JP3387525B2 - Fusion oxidase of cytochrome P450c and yeast NADPH-cytochrome P450 reductase, gene encoding the enzyme, and method for producing the enzyme - Google Patents

Fusion oxidase of cytochrome P450c and yeast NADPH-cytochrome P450 reductase, gene encoding the enzyme, and method for producing the enzyme

Info

Publication number
JP3387525B2
JP3387525B2 JP18361392A JP18361392A JP3387525B2 JP 3387525 B2 JP3387525 B2 JP 3387525B2 JP 18361392 A JP18361392 A JP 18361392A JP 18361392 A JP18361392 A JP 18361392A JP 3387525 B2 JP3387525 B2 JP 3387525B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
yeast
binding
cytochrome
reductase
involved
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP18361392A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0630779A (en
Inventor
利之 榊
義康 藪崎
恵 秋吉
秀郎 大川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP18361392A priority Critical patent/JP3387525B2/en
Publication of JPH0630779A publication Critical patent/JPH0630779A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3387525B2 publication Critical patent/JP3387525B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はチトクロムP450( 以
下P450と称する) の有する1原子酸素添加活性およ
びそれに必要なNADPHからの還元力供給能力を同一
分子内に有する新規な融合酸化酵素、該酸化酵素をコー
ドする遺伝子、該遺伝子を含む酵母内発現プラスミド、
該発現プラスミドにより形質転換された酵母菌株および
該融合酵素を用いることを特徴とするアセトアミノフェ
ンの製造方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel fusion oxidase which has in one molecule the one-atom oxygenation activity of cytochrome P450 (hereinafter referred to as P450) and the ability to supply reducing power from NADPH, which is necessary therefor. A gene encoding an enzyme, a yeast expression plasmid containing the gene,
It relates to a method for producing acetaminophen, which comprises using a yeast strain transformed with the expression plasmid and the fusion enzyme.

【0002】本発明により得られるプラスミドにより形
質転換された酵母菌体はP450と還元酵素から成る融
合酵素を生産し、これに由来する一原子酸素添加活性を
有しており、この菌体自身、あるいは、菌体から取得し
た融合酵素を医薬品として有用であるアセトアミノフェ
ンの合成のためのバイオリアクターとして用いることが
できる。
The yeast cells transformed with the plasmid obtained by the present invention produce a fusion enzyme composed of P450 and a reductase and have a monoatomic oxygenation activity derived from this, and Alternatively, the fusion enzyme obtained from bacterial cells can be used as a bioreactor for the synthesis of acetaminophen, which is useful as a drug.

【0003】[0003]

【従来の技術】P450は微生物から哺乳動物にいたる
まで広く生物界に存在するヘム蛋白質であり、広範囲の
脂溶性化合物を基質として、1原子酸素添加反応を触媒
する。P450の示すこうした広範囲な基質特異性はP
450の分子多様性に起因する。P450には多数の分
子種が存在しているが、各々のP450に電子を供給す
る系路は共通でありミクロソームでは主として、フラビ
ンアデニンジヌクレオチドとフラビンモノヌクレオチド
を分子内に補酵素として含有する還元酵素がNADPH
からの電子を基質を結合したP450へ供給する。従って、
P450は基質と結合し、還元酵素と共役することによ
りはじめて1原子酸素添加反応を発揮する。
2. Description of the Related Art P450 is a heme protein widely existing in the living world from microorganisms to mammals, and catalyzes a one-atom oxygen addition reaction using a wide range of fat-soluble compounds as substrates. This broad substrate specificity of P450 is due to P
Due to 450 molecular diversity. Although there are many molecular species in P450, the pathways that supply electrons to each P450 are common, and in microsomes, mainly flavin adenine dinucleotide and flavin mononucleotide are contained as coenzymes in the reduction. The enzyme is NADPH
Donates electrons to the substrate-bound P450. Therefore,
P450 exhibits a one-atom oxygen addition reaction only by binding to a substrate and coupling with a reductase.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ラット
P450とラットNADPH−P450還元酵素との融
合酵素を酵母において発現させることに成功しているが
菌体あたりの活性を上昇させることが望まれた。
The present inventors have succeeded in expressing a fusion enzyme of rat P450 and rat NADPH-P450 reductase in yeast, but it is possible to increase the activity per cell. Wanted

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、活性が高
い酵母を得ることを目的として誠意検討した結果、N末
端側にP450c を、C末端側に酵母還元酵素を有する
融合酵素を酵母内で発現させた場合、酵母還元酵素を用
いた融合酵素の酵母内発現量は、ラット還元酵素を用い
た場合の約3倍に上昇し、また、融合酵素分子当たりの
活性はラット還元酵素よりも、酵母還元酵素を用いた場
合の方が約5倍高くなることを発見した。本融合酵素
は、融合酵素分子内での電子伝達効率が非常に高いと考
えられる。発現量の上昇および、分子当たりの活性の上
昇により、本発明の新規融合酵素発現株の菌体当りの活
性はラット還元酵素を用いた融合酵素発現株の約15倍
に上昇しており、本発明の融合酵素及び該酵素発現酵母
株は、バイオリアクターとして極めて有用なものであ
る。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted a sincere study for the purpose of obtaining a yeast having high activity. As a result, a yeast having a fusion enzyme having P450c at the N-terminal side and a yeast reductase at the C-terminal side was yeast. When expressed in Escherichia coli, the expression level of the fusion enzyme using yeast reductase in yeast increased about 3 times that in the case of using rat reductase, and the activity per fusion enzyme molecule was higher than that of rat reductase. It was also found that when yeast reductase was used, it was about 5 times higher. This fusion enzyme is considered to have a very high electron transfer efficiency within the fusion enzyme molecule. Due to the increase in the expression level and the activity per molecule, the activity per cell of the novel fusion enzyme-expressing strain of the present invention is about 15 times higher than that of the fusion enzyme-expressing strain using rat reductase. The fusion enzyme of the invention and the yeast strain expressing the enzyme are extremely useful as bioreactors.

【0006】本発明の融合酵素遺伝子は、ミクロソーム
型タンパクのミクロソーム膜結合に関与する領域と、P
450cの少なくとも基質結合に関与する領域及びヘム
結合に関与する領域をコードするDNAと、酵母還元酵
素の少なくともフラビンモノヌクレオチドやフラビンア
デニンジヌクレオチド結合に関与する領域とNADPH
結合に関与する領域をコードするDNAを接続すること
により構築することができる。
The fusion enzyme gene of the present invention comprises a region involved in microsome membrane binding of a microsomal protein and P
DNA encoding at least a region involved in substrate binding and a region involved in heme binding of 450c, and a region involved in at least flavin mononucleotide or flavin adenine dinucleotide binding of yeast reductase and NADPH
It can be constructed by connecting DNAs encoding regions involved in binding.

【0007】例えば、本発明の融合酵素遺伝子はラット
肝チトクロムP450c 遺伝子の3’末端側に酵母還元
酵素遺伝子を接続することによって製造することがで
き、本遺伝子の発現によって製造される融合酸化酵素
は、P450c の有する1原子酸素添加活性およびNA
DPH−P450還元酵素の有するNADPHからの還
元力供給能を同一分子内に併せ持った酸化酸素である。
For example, the fusion enzyme gene of the present invention can be produced by connecting a yeast reductase gene to the 3'end side of rat liver cytochrome P450c gene, and the fusion oxidase produced by the expression of this gene is , P450c having one atom oxygenation activity and NA
It is an oxygen oxide that also has the ability to supply reducing power from NADPH possessed by DPH-P450 reductase in the same molecule.

【0008】上述のミクロソーム結合に関与する領域
は、ラット肝P450c あるいは酵母還元酵素由来のも
のの他、他のミクロソーム型P450やミクロソーム型
タンパクのN末端領域等のミクロソーム結合能を有する
ものを用いることができる。P450cのミクロソ−ム
膜への結合並びに基質の結合およびヘム結合に関与する
領域は、それぞれ、N末端部分、中央部分およびC末端
側のホモロガス・リージョン−2(HR2)(J.Bioche
m.93,807-817)領域であることがすでに報告されてお
り、本発明ではこれらの領域或いはその機能の必須部分
を用いることができる。
[0008] As the above-mentioned region involved in microsome binding, it is preferable to use those having a microsome binding ability such as those derived from rat liver P450c or yeast reductase, as well as N-terminal regions of other microsomal P450s and microsomal proteins. it can. The regions involved in the binding of P450c to the microsome membrane and the binding of the substrate and heme binding are homologous region-2 (HR2) (J. Bioche) at the N-terminal portion, the central portion and the C-terminal side, respectively.
m.93,807-817) region, and these regions or an essential part of its function can be used in the present invention.

【0009】酵母還元酵素のミクロソ−ム膜への結合、
フラビンモノヌクレオチドやフラビンアデニンジヌクレ
オチド結合およびNADPH結合に関与する領域はアミ
ノ末端メチオニンを1番とするとそれぞれ1から50番
目まで、50から465番目まで、および465から6
00番目までのアミノ酸であるとされており、これらの
領域或いはその必須領域を用いることができる。
Binding of yeast reductase to microsome membranes,
The regions involved in flavin mononucleotide, flavin adenine dinucleotide binding, and NADPH binding are 1 to 50th, 50 to 465th, and 465 to 6th, respectively, where the amino-terminal methionine is number 1.
It is said that the amino acids are up to the 00th position, and these regions or their essential regions can be used.

【0010】融合酵素として単一の分子で発現させるた
め、P450c遺伝子は翻訳停止コドンに相当する部位
を含まないようにする。また、両遺伝子の上述の領域を
直接、あるいはリンカーを介して両遺伝子のフレームが
ずれないように接続することにより構築できる。発現プ
ラスミド構築に用いたP450cおよび還元酵素のコー
ディング領域に相当するcDNAは、本発明の技術分野
において用いられる常法により製造することができる。
例えば、P450cについて言えば、このcDNAを含
むプラスミドpAMP19(特開63-44888)から、また、還元
酵素遺伝子についてはpgCYR(特願62−325527) から常用
によって取り出すことができる。
Since the P450c gene is expressed as a fusion enzyme in a single molecule, the P450c gene should not contain a site corresponding to a translation stop codon. It can also be constructed by connecting the above-mentioned regions of both genes directly or via a linker so that the frames of both genes are not displaced. The cDNA corresponding to the coding region of P450c and the reductase used in the construction of the expression plasmid can be produced by a conventional method used in the technical field of the present invention.
For example, in the case of P450c, the plasmid pAMP19 containing this cDNA (Japanese Patent Laid-Open No. 63-44888) and the reductase gene can be extracted from pgCYR (Japanese Patent Application No. 62-325527) in a conventional manner.

【0011】本発明の融合酵素を発現する酵母発現ベク
ターは上述の通り構築した融合酵素遺伝子を適当な発現
ベクターのクローニング部位に常法により挿入すること
によって構築することができる。酵母発現ベクターとし
ては、例えば酵母アルコール脱水素酵素(ADH1)遺伝子の
プロモーターおよび同ターミネーターを保持する酵母発
現ベクターpAAH5(Washington Research Fundation から
入手可能, Methods in Enzymology, 101 part C 、p192
-201, Ammerer らの方法により製造できる)などを挙げ
ることができるが PGKプロモーター, G3PDH プロモータ
ー、GAL10 プロモーターを有する発現ベクターなど、宿
主酵母内で効率より機能するプロモーター、ターミネー
ターを有するものであればよく、特に限定されるもので
はない。また、発現ベクターの構造も特に限定されるも
のでなく、酵母内で安定に保持されるものであればよ
い。
The yeast expression vector expressing the fusion enzyme of the present invention can be constructed by inserting the fusion enzyme gene constructed as described above into the cloning site of an appropriate expression vector by a conventional method. Examples of yeast expression vectors include yeast expression vector pAAH5 (available from Washington Research Fundation, Methods in Enzymology, 101 part C, p192) that holds the promoter and the terminator of the yeast alcohol dehydrogenase (ADH1) gene.
-201, can be produced by the method of Ammerer et al.), Etc., but any expression vector having a PGK promoter, G3PDH promoter, GAL10 promoter, etc. that has a promoter and terminator that function more efficiently in the host yeast can be used. It is not particularly limited. The structure of the expression vector is not particularly limited as long as it can be stably retained in yeast.

【0012】本発明の融合酵素の発現に使用する宿主と
なる酵母は、特に限定されるものではなく、例えば、サ
ッカロミセス属、シゾサッカロミセス属、カンデイダ属
に属する酵母などを使用できるが、サッカロミセス・セ
レビシェAH22株、サッカロミセス・セレビシェSHY3株や
サッカロミセス・セレビシェNA87-11A株などが宿主とし
て好都合に使用できる。
The yeast used as a host for expressing the fusion enzyme of the present invention is not particularly limited. For example, yeast belonging to the genus Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Candida, etc. can be used. Cereviche AH22 strain, Saccharomyces cerevisiae SHY3 strain, Saccharomyces cerevisiae NA87-11A strain and the like can be conveniently used as hosts.

【0013】これら宿主の上記融合酵素遺伝子を含む発
現プラスミドによる形質転換はアルカリ金属(LiCl)を用
いる方法、プロトプラスト法など公知の方法により行な
うことができる。アルカリ金属(LiCl)を用いる方法の場
合、宿主菌体をYPD 培地で培養、集菌し、これをLiclで
洗浄した後、Liclとポリエチレングルコール4000の溶液
にけん濁する。このけん濁液に試料DNA 溶液を加え、1
時間程度静置すればよい。この操作により形質転換酵母
を適当な選択培地平板上で取得することができる。
Transformation of these hosts with an expression plasmid containing the above fusion enzyme gene can be carried out by a known method such as a method using alkali metal (LiCl) or a protoplast method. In the case of using the alkali metal (LiCl), the host cells are cultured in YPD medium, the cells are collected, washed with Licl, and then suspended in a solution of Licl and polyethylene glycol 4000. Add the sample DNA solution to this suspension and add 1
It should be left for about an hour. By this operation, the transformed yeast can be obtained on an appropriate selective medium plate.

【0014】プロトプラスト法の場合には、YPD 培地で
培養した宿主酵母を集菌し、ソルビトールなどを含む等
調液中で、チモリアーゼなどの細胞壁溶解酵素処理を行
う。これにより、プロトプラスト化した酵母が得られ
る。プロトプラスト溶液に試料DNA とポリエチエングリ
コール溶液を添加し、保温することにより形質転換が可
能である。形質転換体は選択培地平板上にプロトプラス
トけん濁液を重層したのち、30°C で5-7 時間培養する
ことにより得ることができる。
In the case of the protoplast method, host yeast cultured in YPD medium is collected and treated with a cell wall lysing enzyme such as thymolyase in an isocratic solution containing sorbitol and the like. As a result, protoplastized yeast is obtained. Transformation is possible by adding the sample DNA and polyethylene glycol solution to the protoplast solution and keeping it warm. The transformant can be obtained by overlaying a protoplast suspension on a selective medium plate and then culturing at 30 ° C for 5 to 7 hours.

【0015】このようにして得られた形質転換酵母を培
養することにより本発明の融合酵素を製造することがで
きる。本発明により得られる形質転換酵母の培養は通常
の培養方法により行なうことができる。培地としては酵
母の生育が可能な組成であればよいが、プラスミドの脱
落を防ぐために、選択圧を加える必要がある。例えば、
宿主細胞が特定のアミノ酸を要求する変株で、プラス
ミド上にマーカーとしてそのアミノ酸要求性を相補する
遺伝子を含む場合は、そのアミノ酸を含まない最小培地
で形質転換酵母を培養することにより、プラスミドの脱
落を防ぎ、目的遺伝子を発現させることができる。
The fusion enzyme of the present invention can be produced by culturing the transformed yeast thus obtained. Cultivation of the transformed yeast obtained by the present invention can be performed by an ordinary culture method. Any medium can be used as long as it has a composition capable of growing yeast, but it is necessary to apply selective pressure to prevent the plasmid from falling off. For example,
In mutation strain host cell requires a specific amino acid, if it contains a gene complementing the amino acid auxotrophy as the marker on the plasmid, by culturing the transformed yeast minimal medium without amino acid, plasmid The target gene can be expressed while preventing the loss of the target gene.

【0016】本発明の融合酵素或いは融合酵素遺伝子を
発現する本発明の酵母菌株は、アセトアミノフェノンを
合成する際のバイオリアクターとして使用される。形質
転換酵母培養液あるいは形質転換酵母から調製したミク
ロソーム画分、または、精製した融合酸化酵素にアセト
アニリドを終濃度25mMになるように添加し、一定時
間30°Cでインキュベートしたのち、生成物を、例え
ばHPLCで、分離することによりアセトアニリドのp
位水酸化体であるアセトアミノフェノンを得ることがで
きる。ミクロソーム画分を用いる場合、反応系にNAD
PHあるいはNADPH再生系を添加することが必要で
ある。
The yeast strain of the present invention expressing the fusion enzyme or the fusion enzyme gene of the present invention is used as a bioreactor for the synthesis of acetaminophenone. Acetanilide was added to the transformed yeast culture solution or the microsome fraction prepared from the transformed yeast, or the purified fusion oxidase at a final concentration of 25 mM, and the mixture was incubated at 30 ° C. for a certain period of time, and then the product was For example, by HPLC, by separating, the acetanilide p
It is possible to obtain acetaminophenone which is a hydroxylated compound. When using the microsome fraction, NAD is used as the reaction system.
It is necessary to add a PH or NADPH regeneration system.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明の新規融合酵素発現株の菌体当た
りの活性は、P450cとラット還元酵素を用いた融合
酵素発現株の約15倍に上昇しており、本発明の融合酵
素あるいは融合酵素発現菌株は、バイオリアクターとし
ての有用性がきわめて高いものであり、アセトアミノフ
ェノンを合成する際のバイオリアクターとして有用なも
のである。
The activity per cell of the novel fusion enzyme-expressing strain of the present invention is about 15 times higher than that of the fusion enzyme-expressing strain using P450c and rat reductase. The enzyme-expressing strain has extremely high utility as a bioreactor, and is useful as a bioreactor when synthesizing acetaminophenone.

【0018】以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説
明するが、本発明は実施例に限られるものではなく、通
常、本発明分野で行われている程度の変更を含むもので
ある。 実施例1 発現プラスミドpAFCR1の構築 ラットP450cのcDNAを含むpAMP19(特開63-448
88) を制限酵素HindIIIおよびXhoIで同時消化して、約
1.6kb のDNA断片を得た。一方、酵母NADPH−P4
50還元酵素を含むpBYR717(H)( 特開2-451)をPvuII で
消化し、これに化1のXhoIリンカー
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples, but the present invention is not limited to the examples, and generally includes changes to the extent that they are carried out in the field of the present invention. Example 1 Construction of expression plasmid pAFCR1 pAMP19 containing cDNA of rat P450c (JP-A-63-448)
88) was co-digested with restriction enzymes HindIII and XhoI,
A 1.6 kb DNA fragment was obtained. On the other hand, yeast NADPH-P4
PBYR717 (H) containing 50 reductase (JP-A 2-451) was digested with PvuII, and XhoI linker of Chemical formula 1 was

【化1】 配列番号 1 を挿入し、PvuII 部位をXhoI部位に変えた後、XhoIとHi
ndIII で同時消化し、約2.1kb の断片を得た。これら両
断片をベクターpAAH5 のHindIII 部位へ同時に挿入する
ことによりプラスミドpAFCR1を得た。
Embedded image After inserting SEQ ID NO: 1 and changing the PvuII site into an XhoI site, XhoI and Hi
Co-digestion with ndIII gave a fragment of approximately 2.1 kb. Plasmid pAFCR1 was obtained by inserting both of these fragments into the HindIII site of vector pAAH5 at the same time.

【0019】実施例2 プラスミドpAFCR1による酵母の形質転換 YPD培地(1% 酵母エキス、2% ポリペプトン、2%グ
ルコース)にサッカロミセス・セレビシェーAH22株を植
菌し、30℃で振盪し、5×107 /ml菌体になった
時点で遠心分離により集菌した。1mlの培養液から得ら
れた菌体を1.0ml の0.2M LiCl 溶液に懸濁した後、再度
遠心分離し、得られたペレットに20μlの1M LiCl 溶
液、30μl の70% ポリエチレングリコール4000溶液、約
1.0 μg のpAFCR1を含む10μl の溶液を添加した。十分
に混合した後、30℃で1時間インキュベートし、さら
に140 μl の滅菌水を加えて撹拌した。この溶液をSD
合成培地プレート(2.0% グルコース、0.67% 窒素源ア
ミノ酸不含、20μg/mlヒスチジン、2.0%寒天)上にま
き、30℃で3日間インキュベートし、プラスミド pAF
CR1 を保有する形質転換株AH22/pAFCR1 を得た。
Example 2 Transformation of Yeast with Plasmid pAFCR1 YPD medium (1% yeast extract, 2% polypeptone, 2% glucose) was inoculated with Saccharomyces cerevisiae AH22 strain and shaken at 30 ° C. for 5 × 10 7 The cells were collected by centrifugation at the time when the cells became / ml. The cells obtained from 1 ml of the culture solution were suspended in 1.0 ml of 0.2M LiCl solution and then centrifuged again, and the pellets obtained were 20 μl of 1M LiCl solution, 30 μl of 70% polyethylene glycol 4000 solution,
10 μl of solution containing 1.0 μg of pAFCR1 was added. After mixing well, the mixture was incubated at 30 ° C. for 1 hour, and 140 μl of sterilized water was added and stirred. SD this solution
Spread on a synthetic medium plate (2.0% glucose, 0.67% nitrogen source amino acid-free, 20 μg / ml histidine, 2.0% agar), incubate at 30 ° C for 3 days, and plasmid pAF
A transformant AH22 / pAFCR1 carrying CR1 was obtained.

【0020】実施例3 AH22/pAFCR1 株における融合酵素の定量 8%グルコース、5.4%窒素源アミノ酸不含、160 μg/mlヒ
スチジンを含む培地でAH22/pAFCR1 およびコントロール
AH22/pAAH5株を各々2×107cells/ml まで培養した。
各培養液0.9ml に0.1ml の 2N NaOH-8% 2-メルカプトエ
タノール水溶液を添加し0℃で10分間インキュベート
した。さらに、0.2ml の30% トリクロロ酢酸水溶液を添
加し、0℃で10分間インキュベートした後遠心分離し
た(10,000×g、5分)。得られたペレットを1ml アセ
トンで洗浄した後乾燥し、緩衝液〔1% SDS、 50mM Tris-
HCl(pH 8)、 10% 2- メルカプトエタノール、 40% グリセ
ロール、0.02%ブロモフェノールブルー〕50μl を添加
して可溶化した。さらに、これを10% ポリアクリルアミ
ドゲルを用いて電気泳動し、ゲル中の蛋白質を緩衝液
〔25mM Tris 、192mM グリシン、20% メタノール〕中で
電気泳動的にニトロセルロースフィルター上にブロット
した。
Example 3 Quantification of fusion enzyme in AH22 / pAFCR1 strain AH22 / pAFCR1 and control in a medium containing 8% glucose, 5.4% nitrogen source amino acid-free, 160 μg / ml histidine.
Each of the AH22 / pAAH5 strains was cultured to 2 × 10 7 cells / ml.
0.1 ml of 2N NaOH-8% 2-mercaptoethanol aqueous solution was added to 0.9 ml of each culture and incubated at 0 ° C for 10 minutes. Furthermore, 0.2 ml of 30% trichloroacetic acid aqueous solution was added, and the mixture was incubated at 0 ° C. for 10 minutes and then centrifuged (10,000 × g, 5 minutes). The pellet obtained was washed with 1 ml of acetone and then dried, and the buffer solution [1% SDS, 50 mM Tris-
50 μl of HCl (pH 8), 10% 2-mercaptoethanol, 40% glycerol, 0.02% bromophenol blue] was added for solubilization. Further, this was electrophoresed using a 10% polyacrylamide gel, and the protein in the gel was electrophoretically blotted on a nitrocellulose filter in a buffer [25 mM Tris, 192 mM glycine, 20% methanol].

【0021】次に、フィルターをTBS緩衝液〔50mM T
ris-HCl (pH7.5)、 200mM NaCl 〕に浸した後、3%ゼラチ
ン、0.05% Tween20を含むTBS緩衝液中、37℃で4
0分インキュベートし、さらに30μgの抗−酵母還元酵
素抗体、1%ゼラチン、0.05% Tween20 を含むTBS緩衝
液中で37℃で2時間インキュベートした。その後、0.
05% Tween20 を含むTBS緩衝液中、37℃で30分イ
ンキュベートする操作を4回繰り返した後、3%ゼラチ
ン、0.05% Tween20 を含む、TBS緩衝液中で20分間
インキュベートした。次に10μCiの〔125I〕−Protein
A、1%ゼラチン、0.05% Tween20 を含むTBS緩衝液中
37℃で60分インキュベートした後、0.05% Tween20
を含むTBS緩衝液中、37℃で30分インキュベート
する操作を4回繰り返した。フィルターを風乾した後、
オートラジオグラフィーを行なった。AH22/ pAAH5株に
酵母還元酵素を50ngあるいは100ng添加したサンプルに
おける酵母還元酵素のバンドの黒化濃度と、AH22/pAFCR
1株における融合酵素のバンドの黒化濃度の比較から、A
H22/pAFCR1 株における融合酵素の発現量は約2×10 5
分子/菌体と推定された。これは、ラットP450cとラッ
ト還元酵素との融合酵素発現株における融合酵素発現量
の約3倍に相当する。
Next, the filter was put into a TBS buffer solution [50 mM T
ris-HCl (pH 7.5), 200 mM NaCl, and then 3% gelatin
4% at 37 ° C in TBS buffer containing 0.05% Tween 20
Incubate for 0 minutes and add 30 μg of anti-yeast reducing enzyme.
TBS buffer containing elementary antibody, 1% gelatin, 0.05% Tween20
Incubated in liquid at 37 ° C. for 2 hours. Then 0.
30 minutes at 37 ℃ in TBS buffer containing 05% Tween20
Incubate 4 times and then use 3% gelatin
20 minutes in TBS buffer containing 0.05% Tween20
Incubated. Then 10 μCi of [125I] −Protein
A, in TBS buffer containing 1% gelatin and 0.05% Tween20
After incubating at 37 ℃ for 60 minutes, 0.05% Tween20
Incubate for 30 minutes at 37 ° C in TBS buffer containing
This operation was repeated 4 times. After air-drying the filter,
Autoradiography was performed. AH22 / pAAH5 strain
For samples containing 50 ng or 100 ng of yeast reductase
Concentration of yeast reductase band in AH22 / pAFCR
From the comparison of the blackening concentration of the fusion enzyme band in one strain, A
The expression level of the fusion enzyme in the H22 / pAFCR1 strain was about 2 x 10 Five
 Presumed to be molecules / cells. This is a rat P450c and
Amount of fusion enzyme expressed in a strain expressing the fusion enzyme
Equivalent to about 3 times.

【0022】実施例4 ヘム含有融合酵素量の定量 SD合成培地で約2×107 菌体/mlまで培養したAH
22/pAFCR1 株菌体100ml を集菌し、100mM リン酸カリウ
ム(pH 7.0) 2mlに懸濁した。2本のキュベットに菌懸濁
液を1ml ずつ分注し、サンプル側キュベットに一酸化炭
素を吹き込んだ後、両キュベットにジチオナイト5 〜10
mg添加した。よく攪拌した後、400 〜500nm の差スペク
トルを測定し、447nm と490nm との吸光度差からΔε=
91mM-1 cm -1という値をもとにしてヘム含有融合酵素量
を算出した。その結果、AH22/pAFCR1 株は菌体当たり約
2×105 分子のヘム含有融合酵素を産生することがわ
かった。
Example 4 Quantification of the amount of fusion enzyme containing heme AH cultured in SD synthetic medium to about 2 × 10 7 cells / ml
100 ml of 22 / pAFCR1 strain cells were collected and suspended in 2 ml of 100 mM potassium phosphate (pH 7.0). Dispense 1 ml of the bacterial suspension into each of two cuvettes, blow carbon monoxide into the sample-side cuvette, and then dithionite 5-10 in both cuvettes.
mg was added. After stirring well, the difference spectrum at 400-500 nm was measured, and Δε = from the difference in absorbance between 447 nm and 490 nm.
The amount of heme-containing fusion enzyme was calculated based on the value of 91 mM -1 cm -1 . As a result, it was found that the AH22 / pAFCR1 strain produces about 2 × 10 5 molecules of heme-containing fusion enzyme per cell.

【0023】実施例5 形質転換酵母菌株のアセトアニリドp水酸化によるアセ
トアミノフェン生成量の測定 SD合成培地で約2×107 菌体/mlまで培養した形
質転換酵母AH22/pAFCR1 およびAH22/pAMP19 株の培養液
中にそれぞれ1.5Mアセトアニリド(メタノール溶液)を
添加し、終濃度を25mMとした。その後、振盪培養を続け
ながら1時間毎に培養液を一定量ずつ分取し、遠心分離
により菌体を除去した培養液上清をHPLC(高速液体
クロマトグラフィー)にかけ、生成したアセトアミノフ
ェンを定量した。HPLCは、μ Bondapak C18カラム
を用い、メタノール:水:酢酸=15:84:1で溶出
し、245nm の吸光度で検出した。その結果、酵母還元酵
素を含む融合酵素産生株AH22/pAFCR1 における菌体当た
りの活性は、ラット還元酵素を含む融合酵素産生株AH22
/pAMP19 の約15倍で、また、融合酵素分子当たりの活
性は約5倍であることがわかった。
Example 5 Measurement of Acetaminophen Production by Transformed Yeast Strain by Acetanilide p Hydroxylation Transformed yeast AH22 / pAFCR1 and AH22 / pAMP19 strains cultured in SD synthesis medium to about 2 × 10 7 cells / ml 1.5M acetanilide (methanol solution) was added to each of the culture broths to give a final concentration of 25 mM. Then, while shaking culture was continued, a fixed amount of the culture solution was taken every hour, and the culture solution supernatant obtained by removing the cells by centrifugation was subjected to HPLC (high performance liquid chromatography) to quantify the acetaminophen produced. did. HPLC was carried out using a μ Bondapak C18 column, eluting with methanol: water: acetic acid = 15: 84: 1, and was detected by absorbance at 245 nm. As a result, the activity per cell of the fusion enzyme producing strain AH22 / pAFCR1 containing yeast reductase was found to be higher than that of the fusion enzyme producing strain AH22 containing rat reductase.
It was found that the activity was about 15 times that of / pAMP19 and that the activity per fusion enzyme molecule was about 5 times.

【配列表】[Sequence list]

配列番号:1 配列の長さ:12 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 CAGCTCGAGCTG GTCGAGCTCGAC SEQ ID NO: 1 Sequence length: 12 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: double-stranded Topology: linear Sequence type: Other nucleic acids Synthetic DNA Array CAGCTCGAGCTG GTCGAGCTCGAC

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

【図1】プラスミトpAFCR1の構築の方法を表す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a method for constructing plasmito pAFCR1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

H 制限酵素Hind IIIによる切断部位 X 制限酵素Xholによる切断部位 Cleavage site by H restriction enzyme Hind III Cleavage site by X restriction enzyme Xhol

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C12R 1:865) (C12P 13/00 C12R 1:865) (72)発明者 大川 秀郎 兵庫県芦屋市朝日ケ丘町14−3−403 (56)参考文献 特開 昭63−44888(JP,A) 特開 平2−451(JP,A) DNA,1987年,Vol.6,No. 3,p.189−197 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 15/00 - 15/90 C12P 13/00 BIOSIS(DIALOG) BIOTECHNOLOGY ABST RACT(DIALOG) JICSTファイル(JOIS) WPI(DIALOG) SwissProt/PIR/GeneS eq GenBank/EMBL/DDBJ/G eneSeq─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C12R 1: 865) (C12P 13/00 C12R 1: 865) (72) Inventor Hideo Okawa 14-3- Asahigaoka-cho, Ashiya-shi, Hyogo 403 (56) Reference JP-A-63-44888 (JP, A) JP-A-2-451 (JP, A) DNA, 1987, Vol. 6, No. 3, p. 189-197 (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C12N 15/00-15/90 C12P 13/00 BIOSIS (DIALOG) BIOTECHNOLOGY ABST RACT (DIALOG) JISST file (JOIS) WPI (DIALOG) SwissProt / PIR / GeneS eq GenBank / EMBL / DDBJ / Gene Seq

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ミクロソーム型タンパクのミクロソーム膜
結合に関与する領域をコードする配列並びにラット肝チ
トクロムP450cの基質結合部位に関与する領域及び
ヘム結合に関与する領域をコードする配列からなるDN
Aとその3’末端に結合した酵母還元酵素遺伝子のフ
ビンモノヌクレオチドやフラビンアデニンジヌクレオチ
ド結合に関与する領域とNADPH結合に関与する領域
をコードするDNAからなり、ラット肝チトクロムP4
50cの有する1原子酸素添加活性と酵母NADPH−
チトクロムP450還元酵素の有する還元力供給能を併
せ持つ融合酸化酵素をコードする融合遺伝子
1. A DN consisting microsomal type protein microsomal membrane coupled to encoding regions involved sequences and regions and heme binds to encoding regions involved sequences involved in base quality binding sites of rat liver cytochrome P450c
Consists DNA encoding regions involved in area and NADPH binding involved in off La <br/> bottles mononucleotide or flavin adenine dinucleotide-binding yeast reductase gene linked to the 3 'end is A, rat liver cytochrome P4
One-atom oxygenation activity of 50c and yeast NADPH-
A fusion gene encoding a fusion oxidase having the ability to supply reducing power of cytochrome P450 reductase
【請求項2】請求項1に記載の遺伝子を含み、該酸化酵
素を発現する酵母発現プラスミド
2. A yeast expression plasmid containing the gene according to claim 1 and expressing the oxidase.
【請求項3】酵母発現プラスミドpAFCR13. A yeast expression plasmid pAFCR1 【請求項4】請求項2、または3記載の酵母発現プラス
ミドを保持する形質転換酵母菌株
4. A transformed yeast strain carrying the yeast expression plasmid according to claim 2 or 3.
【請求項5】サッカロミセス属に属する請求項4記載
酵母菌株
5. A yeast strain according to claim 4, wherein belonging to the Saccharomyces genus
【請求項6】酵母発現プラスミドpAFCR1を保持するサッ
カロミセス セレビシェーAH22株
6. A Saccharomyces cerevisiae AH22 strain carrying the yeast expression plasmid pAFCR1.
【請求項7】ミクロソーム型タンパクのミクロソーム膜
結合に関与する領域並びにラット肝チトクロムP450
c遺伝子の少なくとも基質結合に関与する領域及びヘム
結合に関与する領域をN末端側に有し、C末端側は酵母
還元酵素遺伝子の少なくともフラビンモノヌクレオチド
やフラビンアデニンジヌクレオチド結合に関与する領域
とNADPH結合に関与する領域からなり、ラット肝チ
トクロムP450cの有する1原子酸素添加活性と酵母
NADPH−チトクロムP450還元酵素の有する還元
力供給能を併せ持つ融合酸化酵素
7. A region involved in microsomal membrane binding of a microsomal protein and rat liver cytochrome P450.
The c gene has at least a region involved in substrate binding and a region involved in heme binding on the N-terminal side, and the C-terminal side is at least a region involved in flavin mononucleotide or flavin adenine dinucleotide binding of the yeast reductase gene and NADPH. A fusion oxidase consisting of a region involved in binding and having the one-atom oxygenation activity of rat liver cytochrome P450c and the ability to supply reducing power of yeast NADPH-cytochrome P450 reductase
【請求項8】請求項4、5または6記載の形質転換酵母
菌株を培養することを特徴とする酸化酵素の製造方法
8. A method for producing an oxidase, which comprises culturing the transformed yeast strain according to claim 4, 5, or 6.
【請求項9】請求項4、5または6記載の形質転換酵母
菌株或いは該酵が産生する組換え融合酸化酵素によっ
てアセトアニリドのp位を水酸化することを特徴とする
アセトアミノフェンの製造方法
9. The method of acetaminophen transformed yeast strains or yeast according to claim 4, 5 or 6, wherein characterized in that the hydroxylating p-position of the acetanilide with recombinant fusion oxidase produced
JP18361392A 1992-07-10 1992-07-10 Fusion oxidase of cytochrome P450c and yeast NADPH-cytochrome P450 reductase, gene encoding the enzyme, and method for producing the enzyme Expired - Fee Related JP3387525B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18361392A JP3387525B2 (en) 1992-07-10 1992-07-10 Fusion oxidase of cytochrome P450c and yeast NADPH-cytochrome P450 reductase, gene encoding the enzyme, and method for producing the enzyme

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18361392A JP3387525B2 (en) 1992-07-10 1992-07-10 Fusion oxidase of cytochrome P450c and yeast NADPH-cytochrome P450 reductase, gene encoding the enzyme, and method for producing the enzyme

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0630779A JPH0630779A (en) 1994-02-08
JP3387525B2 true JP3387525B2 (en) 2003-03-17

Family

ID=16138857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18361392A Expired - Fee Related JP3387525B2 (en) 1992-07-10 1992-07-10 Fusion oxidase of cytochrome P450c and yeast NADPH-cytochrome P450 reductase, gene encoding the enzyme, and method for producing the enzyme

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3387525B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0483596A (en) * 1990-07-26 1992-03-17 Ebara Infilco Co Ltd Treatment of organic sewage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DNA,1987年,Vol.6,No.3,p.189−197

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0630779A (en) 1994-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MURAKAMI et al. A genetically engineered P450 monooxygenase: construction of the functional fused enzyme between rat cytochrome P450c and NADPH-cytochrome P450 reductase
US7262038B2 (en) Simplified eukaryotic nitrate reductase
JP4012257B2 (en) Novel carbonyl reductase, gene encoding the same, and method of using them
CN112877307B (en) Amino acid dehydrogenase mutant and application thereof
US5114852A (en) Chimeric fused monooxygenase of cytochrome P-450 and NADPH-cytochrome P-450 reductase
US20070015245A1 (en) Production of a highly active, soluble form of the cytochrome P450 reductase (CPR A) from Candida tropicalis
Prodromou et al. The aconitase of Escherichia coli: purification of the enzyme and molecular cloning and map location of the gene (acn)
JP3387525B2 (en) Fusion oxidase of cytochrome P450c and yeast NADPH-cytochrome P450 reductase, gene encoding the enzyme, and method for producing the enzyme
CN112831532B (en) Method for enzymatic synthesis of D-leucine
KR102504343B1 (en) NADPH-regeneration system based on monomeric isocitrate dehydrogenase and use thereof
CN110257350B (en) Aldehyde ketone reductase BmAKR1, mutant and application thereof
KR102398203B1 (en) Novel oxygenase from fungi Podospora anserina S mat+ and method for preparing thereof
JPH0549474A (en) Production of chimera cytochrome p-450
CN110272879B (en) Aldehyde ketone reductase BcAKR and mutant and application thereof
JP2569434B2 (en) Method for producing chimeric oxidase
JPH0630584B2 (en) Chimeric cytochrome P-450 gene constructed from a plurality of cytochrome P-450 genes, a plasmid for expression in yeast containing the same, a method for producing the same, and a yeast strain having these plasmids in cells
JP3577722B2 (en) Artificial fusion enzyme
JPH05199863A (en) Microorganism capable of highly producing cysteine and its derivative
JPH07289252A (en) Method for improving one atomic oxygen addition activity of cytochrome p-450
JP2517860B2 (en) Soluble NADPH-cytochrome P-450 reductase gene
CN116445529A (en) System for co-expression of multiple cytochrome P450 enzymes and application of system in preparation of deoxycortisone and hydrocortisone
CN115305265A (en) Bayer Williger monooxygenase mutant and application thereof
CN116286902A (en) Recombinant cholesterol esterase and preparation method thereof
WO2021260022A1 (en) Production of carbonyl compounds using cell surface display of oxidases
CN111100848A (en) Carbon-carbon ring synthase and coding gene and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees