JP2003339387A - 新規カルボニル還元酵素及びこれをコードする遺伝子、ならびにこれらを利用した光学活性アルコールの製造方法 - Google Patents
新規カルボニル還元酵素及びこれをコードする遺伝子、ならびにこれらを利用した光学活性アルコールの製造方法Info
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Abstract
な化合物である光学活性アルコール類の製造方法を提供
する。 【解決手段】 オガタエア(Ogataea)属微生物由来の新
規カルボニル還元酵素とそれをコードするDNAを提供
する。このカルボニル還元酵素を用いてケトンを還元
し、光学活性アルコール、特に(E)−7−[2−シク
ロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン
−3−イル]−3,5−ジヒドロキシ−ヘプト−6−エ
ン酸エステル類を生産することが出来る。本発明による
カルボニル還元酵素は、活性と立体選択性に優れる。
Description
化合物を還元して、医薬、農薬等の中間体原料として産
業上有用な化合物である光学活性アルコール類に変換す
る活性を有するポリペプチド、該ポリペプチドをコード
するDNA、該DNAをベクターに組み込んで得られる
組換え体DNA、該組換え体DNAを保有する形質転換
体に関し、さらに該形質転換体、該形質転換体培養物ま
たは該形質転換体処理物を用いた光学活性アルコール類
の製造方法に関する。
−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−
3,5−ジヒドロキシ−ヘプト−6−エン酸エステル類
を化学的に製造する方法としては、例えば、特許文献1
に以下に示す製造ルートが知られている。
塩基を用いて製造する方法も報告されている。またさら
に、特許文献3には、(R)−3−tert-ブチルジメチ
ルシリルオキシ−6−ジメトキシホスフィニル−5−オ
キソヘキサン酸メチルエステルを用いて極低温にて製造
する方法も報告されている。一方、より安価にまた副生
産物の少ない方法として、微生物の菌体及び/または該
菌体処理物を用いて、カルボニル基を有する化合物から
立体選択的に還元し、光学活性なアルコール体を生成す
る方法を上記化合物の製造に応用する方法が考えられる
が、カルボニル基の側鎖にキノリン骨格を有する化合物
を用いる方法として、非特許文献1には、以下に示す反
応をミクロバクテリウム キャンポクエマドエンシス
(Microbacterium campoquemadoensis)MB5614株を用い
て行えることが記載されている。
をパン酵母を用いて行えることが記載されている。
プロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−
3−イル]−3,5−ジオキソヘプト−6−エン酸エス
テル類のように、カルボニル基のα位にオレフィンが存
在する上に、カルボニル基が連続して存在する化合物に
ついては、微生物を用いて立体選択的に還元できるとい
う例は知られていなかった。
p.709-717
(1998)
S)−(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−
フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−3,5−
ジヒドロキシヘプト−6−エン酸エステル類を工業的に
安価に製造できる新規な製造方法を開発することが望ま
れていた。
を解決するために、(3R,5S)−(E)−7−[2
−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キ
ノリン−3−イル]−3,5−ジヒドロキシヘプト−6
−エン酸エステル類の製造方法について鋭意検討した結
果、原料となるカルボニル基含有化合物の還元反応を触
媒する新規酵素を単離し、組換え菌を用いて発現させた
該酵素を、原料となるカルボニル基含有化合物に作用さ
せることにより、高い光学純度かつ高濃度で目的物を得
ることができることを見い出し、本発明を完成するに至
った。
列を有するポリペプチド。 (A)配列番号1に記載のアミノ酸配列。 (B)配列番号1に記載のアミノ酸配列において、1か
ら複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されている
アミノ酸配列であって、カルボニル還元酵素活性を有す
るポリペプチドのアミノ酸配列。; (2) 下記(a)から(e)の何れかの塩基配列を有
するDNA。 (a)配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペ
プチドをコードする塩基配列。 (b)配列番号1に記載のアミノ酸配列において、1か
ら複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されている
アミノ酸配列からなるポリペプチドであって、カルボニ
ル還元酵素活性を有するポリペプチドをコードする塩基
配列。 (c)配列番号2に記載の塩基配列。 (d)配列番号2に記載の塩基配列において、1から複
数個の塩基が欠失、付加または置換されている塩基配列
であって、カルボニル還元酵素活性を有するポリペプチ
ドをコードする塩基配列。 (e)配列番号2に記載の塩基配列もしくはその相補配
列またはそれらの一部とストリンジェントな条件下でハ
イブリダイズする塩基配列であって、カルボニル還元酵
素活性を有するポリペプチドをコードする塩基配列。; (3) (2)に記載のDNAをベクターに組み込んで
得られる組換え体DNA。; (4) (3)に記載の組換え体DNAを保有する形質
転換体。; (5) (2)に記載のDNAを染色体DNAに組み込
んで得られる形質転換体。; (6)(4)または(5)に記載の形質転換体細胞、該
形質転換体細胞培養物、該形質転換体細胞処理物からな
る群より選ばれるいずれかを用いてカルボニル基含有化
合物を不斉還元することを特徴とする光学活性アルコー
ルの製造方法。;及び (7)カルボニル基含有化合物が、下記式(II’)
アリール基を示す)及び下記式(III’)
る光学活性体であることを特徴とする(6)に記載の製
造方法に存する。以下に、本発明を詳細に説明する。
号1に記載のアミノ酸配列を有するもの、又はそのホモ
ログであってカルボニル還元酵素活性を有するものであ
る。本明細書において、カルボニル還元酵素活性とは、
カルボニル基含有化合物中のカルボニル基を不斉還元し
て光学活性なアルコール類とする活性をいう。このよう
な活性は、カルボニル基含有化合物を基質として含有
し、さらにNADPHを補酵素として含有する反応系に
おいて、酵素として、目的のポリペプチド、形質転換体
細胞、形質転換体細胞培養物または形質転換体細胞処理
物を作用させてNADPH減少初速度を測定することに
より測定することができる。
そのアミノ酸配列および該アミノ酸配列をコードする塩
基配列が明らかになったので、後述するように本発明の
ポリペプチドのアミノ酸配列の一部又は全部をコードす
る塩基配列を元にして作製したプローブを用いて、カル
ボニル基の還元活性を有する任意の微生物から還元酵素
をコードするDNAを単離した後、それを元に通常の遺
伝子工学的手法を用いて得ることができる。また、本発
明を完成するにあたってなされたように、カルボニル基
の還元活性を有する微生物、すなわち、カルボニル還元
酵素をコードするDNAを有する微生物、例えば、オガ
タエア属酵母の培養物より精製することも出来る。
タエア・ミヌタ(Ogataea minuta)が特に本発明のカル
ボニル還元酵素の産生能に優れ、この酵母は、例えばI
FO1473株として財団法人発酵研究所より入手する
事が出来る。微生物の培養物からの本発明のポリペプチ
ドの取得方法としては、通常の酵素の精製方法を用いる
ことができ、例えば、以下の方法で行うことができる。
上記微生物をYM培地等の真菌の培養に用いられる一般
的な培地で培養することで十分に増殖させた後に回収
し、DTT(Dithiothreitol)等の還元
剤や、フェニルメタンスルホニルフルオリド(phen
ylmethansulfonyl fluorid
e;PMSF)の様なプロテアーゼ阻害剤を加えた緩衝
液中で破砕して無細胞抽出液とする。無細胞抽出液か
ら、タンパク質の溶解度による分画(有機溶媒による沈
殿や硫安などによる塩析など)や、陽イオン交換、陰イ
オン交換、ゲル濾過、疎水クロマトグラフィー、キレー
ト、色素、抗体等を用いたアフィニティークロマトグラ
フィー等を適宜組み合わせることにより精製することが
出来る。例えば、DEAEセファロースを用いた陰イオ
ン交換クロマトグラフィー、オクチルセファロースを用
いた疎水クロマトグラフィー、Q−セファロースを用い
た陰イオン交換クロマトグラフィー、スーパーデックス
200を用いたゲル濾過等を経て電気泳動的にほぼ単一
バンドまで精製することが出来る。
(Ogataea minuta)に由来する本発明のポリペプチド
は、典型的には以下の性状を備えたものである。 (1)至適pH 5.0〜6.0 (2)分子量 ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動(以下、SDS−PAGEと省略)による分子量測
定で約27,000Daである。さらにこの酵素は以下
の性状で特徴付ける事が出来る。 (3)安定pH範囲 pH5.5〜6.5 の範囲で比較的安定である (4)作用適温の範囲 至適温度は60〜70℃である。 (5)温度安定性 40℃まで比較的安定である。 (6)阻害 本酵素は水銀(I)イオン、鉛(II)イオンにより阻
害を受ける。上記の方法で単離された本発明のポリペプ
チドは、単なるカルボニル基含有化合物だけでなく、ジ
カルボニル化合物も不斉還元する能力を有する優れた酵
素である。
ルボニル還元酵素活性を害さない範囲内において配列番
号1に記載のアミノ酸配列に1から複数個のアミノ酸が
欠失、付加または置換されたアミノ酸配列を有するもの
である。ここで複数個とは、具体的には20個以下、好
ましくは10個以下、より好ましくは5個以下である。
また、本発明のポリペプチドのホモログとは、配列番号
1に示されるアミノ酸配列と少なくとも50%、好まし
くは少なくとも60%または70%、より好ましくは80
%以上のホモロジーを有するアミノ酸配列を有するポリ
ペプチドをいう。
索は、例えば、DNA Databank of JAPAN(DDBJ)を対象
に、FASTA programやBLAST programなどを用いて行う
ことができる。配列番号1に記載のアミノ酸配列を用い
てDDBJを対象にBLAST programを用いてホモロジー検索
を行った結果、既知のタンパク質の中でもっとも高いホ
モロジーを示したのは、シゾサッカロミセス・ポンベ
(Schizosaccharomyces pombe)のprobable short chai
n dehydrogenase(T41540)の37.4%であった。
ドをコードするDNAまたはそのホモログであって、カ
ルボニル還元酵素活性を有するポリペプチドをコードす
るDNAである。上記ポリペプチドをコードするDNA
としては、具体的には配列番号2に記載の塩基配列を含
むものが挙げられる。
は、例えば、以下のような方法によって単離することが
できる。まず、本発明のポリペプチドを上記の方法等に
て精製後、N末端アミノ酸配列を解析し、さらに、リジ
ルエンドペプチダーゼ、V8プロテアーゼなどの酵素に
より切断後、逆相液体クロマトグラフィーなどによりペ
プチド断片を精製後、プロテインシーケンサーによりア
ミノ酸配列を解析することにより複数のアミノ酸配列を
決める。
ライマーを設計し、カルボニル還元酵素生産微生物株の
染色体DNAもしくは、cDNAライブラリーを鋳型と
し、アミノ酸配列から設計したPCRプライマーを用い
てPCRを行うことにより本発明のDNAの一部を得る
ことができる。さらに、得られたDNA断片をプローブ
として、カルボニル還元酵素生産微生物株の染色体DN
Aの制限酵素消化物をファージ、プラスミドなどに導入
し、大腸菌を形質転換して得られたライブラリーやcD
NAライブラリーを利用して、コロニーハイブリダイゼ
ーション、プラークハイブリダイゼーションなどによ
り、本発明のDNAを得ることができる。また、PCR
により得られたDNA断片の塩基配列を解析し、得られ
た配列から、既知のDNAの外側に伸長させるためのP
CRプライマーを設計し、カルボニル還元酵素生産微生
物株の染色体DNAを適当な制限酵素で消化後、自己環
化反応によりDNAを鋳型として逆PCRを行うことに
より(Genetics 120, 621-623 (1988))、また、RAC
E法(Rapid Amplification of cDNA End、「PCR実
験マニュアル」p25-33, HBJ出版局)などにより本発
明のDNAを得ることも可能である。
によってクローニングされるゲノムDNA、あるいはc
DNAの他、本発明によりその塩基配列が明らかになっ
たため、配列番号2に基づく化学合成等によって得るこ
ともできる。本発明のポリペプチドをコードするDNA
ホモログとは、カルボニル還元酵素活性を害さない範囲
内において配列番号1に記載のアミノ酸配列に1個から
複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されたアミノ
酸配列を含むポリペプチドをコードするDNAを含む。
上記ポリペプチドをコードするDNAホモログとして
は、具体的には配列番号2に記載の塩基配列がコードす
るポリペプチドにおいて、カルボニル還元酵素活性を害
さない範囲内において、配列番号2に記載の塩基配列に
1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換された
塩基配列を含むものが挙げられる。ここで複数個とは、
具体的には60個以下、好ましくは30個以下、より好
ましくは10個以下である。
Aに部位特異的変異導入法(Nucleic Acid
Res.10,pp.6487(1982)、Met
hodsin Enzymol.100,pp.448
(1983)、Molecular Cloning
2ndEdt., Cold Spring Harb
or Laboratory Press(1989)
PCR A Practical Approach
IRL Press pp.200(1991))等を
用いて適宜置換、欠失、挿入及び/または付加変異を導
入することにより本発明のDNAホモログを得ることが
可能である。
明のポリペプチドをコードするDNAまたはその一部を
プローブとして用いて、カルボニル基の還元活性を有す
る任意の微生物から調整したDNAに対し、コロニーハ
イブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーシ
ョン法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼーショ
ン法等によりストリンジェントな条件下でハイブリダイ
ゼーションを行い、ハイブリダイズするDNAを得るこ
とによっても取得できる。本発明のポリペプチドをコー
ドするDNAの「一部」とは、プローブとして用いるの
に十分な長さのDNAのことであり、具体的には15b
p以上、好ましくは50bp以上、より好ましくは10
0bp以上のものである。
Cloning: A laboratory Mannual, 2nd Ed., Cold Sprin
g Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989.
(以後 "モレキュラークローニング第2版" と略す)等
に記載されている方法に準じて行うことができる。
件下でハイブリダイズする塩基配列」とは、DNAをプ
ローブとして使用し、ストリンジェントな条件下、コロ
ニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイ
ゼーション法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼ
ーション法等を用いることにより得られるDNAの塩基
配列を意味し、ストリンジェントな条件としては、例え
ば、コロニーハイブリダイゼーション法およびプラーク
ハイブリダイゼーション法においては、コロニーあるい
はプラーク由来のDNAまたは該DNAの断片を固定化
したフィルターを用いて、0.7〜1.0Mの塩化ナト
リウム存在下65℃でハイブリダイゼーションを行った
後、0.1〜2×SSC溶液(1×SSCの組成は、1
50mM塩化ナトリウム、15mMクエン酸ナトリウ
ム)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄する条件
を挙げることができる。
リペプチドをコードするDNAを公知の発現ベクターに
発現可能に挿入することにより、カルボニル還元酵素発
現ベクターが提供される。また、この発現ベクターで形
質転換した形質転換体を培養することにより、カルボニ
ル還元酵素を該形質転換体から得ることができる。発現
ベクターとしては、本発明のDNAを発現可能なベクタ
ーであれば特に限定されず、形質転換する宿主微生物の
種類などに応じて適宜選択可能である。あるいは、形質
転換体は、公知の宿主の染色体DNAに本発明のDNA
を発現可能に組み込むことによっても得ることができ
る。
は、微生物中において安定に存在するプラスミドベクタ
ーやファージベクター中に、本発明のDNAを導入し、
構築された発現ベクターを該微生物中に導入するか、も
しくは、直接宿主ゲノム中に本発明のDNAを導入し、
その遺伝情報を転写・翻訳させることができる。
で発現可能なプロモーターを含んでいない場合には、適
当なプロモーターを本発明のDNA鎖の5'-側上流に、
より好ましくはターミネーターを3'-側下流にそれぞれ
組み込むことができる。このプロモーター及びターミネ
ーターとしては、宿主として利用する微生物中において
機能することが知られているプロモーター及びターミネ
ーターであれば特に限定されず、これら各種微生物にお
いて利用可能なベクター、プロモーター及びターミネー
ターなどに関しては、例えば「微生物学基礎講座8遺伝
子工学・共立出版」、特に酵母に関しては、Adv. Bioch
em. Eng. 43, 75-102 (1990)、Yeast 8,423-488(199
2)、などに詳細に記述されている。
ための形質転換の対象となる宿主微生物としては、宿主
自体が本反応に悪影響を与えない限り特に限定されるこ
とはなく、具体的には以下に示すような微生物を挙げる
ことができる。
(Bacillus)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、セラ
チア(Serratia)属、ブレビバクテリウム(Brevibacteriu
m)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、スト
レプトコッカス(Streptococcus)属、ラクトバチルス(La
ctobacillus)属などに属する宿主ベクター系の確立され
ている細菌;ロドコッカス(Rhodococcus)属、ストレプ
トマイセス(Streptomyces)属などに属する宿主ベクター
系の確立されている放線菌;サッカロマイセス(Sacchar
omyces)属、クライベロマイセス(Kluyveromyces)属、シ
ゾサッカロマイセス(Schizosaccharomyces)属、チゴサ
ッカロマイセス(Zygosaccharomyces)属、ヤロウイア(Ya
rrowia)属、トリコスポロン(Trichosporon)属、ロドス
ポリジウム(Rhodosporidium)属、ハンゼヌラ(Hansenul
a)属、ピキア(Pichia)属、キャンディダ(Candida)属な
どに属する宿主ベクター系の確立されている酵母;ノイ
ロスポラ(Neurospora)属、アスペルギルス(Aspergillu
s)属、セファロスポリウム(Cephalosporium)属、トリコ
デルマ(Trichoderma)属などに属する宿主ベクター系の
確立されているカビ。
エシェリヒア(Escherichia)属、バチルス(Bacillus)
属、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属、コリネバ
クテリウム(Corynebacterium)属であり、特に好ましく
は、エシェリヒア(Escherichia)属、コリネバクテリウ
ム(Corynebacterium)属である。形質転換体の作製のた
めの手順、宿主に適合した組換えベクターの構築および
宿主の培養方法は、分子生物学、生物工学、遺伝子工学
の分野において慣用されている技術に準じて行うことが
できる(例えば、Sambrookら、モレキュラー・クローニ
ング、Cold Spring Harbor Laboratories)。
微生物における好ましい形質転換の手法、ベクター、プ
ロモーター、ターミネーターなどの例を挙げるが、本発
明はこれらの例に限定されない。エシェリヒア属、特に
大腸菌エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)において
は、プラスミドベクターとしては、pBR、pUC系プラスミ
ドが挙げられ、lac(β-ガラクトシダーゼ)、trp(トリプ
トファンオペロン)、tac、 trc (lac、trpの融合)、λ
ファージ pL、pRなどに由来するプロモーターなどが
挙げられる。また、ターミネーターとしては、trpA由
来、ファージ由来、rrnBリボソーマルRNA由来のター
ミネーターなどが挙げられる。
は、pUB110系プラスミド、pC194系プラスミドなどを挙
げることができ、また、染色体にインテグレートするこ
ともできる。プロモーター及びターミネーターとして
は、アルカリプロテアーゼ、中性プロテアーゼ、α−ア
ミラーゼ等の酵素遺伝子のプロモーターやターミネータ
ーなどが利用できる。シュードモナス属においては、ベ
クターとしては、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas
putida)、シュードモナス・セパシア(Pseudomonas cep
acia)などで確立されている一般的な宿主ベクター系
や、トルエン化合物の分解に関与するプラスミド、TOL
プラスミドを基本にした広宿主域ベクター(RSF1010など
に由来する自律的複製に必要な遺伝子を含む)pKT240(G
ene, 26, 273-82(1983))を挙げることができる。
リウム・ラクトファーメンタム(Brevibacterium lactof
ermentum)においては、ベクターとしては、pAJ43(Gene
39,281 (1985))などのプラスミドベクターを挙げること
ができる。プロモーター及びターミネーターとしては、
大腸菌で使用されている各種プロモーター及びターミネ
ーターが利用可能である。コリネバクテリウム属、特に
コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium g
lutamicum)においては、ベクターとしては、pCS11(特開
昭57-183799号公報)、pCB101(Mol. Gen. Genet. 196, 1
75 (1984)などのプラスミドベクターが挙げられる。
にサッカロマイセス・セレビジアエ(Saccharomyces ce
revisiae) においては、ベクターとしては、YRp系、YEp
系、YCp系、YIp系プラスミドが挙げられる。また、アル
コール脱水素酵素、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱
水素酵素、酸性フォスファターゼ、β−ガラクトシダー
ゼ、ホスホグリセレートキナーゼ、エノラーゼといった
各種酵素遺伝子のプロモーター、ターミネーターが利用
可能である。シゾサッカロマイセス(Schizosaccharomyc
es)属においては、ベクターとしては、Mol. Cell. Bio
l. 6, 80 (1986)に記載のシゾサッカロマイセス・ポン
ベ由来のプラスミドベクターを挙げることができる。特
に、pAUR224は、宝酒造から市販されており容易に利用
できる。
は、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger) 、ア
スペルギルス・オリジー (Aspergillus oryzae) などが
カビの中で最もよく研究されており、プラスミドや染色
体へのインテグレーションが利用可能であり、菌体外プ
ロテアーゼやアミラーゼ由来のプロモーターが利用可能
である(Trends in Biotechnology 7, 283-287 (198
9))。
宿主ベクター系が確立されており、それらを適宜使用す
ることができる。また、微生物以外でも、植物、動物に
おいて様々な宿主・ベクター系が確立されており、特に
蚕を用いた昆虫などの動物中(Nature 315, 592-594 (1
985))や菜種、トウモロコシ、ジャガイモなどの植物中
に大量に異種タンパク質を発現させる系、及び大腸菌無
細胞抽出液や小麦胚芽などの無細胞タンパク質合成系を
用いた系が確立されており、好適に利用できる。
る本発明の形質転換体細胞、該形質転換体細胞培養物、
該形質転換体細胞処理物を、反応基質である下記一般式
(I)、(II)及び(III)で表される化合物に作用
させることにより、該化合物のカルボニル基を不斉還元
させ、光学活性アルコールを製造する方法に関する。形
質転換体細胞、該形質転換体細胞培養物、該形質転換体
細胞処理物はいずれかを単独で用いてもよく、組み合わ
せて用いてもよい。下記式(I)
アリール基を示す)で表される化合物、下記式(II)
る化合物、及び、下記式(III)
(I)〜(III)で表される化合物において、Rは、水素
原子、アルキル基またはアリール基を示す。アルキル基
としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シク
ロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル
基、シクロヘキシル基、ベンジル基、フェネチル基等
の、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよ
い直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基である。アリー
ル基としては、フェニル基、メシチル基、ナフチル基等
の、アルキル基で置換されていても良いフェニル基又は
ナフチル基が挙げられる。上記Rとして好ましくは、C
1〜C4のアルキル基、ベンジル基又はフェニル基であ
り、より好ましくはC1〜C4のアルキル基であり、特に
好ましくはメチル基又はエチル基である。
および(III)で表される化合物は少なくとも下記式(I
I')および下記式(III')で表される光学活性体を含
む。上記式(II)および(III)で表される化合物のう
ち下記式(II')および下記式(III')の含有量が多い
ことが好ましい。さらに上記式(II)および(III)で
表される化合物は下記式(II')および下記式(III')
からなることが好ましい。下記式(II')および下記式
(III')で表される化合物においてRは前記と同義であ
る。
(II')〜(III')で表される化合物から得られる産物
は混合物でもよいが、少なくとも下記式(IV)を含む。
下記式(IV)で表される化合物においてRは前記と同義
である。
合物は、特開平1−279866号公報、特開平8−1
27585号公報、特開平5−178841号公報等に
記載された方法と公知の方法を組み合わせることによっ
て、任意に製造することができる。これらの化合物は1
種あるいは2種以上を組み合わせて原料として使用する
ことができる。
用いて式(IV)で表される化合物を製造する場合に
は、その製造中間体として、式(II')で表される化合
物を経由する場合と、式(III')で表される化合物を経
由する場合がある。ついては、式(I)で表される化合
物から、あらかじめ式(II')で表される化合物及び式
(III')で表される化合物を製造し、それを単離し、さ
らに式(IV)で表される化合物へ誘導してもよいし、
式(II')で表される化合物及び式(III')で表される
化合物を単離することなく、そのまま式(IV)で表さ
れる化合物を製造してもよい。
01〜90w/v%、好ましくは0.1〜30w/v%の
範囲で用いられる。これらは、反応開始時に一括して添
加しても良いが、酵素の基質阻害があった場合の影響を
減らすと言う点や生成物の蓄積濃度を向上させるという
観点からすると、連続的もしくは間欠的に添加すること
が望ましい。
含有化合物に上記形質転換体を作用させるに当たって
は、該形質転換体細胞をそのまま、該形質転換体細胞培
養物、あるいは該形質転換体細胞を公知の方法によって
処理して得られる該形質転換体細胞処理物、例えば、該
形質転換体細胞をアセトン、ジメチルスルホキシド(D
MSO)、トルエン等の有機溶媒や界面活性剤により処
理したもの、凍結乾燥処理したもの、物理的または酵素
的に破砕したもの等の菌体処理物、該形質転換体細胞中
の本発明の酵素画分を粗製物あるいは精製物として取り
出したもの、さらには、これらをポリアクリルアミドゲ
ル、カラギーナンゲル等に代表される担体に固定化した
ものを用いることができる。
素NADP+もしくはNADPHを添加するのが好まし
く、通常、0.001mM〜100mM、好ましくは0.0
1〜10mM添加する。上記補酵素を添加する場合には、
NADPHから生成するNADP+をNADPHへの再
生させることが生産効率向上のため好ましく、再生方法
としては、1)宿主微生物自体のNADP+還元能を利
用する方法、2)NADP+からNADPHを生成する
能力を有する微生物やその処理物、あるいは、グルコー
ス脱水素酵素、ギ酸脱水素酵素、アルコール脱水素酵
素、アミノ酸脱水素酵素、有機酸脱水素酵素(リンゴ酸
脱水素酵素など)などのNADPHの再生に利用可能な
酵素(再生酵素)を反応系内に添加する方法、3)形質
転換体を製造するに当たり、NADPHの再生に利用可
能な酵素である上記再生酵素類の遺伝子を本発明のDN
Aと同時に宿主に導入する方法が挙げられる。
応系にグルコースやエタノール、ギ酸などを添加する方
が好ましい。また、上記2)の方法においては、上記再
生酵素類を含む微生物、該微生物菌体をアセトン処理し
たもの、凍結乾燥処理したもの、物理的または酵素的に
破砕したもの等の菌体処理物、該酵素画分を粗製物ある
いは精製物として取り出したもの、さらには、これらを
ポリアクリルアミドゲル、カラギーナンゲル等に代表さ
れる担体に固定化したもの等を用いてもよく、また市販
の酵素を用いても良い。この場合、上記再生酵素の使用
量としては、具体的には、本発明のカルボニル還元酵素
に比較して、酵素活性で0.01〜100倍、好ましく
は0.5〜20倍程度となるよう添加する。
例えば、グルコース脱水素酵素を利用する場合のグルコ
ース、ギ酸脱水素酵素を利用する場合のギ酸、アルコー
ル脱水素酵素を利用する場合のエタノールもしくはイソ
プロパノールなど、の添加も必要となるが、その添加量
としては、反応原料であるカルボニル基含有化合物に対
して、0.1〜20倍モル当量、好ましくは1〜5倍モ
ル当量添加する。
のDNAと上記再生酵素類のDNAを染色体に組み込む
方法、単一のベクター中に両DNAを導入し、宿主を形
質転換する方法及び両DNAをそれぞれ別個にベクター
に導入した後に宿主を形質転換する方法を用いることが
できるが、両DNAをそれぞれ別個にベクターに導入し
た後に宿主を形質転換する方法の場合、両ベクター同士
の不和合性を考慮してベクターを選択する必要がある。
る場合には、プロモーター及びターミネーターなど発現
制御に関わる領域をそれぞれの遺伝子に連結する方法や
ラクトースオペロンのような複数のシストロンを含むオ
ペロンとして発現させることも可能である。
の形質転換体細胞、該形質転換体細胞培養物または該形
質転換体処理物、並びに、必要に応じて添加された各種
補酵素及びその再生システムを含有する水性媒体中もし
くは該水性媒体と有機溶媒との混合物中で行われる。上
記水性媒体としては、リン酸ナトリウムやリン酸カリウ
ムなどを用いた緩衝液などを用いることができ、その緩
衝液に有機溶媒や、界面活性剤などの通常の酵素反応に
用いられる任意成分を適宜加えたものを用いることがで
きる。有機溶媒としては、ジメチルスルホキシド(DM
SO)やテトラヒドロフラン(THF)等の水溶性溶媒
や酢酸ブチルやヘキサン等の非水溶性有機溶媒などが挙
げられ、反応基質の溶解度が高い物を好ましく使用する
ことができる。界面活性剤としてはTween80やシ
ュガーエステルなどが挙げられる。
しくは10〜45℃の反応温度で、通常pH3〜11、
好ましくはpH5〜8で行われる。また、膜リアクター
などを利用して行うことも可能である。本発明の方法に
より生成する光学活性アルコールは、反応終了後、反応
液中の菌体やタンパク質を遠心分離、膜処理などにより
分離した後に、酢酸エチル、トルエンなどの有機溶媒に
よる抽出、蒸留、カラムクロマトグラフィー、晶析等の
などを適宜組み合わせることにより精製を行うことがで
きる。
説明するが、その要旨を越えない限り本発明の技術分野
における通常の変更をすることができる。尚、(E)−
7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニ
ル)−キノリン−3−イル]−3,5−ジヒドロキシヘ
プト−6−エン酸エステル類は、目的とする3R,5S
体の他に異性体として、3S,5R体、3R,5R体及
び3S,5S体が存在し、(E)−7−[2−シクロプ
ロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3
−イル]−3,5−ジヒドロキシヘプト−6−エン酸エ
チルエステル(以後、DOLEと略す)を例として示す
と、その構造式は以下の通りである。
OLEはシン(Syn)体のDOLEであり、 3S,
5S−DOLE及び3R,5R−DOLEはアンチ(a
nti)体のDOLEである。実施例中、目的生成物で
ある3R,5S体の純度をエナンチオマー過剰率で示す
ことがあるが、本実施例中では、エナンチオマー過剰率
を(3R,5S体 - 3S,5R体)/(3R,5S体 + 3S,5R体)(%
e.e.)で示した。
プロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−
3−イル]−3,5−ジオキソヘプト−6−エン酸エチ
ルエステル(以後、DOXEと略す)の合成 攪拌機、滴下ロートおよび温度計を付けた500mLの
四つ口フラスコに、(E)−7−[2−シクロプロピル
−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イ
ル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸
エチルエステル(以後、5−MOLEと略す)5.02
g(11.22mmol)およびアセトン420mLを
加え攪拌する。調製されたJones酸化剤(濃硫酸3
mLと酸化クロム3.35gを混合させた後、水で25
mLまで希釈することにより得られた試剤)10.5m
Lを0℃で20分を要して滴下し、氷冷下で2時間攪拌
を行った後、メタノール10mLをゆっくり加えて反応
を停止した。次に反応混合液を減圧下、アセトンを留去
させた後、酢酸エチル250mLを加え、得られた溶液
を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液60mLで2回、引き
続き飽和食塩水溶液60mLで2回抽出・分液した後、
酢酸エチル溶液を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒
を留去した後、シリカゲルクロマトグラフィー(溶出溶
媒;ヘキサン:酢酸エチル=2:1)で精製して、標記
化合物3.03g(収率:60.6%)を得た。
9(8H, m), 7.71(1H, d), 6.03(1H,d), 5.51(1H,s), 4.2
1(2H, q), 3.40(2H, s), 2.35-2.40(1H, m), 1.39-1.41
(2H, m), 1.28(3H, t), 1.07-1.09(2H, m).
シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノ
リン−3−イル〕−5−ヒドロキシ−3−オキソ−ヘプ
ト−6−エン酸エチルエステル(以後、5S−MOLE
と略す)の合成 減圧下加熱乾燥した後に窒素ガスを導入したシュレンク
管に、(S)−2−〔N−3―メチル−5−tert-ブチ
ルサリチデン)アミノ〕−3−メチル−1−ブタノ−ル
0.87g(3.3mmol)、塩化メチレン5mlお
よびチタンテトラエトキシド0.63ml(6.0mm
ol)を添加した後、室温で1時間攪拌混合した。該シ
ュレンク管を−50℃に冷却後、(E)−3−〔2−シ
クロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)- キノリ
ン−3−イル〕− プロプ−2−エン−1−ア−ル0.
95g(3.0mmol)を塩化メチレン2mlに溶解
して滴下し、5分間攪拌した後、更にジケテン0.51
g(6mmol)を添加し、−50℃を保ちながら22
時間攪拌して反応させた。得られた反応混合液を、塩化
メチレン25mlと0.24M重曹水25mlの混合溶
液中に添加し、2時間、室温で、激しく攪拌し2層溶液
を得た。得られた2層溶液は分液し、水層については塩
化メチレン10mlで抽出を2回行った。塩化メチレン
層と塩化メチレン抽出液とを合わて塩化メチレン溶液を
得た。該塩化メチレン溶液を無水硫酸マグネシウムで乾
燥し、溶媒を留去した後、シリカゲルクロマトグラフィ
−(溶出溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=3:2)で精製
して、5S-(E)−7−〔2−シクロプロピル−4−
(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル〕−5
−ヒドロキシ−3−オキソ−ヘプト−6−エン酸エチル
エステル(5S−MOLE)0.75gを得た(光学純
度:73%ee、(E)−3−[2−シクロプロピル−
4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−
プロプ−2−エン−1−ア−ルに対する収率:56
%)。
a minuta var nonfermentans)IFO 1473株を2
0LのYM培地(グルコース24g、酵母エキス3g、麦芽エ
キス3g、ペプトン5g/L、 pH 6.0)で培養し、遠心分離
により菌体を調製した。得られた湿菌体のうち300g
を50mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0、1mM
DTT)で澱懸し、ダイノーミル(Dyno−Mill
社製)により破砕後、遠心分離により菌体残渣を除去
し、無細胞抽出液を得た。この無細胞抽出液に12%w/vの
ポリエチレングリコール(PEG)6000を添加し、
遠心分離により上清を得た。その上清を標準緩衝液(1
0mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)、1mM D
TT)で平衡化したDEAEセファロース6FF(2.
6cmx28cm)に添加した。標準緩衝液でカラムを
洗浄した後、さらに0.07M塩化ナトリウムを含む標
準緩衝液で洗浄後、0.07〜0.18M塩化ナトリウ
ムの勾配溶出を行った。溶出した画分を回収し、カルボ
ニル還元酵素活性測定を行った。
液組成:酵素活性測定画分 200μL、にNADPH 8
mMの水酸化カリウム 0.1mMの水溶液10μL、
0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)25μL、20g/L DOX
E(DMSO溶液)10μL添加したものを30℃、一夜
振とう反応させることで行った。活性検出は以下方法で
行った。反応終了後の反応液に酢酸エチルを0.5mL
加え激しく混合し、遠心分離にて有機層と水層とに分離
した。有機層を別の容器に移し、溶媒を濃縮遠心機で留
去し、乾固された生成物を酢酸エチル0.01mLで溶
解し、薄層クロマトグラフィー(TLC)をおこなっ
た。TLCはシリカゲルプレート(メルク社製silica g
el 60 F 254)を用い、展開溶媒はヘキサン/酢酸エチル
=1/1を用いた。展開終了後、UVランプにて生成物
の確認をした。化合物(I)はRf=0.76〜0.8
6、化合物(II)および化合物(III)は0.54
〜0.61、化合物(IV)(式中、R=エチル基の化
合物:DOLE)はRf=0.33である。
化ナトリウム付近にピークが見られた。溶出した活性画
分を回収し、硫安を終濃度0.3Mになるまで添加し、
0.3M硫安を含む標準緩衝液(10mMリン酸カリウム
緩衝液(pH7.0)、1mM DTT)で平衡化した
オクチルセファロースCL4B(0.8cm×20cm)に
添加し、硫安濃度を0.3〜0Mの勾配溶出を行った。
カルボニル還元酵素活性は、0M硫安付近にピークが見
られた。
より標準溶液まで脱塩、濃縮した後同緩衝液で平衡化し
たMonoQ HR5/5に添加し、同緩衝液及び0.
05M 塩化ナトリウムを含む同緩衝液で洗浄後、0.
05M〜0.25M塩化ナトリウムの濃度勾配溶出を行
った。カルボニル還元酵素活性は、0.17M 塩化ナ
トリウム画分に溶出したため、この画分を回収し、濃縮
した。濃縮した酵素液をスーパーデックス200 HR
10/30を用い、0.15M塩化ナトリウムを含む標
準緩衝液でゲル濾過を行った。ゲル濾過により得られた
活性画分の分子量は、約10.7万Daであった。
ゲル電気泳動(SDS−PAGE)により解析した結
果、ほぼ単一バンドであり、その分子量は約2.7万D
aであった。また、該酵素を種々のケトンやアルデヒド
と反応させることにより、具体的には、基質100mMのイ
ソプロパノール溶液を5μL、NADPH 8mM及び
水酸化カリウム 0.1mMの水溶液10μLを0.1Mリ
ン酸緩衝液(pH7.0)で総量250μLの反応液とした
ものの中でのNADPH減少初速度を測定することによ
り、その還元活性を測定した。このときの2,2,2−
トリフルオロアセトフェノンでの吸光度変化量を100
としたときの比活性を表1に示した。
緩衝液中で、2,2,2−トリフルオロアセトフェノン
還元活性を測定することで求めた。具体的には、0.1Mの
リン酸カリウム緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液及びクエ
ン酸緩衝液において、それぞれpHの異なるものを用意
し、活性測定した。反応の至適pHは5.0〜6.5であ
った。また、反応温度だけを変化させて、2,2,2−
トリフルオロアセトフェノン還元活性を測定し、カルボ
ニル還元酵素の作用至適温度を測定したところ、至適温
度は60〜70℃であった。
ウム緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液及びクエン酸緩衝液
において異なるpHのものを複数用意し、それぞれ30
℃、30分間インキュベートし、残存活性を測定したとこ
ろ、pH5.5〜6.5において最も安定であった。該
酵素の温度安定性は、pH7.0で20mMのリン酸緩
衝液中、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃及び
80℃の温度でそれぞれ10分間放置した後、2,2,2
−トリフルオロアセトフェノン還元活性を測定すること
により調べた。それによると本発明の酵素は40℃まで
79%以上の残存活性を示し、50℃以上で急速に失活
しはじめ、70℃では活性が全くなくなることがわかっ
た。
間処理した後、2,2,2−トリフルオロアセトフェノ
ン還元活性を測定したところ、該酵素は、硝酸水銀や塩
化鉛のような水銀(I)イオン、鉛(II)イオン存在
下で活性が顕著に阻害された。
アミノ酸配列の解析 実施例1で得られたカルボニル還元酵素を含む画分を脱
塩、濃縮後、リジルエンドペプチダーゼを用いて、30℃
で終夜処理を行った。消化したペプチドを逆相HPLC
(アマシャム-ファルマシア製uRPC C2/C18、 46mm ×
100mm) を用い、0.1% トリフルオロ酢酸 (TFA) 中で
アセトニトリルのグラジエント溶出によりペプチドを分
離し、分取した。分取したペプチドピーク3種をFrac2
0,27及び30とし、それぞれエドマン法によりアミノ酸配
列の解析を行った。Frac20,27及び30のそれぞれのアミ
ノ酸配列は配列番号3、4及び5に示した。同様にカル
ボニル還元酵素を含む画分を脱塩後エドマン法によりN
末端アミノ酸の解析を行い、結果を配列番号6で示し
た。
ノンファーメンタス(Ogataea minutavar nonfermentan
s)IFO 1473株由来の本発明のDNAの配列解
析及び形質転換体の作製 オガタエア・ミヌタ 変種ノンファーメンタス(Ogatae
a minuta var nonfermentans)IFO 1473株をY
M培地で培養し、菌体を調製した。菌体からの総RNA
の精製は、MagExtractor(東洋紡社製)を
用いて行った。精製したRNAをもとにしてSuper
ScriptII(Life Technology社
製)を用いてFirst−Strand cDNAを合
成した。方法はそれぞれ添付の説明書通りに行った。
元にセンスデジェネレイト(degenerate)プライマー及び
配列番号3、4及び5のアミノ酸配列を元にそれぞれア
ンチセンスのデジェネレイト(degenerate)プライマーを
計4種類合成した。それぞれの塩基配列を配列番号7、
8、9、10に示した。N末端と3つの部分アミノ酸配列の
組み合わせ(3通り)でプライマーを選び、 プライマー
を各400pmol、dNTP 0.4mmol、上記で
合成したオガタエア・ミヌタ 変種ノンファーメンタス
(Ogataea minuta var nonfermentans)IFO 147
3株のcDNA1μL、TaKaRa Taq用10×緩衝液 (宝
酒造社製)5μL及び耐熱性DNAポリメラーゼ2ユニッ
ト(宝酒造社製、商品名「TaKaRa Taq」)を含む50μL
の反応液を用い、変性(94℃、30秒) 、アニール(50
℃、30秒)、伸長(72℃、1分)を30サイクル、PTC-200
Peltier Thermal Cycler (MJ Research社製)を用いて
行った。PCR反応液の一部をアガロースゲル電気泳動
により解析した結果、配列番号7のプライマーと配列番
号8のプライマー、配列番号7のプライマーと配列番号
9のプライマー、配列番号7のプライマーと配列番号1
0との組み合わせにおいて特異的と思われるバンドが検
出できた。
ガロースゲル電気泳動を行い、目的とするバンドの部分
を切り出しGel Extraction kit(QIAGEN社製)にて精製
して回収した。得られたDNA断片を、pGEM-T Vector
System(Promega社製)によりTAクローニングし、大腸
菌DH5α株(東洋紡社製)を形質転換した。形質転換株
を1%バクトトリプトン、0.5%バクト酵母エキス及び
1%塩化ナトリウムを含む培地(以下、LB培地と略す)
にアンピシリン(100μg/mL)を加え、1.5%バク
トアガーでプレート化したもの上で生育させ、いくつか
のコロニーを用いて、ベクターの配列より合成された配
列番号11及び12をプライマーとしてコロニーダイレ
クトPCRを行い、挿入断片のサイズを確認した。目的
とするDNA断片が挿入されていると考えられるコロニ
ーを100μg/mLアンピシリンを含む液体LB培地で培養
し、Mini-Prep (QIAGEN製) によりプラスミドを精製し
た。配列番号7のプライマーと配列番号8のプライマ
ー、配列番号7のプライマーと配列番号9のプライマ
ー、配列番号7のプライマーと配列番号10のプライマ
ーとの組み合わせから得られたプラスミドをそれぞれph
ir21-23、phir21-25、phir21-27とした。
の塩基配列をダイターミネーター法により解析した。決
定されたphir21-23、phir21-25、phir21-27の各挿入断
片部分の塩基配列をそれぞれ配列番号:13、14、1
5として示した。上記塩基配列を元に設計したプライマ
ーを用いて、オガタエア・ミヌタ 変種ノンファーメン
タス(Ogataea minuta var nonfermentans)IFO 1
473株から調製された総RNAに対し、5’RACE
法及び3’RACE法を行った。
示される塩基配列のプライマーをGene Specific Prim
er(以下GSPと略す)1,2として用い、5’RACE Sy
stem for Rapid Amplificat
ion of cDNA Ends、ver2.0(L
ife Technology社製)にて行った後、そ
れをテンプレートとして再度配列番号18で示される塩
基配列のプライマーをGSPとして5’RACE法を行っ
た。3’RACE法については、配列番号19で示され
る塩基配列のプライマーをGSPとして用い、3’RAC
E System for Rapid Amplif
ication of cDNA Ends(Life
Technology社製)を用いて行った。なお、
各RACE法はおのおの添付されている取扱説明書に基
づいておこなった。
m(Promega社製)によりTAクローニングし、大腸菌DH5α
株(東洋紡社製)を形質転換した。形質転換株を100
μg/mLアンピシリンを含むLB培地プレート上で生育さ
せ、いくつかのコロニーを用いて、ベクターの配列より
合成された配列番号11、12をプライマーとして用い
てコロニーダイレクトPCRを行い、挿入断片のサイズ
を確認した。目的とするDNA断片が挿入されていると
考えられるコロニーを100μg/mLアンピシリンを含む
液体LB培地で培養し、Mini-Prep (QIAGEN製) により
プラスミドを精製した後に、ダイターミネーター法によ
りDNA塩基配列の解析を行った。
れたphir21-25の5'上流の塩基配列及び3'下流の塩基配
列と、配列番号14に記載の塩基配列情報とを元に作成
したDNA配列についてGenetyx(ソフトウェア開発株
式会社製)を用いてORF検索を行い、本発明のDNA配
列及びコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列番
号:20に示される塩基配列及びアミノ酸配列に仮決定
した。
てDDBJを対象にBLAST programを用いてホモロジー検索
を行った結果、既知のタンパク質の中でもっとも高いホ
モロジーを示したのは、シゾサッカロミセス・ポンベ
(Schizosaccharomyces pombe)のprobable short chai
n dehydrogenase(T41540)の37.4%であった。引き
続き、上記配列番号20に記載の配列を元に、クローニ
ング用のプライマーとして配列番号:21に記載の塩基
配列及び配列番号:22に記載の塩基配列を合成し、上
記プライマーを各50pmol、dNTP200nmol、オガタエ
ア・ミヌタ 変種ノンファーメンタス(Ogataea minuta
var nonfermentans)IFO 1473株のcDNA 1μL
、KOD-DNApolymerase用10×緩衝液 (東洋紡社製)5
μL、KOD-DNA polymerase2.5ユニット(東洋紡社製)
を含む50μLの反応液を用い、変性(96℃、30
秒)、アニール(54℃、30秒)、伸長(74℃、1
分)を30サイクル、PTC-200 Peltier Thermal Cycler
(MJ Research社製) を用いて行った。PCR反応液の
一部をアガロースゲル電気泳動により解析した結果、特
異的と思われるバンドが検出できた。
l Extraction kit(キアゲン社製)にて回収した。回
収したDNA断片を制限酵素HindIIIとEcoRIで消化し、
アガロースゲル電気泳動を行い、目的とするバンドの部
分を切り出し、再度、QiagenGel Extraction kit (キ
アゲン社製) により精製後回収した。得られたDNA断
片を、EcoRI、及びHindIIIで消化したpKK223-3(ファル
マシア社製)とTakara Ligation Kitを用いて、ライゲ
ーションし、大腸菌JM109株を形質転換した。
を含むLB培地プレート上で生育させ、いくつかのコロ
ニーを用いて、ベクターの配列より合成された配列番号
23で示される塩基配列のプライマー及び配列番号24
で示される塩基配列のプライマーを用いてコロニーダイ
レクトPCRを行い、挿入断片のサイズを確認した。目
的とするDNA断片が挿入されていると考えられる形質
転換体を50μg/mLのアンピシリンを含む液体LB培地
で培養し、Qiagen 500(キアゲン社製)を用いてプラス
ミドを精製し、pKK223-3OCR1とした。プラスミドに挿入
したDNAの塩基配列をダイターミネーター法により解
析したところ、挿入されたDNA断片は、配列番号:2
で表される塩基配列からなる遺伝子の5'上流にクローニ
ングのための6塩基が、3'下流にオガタエア・ミヌタ変
種ノンファーメンタス(Ogataea minuta var nonfermen
tans)IFO 1473株由来のダブルストップコドン
(TAGTAAT)とクローニングのため6塩基が付与された
DNA断片であった。pKK233−3OCR1に挿入
されたDNA断片の塩基配列を配列番号:25に、該D
NA断片がコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列
番号:1に示した。
質転換した大腸菌を用いたDOXEからのDOLEの製
造 実施例4で得られた形質転換体をアンピシリン(50μ
g/mL)、0.1mM イソプロピル β−D−チオガラクトピ
ラノシド(IPTG)を含むLB培地で37℃で17時間生
育させ、得られた菌体ブロス2mLを遠心分離により集菌
後、180μLの100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)
に懸濁した後に、下記に示す方法により、(E)−7−
[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)
−キノリン−3−イル]−3,5−ジオキソヘプト−6
−エン酸エチルエステル(DOXE)を基質として還元
活性を確認した。
タル酵母社製)10μL、トルエン 1μLを添加後、5分
間ボルテックスミキサーで攪拌した。50%グルコース 1
0μL、グルコースデヒドロゲナーゼ溶液(天野製薬社
製;25U/mL) 10μL、上記基質をDMSOに20g/L
で溶解させたもの50μL(基質 1mg分)を添加後4
0℃で20時間振とう反応させた。反応終了後の反応懸濁
液にアセトニトリル1.75mLを添加して希釈後遠心
し、上清上の生成物を高速液体クロマトグラフィー(H
PLC)を用いて測定した。HPLCの条件は以下の通
りである。 カラム:MCIGEL CHP2MGM(三菱化学社製) 溶離液:メタノール/アセトニトリル/水/リン酸=80
0/100/100/1 流速:0.6ml/min 検出:UV254nm 温度:60℃ この結果、収量は319μgであり、収率は31.9%
であった。
応液に酢酸エチルを0.5mL加え激しく混合し、遠心
分離にて有機層と水層とに分離した。有機層を別の容器
に移し、溶媒を濃縮遠心機で留去し、乾固された生成物
を酢酸エチル0.01mLで溶解し、薄層クロマトグラ
フィー(TLC)をおこなった。TLCはシリカゲルプ
レート(メルク社製silica gel 60 F 254)を用い、展開
溶媒はヘキサン/酢酸エチル=1/1を用いた。
をした。化合物(I)はRf=0.76〜0.86 、
化合物(II)および化合物(III)は0.54〜
0.61、化合物(IV)(式中、R=エチル基の化合
物:以下、DOLEと略す)はRf=0.33である。
DOLEのTLC上のスポットを掻き取りイソプロパノ
ール0.25mLで溶出し、遠心分離後上清を高速液体
クロマトグラフィー(HPLC)を用いて光学純度およ
びTLC掻き取りサンプルの濃度を分析した。HPLC
の条件は以下の通りである。 カラム:ダイセルCHIRALCEL AD 溶離液:ヘキサン/エタノール/トリフルオロ酢酸=9
00/100/1 流速:1ml/min 検出:UV254nm 温度:室温 その結果、光学純度は100%e.e.、anti体は0.6%で
あった。また該遺伝子を含まないプラスミドpKK223-3を
持つ大腸菌を0.1mMIPTGを添加したLB培地で終夜培
養した菌体を、同様に反応させてみたが上記生成物は認
められなかった。
質転換した大腸菌を用いた5S−MOLEからのDOL
Eの製造 実施例4で得られた形質転換体をアンピシリン(50μ
g/mL)、0.1mM イソプロピル β−D−チオガラクトピ
ラノシド(IPTG)を含むLB培地で37℃で17時間生
育させ、得られた菌体ブロス2mLを遠心分離により集菌
後、180μLの100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)
に懸濁した後に、下記に示す方法により、5S−(E)
−7−〔2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェ
ニル)−キノリン−3−イル〕−5−ヒドロキシ−3−
オキソ−ヘプト−6−エン酸エチルエステル(5S−M
OLE)を基質として還元活性を確認した。
タル酵母社製)10μL、トルエン 1μLを添加後、5分
間ボルテックスミキサーで攪拌した。50%グルコース 1
0μL、グルコースデヒドロゲナーゼ溶液(天野製薬社
製;25U/mL) 10μL、上記基質をDMSOに20g/L
で溶解させたもの50μL(基質 1mg分)を添加後4
0℃で20時間振とう反応させた。反応終了後の反応懸濁
液をアセトニトリルで希釈後遠心し、上清上の生成物を
高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて測定
した。HPLCの条件は以下の通りである。 カラム:コスモシル 5C18MS−II 4.6x2
50mm(ナカライ社製) 溶離液:メタノール/アセトニトリル/水/リン酸=3
50/150/500/1 流速:0.6ml/min 検出:UV254nm 温度:50℃ この結果、収量は 807μgであり、収率は 80.7%、a
nti体は 15.3%であった。
応液に酢酸エチルを0.5mL加え激しく混合し、遠心
分離にて有機層と水層とに分離した。有機層を別の容器
に移し、溶媒を濃縮遠心機で留去し、乾固された生成物
を酢酸エチル0.01mLで溶解し、薄層クロマトグラ
フィー(TLC)をおこなった。TLCはシリカゲルプ
レート(メルク社製silica gel 60 F 254)を用い、展開
溶媒はヘキサン/酢酸エチル=1/1を用いた。展開終
了後、UVランプにて生成物の確認をした。化合物
(I)はRf=0.76〜0.86 、化合物(II)
および化合物(III)は0.54〜0.61、化合物
(IV)(式中、R=エチル基の化合物:以下、DOL
Eと略す)はRf=0.33である。DOLEのTLC
上のスポットを掻き取りイソプロパノール0.25mL
で溶出し、遠心分離後上清を高速液体クロマトグラフィ
ー(HPLC)を用いて光学純度およびTLC掻き取り
サンプルの濃度を分析した。HPLCの条件は以下の通
りである。 カラム:ダイセルCHIRALCEL AD 溶離液:ヘキサン/エタノール=95/5 流速:1ml/min 検出:UV254nm 温度:50℃ その結果、光学純度は97%e.e.、anti体は15.2%であっ
た。また該遺伝子を含まないプラスミドpKK223-3を持つ
大腸菌を0.1mMIPTGを添加したLB培地で終夜培養し
た菌体を、同様に反応させてみたが上記生成物は認めら
れなかった。
有用な化合物である光学活性アルコール類を高光学純度
かつ高収率で得ることができる製造方法を提供する。
Claims (7)
- 【請求項1】 下記(A)または(B)の何れかのアミ
ノ酸配列を有するポリペプチド。 (A)配列番号1に記載のアミノ酸配列。 (B)配列番号1に記載のアミノ酸配列において、1か
ら複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されている
アミノ酸配列であって、カルボニル還元酵素活性を有す
るポリペプチドのアミノ酸配列。 - 【請求項2】 下記(a)から(e)の何れかの塩基配
列を有するDNA。 (a)配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペ
プチドをコードする塩基配列。 (b)配列番号1に記載のアミノ酸配列において、1か
ら複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されている
アミノ酸配列からなるポリペプチドであって、カルボニ
ル還元酵素活性を有するポリペプチドをコードする塩基
配列。 (c)配列番号2に記載の塩基配列。 (d)配列番号2に記載の塩基配列において、1から複
数個の塩基が欠失、付加または置換されている塩基配列
であって、カルボニル還元酵素活性を有するポリペプチ
ドをコードする塩基配列。 (e)配列番号2に記載の塩基配列もしくはその相補配
列またはそれらの一部とストリンジェントな条件下でハ
イブリダイズする塩基配列であって、カルボニル還元酵
素活性を有するポリペプチドをコードする塩基配列。 - 【請求項3】 請求項2に記載のDNAをベクターに組
み込んで得られる組換え体DNA。 - 【請求項4】 請求項3に記載の組換え体DNAを保有
する形質転換体。 - 【請求項5】 請求項2に記載のDNAを染色体DNA
に組み込んで得られる形質転換体。 - 【請求項6】 下記式(I) 【化1】 (式中、Rは水素原子、アルキル基またはアリール基を
示す)で表される化合物、下記式(II) 【化2】 (式中、Rは前記と同義である)で表される化合物、及
び、下記式(III) 【化3】 (式中、Rは前記と同義である)で表される化合物から
なる群より選ばれるカルボニル基含有化合物に、請求項
4または5に記載の形質転換体細胞、該形質転換体細胞
培養物、該形質転換体細胞処理物からなる群より選ばれ
るいずれかを作用させてカルボニル基含有化合物を不斉
還元させることを特徴とする下記式(IV) 【化4】 (式中、Rは前記と同義である)で表される化合物の製
造方法。 - 【請求項7】 式(II)及び式(III)で表される化合
物が、それぞれ下記式(II’) 【化5】 (式中、Rは前記と同義である)及び下記式(III’) 【化6】 (式中、Rは前記と同義である)で表される光学活性体
であることを特徴とする請求項6に記載の製造方法。
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