JP2006314224A - Method for producing aromatic monohydroxy compound, and aromatic monohydroxy compound obtained thereby - Google Patents

Method for producing aromatic monohydroxy compound, and aromatic monohydroxy compound obtained thereby Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To readily and efficiently obtain an aromatic monohydroxy compound from an aromatic compound. <P>SOLUTION: The aromatic monohydroxy compound, e.g. monohydroxydibenzothiophene is produced by bringing a microorganism in which the enzyme activity of a polycyclic aromatic compound-splitting enzyme (bphB) is inhibited by gene-breaking, expression inhibition, use of inhibitor, or the like, or a cell content of the microorganism, e.g. the microorganism of the genus Sphingomonas into contact with the aromatic compound, e.g. dibenzothiophene. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、芳香族モノヒドロキシ体の製造方法及びそれにより得られた芳香族モノヒドロキシ体に関する。   The present invention relates to a method for producing an aromatic monohydroxy body and an aromatic monohydroxy body obtained thereby.

多環芳香族化合物にヒドロキシル基が付加した化合物は、石油製品をはじめ、除草剤、医薬品などさまざまな製品の原料となりうる物質であることから、常温常圧で生産可能である微生物を用いたバイオプロセス生産を目的とした研究が多数行われてきた。バイオプロセスを用いた工業製品の生産はコスト面で優れており、環境にも優しい技術として従来の化学合成に代わる技術として期待されている。   A compound in which a hydroxyl group is added to a polycyclic aromatic compound is a substance that can be used as a raw material for various products such as petroleum products, herbicides, and pharmaceuticals. Many studies have been conducted for process production. The production of industrial products using bioprocesses is excellent in terms of cost, and is expected as an alternative to conventional chemical synthesis as an environmentally friendly technology.

モノオキシゲナーゼによる多環芳香族化合物(PAH)のヒドロキシ化について、森らは、白色腐朽菌(Phlebia lindtneri)のP450モノキシゲナーゼが、ジベンゾジオキシン(DBD)、ジベンゾフラン(DBF)、ビフェニル(BPH)の位置特異的なヒドロキシル化を担っていることを報告している(非特許文献1)。また、糸状菌や酵母ではヒドロキシ化合物を介した多環芳香族化合物の分解に関する報告がいくつかある(例えば、非特許文献2)。
しかし、白色腐朽菌は、基質のヒドロキシル化のみを担っており、それ以降は分解が進行しない。
一方、単環のベンゼン、トルエンについては、モノヒドロキシ化合物を介した環開裂型分解経路が存在していることが明らかとなっている(非特許文献3)。また微生物を用いた各種芳香環ジオキシゲナーゼを用いてジヒドロジオール等を得ることができることが報告されている(特許文献1乃至4)。
Appl.Microbiol.Biotechnol., 60, 200-205, (2002) Appl.Environ.Microbiol., 67(4), 1551-1557, (2001) Aldrichimia Acta, Vol. 32,(2), 35-62, (1999) 特開平5−130875号公報 特開平6−181789号公報 特開2003−269号公報 特開2003−93087号公報
Regarding the hydroxylation of polycyclic aromatic compounds (PAH) by monooxygenase, Mori et al., P450 monoxygenase of white rot fungi (Phlebia lindtneri) is position specific of dibenzodioxin (DBD), dibenzofuran (DBF), biphenyl (BPH) Have been reported to be responsible for basic hydroxylation (Non-patent Document 1). In addition, in filamentous fungi and yeast, there are some reports on the degradation of polycyclic aromatic compounds via hydroxy compounds (for example, Non-Patent Document 2).
However, white rot fungi are only responsible for hydroxylation of the substrate, and the decomposition does not proceed thereafter.
On the other hand, it has been clarified that monocyclic benzene and toluene have a ring-cleavage decomposition pathway via a monohydroxy compound (Non-patent Document 3). It has also been reported that dihydrodiols can be obtained using various aromatic ring dioxygenases using microorganisms (Patent Documents 1 to 4).
Appl.Microbiol.Biotechnol., 60, 200-205, (2002) Appl.Environ.Microbiol., 67 (4), 1551-1557, (2001) Aldrichimia Acta, Vol. 32, (2), 35-62, (1999) JP-A-5-130875 JP-A-6-181789 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-269 JP 2003-93087 A

芳香族化合物を直接モノヒドロキシ化できれば、少ない工程で効率よくモノヒドロキシ体を得ることができる。
従って、本発明は、芳香族化合物から簡便に且つ効率よく芳香族化合物モノヒドロキシ体を得ることを目的としている。
If the aromatic compound can be directly monohydroxylated, a monohydroxy compound can be efficiently obtained with few steps.
Accordingly, an object of the present invention is to obtain an aromatic compound monohydroxy form simply and efficiently from an aromatic compound.

本発明の芳香族モノヒドロキシ体の製造方法は、芳香族化合物を、多環芳香族化合物分解酵素(bphB)の酵素活性が抑制された微生物又はその微生物の細胞内容物と接触させることを特徴としている。
ここで、前記bphBの酵素活性の抑制が、bphB遺伝子の発現抑制及び遺伝子破壊並びにbphBの活性阻害剤の使用からなる群より選択された少なくとも1つによって行われることが好ましい。
本発明の芳香族モノヒドロキシ体は、前記製造方法によって得られたものである。
The method for producing an aromatic monohydroxy product of the present invention is characterized in that an aromatic compound is contacted with a microorganism in which the enzyme activity of a polycyclic aromatic compound-degrading enzyme (bphB) is suppressed or the cell contents of the microorganism. Yes.
Here, the suppression of bphB enzyme activity is preferably performed by at least one selected from the group consisting of suppression of bphB gene expression and gene disruption and use of bphB activity inhibitors.
The aromatic monohydroxy body of the present invention is obtained by the above production method.

本発明では、bphBの酵素活性が抑制された微生物又はその微生物の細胞内容物を用いるので、芳香族化合物の分解経路が不完全となる。この結果、ジヒドロキシ体ではなくモノヒドロキシ体が生成する。   In the present invention, since a microorganism in which bphB enzyme activity is suppressed or the cell contents of the microorganism is used, the degradation pathway of the aromatic compound becomes incomplete. As a result, a monohydroxy form is generated instead of a dihydroxy form.

本発明によれば、芳香族化合物から、簡便に且つ効率よく芳香族モノヒドロキシ体を得ることができる。   According to the present invention, an aromatic monohydroxy product can be easily and efficiently obtained from an aromatic compound.

本発明の芳香族モノヒドロキシ体の製造方法は、芳香族化合物を、bphBの酵素活性が抑制された微生物又は微生物の細胞内容物と接触させることを含む。
一般に多芳香族化合物の分解経路としては、ジオールを介した経路のみが知られており、例えばジベンゾチオフェンの分解経路としては、図1に挙げるいわゆる児玉経路のみが科学的に証明されているにすぎない。
本発明の製造方法では、この経路に関与するbphBの酵素活性が抑制されている微生物又は微生物の細胞内容物を用いる。この結果、芳香族化合物の分解経路が不完全となって、合成のメカニズムの詳細は不明であるが、ジヒドロキシ体を副生することなく芳香族化合物が直接ヒドロキシル化され、一段階反応で簡便に且つ効率よくモノヒドロキシ体が得られる。本方法により得られたモノヒドロキシ体は、例えば他の微生物由来のジオキシゲナーゼ等を用いた経路と比較して、高い純度のものである。
The method for producing an aromatic monohydroxy body of the present invention includes contacting an aromatic compound with a microorganism in which the enzyme activity of bphB is suppressed or the cell contents of the microorganism.
In general, only the diol-mediated pathway is known as the degradation pathway of polyaromatic compounds. For example, only the so-called Kodama pathway shown in FIG. 1 has been scientifically proven as the degradation pathway of dibenzothiophene. Absent.
In the production method of the present invention, a microorganism in which the enzyme activity of bphB involved in this pathway is suppressed or the cell contents of the microorganism are used. As a result, the degradation pathway of the aromatic compound becomes incomplete, and the details of the mechanism of synthesis are unknown. However, the aromatic compound is directly hydroxylated without by-production of the dihydroxy compound, and it can be conveniently used in a one-step reaction. And a monohydroxy body can be obtained efficiently. The monohydroxy form obtained by this method has a high purity as compared with, for example, a route using dioxygenase derived from other microorganisms.

bphBは微生物に存在し、2以上の芳香環及びヘテロ原子を含む芳香環を有する多環芳香族化合物を分解することができる酵素であり、bphBタンパク質はいわゆる短鎖型脱水素酵素として知られている。bphBタンパク質の結晶構造は、HulsmeyerらによりBurkholderia sp. LB400株由来のbphBで最初に決定された(Protein Sci., 7(6), 1286-93, (1998).)。Burkholderia sp. LB400株はさまざまなポリ塩化ビフェニル(BPH)に対して基質特異性をもっており、下記のような環開裂型分解経路にてビフェニルを分解、資化する。   bphB is an enzyme that exists in microorganisms and is capable of degrading polycyclic aromatic compounds having two or more aromatic rings and aromatic rings containing heteroatoms, and bphB protein is known as a so-called short chain dehydrogenase. Yes. The crystal structure of the bphB protein was first determined for bphB from Burkholderia sp. LB400 by Hulsmeyer et al. (Protein Sci., 7 (6), 1286-93, (1998).). The Burkholderia sp. LB400 strain has substrate specificity for various polychlorinated biphenyls (BPH), and degrades and assimilates biphenyl through the following ring-cleavage-type degradation pathway.

LB400のbphBは四量体を成しており、補酵素としてNAD+を利用する。LB400におけるbphBの作用機構を以下に示した。bphBは以下の2ステップの反応機構により、ジヒドロジオールを脱水素化しているものと考えられている。 BphB of LB400 forms a tetramer and uses NAD + as a coenzyme. The mechanism of action of bphB in LB400 is shown below. bphB is considered to dehydrogenate dihydrodiol by the following two-step reaction mechanism.

(A) Tyr155が脱プロトン化する。(B)脱プロトン化したTyrが基質の3−ヒドロキシル基と水素結合を形成する。次にBPDD(cis−(2R,3S)−ジヒドロキシ−1−フェニルシクロヘキサ−4,6−ジエン)の3−ヒドロキシル基のプロトンをTyr155が取り込み、3−Hを遊離して、基質は補酵素であるNAD+と結合する。(C)水素を取り込んだNAD(H)は基質から遊離し、反応中間体であるα−ヒドロキシシクロヘキサ−2,4−ジエンが生じる。この物質はケト−エノール互変異性によって、亜反応でベンゼン環の再編成が起こり、2,3−ジヒドロキシBPH(DHBP)が生成する。 (A) Tyr155 is deprotonated. (B) Deprotonated Tyr forms a hydrogen bond with the 3-hydroxyl group of the substrate. Next, Tyr155 takes in the proton of the 3-hydroxyl group of BPDD (cis- (2R, 3S) -dihydroxy-1-phenylcyclohexa-4,6-diene), releases 3-H, and the substrate is a coenzyme. It binds to NAD + which is (C) NAD (H) incorporating hydrogen is liberated from the substrate, and α-hydroxycyclohexa-2,4-diene, which is a reaction intermediate, is generated. Due to keto-enol tautomerism, this material undergoes rearrangement of the benzene ring in the sub-reaction, producing 2,3-dihydroxy BPH (DHBP).

このbphBの核酸配列及びアミノ酸配列は、配列番号1及び2として既に既知であるが、本発明におけるbphBは、配列番号1及び2の配列のみに限定されず、同様の機能を有するものであれば、核酸又はアミノ酸の1つ以上が欠失、置換又は付加されたものであってよい。   The nucleic acid sequence and amino acid sequence of this bphB are already known as SEQ ID NOS: 1 and 2, but bphB in the present invention is not limited to the sequences of SEQ ID NOS: 1 and 2 as long as they have similar functions. , One or more of the nucleic acids or amino acids may be deleted, substituted or added.

本発明では、bphBの酵素活性が抑制されたものであればよく、この酵素活性の抑制としては、bphB遺伝子の発現抑制及び遺伝子破壊並びに、bphB活性阻害剤の使用からなる群から選択された少なくとも1つであることが好ましい。   In the present invention, the enzyme activity of bphB may be suppressed, and the enzyme activity may be suppressed by at least selected from the group consisting of suppression of bphB gene expression and gene disruption and use of a bphB activity inhibitor. One is preferred.

破壊される遺伝子領域は、bphBの機能を破壊することができる程度の破壊であればよく、bphB配列全体の破壊でなくてもよい。例えば、コーディング領域、触媒活性領域の配列の一部の欠損やプロモーター配列等の破壊を挙げることができ、このうち、効率よくbphBの機能を破壊する観点から、触媒活性部位の領域の破壊が好ましい。
遺伝子の破壊及び遺伝子発現抑制は、この分野で通常行われている方法であれば、当業者によって適宜選択され、容易に用いることができる。例えば、遺伝子破壊としては、トランスポゾンを用いたランダムな遺伝子破壊や、相同組換えによる領域指定の破壊等を挙げることができる。また、遺伝子発現抑制としては、アンチセンス、RNAi等を挙げることができる。このような技術には、これらの手法の適用は、目的となる配列が明らかであるので、当業者であれば適宜用いることができる。
The gene region to be destroyed may be a disruption to such an extent that the function of bphB can be destroyed, and it does not have to be the entire bphB sequence. For example, partial deletion of the coding region and catalytic active region sequences and destruction of the promoter sequence can be mentioned. Among these, from the viewpoint of efficiently destroying the function of bphB, destruction of the catalytic active region is preferable .
Gene disruption and gene expression suppression can be appropriately selected and easily used by those skilled in the art as long as they are methods commonly performed in this field. For example, examples of gene disruption include random gene disruption using a transposon and region-designated disruption by homologous recombination. Examples of gene expression suppression include antisense and RNAi. The application of these techniques to such a technique can be appropriately used by those skilled in the art since the target sequence is clear.

また、bphBの遺伝子の発現が行われてもその酵素活性を阻害できれば、前記と同様の効果を得ることができる。このため、bphBの酵素活性の阻害剤も、この機能を有する化合物であれば、特に限定なく使用することができる。   Moreover, even if bphB gene expression is performed, the same effect as described above can be obtained as long as the enzyme activity can be inhibited. For this reason, the inhibitor of the enzyme activity of bphB can also be used without particular limitation as long as it is a compound having this function.

また、bphBの酵素活性を抑制する他の方法としては、bphBに相当する他の代謝酵素遺伝子の破壊や発現抑制を挙げることができ、このような代謝酵素遺伝子としては、ジヒドロジオールデヒドロゲナーゼを挙げることができる。この代謝酵素遺伝子を破壊等することによっても、bphBの酵素活性を抑制することができる。   In addition, as other methods for suppressing the enzyme activity of bphB, there can be mentioned the destruction and suppression of expression of other metabolic enzyme genes corresponding to bphB. As such metabolic enzyme genes, dihydrodiol dehydrogenase can be mentioned. Can do. The enzyme activity of bphB can also be suppressed by disrupting this metabolic enzyme gene.

本発明では、bphBの酵素活性が抑制された微生物又は微生物の細胞内容物が用いられる。
本発明に使用可能な微生物としては、芳香族化合物分解能を有する微生物であれば特に限定されないが、生成物の生成・回収効率等の観点からグラム陰性菌及びグラム陽性菌から成る群より選択された少なくとも1つであることが好ましく、中でも、工業的にまた研究対象としての実績が豊富なSphingomonas属、Pseudomonas属、Rhodococcus属からなる群より選択された少なくとも1種であることが工業的価値及び利便性の観点から更に好ましい。これらの微生物は、目的とするモノヒドロキシ体の種類や、基質となる芳香族化合物の種類に応じて適宜選択可能である。また、これらの微生物のうち、特に、効率よく本発明の化合物を生成することができる観点から、Sphingomonas paucimobilis等のSphingomonas属であることが特に好ましい。
In the present invention, a microorganism in which bphB enzyme activity is suppressed or a cell content of the microorganism is used.
The microorganism that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a microorganism having an aromatic compound resolving ability, but is selected from the group consisting of gram-negative bacteria and gram-positive bacteria from the viewpoint of product production and recovery efficiency. At least one is preferable, and among them, industrial value and convenience are at least one selected from the group consisting of the genus Sphingomonas, Pseudomonas, and Rhodococcus, which are industrially and widely used as research objects. It is further preferable from the viewpoint of safety. These microorganisms can be appropriately selected according to the type of target monohydroxy compound and the type of aromatic compound serving as a substrate. Of these microorganisms, the Sphingomonas genus such as Sphingomonas paucimobilis is particularly preferable from the viewpoint of efficiently producing the compound of the present invention.

微生物の細胞内容物は、細胞内の酵素活性が失われない通常の方法に従って細胞の内容物を抽出したものであれば、特に限定されず、リゾチーム等の溶解酵素を用いた溶解物、超音波破砕機やフレンチプレスまたホモジナイザー等を用いた粉砕物を挙げることができる。
ここで、生成されたモノヒドロキシ体を容易に回収できる観点から、微生物をそのまま用いることが好ましい。
The cell content of the microorganism is not particularly limited as long as the cell content is extracted according to a normal method in which intracellular enzyme activity is not lost, and lysate using a lytic enzyme such as lysozyme, ultrasonic wave Examples thereof include pulverized products using a crusher, a French press, a homogenizer, or the like.
Here, from the viewpoint of easily recovering the produced monohydroxy form, it is preferable to use the microorganism as it is.

本発明で使用する微生物は、bphBの酵素活性が抑制されている以外は、天然のものと同一であってよく、この微生物における他の生物学的機能を用いて、本発明におけるモノヒドロキシ体を生成することができる。なお、本微生物における他の機能には、天然由来の酵素活性等を挙げることができるが、本発明の効果を損なわない程度の改変が行われたものであってもよい。このような改変には、他の酵素活性効率の向上や増殖速度の向上などを挙げることができる。これらの改変は、当業者であれば、適宜選択可能であり、容易に実施可能である。   The microorganism used in the present invention may be the same as the natural one except that the enzyme activity of bphB is suppressed, and the monohydroxy form in the present invention is converted using other biological functions in this microorganism. Can be generated. Examples of other functions in the microorganism include naturally occurring enzyme activity and the like, but may be modified so as not to impair the effects of the present invention. Such modifications can include improvements in other enzyme activity efficiencies and growth rates. These modifications can be appropriately selected by those skilled in the art and can be easily implemented.

本発明においてモノヒドロキシ体を得るには、上述のような微生物又はその細胞内容物を芳香族化合物と接触させればよい。   In order to obtain a monohydroxy compound in the present invention, the above-described microorganism or the cell content thereof may be brought into contact with an aromatic compound.

使用される芳香族化合物としては、目的とするモノヒドロキシ体の基礎となる芳香族化合物であり、分解経路にbphBが関連するものであれば特に限定されない。
ここで芳香族化合物とは、分子中に1つ又は2つ以上、例えば三環、四環の縮合又は非縮合の芳香環を有するものをいい、工業的観点から多環芳香族化合物及び芳香族アミノ酸からなる群より選択されたものであることが好ましい。この芳香族化合物は、分子中に、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子や、低級の飽和炭化水素基や脂環炭化水素基で構成された側鎖をそれぞれ単数又は複数有していてもよい。低級飽和炭化水素基としては、炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、1−プロペニル、2−プロペニル、2−メチル−1−プロペニル、2−メチル−2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル等を挙げることができる。また、低級の脂環炭化水素基としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基、シクロアルケニル基、例えばシクロプロピル、シクロペンチル、シクロペンテン等を挙げることができる。化合物中に含まれる芳香環は、環状のものであれば特に制限されず、5員環、6員環から8員環までを好ましく挙げることができる。このような芳香族化合物としては、工業的観点及び効率よく生成することができることから、炭素数5〜50、好ましくは炭素数6〜40のものが該当し、多環芳香族化合物としてビフェニル、ジベンゾフラン、ジベンゾダイオキシン、ジベンゾチオフェン等、芳香族アミノ酸としてフェニルアラニン、トリプトファン、チロシン、ヒスチジンを挙げることができる。
The aromatic compound to be used is not particularly limited as long as it is an aromatic compound which is the basis of the target monohydroxy compound and bphB is related to the decomposition pathway.
Here, the aromatic compound means one having two or more, for example, a tricyclic or tetracyclic condensed or non-condensed aromatic ring in the molecule, and a polycyclic aromatic compound and aromatic from an industrial viewpoint. It is preferably selected from the group consisting of amino acids. This aromatic compound has one or more side chains each composed of a heteroatom such as a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom, a lower saturated hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, in the molecule. May be. The lower saturated hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alkenyl group such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 2-methyl-1-propenyl, 2- Examples thereof include methyl-2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl and the like. Examples of the lower alicyclic hydrocarbon group include a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms and a cycloalkenyl group such as cyclopropyl, cyclopentyl, and cyclopentene. The aromatic ring contained in the compound is not particularly limited as long as it is cyclic, and preferred examples include 5-membered rings and 6-membered rings to 8-membered rings. As such an aromatic compound, those having 5 to 50 carbon atoms, preferably 6 to 40 carbon atoms, are applicable because they can be produced efficiently from an industrial point of view. Biphenyl and dibenzofuran are used as polycyclic aromatic compounds. Examples of aromatic amino acids such as dibenzodioxin and dibenzothiophene include phenylalanine, tryptophan, tyrosine, and histidine.

なお、本発明の製造方法では、合成経路においてbphBの前段に関与する芳香族化合物酸化還元酵素は特に制限されない。このため、いずれの酸化還元酵素が関与する系であっても、前記同様に、モノヒドロキシ体を簡便に得ることができる。   In the production method of the present invention, the aromatic compound oxidoreductase involved in the pre-stage of bphB in the synthesis pathway is not particularly limited. For this reason, even if it is a system in which any oxidoreductase is involved, a monohydroxy body can be easily obtained as described above.

芳香族化合物と上記微生物又は微生物の細胞内容物との接触の条件としては、使用する微生物による化合物の資化に必要な通常の条件をそのまま適用すればよく、当業者であれば、使用する微生物の種に応じて適宜選択することができる。   As conditions for contacting the aromatic compound with the microorganism or the cell contents of the microorganism, normal conditions necessary for assimilation of the compound by the microorganism to be used may be applied as they are, and those skilled in the art can use the microorganism to be used. It can be appropriately selected depending on the species.

上記接触工程によって生成された芳香族モノヒドロキシ体は、通常、単独の化合物として反応産物中に存在するので、芳香族モノヒドロキシ体の抽出は、容易に行うことができる。
ここで用いられる抽出手法は、一般的な低分子化合物の精製に用いられる方法であれば、いずれでもよい。例えば、培養濾液中の生成物についてはこれを水不混和性の有機溶媒、例えば酢酸エチルなどで抽出する方法、あるいは菌体内の生成物についてはろ過、遠心分離などで得た菌体をメタノール、エタノール、アセトンなどで回収する方法や、適当な溶媒を用いた向流分配法などを挙げることができる。なお菌体を分離せずに培養物そのままを上記の抽出操作に付すこともできる。また、既に液状となっている生成物含有物、例えば培養濾液や、抽出操作によって得られた抽出液を対象として、適当な吸着剤、例えばシリカゲル、活性炭、「ダイヤイオンHP-20」(三菱化成社製)などを用いて目的の生成物を吸着させ、その後適当な溶媒にて溶離させることもできる。このようにして得られた生成物溶液を減圧濃縮乾固すれば、生成物粗標品が得られる。この生成物粗標品を更に精製するためには、上記の抽出法および吸着法にゲル濾過法、高速液体クロマトグラフィーなどを必要に応じて組み合わせて必要回数行えばよい。例えばシリカゲルなどの吸着剤、「セファデックスLH-20」(ファルマシア社製)などのゲル濾過剤を用いたカラムクロマトグラフィー、「YMCパック」(山村科学社製)などを用いた高速液体クロマトグラフィーおよび向流分配法を適宜組み合わせて実施することができる。
Since the aromatic monohydroxy substance produced | generated by the said contact process exists in a reaction product normally as a single compound, extraction of an aromatic monohydroxy substance can be performed easily.
The extraction method used here may be any method as long as it is a method used for purification of general low molecular weight compounds. For example, the product in the culture filtrate is extracted with a water-immiscible organic solvent, such as ethyl acetate, or the product in the cell is filtered, centrifuged, etc. Examples thereof include a method of collecting with ethanol, acetone and the like, and a countercurrent distribution method using an appropriate solvent. The culture as it is can be subjected to the above extraction operation without separating the cells. In addition, suitable adsorbents such as silica gel, activated carbon, “Diaion HP-20” (Mitsubishi Kasei) can be used for product-containing products that are already liquid, such as culture filtrates and extracts obtained by extraction operations. The product of interest can be adsorbed using a suitable solvent and then eluted with a suitable solvent. If the product solution thus obtained is concentrated to dryness under reduced pressure, a crude product preparation is obtained. In order to further purify the product crude sample, the extraction method and the adsorption method described above may be combined with gel filtration, high performance liquid chromatography, etc., as necessary, and performed as many times as necessary. For example, column chromatography using an adsorbent such as silica gel, gel filtration agent such as “Sephadex LH-20” (Pharmacia), high-performance liquid chromatography using “YMC pack” (Yamamura Kagaku) and the like A countercurrent distribution method can be implemented in combination as appropriate.

本発明によって得られたモノヒドロキシ体は、1H NMR及び13C NMRスペクトル分析、及び、MSスペクトル分析等によって同定することができる。得られた芳香族化合物モノヒドロキシ体は、種々の分野の中心となる機能性物質、例えば医薬品の出発原料や導電性ポリマーの出発原料として使用されているものであるので、有用な芳香族化合物モノヒドロキシ体を効率よく提供することができる。 The monohydroxy form obtained by the present invention can be identified by 1 H NMR and 13 C NMR spectrum analysis, MS spectrum analysis and the like. The obtained aromatic compound monohydroxy compound is used as a functional substance that is the center of various fields, for example, a starting material for pharmaceuticals or a starting material for conductive polymers. A hydroxy body can be provided efficiently.

このように本発明の芳香族化合物モノヒドロキシ体の製造方法によれば、種々の芳香族化合物モノヒドロキシ体を一段階反応で短時間に得ることができる。また、芳香族化合物を効率よくモノヒドロキシ体に資化することができるため、環境改善にも効果的に適用することができる。   Thus, according to the manufacturing method of the aromatic compound monohydroxy body of this invention, various aromatic compound monohydroxy bodies can be obtained in a short time by one-step reaction. Moreover, since an aromatic compound can be efficiently assimilated into a monohydroxy compound, it can be effectively applied to environmental improvement.

以下に本発明の実施例について説明するが、これに限定されるものではない。また実施例中の%は、特に断らない限り、重量(質量)基準である。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. Further,% in the examples is based on weight (mass) unless otherwise specified.

[実施例1]
TZS−7株におけるbphB遺伝子の破壊によるジベンゾチオフェン(DBT)および各種芳香族モノヒドロキシ体の作製
(1)TZS−7株における遺伝子破壊
多環芳香族化合物分解能を有することが既知、即ちbphB遺伝子の存在が確認されている菌株、Sphingomonas paucimobulis TZS-7株(Journal of Bioscience and Bioengineering 88: 293-299 (1999))のbphB遺伝子に、微生物の遺伝子破壊法の定法の一つである相同組換え法を利用して、カナマイシン耐性遺伝子を導入した。具体的にはORFの27番目と28番目の塩基の間(図2参照)に薬剤耐性遺伝子カナマイシン耐性遺伝子を挿入したDNA断片を作製し、エレクトロポレーション法によりTZS−7株に導入し相同組換え体を得た。直接塩基配列を解析することにより、bphB遺伝子が破壊されていることが確認された。この菌株を、Tn399とした。
[Example 1]
Production of dibenzothiophene (DBT) and various aromatic monohydroxy compounds by disruption of bphB gene in TZS-7 strain (1) Gene disruption in TZS-7 strain It is known to have polycyclic aromatic compound resolution, that is, bphB gene Homologous recombination method, which is one of the standard methods for gene disruption of microorganisms, to the bphB gene of Sphingomonas paucimobulis TZS-7 strain (Journal of Bioscience and Bioengineering 88: 293-299 (1999)) Was used to introduce a kanamycin resistance gene. Specifically, a DNA fragment in which the drug resistance gene kanamycin resistance gene is inserted between the 27th and 28th bases of the ORF (see FIG. 2) is prepared and introduced into the TZS-7 strain by electroporation. I got a substitute. By directly analyzing the base sequence, it was confirmed that the bphB gene was destroyed. This strain was designated as Tn399.

(2)塩基配列の決定法
上記で得られたTn399株を、LB培地4mlに植菌し、37℃で一晩振盪培養した後、培養液をGenElute Plasmid Mini-Prep Kit(シグマ株式会社)に供し、プラスミドの調製を行った。このプラスミド調製液、またはプラスミドを鋳型としたPCR反応産物を用いた。
PCRによるシークエンス用テンプレートの調製には、LA Taq polymerase(宝酒造株式会社)を用いた。反応液をLA Taq polymeraseに添付された説明書に従い、LA Taq polymerase 0.5U、滅菌水にて溶解したプラスミドを約5ng、5'−M13プライマー(M13−20(5'-GTAAAACGACGGCCAGT-3'):配列番号3)と3'−M13プライマー(RP(5'-GGAAACAGCTATGACCATG-3'):配列番号4)をそれぞれ終濃度0.2μMで用いて、全量50μlに調製した。PCR反応は、まず94℃−3分間熱変性を行ったのち、94℃−3分、68℃−5分を1サイクルとして合計30サイクル反応させた。続いて70℃−10分間にてPCR反応産物の補正伸長を行い、最後に4℃で保存した。
得られたPCR産物を、UltraClean PCR Clean-up DNA Purification Kit(宝酒造株式会社製)に供し、不要なプライマー、未反応のdNTPなどを除去し、シークエンス用テンプレートとした。
(2) Determination method of base sequence After inoculating the Tn399 strain obtained above in 4 ml of LB medium and shaking culture at 37 ° C overnight, the culture solution was transferred to GenElute Plasmid Mini-Prep Kit (Sigma Co., Ltd.). The plasmid was prepared. This plasmid preparation solution or a PCR reaction product using the plasmid as a template was used.
LA Taq polymerase (Takara Shuzo Co., Ltd.) was used to prepare a sequence template by PCR. In accordance with the instructions attached to the LA Taq polymerase, about 5 ng of the plasmid dissolved in LA Taq polymerase 0.5 U and sterilized water, 5′-M13 primer (M13-20 (5′-GTAAAACGACGGCCAGT-3 ′) : SEQ ID NO: 3) and 3′-M13 primer (RP (5′-GGAAACAGCTATGACCATG-3 ′): SEQ ID NO: 4) were each used at a final concentration of 0.2 μM to prepare a total volume of 50 μl. The PCR reaction was first heat-denatured at 94 ° C. for 3 minutes, and then subjected to a total of 30 cycles of 94 ° C. for 3 minutes and 68 ° C. for 5 minutes. Subsequently, the PCR reaction product was corrected and extended at 70 ° C. for 10 minutes, and finally stored at 4 ° C.
The obtained PCR product was subjected to UltraClean PCR Clean-up DNA Purification Kit (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) to remove unnecessary primers, unreacted dNTPs, etc., and used as a template for sequencing.

以上のようにして調製したテンプレートとABI PRISM Big DyeTM Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction ver.2(ABI社製)を用いてサイクルシークエンス反応を行った。
まず、0.2ml容のマイクロテストチューブに、プラスミド調製液もしくはPCR反応産物、キットに付属しているBig Dye ver.2を4μl、それにEZ::TNTM〈KAN-2〉Tnp TransposomeTM Kit付属のKAN-2 FP-1 Forward Primer、またはKAN-2 RP-1 Reverse Primer(0.2pmol/μl)を1μl添加し、超純水で全量10μlにして調製した。
次にこれらのサンプルをPCR反応に供した。まず96℃で1分間熱変性したあと、96℃,30秒、45℃,5秒、60℃,4分を1サイクルとし、25サイクル行い、反応終了後4℃で保存した。その後、シークエンス反応液に滅菌水10μl、3.0Mの酢酸ナトリウムを2μlと99.5%のエタノールを添加し、混合後、常温にて10分間静置した。続いて、15,000rpm,18℃,30分間遠心し、沈殿物を70%エタノールで洗浄して、エバポレーターでDNAペレットを乾燥させた。乾燥させたDNAペレットにPE社製TSRを15μl添加し、十分に溶解させ、95℃、2分間インキュベートした後、氷中で急冷して、サンプル調製した。
A cycle sequence reaction was performed using the template prepared as described above and ABI PRISM Big Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction ver. 2 (manufactured by ABI).
First, in a 0.2 ml micro test tube, 4 μl of the Big Dye ver.2 included in the plasmid preparation or PCR reaction product and the kit, and EZ :: TN TM <KAN-2> Tnp Transposome TM Kit 1 μl of KAN-2 FP-1 Forward Primer or KAN-2 RP-1 Reverse Primer (0.2 pmol / μl) was added to prepare a total volume of 10 μl with ultrapure water.
These samples were then subjected to a PCR reaction. First, after heat denaturation at 96 ° C. for 1 minute, one cycle was 96 ° C., 30 seconds, 45 ° C., 5 seconds, 60 ° C., 4 minutes, 25 cycles were performed, and the reaction was stored at 4 ° C. after completion of the reaction. Thereafter, 10 μl of sterilized water, 2 μl of 3.0 M sodium acetate and 99.5% ethanol were added to the sequence reaction solution, mixed, and allowed to stand at room temperature for 10 minutes. Subsequently, the mixture was centrifuged at 15,000 rpm, 18 ° C. for 30 minutes, the precipitate was washed with 70% ethanol, and the DNA pellet was dried with an evaporator. 15 μl of PE TSR was added to the dried DNA pellet, dissolved sufficiently, incubated at 95 ° C. for 2 minutes, and then rapidly cooled in ice to prepare a sample.

(3)塩基配列のコンピュータ解析
上記のように調製したサンプルをABI社製Genetic Analyzer 310に供して、挿入断片の塩基配列を決定した。
得られた塩基配列のデータは、SDCソフトフェア開発社製のコンピュータプログラム、GENETYX-MAC(Ver.11.0)を用いて解析した。また、DNA、アミノ酸のホモロジー解析にはBlastを用いた。
(3) Computer analysis of base sequence The sample prepared as described above was subjected to Genetic Analyzer 310 manufactured by ABI, and the base sequence of the inserted fragment was determined.
The obtained nucleotide sequence data was analyzed using GENETYX-MAC (Ver.11.0), a computer program manufactured by SDC Software Development. Blast was used for homology analysis of DNA and amino acids.

(4)bphBのアミノ酸配列のアライメント
TZS−7株におけるbphBをアミノ酸配列に変換したものと、相同性の高かった遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列との比較を行った。結果を図3に示す。
図3に示されるように、Sphingomonas aromaticivorans F199株のbphB(putative dihydrodiol dehydrogenase)と89.5%、Sphingomonas sp. BN6株のORF4(putative 1,2-dihydrodiol dehydrogenase)と75.6%、Pseudomonas sp. KKS 102株のbphB(cis-2,3-dihydrobiphenyl-2,3-dehydrogenase )と44.0%の相同性が確認された。これらの結果より、トランスポゾンで破壊された遺伝子はジヒドロジオールデヒドロゲナーゼをコードするbphBであると示唆された。TZS−7におけるbphBのBlastドメイン検索の結果、bphBは短鎖アルコールデヒドロゲナーゼファミリー(SDRファミリー)に分類された。SDRファミリーは、微生物からヒトまで保存されているが、その直接的な反応などは詳細には調べられていない。
(4) Alignment of amino acid sequence of bphB A comparison was made between the protein obtained by converting bphB in the TZS-7 strain into an amino acid sequence and the protein encoded by the highly homologous gene. The results are shown in FIG.
As shown in FIG. 3, bphB (putative dihydrodiol dehydrogenase) of Sphingomonas aromaticivorans F199 strain and 89.5%, ORF4 (putative 1,2-dihydrodiol dehydrogenase) and 75.6% of Sphingomonas sp. BN6 strain, Pseudomonas sp. 44.0% homology was confirmed with bphB (cis-2,3-dihydrobiphenyl-2,3-dehydrogenase) of the KKS 102 strain. These results suggested that the gene disrupted by the transposon was bphB encoding dihydrodiol dehydrogenase. As a result of the Blast domain search of bphB in TZS-7, bphB was classified into the short-chain alcohol dehydrogenase family (SDR family). The SDR family is conserved from microorganisms to humans, but its direct reaction has not been investigated in detail.

SDRファミリーに共通した特徴は、補酵素であるNAD(H)、NADP(H)の結合部位と考えられているGlyXXXGlyXGlyモチーフと、触媒活性部位であるTyrXXXLys構造をもっていることであることが知られている。TZS−7株のbphB配列からもこれらのモチーフが確認された。
LB400におけるbphBのLys159は、この反応機構に直接は関わっていないが、Lys159はTyr155を分極化することができ、静電相互作用によりヒドロキシル基の酸性度指数(pKa値)を低く保つ。この影響は、Tyr155の脱プロトン化を促進し、結果的に酵素の触媒を促進しているものと考えられる。
LB400におけるbphBの立体構造解析により、Ser142、Tyr155、Lys159の3アミノ酸が触媒活性基であると考えられた。この可能性をさらに実験的に証明したのがVadaiらである(Biochemistry, 39(17), 5028-34, (2000))。
A feature common to the SDR family is known to have a GlyXXXGlyXGly motif, which is considered to be a binding site for the coenzymes NAD (H) and NADP (H), and a TyrXXXLys structure, which is a catalytically active site. Yes. These motifs were also confirmed from the bphB sequence of the TZS-7 strain.
Although bphB Lys159 in LB400 is not directly involved in this reaction mechanism, Lys159 can polarize Tyr155 and keep the acidity index (pKa value) of the hydroxyl group low by electrostatic interaction. This effect is thought to promote the deprotonation of Tyr155 and consequently promote the enzyme catalyst.
From the three-dimensional structure analysis of bphB in LB400, it was considered that three amino acids Ser142, Tyr155, and Lys159 are catalytically active groups. Vadai et al. (Biochemistry, 39 (17), 5028-34, (2000)) proved this possibility further experimentally.

Vadadiらは、ビフェニル(BPH)、ポリ塩化ビフェニル分解菌であり、LB400のbphBとも相同性の高いComamonas testosteroni B-356株のbphB(cis-2,3-Dihydro-2,3-dihydroxybiphenyl Dehydrogenase)のSer145、Tyr158、Lys161、それぞれに対し、部位特異的変異導入法によりアミノ酸の置換を行い、変異型bphBを作製して、その動態について解析している。その結果、これらのアミノ酸が触媒活性基であることが示唆された。彼らはこの3アミノ酸を“catalytic triad”(活性中心アミノ酸)と呼び、bphBの触媒活性に不可欠なアミノ酸であることを主張した。本実施例で用いられたTZS−7のbphBにおいても、この“catalytic triad”が保存されていた(図3)。   Vadadi et al. Are biphenyl (BPH), a polychlorinated biphenyl degrading bacterium, and bphB (cis-2,3-Dihydro-2,3-dihydroxybiphenyl Dehydrogenase) of Comamonas testosteroni B-356, which is highly homologous to bphB of LB400. Ser145, Tyr158, and Lys161 are each substituted with an amino acid by site-directed mutagenesis to produce mutant bphB, and its dynamics are analyzed. As a result, it was suggested that these amino acids are catalytically active groups. They called these three amino acids “catalytic triad” (active central amino acid) and claimed to be an essential amino acid for bphB catalytic activity. This “catalytic triad” was also preserved in bphB of TZS-7 used in this example (FIG. 3).

[実施例2]
bphB破壊によるモノヒドロキシDBTの生成
(1)供試菌株
TZS−7株およびTZS−7株におけるDBT分解関連酵素遺伝子(bphB)の破壊株(Tn399)
(2)培地、培養条件
休止菌体反応によって、それぞれの基質の分解速度を算出した。まず、NB寒天培地に4℃で保存している菌株をかき取り、NB培地5mlの入った中試験管に植菌し、30℃にて定常期(OD660=1.5)に達するまで培養した。その後、培養液200μl、またPAH分解酵素誘導のため、トルエン20ppmをNB培地100ml入った500ml容三角フラスコに添加し、30℃で回転振盪培養した。なお、トルエンはアセトンで希釈して100μlにしたものを添加した。
ODが1.0に達したところで、再びトルエンを20ppm添加し、再誘導した。ODが1.3になったところで4,500rpm,20分間培養液を遠心し、菌体を回収した。次に、菌体に対して0.1Mリン酸−カリウム緩衝液(pH7.0)を10ml加え、ボルテックスでよく撹拌したあと、再び4,500rpmで20分間遠心し、菌体を回収した。なお、この操作は二回繰り返した。洗浄後、同緩衝液でOD660が10になるように休止菌体懸濁液を調製した。なお、懸濁液を保存する際は−80℃にてフリーズストックし、使用時は氷冷した水の中で融解させた。
[Example 2]
Production of monohydroxy DBT by disruption of bphB (1) Test strain TZS-7 strain and DBT degradation-related enzyme gene (bphB) disruption strain (Tn399) in TZS-7 strain
(2) Medium and culture conditions The degradation rate of each substrate was calculated by resting cell reaction. First, the strain stored at 4 ° C. on the NB agar medium is scraped off, inoculated into a medium test tube containing 5 ml of NB medium, and cultured at 30 ° C. until reaching the stationary phase (OD 660 = 1.5). did. Thereafter, 200 μl of the culture solution and 20 ppm of toluene for induction of PAH degrading enzyme were added to a 500 ml Erlenmeyer flask containing 100 ml of NB medium, and cultured at 30 ° C. with shaking. In addition, toluene diluted to 100 μl with acetone was added.
When the OD reached 1.0, 20 ppm of toluene was added again to induce again. When the OD reached 1.3, the culture was centrifuged at 4,500 rpm for 20 minutes to recover the cells. Next, 10 ml of 0.1 M phosphate-potassium buffer solution (pH 7.0) was added to the cells, and the mixture was thoroughly stirred by vortexing, and then centrifuged again at 4,500 rpm for 20 minutes to collect the cells. This operation was repeated twice. After washing, a resting cell suspension was prepared with the same buffer so that the OD 660 was 10. When the suspension was stored, it was freeze-stocked at −80 ° C., and when used, it was melted in ice-cold water.

以上のようにして調製した休止菌体500μlを、氷上で冷やした小試験管に添加し、そこへ5g/lのDBT/DMF溶液、もしくは4,6−DMDBT/DMF溶液を10μl(終濃度100ppm)を加え、にて30℃,600rpmの回転振盪で休止菌体反応を行った。反応後、6NのHClを50μl加え酸性化したのち、反応液と当量の酢酸エチルを添加してボルテックスにてよく撹拌した。5分間静置したあと、遠心にて水層と有機層を分離し、基質の抽出を行った。   500 μl of resting cells prepared as described above were added to a small test tube cooled on ice, and 10 μl of 5 g / l DBT / DMF solution or 4,6-DMDBT / DMF solution (final concentration 100 ppm) was added thereto. ), And a resting cell reaction was carried out at 30 ° C. and 600 rpm. After the reaction, the mixture was acidified by adding 50 μl of 6N HCl, and then ethyl acetate equivalent to the reaction solution was added and stirred well by vortexing. After leaving still for 5 minutes, the water layer and the organic layer were separated by centrifugation, and the substrate was extracted.

(3) 試薬
DBTは、10g/lの濃度でアセトンに溶解させたものを用いた(未滅菌)。その他の試薬類は特記しない限り、フィルター滅菌、またはオートクレーブ滅菌したものを用いた。PCRに用いたDNA関連酵素、休止菌体調製に用いた緩衝液の試薬等は宝酒造株式会社、東洋紡績株式会社、もしくはInvitrogen社製のもの使用した。
(4) 分析条件
GCは島津製作所製のGC-2010を用いた。GCシステムは、水素炎イオン化検出器(Flame Ionization Detector, FID)とキャピラリーカラム(DB-1, J&W Scietific社)を備えている。カラム温度は260℃恒温、インジェクター及び検出器温度はそれぞれ300℃とした。
Tn399の休止菌体反応における分解産物をGC/MS用のサンプルとして用いた。
DBT分解産物の構造解析は、質量分析ガスクロマトグラフィー(Gas chromatography/mass spectrometry, GC/MS)によって決定した。GC/MSシステム(Thermo Quest社)は、キャピラリーカラムを備え、カラムオーブンは150℃から275℃へ昇温(gradient、10℃/min)した。またマススペクトルの解析にはGC/MS付属のスペクトル検索ソフト“Xcalibur”を用いた。
(3) Reagent DBT used was dissolved in acetone at a concentration of 10 g / l (unsterilized). Unless otherwise specified, other reagents were sterilized by filter or autoclaved. The DNA-related enzyme used for PCR, the buffer reagent used for the preparation of resting cells, etc. were manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd., Toyobo Co., Ltd., or Invitrogen.
(4) Analysis conditions GC used was Shimadzu GC-2010. The GC system includes a flame ionization detector (FID) and a capillary column (DB-1, J & W Scietific). The column temperature was 260 ° C., and the injector and detector temperatures were 300 ° C., respectively.
The degradation product in the resting cell reaction of Tn399 was used as a sample for GC / MS.
The structure analysis of the DBT degradation product was determined by mass spectrometry gas chromatography (Gas chromatography / mass spectrometry, GC / MS). The GC / MS system (Thermo Quest) was equipped with a capillary column, and the column oven was heated from 150 ° C. to 275 ° C. (gradient, 10 ° C./min). For the analysis of mass spectrum, spectrum search software “Xcalibur” attached to GC / MS was used.

(4)TZS−7と組換え株Tn399の生育曲線比較
TZS−7(四角)及びTn399(菱形)の生育曲線を図4に示した。NB培地において野生株と変異株の間で生育の違いは見られず、Tn399にてトランスポゾンによる破壊をうけた遺伝子は生育に影響を与えないものであることが明らかとなった。従って、TZS−7において確立されている休止菌体調製法をTn399にそのまま適応できることが明らかであった。
(5)Tn399におけるDBT分解産物のGC/MS解析
GC/MS解析におけるGCクロマトグラム、及びTn399に特有なピークのマススペクトルを図5に示す。マススペクトルより、この化合物は分子量(M+)が200であると推定され、DBT(MW=184)のいずれかの位置に酸素原子が付加したものであると推定された。しかし、クロマトグラムの保持時間よりDBTスルホキシドとは異なる物質であると思われ、ピーク1のマススペクトルより、Tn399にて蓄積している化合物はヒドロキシDBTであると示唆された。
(4) Comparison of growth curves of TZS-7 and recombinant strain Tn399 Growth curves of TZS-7 (square) and Tn399 (diamond) are shown in FIG. In the NB medium, no difference in growth was observed between the wild strain and the mutant strain, and it was revealed that the gene that had been disrupted by transposon at Tn399 did not affect the growth. Therefore, it was clear that the resting cell preparation method established in TZS-7 can be directly applied to Tn399.
(5) GC / MS Analysis of DBT Degradation Product in Tn399 GC GC in the GC / MS analysis and a mass spectrum of a peak peculiar to Tn399 are shown in FIG. From the mass spectrum, this compound was estimated to have a molecular weight (M + ) of 200, and it was estimated that an oxygen atom was added to any position of DBT (MW = 184). However, it was considered to be a substance different from DBT sulfoxide from the retention time of the chromatogram, and the mass spectrum of peak 1 suggested that the compound accumulated in Tn399 was hydroxy DBT.

[実施例3]
1H−NMRによるTn399のモノヒドロキシDBTの解析
(1)休止菌体の調製、および休止菌体反応
TZS−7、Tn399の休止菌体調製法については、実施例2で記述したものと同じ方法を用いた。休止菌体反応は、300ml容の羽根つき三角フラスコに休止菌体を50ml加え、そこへN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)にて溶解したDBTを5mg(終濃度100ppm)添加し、30℃200rpm、24h分解を行った。DBTの溶解に用いたDMF量は、菌体への有機溶媒の影響を最小限にするため、DBTが目視にて可溶化する最小量で溶解し、用時調製とした。
[Example 3]
Analysis of monohydroxy DBT of Tn399 by 1 H-NMR (1) Preparation of resting cells and reaction of resting cells For the method of preparing resting cells of TZS-7 and Tn399, the same method as described in Example 2 was used. Using. In the resting cell reaction, 50 ml of resting cells were added to a 300 ml feathered Erlenmeyer flask, 5 mg (final concentration 100 ppm) of DBT dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF) was added thereto, and 30 rpm 200 rpm. For 24 hours. In order to minimize the influence of the organic solvent on the cells, the amount of DMF used for dissolving DBT was dissolved at the minimum amount at which DBT was solubilized visually, and was prepared at the time of use.

(2)DBT分解産物の抽出
(1)の反応液を4,500rpm、40分間遠心し、菌体と未分解基質を除去した。上清液を太型試験管に移し、6NのHClをサンプル量の10分の1量添加して酸性化した後、サンプルと等量の酢酸エチルを加え、ボルテックスにてよく撹拌した。5分間静置した後、ガラス製の遠沈管に移し、4,500rpm、20分間遠心し、水層と有機層を分離した。有機層を回収し、DBT分解産物を抽出した。なお、この操作は2回繰り返した。
抽出したサンプルを100ml容のガラス製の蓋付き三角フラスコにまとめ、無水硫酸ナトリウムを適当量くわえて一晩静置し、サンプル中の脱水を行った。続いて、サンプルをロータリーエバポレーターに供して、分解産物の濃縮を行った。
(2) Extraction of DBT degradation product The reaction solution of (1) was centrifuged at 4,500 rpm for 40 minutes to remove cells and undegraded substrate. The supernatant was transferred to a thick test tube and acidified by adding 1/10 of 6N HCl to the sample, and then the same amount of ethyl acetate as the sample was added, and the mixture was stirred well by vortexing. After leaving still for 5 minutes, it moved to the glass centrifuge tube, and centrifuged at 4,500 rpm for 20 minutes, and isolate | separated the water layer and the organic layer. The organic layer was collected and the DBT degradation product was extracted. This operation was repeated twice.
The extracted samples were put together in a 100 ml glass conical flask with a lid, and an appropriate amount of anhydrous sodium sulfate was added and allowed to stand overnight to dehydrate the sample. Subsequently, the sample was subjected to a rotary evaporator to concentrate the decomposition products.

(3)シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる標的化合物の単離
調整したサンプルの重量を測定し、アセトンにて1,000ppmになるようにサンプルを溶解した。溶解したサンプルをTLCに供した。
まず5×20cmのTLCプレートシリカゲル60F254(MERCK社)をガラス切りで5×3cm大に切断し、以下のTLC操作に用いた。展開層に20%アセトン−クロロホルム溶液を加え、そこへサンプルおよび基質をスポットしたTLCプレートを入れて、サンプルの展開を行い、サンプル中に含まれている化合物を予測した。次にヘキサン100%、5%ジエチルエーテル−ヘキサン溶液、10%ジエチルエーテル−ヘキサン溶液に順次展開し、標的化合物を単離可能な溶媒系の検討を行った。なお、シリカゲルにおける混合溶媒系の溶出力については入門クロマトグラフィー 第1版, 東京化学同人, (1971) pp.35.を参考にした。
(3) Isolation of the target compound by silica gel column chromatography The weight of the prepared sample was measured, and the sample was dissolved in acetone so as to be 1,000 ppm. The dissolved sample was subjected to TLC.
First, a 5 × 20 cm TLC plate silica gel 60F 254 (MERCK) was cut into 5 × 3 cm pieces by glass cutting and used for the following TLC operations. A 20% acetone-chloroform solution was added to the development layer, a TLC plate spotted with the sample and the substrate was added thereto, the sample was developed, and the compounds contained in the sample were predicted. Next, the system was developed sequentially into 100% hexane, 5% diethyl ether-hexane solution, and 10% diethyl ether-hexane solution, and a solvent system capable of isolating the target compound was examined. In addition, about the elution power of the mixed solvent system in silica gel, introductory chromatography 1st edition, Tokyo Chemical Dojin, (1971) pp.35.

TLCの結果を元に、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを行った。はじめに、ディスポーザブルのパスツールピペット(IWAKI社製)に脱脂綿もしくはシリカウールを加え、その上層にシリカゲルをサンプル重量の10倍量(ただし、シリカゲルは最低でも500mgとする)加え、簡易的なカラムを作成した。
TLCでの結果をもとに、カラムクロマトグラフィーの溶媒系を構築した。始めに展開を行う溶媒系(今回はヘキサン100%)でサンプルの転溶を行い、同溶媒でシリカゲルを洗浄した。洗浄は、目視にてシリカゲル中の空気が完全に除去されるのを確認できるまで行った。
Silica gel column chromatography was performed based on the TLC results. First, add absorbent cotton or silica wool to a disposable Pasteur pipette (manufactured by IWAKI), and add silica gel to the upper layer 10 times the sample weight (however, at least 500 mg of silica gel) to create a simple column did.
A column chromatography solvent system was constructed based on the TLC results. First, the sample was transferred in a solvent system (100% hexane in this case) to be developed, and the silica gel was washed with the same solvent. Washing was performed until it was confirmed that the air in the silica gel was completely removed visually.

以上のようにして調製したカラムにサンプルを通し、その後ヘキサン100%、5%ジエチルエーテル−ヘキサン溶液、10%ジエチルエーテル−ヘキサン溶液、20%アセトン−クロロホルム溶液をそれぞれ5mlずつ用いて順次溶出を行った。溶出したサンプルはそれぞれの溶媒系ごとにガラス遠沈管(三洋株式会社製)に回収した。
回収したサンプルを再び20%アセトン−クロロホルム溶液でTLCに供し、標的化合物が単離されているかを確認した。またTLCとともに、GC、GC/MSでもサンプル中の化合物の検出、および構造の推定を行った。標的化合物の単離が確認できたら、ロータリーエバポレーターでサンプルを濃縮し、重量を測定したあと、4℃で保存し、1H−NMR用のサンプルとした。
The sample was passed through the column prepared as described above, and then eluted sequentially using 5 ml each of hexane 100%, 5% diethyl ether-hexane solution, 10% diethyl ether-hexane solution, and 20% acetone-chloroform solution. It was. The eluted sample was collected in a glass centrifuge tube (manufactured by Sanyo Co., Ltd.) for each solvent system.
The collected sample was again subjected to TLC with a 20% acetone-chloroform solution to confirm whether the target compound was isolated. In addition to TLC, GC and GC / MS also detected compounds in samples and estimated structures. When the isolation of the target compound was confirmed, the sample was concentrated with a rotary evaporator, the weight was measured, and the sample was stored at 4 ° C. to prepare a sample for 1 H-NMR.

(4)シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる標的化合物の単離
上述の溶媒系にてカラムクロマトグラフィーを行ったところ、20%アセトン−クロロホルム溶液にて溶出を行った系で、ヒドロキシDBTと思われる物質の存在を確認した。GC/MS解析から、ヒドロキシDBTのみが検出され(データ省略)、標的化合物を単離することができた。
(5)1H−NMRによるTn399のDBT中間代謝物の解析
1H−NMRの解析から、図8に示めすように2−ヒドロキシDBTの蓄積が確認された。このことから、酢酸エチルによって抽出された中間代謝産物は、2−ヒドロキシDBTであることが明らかとなった。
強い酸性化ではジヒドロジオールが不安定になる可能性が高いため、抽出の際に6NのHClを加えず中性にて抽出をおこない解析を試みたが、やはり2−ヒドロキシDBTのみが検出された。Tn399にて蓄積している中間代謝物がDBTのジヒドロジオールであったとしても、そのすべてが2−ヒドロキシDBTになってしまうという可能性は考えにくいことから、Tn399においてなんらかの反応により、2−ヒドロキシDBTのみが生成しているものと考えられる。
従って、本実施例によれば、2−ヒドロキシDBTのみを得ることができるので、混合物からの精製工程を用いることなく、直接目的とするモノヒドロキシ体を得ることができることが明らかであった。
(4) Isolation of the target compound by silica gel column chromatography When column chromatography was performed in the solvent system described above, the presence of a substance considered to be hydroxy DBT in a system eluted with 20% acetone-chloroform solution It was confirmed. From the GC / MS analysis, only hydroxy DBT was detected (data not shown), and the target compound could be isolated.
(5) Analysis of DBT intermediate metabolite of Tn399 by 1 H-NMR
From the analysis of 1 H-NMR, accumulation of 2-hydroxy DBT was confirmed as shown in FIG. This revealed that the intermediate metabolite extracted with ethyl acetate was 2-hydroxy DBT.
Since strong acidification is likely to cause instability of dihydrodiol, an attempt was made to carry out an analysis by performing neutral extraction without adding 6N HCl during extraction, but only 2-hydroxy DBT was detected. . Even if the intermediate metabolite accumulated in Tn399 is DBT's dihydrodiol, it is unlikely that all of it will become 2-hydroxyDBT. It is considered that only DBT is generated.
Therefore, according to the present Example, since only 2-hydroxy DBT can be obtained, it was clear that the target monohydroxy body can be obtained directly, without using the purification process from a mixture.

[実施例4]
Tn399における各種芳香族化合物分解産物のGC/MS解析(定性)
(1)実験方法
TZS−7野生株、Tn399株を供試菌株として用いた。
これらTZS−7及びTn399の休止菌体調製には、NB培地(Difco社)を用いた。培養条件はどちらも30℃,200rpmにて行った。
本実験に用いた基質を図7にまとめる。トルエンは和光純薬工業社製の特級品、BT、4,6−DMDBT、DBF、DBD、BPH、1,2−NT、2,1−NT、2,3−NT、ANT、PHE、BNTを用いた。その他、有機溶媒などの試薬類は和光純薬工業社製、ナカライテスク株式会社製の特級品、またはそれに準ずるものを用いた。
TZS−7及びTn399の休止菌体調製法、休止菌体反応、分解産物の抽出については前述と同様に行った。
抽出サンプルの解析にはGC/MSを用いた。分析条件は、実施例3と同様とした。
[Example 4]
GC / MS analysis of various aromatic compound degradation products in Tn399 (qualitative)
(1) Experimental method TZS-7 wild type strain and Tn399 strain were used as test strains.
NB medium (Difco) was used for the resting cell preparation of these TZS-7 and Tn399. The culture conditions were both 30 ° C. and 200 rpm.
The substrates used in this experiment are summarized in FIG. Toluene is a special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., BT, 4,6-DMDBT, DBF, DBD, BPH, 1,2-NT, 2,1-NT, 2,3-NT, ANT, PHE, BNT Using. In addition, reagents such as organic solvents used were special grades manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Nacalai Tesque Co., Ltd., or equivalents thereof.
The resting cell preparation method, resting cell reaction, and extraction of degradation products of TZS-7 and Tn399 were performed in the same manner as described above.
GC / MS was used for analysis of the extracted sample. The analysis conditions were the same as in Example 3.

(2) Tn399における単環芳香族化合物(mono-aromatic)の分解産物のGC/MS解析
TZS−7野生株またはTn399株におけるトルエン、BTの分解産物のGC/MS解析より、これらの基質ではDBTの分解させたときのようなヒドロキシ化合物の生成は確認できなかった。この結果より、DBTの分解とは異なりTZS−7によるトルエン及びBTの分解には、DBT分解酵素遺伝子とは異なる遺伝子が関与しているものと思われた。
(3) Tn399における2環芳香族化合物(di-aromatic)の分解産物のGC/MS解析
図8に示すように、DBF分解産物においても野生株では見られない未知ピーク(ピーク2)を確認した。ピーク1のマススペクトルパターンより、この化合物はヒドロキシDBFであることが示唆された。したがって、DBFもDBTと同様の分解経路により代謝されているものと考えられた。
図9にはTn399におけるDBD代謝産物のクロマトグラムを示した。DBDでも同様にTn399特有のピークが確認され、そのマススペクトルよりヒドロキシDBDの蓄積が示された。
(2) GC / MS analysis of monocyclic aromatic compounds (mono-aromatic) degradation products in Tn399 From the GC / MS analysis of the degradation products of toluene and BT in TZS-7 wild strain or Tn399 strain, Formation of a hydroxy compound as in the case of decomposing was not confirmed. From this result, it was considered that, unlike the degradation of DBT, the degradation of toluene and BT by TZS-7 involves a gene different from the DBT degrading enzyme gene.
(3) GC / MS analysis of the degradation product of the bicyclic aromatic compound (di-aromatic) in Tn399 As shown in FIG. 8, an unknown peak (peak 2) that was not found in the wild strain was also confirmed in the DBF degradation product. . The mass spectrum pattern of peak 1 suggested that this compound was hydroxy DBF. Therefore, it was considered that DBF was also metabolized by the same degradation pathway as DBT.
FIG. 9 shows a chromatogram of a DBD metabolite in Tn399. Similarly, a peak peculiar to Tn399 was confirmed in DBD, and accumulation of hydroxy DBD was shown from its mass spectrum.

図10に、Tn399におけるBPH代謝産物のクロマトグラムを示した。これまでの二環芳香族化合物では基質の分解に伴って生成するピークは一つのみであったが、BPHにおいてはTn399特有のピークが2種類確認され、それぞれのマススペクトルよりどちらも置換位置の異なるモノヒドロキシ化合物、2−ヒドロキシBPH(ピーク4)、4−ヒドロキシBPH(ピーク5)であることが示唆された。これまでBPHの中間代謝産物として、さまざまヒドロキシ化合物を生産する例はDBF、DBD同様、糸状菌、酵母などの真核微生物において多く見られている。例えば、DBDよりヒドロキシDBDを生産する微生物として紹介した白色腐朽菌、Paecilomyces lilacinusは、BPHの分解産物として2−、3−、4−ヒドロキシBPHを生成することが報告されている。これらの化合物を中間代謝産物として、ヒドロキシル基が順次付加され、最終産物としてBPHの片側のベンゼン環が開裂した化合物を生成する。しかし、原核微生物においてヒドロキシBPHを生成する例は報告されていない。   FIG. 10 shows a chromatogram of a BPH metabolite in Tn399. In conventional bicyclic aromatic compounds, only one peak was generated with the decomposition of the substrate, but in BPH, two types of peaks specific to Tn399 were confirmed. It was suggested that they were different monohydroxy compounds, 2-hydroxy BPH (peak 4), 4-hydroxy BPH (peak 5). To date, many examples of producing various hydroxy compounds as intermediate metabolites of BPH have been found in eukaryotic microorganisms such as filamentous fungi and yeasts, as in DBF and DBD. For example, Paecilomyces lilacinus, a white rot fungus introduced as a microorganism that produces hydroxy DBD from DBD, has been reported to produce 2-, 3-, 4-hydroxy BPH as BPH degradation products. Using these compounds as intermediate metabolites, hydroxyl groups are sequentially added, and as a final product, a compound in which the benzene ring on one side of BPH is cleaved is generated. However, no example of producing hydroxy BPH in prokaryotic microorganisms has been reported.

図11、図12に石油汚染の代表的な芳香族化合物である1,2−NT、2,1−NTのTn399における代謝産物のGC/MSクロマトグラム、マススペクトルを示した。これらの化合物でも同様にTn399特有のピークが確認され、それぞれヒドロキシ1,2−NT(図11、ピーク6)、ヒドロキシ2,1−NT(図12、ピーク7)の存在が示唆された。   11 and 12 show GC / MS chromatograms and mass spectra of metabolites in Tn399 of 1,2-NT and 2,1-NT, which are representative aromatic compounds of petroleum pollution. In these compounds as well, peaks peculiar to Tn399 were confirmed, suggesting the presence of hydroxy 1,2-NT (FIG. 11, peak 6) and hydroxy 2,1-NT (FIG. 12, peak 7), respectively.

(4) Tn399における3環芳香族化合物(tri-aromatic)の分解産物のGC/MS解析
図13に示されるように、PHEにおいてもモノヒドロキシ化合物と思われる物質(ピーク8)が検出された。ピーク1のマススペクトルよりヒドロキシPHEであるものと示唆された。また、図14に示されるように、ANTではモノヒドロキシ化合物と思われるピークが2種類確認された(ピーク9、ピーク10)。それぞれのマススペクトルは非常に類似していたため、いずれのヒドロキシANTの構造類似体であることが示唆された。
(4) GC / MS analysis of tricyclic aromatic compound (tri-aromatic) degradation product in Tn399 As shown in FIG. 13, a substance (peak 8) that is considered to be a monohydroxy compound was also detected in PHE. The mass spectrum of peak 1 suggested that it was hydroxy PHE. Moreover, as FIG. 14 shows, in ANT, two types of peaks considered to be a monohydroxy compound were confirmed (peak 9 and peak 10). Each mass spectrum was very similar, suggesting that it was a structural analog of any hydroxy ANT.

3環のPHE、ANTに対してもbphBが基質特異性を有しているという結果より、bphBは2環から3環の広範な芳香族化合物に対して基質特異性を有することが示された。bphBがモノヒドロキシ化合物を如何にして代謝しているのか、またbphBが本当にモノヒドロキシル化合物の代謝に関わっているのかは定かではないが、トランスポゾンによるbphBのノックアウトにより、各種PAHの代謝系が阻害されたこと、さらにいずれのPAH代謝産物からもジヒドロジオールが検出されず、モノヒドロキシ化合物のみが検出されたことから、TZS−7株がヒドロキシ化合物を介した代謝系を保有していることを強く示す結果が得られた。   The result that bphB has substrate specificity also for tricyclic PHE and ANT indicates that bphB has substrate specificity for a wide range of aromatic compounds from 2 to 3 rings. . It is not clear how bphB metabolizes monohydroxy compounds and whether bphB is really involved in the metabolism of monohydroxyl compounds, but bphB knockout by transposon inhibits the metabolic system of various PAHs. Furthermore, no dihydrodiol was detected from any of the PAH metabolites, and only the monohydroxy compound was detected, indicating that the TZS-7 strain possesses a metabolic system mediated by the hydroxy compound. Results were obtained.

[実施例5]
各種PAHの分解によるヒドロキシ体への変換効率測定(定量)
これまで述べてきたように、Tn399はさまざまなPAHに対してヒドロキシル基を付加することができる優れた微生物である。しかしバイオプロセスによる工業生産を目的とした場合は、純粋なPAH−OHを大量に得ることがまず重要である。したがって、Tn399によるさまざまなPAHの変換効率について検証を行うこととした。
(1)休止菌体の調製、休止菌体反応、PAH分解産物の抽出
Tn399の休止菌体調製法、休止菌体反応については、前述と同様に行った。PAHのヒドロキシ化合物への変換効率を測定するために、ヒドロキシ化合物の定量にヒドロキシDBTの検量線を用いた。
Tn399によるPAHの変換効率を、表1に示す。最も高い変換効率が確認されたのは1,2−NTで、90%前後であった。続いてPHE、DBT、DBD、2,1−NT、ANTの順で変換効率が高く、それぞれ30〜60%程度の効率が確認された。
[Example 5]
Measurement of conversion efficiency to hydroxy form by decomposition of various PAHs (quantitative)
As described above, Tn399 is an excellent microorganism capable of adding hydroxyl groups to various PAHs. However, for the purpose of industrial production by bioprocess, it is first important to obtain a large amount of pure PAH-OH. Therefore, it was decided to verify the conversion efficiency of various PAHs by Tn399.
(1) Preparation of resting cells, resting cell reaction, extraction of PAH degradation product The resting cell preparation method and resting cell reaction of Tn399 were performed in the same manner as described above. In order to measure the conversion efficiency of PAH into a hydroxy compound, a calibration curve of hydroxy DBT was used for quantification of the hydroxy compound.
Table 1 shows the conversion efficiency of PAH by Tn399. The highest conversion efficiency was confirmed for 1,2-NT, around 90%. Subsequently, conversion efficiency was high in the order of PHE, DBT, DBD, 2,1-NT, and ANT, and an efficiency of about 30 to 60% was confirmed for each.

これらのことから、本発明によれば、芳香族化合物のモノヒドロキシ体を効率よく製造できることが明らかである。   From these, it is clear that according to the present invention, a monohydroxy form of an aromatic compound can be produced efficiently.

従来知られているジゲンゾチオフェン環開裂分解経路を示した図である。It is the figure which showed the digenzothiophene ring cleavage decomposition path | route conventionally known. 本実施例においてトランスポゾンにより破棄されるbphB遺伝子の塩基配列を示す図である。It is a figure which shows the base sequence of the bphB gene discarded by a transposon in a present Example. TZS−7におけるbphBと各種微生物のアミノ酸配列アライメントを示す図である。図中、矢印は、TZS−7のbphB遺伝子にも保存されている核酸結合モチーフと触媒活性部位を示している。TZS-7 bphB aa Seq:TZS-7株のbphB、pNL1: Sphingomonas aromaticivorans F199株のbphB、SDHD: Sphingomonas sp. BN6株のORF4、DOXE: Pseudomonas putida C18株のDoxE、KKS.BPHB: Pseudomonas sp. KKS102株のbphBをそれぞれ表す。It is a figure which shows amino acid sequence alignment of bphB and various microorganisms in TZS-7. In the figure, the arrows indicate the nucleic acid binding motif and the catalytic active site that are also conserved in the bphB gene of TZS-7. TZS-7 bphB aa Seq: bphB of TZS-7 strain, pNL1: bphB of Sphingomonas aromaticivorans F199 strain, SDHD: ORF4 of Sphingomonas sp. BN6 strain, DOXE: DoxE of Pseudomonas putida C18 strain, KKS.BPHS: Pseudomonas sp. Each bphB of the strain is represented. TZS−7及びTn399のNB培地における生育曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the growth curve in the NB culture medium of TZS-7 and Tn399. Tn399におけるDBT分解産物のGC/MS解析を示すグラフであり、(A)は野生株のDBT分解産物GCクロマトグラム、(B)はTn399のDBT分解産物GCクロマトグラム、(C)はTn399において検出されたDBT中間代謝物(ピーク1)のマススペクトルをそれぞれ示す。It is a graph which shows GC / MS analysis of DBT degradation product in Tn399, (A) is a DBT degradation product GC chromatogram of a wild strain, (B) is a DBT degradation product GC chromatogram of Tn399, (C) is detected in Tn399. 2 shows mass spectra of the prepared DBT intermediate metabolite (peak 1). Tn399におけるDBT分解産物の1H−NMRのスペクトルである。 1 is a 1 H-NMR spectrum of a DBT decomposition product in Tn399. 本発明の実施例で用いられた芳香族化合物の一覧である。It is a list of the aromatic compounds used in the Example of this invention. Tn399におけるDBF分解産物のGC/MS解析を示すグラフであり、(A)はDBF分解産物のGCクロマトグラム、(B)は、(A)におけるピーク2のマススペクトルを示す。It is a graph which shows GC / MS analysis of the DBF degradation product in Tn399, (A) shows GC chromatogram of DBF degradation product, (B) shows the mass spectrum of the peak 2 in (A). Tn399におけるDBD分解産物のGC/MS解析を示すグラフであり、(A)は、Tn399におけるDBD分解産物のGCクロマトグラム、(B)は、(A)におけるピーク3のマススペクトルを示す。It is a graph which shows GC / MS analysis of the DBD decomposition product in Tn399, (A) shows GC chromatogram of the DBD decomposition product in Tn399, (B) shows the mass spectrum of the peak 3 in (A). Tn399におけるBPH分解産物のGC/MS解析を示すグラフであり、(A)は、Tn399のBPH分解産物のGCクロマトグラム、(B)は、(A)におけるピーク4のマススペクトル、(C)は、(A)におけるピーク5のマススペクトルをそれぞれ示す。It is a graph which shows GC / MS analysis of the BPH degradation product in Tn399, (A) is GC chromatogram of the BPH degradation product of Tn399, (B) is a mass spectrum of the peak 4 in (A), (C) is , (A) shows the mass spectrum of peak 5 respectively. Tn399における1,2−NT分解産物のGC/MS解析を示すグラフであり、(A)は、Tn399の1,2−NT分解産物のGCクロマトグラム、(B)は、(A)におけるピーク6のマススペクトルを示す。It is a graph which shows GC / MS analysis of the 1,2-NT degradation product in Tn399, (A) is GC chromatogram of the 1,2-NT degradation product of Tn399, (B) is the peak 6 in (A). The mass spectrum of is shown. Tn399における2,1−NT分解産物のGC/MS解析を示すグラフであり、(A)は、Tn399の2,1−NT分解産物のGCクロマトグラム、(B)は、(A)におけるピーク7のマススペクトルを示す。It is a graph which shows GC / MS analysis of the 2,1-NT degradation product in Tn399, (A) is GC chromatogram of the 2,1-NT degradation product of Tn399, (B) is the peak 7 in (A). The mass spectrum of is shown. Tn399におけるPHE分解産物のGC/MS解析を示すグラフであり、(A)は、Tn399のPHE分解産物のGCクロマトグラム、(B)は、(A)におけるピーク8のマススペクトルを示す。It is a graph which shows GC / MS analysis of the PHE degradation product in Tn399, (A) shows GC chromatogram of the PHE degradation product of Tn399, (B) shows the mass spectrum of the peak 8 in (A). Tn399におけるANT分解産物のGC/MS解析を示すグラフであり、(A)は、Tn399のANT分解産物のGCクロマトグラム、(B)は、(A)におけるピーク9及び10のマススペクトルを示す。示すグラフである。It is a graph which shows GC / MS analysis of the ANT degradation product in Tn399, (A) shows GC chromatogram of the ANT degradation product of Tn399, (B) shows the mass spectrum of the peaks 9 and 10 in (A). It is a graph to show.

Claims (8)

芳香族化合物を、多環芳香族化合物分解酵素(bphB)の酵素活性が抑制された微生物又はその微生物の細胞内容物と接触させることを特徴とする芳香族モノヒドロキシ体の製造方法。   A method for producing an aromatic monohydroxy product, comprising contacting an aromatic compound with a microorganism in which the enzyme activity of a polycyclic aromatic compound-degrading enzyme (bphB) is suppressed or the cell contents of the microorganism. 前記bphBの酵素活性の抑制が、bphB遺伝子の発現抑制及び遺伝子破壊並びにbphB活性阻害剤の使用からなる群より選択された少なくとも1つによって行われることを特徴とする請求項1記載の芳香族モノヒドロキシ体の製造方法。   The aromatic monosaccharide according to claim 1, wherein the suppression of the enzyme activity of bphB is performed by at least one selected from the group consisting of suppression of bphB gene expression and gene disruption and use of a bphB activity inhibitor. A method for producing a hydroxy body. 前記微生物が、グラム陽性菌及びグラム陰性菌から成る群より選択された少なくとも1つであることを特徴とする請求項1又は2記載の芳香族モノヒドロキシ体の製造方法。   3. The method for producing an aromatic monohydroxy substance according to claim 1, wherein the microorganism is at least one selected from the group consisting of gram-positive bacteria and gram-negative bacteria. 前記微生物が、Sphingomonas属、Pseudomonas属、Rhodococcus属からなる群より選択された少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2記載の芳香族モノヒドロキシ体の製造方法。   The method for producing an aromatic monohydroxy substance according to claim 1 or 2, wherein the microorganism is at least one selected from the group consisting of the genera Sphingomonas, Pseudomonas, and Rhodococcus. 前記微生物が、Sphingomonas属の株であることを特徴とする請求項1又は2記載の芳香族モノヒドロキシ体の製造方法。   The method for producing an aromatic monohydroxy substance according to claim 1 or 2, wherein the microorganism is a strain of the genus Sphingomonas. 前記芳香族化合物が、多環芳香族化合物及び芳香族アミノ酸からなる群より選択されたものであることを特徴とする請求項1記載の芳香族モノヒドロキシ体の製造方法。   The method for producing an aromatic monohydroxy substance according to claim 1, wherein the aromatic compound is selected from the group consisting of a polycyclic aromatic compound and an aromatic amino acid. 前記芳香族化合物が、ヘテロ原子を含む又は含まない炭素数5〜50の芳香族化合物であることを特徴とする請求項1記載の芳香族モノヒドロキシ体の製造方法。   The method for producing an aromatic monohydroxy substance according to claim 1, wherein the aromatic compound is an aromatic compound having 5 to 50 carbon atoms which contains or does not contain a hetero atom. 請求項1記載の製造方法によって得られた芳香族モノヒドロキシ体。   An aromatic monohydroxy product obtained by the production method according to claim 1.
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