JP2005095022A - Method for producing optically active alcohol - Google Patents

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伸一 川本
Momoko Ueda
桃子 上田
Akikazu Matsuyama
彰収 松山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new carbonyl-reducing enzyme useful for producing an optically active alcohol. <P>SOLUTION: This new carbonyl-reducing enzyme having a property for reducing 2,3'-dichloroacetophenone to produce >90 % ee (R)-2,3'-dichloro-1-phenylethanol. A vector for expressing the enzyme, and a transformant transduced with the vector. A method for producing the optically active alcohol having a high optical purity. The new carbonyl-reducing enzyme is provided, whereby the optically active alcohol having a high optical purity can be synthesized. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光学活性アルコールの製造に有用な新規カルボニル還元酵素および該酵素を利用した高光学純度の光学活性アルコールの製造方法等に関する。   The present invention relates to a novel carbonyl reductase useful for the production of an optically active alcohol, a method for producing an optically active alcohol with high optical purity using the enzyme, and the like.

光学活性アルコールは、各種医農薬の合成中間体として有用である。これは光学異性体が生理活性をまったく異にする場合があるためであり、たとえば対掌体の一方のみが有効な生理活性を示す場合、両者の共存によって、もう一方の異性体が単に活性を持たないという問題のみならず、有効な対掌体に対して競合阻害をもたらすこともある。従って、光学的に純粋な対掌体をいかにして入手(合成または分割)するかは、産業上重要な課題となっている。   Optically active alcohols are useful as synthetic intermediates for various medical and agricultural chemicals. This is because optical isomers may have different physiological activities. For example, when only one of the enantiomers shows effective physiological activity, the coexistence of both causes the other isomer to simply have activity. In addition to the problem of not having it, it may cause competitive inhibition against an effective enantiomer. Therefore, how to obtain (synthesize or split) an optically pure enantiomer is an important industrial issue.

この課題に対して、ラセミ体を合成した上で、それを効果的に光学分割する手法が広く用いられている。しかし合成後の分割による手法では、常に目的としない対掌体を副生成物として合成することになるので、原料の有効利用という点では問題を残す。たとえ回収された副生成物を原料として再生するとしても、常に一定量の副生成物の合成を繰り返すことには変わりは無い。したがって、副生成物や多量の廃液を生じない酵素法による光学分割が注目されている。酵素法による光学分割は、酵素の特異性を利用して、必要な対掌体を特異的に生成させる方法である。不要な対掌体の合成を低く抑えることができるので、光学的な純度に優れた生成物を容易に得ることができる。また、原料の有効利用の点でも有利である。   For this problem, a method of synthesizing a racemate and effectively optically resolving it is widely used. However, in the method based on the division after the synthesis, since the antipodes that are not intended are always synthesized as by-products, there remains a problem in terms of effective use of raw materials. Even if the recovered by-product is recycled as a raw material, the synthesis of a constant amount of by-product is always repeated. Therefore, optical resolution by an enzymatic method that does not produce a by-product or a large amount of waste liquid has attracted attention. The optical resolution by the enzyme method is a method for specifically generating a necessary enantiomer using the specificity of the enzyme. Since the synthesis of an unnecessary enantiomer can be suppressed to a low level, a product excellent in optical purity can be easily obtained. It is also advantageous in terms of effective use of raw materials.

光学活性アルコールのうち、光学活性α−ハロフェニルエタノール誘導体は、各種医薬品、農薬の原料あるいは合成中間体として有用な光学活性スチレンオキサイド誘導体へと極めて容易に誘導することができる化合物であり、特に光学活性メタクロロスチレンオキサイドは、β3アドレノレセプターアゴニストの合成中間体として、極めて重要な化合物である。この光学活性なメタクロロスチレンオキサイドに誘導される(R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールを酵素的に製造する方法として、酵母、バクテリアなど微生物菌体を用いた不斉還元 (特開平 4-218384、特開平 11-215995、特開2003-290、特願2002-109916) が知られている。しかし、これらの反応は、野生型の微生物を利用した反応であり、光学純度が低い、蓄積濃度が低いなどの問題がある。これを解決するための手段として、遺伝子工学的手法を利用した遺伝子組換え菌による物質生産が挙げられる。そのためには、カルボニル化合物を不斉還元して、高光学純度のアルコールを生成する酵素を見出し、効率的に発現可能な遺伝子組換え体を作成する必要がある。このような例としては、これまでにCorynebacterium sp. ST-10由来フェニルアセトアルデヒド還元酵素を発現する大腸菌による(R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールの製造法の報告 (Eur. J. Biochem. 269, 2394-2402 (2002))があるにすぎない。
特開平 4-218384 特開平 11-215995 特開2003-290 特願2002-109916 Eur. J. Biochem. 269, 2394-2402 (2002)
Among optically active alcohols, optically active α-halophenylethanol derivatives are compounds that can be very easily derived into optically active styrene oxide derivatives that are useful as raw materials or synthetic intermediates for various pharmaceuticals and agricultural chemicals. Active metachlorostyrene oxide is a very important compound as a synthetic intermediate of a β3 adrenoceptor agonist. As an enzymatic method for producing (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol derived from this optically active metachlorostyrene oxide, asymmetric reduction using microbial cells such as yeast and bacteria ( JP-A-4-218384, JP-A-11-215995, JP-A-2003-290, and Japanese Patent Application 2002-109916) are known. However, these reactions are reactions utilizing wild-type microorganisms, and have problems such as low optical purity and low accumulated concentration. As a means for solving this, substance production by genetically modified bacteria using genetic engineering techniques can be mentioned. For this purpose, it is necessary to find an enzyme capable of asymmetric reduction of a carbonyl compound to produce alcohol with high optical purity, and to create a gene recombinant that can be expressed efficiently. As an example of this, there have been reports on the production of (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol by Escherichia coli expressing a phenylacetaldehyde reductase derived from Corynebacterium sp. ST-10 (Eur. J Biochem. 269, 2394-2402 (2002)).
JP-A-4-218384 JP 11-215995 JP2003-290 Japanese Patent Application 2002-109916 Eur. J. Biochem. 269, 2394-2402 (2002)

本発明は、光学活性アルコールの製造に有用な新規カルボニル還元酵素、該酵素を高レベルで発現することができるベクター、該ベクターが導入された宿主細胞、該酵素の製造方法、および該酵素を利用した高光学純度の光学活性アルコールの製造方法を提供することを課題とする。本発明は、特に (R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールを製造するために有用である。   The present invention relates to a novel carbonyl reductase useful for the production of optically active alcohols, a vector capable of expressing the enzyme at a high level, a host cell introduced with the vector, a method for producing the enzyme, and the use of the enzyme It is an object of the present invention to provide a method for producing an optically active alcohol having high optical purity. The present invention is particularly useful for producing (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol.

本発明者らは、上記課題を解決するために、Streptomyces由来のカルボニル還元酵素を用いることを考えた。そして、Streptomyces coelicolorのゲノムプロジェクトにより推定されたORFがコードするあるアミノ酸配列 (AL939131-111) に着目した。このORFのアミノ酸配列は、Corynebacterium sp. ST-10由来フェニルアセトアルデヒド還元酵素のアミノ酸配列と65%の相同性を示していた。しかし、本ORFはゲノムプロジェクトの結果として推定されているに過ぎず、このORFが活性タンパク質をコードしているかどうか、また、その産物がケトンを還元し、高光学純度のアルコールを生成する能力を持つか否かに関しては不明であった。そこで、本発明者らは本遺伝子がコードするタンパク質に関し鋭意検討を重ねた結果、本遺伝子からカルボニル還元活性を持つタンパク質を発現させ回収することに初めて成功した。さらに本発明者らは、発現させた本タンパク質が、2,3'−ジクロロアセトフェノンを還元し、(R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールを極めて高い光学純度で生成することを見出した。本発明により、2,3'−ジクロロアセトフェノンなどのケトンに本タンパク質を作用させ、光学活性アルコールを高純度で製造することが可能になる。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors considered using a carbonyl reductase derived from Streptomyces. And we focused on an amino acid sequence (AL939131-111) encoded by ORF estimated by the genome project of Streptomyces coelicolor. The amino acid sequence of this ORF showed 65% homology with the amino acid sequence of Corynebacterium sp. ST-10-derived phenylacetaldehyde reductase. However, this ORF is only presumed as a result of the genome project, and whether this ORF encodes an active protein and its ability to reduce ketones and produce high optical purity alcohols. It was unclear as to whether or not to have it. Thus, as a result of intensive studies on the protein encoded by this gene, the present inventors succeeded for the first time in expressing and recovering a protein having carbonyl reduction activity from this gene. Furthermore, the present inventors show that the expressed protein reduces 2,3′-dichloroacetophenone and produces (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol with extremely high optical purity. I found it. According to the present invention, it is possible to produce an optically active alcohol with high purity by allowing the present protein to act on a ketone such as 2,3′-dichloroacetophenone.

すなわち、本発明はStreptomyces属に由来する新規カルボニル還元酵素、該酵素を含むベクター、およびその形質転換体に関する。さらに本発明は、本酵素を用いた光学活性アルコールの製造法に関する。本発明は、より具体的には
〔1〕次の(a)から(e)のいずれかに記載のタンパク質からなり、下記(i)および(ii)に示す理化学的性質を有するカルボニル還元酵素;
(a)配列番号:1に記載の塩基配列を含むポリヌクレオチドがコードするタンパク質。
(b)配列番号:2に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質。
(c)配列番号:2に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を含むタンパク質。
(d)配列番号:2に記載のアミノ酸配列と70%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質。
(e)配列番号:1に記載の塩基配列の相補配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドがコードするタンパク質。
(i)作用
還元型β−ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドを補酵素として、ケトンを還元し、(S)体アルコールを生成する。
(ii)基質特異性
2,3'−ジクロロアセトフェノンを還元して、70%より大きい不斉選択性(>70%ee)で (R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールを生成する。
〔2〕〔1〕に記載のカルボニル還元酵素をコードするベクター;
〔3〕ストレプトマイセス (Streptomyces) 属細菌の少なくとも1つで該酵素を発現する、〔2〕に記載のベクター;
〔4〕該ベクターが、L11タンパク質遺伝子のプロモーターの下流に該酵素をコードするDNAが機能的に連結されたDNAを含む、〔2〕または〔3〕に記載のベクター;
〔5〕〔2〕に記載のベクターで形質転換された形質転換体;
〔6〕ストレプトマイセス (Streptomyces) 属である、〔5〕に記載の形質転換体;
〔7〕〔5〕または〔6〕に記載の形質転換体を培養し、発現したカルボニル還元酵素を回収する工程を含む、カルボニル還元酵素の製造方法;
〔8〕〔1〕に記載のカルボニル還元酵素、該酵素をコードするベクターで形質転換された形質転換体、もしくは該形質転換体の処理物をケトンに接触させ、生成する光学活性アルコールを採取する工程を含む、光学活性アルコールの製造方法、を提供する。
That is, the present invention relates to a novel carbonyl reductase derived from Streptomyces, a vector containing the enzyme, and a transformant thereof. Furthermore, this invention relates to the manufacturing method of the optically active alcohol using this enzyme. The present invention is more specifically [1] a carbonyl reductase comprising the protein according to any one of the following (a) to (e) and having the physicochemical properties shown in the following (i) and (ii);
(A) a protein encoded by a polynucleotide comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
(B) A protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
(C) A protein comprising an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
(D) A protein comprising an amino acid sequence having 70% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
(E) a protein encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a complementary sequence of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
(I) Action The reduced β-nicotinamide adenine dinucleotide is used as a coenzyme to reduce the ketone to produce (S) alcohol.
(Ii) Substrate specificity Reduction of 2,3′-dichloroacetophenone to produce (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol with asymmetric selectivity greater than 70% (> 70% ee) To do.
[2] A vector encoding the carbonyl reductase according to [1];
[3] The vector of [2], which expresses the enzyme in at least one bacterium belonging to the genus Streptomyces;
[4] The vector according to [2] or [3], wherein the vector comprises DNA in which the DNA encoding the enzyme is operably linked downstream of the promoter of the L11 protein gene;
[5] A transformant transformed with the vector according to [2];
[6] The transformant according to [5], which belongs to the genus Streptomyces;
[7] A method for producing a carbonyl reductase, comprising a step of culturing the transformant according to [5] or [6] and recovering the expressed carbonyl reductase;
[8] The carbonyl reductase according to [1], a transformant transformed with a vector encoding the enzyme, or a treated product of the transformant is brought into contact with a ketone, and the optically active alcohol produced is collected. A method for producing an optically active alcohol comprising a step.

本発明により、光学活性アルコールを生成する新規なカルボニル還元酵素が提供された。また本発明により、該酵素を含むベクター、および形質転換体が提供された。本酵素は、2,3'−ジクロロアセトフェノンを還元して、>70%eeの(R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールを生成する性質を有する。本発明により、高光学純度の光学活性アルコール製造法が可能となる。   According to the present invention, a novel carbonyl reductase that generates an optically active alcohol is provided. Further, according to the present invention, a vector containing the enzyme and a transformant are provided. This enzyme has the property of reducing 2,3′-dichloroacetophenone to produce> 70% ee (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol. According to the present invention, a method for producing an optically active alcohol having a high optical purity becomes possible.

本発明は、配列番号:2に記載のアミノ酸配列を含むカルボニル還元酵素に関する。本発明はまた、配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質のホモログを含む。本発明のカルボニル還元酵素のホモログとは、配列番号:2に記載のアミノ酸配列に1もしくは複数のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列を含み、配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等なタンパク質を意味する。配列番号:2に記載のアミノ酸配列において、たとえば100以下、通常50以下、好ましくは30以下、より好ましくは15以下、更に好ましくは10以下、あるいは5以下のアミノ酸残基の変異は許容される。一般にタンパク質の機能の維持のためには、置換するアミノ酸は、置換前のアミノ酸と類似の性質を有するアミノ酸であることが好ましい。このようなアミノ酸残基の置換は、保存的置換と呼ばれている。例えば、Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Met、Phe、Trpは、共に非極性アミノ酸に分類されるため、互いに似た性質を有する。また、非荷電性としては、Gly、Ser、Thr、Cys、Tyr、Asn、Glnが挙げられる。また、酸性アミノ酸としては、AspおよびGluが挙げられる。また、塩基性アミノ酸としては、Lys、Arg、Hisが挙げられる。これらの各グループ内のアミノ酸置換は許容される。   The present invention relates to a carbonyl reductase comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. The present invention also includes a protein homologue consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. The homologue of the carbonyl reductase of the present invention includes an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2, and is described in SEQ ID NO: 2. A protein functionally equivalent to a protein consisting of the amino acid sequence of In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, for example, mutation of amino acid residues of 100 or less, usually 50 or less, preferably 30 or less, more preferably 15 or less, still more preferably 10 or less, or 5 or less is allowed. In general, in order to maintain the function of a protein, the amino acid to be substituted is preferably an amino acid having properties similar to the amino acid before substitution. Such substitution of amino acid residues is called conservative substitution. For example, Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Met, Phe, and Trp are all classified as nonpolar amino acids, and thus have similar properties to each other. Further, examples of the non-chargeability include Gly, Ser, Thr, Cys, Tyr, Asn, and Gln. Moreover, Asp and Glu are mentioned as an acidic amino acid. Examples of basic amino acids include Lys, Arg, and His. Amino acid substitutions within each of these groups are allowed.

本発明において、配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等とは、当該タンパク質が以下に示す理化学的性質を有することを意味する。
(1)作用
還元型β−ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドを補酵素として、ケトンを還元し、(S)体アルコールを生成する。
(2)基質特異性
2,3'−ジクロロアセトフェノンを還元して、>70%eeの (R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールを生成する。
In the present invention, functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 means that the protein has the following physicochemical properties.
(1) Action The reduced β-nicotinamide adenine dinucleotide is used as a coenzyme to reduce the ketone to produce (S) alcohol.
(2) Substrate specificity 2,3′-dichloroacetophenone is reduced to produce> 70% ee (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol.

また、好ましくは本発明のタンパク質は、ケトンを基質として 75%eeより高い、望ましくは80%eeより高い、より好ましくは90%eeより高い光学純度の光学活性アルコールを生成することができるタンパク質である。生成物の光学純度は、反応生成物の光学分割カラムなどによる解析によって確認できる。
なお本発明における「光学活性アルコール」とは、ある光学異性体が別の光学異性体より多く含まれるアルコール、もしくはある光学異性体のみからなるアルコールを意味する。さらに、本発明の「光学異性体」は、一般的に「光学活性体」および「鏡像異性体」と呼ばれる場合もある。
したがって、ケトンを不斉還元して光学活性アルコールを生成しうる酵素とは、あるケトン化合物を基質として与えたときに、対応する光学活性アルコールを生成しうる酵素と定義される。
Preferably, the protein of the present invention is a protein capable of producing an optically active alcohol having an optical purity higher than 75% ee, desirably higher than 80% ee, more preferably higher than 90% ee using a ketone as a substrate. is there. The optical purity of the product can be confirmed by analyzing the reaction product with an optical resolution column or the like.
The “optically active alcohol” in the present invention means an alcohol containing a certain optical isomer more than another optical isomer, or an alcohol consisting of only a certain optical isomer. Furthermore, the “optical isomer” of the present invention may be generally referred to as “optically active form” and “enantiomer”.
Therefore, an enzyme that can generate an optically active alcohol by asymmetric reduction of a ketone is defined as an enzyme that can generate a corresponding optically active alcohol when a certain ketone compound is used as a substrate.

当業者であれば、配列番号:1に記載のDNAに部位特異的変異導入法(Nucleic Acid Res. 10,pp.6487 (1982) , Methods in Enzymol.100,pp.448 (1983), Molecular Cloning 2ndEdt., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989) , PCR A Practical Approach IRL Press pp.200 (1991) )などを用いて、適宜置換、欠失、挿入、および/または付加変異を導入することにより本カルボニル還元酵素のホモログをコードするポリヌクレオチドを得ることができる。そのカルボニル還元酵素のホモログをコードするポリヌクレオチドを宿主に導入して発現させることにより、配列番号:2に記載のカルボニル還元酵素のホモログを得ることが可能である。   A person skilled in the art can perform site-directed mutagenesis (Nucleic Acid Res. 10, pp. 6487 (1982), Methods in Enzymol. 100, pp. 448 (1983), Molecular Cloning 2ndEdt., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), PCR A Practical Approach IRL Press pp.200 (1991)), etc., to introduce the substitution, deletion, insertion, and / or addition mutation as appropriate. A polynucleotide encoding a reductase homolog can be obtained. The carbonyl reductase homologue described in SEQ ID NO: 2 can be obtained by introducing a polynucleotide encoding the carbonyl reductase homologue into a host and expressing it.

さらに、本発明のカルボニル還元酵素のホモログとは、配列番号:2に示されるアミノ酸配列と少なくとも70%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上のホモロジーを有するタンパク質をいう。アミノ酸配列の同一性は、比較したい2つの配列を、アミノ酸がなるべく一致するように適宜ギャップを挿入して整列させ、配列番号:2全長に対する一致するアミノ酸の割合として算出することができる。アミノ酸配列の整列(アライメント)は、所望のコンピュータプログラムを利用することができ、例えばCLUSTAL W(Higgins, D. et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22:4673-4680)、またはBLAST(National Center for Biothchnology Information)などを用いることができる。ギャップはミスマッチしたアミノ酸と同様に扱い、配列全長のアミノ酸数(ギャップを含む)のうち、両者の配列で一致したアミノ酸数の割合として同一性が決定される。但し、両方の配列の同じ位置に共にギャップを入れた場合には、そのギャップは計算から除外する。   Furthermore, the homologue of the carbonyl reductase of the present invention is at least 70%, preferably at least 80%, more preferably 85% or more, more preferably 90% or more, more preferably the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. A protein having a homology of 95% or more. The identity of the amino acid sequences can be calculated as the ratio of the matching amino acids to the total length of SEQ ID NO: 2 by aligning the two sequences to be compared with appropriate gaps so that the amino acids match as much as possible. For alignment of amino acid sequences, a desired computer program can be used. For example, CLUSTAL W (Higgins, D. et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22: 4673-4680) or BLAST (National Center) for Biothchnology Information). The gap is handled in the same manner as the mismatched amino acid, and the identity is determined as the ratio of the number of amino acids matching the both sequences out of the total number of amino acids (including the gap). However, if a gap is inserted at the same position in both sequences, the gap is excluded from the calculation.

タンパク質のホモロジー検索は、具体的にはBLAST(National Center for Biothchnology Information, Altschul, S. F. et al., 1990, J. Mol. Biol. 215: 403-410)、FASTA(W. R. Pearson and D. J. Lipman. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85:2444-448, 1988)などのプログラムを利用して、各種のアミノ酸配列データベースやDNAデータベースを対象にして行うことができる。データベースには、たとえばDAD、SWISS-PROT、PIRなどのタンパク質のアミノ酸配列に関するデータベースやDDBJ、EMBL、あるいはGenebankなどのDNA配列に関するデータベース、DNA配列を元にした予想アミノ酸配列に関するデータベースなどを用いることができる。これらのデータベースは、いずれもインターネットを通じて利用することができる。   Protein homology search is specifically performed by BLAST (National Center for Biothchnology Information, Altschul, SF et al., 1990, J. Mol. Biol. 215: 403-410), FASTA (WR Pearson and DJ Lipman. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85: 2444-448, 1988) can be used for various amino acid sequence databases and DNA databases. For example, a database related to amino acid sequences of proteins such as DAD, SWISS-PROT, and PIR, a database related to DNA sequences such as DDBJ, EMBL, and Genebank, and a database related to predicted amino acid sequences based on DNA sequences may be used. it can. Any of these databases can be used through the Internet.

配列番号:2に記載のアミノ酸配列を用いてDADを対象にBLASTプログラムを用いてホモロジー検索を行った。その結果、Identityで70%以上のホモロジーを有するタンパク質は見出されなかった。最も高いホモロジーを示したロドコッカス・ルバー (Rhodococcus ruber) 由来2級アルコール脱水素酵素に対するホモロジーは、Genetyx-win(ソフトウェア開発株式会社製)ソフトのMaximum Matchingプログラムを用いて計算(J. Biochem., 92 , 1173-1177 (1984))した結果、66%であった。本発明の70%以上のホモロジーとは、例えば、Maximum Matchingプログラムを用いた相同性の値を表す。   Using the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2, a homology search was performed using the BLAST program for DAD. As a result, no protein having an identity of 70% or more was found. The homology to Rhodococcus ruber secondary alcohol dehydrogenase, which showed the highest homology, was calculated using the Maximum Matching program of Genetyx-win (Software Development Co., Ltd.) software (J. Biochem., 92 , 1173-1177 (1984)), and the result was 66%. The homology of 70% or more of the present invention represents, for example, a homology value using the Maximum Matching program.

本発明のカルボニル還元酵素は、配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等な活性を有する限り、付加的なアミノ酸配列を結合することができる。たとえば、ヒスチジンタグやHAタグのような、タグ配列を付加することができる。あるいは、他のタンパク質との融合タンパク質とすることもできる。また本発明のカルボニル還元酵素、あるいはそのホモログは、配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等な活性を有する限り、断片であってもよい。   The carbonyl reductase of the present invention can bind an additional amino acid sequence as long as it has an activity functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. For example, tag sequences such as histidine tags and HA tags can be added. Alternatively, it can be a fusion protein with another protein. The carbonyl reductase of the present invention or a homologue thereof may be a fragment as long as it has an activity functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.

本発明のカルボニル還元酵素をコードするポリヌクレオチド(DNAであってもRNAであってもよい)は、たとえば、以下のような方法によって単離することができる。
たとえば配列番号:1に記載の塩基配列を元にPCR用のプライマーを設計し、酵素生産株の染色体DNAもしくは、cDNAライブラリーを鋳型としてPCRを行うことにより本発明のカルボニル還元酵素をコードするDNA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、酵素生産株の染色体DNA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cDNA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、本発明のカルボニル還元酵素をコードするポリヌクレオチドを得ることができる。
なお本発明のカルボニル還元酵素をコードするポリヌクレオチドには、以上のような方法によってクローニングされたゲノムDNA、あるいはcDNAの他、合成によって得られたDNAが含まれる。
The polynucleotide (which may be DNA or RNA) encoding the carbonyl reductase of the present invention can be isolated, for example, by the following method.
For example, a DNA primer encoding the carbonyl reductase of the present invention is designed by designing a primer for PCR based on the base sequence described in SEQ ID NO: 1 and performing PCR using a chromosomal DNA of an enzyme production strain or a cDNA library as a template. Can be obtained.
Furthermore, using the obtained DNA fragment as a probe, a restriction enzyme digest of a chromosomal DNA of an enzyme producing strain is introduced into a phage, plasmid, etc., and a library or cDNA library obtained by transforming E. coli is used. The polynucleotide encoding the carbonyl reductase of the present invention can be obtained by colony hybridization, plaque hybridization and the like.
The polynucleotide encoding the carbonyl reductase of the present invention includes genomic DNA cloned by the above method, or DNA obtained by synthesis in addition to cDNA.

ハイブリダイゼーションにおいては、配列番号:1の相補配列またはその部分配列からなる核酸(DNAまたはRNA)をプローブとして、対象とする核酸に対してハイブリダイゼーションを行い、ストリンジェントな条件下で洗浄後にプローブが対象とする核酸に有意にハイブリダイズしているかを確認する。プローブの長さは例えば連続した20塩基以上、好ましくは25塩基以上、さらに好ましくは30塩基以上、さらに好ましくは40塩基以上、さらに好ましくは80塩基以上、さらに好ましくは100塩基以上(例えば配列番号:1全長)を用いる。プローブに配列番号:1またはその相補配列以外の無関係な配列(ベクター由来の配列など)が含まれる場合には、ネガティブコントロールとしてその配列だけをプローブにして同様にハイブリダイゼーションを行い、同様の条件下で洗浄後にそのプローブが対象とする配列に有意にハイブリダイズしないことを確認してもよい。ハイブリダイゼーションは、ニトロセルロース膜またはナイロン膜などを用いて慣用の方法にて実施することができる(Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratories; Ausubel, F.M. et al. (1994) Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishe Associates/ John Wiley and Sons, New York. NY)。   In hybridization, a nucleic acid (DNA or RNA) consisting of a complementary sequence of SEQ ID NO: 1 or a partial sequence thereof is used as a probe, the target nucleic acid is hybridized, and the probe is washed after washing under stringent conditions. Check if it is significantly hybridized to the nucleic acid of interest. The length of the probe is, for example, continuous 20 bases or more, preferably 25 bases or more, more preferably 30 bases or more, more preferably 40 bases or more, more preferably 80 bases or more, more preferably 100 bases or more (for example, SEQ ID NO: 1 full length). If the probe contains an irrelevant sequence (such as a vector-derived sequence) other than SEQ ID NO: 1 or its complementary sequence, hybridization is performed in the same manner using only that sequence as a probe as a negative control. After washing, it may be confirmed that the probe does not significantly hybridize to the target sequence. Hybridization can be performed by a conventional method using nitrocellulose membrane or nylon membrane (Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratories; Ausubel, FM et al. (1994) Current. Protocols in Molecular Biology, Greene Publisher Associates / John Wiley and Sons, New York. NY).

ハイブリダイゼーションのストリンジェントな条件を具体的に例示すれば、例えば6×SSC、0.5%(W/V) SDS、100μg/ml 変性サケ精子DNA、5×デンハルト溶液(1×デンハルト溶液は0.2%ポリビニールピロリドン、0.2%牛血清アルブミン、および0.2%フィコールを含む)を含む溶液中、45℃、好ましくは55℃、より好ましくは60℃、さらに好ましくは65℃で一晩ハイブリダイゼーションを行い、ハイブリダイゼーション後の洗浄を、ハイブリダイゼーションと同じ温度にて、4×SSC、0.5% SDS、20分を3回の洗浄を行う条件である。より好ましくはハイブリダイゼーション後の洗浄を、ハイブリダイゼーションと同じ温度にて 4×SSC、0.5% SDS、20分を2回、2×SSC、0.5% SDS、20分を1回の洗浄を行う条件である。より好ましくはハイブリダイゼーション後の洗浄を、ハイブリダイゼーションと同じ温度にて 4×SSC、0.5% SDS、20分を2回、続いて 1×SSC、0.5% SDS、20分を1回行う条件である。より好ましくはハイブリダイゼーション後の洗浄を、ハイブリダイゼーションと同じ温度にて 2×SSC、0.5% SDS、20分を1回、続いて 1×SSC、0.5% SDS、20分を1回、続いて 0.5×SSC、0.5% SDS、20分を1回行う条件である。より好ましくはハイブリダイゼーション後の洗浄を、ハイブリダイゼーションと同じ温度にて 2×SSC、0.5% SDS、20分を1回、続いて 1×SSC、0.5% SDS、20分を1回、続いて 0.5×SSC、0.5% SDS、20分を1回、続いて 0.1×SSC、0.5% SDS、20分を1回行う条件である。   Specific examples of hybridization stringent conditions include, for example, 6 × SSC, 0.5% (W / V) SDS, 100 μg / ml denatured salmon sperm DNA, 5 × Denhardt solution (1 × Denhardt solution is 0.2% poly In a solution containing vinylpyrrolidone, 0.2% bovine serum albumin, and 0.2% ficoll), hybridization is performed overnight at 45 ° C, preferably 55 ° C, more preferably 60 ° C, and even more preferably 65 ° C. The subsequent washing is a condition in which 4 × SSC, 0.5% SDS, and 20 minutes are washed three times at the same temperature as the hybridization. More preferably, the post-hybridization washing is performed under the same conditions as washing at 4 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes twice, 2 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes once at the same temperature as the hybridization. is there. More preferably, the conditions are such that washing after hybridization is performed twice at 4 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes, followed by 1 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes at the same temperature as hybridization. . More preferably, post-hybridization washing is performed at the same temperature as the hybridization, 2 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes once, followed by 1 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes once, then 0.5 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes once. More preferably, post-hybridization washing is performed at the same temperature as the hybridization, 2 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes once, followed by 1 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes once, then 0.5 This is a condition in which × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes once, followed by 0.1 × SSC, 0.5% SDS, 20 minutes once.

このようにして単離された、本発明によるカルボニル還元酵素をコードするポリヌクレオチドを発現ベクター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。   By inserting the isolated polynucleotide encoding the carbonyl reductase according to the present invention into the expression vector, a carbonyl reductase expression vector is provided.

本発明はまた、本発明のベクターを発現可能に保持した形質転換体に関する。
本発明においてカルボニル還元酵素を発現させるために、形質転換の対象となる微生物は、カルボニル還元酵素を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む組換えベクターにより形質転換され、カルボニル還元酵素活性を発現することができる生物であれば特に制限はない。利用可能な微生物としては、たとえば以下のような微生物を示すことができる。
ストレプトマイセス(Streptomyces)属
ロドコッカス(Rhodococcus)属など宿主ベクター系の開発されている放線菌
エシェリヒア(Escherichia)属
バチルス(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(Brevibacterium)属
コリネバクテリイウム(Corynebacterium)属
ストレプトコッカス(Streptococcus)属
ラクトバチルス(Lactobacillus)属など宿主ベクター系の開発されている細菌
サッカロマイセス(Saccharomyces)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(Yarrowia)属
トリコスポロン(Trichosporon)属
ロドスポリジウム(Rhodosporidium)属
ピキア(Pichia)属
キャンディダ(Candida)属などの宿主ベクター系の開発されている酵母
ノイロスポラ(Neurospora)属
アスペルギルス(Aspergillus)属
セファロスポリウム(Cephalosporium)属
トリコデルマ(Trichoderma)属などの宿主ベクター系の開発されているカビ
The present invention also relates to a transformant carrying the vector of the present invention so that it can be expressed.
In order to express carbonyl reductase in the present invention, a microorganism to be transformed is transformed with a recombinant vector containing a polynucleotide encoding a polypeptide having carbonyl reductase and expresses carbonyl reductase activity. There is no particular limitation as long as it is an organism that can be used. Examples of the microorganisms that can be used include the following microorganisms.
Streptomyces spp.Rhodococcus sp. Corynebacterium genus Streptococcus genus Lactobacillus genus Bacteria whose host vector system has been developed Saccharomyces genus Kluyveromyces genus Saccharomyces genus Yarrowia genus Trichosporon genus Rhodosporidium genus Pichia genus Candida genus Yeast Neurospora genus Neurospora genus (Aspergillus) genus Pharos poly Um (Cephalosporium) genus Trichoderma (Trichoderma) mold that has been developed host vector system such as the genus

放線菌由来の遺伝子発現には、しばしば困難が伴う。放線菌遺伝子はGC含量が高く、コドン使用頻度にも偏りが見られる。また、RNAが複雑な高次構造をとることも予想される。このことから、放線菌由来の遺伝子を他の属の宿主、たとえば大腸菌で発現させる場合にはタンパク質が発現しない場合がある。実際、本発明において、ストレプトマイセス属由来の配列 (配列番号:1) を持つポリヌクレオチドを大腸菌の発現ベクターpSE420D (特開2000-189170) に挿入することで発現ベクターを構築し、大腸菌に導入したが、カルボニル還元酵素は発現しなかった。
しかし、本発明者らは、ストレプトマイセス属の放線菌において発現可能に構築されたベクターpSK1127 (参考例2) に配列番号:1のポリヌクレオチドを導入することにより、ストレプトマイセス属の放線菌でカルボニル還元酵素を高発現させることに成功した。従って本発明の酵素は、ストレプトマイセス属等の放線菌で発現させることが好ましく、この場合の発現ベクターとして、実施例に記載のpSK1127およびpSK811で用いられたようにL11タンパク質遺伝子(rplK遺伝子)のプロモーター等の放線菌で機能するプロモーターを持つものが好適である。但し、多様な属で効率よく発現させるために、配列番号:1のポリヌクレオチドは各宿主に適した形に変異させ得る。たとえば他の属の宿主における発現の効率を上げるために、宿主のコドン使用頻度に応じてポリヌクレオチドは変更してもよい。
Gene expression from actinomycetes is often difficult. The actinomycetes gene has a high GC content, and the codon usage is also biased. It is also expected that RNA has a complex higher order structure. Therefore, when a gene derived from actinomycetes is expressed in a host of another genus, for example, E. coli, the protein may not be expressed. In fact, in the present invention, an expression vector is constructed by inserting a polynucleotide having a sequence derived from the genus Streptomyces (SEQ ID NO: 1) into an expression vector pSE420D (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-189170) and introduced into E. coli. However, carbonyl reductase was not expressed.
However, the present inventors have introduced the polynucleotide of SEQ ID NO: 1 into the vector pSK1127 (Reference Example 2) constructed so that it can be expressed in Streptomyces actinomycetes, thereby producing Streptomyces actinomycetes. Succeeded in highly expressing carbonyl reductase. Therefore, the enzyme of the present invention is preferably expressed in actinomycetes such as Streptomyces, and the L11 protein gene (rplK gene) as used in pSK1127 and pSK811 described in the examples is used as an expression vector in this case. Those having a promoter that functions in actinomycetes, such as these promoters, are preferred. However, for efficient expression in various genera, the polynucleotide of SEQ ID NO: 1 can be mutated into a form suitable for each host. For example, in order to increase the efficiency of expression in a host of another genus, the polynucleotide may be changed according to the codon usage frequency of the host.

形質転換体の作製のための手順および宿主に適合した組み換えベクターの構築は、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)。微生物中などにおいて、本発明のカルボニル還元酵素遺伝子を発現させるためには、まず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このDNAを導入し、その遺伝情報を転写・翻訳させる必要がある。
そのためには、転写・翻訳を制御するユニットにあたる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、それぞれ組み込めばよい。このプロモーター、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、ターミネーターを用いる。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、ターミネータ−などに関して「微生物学基礎講座8遺伝子工学・共立出版」、特に放線菌に関しては、Practical Streptomyces Genetics, The John Innes Foundation (2000)、酵母に関しては、Adv. Biochem. Eng. 43, 75-102 (1990)、Yeast 8, 423-488 (1992)、などに詳細に記述されている。
The procedure for producing transformants and the construction of a recombinant vector suitable for the host can be performed according to techniques commonly used in the fields of molecular biology, biotechnology, and genetic engineering (for example, Sambrook et al., Molecular cloning, Cold Spring Harbor Laboratories). In order to express the carbonyl reductase gene of the present invention in a microorganism or the like, it is necessary to first introduce this DNA into a plasmid vector or a phage vector that is stably present in the microorganism, and to transcribe and translate the genetic information. is there.
For that purpose, a promoter corresponding to a unit that controls transcription / translation may be incorporated upstream of the 5′-side of the DNA strand of the present invention, and more preferably a terminator is incorporated downstream of the 3′-side. As the promoter and terminator, a promoter and terminator known to function in a microorganism used as a host is used. Regarding the vectors, promoters, terminators, etc. that can be used in these various microorganisms, “Basic Course of Microbiology 8 Genetic Engineering / Kyoritsu Shuppan”, especially regarding actinomycetes, Practical Streptomyces Genetics, The John Innes Foundation (2000), Adv. Biochem. Eng. 43, 75-102 (1990), Yeast 8, 423-488 (1992), and the like.

例えばストレプトマイセス(Streptomyces)属においては、pIJ101、SCP2*系プラスミド、oriT (RK2) ベクターなどが利用可能である。中でも、rplKプロモーターとssgAターミネーターを組み込んだベクターpSK1127およびpSK811 (参考例2) が好適に利用できる。
ロドコッカス(Rhodococcus)属においては、ロドコッカス・ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous)から単離されたプラスミドベクターが使用可能である (J. Gen. Microbiol. 138,1003 (1992) )。
For example, in the genus Streptomyces, pIJ101, SCP2 * -type plasmid, oriT (RK2) vector, etc. can be used. Among these, vectors pSK1127 and pSK811 (Reference Example 2) incorporating the rplK promoter and ssgA terminator can be preferably used.
In the genus Rhodococcus, a plasmid vector isolated from Rhodococcus rhodochrous can be used (J. Gen. Microbiol. 138,1003 (1992)).

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、pBR、pUC系プラスミドを利用でき、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利用できる。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を用いることができる。これらの中で、市販のpSE420(Invitrogen製)のマルチクローニングサイトを一部改変したベクターpSE420D(特開2000-189170に記載)が好適に利用できる。
バチルス属においては、ベクターとしてpUB110系プラスミド、pC194系プラスミドなどが利用可能であり、染色体にインテグレートすることもできる。また、プロモーター、ターミネーターとしてapr (アルカリプロテアーゼ)、npr (中性プロテアーゼ)、amy (α−アミラーゼ)などが利用できる。
シュードモナス属においては、シュードモナス・プチダ (Pseudomonas putida)、シュードモナス・セパシア (Pseudomonas cepacia) などで宿主ベクター系が開発されている。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などが利用可能であり、プロモーター、ターミネーターとして、リパーゼ(特開平5-284973)遺伝子などが利用できる。
In the genus Escherichia, especially Escherichia coli, pBR and pUC plasmids can be used as plasmid vectors, and lac (β-galactosidase), trp (tryptophan operon), tac, trc (lac, trp fusion) ), Promoters derived from λ phage PL, PR, etc. can be used. Moreover, as the terminator, a terminator derived from trpA, phage, or rrnB ribosomal RNA can be used. Among these, the vector pSE420D (described in JP-A-2000-189170) obtained by partially modifying the multicloning site of commercially available pSE420 (manufactured by Invitrogen) can be suitably used.
In the genus Bacillus, pUB110 series plasmids, pC194 series plasmids and the like can be used as vectors, and can be integrated into chromosomes. Further, apr (alkaline protease), npr (neutral protease), amy (α-amylase) and the like can be used as promoters and terminators.
In the genus Pseudomonas, host vector systems have been developed for Pseudomonas putida and Pseudomonas cepacia. A broad host range vector (including genes necessary for autonomous replication derived from RSF1010, etc.) pKT240 based on the plasmid TOL plasmid, which is involved in the degradation of toluene compounds, can be used, and lipase (specialized as a promoter and terminator) can be used. Kaihei 5-284973) Genes can be used.

ブレビバクテリウム属、特に、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム (Brevibacterium lactofermentum) においては、pAJ43 (Gene 39, 281 (1985)) などのプラスミドベクターが利用可能である。プロモーター、ターミネーターとしては、大腸菌で使用されているプロモーター、ターミネーターがそのまま利用可能である。
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 glutamicum) においては、pCS11 (特開昭57-183799)、pCB101 (Mol. Gen. Genet. 196, 175 (1984)) などのプラスミドベクターが利用可能である。
ストレプトコッカス (Streptococcus) 属においては、pHV1301 (FEMS Microbiol. Lett. 26, 239 (1985)、pGK1(Appl. Environ. Microbiol. 50, 94 (1985))などがプラスミドベクターとして利用可能である。
ラクトバチルス (Lactobacillus) 属においては、ストレプトコッカス属用に開発されたpAMβ1(J. Bacteriol. 137, 614 (1979))などが利用可能であり、プロモーターとして大腸菌で利用されているものが利用可能である。
In the genus Brevibacterium, in particular, Brevibacterium lactofermentum, plasmid vectors such as pAJ43 (Gene 39, 281 (1985)) can be used. As the promoter and terminator, promoters and terminators used in Escherichia coli can be used as they are.
In the genus Corynebacterium, especially Corynebacterium glutamicum, plasmid vectors such as pCS11 (JP 57-183799) and pCB101 (Mol. Gen. Genet. 196, 175 (1984)) can be used. It is.
In the genus Streptococcus, pHV1301 (FEMS Microbiol. Lett. 26, 239 (1985), pGK1 (Appl. Environ. Microbiol. 50, 94 (1985)), etc. can be used as a plasmid vector.
In the genus Lactobacillus, pAMβ1 (J. Bacteriol. 137, 614 (1979)) developed for Streptococcus can be used, and those used in Escherichia coli as promoters can be used. .

サッカロマイセス (Saccharomyces) 属、特にサッカロマイセス・セレビジアエ (Saccharomyces cerevisiae) においては、YRp系、YEp系、YCp系、YIp系プラスミドが利用可能であり、染色体内に多コピー存在するリボソームDNAとの相同組み換えを利用したインテグレーションベクター(EP 537456など)は、多コピーで遺伝子を導入でき、かつ安定に遺伝子を保持できるため極めて有用である。また、ADH (アルコール脱水素酵素)、GAPDH (グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素)、PHO (酸性フォスファターゼ)、GAL (β−ガラクトシダーゼ)、PGK (ホスホグリセレートキナーゼ)、ENO (エノラーゼ) などのプロモーター、ターミネーターが利用可能である。
クライベロマイセス属、特にクライベロマイセス・ラクティス (Kluyveromyces lactis) においては、サッカロマイセス・セレビジアエ由来2μm系プラスミド、pKD1系プラスミド(J. Bacteriol. 145, 382-390 (1981))、キラー活性に関与するpGKl1由来プラスミド、クライベロマイセス属における自律増殖遺伝子KARS系プラスミド、リボソームDNAなどとの相同組み換えにより染色体中にインテグレート可能なベクタープラスミド(EP 537456など)などが利用可能である。また、ADH、PGKなどに由来するプロモーター、ターミネーターが利用可能である。
In the genus Saccharomyces (especially Saccharomyces cerevisiae), YRp, YEp, YCp, and YIp plasmids can be used and use homologous recombination with ribosomal DNA present in multiple copies in the chromosome. Such integration vectors (such as EP 537456) are extremely useful because they can introduce genes in multiple copies and can stably hold genes. In addition, ADH (alcohol dehydrogenase), GAPDH (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase), PHO (acid phosphatase), GAL (β-galactosidase), PGK (phosphoglycerate kinase), ENO (enolase) Promoters and terminators such as can be used.
In the genus Klayveromyces, especially Kluyveromyces lactis, 2 μm plasmid derived from Saccharomyces cerevisiae, pKD1 plasmid (J. Bacteriol. 145, 382-390 (1981)), involved in killer activity A plasmid derived from pGKl1, an autonomously proliferating gene KARS plasmid in the genus Kleberomyces, a vector plasmid (EP 537456, etc.) that can be integrated into the chromosome by homologous recombination with ribosomal DNA and the like can be used. In addition, promoters and terminators derived from ADH, PGK and the like can be used.

シゾサッカロマイセス (Schizosaccharomyces) 属においては、シゾサッカロマイセス・ポンベ由来のARS (自律複製に関与する遺伝子) 及びサッカロマイセス・セレビジアエ由来の栄養要求性を相補する選択マーカーを含むプラスミドベクターが利用可能である(Mol. Cell. Biol. 6, 80 (1986))。また、シゾサッカロマイセス・ポンベ由来のADHプロモーターなどが利用できる(EMBO J. 6, 729 (1987))。特に、pAUR224は、宝酒造から市販されており容易に利用できる。
チゴサッカロマイセス属 (Zygosaccharomyces) においては、チゴサッカロマイセス・ロウキシ (Zygosaccharomyces rouxii) 由来のpSB3(Nucleic Acids Res. 13, 4267 (1985))などに由来するプラスミドベクターが利用可能であり、サッカロマイセス・セレビジアエ由来 PHO5 プロモーターや、チゴサッカロマイセス・ロウキシ由来 GAP-Zr(グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素)のプロモーター(Agri. Biol. Chem. 54, 2521 (1990))などが利用可能である。
In the genus Schizosaccharomyces, plasmid vectors containing ARS (genes involved in autonomous replication) derived from Schizosaccharomyces pombe and selection markers that complement the auxotrophy derived from Saccharomyces cerevisiae are available ( Mol. Cell. Biol. 6, 80 (1986)). Moreover, the ADH promoter derived from Schizosaccharomyces pombe can be used (EMBO J. 6, 729 (1987)). In particular, pAUR224 is commercially available from Takara Shuzo and can be easily used.
In the genus Zygosaccharomyces, plasmid vectors derived from pSB3 (Nucleic Acids Res. 13, 4267 (1985)) derived from Zygosaccharomyces rouxii are available, and the PHO5 promoter derived from Saccharomyces cerevisiae In addition, the promoter of GAP-Zr (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) derived from Tigosaccharomyces rouxi (Agri. Biol. Chem. 54, 2521 (1990)) can be used.

ピキア (Pichia) 属においては、ピキア・アンガスタ(旧名:ハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha))において宿主ベクター系が開発されている。ベクターとしては、ピキア・アンガスタ由来自律複製に関与する遺伝子(HARS1、HARS2)も利用可能であるが、比較的不安定であるため、染色体への多コピーインテグレーションが有効である(Yeast 7, 431-443 (1991))。また、メタノールなどで誘導されるAOX(アルコールオキシダーゼ)、FDH (ギ酸脱水素酵素) のプロモーターなどが利用可能である。また、ピキア・パストリス (Pichia pastoris) などにピキア由来自律複製に関与する遺伝子 (PARS1、 PARS2)などを利用した宿主ベクター系が開発されており(Mol. Cell. Biol. 5, 3376 (1985))、高濃度培養とメタノールで誘導可能なAOXなど強いプロモーターが利用できる(Nucleic Acids Res. 15, 3859 (1987))。
キャンディダ(Candida)属においては、キャンディダ・マルトーサ (Candida maltosa)、キャンディダ・アルビカンス (Candida albicans)、キャンディダ・トロピカリス (Candida tropicalis)、キャンディダ・ウチルス (Candida utilis) などにおいて宿主ベクター系が開発されている。キャンディダ・マルトーサにおいてはキャンディダ・マルトーサ由来ARSがクローニングされ(Agri. Biol. Chem. 51, 51, 1587 (1987))、これを利用したベクターが開発されている。また、キャンディダ・ウチルスにおいては、染色体インテグレートタイプのベクターは強力なプロモーターが開発されている(特開平 08-173170)。
In the genus Pichia, a host vector system has been developed in Pichia Angasta (formerly Hansenula polymorpha). As vectors, genes involved in autonomous replication derived from Pichia Angusta (HARS1, HARS2) can be used, but because they are relatively unstable, multicopy integration into the chromosome is effective (Yeast 7, 431- 443 (1991)). In addition, AOX (alcohol oxidase) induced by methanol or the like, FDH (formate dehydrogenase) promoter, etc. can be used. In addition, host vector systems using Pichia pastoris and other genes (PARS1, PARS2) that are involved in Pichia-derived autonomous replication have been developed (Mol. Cell. Biol. 5, 3376 (1985)). Strong promoters such as high concentration culture and methanol-inducible AOX can be used (Nucleic Acids Res. 15, 3859 (1987)).
In the genus Candida, the host vector system in Candida maltosa, Candida albicans, Candida tropicalis, Candida utilis, etc. Has been developed. In Candida maltosa, ARS derived from Candida maltosa has been cloned (Agri. Biol. Chem. 51, 51, 1587 (1987)), and vectors using this have been developed. In Candida utilis, a strong promoter has been developed for the chromosome integration type vector (Japanese Patent Laid-Open No. 08-173170).

アスペルギルス (Aspergillus) 属においては、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 (1989))。
トリコデルマ (Trichoderma) 属においては、トリコデルマ・リーゼイ (Trichoderma reesei) を利用したホストベクター系が開発され、菌体外セルラーゼ遺伝子由来プロモーターなどが利用できる(Biotechnology 7, 596-603 (1989))。
また、微生物以外でも、植物、動物において様々な宿主・ベクター系が開発されており、特に蚕を用いた昆虫(Nature 315, 592-594 (1985))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が開発されており、好適に利用できる
In the genus Aspergillus, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, etc. are the most studied among molds, and integration into plasmids and chromosomes is available. Promoters derived from external proteases or amylases are available (Trends in Biotechnology 7, 283-287 (1989)).
In the genus Trichoderma, a host vector system using Trichoderma reesei has been developed, and an extracellular cellulase gene-derived promoter or the like can be used (Biotechnology 7, 596-603 (1989)).
In addition to microorganisms, various host and vector systems have been developed in plants and animals, especially in plants using moths (Nature 315, 592-594 (1985)), rapeseed, corn, potatoes and other plants. A system for expressing heterogeneous proteins in large quantities has been developed and can be used suitably

形質転換体の作製のための手順および宿主に適合した組み換えベクターの構築は、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、1989年; 微生物学基礎講座8遺伝子工学・共立出版)。例えば、ストレプトマイセス(Streptomyces)属においては、HopwoodらのGenetic Manipulation of Streptomyces: A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratories (1985)に記載の方法に従って実施することができる。形質転換は、例えば文献(Hopwood, D. A., M. J. Bibb, K. F. Chater, T. Kieser, C. J. Bruton, H. M. Kieser, D.J. Lydiate, C. P. Smith, J. M. Ward, and H. Schrempf. 1985. Genetic manipulation of Streptomyces: a laboratory mannual. The John Innes Foundation, Norwich, United Kingdom)記載の方法に準じて実施することができる。   The procedure for producing a transformant and the construction of a recombinant vector suitable for the host can be performed according to techniques commonly used in the fields of molecular biology, biotechnology, and genetic engineering (for example, Sambrook et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratories, 1989; Microbiology Basic Course 8 Genetic Engineering / Kyoritsu Shuppan). For example, in the genus Streptomyces, it can be carried out according to the method described in Hopwood et al., Genetic Manipulation of Streptomyces: A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratories (1985). Transformation is described, for example, in the literature (Hopwood, DA, MJ Bibb, KF Chater, T. Kieser, CJ Bruton, HM Kieser, DJ Lydiate, CP Smith, JM Ward, and H. Schrempf. 1985. Genetic manipulation of Streptomyces: a laboratory. mannual. The John Innes Foundation, Norwich, United Kingdom).

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、本発明のカルボニル還元酵素を組換え体から得ることができる。
上記組換え体は、宿主の生育に適した培地で培養される。十分に増殖させた後に菌体を回収し、2−メルカプトエタノールやフェニルメタンフルホニルフルオリド等の還元剤や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(有機溶媒による沈澱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、ゲルろ過、疎水性クロマトグラフィーや、キレート、色素、抗体などを用いたアフィニティークロマトグラフィーなどを適宜組み合わせることにより本発明のカルボニル還元酵素を精製することができる。
Moreover, the carbonyl reductase of this invention can be obtained from a recombinant by culturing the transformant transformed with this expression vector.
The recombinant is cultured in a medium suitable for host growth. After sufficiently growing, the cells are collected and crushed in a buffer solution containing a reducing agent such as 2-mercaptoethanol or phenylmethanesulfonyl fluoride or a protease inhibitor to obtain a cell-free extract. From cell-free extracts, fractionation by protein solubility (precipitation with organic solvents, salting out with ammonium sulfate, etc.), cation exchange, anion exchange, gel filtration, hydrophobic chromatography, chelates, dyes, antibodies, etc. The carbonyl reductase of the present invention can be purified by an appropriate combination of affinity chromatography and the like.

以下に、放線菌において本発明のカルボニル還元酵素を発現させるために適した発現ベクターを例示する。このベクターは、L11タンパク質遺伝子(rplK)のプロモーター配列の下流に本発明のカルボニル還元酵素をコードするDNAが機能的に連結されたDNAを含む発現ベクターである。本発明においてL11タンパク質遺伝子とはリボゾームタンパク質L11をコードする遺伝子を言い、具体的には配列番号:3に記載のS.griseus rplK遺伝子および他の放線菌におけるそのカウンターパートが含まれる。L11タンパク質遺伝子は極めて保存性の高い遺伝子であるので、当業者にとってはこの遺伝子を同定することは容易である。L11タンパク質遺伝子として、以下の核酸を示すことができる。
(a)配列番号:4に記載のアミノ酸配列をコードする核酸、
(b)配列番号:4に記載のアミノ酸配列に1もしくは複数のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列を含み、リボソームタンパク質をコードする核酸、
(c)配列番号:4に記載のアミノ酸配列と70%以上のホモロジー(同一性)を有するアミノ酸配列を含み、リボソームタンパク質をコードする核酸、および
(d)配列番号:3に記載のDNAの相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸を含み、リボソームタンパク質をコードする核酸
上記(b)において改変されるアミノ酸数は、たとえば100以下、通常50以下、好ましくは30以下、より好ましくは15以下、更に好ましくは10以下、あるいは5以下である。配列番号:4とのアミノ酸配列のホモロジーは、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上である。ハイブリダイゼーションのストリンジェントな条件は、上述した通りである。
Examples of expression vectors suitable for expressing the carbonyl reductase of the present invention in actinomycetes are shown below. This vector is an expression vector containing DNA in which the DNA encoding the carbonyl reductase of the present invention is operably linked downstream of the promoter sequence of the L11 protein gene (rplK). In the present invention, the L11 protein gene refers to a gene encoding the ribosomal protein L11, and specifically includes the S. griseus rplK gene described in SEQ ID NO: 3 and its counterpart in other actinomycetes. Since the L11 protein gene is a highly conserved gene, it is easy for those skilled in the art to identify this gene. The following nucleic acids can be shown as the L11 protein gene.
(A) a nucleic acid encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4,
(B) a nucleic acid comprising an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4, and encoding a ribosomal protein;
(C) a nucleic acid comprising an amino acid sequence having 70% or more homology (identity) with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4 and encoding a ribosomal protein, and (d) complementation of DNA set forth in SEQ ID NO: 3 A nucleic acid that contains a nucleic acid that hybridizes with a chain under stringent conditions and encodes a ribosomal protein. The number of amino acids modified in (b) above is, for example, 100 or less, usually 50 or less, preferably 30 or less, more preferably 15 Hereinafter, it is more preferably 10 or less, or 5 or less. The homology of the amino acid sequence with SEQ ID NO: 4 is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, more preferably 90% or more, more preferably 95% or more. The stringent conditions for hybridization are as described above.

このL11タンパク質遺伝子(L11遺伝子とも言う)の翻訳開始コドンの上流領域のDNAを、本発明のカルボニル還元酵素を発現する発現ベクターの構築のために好適に用いることができる。このベクターの1つの態様は、配列番号:5に記載の塩基配列、あるいは該塩基配列において1または複数の塩基を置換、欠失、および/または挿入した塩基配列を含みかつプロモーター活性を有するDNAの塩基配列の下流に、本発明のカルボニル還元酵素をコードするDNAが機能的に結合された塩基配列を含む発現ベクターであって、放線菌において本発明の酵素を検出可能に発現するものである。プロモーター活性とは、下流に連結した遺伝子を転写する活性である。プロモーター活性は、例えば本発明の酵素のコード配列を基に設計したプライマーを用いたRT-PCR、あるいは本発明の酵素に結合する抗体を用いたウェスタンブロッティング等により検出することができる。なお、下流とは、転写される側のポリヌクレオチド鎖の3'方向のことであり、上流とは、転写される側のポリヌクレオチド鎖の5'方向のことである。   The DNA in the upstream region of the translation initiation codon of this L11 protein gene (also referred to as L11 gene) can be suitably used for the construction of an expression vector that expresses the carbonyl reductase of the present invention. One aspect of this vector is a DNA sequence comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 5, or a base sequence having one or more bases substituted, deleted, and / or inserted in the base sequence and having promoter activity. An expression vector comprising a base sequence functionally linked to a DNA encoding the carbonyl reductase of the present invention downstream of the base sequence, wherein the enzyme of the present invention is detectably expressed in actinomycetes. Promoter activity is the activity to transcribe a gene linked downstream. The promoter activity can be detected by, for example, RT-PCR using a primer designed based on the coding sequence of the enzyme of the present invention, or Western blotting using an antibody that binds to the enzyme of the present invention. The downstream means the 3 ′ direction of the transcribed polynucleotide chain, and the upstream means the 5 ′ direction of the transcribed polynucleotide chain.

また本発明において遺伝子とは、転写されるべき塩基配列を含む核酸を言う。本発明のDNAベクターは通常は2本鎖DNAであるが、放線菌に導入した時に2本鎖DNAを生じる限り、どちらか一方の鎖からなるDNAを含むベクター(例えば一本鎖DNAを含むファージなど)であってもよい。すなわち本発明においてある塩基配列を含むDNAベクターとは、その塩基配列を含む2本鎖DNAを生じることができるように、該塩基配列および/またはその相補配列を含むDNAベクターのことである。   In the present invention, a gene refers to a nucleic acid containing a base sequence to be transcribed. The DNA vector of the present invention is usually a double-stranded DNA, but as long as a double-stranded DNA is produced when introduced into actinomycetes, a vector containing a DNA consisting of either strand (for example, a phage containing a single-stranded DNA) Etc.). That is, in the present invention, a DNA vector comprising a certain base sequence is a DNA vector comprising the base sequence and / or its complementary sequence so that a double-stranded DNA comprising the base sequence can be generated.

配列番号:5に示した配列は、放線菌 S.griseusのL11遺伝子のプロモーター断片であって、強力なプロモーター活性を持っている。本発明者らが、S.griseus, S.lavendulae(配列番号:7), S.virginia(配列番号:8), および S.coelicolor(配列番号:9)を含む放線菌においてL11遺伝子のプロモーター領域の塩基配列を解析したところ、この領域の配列は極めて保存性が高いことが判明した(Puttikhunt,C. et al., 1995, Mol. Gen. Genet. 247: 118-122)。調べた放線菌4菌株で、-10領域、転写開始点、およびShine-Dalgarno (SD) 配列は100%保存されており、それ以外の領域の保存性も極めて高かった。本発明においては、これらの放線菌のL11タンパク質遺伝子のプロモーター配列を好適に用いることができる。例えば、好ましい発現ベクターとしては、所望の放線菌のリボゾームタンパク質L11遺伝子の翻訳開始コドンから上流約3塩基から約176塩基までの塩基配列を含み、その下流に機能的に本発明の酵素をコードする遺伝子の塩基配列および転写終結配列が結合された発現カセットを有する発現ベクターが含まれる。   The sequence shown in SEQ ID NO: 5 is a promoter fragment of the L11 gene of actinomycetes S. griseus and has a strong promoter activity. The promoter region of the L11 gene in actinomycetes, including S. griseus, S. lavendulae (SEQ ID NO: 7), S. virginia (SEQ ID NO: 8), and S. coelicolor (SEQ ID NO: 9). As a result, the sequence of this region was found to be extremely conserved (Puttikhunt, C. et al., 1995, Mol. Gen. Genet. 247: 118-122). Of the four actinomycetes examined, the -10 region, transcription start point, and Shine-Dalgarno (SD) sequence were 100% conserved, and the other regions were also highly conserved. In the present invention, the promoter sequence of the L11 protein gene of these actinomycetes can be preferably used. For example, a preferred expression vector includes a base sequence from about 3 bases to about 176 bases upstream from the translation initiation codon of the desired actinomycete ribosomal protein L11 gene, and functionally encodes the enzyme of the present invention downstream thereof. An expression vector having an expression cassette to which a nucleotide sequence of a gene and a transcription termination sequence are bound is included.

またプロモーターとしては、L11遺伝子上流領域を、翻訳開始コドンから上流約3塩基から約176塩基までの塩基配列よりも広範囲にわたって有していてもよい。例えば、配列番号:5より長くL11遺伝子の上流領域を含むDNA断片である配列番号:6を好適に用いることができる。より具体的に例示すれば、放線菌リボゾームタンパク質L11遺伝子の翻訳開始コドンから上流、約3塩基から約197塩基までの塩基配列、より好ましくは約3塩基から約277塩基までの塩基配列を含んでもよい。   The promoter may have an L11 gene upstream region over a wider range than a base sequence from about 3 bases upstream to about 176 bases upstream from the translation initiation codon. For example, SEQ ID NO: 6 which is a DNA fragment longer than SEQ ID NO: 5 and including the upstream region of the L11 gene can be preferably used. More specifically, the base sequence from about 3 bases to about 197 bases, more preferably from about 3 bases to about 277 bases upstream from the translation initiation codon of actinomycetes ribosomal protein L11 gene may be included. Good.

また、プロモーターとして、放線菌L11タンパク質遺伝子の翻訳開始コドンから上流約3塩基から約176塩基までの塩基配列(例えば配列番号:5)、より好ましくは翻訳開始コドンから上流約3塩基から約277塩基までの塩基配列(例えば配列番号:6)において1または複数の塩基を置換、欠失、および/または付加した塩基配列を含みプロモーター活性を有する塩基配列を用いることもできる。このような塩基配列としては、S.lavendulae, S.virginia, および S.coelicolor由来の配列(それぞれ配列番号:7、8、および9)を含むDNAが挙げられる。また、このような配列は人為的に変異させたものであってもよく、または天然に変異した配列であってもよい。例えば部位特異的変異導入による塩基置換、あるいは1または複数の塩基の欠失または挿入などにより塩基配列を改変し、プロモーター活性を上昇させたり、あるいはプロモーター活性に影響を与えない配列を除去することができる(Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratories; Ausubel, F.M. et al. (1994) Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishe Associates/ John Wiley and Sons, New York. NY)。このように改変した配列のプロモーター活性は、実施例に示したように発現ベクターを構築し、下流に連結した遺伝子の発現を調べることにより評価することができる。改変前の配列とプロモーター活性を比較し、プロモーター活性が維持された(またはより強い)配列を適宜選択することができる。   In addition, as a promoter, a base sequence from about 3 bases upstream to about 176 bases upstream from the translation initiation codon of Streptomyces L11 protein gene (eg, SEQ ID NO: 5), more preferably from about 3 bases upstream to about 277 bases upstream from the translation start codon. A base sequence having a promoter activity including a base sequence in which one or more bases are substituted, deleted, and / or added in the above base sequence (for example, SEQ ID NO: 6) can also be used. Examples of such base sequences include DNA containing sequences derived from S. lavendulae, S. virginia, and S. coelicolor (SEQ ID NOs: 7, 8, and 9 respectively). Such a sequence may be artificially mutated or may be a naturally mutated sequence. For example, the base sequence may be modified by base substitution by site-directed mutagenesis, or deletion or insertion of one or more bases to increase promoter activity or remove sequences that do not affect promoter activity. (Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratories; Ausubel, FM et al. (1994) Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publisher Associates / John Wiley and Sons, New York. NY). The promoter activity of the sequence thus modified can be evaluated by constructing an expression vector as shown in the Examples and examining the expression of the gene linked downstream. By comparing the promoter activity with the sequence before modification, a sequence in which the promoter activity is maintained (or stronger) can be appropriately selected.

プロモーターとして用いるために適した塩基配列としては、具体的には、放線菌リボゾームタンパク質L11遺伝子の翻訳開始コドンから上流約3塩基から約176塩基までの塩基配列(特に配列番号:5)、より好ましくは翻訳開始コドンから上流約3塩基から約277塩基までの塩基配列(例えば配列番号:6)において、50塩基以内、好ましくは40塩基以内、より好ましくは30塩基以内、さらに好ましくは20塩基以内、最も好ましくは10塩基以内(例えば5塩基以内)の塩基が置換、欠失、および/または付加した塩基配列であって、プロモーター活性を有する塩基配列である。置換、欠失、および付加は任意に組み合わせてよい。塩基の改変にあたっては、野生型L11遺伝子の翻訳開始コドンから上流約60塩基目から約84塩基目までの配列が改変されずに保持されていることが好ましい。より特定すれば、放線菌L11遺伝子の翻訳開始コドンから上流約57塩基目から約84塩基目までで保存された 5'-ATACCCGTTATCGT[G/T]GTGCGGTATGCCT-3' (配列番号:10) を含む(スラッシュはいずれかの塩基であることを示す)ことが好ましい。さらに好ましい態様では、野生型L11遺伝子の翻訳開始コドンから上流約101塩基目から約115塩基目までの配列が改変されずに保持されていることが好ましい。より具体的に記載すれば、L11遺伝子の翻訳開始コドンから上流約98塩基目から約115塩基目までで保存された 5'-TCTGACCTGCT[G/C]GGTTTT-3' (配列番号:11) を含む(スラッシュはいずれかの塩基であることを示す)ことが好ましい。   As a base sequence suitable for use as a promoter, specifically, a base sequence from about 3 bases to about 176 bases upstream from the translation initiation codon of Actinomyces ribosomal protein L11 gene (particularly SEQ ID NO: 5) is more preferable. Is within 50 bases, preferably within 40 bases, more preferably within 30 bases, still more preferably within 20 bases, in a base sequence from about 3 bases to about 277 bases upstream from the translation initiation codon (eg, SEQ ID NO: 6). Most preferably, it is a base sequence in which bases within 10 bases (for example, within 5 bases) are substituted, deleted, and / or added, and have promoter activity. Substitutions, deletions, and additions may be combined arbitrarily. In the base modification, it is preferable that the sequence from about the 60th base to about the 84th base upstream from the translation start codon of the wild type L11 gene is retained without being modified. More specifically, it contains 5'-ATACCCGTTATCGT [G / T] GTGCGGTATGCCT-3 '(SEQ ID NO: 10) conserved from about 57 to about 84 bases upstream from the translation initiation codon of Actinomyces L11 gene (A slash indicates any base). In a more preferred embodiment, it is preferable that the sequence from about the 101st base to about the 115th base upstream from the translation start codon of the wild type L11 gene is retained without modification. More specifically, 5′-TCTGACCTGCT [G / C] GGTTTT-3 ′ (SEQ ID NO: 11) conserved from about 98 to about 115 bases upstream from the translation initiation codon of L11 gene It is preferable to include (slash indicates any base).

また、プロモーターに適した塩基配列としては、放線菌リボゾームタンパク質L11遺伝子の翻訳開始コドンから上流約3塩基から約176塩基までの塩基配列(例えば配列番号:5)、より好ましくは翻訳開始コドンから上流約3塩基から約277塩基までの塩基配列(例えば配列番号:6)と60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、最も好ましくは90%以上(例えば95%以上)の同一性を有する塩基配列であって、プロモーター活性を有する塩基配列が挙げられる。   In addition, as a base sequence suitable for the promoter, a base sequence from about 3 bases to about 176 bases upstream from the translation initiation codon of actinomyces ribosomal protein L11 gene (for example, SEQ ID NO: 5), more preferably upstream from the translation start codon. A base sequence from about 3 bases to about 277 bases (eg, SEQ ID NO: 6) and 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and most preferably 90% or more ( For example, a base sequence having 95% or more identity and having a promoter activity can be mentioned.

あるいは、放線菌リボゾームタンパク質L11遺伝子の翻訳開始コドンから上流約3塩基から約176塩基までの塩基配列(特に配列番号:5)またはその相補配列を含むDNAまたはRNA、より好ましくは翻訳開始コドンから上流約3塩基から約277塩基までの塩基配列(例えば配列番号:6)またはその相補配列を含むDNAまたはRNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAの塩基配列であって、プロモーター活性を有する塩基配列が挙げられる。ハイブリダイゼーションの条件は、本明細書に記載したものとすればよい。   Alternatively, DNA or RNA comprising a base sequence (particularly SEQ ID NO: 5) from about 3 bases to about 176 bases upstream from the translation initiation codon of actinomycete ribosomal protein L11 gene or its complementary sequence, more preferably upstream from the translation start codon A base sequence of DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA or RNA comprising a base sequence of about 3 bases to about 277 bases (eg, SEQ ID NO: 6) or its complementary sequence, and has a promoter activity Examples include sequences. The hybridization conditions may be those described in this specification.

本発明の酵素を発現する発現ベクターは、好ましくは本発明の酵素のコード配列の下流に転写終結配列(ターミネーター)を含む。転写終結配列は、その上流のプロモーターからの転写を終結させる能力を持つ所望の配列を用いることができ、例えば所望の放線菌遺伝子の転写終結配列を用いることができる。転写終結配列としては、好ましくはRho因子非依存的に転写を終結させることができる転写終結配列(すなわちintrinsic terminator)が用いられる。最強な転写終結活性を持つターミネーターを組み合わせることにより、mRNAの安定化の向上が期待できる。このような転写終結配列は、一般に 7 bpから20 bpまたはそれ以上のステムループ構造をつくるパリンドローム配列を有している。また一般にGCに富む。特に、ステムループを形成させたときの自由エネルギー低下(ΔG)が-50 Kcal以下、より好ましくは-55 Kcal以下、より好ましくは-60 Kcal以下、より好ましくは-65 Kcal以下、より好ましくは-70Kcal以下となる配列が好ましい。ステムループのΔGは、例えばRNA二次構造予測プログラムを用いて計算することができる。具体的には、DNASIS(Hitachi Software Engineering Co., Ltd.)を利用することができる。   The expression vector for expressing the enzyme of the present invention preferably contains a transcription termination sequence (terminator) downstream of the coding sequence of the enzyme of the present invention. As the transcription termination sequence, a desired sequence having the ability to terminate transcription from the upstream promoter can be used. For example, a transcription termination sequence of a desired actinomycete gene can be used. As the transcription termination sequence, a transcription termination sequence (that is, an intrinsic terminator) capable of terminating transcription preferably independently of Rho factor is used. By combining a terminator with the strongest transcription termination activity, it can be expected to improve the stabilization of mRNA. Such a transcription termination sequence generally has a palindromic sequence that forms a stem loop structure of 7 bp to 20 bp or more. It is also generally rich in GC. In particular, the decrease in free energy (ΔG) when a stem loop is formed is −50 Kcal or less, more preferably −55 Kcal or less, more preferably −60 Kcal or less, more preferably −65 Kcal or less, more preferably − A sequence of 70 Kcal or less is preferred. The ΔG of the stem loop can be calculated using, for example, an RNA secondary structure prediction program. Specifically, DNASIS (Hitachi Software Engineering Co., Ltd.) can be used.

ステム部分は全域にわたって塩基対を形成しなくてもよい。好ましくは、20塩基以上の領域にわたって70%以上、より好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上の塩基が塩基対を形成するステムが好ましい。さらに好ましくは、30塩基の領域にわたって70%以上、より好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上の塩基が塩基対を形成するステムが好ましい。さらに好ましくは、35塩基の領域にわたって70%以上、より好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上の塩基が塩基対を形成するステムが好ましい。ループ部分の大きさは特に制限はないが、典型的には2〜100塩基、例えば3〜50塩基である。   The stem portion may not form base pairs over the entire region. Preferably, a stem in which 70% or more, more preferably 80% or more, more preferably 90% or more of bases form a base pair over a region of 20 bases or more is preferable. More preferably, a stem in which 70% or more, more preferably 80% or more, more preferably 90% or more of bases form a base pair over a region of 30 bases is preferable. More preferably, a stem in which 70% or more, more preferably 80% or more, more preferably 90% or more of bases form a base pair over a region of 35 bases is preferable. The size of the loop portion is not particularly limited, but is typically 2 to 100 bases, for example 3 to 50 bases.

より好ましい態様では、転写終結配列としては放線菌ssgA遺伝子の転写終結配列が用いられる。ssgAの転写終結配列は20塩基対以上のステムを形成しRho非依存的に転写を終結させることができる。ssgAの転写終結配列を用いることによって、より性能の高い発現ベクターを構築することが可能である。好適に用いられるssgAのRho非依存的転写終結配列を配列番号:12に例示した。この配列はS. griseus ssgAの転写終結配列に由来し、20塩基以上のステムを形成する。本発明のベクターにおいては、ssgAの翻訳停止コドンの次の塩基から200、250、または300塩基を含む領域を用いてよい。例えば、配列番号:13に示した塩基配列を含むDNAを転写終結配列として好適に用いることができる。また本発明においては、放線菌 ssgAの転写終結配列(例えば配列番号:12または13)の塩基配列、または該配列において1または複数の塩基を置換、欠失、および/または付加した塩基配列を含み、転写を終結させる活性を有する塩基配列を好適に用いることができる。   In a more preferred embodiment, the transcription termination sequence of actinomyces ssgA gene is used as the transcription termination sequence. The transcription termination sequence of ssgA forms a stem of 20 base pairs or more and can terminate transcription independently of Rho. By using the transcription termination sequence of ssgA, it is possible to construct an expression vector with higher performance. A Rho-independent transcription termination sequence of ssgA which is suitably used is exemplified in SEQ ID NO: 12. This sequence is derived from the transcription termination sequence of S. griseus ssgA and forms a stem of 20 bases or more. In the vector of the present invention, a region containing 200, 250, or 300 bases from the base next to the translation stop codon of ssgA may be used. For example, DNA containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 13 can be suitably used as the transcription termination sequence. The present invention also includes a base sequence of a transcription termination sequence (for example, SEQ ID NO: 12 or 13) of actinomycetes ssgA, or a base sequence in which one or more bases are substituted, deleted, and / or added in the sequence. A base sequence having an activity to terminate transcription can be preferably used.

具体的に例示すれば、放線菌ssgA遺伝子の転写終結配列(例えば配列番号:12、より好ましくは配列番号:13)において50塩基以内、好ましくは40塩基以内、より好ましくは30塩基以内、さらに好ましくは20塩基以内、最も好ましくは10塩基以内(例えば5塩基以内)の塩基が置換、欠失、および/または付加した塩基配列であって、転写を終結させる活性を有する塩基配列である。置換、欠失、および付加は任意に組み合わせてよい。塩基の改変にあたっては、上記したように、ΔGが-50 Kcal以下、好ましくは-55 Kcal以下、より好ましくは-60 Kcal以下、より好ましくは-65 Kcal以下、より好ましくは-70 Kcal以下となるように調整する。また、ステムの長さおよび塩基対の割合は上記に従うことが好ましい。あるいは転写終結配列は、放線菌ssgA遺伝子の転写終結配列(例えば配列番号:12、より好ましくは配列番号:13)と60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、最も好ましくは90%以上(例えば95%以上)の同一性を有する塩基配列、あるいは、放線菌ssgA遺伝子の転写終結配列(例えば配列番号:12、より好ましくは配列番号:13)またはその相補配列を含むDNAまたはRNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAの塩基配列であって、転写を終結させる活性を有する塩基配列を好適に用いることができる。塩基配列の同一性の算出、およびハイブリダイゼーションの条件は、本明細書に記載した通りである。   Specifically, within the transcription termination sequence of the actinomyces ssgA gene (eg, SEQ ID NO: 12, more preferably SEQ ID NO: 13), it is within 50 bases, preferably within 40 bases, more preferably within 30 bases, and even more preferably. Is a base sequence in which a base of 20 bases or less, most preferably 10 bases (for example, 5 bases or less) is substituted, deleted, and / or added, and has an activity to terminate transcription. Substitutions, deletions, and additions may be combined arbitrarily. In the base modification, as described above, ΔG is −50 Kcal or less, preferably −55 Kcal or less, more preferably −60 Kcal or less, more preferably −65 Kcal or less, more preferably −70 Kcal or less. Adjust as follows. Moreover, it is preferable that the stem length and the base pair ratio follow the above. Alternatively, the transcription termination sequence is 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably, the transcription termination sequence of the actinomyces ssgA gene (for example, SEQ ID NO: 12, more preferably SEQ ID NO: 13). A nucleotide sequence having 85% or more, most preferably 90% or more (eg, 95% or more) identity, or a transcription termination sequence of actinomyces ssgA gene (eg, SEQ ID NO: 12, more preferably SEQ ID NO: 13) or A base sequence of DNA that hybridizes with DNA or RNA containing the complementary sequence under stringent conditions and has an activity to terminate transcription can be preferably used. Calculation of nucleotide sequence identity and hybridization conditions are as described in this specification.

発現ベクターの1つの態様はプラスミドベクターである。プラスミドには、放線菌で増幅するための複製起点(ori)が含まれている。さらに大腸菌で増幅するための複製起点を有していてもよい。放線菌と大腸菌の両方で増幅可能なベクターは、大腸菌−放線菌シャトルベクターとして利用することができる。放線菌で増幅するための複製起点(ori)は、低コピー型であっても多コピー型であってもよい。低コピープラスミドとは、放線菌内で1から10コピー程度のプラスミド増幅をもたらすプラスミドを言い、多コピープラスミドとはそれより多いもの、具体的には40コピーから400コピー程度またはそれ以上のコピー数をもたらすプラスミドを言う。低コピーのoriを例示すれば、例えば SCP2* ori(Lydiate, D.J. et al. (1985) Gene 35(3):223-235)が挙げられる。高コピーのoriとしては、例えば pIJ101 ori(Katz, E. et al., (1983) J. Gen. Microbiol. 129:2703-2714)が挙げられる。またプラスミドベクターは、これを保持した宿主を選択できるように、適当な薬剤耐性遺伝子または代謝酵素などのマーカー遺伝子を含むことが好ましい。このようなマーカー遺伝子は、例えばアンピシリン耐性遺伝子、チオストレプトン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子、およびアプラマイシン耐性遺伝子などが含まれ、これらはいずれも当業者にはよく知られている。また、放線菌プラスミドの構築には、pIJ486 (Mol. Gen. Genet. 203, 468-478, 1986)、pKC1064(Gene 103,97-99 (1991) )、pUWL-KS (Gene 165,149-150 (1995))、pIJ702(Katz, E. et al., (1983) J. Gen. Microbiol. 129:2703-2714)、pIJ8600(Sun, J. et al. (1999) Microbiology 145:2221-2227)などの配列を利用することができる。   One embodiment of the expression vector is a plasmid vector. The plasmid contains an origin of replication (ori) for amplification with actinomycetes. Furthermore, it may have an origin of replication for amplification in E. coli. A vector that can be amplified by both actinomycetes and E. coli can be used as an E. coli-actinomycetes shuttle vector. The origin of replication (ori) for amplification with actinomycetes may be low copy or multicopy. A low copy plasmid is a plasmid that causes plasmid amplification of 1 to 10 copies in actinomycetes, and a multicopy plasmid is more than that, specifically 40 to 400 copies or more. Refers to the plasmid that results in An example of low copy ori is SCP2 * ori (Lydiate, D.J. et al. (1985) Gene 35 (3): 223-235). Examples of the high copy ori include pIJ101 ori (Katz, E. et al., (1983) J. Gen. Microbiol. 129: 2703-2714). The plasmid vector preferably contains a marker gene such as an appropriate drug resistance gene or metabolic enzyme so that a host holding the plasmid vector can be selected. Such marker genes include, for example, ampicillin resistance gene, thiostrepton resistance gene, hygromycin resistance gene, and apramycin resistance gene, all of which are well known to those skilled in the art. In addition, for the construction of actinomycete plasmids, pIJ486 (Mol. Gen. Genet. 203, 468-478, 1986), pKC1064 (Gene 103,97-99 (1991)), pUWL-KS (Gene 165,149-150 (1995) )), PIJ702 (Katz, E. et al., (1983) J. Gen. Microbiol. 129: 2703-2714), pIJ8600 (Sun, J. et al. (1999) Microbiology 145: 2221-2227) Arrays can be used.

また発現ベクターの他の1つの態様は、ゲノム組み込み型ベクターである。ゲノム組み込み型ベクターとは、放線菌に導入されたときに、放線菌ゲノムに組み込まれて、ゲノム上から組み込んだ遺伝子を発現できるベクターである。放線菌に導入する前では、このベクターは、プラスミドの形態で調製することもできる。ゲノム組み込み型ベクターの作成においては、放線菌ファージが持つ、宿主ゲノムへのファージDNAの組み込みに必要な組み換え配列を利用することができる。具体的には、例えばφ31ファージのint遺伝子とattPをベクターに挿入すればよい(Bierman, M. et al., (1992) Gene 116: 43-49)。プラスミドを菌体内で保持させ続けるには、通常プラスミドに組み込んだ薬剤耐性遺伝子に対応する薬剤により選択し続ける必要があるが、ゲノム組み込み型の発現ベクターは安定であるため、一度組み換え菌を得た後では、薬剤選択の必要がない点で優れている。   Another embodiment of the expression vector is a genome integration type vector. A genome integration type vector is a vector that, when introduced into actinomycetes, is integrated into the actinomycetes genome and can express the integrated gene from the genome. Prior to introduction into actinomycetes, this vector can also be prepared in the form of a plasmid. In preparing a genome integration type vector, a recombination sequence necessary for integration of phage DNA into a host genome can be used. Specifically, for example, an int gene and attP of φ31 phage may be inserted into a vector (Bierman, M. et al., (1992) Gene 116: 43-49). In order to keep the plasmid in the fungus body, it is usually necessary to continue selection based on the drug corresponding to the drug resistance gene incorporated in the plasmid, but since the genome-integrated expression vector is stable, a recombinant bacterium was obtained once. Later, it is excellent in that there is no need for drug selection.

以上に示した放線菌発現ベクターに本発明のカルボニル還元酵素をコードする遺伝子を組み込み、放線菌に形質転換することにより、本発明の酵素を効率的に生産する形質転換体を得ることが可能である。このような形質転換体の一例としては、受託番号 FERM P−19465として寄託された放線菌が挙げられるが、これに限定されない。   It is possible to obtain a transformant that efficiently produces the enzyme of the present invention by incorporating the gene encoding the carbonyl reductase of the present invention into the actinomycetes expression vector shown above and transforming it into actinomycetes. is there. An example of such a transformant includes actinomycetes deposited under the deposit number FERM P-19465, but is not limited thereto.

本発明の放線菌形質転換体から得られる酵素活性は、好ましくは 0.01 U/mg蛋白質 (無細胞抽出液中のタンパク質1 mg当たりのユニット) 以上、好ましくは0.10 U/mg蛋白質以上、好ましくは0.30 U/mg蛋白質以上、より好ましくは0.50 U/mg蛋白質以上、より好ましくは0.70 U/mg蛋白質以上、より好ましくは0.80 U/mg蛋白質以上、より好ましくは1.00 U/mg蛋白質以上である。ここで1Uの酵素活性とは、本発明による形質転換体から得られた無細胞抽出液において、1分間に1μmolのNADHの減少を触媒する酵素量を言う。酵素活性は、100 mM リン酸カリウム緩衝液(pH 6.5)、0.2 mM NADH、20 mM アセト酢酸エチル、及び上記無細胞抽出液を含む反応液中で30℃で反応させる条件において、測定することができる。本発明による形質転換体は、好ましい態様において、pIJ101 oriなどを含む多コピープラスミド(例えばpSK1127)に組み込まれた形態で放線菌、好ましくはStreptomyces lividans、より好ましくは S. lividans TK21株(Parro, V., et al., 1999, Microbiology 145:2255-2263; Hopwood, D.A. et al. (1985) Genetic Manipulation of Streptomyces: A Laboratory Manual (The John Innes Foundation, Norwich, England))(John Innes Institute, Norwich, England から入手可能) に形質転換することによって得ることができる。   The enzyme activity obtained from the actinomycete transformant of the present invention is preferably 0.01 U / mg protein (unit per 1 mg of protein in the cell-free extract) or more, preferably 0.10 U / mg protein or more, preferably 0.30. U / mg protein or more, more preferably 0.50 U / mg protein or more, more preferably 0.70 U / mg protein or more, more preferably 0.80 U / mg protein or more, more preferably 1.00 U / mg protein or more. Here, 1 U enzyme activity refers to the amount of enzyme that catalyzes the decrease of 1 μmol of NADH per minute in the cell-free extract obtained from the transformant according to the present invention. Enzyme activity can be measured in a reaction solution containing 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5), 0.2 mM NADH, 20 mM ethyl acetoacetate, and the above cell-free extract at 30 ° C. it can. The transformant according to the present invention, in a preferred embodiment, is actinomycetes, preferably Streptomyces lividans, more preferably S. lividans TK21 strain (Parro, V) in a form incorporated into a multicopy plasmid (eg pSK1127) containing pIJ101 ori and the like. , et al., 1999, Microbiology 145: 2255-2263; Hopwood, DA et al. (1985) Genetic Manipulation of Streptomyces: A Laboratory Manual (The John Innes Foundation, Norwich, England)) (John Innes Institute, Norwich, (Available from England).

また本発明は、前記本発明のカルボニル還元酵素、本発明の酵素生産能を獲得した形質転換株、または、その処理物、をケトンに作用させ、生成する光学活性アルコールを回収する工程を含む光学活性アルコールの製造方法に関する。処理物とは、生物細胞に対して、物理処理、生化学的処理、あるいは化学的処理等を行った産物を指す。例えば、形質転換株の破砕物、該形質転換体から得られた粗精製酵素等は処理物に含まれる。生物細胞は、上記酵素を含む細胞もしくは微生物に加え、当該酵素の遺伝子を発現可能に保持する形質転換体も含まれる。また処理物を得るための物理処理には、凍結融解処理、超音波処理、加圧処理、浸透圧差処理、あるいは磨砕処理等が含まれる。また生化学的処理とは、具体的にはリゾチームなどの細胞壁溶解酵素処理を示すことができる。更に、化学的処理としては、界面活性剤、トルエン、キシレン、またはアセトンなどの有機溶媒との接触処理などが挙げられる。このような処理によって細胞膜の透過性を変化させた微生物、あるいはガラスビーズや酵素処理によって菌体を破砕した無細胞抽出液やそれを部分精製したものなどは処理物に含まれる。
また、本発明の微生物菌体あるいは菌体処理物は、たとえばポリアクリルアミド法、含硫多糖ゲル法(κ-カラギーナンゲル法など)、アルギン酸ゲル法、寒天ゲル法、イオン交換樹脂法などの公知方法により固定化して使用することもできる。
The present invention also includes a step of recovering the optically active alcohol produced by allowing the carbonyl reductase of the present invention, the transformed strain having acquired the enzyme producing ability of the present invention, or a treated product thereof to act on a ketone. The present invention relates to a method for producing an active alcohol. The treated product refers to a product obtained by subjecting a biological cell to physical treatment, biochemical treatment, chemical treatment, or the like. For example, a disrupted product of a transformed strain, a crudely purified enzyme obtained from the transformant, and the like are included in the treated product. Biological cells include cells or microorganisms containing the enzyme, as well as transformants that retain the gene of the enzyme so that the gene can be expressed. The physical treatment for obtaining the treated product includes freeze-thaw treatment, ultrasonic treatment, pressure treatment, osmotic pressure difference treatment, grinding treatment, and the like. In addition, the biochemical treatment can specifically indicate cell wall lytic enzyme treatment such as lysozyme. Further, examples of the chemical treatment include contact treatment with an organic solvent such as a surfactant, toluene, xylene, or acetone. Microorganisms whose cell membrane permeability has been changed by such treatment, cell-free extracts obtained by crushing bacterial cells by glass beads or enzyme treatment, and partially purified products thereof are included in the treated product.
In addition, the microbial cells or treated cells of the present invention are known methods such as polyacrylamide method, sulfur-containing polysaccharide gel method (κ-carrageenan gel method, etc.), alginic acid gel method, agar gel method, ion exchange resin method and the like. It can also be used by immobilization.

本発明の製造方法において、微生物、その菌体またはその処理物を反応基質に作用させる方法は任意である。たとえば、溶液中で両者を混合することにより、微生物、その菌体またはその処理物を作用させることができる。あるいは、反応基質の交換が可能な膜を介して微生物、その菌体またはその処理物を作用させることもできる。膜を利用することによって、反応生成物の回収における微生物菌体の分離を省略することができる。あるいは両者を混合する場合には、固定化された微生物、その菌体またはその処理物を用いることによって、反応生成物を容易に分離することができる。   In the production method of the present invention, a method of allowing a microorganism, its fungus body, or its treated product to act on a reaction substrate is arbitrary. For example, by mixing both in a solution, a microorganism, its fungus body or its treated product can be allowed to act. Alternatively, the microorganism, its fungus body, or its treated product can be allowed to act through a membrane capable of exchanging the reaction substrate. By using the membrane, separation of microbial cells in the recovery of the reaction product can be omitted. Or when mixing both, a reaction product can be easily isolate | separated by using the immobilized microorganism, its microbial cell, or its processed material.

反応条件としては、たとえば以下の条件を示すことができる。
pH 4.0から9.0、好ましくはpH 6.0から8.0、
温度15から50℃、好ましくは20から35℃、
反応時間は、4時間から7日間接触させる
As reaction conditions, the following conditions can be shown, for example.
pH 4.0 to 9.0, preferably pH 6.0 to 8.0,
Temperature 15 to 50 ° C, preferably 20 to 35 ° C,
The reaction time is 4 to 7 days.

本発明の製造方法において、微生物、その菌体またはその処理物は、β-ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド還元体(NADH)の存在下で、基質化合物に作用させることができる。一般に微生物による基質の還元反応は、還元エネルギー源を供給することにより増強される。β-ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド還元体は、本発明の製造方法のための還元エネルギー源として望ましい。
本発明において、β-ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド還元体、またはβ-ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸還元体は、これらの化合物を添加することによって供給することができる。また、上記反応に伴って生成する、これら還元エネルギー源の酸化体を、還元体に再生するための反応系を組み合せることもできる。
In the production method of the present invention, the microorganism, its fungus body, or its treated product can be allowed to act on the substrate compound in the presence of β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced form (NADH). In general, the reduction reaction of a substrate by a microorganism is enhanced by supplying a source of reducing energy. β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced form is desirable as a reducing energy source for the production method of the present invention.
In the present invention, a β-nicotinamide adenine dinucleotide reductant or a β-nicotinamide adenine dinucleotide phosphate reductant can be supplied by adding these compounds. In addition, a reaction system for regenerating the oxidant of these reduction energy sources, which is generated along with the above reaction, into a reductant can be combined.

上記還元反応に付随して還元エネルギー源から生成する酸化体の、還元体への再生は、微生物の持つNAD還元能(解糖系、メチロトローフのC1化合物資化経路など)を用いて行うことができる。これらNAD還元能は、反応系にグルコースやエタノール、ギ酸などを添加することにより増強することが可能である。また、NADからNADHを生成する能力を有する微生物やその処理物、酵素を反応系に添加することによっても行うことができる。たとえば、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)などを含む微生物、その処理物、ならびに部分精製もしくは精製酵素を用いてNADHの再生を行うことができる。これらのNADH再生に必要な反応を構成する成分は、本発明によるアルコールの製造のための反応系に添加する、固定化したものを添加する、あるいはNADHの交換が可能な膜を介して接触させることができる。また、本発明のカルボニル還元酵素の持つアルコール酸化活性を利用して、反応系に2−プロパノールや2−オクタノールなど本発明の酵素の酸化反応に適する基質を添加することにより、該酵素自身を用いてNADHの再生を行うこともできる。これらの化合物は、基質ケトンに対してモル比で例えば0.1−20、好ましくは1−15倍過剰に添加することができる。一方、グルコース脱水素酵素、アルコール脱水素酵素などの、NADH(またはNADPH)再生用の酵素は、本発明のカルボニル還元酵素に比較して酵素活性で例えば0.1−100倍、好ましくは0.5−20倍程度添加することができる。 Regeneration of the oxidant generated from the reduction energy source accompanying the reduction reaction to the reductant should be performed using the NAD + reducing ability of the microorganism (such as glycolysis, methylotrophic C1 compound utilization pathway). Can do. These NAD + reducing ability can be enhanced by adding glucose, ethanol, formic acid or the like to the reaction system. Moreover, it can also carry out by adding the microorganisms which have the capability to produce | generate NADH from NAD + , its processed material, and an enzyme to a reaction system. For example, microorganisms containing glucose dehydrogenase, formate dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, amino acid dehydrogenase, organic acid dehydrogenase (malate dehydrogenase, etc.), processed products thereof, and partially purified or purified enzymes NADH can be reproduced using The components constituting the reaction required for NADH regeneration are added to the reaction system for alcohol production according to the present invention, the immobilized component is added, or the membrane is brought into contact via a membrane capable of exchanging NADH. be able to. Further, by utilizing the alcohol oxidation activity of the carbonyl reductase of the present invention, the enzyme itself can be used by adding a substrate suitable for the oxidation reaction of the enzyme of the present invention such as 2-propanol or 2-octanol to the reaction system. NADH can also be reproduced. These compounds can be added in a molar ratio of, for example, 0.1-20, preferably 1-15 times with respect to the substrate ketone. On the other hand, enzymes for regenerating NADH (or NADPH), such as glucose dehydrogenase and alcohol dehydrogenase, have an enzyme activity of, for example, 0.1 to 100 times, preferably 0.8, as compared with the carbonyl reductase of the present invention. About 5 to 20 times can be added.

また還元エネルギー源として、糖類、アルコール類、あるいは糖アルコール類などの存在下で不斉還元反応を行うことにより、さらに効率的な反応が期待できる。使用する還元エネルギーとしては、該微生物が還元エネルギーとして使用できるものであれば、特に制限はなく、例えば糖類としては、グルコース、フルクトース、シュクロース等を用いることができる。アルコール類としては、エタノール、イソプロパノール、グリセロール等が利用できる。またソルビトールなどを糖アルコール類として示すことができる。還元エネルギーのために添加する化合物は、反応基質量に応じて添加することができる。
還元エネルギー源の消費に伴って、反応液のpHに変化が見られる場合には、適当な酸、アルカリを用いてpHを一定範囲内に調節することで、さらに良好な反応性を維持して、反応を行なうことも可能である。
Further, a more efficient reaction can be expected by performing an asymmetric reduction reaction in the presence of sugars, alcohols, sugar alcohols, or the like as a reducing energy source. The reducing energy to be used is not particularly limited as long as the microorganism can be used as reducing energy. For example, glucose, fructose, sucrose, etc. can be used as sugars. As alcohols, ethanol, isopropanol, glycerol and the like can be used. Moreover, sorbitol etc. can be shown as sugar alcohols. The compound added for reducing energy can be added according to the reactive group mass.
If there is a change in the pH of the reaction solution as the reducing energy source is consumed, adjust the pH within a certain range using an appropriate acid or alkali to maintain even better reactivity. It is also possible to carry out the reaction.

また本発明のカルボニル酵素を発現ベクターで発現させる際に、還元体(NADHまたはNADPH)への再生活性の高い微生物を宿主として用いることにより、形質転換体を用いた還元反応において、還元体への再生用の酵素を添加することなく効率的な反応が行える。さらに、還元体への再生に利用可能なグルコース脱水素酵素、アルコール脱水素酵素、ギ酸脱水素酵素、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)などの遺伝子(補酵素再生用脱水素酵素遺伝子)を、本発明のカルボニル還元酵素をコードするDNAと同時に宿主に導入することによって、より効率的に還元体への再生と本発明のカルボニル還元酵素の発現、および還元反応を行うことも可能である。これらの2つもしくはそれ以上の遺伝子の宿主への導入には、不和合性を避けるために複製起源のことなる複数のベクターに別々に遺伝子を導入した組換えベクターにより宿主を形質転換する方法や、単一のベクターに両遺伝子を導入する方法、両方、もしくは、片方の遺伝子を染色体中に導入する方法などを利用することができる。   In addition, when the carbonyl enzyme of the present invention is expressed in an expression vector, a microorganism having high regenerative activity to a reductant (NADH or NADPH) is used as a host, so that the reductant can be converted into a reductant in a reduction reaction using the transformant. An efficient reaction can be performed without adding an enzyme for regeneration. In addition, genes (coenzymes) such as glucose dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, formate dehydrogenase, amino acid dehydrogenase, organic acid dehydrogenase (malate dehydrogenase, etc.) that can be used to regenerate reductants By introducing the dehydrogenase gene for regeneration) into the host simultaneously with the DNA encoding the carbonyl reductase of the present invention, regeneration into the reductant, expression of the carbonyl reductase of the present invention, and reduction reaction are more efficiently performed. It is also possible to perform. In order to introduce these two or more genes into the host, a method of transforming the host with a recombinant vector in which genes are separately introduced into a plurality of vectors different from the origin of replication in order to avoid incompatibility, A method of introducing both genes into a single vector, a method of introducing both genes into a chromosome, or the like can be used.

単一のベクター中に複数の遺伝子を導入する場合には、プロモーター、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。   When introducing multiple genes into a single vector, methods such as linking promoter- and terminator-related regions related to expression control to each gene, or expressing as an operon containing multiple cistrons such as the lactose operon. Is possible.

本発明による光学活性なアルコールの製造方法におけるケトンとしては、好ましくはβ−ケトエステル類、より具体的には2,3'−ジクロロアセトフェノン、アセトフェノン、アセト酢酸エチルなどが挙げられ、これらを基質として光学活性アルコールを製造することができる。   The ketone in the method for producing an optically active alcohol according to the present invention is preferably β-ketoesters, more specifically 2,3′-dichloroacetophenone, acetophenone, ethyl acetoacetate, etc. Active alcohols can be produced.

本発明における反応基質であるケトン、たとえば2,3'−ジクロロアセトフェノンは、目的とする生成物を効率的に生成できるように、反応を阻害しない範囲で、適切な濃度で用いることができる。2,3'−ジクロロアセトフェノンの反応液中における濃度として、たとえば0.1から50%w/v、好ましくは1から20%w/vを示すことができる。
2,3'−ジクロロアセトフェノンは、一般に水に対する溶解度が低い。したがって高濃度の基質を加えても、溶解した基質しか反応しないため、基質の添加量に比べて反応速度が低くなることがある。基質の溶解度を高めるために、メタノール、エタノール、アセトン、テトラハイドロフラン、ジメチルスルホキシドなどの水溶性溶媒を添加することもできる。
2,3'−ジクロロアセトフェノンは、一括(バッチ法)、分割添加(フェドバッチ法)あるいは連続添加(フィード法)等の任意の方法で添加することができる。また、基質、生成物の菌体に対する毒性を低減、回避することを目的として、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソプロピルエーテル、トルエンなどの水に不溶な有機溶媒を添加することもできる。
A ketone, for example, 2,3′-dichloroacetophenone, which is a reaction substrate in the present invention, can be used at an appropriate concentration as long as it does not inhibit the reaction so that the target product can be efficiently produced. The concentration of 2,3′-dichloroacetophenone in the reaction solution can be, for example, 0.1 to 50% w / v, preferably 1 to 20% w / v.
2,3′-dichloroacetophenone generally has low solubility in water. Therefore, even when a high concentration of substrate is added, only the dissolved substrate reacts, and the reaction rate may be lower than the amount of substrate added. In order to increase the solubility of the substrate, a water-soluble solvent such as methanol, ethanol, acetone, tetrahydrofuran, or dimethyl sulfoxide can be added.
2,3′-Dichloroacetophenone can be added by any method such as batch (batch method), divided addition (fed batch method) or continuous addition (feed method). Further, for the purpose of reducing or avoiding the toxicity of the substrate and the product to the microbial cells, an organic solvent insoluble in water such as ethyl acetate, butyl acetate, isopropyl ether and toluene can be added.

本発明の不斉還元反応においては、好気的条件下では通常副生成物が多くなることもある。この場合には、嫌気的、あるいは酸素の制限条件下で反応を行うことにより、高い収率を期待できる。具体的には、たとえば窒素を液中もしくは気相中に通じて反応させることにより、収率の向上を期待できる。
かくして、本発明の反応により、2,3'−ジクロロアセトフェノンは不斉還元され光学活性な (R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールが生成する。生成した光学活性 (R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールは、常法に従って容易に単離することができる。たとえば、反応液から、直接もしくは菌体などの不溶性物質を除去した後、酢酸エチル、ヘキサン、ジエチルエーテルなどで抽出後、これを減圧濃縮することにより、光学活性(R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールを採取することができる。
In the asymmetric reduction reaction of the present invention, by-products may usually increase under aerobic conditions. In this case, a high yield can be expected by performing the reaction under anaerobic or oxygen-limited conditions. Specifically, for example, an improvement in yield can be expected by reacting nitrogen through a liquid or gas phase.
Thus, by the reaction of the present invention, 2,3′-dichloroacetophenone is asymmetrically reduced to produce optically active (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol. The produced optically active (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol can be easily isolated according to a conventional method. For example, after removing insoluble substances such as cells directly or directly from the reaction solution, extraction with ethyl acetate, hexane, diethyl ether, etc., followed by concentration under reduced pressure results in optically active (R) -2,3′- Dichloro-1-phenylethanol can be collected.

さらに反応生成物の純度を上げるには、このものを少量の溶媒に溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを行なうことで高度に精製することができる。
このようにして得られた光学活性(R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールは、苛性ソーダなどのアルカリを等モル以上存在させ、加熱あるいは室温放置することで容易に閉環し、光学活性なメタクロロスチレンオキサイドに変換されうる。
In order to further increase the purity of the reaction product, it can be highly purified by dissolving it in a small amount of solvent and performing silica gel column chromatography.
The optically active (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol thus obtained is easily closed by heating at room temperature or in the presence of an equimolar amount of alkali such as caustic soda. It can be converted to active metachlorostyrene oxide.

以下に、本発明を実施例をあげて説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、本明細書に引用された文献は、本明細書の一部として組み込まれる。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. References cited in this specification are incorporated as a part of this specification.

[実施例1] 放線菌 (Streptomyces coelicolor) のカルボニル還元酵素遺伝子の取得
放線菌 (Streptomyces coelicolor) M145株をYEME培地 (Difco yeast extract 3 g, Difco Bacto-peptone 5g, Oxoid malt extract 3g, Glucose 10 g, Sucrose 340 g, 5 mM MgCl2-6H2O, 0.5% Glycine / L) で培養し、得られた菌体から Hopwood, D. A.ら記載の公知の方法 (Practical Streptomyces Genetics, The John Innes Foundation (2000)) により染色体DNAを調製した。S.coelicolor M145株の AL939131-111 (配列番号:1) をPCRクローニングするため、本遺伝子の5'末端、3'末端の配列をもとに、プライマーSCP-ATG2 (GAAAGATCTAAAGGAGTTCGATCATGAAGGCACTGCAG / 配列番号:14)、SCP-TGA2 (CCGACTAGTTCAGCCGTGGGGCAGGATCACC / 配列番号:15) を合成した。S.coelicolor M145株の染色体DNAを鋳型とし、SCP-ATG2、SCP-TGA2をプライマーとして、PCR (96℃, 30秒、63℃, 30秒、72℃, 2分)を30サイクル行い、特異的な増幅DNAを得た。
[Example 1] Acquisition of Streptomyces coelicolor carbonyl reductase gene Streptomyces coelicolor M145 strain was transformed into YEME medium (Difco yeast extract 3 g, Difco Bacto-peptone 5 g, Oxoid malt extract 3 g, Glucose 10 g) , Sucrose 340 g, 5 mM MgCl 2 -6H 2 O, 0.5% Glycine / L), and from the obtained cells, a known method described by Hopwood, DA et al. (Practical Streptomyces Genetics, The John Innes Foundation (2000 )) To prepare chromosomal DNA. In order to perform PCR cloning of AL939131-111 (SEQ ID NO: 1) of S. coelicolor M145 strain, primer SCP-ATG2 (GAAAGATCTAAAGGAGTTCGATCATGAAGGCACTGCAG / SEQ ID NO: 14) based on the 5 ′ and 3 ′ terminal sequences of this gene SCP-TGA2 (CCGACTAGTTCAGCCGTGGGGCAGGATCACC / SEQ ID NO: 15) was synthesized. Using S.coelicolor M145 strain chromosomal DNA as a template, and using SCP-ATG2 and SCP-TGA2 as primers, perform PCR (96 ° C, 30 seconds, 63 ° C, 30 seconds, 72 ° C, 2 minutes) for 30 cycles for specific Amplified DNA was obtained.

[実施例2] 放線菌由来カルボニル還元酵素遺伝子を発現するプラスミドpSK-SCP1の構築
プラスミドpSK1127(参考例2)をBgl II, Spe Iの2つの制限酵素で二重消化し、実施例1で調製したDNA断片より同酵素で切り出した放線菌由来カルボニル還元酵素遺伝子を含むDNA断片とT4 DNAリガーゼで連結し、大腸菌 (Escherichia coli) JM109株を形質転換してプラスミドpSK-SCP1を得た。得られたプラスミド中の挿入断片は塩基配列を解析し、AL939131-111の塩基配列 (配列番号:1) と一致していることを確認した。なお、該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列番号:2に示す。
[Example 2] Construction of plasmid pSK-SCP1 expressing carbonyl reductase gene derived from actinomycetes Plasmid pSK1127 (Reference Example 2) was double-digested with two restriction enzymes Bgl II and Spe I and prepared in Example 1 The DNA fragment containing the actinomycete-derived carbonyl reductase gene excised from the DNA fragment was ligated with T4 DNA ligase, and Escherichia coli JM109 strain was transformed to obtain plasmid pSK-SCP1. The insert fragment in the obtained plasmid was analyzed for nucleotide sequence, and it was confirmed that it matched with the nucleotide sequence of AL939131-111 (SEQ ID NO: 1). The amino acid sequence of the protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 2.

[実施例3] 放線菌由来カルボニル還元酵素遺伝子の発現
pSK-SCP1で形質転換した放線菌Streptomyces lividans TK21株をアプラマイシン50 mg/Lを含むYEME培地で96時間培養した。得られた菌体を集菌後、密閉式超音波破砕装置 UCD-200TM(コスモバイオ製)で破砕し、遠心分離した上清を無細胞抽出液とした。用いられた形質転換体(pSK-SCP1で形質転換した放線菌Streptomyces lividans TK21株)は、以下のとおり特許生物寄託センターに寄託された。
[Example 3] Expression of actinomycete-derived carbonyl reductase gene
Streptomyces lividans TK21 strain transformed with pSK-SCP1 was cultured for 96 hours in YEME medium containing apramycin 50 mg / L. The obtained cells were collected, crushed with a sealed ultrasonic crusher UCD-200TM (manufactured by Cosmo Bio), and the centrifuged supernatant was used as a cell-free extract. The transformant used (Streptomyces lividans TK21 strain transformed with pSK-SCP1) was deposited at the Patent Organism Depositary as follows.

Streptomyces lividans TK21(pSK-SCP1)の寄託:
(a)寄託機関の名称・あて名
名称:独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター
(旧名称:通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所)
あて名:日本国茨城県つくば市東1丁目1番3号中央第6(郵便番号305-8566)
(b)寄託日 平成15年8月5日
(c)受託番号 FERM P−19465
Deposit of Streptomyces lividans TK21 (pSK-SCP1):
(a) Name and address of depositary institution Name: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Deposit Center (Former name: Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Science and Technology, Ministry of International Trade and Industry)
Address: Central 1-3, East 1-3, East 1-3, Tsukuba, Ibaraki Prefecture, Japan (zip code 305-8566)
(b) Date of deposit August 5, 2003
(c) Accession number FERM P-19465

[実施例4] 放線菌由来カルボニル還元酵素の酵素活性
実施例3で得られた無細胞抽出液を用い、アセト酢酸エチル、2,3’−ジクロロアセトフェノン、アセトフェノン、2−プロパノール、(S)−2−オクタノールを基質とした酵素活性を測定した。還元活性の測定は、100 mM リン酸カリウム緩衝液(pH 6.5)、0.2 mM NADH、20 mM アセト酢酸エチル (2,3’−ジクロロアセトフェノン還元活性測定の場合には2 mM 2,3’−ジクロロアセトフェノン、アセトフェノン還元活性測定の場合には5 mM アセトフェノン)、及び酵素を含む反応液中で、30℃で反応させた。1 Uは、1分間に1μmolのNADHの減少を触媒する酵素量とした。酸化活性の測定は、50 mM トリス−塩酸緩衝液 (pH9.0)、2.5 mM NAD、200 mM 2−プロパノール ((S)−2−オクタノール還元活性測定の場合には5 mM (S)−2−オクタノール)、及び酵素を含む反応液中で、30℃で反応させた。1 Uは、1分間に1μmolのNADHの生成を触媒する酵素量とした。
[Example 4] Enzyme activity of actinomycete-derived carbonyl reductase Using the cell-free extract obtained in Example 3, ethyl acetoacetate, 2,3'-dichloroacetophenone, acetophenone, 2-propanol, (S)- Enzyme activity using 2-octanol as a substrate was measured. The reduction activity was measured using 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5), 0.2 mM NADH, 20 mM ethyl acetoacetate (2 mM 2,3′-dichloro for 2,3′-dichloroacetophenone reduction activity measurement). The reaction was carried out at 30 ° C. in a reaction solution containing acetophenone and 5 mM acetophenone in the case of acetophenone and acetophenone reduction activity measurement) and an enzyme. 1 U was defined as the amount of enzyme that catalyzes the decrease of 1 μmol of NADH per minute. Oxidation activity was measured using 50 mM Tris-HCl buffer (pH 9.0), 2.5 mM NAD, 200 mM 2-propanol (in the case of (S) -2-octanol reduction activity measurement, 5 mM (S) -2. -Octanol) and a reaction solution containing an enzyme were reacted at 30 ° C. 1 U was defined as the amount of enzyme that catalyzes the production of 1 μmol of NADH per minute.

組換え菌から得た無細胞抽出液では、NADH依存的にアセト酢酸エチル還元活性を示し、その比活性は、1.26 U/mg-蛋白質であった。一方、カルボニル還元酵素を挿入していないベクタープラスミドpSK1127で形質転換された S.lividans TK21株から得た無細胞抽出液では、0.0036 U/mg-蛋白質であった。また、組換え菌から得た無細胞抽出液の各基質に対する酵素活性を下表に示す。   The cell-free extract obtained from the recombinant bacterium showed NADH-dependent ethyl acetoacetate reduction activity, and the specific activity was 1.26 U / mg protein. On the other hand, the cell-free extract obtained from the S. lividans TK21 strain transformed with the vector plasmid pSK1127 into which no carbonyl reductase was inserted was 0.0036 U / mg protein. Moreover, the enzyme activity with respect to each substrate of the cell-free extract obtained from the recombinant bacterium is shown in the table below.

Figure 2005095022
Figure 2005095022

[実施例5] 放線菌由来カルボニル還元酵素による (R)−2,3’−ジクロロ−1−フェニルエタノールの合成
200 mM リン酸カリウム緩衝液 (pH 6.5)、1mM NAD、2.5 mM 2,3’−ジクロロアセトフェノン、1 U グルコース脱水素酵素 (Bacillus sp.)、250 mM グルコース、0.1% ウシ血清アルブミン、実施例3で得られた無細胞抽出液 0.05 Uを含む1 mLの反応液を用い、25℃で一晩反応させた。
反応液より2倍量の酢酸エチルを用いて (R)−2,3’−ジクロロ−1−フェニルエタノールを抽出し、脱溶媒後、光学分割カラムを用いた高速液体クロマトグラフィー (カラム, ダイセル化学製キラルセルOJ; 移動相, n−ヘキサン/2−プロパノール (39/1); 検出波長, 254 nm; 流速, 1.0 mL/分) により測定した。保持時間 12.6分で 2,3’−ジクロロアセトフェノン、保持時間18.1分で(R)−2,3’−ジクロロ−1−フェニルエタノール、20.8分で (S)−2,3’−ジクロロ−1−フェニルエタノールが検出された。
その結果、変換率 99.97%で (R)−2,3’−ジクロロ−1−フェニルエタノールを生成しており、その光学純度は 96.5% ee (R)であった。
[Example 5] Synthesis of (R) -2,3'-dichloro-1-phenylethanol by actinomycete-derived carbonyl reductase
200 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5), 1 mM NAD, 2.5 mM 2,3′-dichloroacetophenone, 1 U glucose dehydrogenase (Bacillus sp.), 250 mM glucose, 0.1% bovine serum albumin, Example 3 The reaction was carried out overnight at 25 ° C. using 1 mL of the reaction solution containing 0.05 U of the cell-free extract obtained in.
(R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol was extracted from the reaction solution using twice the amount of ethyl acetate, and after removing the solvent, high performance liquid chromatography using an optical resolution column (column, Daicel chemistry) Chiralcel OJ manufactured; mobile phase, n-hexane / 2-propanol (39/1); detection wavelength, 254 nm; flow rate, 1.0 mL / min). 2,3'-dichloroacetophenone at a retention time of 12.6 minutes, (R) -2,3'-dichloro-1-phenylethanol at a retention time of 18.1 minutes, (S) -2,3'-dichloro-1- at 20.8 minutes Phenylethanol was detected.
As a result, (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol was produced at a conversion rate of 99.97%, and its optical purity was 96.5% ee (R).

[参考例1] L11リボゾームタンパク遺伝子(rplK)プロモーター領域を用いた発現カセットの構築
発現カセットの構築に際しては、約280bpのS. griseusのrplK遺伝子プロモーター領域 (配列番号:6) を、組換えプラスミドpP34 (Kawamoto, S. et al., 1997, Mol. Gen. Genet. 255:549-560) を鋳型としてPCR増幅した。なおPCR産物の5'末端と3'末端にそれぞれ制限酵素認識配列BamHIとEcoRIを導入した。また、約340 bpのS. griseusのssgA遺伝子ターミネーター領域 (配列番号:13) を組換えプラスミド pNY22 (Kawamoto, S. and J.C. Ensign, 1995, Actinomycetologica 9:136-151)を鋳型としてPCR増幅した。なおPCR産物の5'末端と3'末端にそれぞれ制限酵素認識配列EcoRIとBamHIを導入した。ベクターpGEM3Zf(-) (Promega社) をEcoRIで切断し、Klenow enzymeでfill inした後、セルフライゲーションして、クローニング部位のEcoRI認識配列を潰したプラスミドpGΔEを文献(Maniatis, T., E. F. Fritsch, and J. Sanbrook. 1982. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor)記載の方法に準じて構築した。次に、プライマー L11PBamF (5'-GCCAGGATCCACGAGATCAACGCCG-3'/配列番号:16) (下線部は制限酵素部位) および L11PEcoR (5'-TTGGGAGGAATTCCTCTCTCCGGG-3'/配列番号:17) を用いて、rplKプロモーター領域をPCRにより増幅し、280bpのPCR産物を得た後、BamHIおよびEcoRIで切断した。また、プライマー SsgATerEF (5'-GGGTGAATTCGACGGCAACCTG-3'/配列番号:18) および SsgATerBR (5'-GTATCCGGATCCGGAGGGACC-3'/配列番号:19) を用いて、ssgAターミネーター領域をPCRにより増幅し、350 bp産物を得た後、BamHIおよびEcoRIで切断した。pGΔEをBamHI切断後、BAP処理し、制限酵素処理したrplKプロモーター領域とssgAターミネーター領域のPCR産物をライゲーションし、組換えプラスミドpSK200を作製した。5'末端をキナーゼでリン酸化したプライマー PlinkF (5'-AATTCAGATCTTTAAATATTACTAGTAAGCTTG-3'/配列番号:20)および PlinkR (5'-AATTCAAGCTTACTAGTAATATTTAAAGATCTG-3'/配列番号:21) をアニーリングして、複数の制限酵素認識配列(高GC含量のDNAを持つ放線菌では稀にしか存在しないATリッチな制限酵素認識配列)を持つ合成DNAリンカーを作成し、これを制限酵素EcoRI(rplK遺伝子プロモーター領域とssgA遺伝子ターミネーター領域の接続部に唯一認識配列が存在)で切断したpSK200に挿入して組換えプラスミドpSK201を作製した。このプラスミドには、制限酵素BamHIで切り出し可能なrplK遺伝子プロモーター - クローニング部位 - ssgA遺伝子ターミネーターから構成される約700bp発現DNAカセットが挿入されている。
[Reference Example 1] Construction of expression cassette using L11 ribosomal protein gene (rplK) promoter region When constructing an expression cassette, an approximately 280 bp S. griseus rplK gene promoter region (SEQ ID NO: 6) was used as a recombinant plasmid. PCR amplification was performed using pP34 (Kawamoto, S. et al., 1997, Mol. Gen. Genet. 255: 549-560) as a template. Restriction enzyme recognition sequences BamHI and EcoRI were introduced into the 5 ′ end and 3 ′ end of the PCR product, respectively. In addition, the ssgA gene terminator region of S. griseus (SEQ ID NO: 13) of about 340 bp was PCR amplified using the recombinant plasmid pNY22 (Kawamoto, S. and JC Ensign, 1995, Actinomycetologica 9: 136-151) as a template. Restriction enzyme recognition sequences EcoRI and BamHI were introduced into the 5 ′ end and 3 ′ end of the PCR product, respectively. The vector pGEM3Zf (-) (Promega) was digested with EcoRI, filled in with Klenow enzyme, self-ligated, and the plasmid pGΔE in which the EcoRI recognition sequence at the cloning site was crushed was obtained from the literature (Maniatis, T., EF Fritsch, and J. Sanbrook. 1982. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor). Next, using primers L11PBamF (5′-GCCA GGATCC ACGAGATCAACGCCG-3 ′ / SEQ ID NO: 16) (underlined is a restriction enzyme site) and L11PEcoR (5′-TTGGGAG GAATTC CTCTCTCCGGG-3 ′ / SEQ ID NO: 17) The rplK promoter region was amplified by PCR to obtain a 280 bp PCR product, which was then cleaved with BamHI and EcoRI. In addition, the ssgA terminator region was amplified by PCR using primers SsgATerEF (5'-GGGT GAATTC GACGGCAACCTG-3 '/ SEQ ID NO: 18) and SsgATerBR (5'-GTATCC GGATCC GGAGGGACC-3' / SEQ ID NO: 19). After obtaining a 350 bp product, it was cleaved with BamHI and EcoRI. pGΔE was cleaved with BamHI, BAP-treated, and the restriction enzyme-treated rplK promoter region and ssgA terminator region PCR products were ligated to prepare a recombinant plasmid pSK200. Primers PlinkF (5'-AATTCAGATCTTTAAATATTACTAGTAAGCTTG-3 '/ SEQ ID NO: 20) and PlinkR (5'-AATTCAAGCTTACTAGTAATATTTAAAGATCTG-3' / SEQ ID NO: 21) annealed at the 5 'end with a kinase are used to produce a plurality of restriction enzymes. A synthetic DNA linker having a recognition sequence (AT-rich restriction enzyme recognition sequence rarely present in actinomycetes with high GC content DNA) was prepared, and this was used as a restriction enzyme EcoRI (rplK gene promoter region and ssgA gene terminator region). The recombinant plasmid pSK201 was prepared by inserting it into pSK200 cleaved in the presence of a unique recognition sequence at the junction. An about 700 bp expression DNA cassette composed of an rplK gene promoter that can be excised with the restriction enzyme BamHI, a cloning site, and an ssgA gene terminator is inserted into this plasmid.

[参考例2] 発現プラスミドの構築
1.発現ベクターpSK210
pSK201を鋳型として、プライマー L11PSK (5'-GTCGGGATCCTCGGCCGCGAG-3'/配列番号:22) および SsgATerBR (5'-GTATCCGGATCCGGAGGGACC-3'/配列番号:19) を用いて発現DNAカセットをPCR増幅した。なおPCR産物の5'末端 と3'末端に制限酵素認識配列BamHIを導入した。5'末端のBamHI認識配列は、DNA発現カセットのrplK遺伝子プロモーター5'末端部に存在するBglII認識配列を除去するため導入した。BamHIで切断した650bp PCR産物を放線菌 - 大腸菌シャトルベクターpV1(Kawamoto, S. et al., 1997, Microbiology 143:1077-1086)のBglIIクローニングサイトに挿入し発現ベクターpSK210を作製した(図1)。
pSK210は放線菌で低コピー型であり、選択マーカーはアンピシリン耐性(amp; 大腸菌)、チオストレプトン耐性(tsr; 放線菌)およびハイグロマイシン耐性(hyg; 放線菌)である。
[Reference Example 2] Construction of expression plasmid Expression vector pSK210
PCR amplification of expression DNA cassette using pSK201 as a template and primers L11PSK (5'-GTCG GGATCC TCGGCCGCGAG-3 '/ SEQ ID NO: 22) and SsgATerBR (5'-GTATCC GGATCC GGAGGGACC-3' / SEQ ID NO: 19) did. The restriction enzyme recognition sequence BamHI was introduced into the 5 ′ end and 3 ′ end of the PCR product. The BamHI recognition sequence at the 5 ′ end was introduced to remove the BglII recognition sequence present at the 5 ′ end of the rplK gene promoter in the DNA expression cassette. The 650 bp PCR product cleaved with BamHI was inserted into the BglII cloning site of the actinomyces-E. Coli shuttle vector pV1 (Kawamoto, S. et al., 1997, Microbiology 143: 1077-1086) to prepare the expression vector pSK210 (FIG. 1). .
pSK210 is actinomycete, a low copy type, and selectable markers are ampicillin resistance (amp; E. coli), thiostrepton resistance (tsr; actinomycetes) and hygromycin resistance (hyg; actinomycetes).

2.発現ベクターpSK220
上記のBamHIで切断した650bp PCR産物を放線菌多コピーベクターpIJ702 (Katz E. et al., 1983, J. Gen. Microbiol., 129: 2703-2714)のBglIIクローニングサイトに挿入し、多コピー型の発現ベクターpSK220を作製した(図2A)。本プラスミドの選択マーカーはチオストレプトン耐性である。
2. Expression vector pSK220
The above-mentioned 650 bp PCR product cleaved with BamHI is inserted into the BglII cloning site of the actinomyces multicopy vector pIJ702 (Katz E. et al., 1983, J. Gen. Microbiol., 129: 2703-2714) to obtain a multicopy type. An expression vector pSK220 was prepared (FIG. 2A). The selection marker for this plasmid is thiostrepton resistance.

3.放線菌 - 大腸菌シャトルベクターpSK1955
ベクターpBluescript SK(+) (Stratagene社製) を鋳型として、プライマー PBlueT7C (5'-CGCTGGCATATGTAGCGGTCACGCTGCGCG-3'/配列番号:23) および PBlueT3N (5'-GCTGGGACGTCAGGTTTCCCGACTGGAAAG-3'/配列番号:24) を用いて、このプラスミドの約580bpのマルチクローニング部位-lacZ遺伝子領域をPCR増幅した。なおPCR産物の5'末端と3'末端にそれぞれ制限酵素認識配列AatIIとNdeIを導入した。AatIIとNdeI で切断したPCR産物、放線菌多コピーベクターpIJ702から調製した約2.9 kbのNdeI-PstI DNA断片(放線菌での複製に必要なrep遺伝子とpIJ101 oriを含む)および放線菌ゲノム組込型ベクターpIJ8600 (Sun, J. et al., Microbiology 145: 2221-2227) から調製した約2.4 kbのAatII-PstI DNA断片(アプラマイシン耐性遺伝子であるacc(3)IVとpUC18 oriを含む)を連結することにより、放線菌 - 大腸菌シャトルベクターpSK1955を作製した(図2B)。pSK1955は放線菌で多コピー型であり、選択マーカーはアプラマイシン耐性(大腸菌・放線菌)である。
3. Actinomycetes-E. coli shuttle vector pSK1955
Using the vector pBluescript SK (+) (Stratagene) as a template, primers PBlueT7C (5'-CGCTGG CATATG TAGCGGTCACGCTGCGCG-3 '/ SEQ ID NO: 23) and PBlueT3N (5'-GCTGG GACGTC AGGTTTCCCGACTGGAAAG-3' / SEQ ID NO: 24 ) Was used to PCR amplify the approximately 580 bp multicloning site-lacZ gene region of this plasmid. Restriction enzyme recognition sequences AatII and NdeI were introduced at the 5 ′ end and 3 ′ end of the PCR product, respectively. PCR product cleaved with AatII and NdeI, approximately 2.9 kb NdeI-PstI DNA fragment (including rep gene required for replication in actinomycetes and pIJ101 ori) prepared from actinomyces multicopy vector pIJ702, and actinomycetes genome integration About 2.4 kb AatII-PstI DNA fragment (including apramycin resistance gene acc (3) IV and pUC18 ori) prepared from the type vector pIJ8600 (Sun, J. et al., Microbiology 145: 2221-2227) Ligation produced the actinomycetes-E. Coli shuttle vector pSK1955 (FIG. 2B). pSK1955 is a multi-copy type actinomycete and the selection marker is apramycin resistance (E. coli / actinomycetes).

4.発現ベクターpSK1127
pSK220を鋳型として、プライマー L11ClaF (5'-CCTCATCGATATCTTCGGCCGCGAGACCCC-3'/配列番号:25) (BglII siteの除去のため) およびSsgATmNde (5'-CTGGCATATGCGGGCGCGGCGCTGCCACTG-3'/配列番号:26) を用いてPCRにより605bp発現DNAカセットを増幅した。なおPCR産物の5'末端 と3'末端にそれぞれ制限酵素認識配列ClaIとNdeIを導入した。ClaIとNdeI で切断したPCR産物、およびベクターpSK1955から調製した約5.1 kbのClaI-NdeI DNA断片(rep遺伝子, pIJ101 ori, acc(3)IV遺伝子とpUC18 oriを含む)を連結することにより発現ベクターpSK1127を作製した(図3A)。放線菌 - 大腸菌シャトルベクターのpSK1127は放線菌で多コピー型のであり、選択マーカーはアプラマイシン耐性(大腸菌・放線菌)である。
4). Expression vector pSK1127
Using pSK220 as a template, primers L11ClaF (5'-CCTC ATCGAT ATCTTCGGCCGCGAGACCCC-3 '/ SEQ ID NO: 25) (for removal of BglII site) and SsgATmNde (5'-CTGG CATATG CGGGCGCGGCGCTGCCACTG-3' / SEQ ID NO: 26) The 605 bp expression DNA cassette was amplified by PCR. Restriction enzyme recognition sequences ClaI and NdeI were introduced into the 5 ′ end and 3 ′ end of the PCR product, respectively. An expression vector by ligating a PCR product cleaved with ClaI and NdeI and an approximately 5.1 kb ClaI-NdeI DNA fragment (including rep gene, pIJ101 ori, acc (3) IV gene and pUC18 ori) prepared from vector pSK1955 pSK1127 was produced (FIG. 3A). Actinomycetes-The E. coli shuttle vector pSK1127 is actinomycetes and is multicopy and the selectable marker is apramycin resistance (E. coli / actinomycetes).

5.発現ベクターpSK811
pSK220を鋳型として、プライマー L11ClaF (5'-CCTCATCGATATCTTCGGCCGCGAGACCCC-3'/配列番号:25) (BglII siteの除去のため) および SsgATerBR (5'-GTATCCGGATCCGGAGGGACC-3'/配列番号:19)を用いてPCRにより655bp発現DNAカセットを増幅した。なおPCR産物の5'末端 と3'末端にそれぞれ制限酵素認識配列ClaIとBamHIを導入した。ClaIとBamHI で切断したPCR産物、およびゲノム組込型ベクターpIJ8600から調製した約6.3 kbのClaI-BglII DNA断片(ゲノム組込に必要なφ31ファージのint遺伝子とattP, RK2 oriT, acc(3)IV遺伝子およびpUC18 oriを含む)を連結することにより発現ベクターpSK811を作製した(図3B)。放線菌-大腸菌シャトルベクターのpSK811はゲノム組込型であり、選択マーカーはアプラマイシン耐性(大腸菌・放線菌)である。
5). Expression vector pSK811
Using pSK220 as a template, primers L11ClaF (5'-CCTC ATCGAT ATCTTCGGCCGCGAGACCCC-3 '/ SEQ ID NO: 25) (for removal of BglII site) and SsgATerBR (5'-GTATCC GGATCC GGAGGGACC-3' / SEQ ID NO: 19) The 655 bp expression DNA cassette was amplified by PCR. Restriction enzyme recognition sequences ClaI and BamHI were introduced into the 5 ′ end and 3 ′ end of the PCR product, respectively. An approximately 6.3 kb ClaI-BglII DNA fragment prepared from the PCR product cleaved with ClaI and BamHI and the genome integration vector pIJ8600 (int31 gene of phage 31 necessary for genome integration and attP, RK2 oriT, acc (3) The expression vector pSK811 was prepared by ligating IV gene (including pUC18 ori) (FIG. 3B). The actinomycetes-Escherichia coli shuttle vector pSK811 is a genome integration type, and the selection marker is apramycin resistance (E. coli / actinomycetes).

[参考例3] 放線菌由来カルボニル還元酵素遺伝子を含有するプラスミドpSE-PAR1の構築
AL939131-111 (配列番号:1) の5'末端、3'末端の配列をもとに、プライマーScoPAR-ATG1 (CGATCATGAAAGCACTGCAGTACCGCAC / 配列番号:27)、ScoPAR-TAA1 (CAGTCTAGATTAGCCGTGTGGCAGGATCACCGCG / 配列番号:28) を合成した。実施例2で構築したプラスミドpSK-SCP1を鋳型とし、ScoPAR-ATG1、ScoPAR-TAA1をプライマーとして、PCR (96℃, 30秒、58℃, 30秒、72℃, 1分20秒)を30サイクル行い、特異的な増幅DNAを得た。
得られたDNA断片をBspHI, XbaIの2つの制限酵素で二重消化し、プラスミドpSE420D (特開2000-189170) をNcoI, XbaIの2つの制限酵素で二重消化した断片とT4 DNAリガーゼで連結し、大腸菌 (Escherichia coli) JM109株を形質転換してプラスミドpSE-PAR1を得た。得られたプラスミド中の挿入断片は塩基配列を解析し、AL939131-111の塩基配列 (配列番号:1) と、PCRプライマーにより変異を加えた部分以外は一致していることを確認した。なお、該遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列番号:2に示す。
[Reference Example 3] Construction of plasmid pSE-PAR1 containing carbonyl reductase gene derived from actinomycetes
Synthesis of primers ScoPAR-ATG1 (CGATCATGAAAGCACTGCAGTACCGCAC / SEQ ID NO: 27) and ScoPAR-TAA1 (CAGTCTAGATTAGCCGTGTGGCAGGATCACCGCG / SEQ ID NO: 28) based on the 5 'and 3' end sequences of AL939131-111 (SEQ ID NO: 1) did. 30 cycles of PCR (96 ° C, 30 seconds, 58 ° C, 30 seconds, 72 ° C, 1 minute 20 seconds) using the plasmid pSK-SCP1 constructed in Example 2 as a template and ScoPAR-ATG1 and ScoPAR-TAA1 as primers The specific amplified DNA was obtained.
The resulting DNA fragment was double-digested with two restriction enzymes BspHI and XbaI, and the plasmid pSE420D (JP 2000-189170) was double-digested with two restriction enzymes NcoI and XbaI and ligated with T4 DNA ligase. Then, Escherichia coli JM109 strain was transformed to obtain plasmid pSE-PAR1. The insert fragment in the obtained plasmid was analyzed for the nucleotide sequence, and it was confirmed that it matched the nucleotide sequence of AL939131-111 (SEQ ID NO: 1) except for the portion mutated by the PCR primer. The amino acid sequence of the protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 2.

[参考例4] 放線菌由来カルボニル還元酵素遺伝子の大腸菌での発現
pSE-PAR1で形質転換した大腸菌(Escherichia coli) JM109株をアンピシリン50 mg/Lを含むLB培地(1%バクト−トリプトン、0.5%バクト−酵母エキス、1%塩化ナトリウム)で終夜培養し、0.1 mM IPTGを加え、さらに4時間培養を行った。得られた菌体を集菌後、密閉式超音波破砕装置 UCD-200TM(コスモバイオ製)で破砕し、遠心分離した上清を無細胞抽出液とした。
得られた無細胞抽出液のアセト酢酸エチルを基質とした酵素活性を実施例4に記載の方法で測定したが、NADH依存的なアセト酢酸エチル還元活性は見られなかった。
[Reference Example 4] Expression of actinomycete-derived carbonyl reductase gene in Escherichia coli
Escherichia coli JM109 transformed with pSE-PAR1 is cultured overnight in LB medium (1% bacto-tryptone, 0.5% bacto-yeast extract, 1% sodium chloride) containing ampicillin 50 mg / L, and 0.1 mM. IPTG was added and further cultured for 4 hours. The obtained cells were collected, crushed with a sealed ultrasonic crusher UCD-200TM (manufactured by Cosmo Bio), and the centrifuged supernatant was used as a cell-free extract.
The enzyme activity of the obtained cell-free extract using ethyl acetoacetate as a substrate was measured by the method described in Example 4, but no NADH-dependent ethyl acetoacetate reduction activity was observed.

本発明により、光学活性アルコールの製造に有用な新規カルボニル還元酵素、該酵素を高レベルで発現することができるベクター、該ベクターが導入された宿主細胞、該酵素の製造方法、および該酵素を利用した高光学純度の光学活性アルコールの製造方法が提供された。本発明によれば、ケトンのカルボニルを還元して高純度の光学活性アルコールを生成させることができる。例えば、光学活性α−ハロフェニルエタノール誘導体は、各種医薬品、農薬の原料あるいは合成中間体として有用な光学活性スチレンオキサイド誘導体へと極めて容易に誘導することができる化合物であり、特に光学活性メタクロロスチレンオキサイドは、β3アドレノレセプターアゴニストの合成中間体として、極めて重要な化合物である。本発明によれば、この光学活性なメタクロロスチレンオキサイドに誘導される(R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールを非常に高い光学純度で製造することが可能である。   According to the present invention, a novel carbonyl reductase useful for the production of an optically active alcohol, a vector capable of expressing the enzyme at a high level, a host cell into which the vector has been introduced, a method for producing the enzyme, and use of the enzyme A method for producing an optically active alcohol with high optical purity was provided. According to the present invention, a carbonyl of a ketone can be reduced to produce a high purity optically active alcohol. For example, optically active α-halophenylethanol derivatives are compounds that can be very easily derived into optically active styrene oxide derivatives that are useful as raw materials or synthetic intermediates for various pharmaceuticals, agricultural chemicals, and in particular optically active metachlorostyrene. Oxides are extremely important compounds as synthetic intermediates for β3 adrenoceptor agonists. According to the present invention, (R) -2,3′-dichloro-1-phenylethanol derived from this optically active metachlorostyrene oxide can be produced with very high optical purity.

pSK210の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of pSK210. pSK220(パネルA)およびpSK1955(パネルB)の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of pSK220 (panel A) and pSK1955 (panel B). pSK1127(パネルA)およびpSK811(パネルB)の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of pSK1127 (panel A) and pSK811 (panel B).

Claims (8)

次の(a)から(e)のいずれかに記載のタンパク質からなり、下記(1)および(2)に示す理化学的性質を有するカルボニル還元酵素。
(a)配列番号:1に記載の塩基配列を含むポリヌクレオチドがコードするタンパク質。
(b)配列番号:2に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質。
(c)配列番号:2に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を含むタンパク質。
(d)配列番号:2に記載のアミノ酸配列と70%以上の相同性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質。
(e)配列番号:1に記載の塩基配列の相補配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドがコードするタンパク質。
(1)作用
還元型β−ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドを補酵素として、ケトンを還元し、(S)体アルコールを生成する。
(2)基質特異性
2,3'−ジクロロアセトフェノンを還元して、70%より大きい不斉選択性(>70%ee)で (R)−2,3'−ジクロロ−1−フェニルエタノールを生成する。
A carbonyl reductase comprising the protein according to any one of (a) to (e) below and having the physicochemical properties shown in the following (1) and (2).
(A) a protein encoded by a polynucleotide comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
(B) A protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
(C) A protein comprising an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
(D) A protein comprising an amino acid sequence having 70% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
(E) a protein encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a complementary sequence of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
(1) Action The reduced β-nicotinamide adenine dinucleotide is used as a coenzyme to reduce the ketone to produce (S) alcohol.
(2) Substrate specificity Reduction of 2,3'-dichloroacetophenone to produce (R) -2,3'-dichloro-1-phenylethanol with asymmetric selectivity greater than 70% (> 70% ee) To do.
請求項1に記載のカルボニル還元酵素をコードするベクター。   A vector encoding the carbonyl reductase according to claim 1. ストレプトマイセス (Streptomyces) 属細菌の少なくとも1つで該酵素を発現する、請求項2に記載のベクター。   The vector according to claim 2, wherein the enzyme is expressed in at least one bacterium belonging to the genus Streptomyces. 該ベクターが、L11タンパク質遺伝子のプロモーターの下流に該酵素をコードするDNAが機能的に連結されたDNAを含む、請求項2または3に記載のベクター。   The vector according to claim 2 or 3, wherein the vector comprises DNA in which the DNA encoding the enzyme is operably linked downstream of the promoter of the L11 protein gene. 請求項2に記載のベクターで形質転換された形質転換体。   A transformant transformed with the vector according to claim 2. ストレプトマイセス (Streptomyces) 属である、請求項5に記載の形質転換体。   The transformant according to claim 5, which belongs to the genus Streptomyces. 請求項5または6に記載の形質転換体を培養し、発現したカルボニル還元酵素を回収する工程を含む、カルボニル還元酵素の製造方法。   A method for producing a carbonyl reductase, comprising a step of culturing the transformant according to claim 5 or 6 and collecting the expressed carbonyl reductase. 請求項1に記載のカルボニル還元酵素、該酵素をコードするベクターで形質転換された形質転換体、もしくは該形質転換体の処理物をケトンに接触させ、生成する光学活性アルコールを採取する工程を含む、光学活性アルコールの製造方法。   A step of contacting the ketone with the carbonyl reductase according to claim 1, a transformant transformed with a vector encoding the enzyme, or a treated product of the transformant, and collecting the optically active alcohol produced. The manufacturing method of optically active alcohol.
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