JP3056295B2 - Alcohol dehydrogenase and method for producing the same - Google Patents

Alcohol dehydrogenase and method for producing the same

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JP3056295B2 JP3233081A JP23308191A JP3056295B2 JP 3056295 B2 JP3056295 B2 JP 3056295B2 JP 3233081 A JP3233081 A JP 3233081A JP 23308191 A JP23308191 A JP 23308191A JP 3056295 B2 JP3056295 B2 JP 3056295B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、広い基質特異性を有す
る新規なNAD非依存型アルコ−ル脱水素酵素およびそ
の製造法に関する。
The present invention relates to a novel NAD-independent alcohol dehydrogenase having a wide substrate specificity and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】微生物由来のヒドロキシメチル基のカル
ボキシル基への酸化を触媒するNADやNADPHのよ
うな補酵素非依存性の脱水素酵素については、例えば、
アセトバクター属細菌[アグリカルチュラル・バイオロ
ジカル・ケミストリー(Agric.Biol.Che
m.)、第42巻、2331項(1978)]、グルコ
ノバクター属細菌[アグリカルチュラル・バイオロジカ
ル・ケミストリー(Agric.Biol.Che
m.)、第42巻、2045項(1978)]あるいは
シュ−ドモナス属細菌等のアルコール脱水素酵素[例え
ば、バイオケミカル・ジャーナル(Biochem.
J.)、第223巻、921項、(1984)]、メタ
ノール細菌のメタノール脱水素酵素[アグリカルチュラ
ル・バイオロジカル・ケミストリー(Agric.Bi
ol.Chem.)、第54巻、3123項(199
0)]等が知られているが、これらはいずれもその基質
特異性が限られておりメタノール、エタノール等のアル
コール類以外に作用するという報告はない。一方、D−
ソルビトール、L−ソルボース(以下、これを単にソル
ボースと称することがある)等の糖類に作用してそのヒ
ドロキシメチル基のアルデヒド基への酸化を触媒する脱
水素酵素としては、グルコノバクター属細菌のD−ソル
ビトール脱水素酵素[アグリカルチュラル・バイオロジ
カル・ケミストリー(Agric.Biol.Che
m.)、第46巻、135項(1982)]、ソルボー
ス脱水素酵素[アグリカルチュラル・バイオロジカル・
ケミストリー(Agric.Biol.Chem.)、
第55巻、363項、(1991)]、グルコ−ス脱水
素酵素[アグリカルチュラル・バイオロジカル・ケミス
トリー(Agric.Biol.Chem.)、第44
巻、1505項(1980)]等が知られているが、こ
れらの糖類に作用する脱水素酵素がメタノール、エタノ
ール等のアルコール類に作用するという報告はない。こ
れらはいずれもその基質特異性が限られており、汎用性
という面からは不十分である。また、従来、酵素が金属
により誘導される例はいくつか知られているが、希土類
元素により特異的に誘導合成される酵素については報告
がなかった。
2. Description of the Related Art Coenzyme-independent dehydrogenases such as NAD and NADPH, which catalyze the oxidation of a microorganism-derived hydroxymethyl group to a carboxyl group, include, for example,
Bacteria belonging to the genus Acetobacter [Agricultural Biological Chemistry (Agric. Biol. Che)
m. 42, 2331 (1978)], a bacterium belonging to the genus Gluconobacter [Agricultural Biological Chemistry (Agric. Biol. Che).
m. 42, 2045 (1978)] or alcohol dehydrogenases such as Pseudomonas bacteria [for example, Biochemical Journal (Biochem.
J. , 223, 921 (1984)], methanol dehydrogenase of methanol bacteria [Agricultural Biological Chemistry (Agric. Bi)
ol. Chem. 54, 3123 (199)
0)] are known, but none of them have limited substrate specificity, and there is no report that they act on other than alcohols such as methanol and ethanol. On the other hand, D-
Dehydrogenases that act on saccharides such as sorbitol and L-sorbose (hereinafter sometimes simply referred to as sorbose) to catalyze the oxidation of their hydroxymethyl groups to aldehyde groups include those of the genus Gluconobacter. D-sorbitol dehydrogenase [Agricultural Biological Chemistry (Agric. Biol. Che)
m. 46, 135 (1982)], sorbose dehydrogenase [Agricultural Biological.
Chemistry (Agric. Biol. Chem.),
55, paragraph 363, (1991)], glucose dehydrogenase [Agricultural Biological Chemistry, Agric. Biol. Chem.
Vol. 1505 (1980)], etc., but there is no report that dehydrogenases acting on these saccharides act on alcohols such as methanol and ethanol. All of these have limited substrate specificity and are insufficient from the viewpoint of versatility. In the past, there have been known several examples in which an enzyme is induced by a metal, but there has been no report on an enzyme specifically induced and synthesized by a rare earth element.

【0003】一方、本発明者らは、ライヒシュタイン法
[ヘルベチカ・キミカ・アクタ(Helvetica Chimica Ac
ta)、第17巻、311項、1934参照]に替わる工
業的に有利なL−アスコルビン酸生産法について種々検
討を行い、既にシュードグルコノバクター・サッカロケ
トゲネスと名付けた土壌分離細菌がL−ソルボースから
著量の2−ケト−L−グロン酸(以下、2KGAと称す
ることもある)を生成することを見いだしている(特開
昭62−228287号参照)。さらに、この方法の改
良研究中に、図らずも、希土類元素を培地中に添加して
本菌を培養すると、L−ソルボースからの2ーケトーL
−グロン酸生成収率が著しく改善されることを見いだし
ている(特開昭64−85088号参照)。
On the other hand, the present inventors have proposed the Reichstein method [Helvetica Chimica Acta].
ta), vol. 17, 311, 1934], an industrially advantageous method for producing L-ascorbic acid was studied, and a soil-isolated bacterium already named Pseudogluconobacter saccharoketogenes was identified as L-ascorbic acid. It has been found that sorbose produces a significant amount of 2-keto-L-gulonic acid (hereinafter sometimes referred to as 2KGA) (see JP-A-62-228287). Furthermore, during the improvement study of this method, if the present bacterium was cultured by adding a rare earth element to the medium, the 2-keto L from L-sorbose was inadvertently cultivated.
-It has been found that the production yield of gulonic acid is remarkably improved (see JP-A-64-85088).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、従来酵
素が金属元素によって誘導生産される例は種々知られて
いるが、希土類元素については全く報告がなかった。か
くして、本発明の目的は、工業的に有用な広い基質特異
性を有する、希土類元素により誘導される新規なアルコ
−ル脱水素酵素およびその製造法を提供することにあ
る。
As described above, there have been known various examples in which an enzyme is induced and produced by a metal element, but there has been no report on a rare earth element. Thus, an object of the present invention is to provide a novel alcohol-dehydrogenase derived from rare earth elements which has industrially useful broad substrate specificity and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく希土類元素の培地中への添加について鋭意研
究を重ねた結果、上記シュードグルコノバクター・サッ
カロケトゲネスが新規なアルコール脱水素酵素を生産す
ること、該酵素が本菌株による2KGA発酵の中心的な
働きをすること、および本菌株を培養するに当たり、培
地中に希土類元素を存在せしめることにより当該酵素が
著しく誘導生産されることを見いだし、さらに検討を重
ねて本発明を完成した。すなわち、本発明は、 (1)ヒドロキシメチル基を持つ化合物のヒドロキシメ
チル基のアルデヒド基への酸化を触媒する酵素分子中に
希土類元素を含むNAD非依存型アルコール脱水素酵
素、 (2)下記の理化学的性質を有する上記(1)記載のア
ルコール脱水素酵素、 至適pH 3.5〜6.5 至適温度 40〜50℃ 等電点 4.2±0.5 分子構造 SDS−PAGEで64000±50
00の分子量のポリペプチドまたはこのポリペプチド2
分子よりなる2量体 (3)シュードグルコノバクター(Pseudogluconobacte
r)に属する微生物が生産する上記(1)記載のアルコ
ール脱水素酵素、 (4)希土類元素によって誘導生産される上記(2)記
載のアルコール脱水素酵素、 (5)ヒドロキシメチル基を持つ化合物のヒドロキシメ
チル基のアルデヒド基への酸化を触媒する酵素分子中に
希土類元素を含むNAD非依存型アルコール脱水素酵素
産生能を有するシュードグルコノバクターに属する微生
物およびその変異株を培養し、生産された該アルコール
脱水素酵素を単離精製することを特徴とする上記(1)
記載のアルコール脱水素酵素の製造法、および (6)培地中に希土類元素を存在させることを特徴とす
る上記(5)記載の製造法を提供するものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies on the addition of rare earth elements to a culture medium to achieve the above object, and as a result, the above pseudogluconobacter saccharoketogenes has a novel alcohol dehydration. Production of the enzyme, the enzyme plays a central role in 2KGA fermentation by the present strain, and in culturing the present strain, the enzyme is significantly induced and produced by the presence of rare earth elements in the medium. The present inventors have found that the present invention has been further studied and completed the present invention. That is, the present invention provides (1) a NAD-independent alcohol dehydrogenase containing a rare earth element in an enzyme molecule that catalyzes the oxidation of a compound having a hydroxymethyl group to an aldehyde group; Alcohol dehydrogenase according to the above (1) having physicochemical properties, optimal pH 3.5-6.5 optimal temperature 40-50 ° C isoelectric point 4.2 ± 0.5 molecular structure 64000 by SDS-PAGE ± 50
A polypeptide of molecular weight 00 or this polypeptide 2
Dimer consisting of molecules (3) Pseudogluconobacte
r) the alcohol dehydrogenase according to the above (1), which is produced by the microorganism belonging to r), (4) the alcohol dehydrogenase according to the above (2), which is induced and produced by a rare earth element, and (5) a compound having a hydroxymethyl group. A microorganism belonging to Pseudogluconobacter having a NAD-independent alcohol dehydrogenase-producing ability containing a rare earth element in an enzyme molecule that catalyzes oxidation of a hydroxymethyl group to an aldehyde group, and a mutant thereof are cultured and produced. (1) characterized in that the alcohol dehydrogenase is isolated and purified.
(6) The method for producing an alcohol dehydrogenase according to the above (6), wherein the rare earth element is present in a medium.

【0006】本発明のアルコール脱水素酵素の基質とな
るヒドロキシメチル基を持つ化合物としては、L−ソル
ボース、D−グルコース、D−マンノース、スクロー
ス、α−メチル−β−D−グルコシド、n−オクチル−
β−D−グルコシド、マルトトリオース、グリセルアル
デヒド、キシロース、デンプンのような単糖類、少糖
類、多糖類を含む種々の糖、D−ソルビトール、キシリ
トール、D−マンニトール、マルチトール、ガラクチト
ールのような糖アルコール、メタノール、エタノール、
プロパノールのようなアルコール、エチレングリコール
のようなグリコール類、D−グルコン酸、2−ケト−D
−グルコン酸(以下、2KGLと称す)、2−ケト−L
−グロン酸(以下、2KGAと称す)、5−ケト−D−
グルコン酸(以下、5KGLと称す)、D−グルクロン
酸、D−グルロン酸のような糖酸およびこれらの塩、ト
リス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、トリス(ヒド
ロキシメチル)ニトロメタン、レチノール、3−デヒド
ロレチノール等が挙げられる。
Examples of the compound having a hydroxymethyl group serving as a substrate for the alcohol dehydrogenase of the present invention include L-sorbose, D-glucose, D-mannose, sucrose, α-methyl-β-D-glucoside, and n-octyl. −
Various sugars including monosaccharides such as β-D-glucoside, maltotriose, glyceraldehyde, xylose and starch, oligosaccharides and polysaccharides, D-sorbitol, xylitol, D-mannitol, maltitol and galactitol Sugar alcohols, such as methanol, ethanol,
Alcohols such as propanol, glycols such as ethylene glycol, D-gluconic acid, 2-keto-D
-Gluconic acid (hereinafter referred to as 2KGL), 2-keto-L
-Gulonic acid (hereinafter referred to as 2KGA), 5-keto-D-
Gluconic acid (hereinafter referred to as 5KGL), sugar acids such as D-glucuronic acid, D-guluronic acid and salts thereof, tris (hydroxymethyl) aminomethane, tris (hydroxymethyl) nitromethane, retinol, 3-dehydroretinol And the like.

【0007】該アルコール脱水素酵素は、NADのみな
らずNADPに対しても非依存性であり、2,6−ジク
ロロフェノールインドフェノール(以下、DCIPと略
す)、フェリシアン化カリウム、フェナジンメタサルフ
ェート、ウルスターズブルー、テトラゾリウム塩のよう
な電子受容体の存在下、上記のような基質のヒドロキシ
メチル基のアルデヒド基への酸化を触媒する。酸素を直
接の電子受容体とすることはできない。
[0007] The alcohol dehydrogenase is independent of NAD as well as NADP, and is 2,6-dichlorophenolindophenol (hereinafter abbreviated as DCIP), potassium ferricyanide, phenazine metasulfate, Ulsters Blue, catalyzes the oxidation of the hydroxymethyl group of the substrate to an aldehyde group in the presence of an electron acceptor such as a tetrazolium salt. Oxygen cannot be a direct electron acceptor.

【0008】本発明のアルコール脱水素酵素の至適pH
は、基質および含まれる希土類元素等によっても多少か
わるが、通常、約3.5〜6.5の範囲にある。とりわ
け、Laで誘導した酵素の場合は下記実施例で示される
ように、4.0〜5.5、Ceで誘導した酵素の場合は
4.0〜6.0の範囲にある。酵素は一般に、温度が高い
方が反応自体は速くなる一方、酵素の失活も著しくなる
が、下記実施例2の1)に記載の測定条件下では、本発
明の酵素の至適温度は40〜50℃の範囲にある。ま
た、由来する菌株によっても多少変わるが、通常、等電
点は4.2±0.5の範囲である。該酵素は、分子量64
000±5000(SDS−PAGEによる)のポリペ
プチドであり、このポリペプチド2分子が2量体を形成
していてもよい。
[0008] Optimum pH of the alcohol dehydrogenase of the present invention
Is generally in the range of about 3.5 to 6.5, though it varies somewhat depending on the substrate and the rare earth elements contained. Particularly, in the case of the enzyme derived from La, it is in the range of 4.0 to 5.5, and in the case of the enzyme derived from Ce, it is in the range of 4.0 to 6.0, as shown in the following Examples. In general, when the temperature of the enzyme is higher, the reaction itself is faster, and the inactivation of the enzyme is also remarkable. However, under the measurement conditions described in 1) of Example 2 below, the optimum temperature of the enzyme of the present invention is 40 ° C. ~ 50 ° C. The isoelectric point is usually in the range of 4.2 ± 0.5, though it varies somewhat depending on the strain from which it is derived. The enzyme has a molecular weight of 64
000 ± 5000 (by SDS-PAGE), and two molecules of this polypeptide may form a dimer.

【0009】該酵素は、種々の金属イオンによりその活
性が阻害される。例えば、Zn2+、Hg2+が強い阻害効
果を有し、Cu2+、Co2+、Ni2+、Mn2+も阻害効果
を有する。また、アンチマイシンAやロテノンも該酵素
の活性を阻害する。
The activity of the enzyme is inhibited by various metal ions. For example, Zn 2+ and Hg 2+ have a strong inhibitory effect, and Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ and Mn 2+ also have an inhibitory effect. Antimycin A and rotenone also inhibit the activity of the enzyme.

【0010】該酵素分子が含む希土類元素としては、ス
カンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン
(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(P
r)、ネオジウム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウ
ロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム
(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(H
o)、エルビウム(Er)、イッテルビウム(Yb)、
ルテチウム(Lu)等が挙げられる。
The rare earth elements contained in the enzyme molecule include scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (P
r), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (H
o), erbium (Er), ytterbium (Yb),
Lutetium (Lu) and the like.

【0011】本発明のアルコール脱水素酵素は当該酵素
の産生能を有するシュードグルコノバクター属に属する
微生物から、上記のごとき種々の希土類元素により誘導
生産される。ここに、誘導生産とは、希土類元素を培地
中に添加して酵素生産菌を培養した場合に蛋白質の生
産、すなわち、該酵素の生産が行われることを意味す
る。とりわけ、ランタンおよびセリウムで誘導した場合
が最も比活性が高い。
[0011] The alcohol dehydrogenase of the present invention is produced by induction from various microorganisms belonging to the genus Pseudogluconobacter with the ability to produce the enzyme, using various rare earth elements as described above. Here, the induced production means that when an enzyme-producing bacterium is cultured by adding a rare earth element to a medium, protein production, that is, production of the enzyme is performed. In particular, the specific activity is highest when induced with lanthanum and cerium.

【0012】本発明のアルコール脱水素酵素を製造する
には、該酵素産生能を有するシュードグルコノバクター
属に属する微生物を培養する。該酵素は菌体内で生産、
蓄積されるので、培養終了後、集菌し、細胞を破砕しそ
の無細胞抽出液、好ましくは、細胞質画分から分離精製
することにより製造することが出来る。
In order to produce the alcohol dehydrogenase of the present invention, a microorganism belonging to the genus Pseudogluconobacter having the enzyme-producing ability is cultured. The enzyme is produced in the cells,
Since it is accumulated, it can be produced by collecting cells after culturing, crushing the cells, and separating and purifying the cells from a cell-free extract, preferably a cytoplasmic fraction.

【0013】用いる微生物は、該酵素産生能を有するシ
ュードグルコノバクター属に属する微生物および通常の
変異誘発操作、例えば、ニトロソグアニジン等の変異剤
処理、紫外線照射処理等あるいは遺伝子組換え等により
得られるこれらの変異株であり、例えばヨーロッパ特許
公開第221,707号に記載されている下記の菌株が
挙げられる。 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス K5
91s株 FERM BP−1130, IFO14464 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 12
−5株 FERM BP−1129, IFO14465 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス TH
14−86株 FERM BP−1128, IFO14466 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 12
−15株 FERM BP−1132, IFO14482 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 12
−4株 FERM BP−1131, IFO14483 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 22
−3株 FERM BP−1133, IFO14484
The microorganism to be used can be obtained by a microorganism belonging to the genus Pseudogluconobacterium having the enzyme-producing ability and a usual mutagenesis operation, for example, a treatment with a mutagen such as nitrosoguanidine, an ultraviolet irradiation treatment, or a genetic recombination. These mutants include, for example, the following strains described in EP-A-221,707. Pseudogluconobacter Saccharoketogenes K5
91s strain FERM BP-1130, IFO14464 Pseudogluconobacter saccharoketogenes 12
-5 strain FERM BP-1129, IFO14465 Pseudogluconobacter saccharoketogenes TH
14-86 strain FERM BP-1128, IFO14466 Pseudogluconobacter saccharoketogenes 12
-15 strain FERM BP-1132, IFO14482 Pseudogluconobacter saccharoketogenes 12
-4 strain FERM BP-1131, IFO14483 Pseudogluconobacter saccharoketogenes 22
-3 strains FERM BP-1133, IFO14484

【0014】該微生物は好気的条件下、該菌株が利用し
うる栄養源、すなわち炭素源(グルコース、蔗糖、スタ
ーチ等の炭水化物またはペプトン、イーストエキス等の
有機物)、窒素源(アンモニウム塩類、尿素やコーンス
ティープリカー、ヘプトン等の無機、有機の窒素含有
物)、無機塩類(カリウム、ナトリウム、カルシウム、
マグネシウム、鉄、マンガン、コバルト、銅、リン酸、
チオ硫酸等の塩類)、および微量栄養素(CoA、パン
トテン酸、ビオチン、チアミン、リボフラビン、FMN
等のビタミン・補酵素類またはL−システイン、L−グ
ルタミン酸等のアミノ酸またはそれらを含む天然物を含
む液体培地中で培養することが出来る。培養はpH4〜
9、好ましくは、pH6〜8で行うことが出来る。培養
時間は使用する微生物および培地の組成等によって種々
異なるが、好ましくは、10〜100時間である。培養
を行うのに好適な温度範囲は、10〜40℃、好ましく
は、25〜35℃である。
Under aerobic conditions, the microorganism is a nutrient source that can be used by the strain, ie, a carbon source (a carbohydrate such as glucose, sucrose, starch or an organic substance such as peptone or yeast extract), a nitrogen source (ammonium salt, urea). And corn steep liquor, inorganic and organic nitrogen-containing substances such as heptone), inorganic salts (potassium, sodium, calcium,
Magnesium, iron, manganese, cobalt, copper, phosphoric acid,
Salts such as thiosulfate) and micronutrients (CoA, pantothenic acid, biotin, thiamine, riboflavin, FMN
And L-cysteine, amino acids such as L-glutamic acid, or a liquid medium containing a natural product containing them. Culture pH4 ~
9, preferably at pH 6-8. The culturing time varies depending on the microorganism used, the composition of the medium, and the like, but is preferably 10 to 100 hours. A suitable temperature range for culturing is 10 to 40 ° C, preferably 25 to 35 ° C.

【0015】培地には上記の希土類元素を添加する。希
土類元素は、金属末または金属粉として添加してもよい
し、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、酸化物あるいは
シュウ酸塩として用いてもよい。それらはそれぞれ単独
で用いてもよいし、2種類以上の希土類元素を同時に用
いることもできる。また、諸元素の分離精製過程で得ら
れる粗製物等も用いることができる。培地に添加される
希土類元素の量は、用いる微生物の生育を著しく抑制し
ない範囲で選択すればよく、通常、0.000001〜
1.0重量%、好ましくは、0.0001〜0.1重量%
である。培地への添加法としては、あらかじめ培地に添
加しておくのもよいが、培養途中に間欠的に添加して
も、また連続的に添加してもよい。なお、カルシウムや
ストロンチウムのようなアルカリ金属を培地に添加して
も該酵素は誘導されないことが確認された。
The above-mentioned rare earth element is added to the medium. The rare earth element may be added as a metal powder or a metal powder, or may be used as a carbonate, a sulfate, a nitrate, a chloride, an oxide, or an oxalate. Each of them may be used alone, or two or more rare earth elements may be used simultaneously. Further, a crude product obtained in the process of separating and purifying various elements can also be used. The amount of the rare earth element added to the medium may be selected within a range that does not significantly suppress the growth of the microorganism to be used.
1.0% by weight, preferably 0.0001 to 0.1% by weight
It is. As a method of adding to the medium, the medium may be added in advance to the medium, but may be added intermittently during the culture or continuously. It was confirmed that the enzyme was not induced even when an alkali metal such as calcium or strontium was added to the medium.

【0016】培養終了後、アルコール脱水素酵素を分離
精製するには、通常の酵素精製に用いられる方法、例え
ば硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、疎水クロ
マトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、透析、
アフィニティークロマトグラフィー等が用いられる。
After completion of the culture, the alcohol dehydrogenase can be separated and purified by a method generally used for enzyme purification, for example, ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel filtration chromatography, dialysis, or the like.
Affinity chromatography or the like is used.

【0017】本発明の新規アルコ−ル脱水素酵素は、ア
スコルビン酸製造中間体として重要な2−ケト−L−グ
ロン酸製造に際し、L−ソルボ−スからL−ソルボソン
への酸化を触媒するのみならず、その広い基質特異性を
生かし、各種のヒドロキシメチル基を有する化合物の立
体特異的な酸化に適用出来得るものである。例えば、各
種の糖アルコ−ル、糖類、グリコ−ル類、アルコ−ル類
に作用させることにより新規な化合物を生み出すことが
できる。
The novel alcohol dehydrogenase of the present invention only catalyzes the oxidation of L-sorbose to L-sorbosone in the production of 2-keto-L-gulonic acid, which is important as an ascorbic acid production intermediate. Instead, it can be applied to the stereospecific oxidation of compounds having various hydroxymethyl groups by utilizing its wide substrate specificity. For example, novel compounds can be produced by acting on various sugar alcohols, sugars, glycols, and alcohols.

【0018】[0018]

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳し
く説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。 実施例1 アルコール脱水素酵素の調製 (1)シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス
の培養 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス K5
91s(IFO14464,FERM BP−113
0)の寒天斜面培養物をソルビトール2.5%、イース
トエキス1.0%、ペプトン1.0%から成る種培地20
ミリリットルを含む200ミリリットル容の三角フラス
コに1白金耳植菌し30℃、2日間、回転振とう機上で
培養した。得られた種培養物を、上記の種培地500ミ
リリットルを含む坂口フラスコに全量接種し、28℃、
2日間、往復振とう機上で培養した。得られた培養物5
00ミリリットルを、イーストエキス1%、ペプトン1
%塩化ランタン0.001%、アクトコール0.02%か
ら成る培地30リットルを含む50リットルの醗酵槽に
接種し、30℃、通気15リットル/分、撹拌250r
pmの条件で3日間培養した。培養液を8000rp
m、20分間遠心し、菌体を得た。得られた菌体は0.
85%の生理食塩水で2回洗浄した。この様にして、3
0リットルの培養液から湿菌体約100gを得た。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 Preparation of alcohol dehydrogenase (1) Culture of pseudogluconobacter saccharoketogenes Pseudogluconobacter saccharoketogenes K5
91s (IFO14464, FERM BP-113
The agar slant culture of (0) was subjected to seed medium 20 consisting of 2.5% sorbitol, 1.0% yeast extract and 1.0% peptone.
One platinum loop was inoculated into a 200 ml Erlenmeyer flask containing milliliters, and cultured at 30 ° C. for 2 days on a rotary shaker. The resulting seed culture was inoculated in its entirety into a Sakaguchi flask containing 500 ml of the above seed medium,
Culture was performed for 2 days on a reciprocating shaker. Culture 5 obtained
100 ml of yeast extract 1%, peptone 1
50 liters of fermenter containing 30 liters of medium consisting of 0.001% lanthanum chloride 0.001% and actocol 0.02%, 30 ° C., aeration 15 liter / min, stirring 250r
The cells were cultured for 3 days under pm conditions. 8000 rpm
m, and centrifuged for 20 minutes to obtain bacterial cells. The obtained bacterial cells are at 0.
Washed twice with 85% saline. In this way, 3
Approximately 100 g of wet bacterial cells were obtained from 0 liter of the culture solution.

【0019】(2)細胞質画分の調製 上記の工程で得られたシュードグルコノバクター・サッ
カロケトゲネスの湿菌体100gを、10mMリン酸緩
衝液(pH6.7)300ミリリットルに懸濁し、懸濁
液を50ミリリットルずつ超音波破砕機で1.5A、2
00W、30分間処理し菌体を破砕した。3000rp
m、10分間遠心し、生菌体を除去した後35000r
pm、90分間遠心した。得られた遠心上清250ミリ
リットルを細胞質画分として集めた。
(2) Preparation of Cytoplasmic Fraction 100 g of the wet cells of Pseudogluconobacter saccharoketogenes obtained in the above step were suspended in 300 ml of 10 mM phosphate buffer (pH 6.7). The suspension was crushed in 50 ml aliquots at 1.5 A,
The cells were treated at 00 W for 30 minutes to crush the cells. 3000 rp
After centrifugation for 10 minutes to remove viable cells, 35,000 r
Centrifugation at pm for 90 minutes. 250 ml of the obtained centrifugal supernatant was collected as a cytoplasmic fraction.

【0020】(3)DEAEトヨパールカラムクロマト
グラフィー 上記の工程で得られた細胞質画分100ミリリットル
を、100mMグリセロール、10mMリン酸緩衝液
(以後、これを単に緩衝液と称することもある)で平衡
化したDEAEトヨパールカラム(3.0φx30c
m)にかけた。本酵素は、0.3Mまでの塩化ナトリウ
ムの直線勾配により溶出された。
(3) DEAE Toyopearl column chromatography 100 ml of the cytoplasmic fraction obtained in the above step is equilibrated with 100 mM glycerol, 10 mM phosphate buffer (hereinafter sometimes simply referred to as buffer). DEAE Toyopearl column (3.0φx30c
m). The enzyme was eluted with a linear gradient of sodium chloride up to 0.3M.

【0021】(4)ブチルトヨパールカラムクロマトグ
ラフィー 上記の工程で得られた酵素画分100ミリリットルに硫
安63.5gを加え溶解させた。4℃で2時間静置した
後、15000rpm,20分間遠心し、得られた沈澱
物に20ミリリットルの1.5M硫安を含む緩衝液を加
え溶解させた。10000rpm、20分間遠心し不溶
物を除いた。得られた遠心上清20ミリリットルを、
1.5M硫安を含む緩衝液で平衡化させたブチルトヨパ
ールカラム(3.0φx15cm)にかけた。本酵素は
0Mまでの硫安の直線勾配により溶出された。
(4) Butyl Toyopearl column chromatography 63.5 g of ammonium sulfate was added to and dissolved in 100 ml of the enzyme fraction obtained in the above step. After allowing to stand at 4 ° C. for 2 hours, the mixture was centrifuged at 15000 rpm for 20 minutes, and the obtained precipitate was dissolved by adding 20 ml of a buffer containing 1.5 M ammonium sulfate. Centrifugation was performed at 10,000 rpm for 20 minutes to remove insolubles. 20 ml of the centrifuged supernatant obtained is
A butyl toyopearl column (3.0 φ × 15 cm) equilibrated with a buffer containing 1.5 M ammonium sulfate was applied. The enzyme was eluted with a linear gradient of ammonium sulfate up to 0M.

【0022】(5)ゲル濾過カラムクロマトグラフィー 上記の工程で得られた酵素画分50ミリリットルに硫安
31.2gを加え溶解させた。4℃で2時間静置した
後、15000rpm、20分間遠心し、得られた沈澱
物に5ミリリットルの緩衝液を加え溶解させ、200m
M塩化ナトリウムを含む緩衝液で平衡化したゲル濾過カ
ラム(3.0φx100cm)にかけた。活性画分を4
℃で貯蔵した。得られた酵素の比活性は約50u/mg
蛋白であった。なお蛋白量は、BCA総蛋白定量キット
(ピアス社)を用い、牛血清グロブリンで作成した標準
曲線を用いて算出した。
(5) Gel Filtration Column Chromatography 31.2 g of ammonium sulfate was added to and dissolved in 50 ml of the enzyme fraction obtained in the above step. After leaving still at 4 ° C. for 2 hours, centrifugation was performed at 15000 rpm for 20 minutes, and 5 ml of a buffer solution was added to the obtained precipitate to dissolve it.
The solution was applied to a gel filtration column (3.0 φ × 100 cm) equilibrated with a buffer containing M sodium chloride. 4 active fractions
Stored at ° C. The specific activity of the obtained enzyme is about 50 u / mg.
It was protein. The protein amount was calculated using a BCA total protein quantification kit (Pierce) and a standard curve prepared with bovine serum globulin.

【0023】(6)単離された酵素の純度 精製酵素の純度を調べるために、SDS−ポリアクリル
アミドゲル電気泳動、およびアガロース等電点電気泳動
を行った。いずれの場合でも酵素は単−バンドを示し、
さらにアガロース等電点電気泳動を行ったものについ
て、ゲルを100mMエタノール、10mMフェリシア
ン化カリウムを含む100mMリン酸緩衝液(pH7.
0)に室温で5分間浸した後、水洗し、反応停止液(F
2(SO4)35g、85%リン酸 95ミリリットルを蒸
留水で1リットルにしたもの)中で発色させてこのタン
パク質が酵素活性を有することを確認した。本酵素は、
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動では、640
00±5000の分子量を示し、G−3000SWXL
カラム(東ソー(株))を用いたゲル濾過HPLCで
は、125000±15000の分子量を示したことか
ら、通常の条件下では、分子量64000±5000の
単一サブユニットから成るダイマーであると思われる。
(6) Purity of isolated enzyme In order to examine the purity of the purified enzyme, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and agarose isoelectric focusing were performed. In each case, the enzyme shows a single-band,
Further, after the gel subjected to agarose isoelectric focusing, the gel was subjected to 100 mM phosphate buffer containing 100 mM ethanol and 10 mM potassium ferricyanide (pH 7.0).
0) at room temperature for 5 minutes, followed by washing with water and a reaction terminating solution (F
Color was developed in 5 g of e 2 (SO 4 ) 3 , 95 ml of 85% phosphoric acid made up to 1 liter with distilled water) to confirm that this protein had enzymatic activity. This enzyme is
For SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, 640
G-3000SWXL having a molecular weight of 00 ± 5000.
Gel filtration HPLC using a column (Tosoh Corp.) showed a molecular weight of 125,000 ± 15000, which is considered to be a dimer consisting of a single subunit having a molecular weight of 64000 ± 5000 under ordinary conditions.

【0024】(7)反応生成物の確認 100マイクロリットルのマッキルベーンバッファー
(pH5.0)、5マイクロリットルの0.1Mフェリシ
アン化カリウム、20マイクロリットルの蒸留水から成
る基本反応液に5マイクロリットルの0.2Mソルボー
スと5マイクロリットルの酵素液を加え30℃で24時
間反応させた。反応生成物を薄層クロマトグラフィーお
よび高速液体クロマトグラフィーで分析した結果、反応
生成物は標品のL−ソルボソンに一致した。同じく基本
反応液に0.2Mエタノールと5マイクロリットルの酵
素液を加え30℃で24時間反応させ、反応生成物を高
速液体クロマトグラフィーで分析した結果、反応生成物
は標品のアセトアルデヒドに一致した。
(7) Confirmation of the reaction product 5 microliters of a basic reaction solution consisting of 100 microliters of McIlvaine buffer (pH 5.0), 5 microliters of 0.1 M potassium ferricyanide, and 20 microliters of distilled water was added. 0.2 M sorbose and 5 microliters of an enzyme solution were added and reacted at 30 ° C. for 24 hours. The reaction product was analyzed by thin-layer chromatography and high-performance liquid chromatography. As a result, the reaction product was identical to the standard L-sorbosone. Similarly, 0.2 M ethanol and 5 μl of the enzyme solution were added to the basic reaction solution and reacted at 30 ° C. for 24 hours, and the reaction product was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the reaction product coincided with the standard acetaldehyde. .

【0025】実施例2 1)酵素活性測定法 本実施例では、酵素活性は基質の存在下に30℃で1分
間に2μMのフェリシアン化カリウムを還元するに要す
る酵素量を1単位として表示する。基本となる反応液組
成は以下に示す通りである。 基本反応液組成: マッキルベーンバッファー(pH5.0) 0.5ミリ
リットル 基質水溶液、 0.25ミ
リリットル 100mMフェリシアン化カリウム水溶液 0.2ミリ
リットル この基本反応液を30℃で5分間予熱した後、0.05
ミリリットルの適当に希釈した酵素液を加え、反応を開
始させ、10分後に0.5ミリリットルの反応停止液
[Fe2(SO4)3 5g、SDS 3g、85%リン酸
95ミリリットルを蒸留水に溶かして1リットルにした
もの]を加え反応を止め、暗所に室温で30分間放置し
た後、660nmにおける吸光度を測定した。対照とし
ては基質溶液の代わりに同量の蒸留水を用いた。
Example 2 1) Method for Measuring Enzyme Activity In this example, the enzyme activity is expressed in terms of the amount of enzyme required to reduce 2 μM potassium ferricyanide per minute at 30 ° C. in the presence of a substrate as one unit. The basic composition of the reaction solution is as shown below. Composition of basic reaction solution: McIlvaine buffer (pH 5.0) 0.5 ml Substrate aqueous solution, 0.25 ml 100 mM potassium ferricyanide aqueous solution 0.2 ml After preheating this basic reaction solution at 30 ° C. for 5 minutes, 0.05
The reaction was started by adding milliliter of an appropriately diluted enzyme solution, and after 10 minutes, 0.5 ml of a reaction stopping solution [5 g of Fe 2 (SO 4 ) 3 , 3 g of SDS, 85% phosphoric acid
Was dissolved in distilled water to make 1 liter], the reaction was stopped, and the mixture was allowed to stand in a dark place at room temperature for 30 minutes, and the absorbance at 660 nm was measured. As a control, the same amount of distilled water was used instead of the substrate solution.

【0026】2)比活性および基質特異性 1)に示した活性測定法に従って、ランタンで誘導した
実施例1のアルコール脱水素酵素における、種々の基質
を用いた場合のエタノール基質に対する比活性を調べ
た。結果を表1に示す。
2) Specific Activity and Substrate Specificity According to the activity measurement method described in 1), the specific activity of the alcohol dehydrogenase induced by lanthanum with respect to the ethanol substrate when various substrates were used was examined. Was. Table 1 shows the results.

【表1】 [Table 1]

【0027】3)至適PH 1)に示した活性測定法に従って、該酵素活性に及ぼす
pHの影響を調べた。至適pHは図1に示すように4.
5〜5.5付近である。
3) Optimum pH The effect of pH on the enzyme activity was examined according to the activity measurement method described in 1). The optimum pH is 4.
It is around 5-5.5.

【0028】4)PH安定性 1)に示した活性測定法に従って、マッキルベーンバッ
ファーを用いて、種々のpHにおける残存活性を調べ
た。安定pH域は図2に示すように、およそ4.5〜9
である。
4) PH Stability According to the activity measurement method described in 1), the residual activity at various pHs was examined using McKilvane buffer. The stable pH range is approximately 4.5 to 9 as shown in FIG.
It is.

【0029】5)至適温度 1)に示した活性測定法に従って、該酵素活性に及ぼす
温度の影響を調べた。1)に記載の測定条件下では、図
3に示すように至適温度は45℃付近である。
5) Optimum temperature The effect of temperature on the enzyme activity was examined according to the activity measurement method described in 1). Under the measurement conditions described in 1), the optimum temperature is around 45 ° C. as shown in FIG.

【0030】6)熱安定性 種々の温度で、1時間熱処理した後の残存活性を調べ
た。結果を図4に示した。この結果より、50℃、1時
間の熱処理後の残存活性は約7割であった。
6) Thermal stability The residual activity after heat treatment for 1 hour at various temperatures was examined. The results are shown in FIG. From these results, the residual activity after heat treatment at 50 ° C. for 1 hour was about 70%.

【0031】7)金属イオンの影響 1)に示した活性測定法に従って、該酵素活性に及ぼす
種々の金属イオンの影響を調べ、その結果を表2に示し
た。この結果よりZn2+、Hg2+が強い阻害効果を、ま
たCu2+、Co2+、Ni2+、Mn2+も反応を阻害するこ
とがわかった。
7) Influence of metal ions In accordance with the activity measurement method described in 1), the effects of various metal ions on the enzyme activity were examined. The results are shown in Table 2. From the results, it was found that Zn 2+ and Hg 2+ had strong inhibitory effects, and that Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ and Mn 2+ also inhibited the reaction.

【表2】 [Table 2]

【0032】8)阻害剤の影響 1)に示した方法に従って、該酵素活性に及ぼす各種阻
害剤の影響を調べた。結果を表3に示す。本酵素につい
ては、アンチマイシンAに非常に強い阻害活性が、また
ロテノンにも強い阻害効果が認められた。
8) Effect of Inhibitor The effect of various inhibitors on the enzyme activity was examined according to the method described in 1). Table 3 shows the results. For this enzyme, a very strong inhibitory activity was observed for antimycin A, and a strong inhibitory effect was also observed for rotenone.

【表3】 [Table 3]

【0033】9)ミカエリス定数(Km) 1)に示した方法に従って、種々の基質濃度における活
性を測定した。本測定条件下では基質濃度範囲によって
は必ずしもミカエリス式に従うとはいえないが、図5に
示すように100mMから1Mの濃度範囲で測定すると
ミカエリス定数は225mMであった。
9) Michaelis constant (Km) The activity at various substrate concentrations was measured according to the method described in 1). Under these measurement conditions, the Michaelis equation is not necessarily followed depending on the substrate concentration range, but as shown in FIG. 5, when measured in a concentration range of 100 mM to 1 M, the Michaelis constant was 225 mM.

【0034】実施例3 実施例1で用いた塩化ランタンの代わりに塩化セリウム
を用いて同じくアルコール脱水素酵素の精製を行った。
得られた酵素の比活性は約20単位/mg蛋白であっ
た。
Example 3 Alcohol dehydrogenase was purified similarly using cerium chloride instead of lanthanum chloride used in Example 1.
The specific activity of the obtained enzyme was about 20 units / mg protein.

【0035】実施例4 実施例1で用いた塩化ランタンの代わりに塩化ネオジム
を用いて同じくアルコール脱水素酵素の精製をおこなっ
た。得られた酵素の比活性は約4単位/mg蛋白であっ
た。
Example 4 Neodymium chloride was used in place of lanthanum chloride used in Example 1 to purify an alcohol dehydrogenase in the same manner. The specific activity of the obtained enzyme was about 4 units / mg protein.

【0036】実施例5 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス K5
91s(IFO14464、FERM BP−113
0)の寒天斜面培養物を、イーストエキス1.0%、ペ
プトン1.0%から成る種培地20ミリリットルを含む
200ミリリットル容の三角フラスコに1白金耳植菌し
30℃、2日間、回転振とう機上で培養した。得られた
種培養物を、上述の種培地200ミリリットルを含む1
リットル容の三角フラスコに全量接種し30℃、2日
間、回転振とう機上で培養した。イーストエキス1.0
%、ペプトン1.0%から成る培地200ミリリットル
を含む1リットル容の三角フラスコに、この培養物5ミ
リリットルを加え30℃、2日間培養した。この条件で
希土類元素化合物として、各々0.001%のイットリ
ウム、ランタン、セリウム、ネオジム、サマリウム、ユ
ーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウ
ム、ホルミウム、エルビウム、イッテルビウムの塩化物
またはプラセオジム、スカンジウムの酸化物を加えて同
じく30℃、2日間培養した。得られた培養液から遠心
分離で菌体を集め、生理食塩水200ミリリットルに懸
濁し再び遠心分離によって集菌し、得られた菌体を5ミ
リリットルの10mMリン酸ナトリウムバッファー(p
H6.7)、100mM NaClから成る希釈用バッフ
ァーに懸濁した。この菌体懸濁液を超音波破砕機で完全
に破砕した後、低速遠心分離で菌体残査を除きこれを粗
抽出液とした。この粗抽出液のアルコール脱水素酵素活
性を表4に示す。
Example 5 Pseudogluconobacter saccharoketogenes K5
91s (IFO14464, FERM BP-113
The agar slant culture of 0) was inoculated in a 200 ml Erlenmeyer flask containing 20 ml of a seed medium containing 1.0% yeast extract and 1.0% peptone, and one loopful was inoculated at 30 ° C. for 2 days. Cultured on a mill. The obtained seed culture was mixed with 200 ml of the seed medium described above.
The whole volume was inoculated into a liter Erlenmeyer flask and cultured at 30 ° C. for 2 days on a rotary shaker. Yeast extract 1.0
5 ml of this culture was added to a 1-liter Erlenmeyer flask containing 200 ml of a medium consisting of 1.0% and 1.0% peptone, and cultured at 30 ° C. for 2 days. Under these conditions, 0.001% of yttrium, lanthanum, cerium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium chloride or praseodymium, scandium oxide was added as the rare earth element compound. The culture was performed at 30 ° C. for 2 days. The cells were collected from the resulting culture by centrifugation, suspended in 200 ml of physiological saline, collected again by centrifugation, and the cells were collected in 5 ml of 10 mM sodium phosphate buffer (p
H6.7), suspended in a dilution buffer consisting of 100 mM NaCl. After the cell suspension was completely crushed by an ultrasonic crusher, the cell residue was removed by low-speed centrifugation to obtain a crude extract. Table 4 shows the alcohol dehydrogenase activity of this crude extract.

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】実施例6 実施例5で得られた粗抽出液をアガロース等電点電気泳
動を行ったところ希土類化合物を加えて培養した菌体か
ら得られた粗抽出液では、対照として同時に泳動した実
施例2で得られた精製アルコール脱水素酵素に対応する
蛋白バンドが認められ、さらに同様に泳動を行ったゲル
についてエタノールを基質として活性染色を行ったとこ
ろ、精製アルコール脱水素酵素に対応する位置に活性が
認められた。
Example 6 The crude extract obtained in Example 5 was subjected to agarose isoelectric focusing. The crude extract obtained from cells cultured with a rare earth compound added thereto was simultaneously electrophoresed as a control. A protein band corresponding to the purified alcohol dehydrogenase obtained in Example 2 was observed, and the gel that had been similarly electrophoresed was subjected to activity staining using ethanol as a substrate. Showed activity.

【0039】イーストエキス1.0%、ペプトン1.0
%から成る培地200ミリリットルを含む1リットル容
の三角フラスコに、各々、シュードグルコノバクター・
サッカロケトゲネス K591s株(FERM BP−
1130、IFO14464)、シュードグルコノバク
ター・サッカロケトゲネス 12−5株(FERMBP
−1129、IFO14465)、シュードグルコノバ
クター・サッカロケトゲネス TH14−86株(FE
RM BP−1128、IFO14466)、シュード
グルコノバクター・サッカロケトゲネス 12−15株
(FERMBP−1132、IFO14482)、シュ
ードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 12−4
株(FERM BP−1131、IFO14483)、
シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 22
−3株(FERM BP−1133、IFO1448
4)の寒天培養物1白金耳を植菌し、30℃、3日間、
回転振盪培養を行いこの培養液を集菌洗浄して得られた
菌体から、実施例5と同じく粗抽出液を調製した。上記
の培地に塩化ランタンを0.001%加えた培地を用い
て同じ実験を行い、粗抽出液を調製した。これらの粗抽
出液のアルコール脱水素酵素活性を測定したところ、用
いたすべでの菌株について塩化ランタン添加培養のもの
のみに活性が検出された。
Yeast extract 1.0%, peptone 1.0
% In a 1 liter Erlenmeyer flask containing 200 ml of medium consisting of Pseudogluconobacter
Saccharoketogenes strain K591s (FERM BP-
1130, IFO14464), Pseudogluconobacter saccharoketogenes strain 12-5 (FERMBP)
-1129, IFO14465), Pseudogluconobacter saccharoketogenes TH14-86 strain (FE
RM BP-1128, IFO14466), Pseudogluconobacter saccharoketogenes 12-15 strain (FERMBP-1132, IFO14482), Pseudogluconobacter saccharoketogenes 12-4
Strains (FERM BP-1131, IFO14483),
Pseudogluconobacter Saccharoketogenes 22
-3 strains (FERM BP-1133, IFO1448
4) Inoculate one platinum loop of the agar culture at 30 ° C. for 3 days.
A crude extract was prepared in the same manner as in Example 5 from the cells obtained by subjecting the culture solution obtained by performing a rotary shaking culture to collect and wash the culture solution. The same experiment was carried out using a medium obtained by adding 0.001% of lanthanum chloride to the above medium to prepare a crude extract. When the alcohol dehydrogenase activity of these crude extracts was measured, the activity was detected only in the cultivated lanthanum chloride-added culture of all the strains used.

【0040】実施例8 実施例2で得られた精製アルコール脱水素酵素を抗原と
して、ウサギから抗血清を調製した。この抗血清を用い
てオクタロニーの免疫二重拡散法により調べた結果、実
施例5および実施例7で得られた希土類元素添加培養菌
体の粗抽出液中には、シュードグルコノバクター・サッ
カロケトゲネス K591s株のアルコール脱水素酵素
と、血清学的に同じか非常に類似した蛋白が存在するこ
とが示された。
Example 8 Using the purified alcohol dehydrogenase obtained in Example 2 as an antigen, antiserum was prepared from rabbits. The antiserum was examined by the Ouchterlony double immunodiffusion method. As a result, the crude extract of the cultured bacterial cells supplemented with rare earth elements obtained in Examples 5 and 7 contained Pseudogluconobacter saccharoketo. It was shown that there was a protein serologically identical or very similar to the alcohol dehydrogenase of the Genes K591s strain.

【0041】実施例9 実施例2で得られたLa−ADH44mgについて湿式
灰化法により灰化し原子吸光法によりLa濃度を定量し
たところ、0.23%(W/W)含まれることが示され
た。
Example 9 44 mg of La-ADH obtained in Example 2 was ashed by wet ashing and the La concentration was determined by atomic absorption spectroscopy. The result showed that it contained 0.23% (W / W). Was.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、広い基質特異性を有す
る新規なNAD非依存型アルコール脱水素酵素およびそ
の製造法が提供される。
According to the present invention, a novel NAD-independent alcohol dehydrogenase having a wide substrate specificity and a method for producing the same are provided.

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

【図1】 本発明の酵素の活性に対するpHの及ぼす影
響を示す。
FIG. 1 shows the effect of pH on the activity of the enzyme of the present invention.

【図2】 本発明の酵素のpH安定性を示す。FIG. 2 shows the pH stability of the enzyme of the present invention.

【図3】 本発明の酵素の活性に対する温度の及ぼす影
響を示す。
FIG. 3 shows the effect of temperature on the activity of the enzyme of the present invention.

【図4】 本発明の酵素の熱安定性を示す。FIG. 4 shows the thermostability of the enzyme of the present invention.

【図5】 本発明の酵素のヘイン・ウルフ・プロット
(Hane-Woolfplot)を示す。
FIG. 5 shows a Hane-Woolfplot of the enzyme of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C12R 1:01) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 9/00 - 9/99 C12N 1/00 - 1/38 BIOSIS(DIALOG) MEDLINE(STN) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI C12R 1:01) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C12N 9/00-9/99 C12N 1 / 00-1/38 BIOSIS (DIALOG) MEDLINE (STN) WPI (DIALOG)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ヒドロキシメチル基を持つ化合物のヒド
ロキシメチル基のアルデヒド基への酸化を触媒する酵素
分子中に希土類元素を含み、下記の理化学的で性質を有
するNAD非依存型アルコール脱水素酵素。 至適pH 3.5〜6.5 至適温度 40〜50℃ 等電点 4.2±0.5 分子構造 SDS−PAGEで64000±500
0の分子量のポリペプチドまたはこのポリペプチド2分
子よりなる2量体
1. An NAD-independent alcohol dehydrogenase comprising a rare earth element in an enzyme molecule which catalyzes the oxidation of a hydroxymethyl group to an aldehyde group of a compound having a hydroxymethyl group, and having the following physicochemical properties. Optimum pH 3.5-6.5 Optimum temperature 40-50 ° C Isoelectric point 4.2 ± 0.5 Molecular structure 64000 ± 500 by SDS-PAGE
A polypeptide having a molecular weight of 0 or a dimer comprising two molecules of the polypeptide
【請求項2】 シュードグルコノバクター(Pseudogluc
onobacter)属に属する微生物が生産する請求項1記載
のNAD非依存型アルコール脱水素酵素。
2. A pseudogluconobacter (Pseudogluc)
The NAD-independent alcohol dehydrogenase according to claim 1, which is produced by a microorganism belonging to the genus onobacter.
【請求項3】 希土類元素によって誘導生産される請求
項2記載のNAD非依存型アルコール脱水素酵素。
3. The NAD-independent alcohol dehydrogenase according to claim 2, which is induced and produced by a rare earth element.
【請求項4】 ヒドロキシメチル基を持つ化合物のヒド
ロキシメチル基のアルデヒド基への酸化を触媒する酵素
分子中に希土類元素を含むNAD非依存型アルコール脱
水素酵素産生能を有するシュードグルコノバクター属に
属する微生物またはその変異株を培養し、生産された該
アルコール脱水素酵素を単離精製することを特徴とする
請求項1記載のNAD非依存型アルコール脱水素酵素の
製造法。
4. A genus of Pseudogluconobacter having an ability to produce an NAD-independent alcohol dehydrogenase containing a rare earth element in an enzyme molecule that catalyzes the oxidation of a compound having a hydroxymethyl group to an aldehyde group. The method for producing a NAD-independent alcohol dehydrogenase according to claim 1, wherein the microorganism belonging to or a mutant thereof is cultured, and the produced alcohol dehydrogenase is isolated and purified.
【請求項5】 培地中に希土類元素を存在させることを
特徴とする請求項4記載のNAD非依存型アルコール脱
水素酵素の製造法。
5. The method for producing an NAD-independent alcohol dehydrogenase according to claim 4, wherein a rare earth element is present in the medium.
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