JP2007074959A - Protein related to alkane hydroxylation, gene encoding the same and method for producing alkanediol by using them - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for hydroxylating various alkanes and alcohols by cloning CYP153-alkane-1-monooxygenase gene, specifying a protein, expressing the gene in a host and constituting a microorganism conversion system by using a recombinant. <P>SOLUTION: This CYP153-alkane-1-monooxygenase, a recombinant vector containing a ferredoxin gene and ferredoxin reductase gene of Acinetobacter sp. OC4 strain and the transformant containing these genes or the recombinant vector are provided. The method for producing the alcohol or alkanediol comprising the hydroxylation of the alkane or alcohol in the presence of the transformant, and the method for producing the protein comprising the processes of culturing the transformant and collecting the protein from the cultured material are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルカン水酸化に関連する蛋白質およびそれをコードする遺伝子並びにこれらを用いたアルカンジオールの製造方法に関する。   The present invention relates to a protein related to alkane hydroxylation, a gene encoding the same, and a method for producing alkanediol using the same.

カンジダ(Candida)に属する酵母については、炭素源をノルマルアルカンとして培養すると、α,ωアルカンジオール経由でα,ωジカルボン酸を生産することが知られている(非特許文献1)。カンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)における研究によると、ノルマルアルカンはまず1-アルコールに酸化される。この反応はシトクロムP450モノオキシゲナーゼ(CYP52)とシトクロムP450NADPHリダクターゼによって触媒される(非特許文献2)。さらにこの1-アルコールは脂肪酸アルコールオキシダーゼ(FAO)と脂肪酸アルデヒドオキシダーゼによってカルボン酸まで代謝される(非特許文献3)。また、このようなω酸化産物である1-アルコールは、同じω酸化経路によってα,ωアルカンジオールに変換される。カンジダ・トロピカリスのFAO破壊株は、α,ωアルカンジオールを蓄積することが示唆されている(特許文献1)。   As for yeast belonging to Candida, it is known that α, ω dicarboxylic acid is produced via α, ω alkanediol when cultured with normal carbon as a carbon source (Non-patent Document 1). According to studies in Candida tropicalis, normal alkanes are first oxidized to 1-alcohol. This reaction is catalyzed by cytochrome P450 monooxygenase (CYP52) and cytochrome P450NADPH reductase (Non-patent Document 2). Further, this 1-alcohol is metabolized to carboxylic acid by fatty acid alcohol oxidase (FAO) and fatty acid aldehyde oxidase (Non-patent Document 3). In addition, 1-alcohol, which is such a ω oxidation product, is converted to α, ω alkanediol through the same ω oxidation pathway. It has been suggested that Candida tropicalis FAO-disrupted strain accumulates α, ω-alkanediol (Patent Document 1).

一方、アルカンを代謝利用できる細菌類は、炭素源をノルマルアルカンとして培養すると、ω酸化経路によってこれを代謝する。ノルマルアルカンはまず1-アルコールに酸化されるが、この反応はAlkB type alkane hydroxylase(AH)とその電子伝達系であるルブレドキシンとルブレドキシンリダクターゼ、もしくはチトクロームP450ファミリーの1つであるCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ(CYP153)とその電子伝達系であるフェレドキシンとフェレドキシンリダクターゼによって触媒される(非特許文献4,5)。さらにこの1-アルコールはアルコールデヒドロゲナーゼとアルデヒドデヒドロゲナーゼによってカルボン酸にまで代謝されることが知られている(非特許文献6)。しかし、1-アルコールまたは2-アルコールの末端を酸化してα,ωアルカンジオールに変換する細菌由来酵素、もしくはアルカンや1-アルコールまたは2-アルコールなどの炭水化物を代謝してα,ωアルカンジオールを生産する細菌類についての報告はない。   On the other hand, bacteria capable of metabolizing alkanes metabolize these by the ω-oxidation pathway when cultured with a carbon source as a normal alkane. Normal alkane is first oxidized to 1-alcohol, but this reaction is caused by AlkB type alkane hydroxylase (AH) and its electron transport system, rubredoxin and rubredoxin reductase, or CYP153-alkane-, one of the cytochrome P450 family. It is catalyzed by 1-monooxygenase (CYP153) and its electron transfer system, ferredoxin and ferredoxin reductase (Non-patent Documents 4 and 5). Furthermore, it is known that this 1-alcohol is metabolized to carboxylic acid by alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase (Non-patent Document 6). However, the enzyme derived from bacteria that oxidizes the end of 1-alcohol or 2-alcohol to convert it to α, ω-alkanediol, or metabolizes carbohydrates such as alkane, 1-alcohol, or 2-alcohol to convert α, ω-alkanediol There is no report about bacteria to produce.

また、直鎖脂肪酸の亜末端酸化(ω-1酸化、ω-2酸化など)についてもいくつかの報告がなされているが、直鎖アルコールの亜末端酸化については数例の研究に限られている。例えば、カエルあるいはテンジクネズミの肝臓ミクロソーム由来P450による1-ドデカノールなどのω-1酸化(非特許文献7,8)、Bacillus megaterium由来P450による1-ドデカノールなどのω-1、ω-2、ω-3酸化(非特許文献9)などが報告されている。しかし、2-アルコールを基質とし、その末端を酸化してα,ω-1アルカンジオールに変換する酵素、もしくは2-アルコールなどの炭水化物を代謝してα,ω-1アルカンジオールを生産する生物についての報告はない。
Shiio I. Microbial production of long-Chain dicarboxylic acids from n-alkanes. Agric. Biol. Chem. 1971 35 2033-2042. Craft DL, Madduri KM, Eshoo M, Wilson CR. Identification and characterization of the CYP52 family of Candida tropicalis ATCC 20336, important for the conversion of fatty acids and alkanes to alpha,omega-dicarboxylic acids. Appl Environ Microbiol. 2003 69(10):5983-91. Eschenfeldt WH, Zhang Y, Samaha H, Stols L, Eirich LD, Wilson CR, Donnelly MI. Transformation of fatty acids catalyzed by cytochrome P450 monooxygenase enzymes of Candida tropicalis. Appl Environ Microbiol. 2003 69(10):5992-9. 特表2002−506650号公報(P2002−506650A) Fujii T, Narikawa T, Takeda K, Kato J. Biotransformation of various alkanes using the Escherichia coli expressing an alkane hydroxylase system from Gordonia sp. TF6. Biosci Biotechnol Biochem. 2004 68(10):2171-7. Maier T, Forster HH, Asperger O, Hahn U. Molecular characterization of the 56-kDa CYP153 from Acinetobacter sp. EB104. Biochem Biophys Res Commun. 2001 286(3):652-8. van Beilen JB, Panke S, Lucchini S, Franchini AG, Rothlisberger M, Witholt B. Analysis of Pseudomonas putida alkane-degradation gene clusters and flanking insertion sequences: evolution and regulation of the alk genes. Microbiology. 2001 147(6):1621-30. Miura Y. ω- and (ω-1)-Hydroxylation of 1-dodecanol by frog liver microsomes Lipids, 1981 16 721-725 Miura Y, Hisaki H, Siems W, and Oda S. Hydroxylation of fatty acids and alcohols by hepatic Microsomal cytochrome P-450 system from the Mongolian gerbil. Lipids, 1987 22 987-993 Miura Y, and Fulco AJ. ω-1, ω-2 and ω-3 Hydroxylation of long-chain fatty acids, amides and alcohols by a soluble enzymes system from Bacillus megaterium. Biochimica et Biophysica Acta, 1975 388 305-317
In addition, some reports have been made on the subterminal oxidation of linear fatty acids (ω-1 oxidation, ω-2 oxidation, etc.), but the subterminal oxidation of linear alcohols is limited to several studies. Yes. For example, ω-1 oxidation such as 1-dodecanol by P450 derived from liver microsomes of frogs or guinea pigs (Non-patent Documents 7 and 8), ω-1, 1-dodecanol such as 1-dodecanol by P450 derived from Bacillus megaterium, Trioxidation (Non-patent Document 9) has been reported. However, for enzymes that produce 2-α-alkanediol by metabolizing carbohydrates such as 2-alcohol, using 2-alcohol as a substrate and oxidizing its end to convert it to α, ω-1 alkanediol. There is no report.
Shiio I. Microbial production of long-Chain dicarboxylic acids from n-alkanes. Agric. Biol. Chem. 1971 35 2033-2042. Craft DL, Madduri KM, Eshoo M, Wilson CR.Identification and characterization of the CYP52 family of Candida tropicalis ATCC 20336, important for the conversion of fatty acids and alkanes to alpha, omega-dicarboxylic acids.Appl Environ Microbiol. 2003 69 (10 ): 5983-91. Eschenfeldt WH, Zhang Y, Samaha H, Stols L, Eirich LD, Wilson CR, Donnelly MI.Transformation of fatty acids catalyzed by cytochrome P450 monooxygenase enzymes of Candida tropicalis.Appl Environ Microbiol. 2003 69 (10): 5992-9. Japanese translation of PCT publication No. 2002-506650 (P2002-506650A) Fujii T, Narikawa T, Takeda K, Kato J. Biotransformation of various alkanes using the Escherichia coli expressing an alkane hydroxylase system from Gordonia sp.TF6. Biosci Biotechnol Biochem. 2004 68 (10): 2171-7. Maier T, Forster HH, Asperger O, Hahn U. Molecular characterization of the 56-kDa CYP153 from Acinetobacter sp. EB104. Biochem Biophys Res Commun. 2001 286 (3): 652-8. van Beilen JB, Panke S, Lucchini S, Franchini AG, Rothlisberger M, Witholt B. Analysis of Pseudomonas putida alkane-degradation gene clusters and flanking insertion sequences: evolution and regulation of the alk genes. Microbiology. 2001 147 (6): 1621 -30. Miura Y. ω- and (ω-1) -Hydroxylation of 1-dodecanol by frog liver microsomes Lipids, 1981 16 721-725 Miura Y, Hisaki H, Siems W, and Oda S. Hydroxylation of fatty acids and alcohols by hepatic Microsomal cytochrome P-450 system from the Mongolian gerbil. Lipids, 1987 22 987-993 Miura Y, and Fulco AJ. Ω-1, ω-2 and ω-3 Hydroxylation of long-chain fatty acids, amides and alcohols by a soluble enzymes system from Bacillus megaterium. Biochimica et Biophysica Acta, 1975 388 305-317

アルカンジオールはプラスチック原料の1つとして重要である。α,ωアルカンジオールは酵母によって生産できる可能性は考えられるが、バイオプロセスによってより有利にアルカンジオールを生産するためには、細菌由来の酵素を用いた微生物変換系が望まれる。   Alkanediol is important as one of plastic raw materials. Although there is a possibility that α, ω alkanediol can be produced by yeast, in order to produce alkanediol more advantageously by bioprocess, a microbial conversion system using bacteria-derived enzyme is desired.

本発明の目的は、αアルカンモノオールからα,ωアルカンジオールを生産できる酵素、その遺伝子、およびこれらを用いたαアルカンモノオールからα,ωアルカンジオールを製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an enzyme capable of producing α, ω-alkanediol from α-alkanemonool, its gene, and a method for producing α, ω-alkanediol from α-alkanemonool using these enzymes.

本発明者らは、以前分離しアルカン水酸化能を有することを見出した微生物である、ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子をクローニングし、かつその遺伝子によりコードされるタンパク質を特定するとともに、前記遺伝子をアシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシン遺伝子とフェレドキシンリダクターゼ遺伝子と共に大腸菌のような宿主で過不足なく発現し、得られた組換体を用いた微生物変換系により、種々のアルカンおよびアルコールを水酸化できることを見いだして、本発明を完成させた。   The present inventors cloned the CYP153-alkane-1-monooxygenase gene of Gordonia sp. TF6 strain, a microorganism that was previously isolated and found to have alkane hydroxylating ability, and the gene In addition to identifying the protein encoded by Acinetobacter sp. OC4 strain ferredoxin gene and ferredoxin reductase gene together with the ferredoxin reductase gene, it is expressed in excess or deficiency in a host such as E. coli, and the resulting recombinant is used. The present invention has been completed by finding that various alkanes and alcohols can be hydroxylated by the existing microbial conversion system.

本発明は、以下の通りである。
[1]下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換および/または付加を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;または
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
[2]下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。
(1)配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換および/または付加を有する塩基配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列;または
(3)配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列
[3]ゴルドニア(Gordonia)属に属する微生物に由来する遺伝子である、[1]または[2]に記載の遺伝子。
[4][1]〜[3]のいずれかに記載の遺伝子を含む組み換えベクター。
[5]アシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシンをコードする遺伝子およびフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子をさらに含む[4]に記載の組み換えベクター。
[6][1]〜[3]のいずれかに記載の遺伝子または[4]または[5]に記載の組み換えベクターを含む形質転換体。
[7]宿主が大腸菌である[6]に記載の形質転換体。
[8][6]または[7]に記載の形質転換体の存在下で、原料アルカンまたはアルコールを水酸化させてモノオールまたはジオールを得ることを含む、アルコールの製造方法。
[9]形質転換体が[1]〜[3]のいずれかに記載の遺伝子とアシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシンをコードする遺伝子およびフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子を含む組み換えベクターを含むものである[8]に記載の製造方法。
[10]原料アルコールがモノオールであり、生成するアルコールがジオールである[8]または[9]に記載の製造方法。
[11]原料アルコールが炭素数6〜10の1-アルカノールまたは2-アルカノールである[8]または[9]に記載の製造方法。
[12]原料アルコールが2-オクタノールであり、ジオールとして1,7-オクタンジオールを得るか、
または原料アルコールが1-ヘプタノールであり、ジオールとして1,7-ヘプタンジオールを得る[8]または[9]に記載の製造方法。
[13]下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換および/または付加を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;または
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
[14][4]に記載の組み換えベクターを含む形質転換体を培養し、培養物から[13]に記載のタンパク質を採取することを含む、[13]に記載のタンパク質の製造方法。
The present invention is as follows.
[1] A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity;
(2) An amino acid having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity [2] A gene having any of the following base sequences:
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence of 646 to 1995 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and encoding CYP153-alkane-1-monooxygenase;
(2) It has a base sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence of Nos. 646 to 1995 shown in SEQ ID No. 2 of the sequence listing, and CYP153-alkane-1- A base sequence encoding a protein having monooxygenase activity; or (3) a DNA comprising a base sequence complementary to a DNA comprising a base sequence from 646 to 1995 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and a stringent [3] a gene derived from a microorganism belonging to the genus Gordonia, which has a base sequence that hybridizes under various conditions and encodes a protein having alkane-1-monooxygenase activity [1] or The gene according to [2].
[4] A recombinant vector comprising the gene according to any one of [1] to [3].
[5] The recombinant vector according to [4], further comprising a gene encoding ferredoxin of Acinetobacter sp. OC4 strain and a gene encoding ferredoxin reductase.
[6] A transformant comprising the gene according to any one of [1] to [3] or the recombinant vector according to [4] or [5].
[7] The transformant according to [6], wherein the host is Escherichia coli.
[8] A method for producing alcohol, comprising hydroxylating a raw material alkane or alcohol to obtain a monool or diol in the presence of the transformant according to [6] or [7].
[9] A recombinant vector comprising the gene according to any one of [1] to [3], a gene encoding ferredoxin of Acinetobacter sp. OC4 strain, and a gene encoding ferredoxin reductase. [8] The production method according to [8].
[10] The production method according to [8] or [9], wherein the starting alcohol is monool and the alcohol produced is a diol.
[11] The production method according to [8] or [9], wherein the raw alcohol is 1-alkanol or 2-alkanol having 6 to 10 carbon atoms.
[12] The starting alcohol is 2-octanol and 1,7-octanediol is obtained as a diol,
Alternatively, the production method according to [8] or [9], wherein the starting alcohol is 1-heptanol and 1,7-heptanediol is obtained as a diol.
[13] A protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity;
(2) An amino acid having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity [14] The method for producing a protein according to [13], comprising culturing a transformant containing the recombinant vector according to [4] and collecting the protein according to [13] from the culture.

本発明の組換体を用いた微生物変換系を用いれば、酵素系または微生物系を用いてαアルカンモノオールからα,ωアルカンジオールを生産することができる。さらに、これまで解析困難であったバクテリアのCYP153アルカン水酸化機構の解析が容易になるばかりか、酵素改変等も可能になる。   If the microbial conversion system using the recombinant of the present invention is used, α, ω alkanediol can be produced from α alkane monool using an enzyme system or a microbial system. Furthermore, analysis of the CYP153 alkane hydroxylation mechanism of bacteria, which has been difficult to analyze so far, is facilitated, and enzyme modification and the like are also possible.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明者らは、既に報告されている微生物である、ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子をクローニングした。ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株は、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に平成15年5月29日付けでゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6として寄託されている(FERM P-19376)。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The present inventors cloned the CYP153-alkane-1-monooxygenase gene of Gordonia sp. TF6 strain, which has already been reported. Gordonia sp.TF6 strain was deposited as Gordonia sp.TF6 on May 29, 2003 in the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Depositary Center (FERM). P-19376).

また、本発明者らは、アシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のアルカン水酸化機構の構成成分全てをコードする遺伝子を既にクローニングした。そのアミノ酸配列および塩基配列を配列表の配列番号1および2に示す。アシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センターに平成17年8月11日付けでアシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4として寄託されている(NITE P-125)。   In addition, the present inventors have already cloned a gene encoding all components of the alkane hydroxylation mechanism of Acinetobacter sp. OC4 strain. The amino acid sequence and base sequence are shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 in the sequence listing. Acinetobacter sp. OC4 strain was deposited as Acinetobacter sp. OC4 on August 11, 2005 at the National Institute of Technology and Evaluation of the National Institute of Technology and Evaluation (NITE) P-125).

1.CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子
本発明者らは、ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼおよびそれをコードする遺伝子を取得した。
1. CYP153-alkane-1-monooxygenase-related gene The present inventors obtained a CYP153-alkane-1-monooxygenase of Gordonia sp. TF6 strain and a gene encoding it.

即ち、本発明の遺伝子は、下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子である。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換および/または付加を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;または
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
That is, the gene of the present invention is a gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity;
(2) An amino acid having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity

本発明の遺伝子の具体例としては、下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子を挙げられる。
(1)配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換および/または付加を有する塩基配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列;または
(3)配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列
Specific examples of the gene of the present invention include genes having any of the following base sequences.
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence of 646 to 1995 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and encoding CYP153-alkane-1-monooxygenase;
(2) It has a base sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence of Nos. 646 to 1995 shown in SEQ ID No. 2 of the sequence listing, and CYP153-alkane-1- A base sequence encoding a protein having monooxygenase activity; or (3) a DNA comprising a base sequence complementary to a DNA comprising a base sequence from 646 to 1995 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and a stringent Sequence encoding a protein having a base sequence that hybridizes under mild conditions and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity

本発明において「CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ」とは、直鎖アルカンの末端を酸化するチトクロームP450ファミリーに属する酵素であり、「CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性」とは、直鎖アルカンの末端を酸化する酵素活性を意味する。「CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性」及びおよび「CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性」を有するタンパク質の活性は、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ、フェレドキシン、フェレドキシンリダクターゼ、NADPH、及び基質となるアルカンを適当な緩衝液に懸濁し、28℃等で変換反応を行った後、生成したアルコールをガスクロマトグラフィー(GC)等で検出することにより評価できる。   In the present invention, “CYP153-alkane-1-monooxygenase” refers to an enzyme belonging to the cytochrome P450 family that oxidizes the terminal end of a linear alkane, and “CYP153-alkane-1-monooxygenase activity” refers to a linear alkane. It means the enzyme activity that oxidizes the end of The activity of the protein having “CYP153-alkane-1-monooxygenase activity” and “CYP153-alkane-1-monooxygenase activity” is CYP153-alkane-1-monooxygenase, ferredoxin, ferredoxin reductase, NADPH, and a substrate. The resulting alkane is suspended in a suitable buffer solution, subjected to a conversion reaction at 28 ° C. or the like, and then the produced alcohol is detected by gas chromatography (GC) or the like.

CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の説明における「1から数個のアミノ酸の欠失、置換および/または付加を有するアミノ酸配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1から5個、特に好ましくは1から3個程度を意味する。   The range of “1 to several” in “amino acid sequence having 1 to several amino acid deletions, substitutions and / or additions” in the description of CYP153-alkane-1-monooxygenase-related genes is not particularly limited, For example, it means 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, particularly preferably about 1 to 3.

CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の説明における「配列表の配列番1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列」における相同性は、80%以上であれば特に限定されないが、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、特に好ましくは98%以上である。   The homology in the “amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1” in the description of the CYP153-alkane-1-monooxygenase-related gene is 80% or more. Although not particularly limited, it is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, and particularly preferably 98% or more.

CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の説明における「1から数個の塩基の欠失、置換および/または付加を有する塩基配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から60個、好ましくは1から30個、より好ましくは1から20個、さらに好ましくは1から10個、特に好ましくは1から5個程度を意味する。 The range of “1 to several” in “base sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several bases” in the description of CYP153-alkane-1-monooxygenase-related genes is not particularly limited, For example, it means 1 to 60, preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, further preferably 1 to 10, particularly preferably about 1 to 5.

CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の説明における「ストリンジェンな条件下でハイブリダイズする」とは、DNAをプローブとして使用し、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAの塩基配列を意味し、例えば、コロニーあるいはプラーク由来のDNAまたは該DNAの断片を固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0Mの塩化ナトリウム存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2×SSC溶液(1×SSC溶液は、150mM塩化ナトリウム、15mMクエン酸ナトリウム)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるDNA等を挙げることができる。ハイブリダイゼーションは、モレキュラークローニング第2版等に記載されている方法に準じて行うことができる。   In the description of CYP153-alkane-1-monooxygenase-related genes, “hybridizes under stringent conditions” means using DNA as a probe, colony hybridization method, plaque hybridization method, or Southern blot hybridization method For example, using a colony or plaque-derived DNA or a filter on which the DNA fragment is immobilized, in the presence of 0.7 to 1.0 M sodium chloride at 65 ° C. List DNA that can be identified by washing the filter under conditions of 0.1 to 2x SSC (1x SSC solution is 150 mM sodium chloride, 15 mM sodium citrate) after hybridization. Can do. Hybridization can be performed according to the method described in Molecular Cloning 2nd edition.

ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとしては、プローブとして使用するDNAの塩基配列と一定以上の相同性を有するDNAが挙げられ、例えば80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、特に好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上の相同性を有するDNAが挙げられる。   Examples of DNA that hybridizes under stringent conditions include DNA having a certain degree of homology with the base sequence of DNA used as a probe, for example, 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90%. More preferably, DNA having homology of 93% or more, particularly preferably 95% or more, and most preferably 98% or more is mentioned.

本発明のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の取得方法は特に限定されない。本明細書中の配列表の配列番号1に記載したアミノ酸配列および配列番号2に記載した塩基配列の情報に基づいて適当なプローブやプライマーを調製し、それらを用いてゴルドニア(Gordonia)属に属する微生物のDNAライブラリーをスクリーニングすることにより本発明のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子を単離することができる。DNAライブラリーは、本発明のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子を発現している微生物から常法により作製することができる。   The method for obtaining the CYP153-alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention is not particularly limited. Appropriate probes and primers are prepared based on the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing in this specification, and belong to the genus Gordonia using them. The CYP153-alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention can be isolated by screening a microbial DNA library. A DNA library can be prepared by a conventional method from a microorganism expressing the CYP153-alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention.

PCR法により本発明のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子を取得することもできる。上記した微生物由来のDNAライブラリーを鋳型として使用し、配列番号2に記載した646番〜1995番の塩基配列を増幅できるように設計した1対のプライマーを用いてPCRを行う。PCRの反応条件は適宜設定することができ、例えば、94℃で30秒間(変性)、55℃で30秒〜1分間(アニーリング)、72℃で2分間(伸長)からなる反応工程を1サイクルとして、例えば30サイクル行った後、72℃で7分間反応させる条件などを挙げることができる。次いで、増幅されたDNA断片を、大腸菌等の宿主で増幅可能な適切なベクター中にクローニングすることができる。   The CYP153-alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention can also be obtained by PCR. Using the above-mentioned DNA library derived from a microorganism as a template, PCR is carried out using a pair of primers designed so as to amplify the nucleotide sequences of 646 to 1995 described in SEQ ID NO: 2. PCR reaction conditions can be set as appropriate. For example, one cycle of the reaction process consisting of 94 ° C for 30 seconds (denaturation), 55 ° C for 30 seconds to 1 minute (annealing), and 72 ° C for 2 minutes (extension) As an example, there may be mentioned conditions for carrying out the reaction at 72 ° C. for 7 minutes after 30 cycles. The amplified DNA fragment can then be cloned into a suitable vector that can be amplified in a host such as E. coli.

上記したプローブまたはプライマーの調製、DNAライブラリーの構築、DNAライブラリーのスクリーニング、並びに目的遺伝子のクローニングなどの操作は当業者に既知であり、例えば、Molecular Cloning:A laboratory Mannual,2nd Ed.,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,NY.,1989(以下、モレキュラークローニング第2版と略す)、Current Protocols in Molecular Biology,Supplement 1〜38,John Wiley & Sons(1987-1997)(以下、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジーと略す)等に記載の方法に準じて行うことができる。   The above-described procedures such as probe or primer preparation, DNA library construction, DNA library screening, and target gene cloning are known to those skilled in the art. For example, Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY., 1989 (hereinafter abbreviated as "Molecular Cloning 2nd Edition"), Current Protocols in Molecular Biology, Supplements 1-38, John Wiley & Sons (1987-1997) (hereinafter "Current Protocol") And abbreviated as “molecular in biology”).

また、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換および/または付加を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子;並びに配列表の配列番号2に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換および/または付加を有する塩基配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列を有する遺伝子(以下、これらの遺伝子を変異遺伝子と称する)については、配列番号1に記載のアミノ酸配列および配列番号2に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの当業者に既知の任意の方法で作製することができる。   In addition, a protein having an amino acid sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity A coding gene; and a nucleotide sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the Sequence Listing, and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity For genes having base sequences encoding proteins (hereinafter referred to as mutant genes), chemical synthesis based on the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and the base sequence information set forth in SEQ ID NO: 2 Can be made by any method known to those skilled in the art, such as genetic engineering techniques or mutagenesis.

例えば、配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列を有するDNAに対し、変異原となる薬剤と接触作用させる方法、紫外線を照射する方法、遺伝子工学的手法等を用いて行うことができる。遺伝子工学的手法の1つである部位特異的変異誘発法は特定の位置に特定の変異を導入できる手法であることから有用であり、モレキュラークローニング第2版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載の方法に準じて行うことができる。   For example, using DNA having the nucleotide sequence of 646 to 1995 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, a method of contacting with a mutagen agent, a method of irradiating ultraviolet rays, a genetic engineering method, etc. It can be carried out. Site-directed mutagenesis, which is one of the genetic engineering methods, is useful because it can introduce a specific mutation at a specific position. Molecular cloning 2nd edition, Current Protocols in Molecular. It can be performed according to the method described in biology and the like.

本発明のタンパク質は、下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質である。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換および/または付加を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;または
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
The protein of the present invention is a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity;
(2) An amino acid having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity;

本発明のタンパク質はCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質である。CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質の存在下では、直鎖アルカンの末端を酸化することができる。本発明のタンパク質のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性は、前述の方法により測定できる。   The protein of the present invention is a protein having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity. In the presence of a protein having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity, the end of the linear alkane can be oxidized. The CYP153-alkane-1-monooxygenase activity of the protein of the present invention can be measured by the method described above.

本発明のタンパク質の取得方法は特に制限されず、化学合成により合成したタンパク質でもよいし、遺伝子組み換え技術により作製した組み換えタンパク質でもよい。   The method for obtaining the protein of the present invention is not particularly limited, and may be a protein synthesized by chemical synthesis or a recombinant protein produced by a gene recombination technique.

組み換えタンパク質を作製する場合には、先ず、本明細書の上記に記載した当該タンパク質をコードする遺伝子(DNA)を取得する。このDNAを適当な発現系に導入することにより、本発明のタンパク質を産生することができる。発現系でのタンパク質の発現については本明細書中後記する。   When producing a recombinant protein, first, a gene (DNA) encoding the protein described above in this specification is obtained. The protein of the present invention can be produced by introducing this DNA into an appropriate expression system. The expression of the protein in the expression system will be described later in this specification.

本発明の遺伝子は適当なベクター中に挿入して使用することができる。本発明で用いるベクターの種類は特に限定されず、例えば、自立的に複製するベクター(例えばプラスミド等)でもよいし、あるいは、宿主細胞に導入された際に宿主細胞のゲノムに組み込まれ、組み込まれた染色体と共に複製されるものであってもよい。   The gene of the present invention can be used by inserting it into an appropriate vector. The type of vector used in the present invention is not particularly limited. For example, the vector may be a self-replicating vector (for example, a plasmid), or may be integrated into the host cell genome when introduced into the host cell. It may be replicated together with other chromosomes.

好ましくは、本発明で用いるベクターは発現ベクターである。発現ベクターにおいて本発明の遺伝子は、転写に必要な要素(例えば、プロモーター等)が機能的に連結されている。プロモーターは宿主細胞において転写活性を示すDNA配列であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。   Preferably, the vector used in the present invention is an expression vector. In the expression vector, the gene of the present invention is functionally linked to elements necessary for transcription (for example, a promoter and the like). A promoter is a DNA sequence that exhibits transcriptional activity in a host cell, and can be appropriately selected according to the type of host.

細菌細胞で作動可能なプロモーターとしては、バチルス・ステアロテルモフィルス・マルトジェニック・アミラーゼ遺伝子(Bacillus stearothermophilus maltogenic amylase gene)、バチルス・リケニホルミス・α−アミラーゼ遺伝子(Bacillus licheniformis alpa-amylase gene)、バチルス・アミロリケファチエンス・BANアミラーゼ遺伝子(Bacillus amyloliquefaciens BAN amylase gene)、バチルス・サブチリス・アルカリプロテアーゼ遺伝子(Bacillus subtilis alkaline protease gene)もしくはバチルス・プミルス・キシロシダーゼ遺伝子(Bacillus pumilus xylosidase gene)の各プロモーター、またはファージ・ラムダのPRもしくはPLプロモーター、大腸菌のlac、trcもしくはtacプロモーターなどが挙げられる。   Promoters that can operate in bacterial cells include the Bacillus stearothermophilus maltogenic amylase gene, the Bacillus licheniformis alpa-amylase gene, and the Bacillus amylase gene. Bacillus amyloliquefaciens BAN amylase gene, Bacillus subtilis alkaline protease gene or Bacillus pumilus xylosidase gene promoter, or phage lambda PR or PL promoter of E. coli, lac, trc or tac promoter of E. coli.

哺乳動物細胞で作動可能なプロモーターの例としては、SV40プロモーター、MT−1(メタロチオネイン遺伝子)プロモーター、またはアデノウイルス2主後期プロモーターなどがある。昆虫細胞で作動可能なプロモーターの例としては、ポリヘドリンプロモーター、P10プロモーター、オートグラファ・カリホルニカ・ポリヘドロシス塩基性タンパクプロモーター、バキュウロウイルス即時型初期遺伝子1プロモーター、またはバキュウロウイルス39K遅延型初期遺伝子プロモーター等がある。酵母宿主細胞で作動可能なプロモーターの例としては、酵母解糖系遺伝子由来のプロモーター、アルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子プロモーター、TPI1プロモーター、ADH2−4cプロモーターなどが挙げられる。糸状菌細胞で作動可能なプロモーターの例としては、ADH3プロモーターまたはtpiAプロモーターなどがある。   Examples of promoters that can operate in mammalian cells include the SV40 promoter, the MT-1 (metallothionein gene) promoter, or the adenovirus 2 major late promoter. Examples of promoters operable in insect cells include polyhedrin promoter, P10 promoter, autographa caliornica polyhedrossis basic protein promoter, baculovirus immediate early gene 1 promoter, or baculovirus 39K delayed early gene There are promoters. Examples of promoters that can operate in yeast host cells include promoters derived from yeast glycolytic genes, alcohol dehydrogenase gene promoters, TPI1 promoters, ADH2-4c promoters, and the like. Examples of promoters that can operate in filamentous fungal cells include the ADH3 promoter or the tpiA promoter.

また、本発明の遺伝子は必要に応じて、適切なターミネーターに機能的に結合されてもよい。本発明の組み換えベクターは更に、ポリアデニレーションシグナル(例えばSV40またはアデノウイルス5E1b領域由来のもの)、転写エンハンサー配列(例えばSV40エンハンサー)などの要素を有していてもよい。   Moreover, the gene of the present invention may be operably linked to an appropriate terminator as necessary. The recombinant vector of the present invention may further have elements such as a polyadenylation signal (for example, derived from SV40 or adenovirus 5E1b region), a transcription enhancer sequence (for example, SV40 enhancer) and the like.

本発明の組み換えベクターは更に、該ベクターが宿主細胞内で複製することを可能にするDNA配列を具備してもよく、その一例としてはSV40複製起点(宿主細胞が哺乳類細胞のとき)が挙げられる。   The recombinant vector of the present invention may further comprise a DNA sequence that allows the vector to replicate in the host cell, an example of which is the SV40 origin of replication (when the host cell is a mammalian cell). .

本発明の組み換えベクターはさらに選択マーカーを含有してもよい。選択マーカーとしては、例えば、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)またはシゾサッカロマイセス・ポンベTPI遺伝子等のようなその補体が宿主細胞に欠けている遺伝子、または例えばアンピシリン、カナマイシン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール、ネオマイシンもしくはヒグロマイシンのような薬剤に対する耐性遺伝子を挙げることができる。本発明の遺伝子、プロモーター、および所望によりターミネーターおよび/または分泌シグナル配列をそれぞれ連結し、これらを適切なベクターに挿入する方法は当業者に周知である。   The recombinant vector of the present invention may further contain a selection marker. Selectable markers include, for example, genes that lack their complement in host cells such as dihydrofolate reductase (DHFR) or Schizosaccharomyces pombe TPI genes, or such as ampicillin, kanamycin, tetracycline, chloramphenicol, Mention may be made of resistance genes for drugs such as neomycin or hygromycin. Methods for linking the gene of the present invention, promoter, and optionally a terminator and / or secretory signal sequence, respectively, and inserting them into a suitable vector are well known to those skilled in the art.

本発明の組み換えベクターは、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼをコードする遺伝子に加えて、アシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシンをコードする遺伝子およびフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子を含むことができる。フェレドキシン遺伝子およびフェレドキシンリダクターゼ遺伝子は、それぞれが、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子とともに発現し得る状態であれば、どのような状態で組み換えベクターに含まれていてもよい。この本発明の組み換えベクターを後述のように、大腸菌等の宿主に導入し、この宿主を培養することで、前記3つの遺伝子をともに発現させることで、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を得ることができる。   The recombinant vector of the present invention may contain a gene encoding ferredoxin of Acinetobacter sp. OC4 strain and a gene encoding ferredoxin reductase in addition to the gene encoding CYP153-alkane-1-monooxygenase. it can. The ferredoxin gene and the ferredoxin reductase gene may be included in the recombinant vector in any state as long as each can be expressed together with the CYP153-alkane-1-monooxygenase gene. As described later, the recombinant vector of the present invention is introduced into a host such as Escherichia coli, and the host is cultured to express the above three genes together to obtain CYP153-alkane-1-monooxygenase activity. be able to.

フェレドキシン遺伝子およびフェレドキシンリダクターゼ遺伝子は、アシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株の遺伝子に限定されるものではなく、例えばアシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) HP2株等の近縁種の遺伝子を用いることも可能である。アシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) HP2株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センターに平成17年8月11日付けでアシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) HP2として寄託されている(NITE P-124)。   The ferredoxin gene and the ferredoxin reductase gene are not limited to the Acinetobacter sp. OC4 strain gene, and for example, a closely related gene such as the Acinetobacter sp. HP2 strain may be used. Is possible. Acinetobacter sp. HP2 strain was deposited as Acinetobacter sp. HP2 on August 11, 2005 at the National Institute of Technology and Evaluation of Microorganisms (NITE). P-124).

尚、上記で用いるCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子は、配列番号2の遺伝子以外の変異型のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子であることもできる。   The CYP153-alkane-1-monooxygenase gene used above may be a mutant CYP153-alkane-1-monooxygenase gene other than the gene of SEQ ID NO: 2.

本発明の遺伝子または組み換えベクターを適当な宿主に導入することによって形質転換体を作製することができる。   A transformant can be prepared by introducing the gene or recombinant vector of the present invention into an appropriate host.

本発明の遺伝子または組み換えベクターを導入される宿主細胞は、本発明の遺伝子を発現できれば任意の細胞でよく、細菌、酵母、真菌および高等真核細胞等が挙げられる。   The host cell into which the gene of the present invention or the recombinant vector is introduced may be any cell as long as it can express the gene of the present invention, and examples thereof include bacteria, yeast, fungi and higher eukaryotic cells.

細菌細胞の例としては、バチルスまたはストレプトマイセス等のグラム陽性菌または大腸菌等のグラム陰性菌が挙げられる。これら細菌の形質転換は、プロトプラスト法、または公知の方法でコンピテント細胞を用いることにより行えばよい。   Examples of bacterial cells include Gram positive bacteria such as Bacillus or Streptomyces or Gram negative bacteria such as E. coli. Transformation of these bacteria may be performed by using competent cells by a protoplast method or a known method.

本発明の形質転換体およびそれを用いた組み換えタンパク質の製造
哺乳類細胞の例としては、HEK293細胞、HeLa細胞、COS細胞、BHK細胞、CHL細胞またはCHO細胞等が挙げられる。哺乳類細胞を形質転換し、該細胞に導入されたDNA配列を発現させる方法も公知であり、例えば、エレクトロポーレーション法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法等を用いることができる。
Production of recombinant protein using the transformant of the present invention and recombinant protein using the same Examples of mammalian cells include HEK293 cells, HeLa cells, COS cells, BHK cells, CHL cells or CHO cells. Methods for transforming mammalian cells and expressing DNA sequences introduced into the cells are also known, and for example, electroporation method, calcium phosphate method, lipofection method and the like can be used.

酵母細胞の例としては、サッカロマイセスまたはシゾサッカロマイセスに属する細胞が挙げられ、例えば、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)またはサッカロマイセス・クルイベリ(Saccharomyces kluyveri)等が挙げられる。酵母宿主への組み換えベクターの導入方法としては、例えば、エレクトロポレーション法、スフェロブラスト法、酢酸リチウム法等を挙げることができる。   Examples of yeast cells include cells belonging to Saccharomyces or Schizosaccharomyces, and examples include Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces kluyveri. Examples of the method for introducing a recombinant vector into a yeast host include an electroporation method, a spheroblast method, and a lithium acetate method.

他の真菌細胞の例は、糸状菌、例えばアスペルギルス、ニューロスポラ、フザリウム、またはトリコデルマに属する細胞である。宿主細胞として糸状菌を用いる場合、DNA構築物を宿主染色体に組み込んで組換え宿主細胞を得ることにより形質転換を行うことができる。DNA構築物の宿主染色体への組み込みは、公知の方法に従い、例えば相同組換えまたは異種組換えにより行うことができる。   Examples of other fungal cells are cells belonging to filamentous fungi such as Aspergillus, Neurospora, Fusarium, or Trichoderma. When filamentous fungi are used as host cells, transformation can be performed by integrating the DNA construct into the host chromosome to obtain a recombinant host cell. Integration of the DNA construct into the host chromosome can be performed according to known methods, for example, by homologous recombination or heterologous recombination.

昆虫細胞を宿主として用いる場合には、組換え遺伝子導入ベクターおよびバキュロウイルスを昆虫細胞に共導入して昆虫細胞培養上清中に組換えウイルスを得た後、さらに組換えウイルスを昆虫細胞に感染させ、タンパク質を発現させることができる(例えば、Baculovirus Expression Vectors, A Laboratory Manua1;およびカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Bio/Technology,6,47(1988)等に記載)。   When insect cells are used as the host, the recombinant gene transfer vector and baculovirus are co-introduced into the insect cells to obtain the recombinant virus in the insect cell culture supernatant, and then the recombinant virus is further infected with the insect cells. And protein can be expressed (for example, as described in Baculovirus Expression Vectors, A Laboratory Manua1; and Current Protocols in Molecular Biology, Bio / Technology, 6, 47 (1988), etc.).

バキュロウイルスとしては、例えば、ヨトウガ科昆虫に感染するウイルスであるアウトグラファ・カリフォルニカ・ヌクレアー・ポリヘドロシス・ウイルス(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus)等を用いることができる。   As the baculovirus, for example, Autographa californica nuclear polyhedrosis virus, which is a virus that infects Coleoptera insects, can be used.

昆虫細胞としては、Spodopterafrugiperdaの卵巣細胞であるSf9、Sf21〔バキュロウイルス・エクスプレッション・ベクターズ、ア・ラボラトリー・マニュアル、ダブリュー・エイチ・フリーマン・アンド・カンパニー(W. H. Freeman and Company)、ニューヨーク(New York)、(1992)〕、Trichoplusianiの卵巣細胞であるHighFive(インビトロジェン社製)等を用いることができる。   Insect cells include Sf9, Sf21 [Baculovirus Expression Vectors, A Laboratory Manual, WH Freeman and Company, New York, Spodopterafrugiperda ovarian cells. (1992)], HighFive (manufactured by Invitrogen), which is an ovary cell of Trichoplusiani, and the like can be used.

組換えウイルスを調製するための、昆虫細胞への組換え遺伝子導入ベクターと上記バキュロウイルスの共導入方法としては、例えば、リン酸カルシウム法またはリポフェクション法等を挙げることができる。   Examples of the method for co-introducing a recombinant gene introduction vector into insect cells and the baculovirus for preparing a recombinant virus include a calcium phosphate method and a lipofection method.

上記の形質転換体は、導入された遺伝子の発現を可能にする条件下で適切な栄養培地中で培養する。形質転換体の培養物から、本発明のタンパク質を単離精製するには、通常のタンパク質の単離、精製法を用いればよい。   The transformant is cultured in an appropriate nutrient medium under conditions that allow expression of the introduced gene. In order to isolate and purify the protein of the present invention from the culture of the transformant, ordinary protein isolation and purification methods may be used.

例えば、本発明のタンパク質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、細胞を遠心分離により回収し水系緩衝液に懸濁後、超音波破砕機等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られた上清から、通常のタンパク質の単離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)セファロース等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、SP-SepharoseFF(アマシャムバイオサイエンス社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィ一法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。   For example, when the protein of the present invention is expressed in a dissolved state in the cell, after the culture is completed, the cell is collected by centrifugation, suspended in an aqueous buffer, and then disrupted by an ultrasonic crusher or the like. A cell-free extract is obtained. From the supernatant obtained by centrifuging the cell-free extract, an ordinary protein isolation and purification method, that is, a solvent extraction method, a salting-out method using ammonium sulfate, a desalting method, a precipitation method using an organic solvent, Anion exchange chromatography using a resin such as diethylaminoethyl (DEAE) Sepharose, Cation exchange chromatography using a resin such as SP-SepharoseFF (Amersham Biosciences), Resin such as butyl sepharose and phenyl sepharose Using a method such as a hydrophobic chromatography method using gel, gel filtration method using molecular sieve, affinity chromatography method, chromatofocusing method, electrophoresis method such as isoelectric focusing, etc. Obtainable.

本発明は、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子、およびアシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシン遺伝子とフェレドキシンリダクターゼ遺伝子を1つの宿主に導入した形質転換体を用い、この形質転換体の存在下で原料アルカンまたはアルコールを水酸化させることで、モノオールまたはジオールを得る、アルコールまたはアルカンジオールの製造方法を包含する。CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ、フェレドキシン遺伝子およびフェレドキシンレダクターゼ遺伝子を1つの宿主に導入した形質転換体は、前述の本発明のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子、アシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシン遺伝子(配列番号2および15の261〜548番)とフェレドキシンリダクターゼ遺伝子(配列番号2および16の1995〜3188番)を、例えば、大腸菌、枯草菌、放線菌等の宿主に常法によって導入することで得ることができる。   The present invention uses a transformant in which a CYP153-alkane-1-monooxygenase gene and a ferredoxin gene and ferredoxin reductase gene of Acinetobacter sp. OC4 strain are introduced into one host. It includes a method for producing an alcohol or alkanediol, wherein a monool or diol is obtained by hydroxylating a raw material alkane or alcohol in the presence. A transformant obtained by introducing CYP153-alkane-1-monooxygenase, ferredoxin gene and ferredoxin reductase gene into one host is the aforementioned CYP153-alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention, Acinetobacter sp. ) The ferredoxin gene of OC4 strain (261 to 548 of SEQ ID NOs: 2 and 15) and the ferredoxin reductase gene (1995 to 3188 of SEQ ID NOs: 2 and 16) are commonly used in hosts such as Escherichia coli, Bacillus subtilis, actinomycetes, etc. It can be obtained by introducing by law.

上記形質転換体は、より具体的には以下のように得ることができる。例えば、エレクトロポレーション法は以下のように行うことができる。外来遺伝子が挿入されたプラスミドをコンピテント細胞の懸濁液に加え、この懸濁液をエレクトロポレーション法専用のキュベットに入れ、そのキュベットに高電圧の電気パルスをかける。その後SOC培地で培養し、平板寒天培地上で形質転換体を単離する。得られた形質転換体の存在下でアルカンまたはアルコールを水酸化させる。   More specifically, the transformant can be obtained as follows. For example, the electroporation method can be performed as follows. The plasmid into which the foreign gene has been inserted is added to a suspension of competent cells, this suspension is placed in a cuvette dedicated to the electroporation method, and a high voltage electric pulse is applied to the cuvette. Thereafter, the cells are cultured in an SOC medium, and the transformant is isolated on a plate agar medium. Alkane or alcohol is hydroxylated in the presence of the resulting transformant.

本発明の形質転換体で水酸化できるアルカンは、炭素数5〜15、好ましくは炭素数6〜10の直鎖状のアルカンであるか、または、シクロアルカンであることもでき、シクロアルカンは、例えば、炭素数6〜8のシクロアルカンであることができる。直鎖状アルカンの例としては、例えば、n-ヘキサン(1-ヘキサノール)、n-ヘプタン(1-ヘプタノール)、n-オクタン(1-オクタノール)、n-ノナン(1-ノナノール)、n-デカン(1-デカノール)等を挙げることができる。シクロアルカンとしては、例えば、シクロヘキサン(シクロヘキサノール)等、を挙げることができる。尚、括弧内は水酸化生成物であるアルコールである。また本発明の形質転換体で水酸化できるアルコールは、炭素数6〜10の1-アルカノールまたは2-アルカノールである。例えば、1-ヘプタノール(1,7-ヘプタンジオール)や2-オクタノール(1,7-オクタンジオール) 等、を挙げることができる。尚、括弧内は水酸化生成物であるアルカンジオールである。   The alkane that can be hydroxylated by the transformant of the present invention is a linear alkane having 5 to 15 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms, or can be a cycloalkane. For example, it can be a cycloalkane having 6 to 8 carbon atoms. Examples of linear alkanes include, for example, n-hexane (1-hexanol), n-heptane (1-heptanol), n-octane (1-octanol), n-nonane (1-nonanol), n-decane. (1-decanol) and the like. Examples of the cycloalkane include cyclohexane (cyclohexanol). In the parentheses are alcohols that are hydroxylated products. The alcohol that can be hydroxylated by the transformant of the present invention is 1-alkanol or 2-alkanol having 6 to 10 carbon atoms. Examples thereof include 1-heptanol (1,7-heptanediol) and 2-octanol (1,7-octanediol). In the parentheses, alkanediol is a hydroxylated product.

形質転換体の存在下でアルカンまたはアルコールを水酸化させる条件は、以下の通りである。まず形質転換体中のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子、およびアシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシン遺伝子とフェレドキシンリダクターゼ遺伝子を菌体内で発現させる。この当該酵素が発現した菌体を基質であるアルカンまたはアルコールと反応させる。アルカンとの反応温度は、形質転換体の至適温度を考慮して、適宜決定できる。また、アルカンまたはアルコールとの反応時間も、アルカンまたはアルコールのモノオールまたはジオールへの変換率(反応の進行度合い)等を考慮して、適宜決定することができる。さらに、アルカンまたはアルコールとの反応は、バッチ式でも連続式でも、いずれの形式でも実施することができる。アルカンまたはアルコールとの反応には、アルカンまたはアルコール水酸化活性に必要なFeをさらに添加しておくことが好ましい。Feは、例えば硫酸鉄7水和物(FeSO4・7H2O)等の化合物を反応系に添加する事で供給できる。 Conditions for hydroxylating alkane or alcohol in the presence of the transformant are as follows. First, the CYP153-alkane-1-monooxygenase gene in the transformant, and the ferredoxin gene and ferredoxin reductase gene of Acinetobacter sp. OC4 strain are expressed in the cells. The bacterial cells expressing the enzyme are reacted with alkane or alcohol as a substrate. The reaction temperature with alkane can be appropriately determined in consideration of the optimum temperature of the transformant. In addition, the reaction time with the alkane or alcohol can also be appropriately determined in consideration of the conversion rate of the alkane or alcohol to the monool or diol (the progress of the reaction). Furthermore, the reaction with the alkane or alcohol can be carried out either batchwise or continuously. For the reaction with alkane or alcohol, it is preferable to further add Fe necessary for alkane or alcohol hydroxylation activity. Fe can be supplied, for example, by adding a compound such as iron sulfate heptahydrate (FeSO 4 .7H 2 O) to the reaction system.

生成したアルコール(モノオールまたはジオール)の単離および精製は、例えば、溶媒抽出法および蒸留法により行うことができる。但し、溶媒抽出法および蒸留法に限定される意図はない。溶媒抽出法および蒸留法は、例えば、以下のようにして行うことができる。反応液に酢酸エチルやアルカン等の有機溶媒を加えて攪拌し、アルコールを抽出する。このとき、反応液に塩類(塩化ナトリウム等)や酸類(塩酸等)を加えて反応液のイオン強度を高めるとアルコールの有機溶媒への抽出率が向上するこので好ましい。その後、用いた溶媒とアルコールの沸点の差を利用して蒸留し、目的のアルコールを精製することができる。   Isolation and purification of the produced alcohol (monool or diol) can be performed, for example, by solvent extraction and distillation. However, there is no intention to be limited to the solvent extraction method and the distillation method. The solvent extraction method and the distillation method can be performed, for example, as follows. An organic solvent such as ethyl acetate or alkane is added to the reaction solution and stirred to extract the alcohol. At this time, it is preferable to add salts (such as sodium chloride) or acids (such as hydrochloric acid) to the reaction solution to increase the ionic strength of the reaction solution, because the extraction rate of alcohol into an organic solvent is improved. Thereafter, the target alcohol can be purified by distillation using the difference between the boiling points of the solvent used and the alcohol.

[実施例]
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
例1
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のCYP153アルカンCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子のクローニング
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株(FERM P-19376)をL-brothを用いて28℃で3日間培養し、染色体DNAをISOPLANT(NIPPON GENE)を用いて調製した。次にプライマーAox-F1とプライマーAox-R1を作製した(表1)。これらとLA Taq(TaKaRa)を用い、TF6株のgenome DNAをテンプレートにして、PCR反応を行った。反応条件は98℃ 20秒,55℃ 30秒,68℃ 30秒の25cycleで行った。この結果、約300bpのDNA断片が増幅した。これをシークエンスした結果、ここに存在する遺伝子のコードする蛋白質は、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼに相同性を有していた。そこでこの遺伝子断片の周辺領域を取得し、シークエンスするために、Inverse PCRを行った(Ochman,H.,Gerber,A.S., and Hartl, D. L. Geneticapplications of an inverse polymerase chain reaction. Genetics,120,621-623(1988))。TF6株の染色体DNAを制限酵素Mlu Iで消化し、T4DNA ligaseを用いて自己連結反応を行った。これをテンプレートDNAとして、約300bpのDNA断片の塩基配列から作製したプライマーAox-F2とプライマーAox-R2(表1)とを用いてPCRを行った。反応条件は98℃ 20秒,68℃ 5分の30cycleで行った。これらのPCR産物をpT7BlueT-vector(Novagen)に連結してDNAシークエンスを行った。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Example 1
Cloning of CYP153 alkane CYP153-alkane-1-monooxygenase gene of Gordonia sp. TF6 strain Gordonia sp. TF6 strain (FERM P-19376) at 28 ° C using L-broth After culturing for 3 days, chromosomal DNA was prepared using ISOPLANT (NIPPON GENE). Next, primer Aox-F1 and primer Aox-R1 were prepared (Table 1). Using these and LA Taq (TaKaRa), PCR reaction was performed using genome DNA of TF6 strain as a template. The reaction conditions were 25 cycles of 98 ° C for 20 seconds, 55 ° C for 30 seconds, and 68 ° C for 30 seconds. As a result, a DNA fragment of about 300 bp was amplified. As a result of sequencing, the protein encoded by the gene present here was homologous to CYP153-alkane-1-monooxygenase. Therefore, Inverse PCR was performed to obtain and sequence the peripheral region of this gene fragment (Ochman, H., Gerber, AS, and Hartl, DL Genetic applications of an inverse polymerase chain reaction. Genetics, 120, 621-623 (1988). )). The chromosomal DNA of TF6 strain was digested with restriction enzyme Mlu I, and self-ligation reaction was performed using T4DNA ligase. Using this as a template DNA, PCR was performed using primer Aox-F2 and primer Aox-R2 (Table 1) prepared from the base sequence of a DNA fragment of about 300 bp. The reaction conditions were 98 ° C 20 seconds, 68 ° C 5 minutes 30 cycles. These PCR products were ligated to pT7BlueT-vector (Novagen) for DNA sequencing.

ここで明らかになったDNA約2.5Kbpのさらに周辺領域をシークエンスするために、再度Inverse PCRを行った。TF6株の染色体DNAを制限酵素BamHIで消化し、自己連結反応を行ったものをテンプレートDNAとして、プライマーAox-F3とプライマーAox-R3(表1)とを用いてPCRを行った。反応条件は98℃ 20秒,68℃ 4分の30cycleで行った。これらのPCR産物をpT7 BlueT-vectorに連結してDNAシークエンスを行った。   In order to further sequence the surrounding region of about 2.5 Kbp of DNA revealed here, Inverse PCR was performed again. PCR was performed using the primer Aox-F3 and the primer Aox-R3 (Table 1), using the TF6 strain chromosomal DNA digested with the restriction enzyme BamHI and subjected to self-ligation as the template DNA. The reaction conditions were 98 ° C for 20 seconds and 68 ° C for 30 minutes for 30 minutes. These PCR products were ligated to pT7 BlueT-vector for DNA sequencing.

ここで明らかになったDNA配列3485bpを配列表の配列番号2に示した。このDNA断片上にはそのコードする蛋白質がAlcanivorax borkumensis のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼに66%の相同性を示すCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子aoxAが存在していた。   The DNA sequence 3485 bp revealed here is shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. On this DNA fragment, there was a CYP153-alkane-1-monooxygenase gene aoxA in which the encoded protein showed 66% homology to CYP153-alkane-1-monooxygenase of Alcanivorax borkumensis.

例2
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼをコードする遺伝子の発現および1?アルカノールの微生物変換
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼをコードする遺伝子(aoxA)と共に、Acinetobacter sp. OC4株(NITE P-125)のフェレドキシンとフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子を大腸菌で発現させるためのプラスミドを構築した。
Example 2
Expression of the gene encoding CYP153-alkane-1-monooxygenase of Gordonia sp. TF6 strain and 1? Bacterial transformation of alkanol Gordonia sp. Encodes ferredoxin and ferredoxin reductase of Acinetobacter sp. OC4 strain (NITE P-125), together with gene (aoxA) encoding CYP153-alkane-1-monooxygenase of Gordonia sp. TF6 strain A plasmid for expressing the gene to be expressed in E. coli was constructed.

はじめに、既に報告されているAcinetobacter sp. OC4株のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ、フェレドキシンおよびフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子(ACCESSION No. AB221118)が載ったプラスミドを作製した。Primer N-NcoFとPrimer N-HindRを作製した(表1)。これらとLA Taq(TaKaRa)を用い、Acinetobacter sp. OC4株のgenome DNAをテンプレートにして、PCR反応を行った。反応条件は98℃ 20秒,68℃ 2分の30cycleで行った。この結果、約3200bpのDNA断片が増幅し、これを制限酵素NcoIとHindIIIとで消化した。これをpTrcHisA(Invitrogen)のNcoI‐HindIII部位に連結したものをpAfrNoxAとした。   First, a plasmid carrying a gene (ACCESSION No. AB221118) encoding CYP153-alkane-1-monooxygenase, ferredoxin and ferredoxin reductase of the Acinetobacter sp. OC4 strain already reported was prepared. Primer N-NcoF and Primer N-HindR were prepared (Table 1). Using these and LA Taq (TaKaRa), PCR was performed using the genome DNA of Acinetobacter sp. OC4 strain as a template. The reaction conditions were 98 ° C. for 20 seconds and 68 ° C. for 30 minutes for 30 cycles. As a result, a DNA fragment of about 3200 bp was amplified and digested with restriction enzymes NcoI and HindIII. This was linked to the NcoI-HindIII site of pTrcHisA (Invitrogen) as pAfrNoxA.

ここで作製したプラスミドを鋳型としてAcinetobacter sp. OC4株のフェレドキシンおよびフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子を電子伝達系として利用し、aoxAを大腸菌で発現させる発現プラスミドを作製した。プライマーAox-F4とプライマーAox-R4とを作製し(表1)、これらとLA Taq(TaKaRa)を用い、TF6株のgenome DNAをテンプレートにして、PCR反応を行った。反応条件は98℃ 20秒,68℃ 2分の30cycleで行った。この結果、約1368bpのDNA断片が増幅し、これを制限酵素XbaIとHpaIとで消化した(Fragment A)。一方、Primer Aox-F5とPrimer Aox-R5とを作製し(表1)、これらとLA Taq(TaKaRa)を用い、pAfrNoxAをテンプレートにして、PCR反応を行った。反応条件は98℃ 20秒,68℃ 7分の23cycleで行った。この結果、約5KbpのDNA断片が増幅し、これをBLK Kit (TaKaRa)を用いて平滑化し(Fragment B)、さらに制限酵素XbaIで消化した(Fragment C)。Fragment AとFragment Cとを互いに連結したものをpAfrAoxAとした。また、Fragment Bを自己連結反応を行い、フェレドキシンおよびフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子のみを発現させるプラスミドpBlueを構築した。pAfrAoxAの遺伝子配置図を、pAfrNoxAの遺伝子配置図とともに図1にします。また、pAfrAoxAの遺伝子の塩基配列は配列番号2に示す。   Using the plasmid prepared here as a template, the gene encoding ferredoxin and ferredoxin reductase of Acinetobacter sp. OC4 strain was used as an electron transport system to prepare an expression plasmid for aoxA expression in E. coli. Primers Aox-F4 and Aox-R4 were prepared (Table 1), and using these and LA Taq (TaKaRa), PCR was performed using the TF6 strain genomic DNA as a template. The reaction conditions were 98 ° C. for 20 seconds and 68 ° C. for 30 minutes for 30 cycles. As a result, a DNA fragment of about 1368 bp was amplified and digested with restriction enzymes XbaI and HpaI (Fragment A). On the other hand, Primer Aox-F5 and Primer Aox-R5 were prepared (Table 1), and these and LA Taq (TaKaRa) were used, and PCR reaction was performed using pAfrNoxA as a template. The reaction conditions were 98 ° C for 20 seconds and 68 ° C for 7 minutes for 23 cycles. As a result, a DNA fragment of about 5 Kbp was amplified, blunted using BLK Kit (TaKaRa) (Fragment B), and further digested with restriction enzyme XbaI (Fragment C). PAfrAoxA was obtained by concatenating Fragment A and Fragment C to each other. Fragment B was self-ligated to construct plasmid pBlue that expresses only the genes encoding ferredoxin and ferredoxin reductase. The gene layout of pAfrAoxA is shown in Figure 1 together with the gene layout of pAfrNoxA. The base sequence of the pAfrAoxA gene is shown in SEQ ID NO: 2.

尚、pAfrAoxAの遺伝子(配列番号2)において、フェレドキシンをコードする遺伝子は261〜548番(549〜551番が終止コドン)であり、フェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子は1995〜3188番(3189〜3191番が終止コドン)である。フェレドキシンをコードする遺伝子は配列番号15に示し、フェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子は配列番号16に示す。   In the gene for pAfrAoxA (SEQ ID NO: 2), the gene encoding ferredoxin is 261 to 548 (549 to 551 is a stop codon), and the gene encoding ferredoxin reductase is 1995 to 3188 (3189 to 3191) Is a stop codon). The gene encoding ferredoxin is shown in SEQ ID NO: 15, and the gene encoding ferredoxin reductase is shown in SEQ ID NO: 16.

例3
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼをコードする遺伝子(aoxA)と共に、Acinetobacter sp. OC4株のフェレドキシンとフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子を大腸菌で発現させ、この株を用いて各種アルカンの微生物変換を行った。
Example 3
Gordonia sp. TF6 strain CYP153-alkane-1-monooxygenase-encoding gene (aoxA) and Acinetobacter sp. OC4 strain ferredoxin and ferredoxin reductase-encoding genes were expressed in E. coli. Microbial conversion of various alkanes.

pAfrAoxA、およびpBlueをそれぞれE.coli TOP10(Invitrogen)に導入した。これらの株のシングルコロニーそれぞれを、アンピシリンナトリウム(150μg/ml)を含むL-培地3mlに植菌し、28℃で24時間培養した後、菌体を集菌し、0.2Mリン酸緩衝液(pH7.0)1.5mlを加え懸濁したものを菌体懸濁液とした。これら菌体懸濁液1.5mlに20%グリセロール溶液15μl、100mg/ml FeSO4・7H2O 1.5μl、および各種アルカン500μlを加え、遠沈管にて28℃で19時間振とう培養した。2N HCl 300μl、少量のNaCl,および各種アルカン500μlを加え、28℃で10分間振とうした後、28℃、3,500rpmで遠心分離した上清をGaschromatography-massspectrometry(GC-MS)で分析した。使用した装置はPerkin Elmer社製のTurbomass Gold型GC-MS装置であり、その操作条件は以下の通りである。反応産物(アルコール類)はその保持時間および質量スペクトルを市販標準品と比較し、それらの一致度から同定した。 pAfrAoxA and pBlue were introduced into E. coli TOP10 (Invitrogen), respectively. Each single colony of these strains was inoculated into 3 ml of L-medium containing ampicillin sodium (150 μg / ml) and cultured at 28 ° C. for 24 hours, and then the cells were collected and 0.2 M phosphate buffer ( A suspension obtained by adding 1.5 ml of pH 7.0) was used as a cell suspension. To 1.5 ml of these cell suspensions, 15 μl of 20% glycerol solution, 1.5 μl of 100 mg / ml FeSO 4 .7H 2 O, and 500 μl of various alkanes were added, and cultured with shaking in a centrifuge tube at 28 ° C. for 19 hours. 300 μl of 2N HCl, a small amount of NaCl, and 500 μl of various alkanes were added, shaken at 28 ° C. for 10 minutes, and then centrifuged at 28 ° C. and 3,500 rpm, and the supernatant was analyzed by gas chromatography-massspectrometry (GC-MS). The apparatus used was a Turbomass Gold GC-MS apparatus manufactured by Perkin Elmer, and the operating conditions were as follows. The reaction products (alcohols) were identified from their coincidence by comparing their retention times and mass spectra with commercial standards.

カラム:TC-WAX(GL Sciences社製キャピラリーカラム、内径0.25mm、長さ30m、膜厚0.25μm)
キャリアガス:ヘリウム(20ml/分で、19:1のスプリット)
カラム温度:5℃/分で120℃から160℃、10℃/分で180℃、180℃で7分、10℃/分で230℃、230℃で3分
インジェクター温度:260℃
ディテクター温度:250℃
試料注入量:1μl
Column: TC-WAX (GL Sciences capillary column, inner diameter 0.25 mm, length 30 m, film thickness 0.25 μm)
Carrier gas: Helium (20 ml / min, 19: 1 split)
Column temperature: 120 ° C to 160 ° C at 5 ° C / min, 180 ° C at 10 ° C / min, 7 min at 180 ° C, 230 ° C at 10 ° C / min, 3 min at 230 ° C Injector temperature: 260 ° C
Detector temperature: 250 ℃
Sample injection volume: 1 μl

なお、反応産物の定量はGC-MSと同様の条件でShimadzu社製のGC-17A型GC装置を用いて行った(検出器は水素炎イオン化検出器を使用)。この結果を表2に示した。E.coli TOP10 pAfrAoxA株は炭素数5から炭素数15の直鎖アルカンおよび炭素数5から炭素数8のシクロアルカンをそれぞれ対応するアルコールに変換した。一方、ネガティブコントロールのE.coli TOP10pBlue株を用いた微生物変換反応では、全てのアルカノールは検出されなかった。   The quantification of the reaction product was carried out using a GC-17A GC apparatus manufactured by Shimadzu under the same conditions as GC-MS (a detector using a hydrogen flame ionization detector). The results are shown in Table 2. The E. coli TOP10 pAfrAoxA strain converted a straight chain alkane having 5 to 15 carbon atoms and a cycloalkane having 5 to 8 carbon atoms into the corresponding alcohol. On the other hand, not all alkanols were detected in the microbial conversion reaction using the negative control E. coli TOP10pBlue strain.

アルカン相中の生成物量はガスクロマトグラフィー分析により測定した。 The amount of product in the alkane phase was measured by gas chromatography analysis.

例4
2-ヘプタノール水酸化による1,7-ヘプタンジオールの生産
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼをコードする遺伝子(aoxA)と共に、アシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシンとフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子を大腸菌で発現させ、この株を用いて1-ヘプタノールの微生物変換反応を試みた。pAfrAoxA、およびpBlueをそれぞれE.coli JM109(TaKaRa)に導入した。これらの株のシングルコロニーそれぞれをアンピシリンナトリウム(150μg/ml)を含むL-培地3mlに植菌し、28℃で24時間培養した後、菌体を集菌し、0.2Mリン酸緩衝液(pH7.0)1.5mlを加え懸濁したものを菌体懸濁液とした。
Example 4
Production of 1,7-heptanediol by hydroxylation of 2-heptanol Gordonia sp. Acinetobacter sp. With gene encoding a CYP153-alkane-1-monooxygenase (aoxA) of TF6 strain Genes encoding ferredoxin and ferredoxin reductase of OC4 strain were expressed in E. coli, and microbial conversion reaction of 1-heptanol was attempted using this strain. pAfrAoxA and pBlue were introduced into E. coli JM109 (TaKaRa), respectively. Each single colony of these strains was inoculated into 3 ml of L-medium containing ampicillin sodium (150 μg / ml) and cultured at 28 ° C. for 24 hours, and then the cells were collected and 0.2 M phosphate buffer (pH 7 .0) A suspension obtained by adding 1.5 ml was used as a cell suspension.

菌体懸濁液1.5mlに100mg/ml FeSO4・7H2O 1.5μlを加え、さらに1-ヘプタノール1.5μlを加え、28℃で24時間振とう培養した。2N HCl 300μl、塩化ナトリウム少量、および酢酸エチル1mlを加え、攪拌後、28℃、3,500rpmで遠心分離した上清をGC-MSで分析した。使用した装置はPerkin Elmer社製のTurbomass Gold型GC-MS装置であり、その操作条件は以下の通りである。反応産物(アルカンジオール類)はその保持時間および質量スペクトルを市販標準品と比較し、それらの一致度から同定した。 To 1.5 ml of the cell suspension, 1.5 μl of 100 mg / ml FeSO 4 .7H 2 O was added, and 1.5 μl of 1-heptanol was further added, followed by shaking culture at 28 ° C. for 24 hours. After adding 300 μl of 2N HCl, a small amount of sodium chloride, and 1 ml of ethyl acetate, and stirring, the supernatant centrifuged at 28 ° C. and 3,500 rpm was analyzed by GC-MS. The apparatus used was a Turbomass Gold GC-MS apparatus manufactured by Perkin Elmer, and the operating conditions were as follows. The reaction products (alkanediols) were identified by comparing their retention times and mass spectra with commercial standards and their agreement.

カラム:TC-WAX(GL Sciences社製キャピラリーカラム、内径0.25mm、長さ30m、膜厚0.25μm)
キャリアガス:ヘリウム(20ml/分で、19:1のスプリット)
カラム温度:5℃/分で120℃から160℃、10℃/分で180℃、180℃で7分、10℃/分で230℃、230℃で10分
インジェクター温度:260℃
ディテクター温度:250℃
試料注入量:1μl
Column: TC-WAX (GL Sciences capillary column, inner diameter 0.25 mm, length 30 m, film thickness 0.25 μm)
Carrier gas: Helium (20 ml / min, 19: 1 split)
Column temperature: 120 ° C to 160 ° C at 5 ° C / min, 180 ° C at 10 ° C / min, 7 min at 180 ° C, 230 ° C at 10 ° C / min, 10 min at 230 ° C Injector temperature: 260 ° C
Detector temperature: 250 ℃
Sample injection volume: 1 μl

なお、反応産物の定量はGC-MSと同様の条件でShimadzu社製のGC-17A型GC装置を用いて行った(検出器は水素炎イオン化検出器を使用)。E.coli JM109 pAfrNoxA株では抽出液中に2.5μg/mlの1,7?ヘプタンジオールを、E.coli JM109 pAfrAoxA株では抽出液中に4.9μg/mlの1,7?ヘプタンジオールを得た。E.coli JM109 pBlue株では1,7?ヘプタンジオールは得られなかった。E.coli JM109 pAfrAoxA株を用いた変換物のGC-MS分析の結果を図2に示した。   The quantification of the reaction product was carried out using a GC-17A GC apparatus manufactured by Shimadzu under the same conditions as GC-MS (a detector using a hydrogen flame ionization detector). In E.coli JM109 pAfrNoxA strain, 2.5 μg / ml 1,7 in the extract? Is heptanediol 4.9 μg / ml 1,7? In E. coli JM109 pAfrAoxA strain? Heptanediol was obtained. 1,7 for E.coli JM109 pBlue stock? Heptanediol was not obtained. The results of GC-MS analysis of the converted product using E. coli JM109 pAfrAoxA strain are shown in FIG.

例5
2-オクタノールの水酸化による1,7-オクタンジオールの生産
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のCYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼをコードする遺伝子(aoxA)と共に、Acinetobacter sp. OC4株のフェレドキシンとフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子を大腸菌で発現させ、この株を用いて2−オクタノールの微生物変換反応を試みた。pAfrAoxA、およびpBlueをそれぞれE.coli TOP10(Invitrogen)に導入した。これらの株のシングルコロニーそれぞれをアンピシリンナトリウム(150μg/ml)を含むL-培地3mlに植菌し、28℃で24時間培養した後、さらにアンピシリンナトリウム(150μg/ml)を含むL-培地50mlに植菌し、28℃で24時間培養した。菌体を集菌し、0.2Mリン酸緩衝液(pH7.0)5mlを加え懸濁したものを菌体懸濁液とした。
Example 5
Production of 1,7-octanediol by hydroxylation of 2-octanol Gordonia sp. Ferredoxin of Acinetobacter sp. OC4 strain with gene encoding CYP153-alkane-1-monooxygenase of TF6 strain (aoxA) And a gene encoding ferredoxin reductase were expressed in E. coli, and microbial conversion of 2-octanol was attempted using this strain. pAfrAoxA and pBlue were introduced into E. coli TOP10 (Invitrogen), respectively. Each single colony of these strains was inoculated into 3 ml of L-medium containing ampicillin sodium (150 μg / ml), cultured at 28 ° C. for 24 hours, and further added to 50 ml of L-medium containing ampicillin sodium (150 μg / ml). Inoculated and cultured at 28 ° C. for 24 hours. The cells were collected and suspended by adding 5 ml of 0.2 M phosphate buffer (pH 7.0) to prepare a cell suspension.

菌体懸濁液1.5mlに100mg/ml FeSO4・7H2O 1.5μlと20%グリセロール15μlを加え、さらにDMSOで10倍に希釈した2-オクタノールを5μl加え、28℃で24時間振とう培養した。2N HCl 300μl、塩化ナトリウム少量、および酢酸エチル1mlを加え、攪拌後、28℃、3,500rpmで遠心分離した上清をGC-MSで分析した。使用した装置はPerkin Elmer社製のTurbomass Gold型GC-MS装置であり、その操作条件は以下の通りである。反応産物(アルカンジオール類)はその保持時間および質量スペクトルをNIST Mass Spectral Databaseと比較し、それらの一致度から同定した。 Add 1.5 μl of 100 mg / ml FeSO 4 · 7H 2 O and 15 μl of 20% glycerol to 1.5 ml of the cell suspension, and then add 5 μl of 2-octanol diluted 10-fold with DMSO, and culture with shaking at 28 ° C. for 24 hours. did. After adding 300 μl of 2N HCl, a small amount of sodium chloride, and 1 ml of ethyl acetate, and stirring, the supernatant centrifuged at 28 ° C. and 3,500 rpm was analyzed by GC-MS. The apparatus used was a Turbomass Gold GC-MS apparatus manufactured by Perkin Elmer, and the operating conditions were as follows. The reaction products (alkanediols) were identified from their coincidence by comparing their retention time and mass spectrum with the NIST Mass Spectral Database.

カラム:TC-WAX(GL Sciences社製キャピラリーカラム、内径0.25mm、長さ30m、膜厚0.25μm)
キャリアガス:ヘリウム(20ml/分で、19:1のスプリット)
カラム温度:5℃/分で120℃から160℃、10℃/分で180℃、180℃で7分、10℃/分で230℃、230℃で10分
インジェクター温度:260℃
ディテクター温度:250℃
試料注入量:1μl
Column: TC-WAX (GL Sciences capillary column, inner diameter 0.25 mm, length 30 m, film thickness 0.25 μm)
Carrier gas: Helium (20 ml / min, 19: 1 split)
Column temperature: 120 ° C to 160 ° C at 5 ° C / min, 180 ° C at 10 ° C / min, 7 min at 180 ° C, 230 ° C at 10 ° C / min, 10 min at 230 ° C Injector temperature: 260 ° C
Detector temperature: 250 ℃
Sample injection volume: 1 μl

なお、反応産物の定量はGC-MSと同様の条件でShimadzu社製のGC-17A型GC装置を用い、1,7?オクタンジオールの検量線から計算した(検出器は水素炎イオン化検出器を使用)。E.coli TOP10 pAfrAoxA株では抽出液中に157μg/mlの1,7?オクタンジオールを得た。E.coli TOP10 pBlue株では1,7?オクタンジオールは得られなかった。E.coli TOP10 pAfrAoxA株を用いた変換物のGC-MS分析の結果を図3に示した。   The reaction product was quantified using a Shimadzu GC-17A GC instrument under the same conditions as GC-MS. Calculation was performed from a calibration curve of octanediol (detection using a flame ionization detector). In E.coli TOP10 pAfrAoxA strain, 157 μg / ml 1,7 in the extract? Octanediol was obtained. E.coli TOP10 pBlue stock is 1,7? Octanediol was not obtained. The results of GC-MS analysis of the converted product using E. coli TOP10 pAfrAoxA strain are shown in FIG.

本発明は、アルカンジオールの製造分野において有用である。   The present invention is useful in the field of producing alkanediols.

pAfrAoxAの遺伝子配置図を示す。The gene arrangement | positioning figure of pAfrAoxA is shown. 例4における、E.coli JM109 pAfrAoxA株を用いた変換物のGC-MS分析の結果を示す。The result of the GC-MS analysis of the transformant in Example 4 using the E. coli JM109 pAfrAoxA strain is shown. 例5における、E.coli TOP10 pAfrAoxA株を用いた変換物のGC-MS分析の結果を示す。The result of the GC-MS analysis of the transformant in Example 5 using the E. coli TOP10 pAfrAoxA strain is shown.

Claims (14)

下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換および/または付加を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;または
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity;
(2) An amino acid having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity
下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。
(1)配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換および/または付加を有する塩基配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列;または
(3)配列表の配列番号2に記載の646番〜1995番の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列
A gene having any of the following base sequences:
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence of 646 to 1995 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and encoding CYP153-alkane-1-monooxygenase;
(2) It has a base sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence of Nos. 646 to 1995 shown in SEQ ID No. 2 of the sequence listing, and CYP153-alkane-1- A base sequence encoding a protein having monooxygenase activity; or (3) a DNA comprising a base sequence complementary to a DNA comprising a base sequence from 646 to 1995 in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and a stringent Sequence encoding a protein having a base sequence that hybridizes under mild conditions and having alkane-1-monooxygenase activity
ゴルドニア(Gordonia)属に属する微生物に由来する遺伝子である、請求項1または2に記載の遺伝子。 The gene according to claim 1 or 2, which is a gene derived from a microorganism belonging to the genus Gordonia. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の遺伝子を含む組み換えベクター。 A recombinant vector comprising the gene according to any one of claims 1 to 3. アシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシンをコードする遺伝子およびフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子をさらに含む請求項4に記載の組み換えベクター。 The recombinant vector according to claim 4, further comprising a gene encoding ferredoxin of Acinetobacter sp. OC4 strain and a gene encoding ferredoxin reductase. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の遺伝子または請求項4または5に記載の組み換えベクターを含む形質転換体。 A transformant comprising the gene according to any one of claims 1 to 3 or the recombinant vector according to claim 4 or 5. 宿主が大腸菌である請求項6に記載の形質転換体。 The transformant according to claim 6, wherein the host is Escherichia coli. 請求項6または7に記載の形質転換体の存在下で、原料アルカンまたはアルコールを水酸化させてモノオールまたはジオールを得ることを含む、アルコールの製造方法。 A method for producing alcohol, comprising hydroxylating a raw material alkane or alcohol to obtain a monool or diol in the presence of the transformant according to claim 6 or 7. 形質転換体が請求項1〜3のいずれか1項に記載の遺伝子とアシネトバクター・エスピー(Acinetobacter sp.) OC4株のフェレドキシンをコードする遺伝子およびフェレドキシンリダクターゼをコードする遺伝子を含む組み換えベクターを含むものである請求項8に記載の製造方法。 A transformant comprising a recombinant vector comprising the gene according to any one of claims 1 to 3, a gene encoding ferredoxin of Acinetobacter sp. OC4 strain and a gene encoding ferredoxin reductase Item 9. The manufacturing method according to Item 8. 原料アルコールがモノオールであり、生成するアルコールがジオールである請求項8または9に記載の製造方法。 The production method according to claim 8 or 9, wherein the raw alcohol is monool and the alcohol produced is a diol. 原料アルコールが炭素数6〜10の1-アルカノールまたは2-アルカノールである請求項8または9に記載の製造方法。 The production method according to claim 8 or 9, wherein the raw alcohol is 1-alkanol or 2-alkanol having 6 to 10 carbon atoms. 原料アルコールが2-オクタノールであり、ジオールとして1,7-オクタンジオールを得るか、
または原料アルコールが1-ヘプタノールであり、ジオールとして1,7-ヘプタンジオールを得る請求項8または9に記載の製造方法。
The raw material alcohol is 2-octanol and 1,7-octanediol is obtained as the diol,
Alternatively, the raw material alcohol is 1-heptanol, and 1,7-heptanediol is obtained as a diol.
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換および/または付加を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;または
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、CYP153-アルカン-1-モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
A protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity;
(2) An amino acid having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having CYP153-alkane-1-monooxygenase activity
請求項4に記載の組み換えベクターを含む形質転換体を培養し、培養物から請求項13に記載のタンパク質を採取することを含む、請求項13に記載のタンパク質の製造方法。 A method for producing a protein according to claim 13, comprising culturing a transformant comprising the recombinant vector according to claim 4 and collecting the protein according to claim 13 from the culture.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009005687A (en) * 2007-05-25 2009-01-15 Kobe Tennenbutsu Kagaku Kk Method for producing aromatic compound by cyp153
WO2013024527A1 (en) * 2011-08-15 2013-02-21 トヨタ自動車株式会社 Method for producing alkane and recombinant microorganism having alkane-synthesizing ability

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009005687A (en) * 2007-05-25 2009-01-15 Kobe Tennenbutsu Kagaku Kk Method for producing aromatic compound by cyp153
JP2013198495A (en) * 2007-05-25 2013-10-03 Kobe Tennenbutsu Kagaku Kk Method for producing aromatic compound by cyp153
WO2013024527A1 (en) * 2011-08-15 2013-02-21 トヨタ自動車株式会社 Method for producing alkane and recombinant microorganism having alkane-synthesizing ability
JPWO2013024527A1 (en) * 2011-08-15 2015-03-05 トヨタ自動車株式会社 Method for producing alkane and recombinant microorganism having alkane synthesis ability
US10662443B2 (en) 2011-08-15 2020-05-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing alkane and recombinant microorganism capable of synthesizing alkane

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