[0108]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0109】で表される基および下記式(56)〜(5
8)
A group represented by the following formulas and the following formulas (56) to (5)
8)

【0110】[0110]

【化24】 [Chemical formula 24]

【0111】で表される基等が挙げられる。Examples include groups represented by:

【0112】Rとしては、シアノ基、水酸基、カルボキ
シル基、アミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、
アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数1〜
6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基等が
挙げられる。
R is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom,
Amino group, nitro group, hydroxymethyl group, carbon number 1
Examples thereof include an alkyl group having 6 or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.

【0113】nは、0以上で、芳香環の置換しうる位置
の数から1を引いた数以下である整数とすることができ
る。nが2以上の場合には、Rは同一または相異なって
いてもかまわない。
N can be an integer which is 0 or more and is equal to or less than the number of substitutable positions of the aromatic ring minus 1. When n is 2 or more, R may be the same or different.

【0114】また本発明の原料となる化合物は、前記式
(1)において、Rn−Z−が下記式(3)
Further, in the compound as the raw material of the present invention, in the above formula (1), R n -Z- is represented by the following formula (3):

【0115】[0115]

【化25】 [Chemical 25]

【0116】(但し、Rは、ベンゼン環上の置換基であ
り、シアノ基、水酸基、カルボキシル基、アミド基、フ
ッ素原子、塩素原子、臭素原子、アミノ基、ニトロ基、
ヒドロキシメチル基、炭素数1〜6のアルキル基または
炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。nは0〜5の整数
を表し、nが2以上の場合、Rは同一または相異なって
いてもよい。)で示される化合物である。
(Wherein R is a substituent on the benzene ring, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group, a nitro group,
It represents a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 5, and when n is 2 or more, R may be the same or different. ) Is a compound represented by.

【0117】また得られる化合物は、前記式(2)にお
いて、Rn−Z−が前記式(4)(但し、Rは、ベンゼ
ン環上の置換基であり、シアノ基、水酸基、カルボキシ
ル基、アミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ア
ミノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数1〜6
のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基を表
す。nは0〜5の整数を表し、nが2以上の場合、Rは
同一または相異なっていてもよい。)で示される化合物
である。
Further, the obtained compound has the formula (2) wherein R n -Z- is the formula (4) (wherein R is a substituent on the benzene ring, and a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, Amide group, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, amino group, nitro group, hydroxymethyl group, carbon number 1 to 6
Represents an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 5, and when n is 2 or more, R may be the same or different. ) Is a compound represented by.

【0118】式(1)の原料に対応する化合物でRn
Z−が式(3)で表される化合物の具体例としては2−
シアノ桂皮酸、3−シアノ桂皮酸、4−シアノ桂皮酸、
2−ヒドロキシ桂皮酸、3−ヒドロキシ桂皮酸、4−ヒ
ドロキシ桂皮酸、3、4−ジヒドロキシ桂皮酸、2−ニ
トロ桂皮酸、3−ニトロ桂皮酸、4−ニトロ桂皮酸、2
−カルボキシ桂皮酸、3−カルボキシ桂皮酸、4−カル
ボキシ桂皮酸、2−アミノ桂皮酸、3−アミノ桂皮酸、
4−アミノ桂皮酸、2−クロロ桂皮酸、3−クロロ桂皮
酸、4−クロロ桂皮酸、2−フルオロ桂皮酸、3−フル
オロ桂皮酸、4−フルオロ桂皮酸、2−ブロモ桂皮酸、
3−ブロモ桂皮酸、4−ブロモ桂皮酸、2−ヨード桂皮
酸、3−ヨード桂皮酸、4−ヨード桂皮酸、2−メチル
桂皮酸、3−メチル桂皮酸、4−メチル桂皮酸、2−メ
トキシ桂皮酸、3−メトキシ桂皮酸、4−メトキシ桂皮
酸、4−イソプロピル桂皮酸、4−t−ブチル桂皮酸、
4−メトキシ−3−メチル桂皮酸等が挙げられる。
The compound corresponding to the raw material of the formula (1) is R n
Specific examples of the compound in which Z- is represented by the formula (3) include 2-
Cyanocinnamic acid, 3-cyanocinnamic acid, 4-cyanocinnamic acid,
2-hydroxycinnamic acid, 3-hydroxycinnamic acid, 4-hydroxycinnamic acid, 3,4-dihydroxycinnamic acid, 2-nitrocinnamic acid, 3-nitrocinnamic acid, 4-nitrocinnamic acid, 2
-Carboxycinnamic acid, 3-carboxycinnamic acid, 4-carboxycinnamic acid, 2-aminocinnamic acid, 3-aminocinnamic acid,
4-aminocinnamic acid, 2-chlorocinnamic acid, 3-chlorocinnamic acid, 4-chlorocinnamic acid, 2-fluorocinnamic acid, 3-fluorocinnamic acid, 4-fluorocinnamic acid, 2-bromocinnamic acid,
3-bromocinnamic acid, 4-bromocinnamic acid, 2-iodocinnamic acid, 3-iodocinnamic acid, 4-iodocinnamic acid, 2-methylcinnamic acid, 3-methylcinnamic acid, 4-methylcinnamic acid, 2- Methoxycinnamic acid, 3-methoxycinnamic acid, 4-methoxycinnamic acid, 4-isopropylcinnamic acid, 4-t-butylcinnamic acid,
4-methoxy-3-methylcinnamic acid and the like can be mentioned.

【0119】対応して生成するアミノ酸は、2−シアノ
−L−フェニルアラニン、3−シアノ−L−フェニルア
ラニン、4−シアノ−L−フェニルアラニン、2−ヒド
ロキシ−L−フェニルアラニン、3−ヒドロキシ−L−
フェニルアラニン、4−ヒドロキシ−L−フェニルアラ
ニン、3、4−ジヒドロキシ−L−フェニルアラニン、
2−ニトロ−L−フェニルアラニン、3−ニトロ−L−
フェニルアラニン、4−ニトロ−L−フェニルアラニ
ン、2−カルボキシ−L−フェニルアラニン、3−カル
ボキシ−L−フェニルアラニン、4−カルボキシ−L−
フェニルアラニン、2−アミノ−L−フェニルアラニ
ン、3−アミノ−L−フェニルアラニン、4−アミノ−
L−フェニルアラニン、2−クロロ−L−フェニルアラ
ニン、3−クロロ−L−フェニルアラニン、4−クロロ
−L−フェニルアラニン、2−フルオロ−L−フェニル
アラニン、3−フルオロ−L−フェニルアラニン、4−
フルオロ−L−フェニルアラニン、2−ブロモ−L−フ
ェニルアラニン、3−ブロモ−L−フェニルアラニン、
4−ブロモ−L−フェニルアラニン、2−ヨード−L−
フェニルアラニン、3−ヨード−L−フェニルアラニ
ン、4−ヨード−L−フェニルアラニン、2−メチル−
L−フェニルアラニン、3−メチル−L−フェニルアラ
ニン、4−メチル−L−フェニルアラニン、2−メトキ
シ−L−フェニルアラニン、3−メトキシ−L−フェニ
ルアラニン、4−メトキシ−L−フェニルアラニン、4
−イソプロピル−L−フェニルアラニン、4−t−ブチ
ル−L−フェニルアラニン、4−メトキシ−3−メチル
−L−フェニルアラニン等である。
Correspondingly produced amino acids are 2-cyano-L-phenylalanine, 3-cyano-L-phenylalanine, 4-cyano-L-phenylalanine, 2-hydroxy-L-phenylalanine and 3-hydroxy-L-.
Phenylalanine, 4-hydroxy-L-phenylalanine, 3,4-dihydroxy-L-phenylalanine,
2-nitro-L-phenylalanine, 3-nitro-L-
Phenylalanine, 4-nitro-L-phenylalanine, 2-carboxy-L-phenylalanine, 3-carboxy-L-phenylalanine, 4-carboxy-L-
Phenylalanine, 2-amino-L-phenylalanine, 3-amino-L-phenylalanine, 4-amino-
L-phenylalanine, 2-chloro-L-phenylalanine, 3-chloro-L-phenylalanine, 4-chloro-L-phenylalanine, 2-fluoro-L-phenylalanine, 3-fluoro-L-phenylalanine, 4-
Fluoro-L-phenylalanine, 2-bromo-L-phenylalanine, 3-bromo-L-phenylalanine,
4-Bromo-L-phenylalanine, 2-iodo-L-
Phenylalanine, 3-iodo-L-phenylalanine, 4-iodo-L-phenylalanine, 2-methyl-
L-phenylalanine, 3-methyl-L-phenylalanine, 4-methyl-L-phenylalanine, 2-methoxy-L-phenylalanine, 3-methoxy-L-phenylalanine, 4-methoxy-L-phenylalanine, 4
-Isopropyl-L-phenylalanine, 4-t-butyl-L-phenylalanine, 4-methoxy-3-methyl-L-phenylalanine and the like.

【0120】例えばLithospermum erythrorhizon由来酵
素を用いた場合、原料として2−シアノ桂皮酸、4−シ
アノ桂皮酸、3−ヒドロキシ桂皮酸、4−ヒドロキシ桂
皮酸、3,4−ジヒドロキシ桂皮酸は好適であり、それ
ぞれ2−シアノ−L−フェニルアラニン、4−シアノ−
L−フェニルアラニン、3−ヒドロキシ−L−フェニル
アラニン(メタチロシン)、4−ヒドロキシ−L−フェ
ニルアラニン(チロシン)、3、4−ジヒドロキシ−L
−フェニルアラニン(DOPA)等が得られる。
For example, when the enzyme derived from Lithospermum erythrorhizon is used, 2-cyanocinnamic acid, 4-cyanocinnamic acid, 3-hydroxycinnamic acid, 4-hydroxycinnamic acid and 3,4-dihydroxycinnamic acid are suitable as raw materials. , 2-cyano-L-phenylalanine and 4-cyano-, respectively.
L-phenylalanine, 3-hydroxy-L-phenylalanine (metatyrosine), 4-hydroxy-L-phenylalanine (tyrosine), 3,4-dihydroxy-L
-Phenylalanine (DOPA) etc. are obtained.

【0121】本発明は、置換基を有する桂皮酸誘導体す
なわち式(3)においてnが1〜5の化合物へ応用する
ことが有効であるが、本発明の桂皮酸誘導体には桂皮酸
を含み、それに対応しフェニルアラニン誘導体には、フ
ェニルアラニンも含まれる。
The present invention is effectively applied to a cinnamic acid derivative having a substituent, that is, a compound in which n is 1 to 5 in the formula (3). However, the cinnamic acid derivative of the present invention contains cinnamic acid, Correspondingly, the phenylalanine derivative also includes phenylalanine.

【0122】また特に、本発明の原料となる化合物は、
前記式(1)において、Rn−Z−が下記式(4)
In particular, the compound as the raw material of the present invention is
In the above formula (1), R n -Z- is the following formula (4)

【0123】[0123]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0124】(但し、式中XはS、O、NHまたはNR
1を表し、R1は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rは
ヘテロ環上の置換基であり、シアノ基、水酸基、カルボ
キシル基、アミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原
子、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数
1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基
を表す。nは0〜3の整数を表し、nが2以上の場合、
Rは同一または相異なっていてもよい。)であり、また
得られる化合物は、前記式(2)において、Rn−Z−
が前記式(4)
(In the formula, X is S, O, NH or NR.
1 , R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R is a substituent on the heterocycle, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group. Represents a group, a nitro group, a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3, and when n is 2 or more,
R may be the same or different. ), And the obtained compound is the compound of the formula (2) in which R n -Z-
Is the above formula (4)

【0125】(但し、式中XはS、O、NHまたはNR
1を表し、R1は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rは
ヘテロ環上の置換基であり、シアノ基、水酸基、カルボ
キシル基、アミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原
子、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数
1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基
を表す。nは0〜3の整数を表し、nが2以上の場合、
Rは同一または相異なっていてもよい。)で示される化
合物である。
(In the formula, X is S, O, NH or NR.
1 , R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R is a substituent on the heterocycle, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group. Represents a group, a nitro group, a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3, and when n is 2 or more,
R may be the same or different. ) Is a compound represented by.

【0126】また、本発明の原料となる化合物は、前記
式(1)において、Rn−Z−が下記式(5)
Further, in the compound as a raw material of the present invention, in the above formula (1), R n -Z- is represented by the following formula (5):

【0127】[0127]

【化27】 [Chemical 27]

【0128】(但し、式中XはS、O、NHまたはNR
1を表し、R1は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rは
ヘテロ環上の置換基であり、シアノ基、水酸基、カルボ
キシル基、アミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原
子、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数
1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基
を表す。nは0〜3の整数を表し、nが2以上の場合、
Rは同一または相異なっていてもよい。)であり、また
得られる化合物は、前記式(2)において、Rn−Z−
が前記式(5)
(In the formula, X is S, O, NH or NR.
1 , R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R is a substituent on the heterocycle, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group. Represents a group, a nitro group, a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3, and when n is 2 or more,
R may be the same or different. ), And the obtained compound is the compound of the formula (2) in which R n -Z-
Is the above formula (5)

【0129】(但し、式中XはS、O、NHまたはNR
1を表し、R1は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rは
ヘテロ環上の置換基であり、シアノ基、水酸基、カルボ
キシル基、アミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原
子、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数
1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基
を表す。nは0〜3の整数を表し、nが2以上の場合、
Rは同一または相異なっていてもよい。)で示される化
合物である。
(In the formula, X is S, O, NH or NR.
1 , R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R is a substituent on the heterocycle, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group. Represents a group, a nitro group, a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3, and when n is 2 or more,
R may be the same or different. ) Is a compound represented by.

【0130】このような化合物の具体例としては2−フ
ランアクリル酸、3−フランアクリル酸、2−チエニル
アクリル酸、3−チエニルアクリル酸、2−ピロリルア
クリル酸、3−ピロリルアクリル酸等が挙げられる。
Specific examples of such compounds include 2-furanacrylic acid, 3-furanacrylic acid, 2-thienylacrylic acid, 3-thienylacrylic acid, 2-pyrrolylacrylic acid, 3-pyrrolylacrylic acid and the like. Is mentioned.

【0131】例えばLithospermum erythrorhizon由来酵
素を用いた場合、原料として2−フランアクリル酸、3
−フランアクリル酸、2−チエニルアクリル酸、3−チ
エニルアクリル酸、2−ピロリルアクリル酸、3−ピロ
リルアクリル酸は好適であり、対応してα−アミノ−2
−フランプロピオン酸、α−アミノ−3−フランプロピ
オン酸、α−アミノ−2−チエニルプロピオン酸、α−
アミノ−3−チエニルプロピオン酸、α−アミノ−2−
ピロールプロピオン酸、α−アミノ−3−ピロールプロ
ピオン酸が得られる。
For example, when an enzyme derived from Lithospermum erythrorhizon is used, 2-furan acrylic acid, 3
Furan acrylic acid, 2-thienyl acrylic acid, 3-thienyl acrylic acid, 2-pyrrolyl acrylic acid, 3-pyrrolyl acrylic acid are preferred, correspondingly α-amino-2
-Furanpropionic acid, α-amino-3-furanpropionic acid, α-amino-2-thienylpropionic acid, α-
Amino-3-thienylpropionic acid, α-amino-2-
Pyrrole propionic acid and α-amino-3-pyrrole propionic acid are obtained.

【0132】本発明の方法は、光学純度の高いL−アミ
ノ酸を、有機合成的に簡便に得られるアクリル酸誘導体
を基質として1段階の反応で効率よく得ることができ
る。このようにして得られるL−アミノ酸は、高度な光
学純度が要求される医薬・農薬などファインケミカル分
野の合成中間体として有用である。
According to the method of the present invention, an L-amino acid having high optical purity can be efficiently obtained by a one-step reaction using an acrylic acid derivative which can be easily obtained by organic synthesis as a substrate. The L-amino acid thus obtained is useful as a synthetic intermediate in the field of fine chemicals such as pharmaceuticals and agricultural chemicals that require high optical purity.

【0133】[0133]

【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例によりなんら限定され
るものではない。なお実施例及び比較例において、0.
1M ホウ酸ナトリウム緩衝液pH8.5、基質として
L−フェニルアラニン10mMの存在下、30℃におい
て毎分1μmoleの桂皮酸を遊離する酵素量を1un
itと定義した。
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 examples and comparative examples, 0.
In the presence of 1 M sodium borate buffer pH 8.5 and 10 mM L-phenylalanine as a substrate, the amount of enzyme that releases 1 μmole of cinnamic acid per minute at 30 ° C. is 1 un.
It was defined as it.

【0134】また酵素タンパク質量の定量は、ビウレッ
ト法により、ウシ血清アルブミンを基準として定量し、
酵素比活性はunit/mgタンパク質として表記し
た。またアクリル酸誘導体、およびアミノ酸の同定は、
1H−NMR、13C−NMR、および反応液をHPLC
に供し標品とUV吸収強度を比較することにより実施し
た。
The amount of enzyme protein was quantified by the Biuret method with bovine serum albumin as a standard,
The enzyme specific activity was expressed as unit / mg protein. In addition, the identification of acrylic acid derivatives and amino acids
1 H-NMR, 13 C-NMR, and the reaction solution by HPLC
It was carried out by comparing the UV absorption intensity with the standard sample.

【0135】得られたアクリル酸誘導体の分離定量は、
以下の分析条件で行った。逆相HPLC分析条件 カラム:Shodex(昭和電工株式会社登録商標)
RSpak NN−614(昭和電工株式会社製) カラム温度:40℃ 溶離液:アセトニトリル/水/50mM H3PO4−K
2PO4水溶液(pH3)=20/70/10 流速:1.0ml/min 検出:UV 210nmの吸収による
Separation and quantification of the obtained acrylic acid derivative was carried out.
The analysis was performed under the following analytical conditions. Reversed-phase HPLC analysis conditions Column: Shodex (registered trademark of Showa Denko KK)
RSpak NN-614 (manufactured by Showa Denko KK) Column temperature: 40 ° C. Eluent: acetonitrile / water / 50 mM H 3 PO 4 -K
H 2 PO 4 aqueous solution (pH 3) = 20/70/10 Flow rate: 1.0 ml / min Detection: UV absorption by 210 nm

【0136】また、得られたアミノ酸の光学純度の分析
は、以下の条件による光学分割HPLCで行った。光学分割HPLC分析条件 カラム:Shodex(昭和電工株式会社登録商標)
ORpak CRX−853(昭和電工株式会社製) カラム温度:室温(22℃) 溶離液:アセトニトリル/水=15/85 CuSO
4 2.5mM 流速:1.0ml/min. 検出方法:UV 256nmの吸収による
The optical purity of the obtained amino acid was analyzed by optical resolution HPLC under the following conditions. Optical resolution HPLC analysis conditions Column: Shodex (registered trademark of Showa Denko KK)
ORpak CRX-853 (manufactured by Showa Denko KK) Column temperature: room temperature (22 ° C) Eluent: acetonitrile / water = 15/85 CuSO
4 2.5 mM flow rate: 1.0 ml / min. Detection method: By UV 256 nm absorption

【0137】実施例1:培養細胞による反応(パセリ) 培地Aの組成を表1に示す。 Example 1 Reaction with Cultured Cells (Parsley) The composition of medium A is shown in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0138】上記組成の培地A 10Lを三角フラスコ
に分注し、それぞれにあらかじめ同培地で27℃、暗
所、通気下継代培養(継代5世代)したパセリ(Petros
elinum hortense)細胞培養懸濁液を接種し、27℃、暗
所、通気下に200rpmで10日間振盪培養した。さ
らに蛍光灯の光を照射しつつ24時間培養を継続し、得
られた培養液をグラスファイバー濾紙にて吸引濾過し、
約1.6kgのフェニルアラニンアンモニアリアーゼを
含む培養細胞を取得した。新鮮細胞重量当たり活性は
0.0051u/gであった。
10 L of the medium A having the above composition was dispensed into an Erlenmeyer flask, and each was preliminarily subcultured in the same medium at 27 ° C. in the dark under aeration (passage 5 generations) for parsley ( Petros ).
elinum hortense ) cell culture suspension was inoculated and cultured at 27 ° C. in the dark under aeration at 200 rpm for 10 days with shaking. Further, the culture was continued for 24 hours while irradiating the light of a fluorescent lamp, and the obtained culture solution was suction-filtered with a glass fiber filter paper,
Cultured cells containing about 1.6 kg of phenylalanine ammonia lyase were obtained. The activity per fresh cell weight was 0.0051 u / g.

【0139】得られた培養細胞2gを、種々のアクリル
酸誘導体を0.1%を含む2M アンモニア/炭酸アン
モニウム水溶液(pH=10)(2M アンモニア水と
2M炭酸アンモニウム水溶液を合わせてpHを調整した
もの)10mLに懸濁し、30℃、24時間の撹拌によ
り反応を行った。それぞれの反応により得られた生成物
と濃度、および光学純度について表2示す。
2 g of the obtained cultured cells was adjusted to pH by combining 2M ammonia / ammonium carbonate aqueous solution (pH = 10) containing 0.1% of various acrylic acid derivatives (2M ammonia water and 2M ammonium carbonate aqueous solution). The product was suspended in 10 mL and reacted at 30 ° C. for 24 hours with stirring. Table 2 shows products and concentrations obtained by the respective reactions, and optical purities.

【0140】比較例1:微生物由来酵素による反応 実施例1の、培養細胞に替えて、市販のRhodotorula gl
utinis由来フェニルアラニンアンモニアリアーゼ(シグ
マ社製)比活性0.44unit/mgを0.025m
g相当添加し、同条件で反応を実施した際の生成物と濃
度、および光学純度について表2に示す。
Comparative Example 1: Reaction with Microorganism-Derived Enzyme In place of the cultured cells of Example 1, commercially available Rhodotorula gl
utinis- derived phenylalanine ammonia lyase (manufactured by Sigma) specific activity 0.44 unit / mg 0.025m
Table 2 shows the products and the concentrations and the optical purities when the reaction was carried out under the same conditions by adding g equivalent.

【0141】[0141]

【表2】 [Table 2]

【0142】実施例2:培養細胞処理物による反応(パ
セリ) 実施例1と同様に培養して得られたパセリ培養細胞1.
5kgを、3Lの0.1M ホウ酸ナトリウム緩衝液
(pH=8.8)に懸濁し、氷冷下、20分間の超音波
破砕処理を行った。処理物より、不溶分を、10,00
0rpm、15分の遠心分離により沈降し、 上清を分
取した。
Example 2: Reaction by treated cells of cultured cells
Ceri) Parsley cultured cells obtained by culturing in the same manner as in Example 1.
5 kg was suspended in 3 L of 0.1 M sodium borate buffer (pH = 8.8) and subjected to ultrasonic crushing treatment for 20 minutes under ice cooling. Insoluble matter was removed from the treated product by 10,000
It was sedimented by centrifugation at 0 rpm for 15 minutes, and the supernatant was collected.

【0143】得られた抽出液に、氷冷下、撹拌しなが
ら、粉砕した硫酸アンモニウムを40%飽和となるまで
30分かけて徐々に添加し、溶液を10,000rp
m、15分間遠心分離し沈澱を除去した。得られた上清
に同様にして硫酸アンモニウムを55%飽和となるまで
添加し、溶液を10,000rpm、15分間遠心分離
し、沈澱を回収した。沈澱を150mlの0.05M
Tris−HCl緩衝液に溶解し、100倍容の同緩衝
液中で4℃、24時間透析した。透析後の溶液170m
lをフェニルアラニンアンモニアリアーゼの粗酵素抽出
液として得た。総タンパク質量620mg、比活性は
0.0205U/mgであった。
Crushed ammonium sulfate was gradually added to the obtained extract with stirring under ice-cooling over 30 minutes until 40% saturation, and the solution was 10,000 rp.
The precipitate was removed by centrifugation for 15 minutes. Similarly, ammonium sulfate was added to the obtained supernatant until it became 55% saturated, and the solution was centrifuged at 10,000 rpm for 15 minutes to recover the precipitate. Precipitate 150 ml of 0.05M
It was dissolved in Tris-HCl buffer and dialyzed in 100 volumes of the same buffer at 4 ° C. for 24 hours. 170m solution after dialysis
1 was obtained as a crude enzyme extract of phenylalanine ammonia lyase. The total protein amount was 620 mg and the specific activity was 0.0205 U / mg.

【0144】得られた粗抽出液1ml、2M アンモニ
ア/炭酸アンモニウム水溶液(pH=10)(2M ア
ンモニア水と2M 炭酸アンモニウム水溶液を合わせて
pHを調整したもの)9mlの混合液に、種々の桂皮酸
誘導体を0.5%となるよう添加し、30℃、24時間
の撹拌により反応を行った。それぞれの反応により得ら
れた生成物と濃度、および光学純度について表3示す。
1 ml of the obtained crude extract solution, 9 ml of 2M ammonia / ammonium carbonate aqueous solution (pH = 10) (pH adjusted by combining 2M ammonia water and 2M ammonium carbonate aqueous solution), and various cinnamic acids were added. The derivative was added to 0.5%, and the reaction was carried out by stirring at 30 ° C. for 24 hours. Table 3 shows products and concentrations obtained by the respective reactions, and optical purities.

【0145】比較例2:微生物由来酵素による反応 実施例2の、酵素粗抽出液に替えて、市販のRhodotorul
a graminis由来フェニルアラニンアンモニアリアーゼ
(シグマ社製)比活性0.44unit/mgを0.1
75mg添加し、同条件で反応を実施した際の生成物と
濃度、および光学純度について表3に示す。
Comparative Example 2: Reaction with Microorganism-Derived Enzyme The commercially available Rhodotorul was used instead of the crude enzyme extract of Example 2.
a graminis- derived phenylalanine ammonia lyase (manufactured by Sigma) 0.44 units / mg 0.1
Table 3 shows the product and concentration, and the optical purity when 75 mg was added and the reaction was carried out under the same conditions.

【0146】[0146]

【表3】 [Table 3]

【0147】実施例3:植物組織処理物による反応(Cu
cumis sativus L;キュウリ) キュウリ(Cucumis sativus L.)種子を、水で湿らせた
濾紙を敷いたシャーレ上で25℃、72時間培養し発芽
させた。さらに4時間の蛍光灯光照射ののち、約50g
の胚軸を収穫した。
Example 3: Reaction with treated plant tissue (Cu
cumis sativus L; cucumber) Cucumber ( Cucumis sativus L.) seeds were cultivated and germinated on a petri dish covered with filter paper moistened with water at 25 ° C. for 72 hours. Approximately 50g after 4 hours of fluorescent light irradiation
The hypocotyl was harvested.

【0148】得られた胚軸組織を、氷冷下、乳鉢にて摩
砕したのち、さらに摩砕物を全量、1mMのグルタチオ
ンを含む0.1M ホウ酸ナトリウム緩衝液(pH=
8.8) 100mlに懸濁後、20分間の超音波破砕
処理を行った。処理物より、不溶分を、10,000r
pm、15分の遠心により沈降し、上清を分取した。
The obtained hypocotyl tissue was ground in a mortar under ice cooling, and the ground product was further washed with 0.1 M sodium borate buffer (pH = 1 mM) containing 1 mM glutathione.
8.8) After suspending in 100 ml, ultrasonic crushing treatment was performed for 20 minutes. Insoluble matter from treated product is 10,000r
It was sedimented by centrifugation at pm for 15 minutes and the supernatant was collected.

【0149】得られた抽出液に、氷冷下、撹拌しなが
ら、粉砕した硫酸アンモニウムを30%飽和となるまで
30分かけて徐々に添加し、溶液を10,000rp
m、15分間遠心分離し沈澱を除去した。得られた上清
に同様にして硫酸アンモニウムを70%飽和となるまで
添加し、溶液を10,000rpm、15分間遠心分離
し、沈澱を回収した。沈澱を20mlの0.05M T
ris−HCl緩衝液に溶解し、100倍容の同緩衝液
中で4℃、24時間透析した。透析後の溶液2.2ml
を粗酵素抽出液として得た。総タンパク質量50.7m
g、比活性は0.0307U/mgであった。
Crushed ammonium sulfate was gradually added to the obtained extract with stirring under ice-cooling over 30 minutes until 30% saturation, and the solution was added at 10,000 rp.
The precipitate was removed by centrifugation for 15 minutes. Similarly, ammonium sulfate was added to the obtained supernatant until it reached 70% saturation, and the solution was centrifuged at 10,000 rpm for 15 minutes to recover the precipitate. Precipitate 20 ml of 0.05M T
It was dissolved in ris-HCl buffer and dialyzed in 100 volumes of the same buffer at 4 ° C. for 24 hours. 2.2 ml of solution after dialysis
Was obtained as a crude enzyme extract. Total protein amount 50.7m
The specific activity was 0.0307 U / mg.

【0150】得られた粗抽出液0.1ml、2M アン
モニア/炭酸アンモニウム水溶液(pH=10)(2M
アンモニア水と2M 炭酸アンモニウム水溶液を合わ
せてpHを調整したもの)9.9mlの混合液に、種々
の桂皮酸誘導体を0.5%となるよう添加し、30℃、
24時間の撹拌により反応を行った。それぞれの反応に
より得られた生成物と濃度、および光学純度について表
4に示す。
0.1 ml of the obtained crude extract, 2M ammonia / ammonium carbonate aqueous solution (pH = 10) (2M
Ammonia water and 2M ammonium carbonate aqueous solution were combined to adjust the pH) 9.9 ml of a mixed solution was added with various cinnamic acid derivatives so as to be 0.5%, and at 30 ° C.,
The reaction was carried out by stirring for 24 hours. Table 4 shows products and concentrations obtained by each reaction, and optical purity.

【0151】比較例3:微生物由来酵素による反応 比較例として、粗酵素抽出液に替えて、市販のRhodotor
ula graminis由来フェニルアラニンアンモニアリアーゼ
(シグマ社製)比活性0.44unit/mgを0.1
6mg添加し、同条件で反応を実施した際の生成物と濃
度、および光学純度について表4に示す。
Comparative Example 3: Reaction with Microorganism-Derived Enzyme As a comparative example, a commercially available Rhodotor was used instead of the crude enzyme extract.
phenylalanine ammonia lyase from ula graminis (Sigma) specific activity 0.44 unit / mg 0.1
Table 4 shows the products and the concentrations and the optical purities when 6 mg was added and the reaction was carried out under the same conditions.

【0152】[0152]

【表4】 [Table 4]

【0153】実施例4;形質転換体の培養および形質転
換体を用いた反応 反応に用いる形質転換体は、Lブロス(ポリペプトン1
%、NaCl0.5%、酵母エキス0.5%、pH7.
0)に2%の寒天を加えて平板化した寒天平板培地で一
昼夜培養した菌体一白金耳をLブロス5〜100mlで
30℃、16時間培養したものを用いた。培養後の菌体
を集菌し、培養液と等容量の生理食塩水で菌体を洗浄し
た後、この菌体を培養液の半容量の反応液(4Mアンモ
ニア/炭酸アンモニウム(pH10.3))に懸濁し、
終濃度0.2%(2000mg/L)の基質を加えて3
0℃で振盪しながら反応させた。この反応液の一部を一
定時間毎に取り、菌体を遠心分離して除き、上清をHP
LC分析して生成物量を定量した。
Example 4; Cultivation and transformation of transformants
The transformant used in the reaction was L broth (polypeptone 1).
%, NaCl 0.5%, yeast extract 0.5%, pH 7.
0%) was added to 2% agar and plated on an agar plate medium plated overnight, and one platinum loop of the cells was cultured in 5 to 100 ml of L broth at 30 ° C. for 16 hours. After culturing the cells, the cells are washed with an equal volume of physiological saline to the culture solution, and then the cells are washed with a half volume of the reaction solution (4M ammonia / ammonium carbonate (pH 10.3)). ),
Add substrate with final concentration of 0.2% (2000mg / L) 3
The reaction was carried out at 0 ° C with shaking. A portion of this reaction solution is taken at regular intervals, the bacterial cells are removed by centrifugation, and the supernatant is
The amount of product was quantified by LC analysis.

【0154】実施例5:cDNAライブラリーの作成とpa
l遺伝子の取得 ムラサキ(Lithospermum erythrorhizon)の細胞培養、
cDNAライブラリーの作成およびpal遺伝子の取得はYa
zakiらの報告(Plant Cell Physiol. (1995),36, 1319-
1329; Biosci. Biotech. Biochem. (1997) , 61(12), 1
995-2003)に、チャ(Camellia sinensis)のcDNAライブ
ラリーの作成およびpal遺伝子の取得はMatsumotoら
の報告(Theor. Appl. Genet. (1994), 89(6), 671-675)
に詳細に記載されている。発明者はこれら既存情報を参
考に、いくつかの変更を加えてそれぞれの植物よりpa
l遺伝子を取得した。一連の手法は、塩基配列が明らか
な全ての植物由来palに応用可能である。mRNAの
取得材料としては培養細胞の他、pal遺伝子発現条件
下の植物組織も利用可能である。
Example 5: Preparation of cDNA library and pa
l gene acquisition Cell culture of purple ( Lithospermum erythrorhizon ),
Creation of cDNA library and acquisition of pal gene are Ya
Report by zaki et al. ( Plant Cell Physiol . (1995), 36, 1319-
1329; Biosci. Biotech . Biochem . (1997), 61 (12), 1
995-2003), a cDNA library of tea ( Camellia sinensis) was constructed and a pal gene was obtained by Matsumoto et al. ( Theor . Appl . Genet . (1994), 89 (6), 671-675).
Are described in detail in. The inventor refers to these existing information, makes some changes, and makes pa from each plant.
1 gene was obtained. The series of methods can be applied to all plant-derived pal whose nucleotide sequence is clear. As a material for obtaining mRNA, in addition to cultured cells, plant tissues under pal gene expression conditions can be used.

【0155】(ムラサキcDNAライブラリの作成)ム
ラサキの組織から調整した細胞を、LS培地(通常生育
培地;インドール酢酸10μMおよびカイネチン0.1
μMを含む)で一週間、25℃で培養した。得られた培
養細胞を次にM9培地(シコニン生成培地;インドール
酢酸10μMおよびカイネチン0.1μMを含む)に植
え継ぎ、さらに2日間培養した。得られた培養細胞か
ら、QuickPrep Micro mRNA Pu
rification Kit(アマシャムファルマシ
アバイオテク社製)を用いて、Kit標準の使用方法に
従いmRNAを調整した。次に得られたmRNAを鋳型
としたRT−PCRをFirst−Strand cD
NA SyntesisKit(アマシャムファルマシ
アバイオテク社製)とOligo(dT)12−18プ
ライマーを用いて行った。生成したDNA断片の混合物
を遺伝子増幅PCR鋳型用のcDNAライブラリーとし
た。
(Preparation of Murasaki cDNA Library) Cells prepared from Murasaki tissue were treated with LS medium (normal growth medium; indole acetic acid 10 μM and kinetin 0.1).
(including μM), the cells were cultured at 25 ° C. for 1 week. The obtained cultured cells were then subcultured in M9 medium (shikonin production medium; containing indoleacetic acid 10 μM and kinetin 0.1 μM), and further cultured for 2 days. From the obtained cultured cells, QuickPrep Micro mRNA Pu
mRNA was prepared using a Ricification Kit (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) according to the method of using the Kit standard. Next, RT-PCR using the obtained mRNA as a template was performed for the First-Strand cD.
NA Synthesis Kit (Amersham Pharmacia Biotech) and Oligo (dT) 12-18 primer were used. The mixture of generated DNA fragments was used as a cDNA library for gene amplification PCR template.

【0156】(チャcDNAライブラリの作成)凍結し
たチャの若葉(日照の良い午後に採取)から、上記ムラ
サキと同様にしてRT−PCRによりDNA断片を得、
DNA断片の混合物を遺伝子増幅PCR鋳型用のcDN
Aライブラリーとした。
(Preparation of Tea cDNA Library) From the frozen young leaves of tea (collected in the sunny afternoon), DNA fragments were obtained by RT-PCR in the same manner as the above purple.
A mixture of DNA fragments is used as a cDNA for gene amplification PCR template.
A library.

【0157】(pal遺伝子の取得)ムラサキに存在す
る2種のpal遺伝子(以下、それぞれ「LePAL
1」,「LePAL2」と記載する。)は、既にYazaki
らによりそれぞれ配列番号D83075およびD83076として、
チャに存在するpal遺伝子(以下「CAMPAL」と
記載する。)はMatsumotoらにより配列番号D26596とし
て、GenBank, EMBL等のデータベースに公開されてい
る。それらの5'末端と3'末端の配列を用いてpal遺伝
子特異的プライマーを作成した。その際、得られたDN
A断片をプラスミドベクターに接続できるよう、適当な
制限酵素サイトを両端に持つようにプライマーを設計し
た。
(Acquisition of pal gene) Two kinds of pal genes present in purple (hereinafter referred to as "LePAL
1 "and" LePAL2 ". ) Is already Yazaki
As SEQ ID NOs: D83075 and D83076, respectively,
The pal gene present in tea (hereinafter referred to as “CAMPAL”) has been published by Matsumoto et al. As SEQ ID NO: D26596 in databases such as GenBank and EMBL. A pal gene-specific primer was prepared using the sequences at the 5'end and the 3'end. At that time, the obtained DN
The primers were designed to have appropriate restriction enzyme sites at both ends so that the A fragment could be connected to the plasmid vector.

【0158】各種プラスミドベクターのマルチクローニ
ングサイトに頻用される制限酵素の中から、適当なもの
(pal遺伝子配列中に切断部位の無いもの)を検索し
た結果、LePAL2は5'末端側にEcoRIサイト、3'末端側にS
alIサイトを、CAMPALは5'末端側にSmaIサイト、3'末端
側にHindIIIサイトを用いることにした。LePAL1の5'末
端側には適当なサイトが無かったため5'末端はEcoRVと
し、切断後に生じるブラント末端をベクターのSmaIサイ
トのブラント末端とライゲーションするよう設計した。
3'末端側はLePAL2と同様SalIとした。
From the restriction enzymes frequently used for the multiple cloning sites of various plasmid vectors, an appropriate one (no cutting site in the pal gene sequence) was searched, and as a result, LePAL2 was found to have an EcoRI site at the 5'end, S on 3'end
As for the alI site, CAMPAL decided to use the SmaI site at the 5'end side and the HindIII site at the 3'end side. Since there was no suitable site on the 5'end side of LePAL1, the 5'end was EcoRV, and the blunt end generated after cleavage was designed to be ligated to the blunt end of the SmaI site of the vector.
The 3'-terminal side was SalI as in LePAL2.

【0159】プライマーの配列: (LePAL1)Primer sequences: (LePAL1)

【配列1】5'側(EcoRVサイト付);配列表1に記載の配
列を有する23merのオリゴヌクレオチド
[Sequence 1] 5'side (with EcoRV site); 23-mer oligonucleotide having the sequence shown in Sequence Listing 1

【配列2】3'側(SalIサイト付);配列表2に記載の配
列を有する23merのオリゴヌクレオチド
[Sequence 2] 3'side (with SalI site); 23-mer oligonucleotide having the sequence shown in Sequence Listing 2

【0160】(LePAL2)(LePAL2)

【配列3】5'側(EcoRIサイト付);配列表3に記載の
配列を有する25merのオリゴヌクレオチド
[Sequence 3] 5'side (with EcoRI site); 25-mer oligonucleotide having the sequence shown in Sequence Listing 3

【配列4】3'側(SalIサイト付);配列表4に記載の配
列を有する23merのオリゴヌクレオチド
[Sequence 4] 3'side (with SalI site); 23-mer oligonucleotide having the sequence shown in Sequence Listing 4

【0161】(CAMPAL)(CAMPAL)

【配列5】5'側(SmaIサイト付);配列表5に記載の配
列を有する23merのオリゴヌクレオチド
[Sequence 5] 5'side (with SmaI site); 23-mer oligonucleotide having the sequence shown in Sequence Listing 5

【配列6】3'側(HindIIIサイト付);配列表6に記載
の配列を有する23merのオリゴヌクレオチド
[Sequence 6] 3'side (with HindIII site); 23-mer oligonucleotide having the sequence shown in Sequence Listing 6

【0162】 反応液組成: 鋳型cDNA 0.5〜2μg プライマー 各100pmol dNTP溶液 各1mM 10x反応バッファー 10μl ExTaqDNAポリメラーゼ(宝酒造社製)2.5U 計50μl[0162]     Reaction solution composition:       Template cDNA 0.5-2 μg       100 pmol each       dNTP solution 1 mM each       10x reaction buffer 10 μl       ExTaq DNA Polymerase (Takara Shuzo) 2.5U Total 50 μl

【0163】反応条件: 熱変性 94℃、30秒 アニーリング 55℃、60秒 伸長 72℃、120秒 サイクル数 24回Reaction conditions: Heat denaturation 94 ℃, 30 seconds Annealing 55 ℃, 60 seconds Extension 72 ° C, 120 seconds 24 cycles

【0164】以上のような条件により鋳型cDNA量を
数点ふって遺伝子断片増幅を試みたところ、理論的に算
出されるLePAL1、LePAL2、およびCAMP
ALの断片長約2.1kbの断片がほぼ特異的に増幅さ
れた。それぞれの断片をアガロースゲル電気泳動した後
抽出・回収して精製した後、増幅に用いたプライマーを
用いて塩基配列の解析を行ったところ、それぞれLeP
AL1、LePAL2、およびCAMPALの配列情報
と一致していることが確認できた。
When the gene fragment amplification was attempted by varying the amount of the template cDNA under the above conditions, theoretically calculated LePAL1, LePAL2, and CAMP were obtained.
A fragment with an AL fragment length of about 2.1 kb was amplified almost specifically. Each fragment was subjected to agarose gel electrophoresis, extracted, recovered, purified, and then analyzed for the nucleotide sequence using the primers used for amplification.
It was confirmed that the sequence information was consistent with AL1, LePAL2, and CAMPAL.

【0165】実施例6:PAL活性を示す形質転換体の
作成 得られた遺伝子断片をアガロースゲル電気泳動し、抽出
・回収した。得られた制限酵素切断サイト付きLePA
L1、LePAL2、およびCAMPAL断片をそれぞれ制限
酵素EcoRVとSalI、EcoRIとSalI、お
よびSmaIとHindIIIで切断した後、再度アガ
ロースゲル電気泳動し、抽出・回収した。これらの断片
をそれぞれEcoRVSalIおよびEcoRI−Sa
lI、SmaI−HindIIIカット後アガロースゲ
ル電気泳動し、抽出・回収したpUC18とライゲーシ
ョンした(図1および図2)。
Example 6 of transformants showing PAL activity
Preparation The obtained gene fragment was subjected to agarose gel electrophoresis, extracted and collected. Obtained LePA with restriction enzyme cleavage site
The L1, LePAL2, and CAMPAL fragments were cleaved with restriction enzymes EcoRV and SalI, EcoRI and SalI, and SmaI and HindIII, respectively, and then subjected to agarose gel electrophoresis again to extract and recover. These fragments were designated EcoRVSalI and EcoRI-Sa, respectively.
After cutting with Il and SmaI-HindIII, it was subjected to agarose gel electrophoresis and ligated with the extracted and recovered pUC18 (FIGS. 1 and 2).

【0166】これらのプラスミドで大腸菌JM109株
を形質転換して得られた形質転換体をイソプロピル−β
−D−チオガラクトピラノシド(IPTG)0.1mM
と0.1%X Galを含むL寒天平板培地に塗布し、
37℃で24時間培養した。生じたコロニーのうち白色
を呈しているものを数個選択し、そのプラスミドを調整
し制限酵素切断パターンを確認したところ、目的のプラ
スミドpULePAL1、pULePAL2およびpU
CAMPALを持つ形質転換体が複数得られた。
The transformants obtained by transforming Escherichia coli JM109 strain with these plasmids were transformed with isopropyl-β.
-D-thiogalactopyranoside (IPTG) 0.1 mM
And L-agar plate medium containing 0.1% X Gal,
The cells were cultured at 37 ° C for 24 hours. Several white colonies were selected from the generated colonies, and their plasmids were adjusted to confirm the restriction enzyme digestion patterns. As a result, the target plasmids pULePAL1, pULePAL2 and pU were identified.
A plurality of transformants having CAMPAL were obtained.

【0167】得られた形質転換体から任意に各3株を選
択し、実施例4に記載の方法に従い、Lブロス5ml、
各株2連で培養した(2種×3株×2連)。培養開始後
12時間後、2連のうちの一方にイソプロピル−β−D
−チオガラクトピラノシド(IPTG)を0.1mMに
なるよう培養液に加えて、さらに4時間培養した。得ら
れた培養液をそれぞれ遠心分離して集菌し、得られた菌
体を実施例4に記載の方法で反応に供した。10時間反
応後の生成物をHPLCにより定量したところ、表5に
示すように、各形質転換体はイソプロピル−β−D−チ
オガラクトピラノシド(IPTG)の存在の如何に関わ
らずフェニルアラニンアンモニアリアーゼ活性を示した
(単位mg/L)。
Three strains each were arbitrarily selected from the obtained transformants, and 5 ml of L broth was added according to the method described in Example 4.
Each strain was cultured in duplicate (2 species x 3 strains x 2 replicates). 12 hours after the start of the culture, isopropyl-β-D was added to one of the duplicates.
-Thiogalactopyranoside (IPTG) was added to the culture solution to a concentration of 0.1 mM, and the cells were further cultured for 4 hours. The obtained culture broth was centrifuged to collect the cells, and the obtained cells were subjected to the reaction by the method described in Example 4. The product after 10-hour reaction was quantified by HPLC. As a result, as shown in Table 5, each transformant was found to have phenylalanine ammonia lyase regardless of the presence of isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG). It showed activity (unit mg / L).

【0168】[0168]

【表5】 [Table 5]

【0169】実施例7;形質転換体を用いたフェニルア
ラニン誘導体の製造 実施例6で得たpULePAL1、pULePAL2お
よびpUCAMPAL形質転換体各1株を実施例4に記
載の方法に従い、アンピシリン100ppmを含むLブ
ロス100mlで培養した。この培養液をさらにアンピ
シリン100ppmを含むLブロス2lを入れた5Lジ
ャーファーメンターに植菌し、30℃、800rpm、
通気1ml/min.で10〜12時間通気攪拌培養し
た。
Example 7: Phenyla using a transformant
Production of Lanine Derivative Each of the pULePAL1, pULePAL2 and pUCAMPAL transformants obtained in Example 6 was cultured in 100 ml of L broth containing 100 ppm of ampicillin according to the method described in Example 4. This culture was further inoculated into a 5 L jar fermenter containing 2 L of L broth containing 100 ppm of ampicillin, 30 ° C., 800 rpm,
Aeration 1 ml / min. It was aerated and agitated for 10 to 12 hours.

【0170】対数増殖期後期〜定常期初期の培養液を遠
心分離して得た菌体を、4Mアンモニア/炭酸アンモニ
ウム(pH10.3)1Lに再懸濁し、20gの基質
(表6参照)を加え、30℃、800rpmで攪拌しな
がら反応を行った。反応液の一部を1時間毎に取り、反
応液中に生じた生成物(表6参照)をHPLCにより定
量した。基質濃度が約2%を保つよう基質を逐次添加し
ながら反応を継続して行ったところ、約10時間で反応
液中に1〜3%蓄積した(表6)。
The cells obtained by centrifuging the culture solution from the late logarithmic growth phase to the early stationary phase were resuspended in 1 L of 4M ammonia / ammonium carbonate (pH 10.3), and 20 g of the substrate (see Table 6) was added. In addition, the reaction was carried out with stirring at 30 ° C. and 800 rpm. A part of the reaction solution was taken every hour, and the product (see Table 6) generated in the reaction solution was quantified by HPLC. When the reaction was continued while successively adding the substrate so that the substrate concentration was kept at about 2%, 1 to 3% was accumulated in the reaction solution in about 10 hours (Table 6).

【0171】反応終了後、反応液をロータリーエバポレ
ーターで減圧濃縮して過剰のアンモニアを除去した後、
濃塩酸を添加してpHを1とし、残留した基質を沈殿さ
せ、沈殿物を濾過後、濾液をロータリーエバポレーター
で濃縮した。生成した沈殿を濾紙で濾過し、希塩酸
(0.1N)で洗浄した後、真空乾燥した。この乾燥標
品の純度は99%以上であった。不純物として検出され
たのはいずれの系でも基質である桂皮酸誘導体、アクリ
ル酸誘導体であった。これらの誘導体の光学純度を前述
の方法に従い検定したところ、いずれもL体のみが検出
され、D体は検出限界以下であった。
After completion of the reaction, the reaction solution was concentrated under reduced pressure with a rotary evaporator to remove excess ammonia,
Concentrated hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1, the residual substrate was precipitated, the precipitate was filtered, and the filtrate was concentrated with a rotary evaporator. The generated precipitate was filtered with filter paper, washed with dilute hydrochloric acid (0.1N), and then dried in vacuum. The purity of this dried preparation was 99% or more. The impurities detected were cinnamic acid derivatives and acrylic acid derivatives, which are substrates in both systems. When the optical purities of these derivatives were assayed according to the method described above, only the L-form was detected and the D-form was below the detection limit.

【0172】[0172]

【表6】 [Table 6]

【0173】本実施例においては、植物起源のフェニル
アラニンアンモニアリアーゼが一般に本発明に有効であ
ることを示すため、アミノ酸配列の異なる複数のフェニ
ルアラニンアンモニアリアーゼを用いた(キュウリは配
列未同定)。配列相同性を図3に示すが、これらは相互
にアミノ酸配列として10〜20%異なる酵素であるに
も関わらず、いずれも本発明において十分に有効な特徴
を有すること、すなわち、微生物由来の同酵素と比較し
て遙かに高いフェニルアラニン誘導体変換生成能を有す
ることが明らかとなった。
In this Example, a plurality of phenylalanine ammonia lyases having different amino acid sequences were used (cucumber sequence is unidentified) in order to show that phenylalanine ammonia lyase of plant origin is generally effective for the present invention. Sequence homology is shown in FIG. 3, and although these are enzymes that differ from each other in their amino acid sequences by 10 to 20%, they all have sufficiently effective characteristics in the present invention, that is, they are derived from microorganisms. It was clarified that it has a much higher phenylalanine derivative conversion production ability than the enzyme.

【0174】[0174]

【発明の効果】本発明によれば、植物由来のフェニルア
ラニンアンモニア−リアーゼを用いることによって、ア
クリル酸誘導体を原料として、簡便で効率よく、対応す
るアミノ酸を得ることができ、特にフェニル基上に種々
の置換基を有するL−フェニルアラニン誘導体を簡便に
効率よく得ることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, by using a phenylalanine ammonia-lyase derived from a plant, a corresponding amino acid can be easily and efficiently obtained from an acrylic acid derivative as a raw material, and particularly various phenyl groups on phenyl groups. The L-phenylalanine derivative having the substituent can be simply and efficiently obtained.

【0175】本発明のL−アミノ酸の製造法により得ら
れるL−アミノ酸は、医薬中間体、農薬中間体をはじめ
とする生理活性有機化合物のキラルビルディングブロッ
クとして幅広い分野に有用であり、主として医薬中間体
として有用である。
The L-amino acid obtained by the method for producing an L-amino acid of the present invention is useful in a wide range of fields as a chiral building block for physiologically active organic compounds such as pharmaceutical intermediates and agrochemical intermediates. It is useful as a body.

【0176】[0176]

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

【図1】LePAL1及びLePAL2を示すムラサキ
PAL発現プラスミドの構築図である。
FIG. 1 is a construction diagram of a purple PAL expression plasmid showing LePAL1 and LePAL2.

【図2】CAMPALを示すチャPAL発現プラスミド
の構築図である。
FIG. 2 is a construction diagram of a ChaPAL expression plasmid showing CAMPAL.

【図3】PALアミノ酸配列の相同性の一例を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing an example of homology of PAL amino acid sequences.

【0177】[0177]

【配列表】[Sequence list]

SEQUENCE LISTING <110> SHOWA DENKO K.K. <120> Biologycal Production of Phenylalanine Deriv
atives <130> Primers for PAL <140> <141> <160> 6 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 23 <212> DNA <213> Lithospermum erythrorhizon <400> 1 aagatatcat ggaaaccata gtg 23 <210> 2 <211> 23 <212> DNA <213> Lithospermum erythrorhizon <400> 2 ttgtcgactt aacagattgg aag 23 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Lithospermum erythrorhizon <400> 3 aagaattcat ggaaaatgga aatgg 25 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Lithospermum erythrorhizon <400> 4 ttgtcgacta acatattgga aga 23 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Camellia sinensis <400> 5 aacccgggat ggatagtacc acc 23 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Camellia sinensis <400> 6 ttaagcttct aacagatagg aag 23
SEQUENCE LISTING <110> SHOWA DENKO KK <120> Biologycal Production of Phenylalanine Deriv
atives <130> Primers for PAL <140><141><160> 6 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 23 <212> DNA <213> Lithospermum erythrorhizon <400> 1 aagatatcat ggaaaccata gtg 23 <210> 2 <211> 23 <212> DNA <213> Lithospermum erythrorhizon <400> 2 ttgtcgactt aacagattgg aag 23 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Lithospermum erythrorhizon <400> 3 aagaattcat ggaaaatgga aatgg 25 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Lithospermum erythrorhizon <400> 4 ttgtcgacta acatattgga aga 23 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Camellia sinensis <400> 5 aacccgggat ggatagtacc acc 23 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Camellia sinensis <400> 6 ttaagcttct aacagatagg aag 23

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4B024 AA03 BA07 BA71 CA04 DA06 EA04 GA11 HA12 4B064 AE03 AE29 AE43 AE45 AE48 CA21 CB30 CD07 CD12 DA01 DA11    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4B024 AA03 BA07 BA71 CA04 DA06                       EA04 GA11 HA12                 4B064 AE03 AE29 AE43 AE45 AE48                       CA21 CB30 CD07 CD12 DA01                       DA11

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記式(1) 【化1】 (但し、式中Zはヘテロ原子を含んでいてもよい芳香環
基を、Rは該芳香環上の置換基を表し、nは0以上の整
数を表し、nが2以上の場合、Rは同一または相異なっ
ていてもよい。)で示されるアクリル酸誘導体に、アン
モニアの存在下、植物由来のフェニルアラニンアンモニ
アリアーゼを作用させることを特徴とする、下記式
(2) 【化2】 (但し、式中Zはヘテロ原子を含んでいてもよい芳香環
基を、Rは該芳香環上の置換基を表し、nは0以上の整
数を表し、nが2以上の場合、Rは同一または相異なっ
ていてもよい。)で示されるL−アミノ酸の製法。
1. The following formula (1): (In the formula, Z represents an aromatic ring group which may contain a hetero atom, R represents a substituent on the aromatic ring, n represents an integer of 0 or more, and when n is 2 or more, R represents The phenylalanine ammonia lyase derived from a plant is allowed to act on the acrylic acid derivative represented by the same or different) in the presence of ammonia, and the following formula (2): (However, in the formula, Z represents an aromatic ring group which may contain a hetero atom, R represents a substituent on the aromatic ring, n represents an integer of 0 or more, and when n is 2 or more, R represents May be the same or different from each other).
【請求項2】Rn−Z−が下記式(3) 【化3】 (但し、Rは、ベンゼン環上の置換基であり、シアノ
基、水酸基、カルボキシル基、アミド基、フッ素原子、
塩素原子、臭素原子、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシ
メチル基、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数1〜
6のアルコキシ基を表す。nは0〜5の整数を表し、n
が2以上の場合、Rは同一または相異なっていてもよ
い。)である請求項1に記載のL−アミノ酸の製法。
2. R n -Z- is represented by the following formula (3): (However, R is a substituent on the benzene ring, and a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom,
Chlorine atom, bromine atom, amino group, nitro group, hydroxymethyl group, alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or 1 to carbon atoms
6 represents an alkoxy group. n represents an integer of 0 to 5,
When is 2 or more, R may be the same or different. The method for producing an L-amino acid according to claim 1, wherein
【請求項3】Rn−Z−が下記式(4) 【化4】 (但し、式中XはS、O、NHまたはNR1を表し、R1
は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rはヘテロ環上の
置換基であり、シアノ基、水酸基、カルボキシル基、ア
ミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、アミノ基、
ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数1〜6のアルキ
ル基または炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。nは0
〜3の整数を表し、nが2以上の場合、Rは同一または
相異なっていてもよい。)である請求項1に記載のL−
アミノ酸の製法。
3. R n -Z- is represented by the following formula (4): (However, in the formula, X represents S, O, NH or NR 1 , and R 1
Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R is a substituent on the heterocycle, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group,
It represents a nitro group, a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n is 0
Represents an integer of 3 and when n is 2 or more, R may be the same or different. ) Is L- according to claim 1.
Amino acid manufacturing method.
【請求項4】Rn−Z−が下記式(5) 【化5】 (但し、式中XはS、O、NHまたはNR1を表し、R1
は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Rはヘテロ環上の
置換基であり、シアノ基、水酸基、カルボキシル基、ア
ミド基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、アミノ基、
ニトロ基、ヒドロキシメチル基、炭素数1〜6のアルキ
ル基または炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。nは0
〜3の整数を表し、nが2以上の場合、Rは同一または
相異なっていてもよい。)である請求項1に記載のL−
アミノ酸の製法。
4. R n -Z- is represented by the following formula (5): (However, in the formula, X represents S, O, NH or NR 1 , and R 1
Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R is a substituent on the heterocycle, and is a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group,
It represents a nitro group, a hydroxymethyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. n is 0
Represents an integer of 3 and when n is 2 or more, R may be the same or different. ) Is L- according to claim 1.
Amino acid manufacturing method.
【請求項5】フェニルアラニンアンモニアリアーゼを含
む植物培養細胞及び/またはその処理組成物を用いるこ
とを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のL
−アミノ酸の製法。
5. The L according to any one of claims 1 to 4, wherein a plant cultured cell containing phenylalanine ammonia lyase and / or a treatment composition thereof is used.
-Amino acid manufacturing method.
【請求項6】フェニルアラニンアンモニアリアーゼを含
む植物組織処理組成物を用いることを特徴とする請求項
1ないし4のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
6. The method for producing an L-amino acid according to claim 1, wherein a composition for treating plant tissue containing phenylalanine ammonia lyase is used.
【請求項7】植物由来のフェニルアラニンアンモニアリ
アーゼ遺伝子を植物中において発現可能に存在させ、そ
の形質転換植物栽培物または該栽培物の処理物を用いる
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の
L−アミノ酸の製法。
7. The plant-derived phenylalanine ammonia-lyase gene is allowed to exist in a plant so that it can be expressed, and a transformed plant cultivated product or a treated product of the cultivated product is used. The method for producing an L-amino acid according to 1.
【請求項8】植物由来のフェニルアラニンアンモニアリ
アーゼ遺伝子を微生物中において発現可能に存在させ、
その形質転換微生物培養物、処理物または培養物から得
た酵素を用いることを特徴とする請求項1ないし4のい
ずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
8. A plant-derived phenylalanine ammonia-lyase gene is allowed to be expressed in a microorganism,
The method for producing an L-amino acid according to any one of claims 1 to 4, wherein an enzyme obtained from the transformed microorganism culture, treated product or culture is used.
【請求項9】植物由来のフェニルアラニンアンモニアリ
アーゼ遺伝子が、Lithospermum erythrorhizon由来のp
al2遺伝子の塩基配列より導かれるアミノ酸配列と7
0%以上の配列相同性を有するアミノ酸配列をコードす
る遺伝子である請求項7または8に記載のL−アミノ酸
の製法。
9. A plant-derived phenylalanine ammonia-lyase gene is derived from Lithospermum erythrorhizon p
an amino acid sequence derived from the base sequence of the al2 gene and 7
The method for producing an L-amino acid according to claim 7 or 8, which is a gene encoding an amino acid sequence having a sequence homology of 0% or more.
【請求項10】植物由来のフェニルアラニンアンモニア
リアーゼ遺伝子が、Lithospermum erythrorhizon由来の
pal2遺伝子の塩基配列より導かれるアミノ酸配列と
80%以上の配列相同性を有するアミノ酸配列をコード
する遺伝子である請求項7または8に記載のL−アミノ
酸の製法。
10. The plant-derived phenylalanine ammonia-lyase gene is a gene encoding an amino acid sequence having 80% or more sequence homology with the amino acid sequence derived from the base sequence of the pal2 gene derived from Lithospermum erythrorhizon. 8. The method for producing an L-amino acid according to item 8.
【請求項11】フェニルアラニンアンモニアリアーゼ遺
伝子の由来植物が、Lithospermum属及び/またはCamell
ia属であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれ
かに記載のL−アミノ酸の製法。
11. The plant from which the phenylalanine ammonia-lyase gene is derived is Lithospermum and / or Camell.
The method for producing an L-amino acid according to any one of claims 1 to 8, which belongs to the genus ia .
【請求項12】微生物が細菌、酵母及び/または糸状菌
である請求項8ないし11のいずれかに記載のL−アミ
ノ酸の製法。
12. The method for producing an L-amino acid according to claim 8, wherein the microorganism is a bacterium, a yeast and / or a filamentous fungus.
【請求項13】細菌が大腸菌である請求項12に記載の
L−アミノ酸の製法。
13. The method for producing an L-amino acid according to claim 12, wherein the bacterium is Escherichia coli.
【請求項14】前記式(3)のRの少なくとも一つが水
酸基である請求項2、5ないし13のいずれかに記載の
L−アミノ酸の製法。
14. The method for producing an L-amino acid according to claim 2, wherein at least one R in the formula (3) is a hydroxyl group.
【請求項15】前記式(3)の置換基Rの少なくとも一
つがシアノ基である請求項2、5ないし13のいずれか
に記載のL−アミノ酸の製法。
15. The method for producing an L-amino acid according to claim 2, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is a cyano group.
【請求項16】前記式(3)の置換基Rの少なくとも一
つがカルボキシル基である請求項2、5ないし13のい
ずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
16. The method for producing an L-amino acid according to claim 2, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is a carboxyl group.
【請求項17】前記式(3)の置換基Rの少なくとも一
つがアミド基である請求項2、5ないし13のいずれか
に記載のL−アミノ酸の製法。
17. The method for producing an L-amino acid according to claim 2, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is an amide group.
【請求項18】前記式(3)の置換基Rの少なくとも一
つがハロゲン基である請求項2、5ないし13のいずれ
かに記載のL−アミノ酸の製法。
18. The method for producing an L-amino acid according to claim 2, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is a halogen group.
【請求項19】前記式(3)の置換基Rの少なくとも一
つがアミノ基である請求請求項2、5ないし13のいず
れかに記載のL−アミノ酸の製法。
19. The method for producing an L-amino acid according to claim 2, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is an amino group.
【請求項20】前記式(3)の置換基Rの少なくとも一
つがニトロ基である請求請求項2、5ないし13のいず
れかに記載のL−アミノ酸の製法。
20. The method for producing an L-amino acid according to claim 2, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is a nitro group.
【請求項21】前記式(3)の置換基Rの少なくとも一
つがヒドロキシメチル基である請求項2、5ないし13
のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
21. At least one of the substituents R in the formula (3) is a hydroxymethyl group.
The method for producing an L-amino acid according to any one of 1.
【請求項22】前記式(3)の置換基Rの少なくとも一
つが炭素数1〜6のアルキル基である請求項2、5ない
し13のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
22. The method for producing an L-amino acid according to claim 2, wherein at least one of the substituents R in the formula (3) is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
【請求項23】前記式(3)の置換基Rがシアノ基、水
酸基、ニトロ基またはカルボキシル基のいずれかであ
り、nが1である請求項2、5ないし13のいずれかに
記載のL−アミノ酸の製法。
23. The L according to claim 2, wherein the substituent R in the formula (3) is a cyano group, a hydroxyl group, a nitro group or a carboxyl group, and n is 1. -Amino acid manufacturing method.
【請求項24】L−アミノ酸がL−フェニルアラニンで
あることを特徴とする請求項2、5ないし13のいずれ
かに記載のL−アミノ酸の製法。
24. The method for producing an L-amino acid according to claim 2, wherein the L-amino acid is L-phenylalanine.
【請求項25】前記式(4)のXがOである請求項3、
5ないし13のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
25. The method according to claim 3, wherein X in the formula (4) is O.
The method for producing an L-amino acid according to any one of 5 to 13.
【請求項26】前記式(4)のXがSである請求項3、
5ないし13のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
26. The method according to claim 3, wherein X in the formula (4) is S.
The method for producing an L-amino acid according to any one of 5 to 13.
【請求項27】前記式(4)のXがNHである請求項
3、5ないし13のいずれかに記載のL−アミノ酸の製
法。
27. The method for producing an L-amino acid according to claim 3, wherein X in the formula (4) is NH.
【請求項28】前記式(5)のXがOである請求項4な
いし13のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
28. The method for producing an L-amino acid according to claim 4, wherein X in the formula (5) is O.
【請求項29】前記式(5)のXがSである請求項4な
いし13のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
29. The method for producing an L-amino acid according to claim 4, wherein X in the formula (5) is S.
【請求項30】前記式(5)のXがNHである請求項4
ないし13のいずれかに記載のL−アミノ酸の製法。
30. X in the formula (5) is NH.
14. The method for producing an L-amino acid according to any one of 13 to 13.
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