JP5005293B2 - A method for producing D-amino acid oxidase and L-amino acid, 2-oxoacid, or cyclic imine. - Google Patents

A method for producing D-amino acid oxidase and L-amino acid, 2-oxoacid, or cyclic imine. Download PDF

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Description

本発明は、微生物の生産する新規な2種類のD−アミノ酸オキシダーゼ、これらをコードするDNA、及びこれらのD−アミノ酸オキシダーゼを生産する能力を有する微生物あるいは形質転換体を用いたD−アミノ酸オキシダーゼの製造方法、また、D−アミノ酸オキシダーゼを用いた効率的なL−アミノ酸、2−オキソ酸、又は環状イミンの製造方法に関するものである。   The present invention relates to novel D-amino acid oxidases produced by microorganisms, DNAs encoding them, and D-amino acid oxidases using microorganisms or transformants having the ability to produce these D-amino acid oxidases. The present invention also relates to a production method and an efficient production method of L-amino acid, 2-oxoacid or cyclic imine using D-amino acid oxidase.

D−アミノ酸オキシダーゼ(酵素番号[EC1.4.3.3])は、酸素の存在下、D−アミノ酸を酸化し、過酸化水素、2−オキソ酸、およびアンモニアを生成する酵素である。このD−アミノ酸オキシダーゼは、例えばラセミ体アミノ酸を立体選択的に酸化して、L−アミノ酸および2−オキソ酸を生成するなど、産業上有意な活性を持つことが知られている。また、L−アミノ酸は医薬品等の合成中間体や甘味料として有用な化合物である。   D-amino acid oxidase (enzyme number [EC1.4.3.3]) is an enzyme that oxidizes D-amino acid to produce hydrogen peroxide, 2-oxo acid, and ammonia in the presence of oxygen. This D-amino acid oxidase is known to have industrially significant activities such as stereoselective oxidation of racemic amino acids to produce L-amino acids and 2-oxo acids. L-amino acids are compounds useful as synthetic intermediates and sweeteners for pharmaceuticals and the like.

D−アミノ酸オキシダーゼを産生する微生物としては、例えばトリゴノプシス バリアビリス(Trigonopsis variabilis)(特許文献1)、フザリウム オキシスポラム(Fusarium oxysporum)(特許文献2)、キャンディダ トロピカリス(Candida tropicalis)(非特許文献1)等が知られており、各々の酵素は精製、単離され、その性質が明らかにされている。また、D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の形質転換体での発現に関しては、例えば、トリゴノプシス バリアビリス(Trigonopsis variabilis)(特許文献3)、フザリウム ソラニ(Fusarium solani)(特許文献4)、ロドトルーラ グラシリス(Rhodotorula gracilis)(特許文献5)、キャンディダ ボイディニー(Candida boidinii)(非特許文献2)由来の遺伝子について知られている。これら形質転換体によりD−アミノ酸オキシダーゼを高生産するためには、多くの場合、発現を抑制した状態で培養した後、誘導物質を添加するなどの手段で酵素を高生産化させる方法が知られている。   Examples of microorganisms that produce D-amino acid oxidase include Trigonopsis variabilis (Patent Document 1), Fusarium oxysporum (Patent Document 2), and Candida tropicalis (Non-Patent Document 1). Etc., and each enzyme has been purified and isolated, and its properties have been elucidated. Regarding the expression of the D-amino acid oxidase gene in the transformant, for example, Trigonopsis variabilis (Patent Document 3), Fusarium solani (Patent Document 4), Rhodotorula gracilis (Rhodotorula gracilis) Patent Document 5), a gene derived from Candida boidinii (Non-Patent Document 2) is known. In order to produce D-amino acid oxidase with these transformants at a high rate, in many cases, a method of increasing the enzyme production by means such as adding an inducer after culturing in a state in which expression is suppressed is known. ing.

キャンディダ属に含まれるキャンディダ インターメディア(Candida intermedia)に関しては、粗酵素液の状態でD−アミノ酸オキシダーゼ活性があることが知られている(非特許文献3)。   It is known that Candida intermedia contained in the genus Candida has D-amino acid oxidase activity in the state of a crude enzyme solution (Non-patent Document 3).

これまで知られているD−アミノ酸オキシダーゼは酵素の生産性や力価の面で劣っている。   Conventionally known D-amino acid oxidases are inferior in terms of enzyme productivity and titer.

さらに、アミノ酸脱水素酵素および補酵素再生能を有する酵素の存在下で、ブタ腎臓由来、あるいはトリゴノプシス バリアビリス(Trigonopsis variabilis)由来のD−アミノ酸オキシダーゼを、ラセミ体アミノ酸に作用させ、D−アミノ酸が2−オキソ酸あるいはイミノ酸を経て、L−アミノ酸へと変換する反応はすでに知られている(非特許文献4、非特許文献5)。
特公昭62−501677号公報 特開平11−318439号公報 特開昭63−71180号公報 欧州特許出願公開第EP364275号 国際公開第WO97/040171号パンフレット Some Properties of Peroxisome associated D−Amino Acid Oxidase from C andida tropicalis. Agricul. and Biol. Chemistry、1986年、50巻、10号、2637頁 Characterization and High−level Production of D−Amino Acid Oxidase in Candida boidinii. Biosci. Biotechnol. Biochem.、2001年、65巻、3号、627頁 Production of D−Amino Acid Oxidase by Candida tropicalis. J.Ferment.Technol.、1977年、55巻、1号、13頁 Enzymatic Conversion of Racemic Methionine to the L−Enantiomer. J.Chem.Soc.、Chem.Commun.、1990年、13巻、947頁 Enzymatic synthesis of chiralintermediates for Omapatrilat,an antihypertensive drug. Biomolecular Engineering、2001年、17巻、167頁
Furthermore, D-amino acid oxidase derived from porcine kidney or Trigonopsis variabilis is allowed to act on racemic amino acid in the presence of an amino acid dehydrogenase and an enzyme capable of coenzyme regeneration. Reactions which are converted into L-amino acids via oxo acids or imino acids are already known (Non-patent Documents 4 and 5).
Japanese Examined Patent Publication No. 62-501777 JP 11-318439 A JP-A-63-71180 European Patent Application Publication No. EP364275 International Publication No. WO97 / 040171 Pamphlet Some Properties of Peroxisome associated D-Amino Acid Oxidase from Candida tropicalis. Agricul. And Biol. Chemistry, 1986, 50, 10, 2637 Characterization and High-level Production of D-Amino Acid Oxidase in Candida bodyinii. Biosci. Biotechnol. Biochem., 2001, 65, 3, 627 Production of D-Amino Acid Oxidase by Candida tropicalis. J. et al. Ferment. Technol. 1977, 55, 1, 13 Enzymatic Conversion of Racemeticine to the L-Enantiomer. J. et al. Chem. Soc. Chem. Commun. 1990, 13, 947 Enzymatic synthesis of chiralintermediates for Omaparilat, an antihypertensive drug. Biomolecular Engineering, 2001, 17, 167

本発明で得たD−アミノ酸オキシダーゼは、酸素の存在下、D−アミノ酸を酸化し、過酸化水素、2−オキソ酸およびアンモニアを生成する酵素である。さらに、このD−アミノ酸オキシダーゼをアミノ酸脱水素酵素と組み合わせるか、またはアミノ酸脱水素酵素および補酵素再生能を有する酵素と組み合わせることで、ラセミ体アミノ酸が、ケト酸あるいはイミノ酸を経て、L−アミノ酸へと定量的に変換される立体反転反応に利用できる有用な酵素である。   The D-amino acid oxidase obtained in the present invention is an enzyme that oxidizes a D-amino acid in the presence of oxygen to produce hydrogen peroxide, 2-oxoacid and ammonia. Further, by combining this D-amino acid oxidase with an amino acid dehydrogenase, or an amino acid dehydrogenase and an enzyme having a coenzyme regeneration ability, the racemic amino acid is converted into an L-amino acid via keto acid or imino acid. It is a useful enzyme that can be used in a stereoinversion reaction that is quantitatively converted into a thiol.

本発明の目的は新規なD−アミノ酸オキシダーゼを提供することにある。また、本発明の目的は、当該D−アミノ酸オキシダーゼのアミノ酸配列、その遺伝子のDNA配列を明らかにし、当該酵素を生産する能力を有する微生物あるいは形質転換体、及びそれらを用いた当該D−アミノ酸オキシダーゼの製造方法を提供することにある。さらに本発明は、当該D−アミノ酸オキシダーゼを利用した効率的なL−アミノ酸、2−オキソ酸、又は環状イミンの製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a novel D-amino acid oxidase. Another object of the present invention is to clarify the amino acid sequence of the D-amino acid oxidase, the DNA sequence of the gene, a microorganism or transformant capable of producing the enzyme, and the D-amino acid oxidase using them. It is in providing the manufacturing method of. Furthermore, this invention is providing the manufacturing method of the efficient L-amino acid, 2-oxo acid, or cyclic imine using the said D-amino acid oxidase.

本発明者らは上記課題に鑑み、キャンディダ インターメディア(Candida intermedia)から新規な2種類のD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の単離、ならびに宿主微生物での発現を達成し、形質転換体を育種した。本発明で得られたD−アミノ酸オキシダーゼを単独、あるいはアミノ酸脱水素酵素および補酵素再生能を有する酵素と組み合わせてラセミ体アミノ酸に作用させることにより、2−オキソ酸又はL−アミノ酸を製造することが可能となり、本発明を完成するに至った。   In view of the above problems, the present inventors have achieved isolation of two novel D-amino acid oxidase genes from Candida intermedia and expression in host microorganisms, and breeded transformants. A 2-oxo acid or L-amino acid is produced by allowing a D-amino acid oxidase obtained in the present invention to act on a racemic amino acid alone or in combination with an enzyme having amino acid dehydrogenase and coenzyme regeneration ability. As a result, the present invention has been completed.

本発明は、以下の1または複数の特徴を有する。
1)本発明の一つの特徴は、以下の(a)、(b)又は(c)のポリペプチドである:
(a)配列表配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(b)配列表配列番号1に示されるアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が置換、挿入、欠失および/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド;
(c)配列表配列番号1に示されるアミノ酸配列と69%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド。
2)本発明の一つの特徴は、以下の(d)、(e)又は(f)のポリペプチドである:
(d)配列表配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(e)配列表配列番号2に示されるアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が置換、挿入、欠失および/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド;
(f)配列表配列番号2に示されるアミノ酸配列と69%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド。
6)本発明の一つの特徴は、以下の(g)、(h)又は(i)のDNAである:
(g)配列表配列番号3に示される塩基配列からなるDNA;
(h)配列表配列番号3に示される塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、挿入、欠失および/または付加された塩基配列を有し、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドをコードするDNA:
(i)配列表配列番号3に示される塩基配列と67%以上の相同性を有する塩基配列からなり、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドをコードするDNA。
7)本発明の一つの特徴は、以下の(j)、(k)又は(l)のDNAである:
(j)配列表配列番号4に示される塩基配列からなるDNA;
(k)配列表配列番号4に示される塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、挿入、欠失および/または付加された塩基配列を有し、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドをコードするDNA:
(l)配列表配列番号4に示される塩基配列と67%以上の相同性を有する塩基配列からなり、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドをコードするDNA。
8)本発明の一つの特徴は、前記DNAを含む組換えプラスミドである。
12)本発明の一つの特徴は、前記組換えプラスミドで宿主微生物を形質転換して得られる形質転換体である。
16)本発明の一つの特徴は、前記ポリペプチドを生産する能力を有し、かつ、キャンディダ(Candida)属に属する微生物である。
17)本発明の一つの特徴は、前記ポリペプチドを生産する能力を有する微生物を培養し、培養物中に当該ポリペプチドを蓄積させ、これを採取することを特徴とするD−アミノ酸オキシダーゼの製造方法である。
19)本発明の一つの特徴は、前記D−アミノ酸オキシダーゼ(D−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド)、形質転換体、または微生物を、
一般式(1)
The present invention has one or more of the following features.
1) One feature of the present invention is the following polypeptide (a), (b) or (c):
(A) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
(B) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, inserted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having D-amino acid oxidase activity;
(C) A polypeptide comprising an amino acid sequence having 69% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having D-amino acid oxidase activity.
2) One feature of the present invention is the following polypeptide (d), (e) or (f):
(D) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing;
(E) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, inserted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having D-amino acid oxidase activity;
(F) A polypeptide comprising an amino acid sequence having 69% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having D-amino acid oxidase activity.
6) One feature of the present invention is the following DNA (g), (h) or (i):
(G) DNA comprising the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing;
(H) A polypeptide having a base sequence in which one or several bases are substituted, inserted, deleted and / or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and having D-amino acid oxidase activity Encoding DNA:
(I) A DNA comprising a base sequence having 67% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and encoding a polypeptide having D-amino acid oxidase activity.
7) One feature of the present invention is the following DNA (j), (k) or (l):
(J) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing;
(K) A polypeptide having a base sequence in which one or several bases are substituted, inserted, deleted and / or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 and having D-amino acid oxidase activity Encoding DNA:
(1) DNA encoding a polypeptide having a base sequence having 67% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing and having D-amino acid oxidase activity.
8) One feature of the present invention is a recombinant plasmid containing the DNA.
12) One feature of the present invention is a transformant obtained by transforming a host microorganism with the recombinant plasmid.
16) One feature of the present invention is a microorganism having the ability to produce the polypeptide and belonging to the genus Candida.
17) One feature of the present invention is that D-amino acid oxidase is produced by culturing a microorganism capable of producing the polypeptide, accumulating the polypeptide in the culture, and collecting the polypeptide. Is the method.
19) One feature of the present invention is that the D-amino acid oxidase (polypeptide having D-amino acid oxidase activity), a transformant, or a microorganism,
General formula (1)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜20のアラルキル基、もしくは置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。)で表されるラセミ体アミノ酸に作用させ、
一般式(2)
(In the formula, R has an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a substituent. Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms).
General formula (2)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中、Rは前記と同じ)で表されるL−アミノ酸、又は、
一般式(3)
(Wherein R is the same as defined above), or
General formula (3)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中、Rは前記と同じ)で表される2−オキソ酸の製造方法である。
20)本発明の一つの特徴は、前記D−アミノ酸オキシダーゼ(D−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド)、形質転換体、または微生物を、
一般式(4)
(Wherein, R is the same as described above).
20) One feature of the present invention is that the D-amino acid oxidase (polypeptide having D-amino acid oxidase activity), a transformant, or a microorganism,
General formula (4)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中、R’は置換基を有してもよい炭素数2〜7のアルキル鎖)で表される環状アミノ酸に作用させ、
一般式(5)
(Wherein, R ′ is an alkyl chain having 2 to 7 carbon atoms which may have a substituent).
General formula (5)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中R’は上記と同じ)で表される環状L−アミノ酸、又は、
一般式(6)
(Wherein R ′ is the same as above), or
General formula (6)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中R’は上記と同じ)で表される環状イミンの製造方法である。
21)本発明の一つの特徴は、前記D−アミノ酸オキシダーゼ(D−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド)、形質転換体、または微生物を、アミノ酸脱水素酵素および補酵素再生能を有する酵素の存在下で、
一般式(1)
(Wherein R ′ is the same as described above).
21) One feature of the present invention is that the D-amino acid oxidase (polypeptide having D-amino acid oxidase activity), a transformant, or a microorganism is treated in the presence of an amino acid dehydrogenase and an enzyme capable of coenzyme regeneration. so,
General formula (1)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜20のアラルキル基、もしくは置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。)で表されるラセミ体アミノ酸に作用させ、
一般式(2)
(In the formula, R has an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a substituent. Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms).
General formula (2)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中、Rは前記と同じ)で表されるL−アミノ酸の製造方法である。
22)本発明の一つの特徴は、前記D−アミノ酸オキシダーゼ(D−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド)、形質転換体、または微生物を、アミノ酸脱水素酵素および補酵素再生能を有する酵素の存在下で、
一般式(4)
(Wherein R is the same as described above).
22) One feature of the present invention is that the D-amino acid oxidase (polypeptide having D-amino acid oxidase activity), a transformant, or a microorganism is treated in the presence of an amino acid dehydrogenase and an enzyme capable of coenzyme regeneration. so,
General formula (4)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中、R’は置換基を有してもよい炭素数2〜7のアルキル鎖)で表される環状アミノ酸に作用させることを特徴とする、
一般式(5)
(Wherein, R ′ is an alkyl chain having 2 to 7 carbon atoms which may have a substituent), and the cyclic amino acid represented by
General formula (5)

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(式中R’は上記と同じ)で表される環状L−アミノ酸の製造方法である。
(Wherein R ′ is the same as described above).

本発明は上述の構成からなり、新規なD−アミノ酸オキシダーゼを効率よく製造することができる。また、当該D−アミノ酸オキシダーゼ、または、当該D−アミノ酸オキシダーゼを生産する形質転換体、または微生物を利用することで、効率良くL−アミノ酸、2−オキソ酸、又は環状イミンを製造することができる。   This invention consists of the above-mentioned structure and can manufacture novel D-amino acid oxidase efficiently. Moreover, L-amino acid, 2-oxo acid, or cyclic imine can be efficiently produced by using the D-amino acid oxidase, a transformant that produces the D-amino acid oxidase, or a microorganism. .

以下、実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。本発明の範囲は、実施形態および実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. The scope of the present invention is not limited by the embodiments and examples.

1.ポリペプチド
まず、本発明の実施形態としてのポリペプチドについて説明する。実施形態としてのポリペプチドは、D−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドであって、D−アミノ酸を立体選択的に酸化することが可能である。他のD−アミノ酸オキシダーゼと比べて、例えば以下のような点で異なる。
(a) トリゴノプシス バリアビリス(Trigonopsis variabilis)(特公昭62−501677、特開招63−71180)のD−アミノ酸オキシダーゼとアミノ酸配列で比較した場合、配列番号1に示されるアミノ酸配列は相同性が38.9%、配列番号2に示されるアミノ酸配列は相同性が29.7%である。
(b) キャンディダ ボイディニー(Candida boidinii)(Biosci. Biotechnol. Biochem.、2001年、65巻、3号、627項、Yeast、2000年、16巻、1217頁)のD−アミノ酸オキシダーゼとアミノ酸配列で比較した場合、配列番号1に示されるアミノ酸配列は相同性が31.1%、配列番号2に示されるアミノ酸配列は相同性が59.8%である。
(c) ロドトルーラ グラシリス(Rhodotorula gracilis)(国際公開第WO97/040171号、Protein expression and purification、1998年、14巻、289頁)のD−アミノ酸オキシダーゼとアミノ酸配列で比較した場合、配列番号1に示されるアミノ酸配列は相同性が28.9%、配列番号2に示されるアミノ酸配列は相同性が30.8%である。
(d) フザリウム ソラニ(Fusarium solani)(欧州特許出願公開第EP364275号)のD−アミノ酸オキシダーゼとアミノ酸配列で比較した場合、配列番号1に示されるアミノ酸配列は相同性が36.7%、配列番号2に示されるアミノ酸配列は相同性が27.4%である。
1. Polypeptide First, a polypeptide as an embodiment of the present invention will be described. The polypeptide as an embodiment is a polypeptide having D-amino acid oxidase activity, and is capable of oxidizing a D-amino acid stereoselectively. Compared with other D-amino acid oxidases, for example, the following points are different.
(A) When compared with the D-amino acid oxidase of Trigonopsis variabilis (Japanese Examined Patent Publication No. Sho 62-501677, JP-A 63-71180) in terms of amino acid sequence, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 has a homology of 38. 9%, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 has 29.7% homology.
(B) D-amino acid oxidase and amino acid sequence of Candida boidinii (Biosci. Biotechnol. Biochem., 2001, 65, 3, 627, Yeast, 2000, 16, 1217) When compared, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 has a homology of 31.1%, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 has a homology of 59.8%.
(C) When compared with the D-amino acid oxidase of Rhodotorula gracilis (International Publication No. WO97 / 040171, Protein expression and purification, 1998, Vol. 14, p. 289), it is shown in SEQ ID NO: 1. The amino acid sequence obtained has 28.9% homology, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 has 30.8% homology.
(D) When compared with the D-amino acid oxidase of Fusarium solani (European Patent Application Publication No. EP364275) in terms of amino acid sequence, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 has a homology of 36.7%, SEQ ID NO: The amino acid sequence shown in 2 has 27.4% homology.

なお、実施形態における「相同性」は、当業者に周知の方法、配列解析ソフトウェア等を使用して求めることができる。ここでは、例示としてGENETYX Ver.7遺伝情報処理ソフトウェア/ネットワーク版(ゼネティックス社製)のホモロジー検索を使用した。   The “homology” in the embodiment can be determined using a method well known to those skilled in the art, sequence analysis software, and the like. Here, as an example, GENETYX Ver. The homology search of 7 Genetic Information Processing Software / Network Edition (Genetics) was used.

2.D−アミノ酸オキシダーゼ活性測定
実施形態において、ポリペプチドのD−アミノ酸オキシダーゼ活性測定は、反応で生成する過酸化水素を、ぺルオキシダーゼを用いた酵素法で定量することができる。酵素法による過酸化水素の定量は次のように実施する。
2. Measurement of D-amino acid oxidase activity In an embodiment, the measurement of D-amino acid oxidase activity of a polypeptide can quantitate hydrogen peroxide produced by the reaction by an enzymatic method using peroxidase. The determination of hydrogen peroxide by the enzymatic method is carried out as follows.

酵素溶液を適宜希釈し、25mM D−アミノ酸、0.80mM 4−アミノアンチピリン、1.31mM N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルフォプロピル)−m−トルイジン、6u/ml ペルオキシダーゼ(TOYOBO Inc.社製)、および50mM Tris−塩酸緩衝液(pH8.0)からなる発色液と1:5で混合し、30℃で30分間反応させ、555nmの吸光度を測定し、予め作成した検量線に基づき、反応液中に生成した過酸化水素量を定量する。   The enzyme solution was appropriately diluted, and 25 mM D-amino acid, 0.80 mM 4-aminoantipyrine, 1.31 mM N-ethyl-N- (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -m-toluidine, 6 u / ml peroxidase ( TOYOBO Inc.) and a coloring solution consisting of 50 mM Tris-hydrochloric acid buffer (pH 8.0), mixed 1: 5, reacted at 30 ° C. for 30 minutes, measured for absorbance at 555 nm, and prepared in advance. Based on the line, the amount of hydrogen peroxide produced in the reaction solution is quantified.

3.微生物
実施形態のポリペプチドは、D−アミノ酸オキシダーゼ活性を有する微生物から取得できる。同ポリペプチドを生産する微生物であれば特に限定されないが、例えばキャンディダ(Candida)に属する微生物が挙げられ、なかでもキャンディダ インターメディア(Candida intermedia)が好ましく、より好ましくは、キャンディダ インターメディア(Candida intermedia)NBRC0761株である。
3. Microorganism The polypeptide of the embodiment can be obtained from a microorganism having D-amino acid oxidase activity. Although it will not specifically limit if it is microorganisms which produce the polypeptide, For example, the microorganisms which belong to Candida (Candida) are mentioned, Especially Candida intermedia (Candida intermedia) is preferable, More preferably, Candida intermedia ( Candida intermedia) NBRC0761 strain.

なお、実施形態のポリペプチドを生産する微生物は、上述した微生物の野生株であっても良いし、変異改良された変異株であってもよい。変異株は、UV照射や、N−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(NTG)、エチルメタンスルフォネート(EMS)等の薬剤による処理といった当業者に周知の方法で取得することができる。   Note that the microorganism that produces the polypeptide of the embodiment may be a wild strain of the above-described microorganism, or may be a mutant strain improved in mutation. Mutant strains can be obtained by methods well known to those skilled in the art, such as UV irradiation and treatment with drugs such as N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) and ethylmethanesulfonate (EMS). it can.

本発明のポリペプチドを生産する微生物を培養する培地としては、その微生物が増殖し得るものである限り特に限定されない。例えば、炭素源として、グルコース、シュークロース等の糖質、エタノール、グリセロール等のアルコール類、オレイン酸、ステアリン酸等の脂肪酸及びそのエステル類、菜種油、大豆油等の油類、窒素源として、硫酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、ペプトン、カザミノ酸、コーンスティープリカー、ふすま、酵母エキスなど、無機塩類として、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、炭酸カルシウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウムなど、他の栄養源として、麦芽エキス、肉エキス等を含有する通常の液体培地が使用され得る。   The medium for culturing the microorganism producing the polypeptide of the present invention is not particularly limited as long as the microorganism can grow. For example, as a carbon source, carbohydrates such as glucose and sucrose, alcohols such as ethanol and glycerol, fatty acids such as oleic acid and stearic acid and esters thereof, oils such as rapeseed oil and soybean oil, and ammonium sulfate as a nitrogen source , Sodium nitrate, peptone, casamino acid, corn steep liquor, bran, yeast extract, etc. As inorganic salts, magnesium sulfate, sodium chloride, calcium carbonate, dipotassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, etc. as other nutrient sources Ordinary liquid media containing malt extract, meat extract and the like can be used.

更に、D−アミノ酸オキシダーゼの生産を増強させるような物質、例えば、アミノ酸又はアミノ酸誘導体を少量添加することもできる。これらD−アミノ酸オキシダーゼ生産増強物質の培地中濃度は、0.001重量%以上、10重量%以下、好ましくは0.01重量%以上、1重量%以下の範囲から選ばれる。   Furthermore, a substance that enhances the production of D-amino acid oxidase, for example, an amino acid or an amino acid derivative may be added in a small amount. The concentration of these D-amino acid oxidase production-enhancing substances in the medium is selected from the range of 0.001 wt% or more and 10 wt% or less, preferably 0.01 wt% or more and 1 wt% or less.

培養は通常好気的に行ない、温度として10℃以上、60℃以下、好ましくは20℃以上、50℃以下の範囲、pHとしては3以上、11以下、好ましくはpH5以上、9以下の範囲が用いられ、培養時間は1日以上、5日間以下程度で行ない得る。また、回分式、連続式のいずれの培養方法でもよい。   The culture is usually carried out aerobically, and the temperature ranges from 10 ° C. to 60 ° C., preferably from 20 ° C. to 50 ° C., and the pH ranges from 3 to 11, preferably from 5 to 9. It is used, and the culture time can be 1 day or more and 5 days or less. In addition, either a batch or continuous culture method may be used.

培養終了後に培養液から遠心分離などにより菌体を集め、超音波破砕などの手段により菌体を破砕して粗酵素液を得る。この粗酵素液を、塩析法、カラムクロマトグラフィー法などにより精製することで、本発明のポリペプチドを得ることができる。   After completion of the culture, the cells are collected from the culture solution by centrifugation or the like, and the cells are disrupted by means such as ultrasonic disruption to obtain a crude enzyme solution. The polypeptide of the present invention can be obtained by purifying the crude enzyme solution by a salting-out method, a column chromatography method or the like.

4.アミノ酸配列
本発明のポリペプチドは、上記のように微生物から取得される天然酵素であってもよいし、遺伝子組換え技術を利用して生産される組換え酵素であってもよい。天然酵素としては、配列表の配列番号1又は2に示されるポリペプチドをあげることができる。
4). Amino acid sequence The polypeptide of the present invention may be a natural enzyme obtained from a microorganism as described above, or may be a recombinant enzyme produced using a gene recombination technique. As a natural enzyme, the polypeptide shown by sequence number 1 or 2 of a sequence table can be mention | raise | lifted.

また、本発明の実施形態としてのポリペプチドは、配列表配列番号1又は2に示されるアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が置換、挿入、欠失および/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドであってもよいし、配列番号1又は2に示されるアミノ酸配列と69%以上、好ましくは70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、より好ましくは99%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、D−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドであってもよい。「数個のアミノ酸」とは、D−アミノ酸オキシダーゼ活性が失われない限り、その個数は制限されないが、好ましくは20アミノ酸以下であり、より好ましくは15アミノ酸以下、さらに好ましくは10アミノ酸以下、最も好ましくは、5、4、3、または2個以下である。   The polypeptide as an embodiment of the present invention comprises an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, inserted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2 in the sequence listing, And may be a polypeptide having D-amino acid oxidase activity, 69% or more of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2, preferably 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, It may be a polypeptide having an amino acid sequence having homology of 90% or more, 95% or more, more preferably 99% or more, and having D-amino acid oxidase activity. The “several amino acids” is not limited as long as the D-amino acid oxidase activity is not lost, but is preferably 20 amino acids or less, more preferably 15 amino acids or less, still more preferably 10 amino acids or less, most preferably Preferably, it is 5, 4, 3, or 2 or less.

また、「D−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド」とは、上記の活性測定条件において、D−アミノ酸オキシダーゼ活性が検出可能なものであればよいが、好ましくは配列番号1又は2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドを用いた場合の10%以上、より好ましくは40%以上、さらに好ましくは60%以上、さらに好ましくは80%以上の活性を示すポリペプチドのことをいう。   The “polypeptide having D-amino acid oxidase activity” may be any polypeptide as long as D-amino acid oxidase activity can be detected under the above-mentioned activity measurement conditions, but preferably the amino acid represented by SEQ ID NO: 1 or 2 This refers to a polypeptide having an activity of 10% or more, more preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and still more preferably 80% or more when a polypeptide comprising a sequence is used.

5.DNA
本発明の実施形態としての「DNA」について説明する。本発明のDNAは、上記のようなポリペプチドをコードするDNAであればよい。配列表の配列番号3又は4で示されるDNAであってもよいし、配列表配列番号3又は4に示される塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、挿入、欠失および/または付加された塩基配列を有し、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドをコードするDNAであってもよい。「数個の塩基」とは、DNAによってコードされるポリペプチドがD−アミノ酸オキシダーゼ活性を失われない限り、その個数は制限されないが、好ましくは50塩基以下であり、より好ましくは30塩基以下、さらに好ましくは20アミノ酸以下、最も好ましくは、10、9、8、7、6、5、4、3、または2個以下である。
5. DNA
“DNA” as an embodiment of the present invention will be described. The DNA of the present invention may be any DNA that encodes a polypeptide as described above. The DNA may be the DNA represented by SEQ ID NO: 3 or 4 in the sequence listing, and 1 or several bases may be substituted, inserted, deleted and / or added in the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4 in the sequence listing. It may also be a DNA encoding a polypeptide having a base sequence and having D-amino acid oxidase activity. The term “several bases” means that the number thereof is not limited as long as the polypeptide encoded by DNA does not lose D-amino acid oxidase activity, but is preferably 50 bases or less, more preferably 30 bases or less, More preferably, it is 20 amino acids or less, and most preferably 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, or 2 or less.

また、配列番号3又は4で示される塩基配列と67%以上、好ましくは70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、より好ましくは99%以上の相同性を有する塩基配列からなり、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドをコードするDNAであってもよい。   Further, it is 67% or more, preferably 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, more preferably 99% or more with the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4. It may be a DNA encoding a polypeptide consisting of a homologous base sequence and having D-amino acid oxidase activity.

本発明のDNA(D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子)は、前述したようなD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有する微生物から取得することができる。目的のDNAを取得するには、例えば以下の方法によることができる。   The DNA (D-amino acid oxidase gene) of the present invention can be obtained from a microorganism having D-amino acid oxidase activity as described above. In order to obtain the target DNA, for example, the following method can be used.

まず、既知D−アミノ酸オキシダーゼの複数箇所の相同配列部位にもとづいて設計したDNAプライマーを合成する。   First, a DNA primer designed based on a plurality of homologous sequence sites of known D-amino acid oxidase is synthesized.

次に、D−アミノ酸オキシダーゼの起源となる微生物より、染色体DNAを単離する。染色体DNAは、培養された細胞から、Marmur法(J.Mol.Biol.,3,208(1961)参照)等の方法を用いて得られる。この染色体DNAを鋳型に、上記のDNAプライマーを用いてPCRを行うことで、目的遺伝子の一部を取得できる。   Next, chromosomal DNA is isolated from the microorganism that is the source of D-amino acid oxidase. Chromosomal DNA is obtained from cultured cells using a method such as the Marmur method (see J. Mol. Biol., 3, 208 (1961)). Using this chromosomal DNA as a template and performing PCR using the above DNA primers, a part of the target gene can be obtained.

次に、既に取得した部分遺伝子のさらにN末側とC末側をコードするDNA断片を、インバースPCR法により取得することができる(例えばNucleic Acids Res.16,8186(1988)を参照)。このDNA断片の塩基配列を決定し、部分遺伝子の塩基配列とあわせることで、翻訳開始部位から終止コドンまでを含むと推定されるD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の全長塩基配列を得る。   Next, DNA fragments encoding the N-terminal side and the C-terminal side of the already acquired partial gene can be acquired by an inverse PCR method (see, for example, Nucleic Acids Res. 16, 8186 (1988)). The base sequence of this DNA fragment is determined and combined with the base sequence of the partial gene to obtain the full-length base sequence of the D-amino acid oxidase gene presumed to include the translation start site to the stop codon.

得られた塩基配列の解析から、染色体DNAより得られるD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子中にイントロンの存在が推定される場合は、以下に示すような方法でイントロンを除去したD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子を取得することができる。   When the presence of an intron is estimated in the D-amino acid oxidase gene obtained from the chromosomal DNA from the analysis of the obtained base sequence, the D-amino acid oxidase gene from which the intron has been removed is obtained by the following method. be able to.

まず、D−アミノ酸オキシダーゼの起源となる微生物を培養して得た菌体から、ISOGEN(ニッポンジーン社製)を用いて全RNAを抽出し、TaKaRa RNA LA PCR Kit (AMV) Ver.1.1(TaKaRa社製)を用いて、全RNAを鋳型に相補鎖DNA(cDNA)を調製する。インバースPCR法により得られた上記D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子全長配列のN末端、C末端部分の塩基配列からプライマーを設計する。設計したプライマーを用いて、cDNAを鋳型にPCRを行ない、イントロンを含まない全長配列からオープンリーディングフレームを決定する。   First, total RNA was extracted from cells obtained by culturing a microorganism that is the source of D-amino acid oxidase using ISOGEN (manufactured by Nippon Gene), and TaKaRa RNA LA PCR Kit (AMV) Ver.1.1 (TaKaRa) The complementary strand DNA (cDNA) is prepared using total RNA as a template. Primers are designed from the base sequences of the N-terminal and C-terminal portions of the full-length D-amino acid oxidase gene obtained by the inverse PCR method. Using the designed primer, PCR is carried out using cDNA as a template, and an open reading frame is determined from the full-length sequence containing no intron.

6.形質転換体・ベクター
上記方法によって取得したDNA、または該DNAをベクターに組み込んで得られる組換えプラスミドを用いることにより、宿主微生物を形質転換し形質転換体を得ることができる。
6). Transformant / vector By using the DNA obtained by the above method or a recombinant plasmid obtained by incorporating the DNA into a vector, a host microorganism can be transformed to obtain a transformant.

宿主、ベクターとしては、「組換えDNA実験指針」(科学技術庁研究開発局ライフサイエンス課編:平成8年3月22日改定)に記載の宿主―ベクター系を用いることができる。例えば、宿主としては、エシェリヒア(Escherichia)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、フラボバクテリウム(Flavobacterium)属、バチルス(Bacillus)属、セラチア(Serratia)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属、アセトバクター(Acetobacter)属、グルコノバクター(Gluconobacter)属、ラクトバチルス(Lactobacillus)属、ストレプトコッカス(Streptococcus)属またはストレプトマイセス(Streptomyces)属に属する微生物を用いることができる。   As the host and vector, the host-vector system described in “Guidelines for Recombinant DNA Experiments” (Science and Technology Agency, Research and Development Bureau, Life Science Division, revised on March 22, 1996) can be used. For example, as a host, Escherichia genus, Pseudomonas genus, Flavobacterium genus, Bacillus genus Serratia genus, Corynebacterium genus, Corynebacterium genus, Brevibacterium ( Microorganisms belonging to the genus Brevibacterium, Agrobacterium, Acetobacter, Gluconobacter, Lactobacillus, Streptococcus or Streptomyces Can be used.

ベクターは上記の宿主内で自律複製できる微生物由来のプラスミド、ファージまたはその誘導体が使用できる。なかでも、宿主微生物としてエシェリヒア・コリ(Escherichia coli)、ベクターとして当該微生物中で自律複製できるベクターを用いるのが好ましい。このようなベクターとしては、例えば、 pUC18、pUC19、pBR322、pACYC184、pSTV28、pSTV29、pSC101、pT7Blue、又はpUCNT、若しくはそれらの誘導体を挙げることができる。それらの誘導体とは、酵素の生産量上昇、プラスミド安定化を目的として、プロモーター、ターミネーター、エンハンサー、SD配列、複製開始部位(ori)、その他の調節などに関わる遺伝子を改質したもの、また、薬剤耐性、クローニング部位の制限酵素サイトを改質したものなどを指す。   As the vector, a plasmid, phage or derivative thereof derived from a microorganism capable of autonomous replication in the above host can be used. Among them, it is preferable to use Escherichia coli as a host microorganism and a vector capable of autonomous replication in the microorganism as a vector. Examples of such vectors include pUC18, pUC19, pBR322, pACYC184, pSTV28, pSTV29, pSC101, pT7Blue, or pUCNT, or derivatives thereof. These derivatives are modified genes for promoters, terminators, enhancers, SD sequences, replication initiation sites (ori), other regulation, etc., for the purpose of increasing enzyme production and stabilizing plasmids. Drug resistance, refers to a modified restriction enzyme site at the cloning site.

形質転換体の一例として、キャンディダ インターメディア(Candida intermedia)NBRC0761株から上記のようにして取得したDNAをpUCNT(国際公開第WO94/03613号参照)に組み込んだ組換えプラスミドpCDA001又はpCDA006を用いてエシェリヒア・コリ(Escherichia coli)HB101又はJM109を形質転換し、形質転換体エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)HB101(pCDA001)又はJM109(pCDA006)を得ることができる。エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)HB101又はJM109の菌学的性質は、「BIOCHEMICALS FOR LIFE SCIENCE」(東洋紡績株式会社、1993年、116−119頁)およびその他種々の公知文献に記載されており当業者に周知である。エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)HB101(pCDA001)又はJM109(pCDA006)は、遺伝子組換えによって特定の酵素を産生し得る性質以外は、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)HB101又はJM109と同様の菌学的性質を有する。   As an example of a transformant, a recombinant plasmid pCDA001 or pCDA006 in which DNA obtained as described above from Candida intermedia NBRC0761 strain was incorporated into pUCNT (see International Publication No. WO94 / 03613) was used. By transforming Escherichia coli HB101 or JM109, transformants Escherichia coli HB101 (pCDA001) or JM109 (pCDA006) can be obtained. The bacteriological properties of Escherichia coli HB101 or JM109 are described in "BIOCHEMICALS FOR LIFE SCIENCE" (Toyobo Co., Ltd., 1993, pages 116-119) and various other known literatures. Is well known. Escherichia coli HB101 (pCDA001) or JM109 (pCDA006) is similar to Escherichia coli HB101 or JM109 except that it can produce a specific enzyme by genetic recombination. Have

なお、本発明で用いた組換えDNA技術は当該分野において周知であり、例えば、Molecular Cloning 2nd Edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)、Current Protocols in Molecular Biology (Greene Publishing Associates and Wiley-Interscience)に記載されている。   Recombinant DNA technology used in the present invention is well known in the art.For example, Molecular Cloning 2nd Edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989), Current Protocols in Molecular Biology (Greene Publishing Associates and Wiley-Interscience) Are listed.

7.形質転換体等の培養
本発明のD−アミノ酸オキシダーゼを生産しうる上記形質転換体等を培養することにより当該酵素を大量に生産することができ、L−アミノ酸又は2−オキソ酸の製造に利用することができる。
7). Cultivation of transformants, etc. By culturing the transformants etc. that can produce the D-amino acid oxidase of the present invention, the enzyme can be produced in large quantities and used for the production of L-amino acids or 2-oxo acids. can do.

微生物の培養は、通常の培地を用いて行えば良い。培養に使用する培地としては、炭素源、窒素源および無機塩類などの栄養素を含む通常の培地で良い。これに、ビタミン、アミノ酸などの有機微量栄養素を添加すると、好ましい結果が得られる場合が多い。炭素源としては、グルコースやシュークロースのような炭水化物、酢酸のような有機酸、アルコール類などが適宜使用される。窒素源としては、アンモニウム塩、アンモニア水、アンモニアガス、尿素、酵母エキス、ペプトン、コーンスティープリカーなどが用いられる。無機塩類としてはリン酸塩、マグネシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、鉄塩、硫酸塩、塩素などが用いられる。   The culture of microorganisms may be performed using a normal medium. The medium used for the culture may be a normal medium containing nutrients such as a carbon source, a nitrogen source and inorganic salts. When organic micronutrients such as vitamins and amino acids are added to this, favorable results are often obtained. As the carbon source, carbohydrates such as glucose and sucrose, organic acids such as acetic acid, alcohols and the like are appropriately used. As the nitrogen source, ammonium salt, aqueous ammonia, ammonia gas, urea, yeast extract, peptone, corn steep liquor and the like are used. Examples of inorganic salts include phosphate, magnesium salt, potassium salt, sodium salt, calcium salt, iron salt, sulfate, chlorine and the like.

培養は温度範囲25℃から40℃で行なえるが、25℃から37℃が特に好ましい。また、pHは4から8で培養できるが5から7.5が好ましい。また、回分式、連続式のいずれの培養方法でもよい。   Culturing can be performed in a temperature range of 25 ° C to 40 ° C, with 25 ° C to 37 ° C being particularly preferred. Further, the pH can be cultured from 4 to 8, but preferably from 5 to 7.5. In addition, either a batch or continuous culture method may be used.

必要に応じてイソプロピル−1−チオ−β―D−ガラクトサイド(IPTG)、ラクトース等の添加等の酵素誘導のための処理を行なうこともできる。   If necessary, treatment for enzyme induction such as addition of isopropyl-1-thio-β-D-galactoside (IPTG), lactose or the like can be performed.

8.L−アミノ酸等の製造方法
実施形態で得られるD−アミノ酸オキシダーゼを使用することによる、効率的なL−アミノ酸、2−オキソ酸、又は環状イミンの製造方法について説明する。2−オキソ酸は、ラセミ体アミノ酸にD−アミノ酸オキシダーゼを作用させ、D−アミノ酸を酸化することにより得ることができる(分割反応)。本反応においてD−アミノ酸から2−オキソ酸に至るまでの中間体としてイミノ酸が生成すると推測されるが、イミノ酸は加水分解反応により、すぐに2−オキソ酸へと変換され、最終的に2−オキソ酸のみが得られる。環状イミンは環状アミノ酸にD−アミノ酸オキシダーゼを作用させることで得ることができる。L−アミノ酸は、前記分割反応の残基質として得ることも可能であるし、前記反応で生成する2−オキソ酸、イミノ酸、あるいは環状イミンを、さらにアミノ酸脱水素酵素に接触せしめ、反応させることにより、L−アミノ酸へと変換することもできる(立体反転反応)。
8). Production method of L-amino acid and the like An efficient production method of L-amino acid, 2-oxoacid, or cyclic imine by using D-amino acid oxidase obtained in the embodiment will be described. 2-Oxo acids can be obtained by allowing D-amino acid oxidase to act on racemic amino acids to oxidize D-amino acids (resolution reaction). In this reaction, it is presumed that imino acid is generated as an intermediate from D-amino acid to 2-oxo acid, but imino acid is immediately converted to 2-oxo acid by hydrolysis reaction, and finally Only 2-oxo acids are obtained. Cyclic imines can be obtained by allowing D-amino acid oxidase to act on cyclic amino acids. An L-amino acid can be obtained as a residue of the resolution reaction, and the 2-oxo acid, imino acid, or cyclic imine produced by the reaction is further brought into contact with an amino acid dehydrogenase and reacted. Can also be converted to an L-amino acid (stereoinversion reaction).

9.アミノ酸脱水素酵素
ここで、アミノ酸脱水素酵素とは、2−オキソ酸又は環状イミンを還元的にアミノ化する活性を有する酵素であり、例えばフェニルアラニン脱水素酵素、ロイシン脱水素酵素、ピロリン−2−カルボン酸レダクターゼを挙げることができる。本発明で用いるアミノ酸脱水素酵素としては、動物、植物、微生物由来のものが使用できるが、工業的な利用には微生物由来のものが好ましい。
9. Amino acid dehydrogenase Here, the amino acid dehydrogenase is an enzyme having the activity of reductively aminating 2-oxo acid or cyclic imine. For example, phenylalanine dehydrogenase, leucine dehydrogenase, pyrroline-2- Carboxylic acid reductase can be mentioned. As the amino acid dehydrogenase used in the present invention, those derived from animals, plants and microorganisms can be used, but those derived from microorganisms are preferred for industrial use.

微生物としては、当該酵素の生産能力を有する微生物であればいずれも利用できるが、例えば、以下の公知の、当該酵素の生産能力を有する微生物である、ブレビバクテリウム属(Brevibacterium)、ロドコッカス属(Rhodococcus)、スポロサルシナ属(Sporosarcina)、サーモアクチノマイセス属(Thermoactinomyces)、マイクロバクテリウム属(Microbacterium)、ハルモナス属(Halomona)、クロストリジウム属(Clostridium)、バチルス属(Bacillus)、ニューロスポラ属(Neurospora)、エシェリヒア属(Escherichia)、アエロバクター属(Aerobactor)などがある。   Any microorganism can be used as long as it has the ability to produce the enzyme. For example, the following known microorganisms having the ability to produce the enzyme, Brevibacterium, Rhodococcus ( Rhodococcus), Sporosarcina, Thermoactinomyces, Microbacterium, Halomona, Clostridium, Bacillus, Neurospora , Escherichia, Aerobactor and the like.

好ましくはバチルス属(Bacillus)に属する微生物由来の酵素が挙げられる。さらに好ましくは、バチルス バディウス(Bacillus badius)IAM11059、バチルス スファエリカス(Bacillus sphaericus)NBRC3341由来の酵素が挙げられる。バチルス バディウス(Bacillus badius)IAM11059はフェニルアラニン脱水素酵素を生産する微生物であり、欧州特許出願公開第EP256514号およびBisci.Biotechnol.Biochem.、1995年、59巻、10号、1994頁で公知である。   Preferably, an enzyme derived from a microorganism belonging to the genus Bacillus is used. More preferable examples include enzymes derived from Bacillus badius IAM11059 and Bacillus sphaericus NBRC3341. Bacillus badius IAM11059 is a microorganism that produces phenylalanine dehydrogenase and is disclosed in European Patent Application Publication No. EP256514 and Bisci. Biotechnol. Biochem. 1995, 59, 10, 1994.

また、バチルス スファエリカス(Bacillus sphaericus)NBRC3341は、ロイシン脱水素酵素を生産する微生物であり、公知のバチルス サチルス(Bacillus subtilis )のロイシン脱水素酵素とアミノ酸残基数が同じであり、アミノ酸配列で100%一致する。遺伝子配列では1095塩基中、14塩基が異なっている。バチルス サチルス(Bacillus subtilis)の遺伝子配列は、Nature、1997年、390巻、249頁およびNCBIデータベースのアクセッションナンバーCAB14339で公知である。また、ピロリン−2−カルボン酸レダクターゼがニューロスポラ属(Neurospora)、エシェリヒア属(Escherichia)、アエロバクター属(Aerobactor)で知られていることは、Methods Enzymol.、1962年、5巻、882頁で述べられている。   Bacillus sphaericus NBRC3341 is a microorganism that produces leucine dehydrogenase, has the same number of amino acid residues as the known leucine dehydrogenase of Bacillus subtilis, and has an amino acid sequence of 100%. Match. In the gene sequence, 14 bases are different in 1095 bases. The gene sequence of Bacillus subtilis is known in Nature, 1997, 390, 249, and NCBI database accession number CAB14339. In addition, it is known in Methods Enzymol. That pyrroline-2-carboxylic acid reductase is known in the genus Neurospora, Escherichia, and Aerobactor. 1962, volume 5, page 882.

アミノ酸脱水素酵素を効率良く高生産する高活性菌を得るためには、周知のとおり、形質転換微生物を作成することが有効である。作成方法としては、例えばアミノ酸脱水素酵素活性を示す菌株からアミノ酸脱水素酵素遺伝子をクローニングした後、適当なベクターとの組換えプラスミドを作成して、これを用いて適当な宿主菌を形質転換することで得られる。なお、組換えDNA技術については当該分野において周知である。   In order to obtain a highly active bacterium that efficiently and highly produces amino acid dehydrogenase, it is effective to create a transformed microorganism as is well known. As a preparation method, for example, after cloning an amino acid dehydrogenase gene from a strain exhibiting amino acid dehydrogenase activity, a recombinant plasmid with an appropriate vector is prepared and used to transform an appropriate host fungus. Can be obtained. Recombinant DNA technology is well known in the art.

10.補酵素再生系
アミノ酸脱水素酵素による反応は、NADHのような還元型の補酵素を必要とし、
当該反応の進行に伴い、補酵素NADHは酸化型に変換される。この酸化型の補酵素を還元型に変換する能力(以後、補酵素再生能と呼ぶ)を有する酵素、および、当該酵素の基質となる化合物を、D−アミノ酸オキシダーゼおよびアミノ酸脱水素酵素と共存させて当該反応を行うことにより、補酵素の使用量を大幅に削減できる。
10. Coenzyme regeneration system Reaction with amino acid dehydrogenase requires a reduced coenzyme such as NADH,
As the reaction proceeds, coenzyme NADH is converted to an oxidized form. An enzyme having the ability to convert this oxidized coenzyme into a reduced form (hereinafter referred to as coenzyme regeneration ability) and a compound serving as a substrate for the enzyme coexist with D-amino acid oxidase and amino acid dehydrogenase. In this way, the amount of coenzyme used can be greatly reduced.

補酵素再生能を有するポリペプチドとしては、例えば、ヒドロゲナーゼ、ギ酸脱水素酵素、アルコール脱水素酵素、アルデヒド脱水素酵素、グルコース−6−リン酸脱水素酵素、又はグルコース脱水素酵素などを使用できる。   Examples of the polypeptide having coenzyme regeneration ability include hydrogenase, formate dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, aldehyde dehydrogenase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, or glucose dehydrogenase.

好適には、ギ酸脱水素酵素が使用される。ギ酸脱水素酵素としては、植物、微生物由来のものが使用できるが、工業的な利用には微生物由来のものが好ましい。微生物としては、当該酵素の生産能力を有する微生物であればいずれも利用できるが、例えば、以下の公知の、当該酵素の生産能力を有する微生物である、キャンディダ属(Candida)、クロイッケラ属(Kloeckera)、ピキア属(Pichia)、リポマイセス属(Lipomyces)、シュードモナス属(Pseudomonas)、モラキセラ属(Moraxella)、ハイホマイクロビウム属(Hyphomicrobium)、パラコッカス属(Paracoccus)、チオバシラス属(Thiobacillus)、アンシロバクター属(Ancylobacter)がある。   Preferably, formate dehydrogenase is used. As formate dehydrogenase, those derived from plants and microorganisms can be used, but those derived from microorganisms are preferred for industrial use. Any microorganism can be used as long as it has the ability to produce the enzyme. For example, the following known microorganisms having the ability to produce the enzyme, Candida, Kloeckera (Kloeckera) ), Pichia, Lipomyces, Pseudomonas, Moraxella, Hyphomicrobium, Paracoccus, Thiobacillus, Ansilobacter There is a genus (Ancylobacter).

好ましくはチオバシラス属(Thiobacillus)、アンシロバクター属(Ancylobacter)に属する微生物由来の酵素が挙げられる。さらに好ましくはチオバシラス エスピー(Thiobacillus sp.)KNK65MA(FERM BP−7671)、アンシロバクター アクアティカス(Ancylobacter aquaticus)KNK607M株(FERM BP−7335)由来の酵素が挙げられる。   Preferably, enzymes derived from microorganisms belonging to the genus Thiobacillus and the genus Ancylobacter are mentioned. More preferable examples include enzymes derived from Thiobacillus sp. KNK65MA (FERM BP-7671) and Ancilobacter aquaticus KNK607M strain (FERM BP-7335).

ギ酸脱水素酵素を効率良く高生産する高活性菌を得るためには、周知のとおり、形質転換微生物を作成することが有効である。作成方法としては、例えば国際公開第WO03/031626号記載のように、ギ酸脱水素酵素活性を示す菌株からギ酸脱水素酵素遺伝子をクローニングした後、適当なベクターとの組換えプラスミドを作成して、これを用いて適当な宿主菌を形質転換することで得られる。なお、組換えDNA技術については当該分野において周知である。   In order to obtain a highly active bacterium that efficiently produces formate dehydrogenase with high efficiency, it is effective to produce a transformed microorganism as is well known. As a preparation method, for example, as described in International Publication No. WO03 / 031626, after cloning a formate dehydrogenase gene from a strain exhibiting formate dehydrogenase activity, a recombinant plasmid with an appropriate vector was prepared, It can be obtained by transforming a suitable host bacterium using this. Recombinant DNA technology is well known in the art.

このようにして得られたギ酸脱水素酵素を高生産する形質転換体としては国際公開第WO03/031626号記載の、チオバシラス エスピー(Thiobacillus sp.)KNK65MA(FERM BP−7671)由来のギ酸脱水素酵素遺伝子を含有するエシェリヒア コリ(Escherichia coli)HB101(pFT001)(FERM BP-7672)又はエシェリヒア コリ(Escherichia coli)HB101(pFT002)(FERM BP−7673)、又は国際公開第WO02/46427号記載の、アンシロバクター アクアティカス(Ancylobacter aquaticus)KNK607M株(FERM BP−7335)由来のギ酸脱水素酵素遺伝子を含有するエシェリヒア コリ(Escherichia coli)HB101(pFA001)(FERM BP−7334)を挙げることができる。   As a transformant that highly produces formate dehydrogenase thus obtained, formate dehydrogenase derived from Thiobacillus sp. KNK65MA (FERM BP-7671) described in International Publication No. WO03 / 031626 An Escherichia coli HB101 (pFT001) (FERM BP-7672) or Escherichia coli HB101 (pFT002) (FERM BP-7673) containing the gene, or WO 02/46427 Examples include Escherichia coli HB101 (pFA001) (FERM BP-7334), which contains a formate dehydrogenase gene derived from Ancylobacter aquaticus KNK607M strain (FERM BP-7335). Can.

これら形質転換体によるアミノ酸脱水素酵素、ギ酸脱水素酵素の生産、前述のアミノ酸脱水素酵素活性を示す菌株によるアミノ酸脱水素酵素の生産、あるいはギ酸脱水素酵素活性を示す菌株によるギ酸脱水素酵素の生産は、例えば、国際公開第WO03/031626号記載の、通常の栄養培地を用いて培養を行なえば良く、必要に応じて、酵素誘導のための処理を行うこともできる。   Production of amino acid dehydrogenase and formate dehydrogenase by these transformants, production of amino acid dehydrogenase by the aforementioned strain showing amino acid dehydrogenase activity, or formate dehydrogenase by the strain showing formate dehydrogenase activity For the production, for example, culture may be performed using a normal nutrient medium described in International Publication No. WO03 / 031626, and treatment for enzyme induction may be performed as necessary.

11.カタラーゼの添加
D−アミノ酸オキシダーゼ反応には、カタラーゼを添加してもよい。カタラーゼを添加しない場合にも反応は進行し、生成物を得ることができるが、D−アミノ酸オキシダーゼ反応で生成する過酸化水素により基質あるいは生成物が分解され、収率が低下する可能性がある。カタラーゼを添加することで、そのような基質あるいは生成物の分解を抑えることができ、収率の向上が期待できる。カタラーゼは過酸化水素を水と酸素に分解する反応を触媒する酵素である。
11. Catalase Addition Catalase may be added to the D-amino acid oxidase reaction. Even when catalase is not added, the reaction proceeds and a product can be obtained. However, the substrate or product may be decomposed by hydrogen peroxide generated by the D-amino acid oxidase reaction, which may reduce the yield. . By adding catalase, such decomposition of the substrate or product can be suppressed, and an improvement in yield can be expected. Catalase is an enzyme that catalyzes the reaction of decomposing hydrogen peroxide into water and oxygen.

カタラーゼとしては、動物、植物、微生物由来のものが使用できるが、工業的な利用には微生物由来のものが好ましい。微生物としては、当該酵素の生産能力を有する微生物であればいずれも利用できるが、例えば、以下の公知の、当該酵素の生産能力を有する微生物である、マイクロコッカス属(Micrococcus)、ロドシュードモナス属(Rhodopseudomonas)等がある。また、市販の酵素も使用することもできる。市販酵素としては例えば、Catazyme25L(Novozyme社製)、CATALASE(Beef Liver)(P−L Biochemcals,Inc.社製)がある。   As the catalase, those derived from animals, plants and microorganisms can be used, but those derived from microorganisms are preferred for industrial use. Any microorganism can be used as long as it has the ability to produce the enzyme. For example, the following known microorganisms having the ability to produce the enzyme, such as Micrococcus, Rhodopseudomonas). Commercially available enzymes can also be used. Examples of commercially available enzymes include Catazyme 25L (manufactured by Novozyme) and CATALASE (Beef River) (manufactured by P-L Biochemcals, Inc.).

12.形質転換体等
なお、本発明において使用するD−アミノ酸オキシダーゼ、アミノ酸脱水素酵素、補酵素再生能を有する酵素、カタラーゼは、それぞれの酵素遺伝子を導入した形質転換体を育種し、培養して生産したものを使用してもよいし、複数の酵素遺伝子を導入した形質転換体を育種し、培養して生産したものを使用してもよい。
12 Transformants, etc. The D-amino acid oxidase, amino acid dehydrogenase, coenzyme regenerating enzyme, and catalase used in the present invention are produced by breeding, culturing, and cultivating transformants into which the respective enzyme genes have been introduced. The product obtained by breeding and culturing a transformant introduced with a plurality of enzyme genes may be used.

本発明において、生産されたD−アミノ酸オキシダーゼ、アミノ酸脱水素酵素および補酵素再生能を有する酵素、およびカタラーゼは、酵素自体として用いることができるほか、微生物もしくはその処理物としても用いることができる。ここで、微生物の処理物とは、例えば、粗抽出液、培養菌体凍結乾燥生物体、アセトン乾燥生物体、またはそれらの菌体の破砕物を意味する。   In the present invention, the produced D-amino acid oxidase, amino acid dehydrogenase, enzyme having coenzyme regeneration ability, and catalase can be used not only as the enzyme itself but also as a microorganism or a processed product thereof. Here, the treated product of the microorganism means, for example, a crude extract, a cultured cell freeze-dried organism, an acetone-dried organism, or a crushed product of these cells.

更にそれらは、酵素自体あるいは菌体のまま公知の手段で固定化して得た固定化酵素として用いられ得る。固定化は当業者に周知の方法である架橋法、共有結合法、物理的吸着法、包括法などで行ない得る。   Furthermore, they can be used as an immobilized enzyme obtained by immobilizing the enzyme itself or bacterial cells with a known means. Immobilization can be carried out by a cross-linking method, a covalent bonding method, a physical adsorption method, an entrapment method and the like, which are well known to those skilled in the art.

13.L−アミノ酸等の生産
本発明の分割反応によるL−アミノ酸、2−オキソ酸又は環状イミンの生産、又は立体反転反応によるL−アミノ酸の生産は以下の方法で行なうことができる。
13. Production of L-amino acid and the like Production of L-amino acid, 2-oxoacid or cyclic imine by the resolution reaction of the present invention, or production of L-amino acid by steric inversion reaction can be performed by the following method.

両酵素反応の基質として、前記一般式(1)で表されるラセミ体アミノ酸において、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜20のアラルキル基、もしくは置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。上記Rにおける置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定されず、例えば、メチル基、イソプロピル基、イソブチル基、1−メチルプロピル基、カルバモイルメチル基、2−カルバモイルエチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、メルカプトメチル基、2−メチルチオエチル基、(1−メルカプト−1−メチル)エチル基、4−アミノブチル基、3−グアニジノプロピル基、4(5)−イミダゾールメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、クロロメチル基、メトキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基、3−アミノプロピル基、2−シアノエチル基、3−シアノプロピル基、4−(ベンゾイルアミノ)ブチル基、又は、2−メトキシカルボニルエチル基、などが挙げられる。   As a substrate for both enzyme reactions, in the racemic amino acid represented by the above general formula (1), an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and optionally substituted carbon It represents an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent in R is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a 1-methylpropyl group, a carbamoylmethyl group, and 2 -Carbamoylethyl group, hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, mercaptomethyl group, 2-methylthioethyl group, (1-mercapto-1-methyl) ethyl group, 4-aminobutyl group, 3-guanidinopropyl group, 4 (5) -Imidazolemethyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, t-butyl group, chloromethyl group, methoxymethyl group, 2-hydroxyethyl group, 3-aminopropyl group, 2-cyanoethyl group , 3-cyanopropyl group, 4- (benzoylamino) butyl group, 2-methoxycarbonylethyl group, etc. And the like.

置換基を有していてもよい炭素数7〜20のアラルキル基としては、特に限定されず、例えば、ベンジル基、インドリルメチル基、4−ヒドロキシベンジル基、2−フルオロベンジル基、3−フルオロベンジル基、4−フルオロベンジル基、又は、3,4−メチレンジオキシベンジル基等が挙げられる。置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基としては、フェニル基、または4−ヒドロキシフェニル基などが挙げられる。置換基としては、アミノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルカノイル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、又はハロゲン原子等が挙げられる。   The aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms which may have a substituent is not particularly limited, and examples thereof include a benzyl group, an indolylmethyl group, a 4-hydroxybenzyl group, a 2-fluorobenzyl group, and a 3-fluoro group. Examples include a benzyl group, 4-fluorobenzyl group, 3,4-methylenedioxybenzyl group, and the like. Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent include a phenyl group and a 4-hydroxyphenyl group. Examples of the substituent include an amino group, hydroxyl group, nitro group, cyano group, carboxyl group, alkyl group, aralkyl group, aryl group, alkanoyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxyl group, or halogen atom.

また、前記一般式(4)で表される環状アミノ酸において、R’は置換基を有してもよい炭素数2〜7のアルキル鎖である。置換基としては、アミノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルカノイル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、又はハロゲン原子等が挙げられる。   In the cyclic amino acid represented by the general formula (4), R ′ is an alkyl chain having 2 to 7 carbon atoms which may have a substituent. Examples of the substituent include an amino group, hydroxyl group, nitro group, cyano group, carboxyl group, alkyl group, aralkyl group, aryl group, alkanoyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxyl group, or halogen atom.

14.分割反応
分割反応では、上記基質に前述のD−アミノ酸オキシダーゼを作用させ、水性溶媒中で反応を行なう。上記反応にはカタラーゼを添加してもよい。カタラーゼを添加することでD−アミノ酸オキシダーゼの反応で生成する過酸化水素を分解し、基質あるいは生成物の分解を抑えることができる。また、反応にFADを添加してもよい。FADはD−アミノ酸オキシダーゼの補酵素であり、添加することにより、反応の効率が向上することが期待できる。FADの添加濃度としては、基質に対して、好ましくは0当量以上、10当量以下、さらに好ましくは0当量以上、1当量以下、さらに好ましくは0当量以上、0.1当量以下である。
14 Split reaction In the split reaction, the aforementioned D-amino acid oxidase is allowed to act on the substrate, and the reaction is carried out in an aqueous solvent. Catalase may be added to the above reaction. By adding catalase, hydrogen peroxide generated by the reaction of D-amino acid oxidase can be decomposed, and decomposition of the substrate or product can be suppressed. Further, FAD may be added to the reaction. FAD is a coenzyme of D-amino acid oxidase, and it can be expected that the reaction efficiency is improved by adding FAD. The concentration of FAD added is preferably 0 equivalents or more and 10 equivalents or less, more preferably 0 equivalents or more and 1 equivalents or less, and even more preferably 0 equivalents or more and 0.1 equivalents or less with respect to the substrate.

15.立体反転反応
立体反転反応では、上記基質に前述のD−アミノ酸オキシダーゼ、前述のアミノ酸脱水素酵素および補酵素再生能を有する酵素とその基質となる化合物を同時に存在させ、水性媒体中で反応を行なう。反応にはカタラーゼを添加してもよい。カタラーゼを添加することでD−アミノ酸オキシダーゼの反応で生成する過酸化水素を分解し、基質あるいは生成物の分解を抑えることができる。
15. Stereo-inversion reaction In the stereo-inversion reaction, the aforementioned D-amino acid oxidase, the aforementioned amino acid dehydrogenase and the enzyme having the ability to regenerate coenzyme, and the compound serving as the substrate are simultaneously present in the substrate, and the reaction is performed in an aqueous medium. . Catalase may be added to the reaction. By adding catalase, hydrogen peroxide generated by the reaction of D-amino acid oxidase can be decomposed, and decomposition of the substrate or product can be suppressed.

また、上記反応にFADを添加してもよい。FADはD−アミノ酸オキシダーゼの補酵素であり、添加することにより、反応の効率が向上することが期待できる。FADの添加濃度としては、基質に対して、好ましくは0当量以上、10当量以下、さらに好ましくは0当量以上、1当量以下、さらに好ましくは0当量以上、0.1当量以下である。   Further, FAD may be added to the above reaction. FAD is a coenzyme of D-amino acid oxidase, and it can be expected that the reaction efficiency is improved by adding FAD. The concentration of FAD added is preferably 0 equivalents or more and 10 equivalents or less, more preferably 0 equivalents or more and 1 equivalents or less, and even more preferably 0 equivalents or more and 0.1 equivalents or less with respect to the substrate.

また、上記立体反転反応にはNAD等の補酵素を添加してもよい。NAD等の補酵素を添加しない場合にも、微生物中に存在するNAD等の補酵素により反応が進行する場合もあるが、NAD等の補酵素を添加することで、反応の効率が向上することが期待できる。NAD等の補酵素の添加濃度としては、基質に対して、好ましくは0当量以上、2当量以下、さらに好ましくは0.00001当量以上、0.1当量以下、さらに好ましくは0.0001当量以上、0.01当量以下である。   In addition, a coenzyme such as NAD may be added to the steric inversion reaction. Even when no coenzyme such as NAD is added, the reaction may proceed with a coenzyme such as NAD present in the microorganism, but the reaction efficiency is improved by adding a coenzyme such as NAD. Can be expected. The added concentration of a coenzyme such as NAD is preferably 0 equivalents or more and 2 equivalents or less, more preferably 0.00001 equivalents or more and 0.1 equivalents or less, more preferably 0.0001 equivalents or more, relative to the substrate. 0.01 equivalent or less.

また、上記立体反転反応にアンモニア又はその塩を添加してもよい。アンモニアの添加濃度としては、基質に対して、好ましくは0当量以上、10当量以下、さらに好ましくは0当量以上、2当量以下、さらに好ましくは0.1当量以上、1.5当量以下である。   In addition, ammonia or a salt thereof may be added to the stereoinversion reaction. The concentration of ammonia added is preferably 0 equivalents or more and 10 equivalents or less, more preferably 0 equivalents or more and 2 equivalents or less, still more preferably 0.1 equivalents or more and 1.5 equivalents or less with respect to the substrate.

上記分割および立体反転反応の基質の仕込み濃度は0.1%(w/v)以上、90%(w/v)以下、好ましくは1%(w/v)以上、60%(w/v)以下で溶解または懸濁した状態で反応を行ない、上記分割および立体反転反応における反応温度は10℃以上、80℃以下、好ましくは20℃以上、60℃以下の適当な温度で調節し、pH4以上、12以下、好ましくはpH6以上、11以下に保ちつつ暫時静置または攪拌すればよい。また、基質は一括添加してもよいし、分割添加してもよいし、連続的に添加してもよい。上記分割および立体反転反応は、バッチ法または連続方式で行ない得る。   The concentration of the substrate used for the resolution and the steric inversion reaction is 0.1% (w / v) or more and 90% (w / v) or less, preferably 1% (w / v) or more and 60% (w / v). The reaction is carried out in a dissolved or suspended state below, and the reaction temperature in the resolution and steric inversion reaction is adjusted to an appropriate temperature of 10 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, preferably 20 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, pH 4 or higher. , 12 or less, preferably pH 6 or more and 11 or less, while standing or stirring for a while. The substrate may be added all at once, dividedly or continuously. The resolution and steric inversion reaction can be performed in a batch method or a continuous method.

本発明の分割および立体反転反応は、固定化酵素、膜リアクターなどを利用して行うことも可能である。水性媒体としては、水、緩衝液、これらにエタノールのような水溶性有機溶媒を含む水性媒体、あるいは、水に溶解しにくい有機溶媒、たとえば、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、クロロホルム、n−ヘキサンなどの有機溶媒を含む水性媒体との2層系などの適当な溶媒を用いることができる。さらに必用に応じて、抗酸化剤、界面活性剤、補酵素、金属などを添加することもできる。   The resolution and steric inversion reaction of the present invention can also be performed using an immobilized enzyme, a membrane reactor, or the like. Examples of the aqueous medium include water, a buffer solution, an aqueous medium containing a water-soluble organic solvent such as ethanol, or an organic solvent that is difficult to dissolve in water, such as ethyl acetate, butyl acetate, toluene, chloroform, and n-hexane. A suitable solvent such as a two-layer system with an aqueous medium containing an organic solvent such as can be used. Furthermore, if necessary, an antioxidant, a surfactant, a coenzyme, a metal, and the like can be added.

16.生成物の単離
生成したL−アミノ酸、2―オキソ酸、又は環状イミンの単離は、常套分離方法、例えば、抽出、濃縮、晶析、またはカラムクロマトグラフィーなどの分離方法や、それらの組み合わせにより分離、精製することができる。
16. Product Isolation The L-amino acid, 2-oxoacid, or cyclic imine produced can be isolated by conventional separation methods, for example, separation methods such as extraction, concentration, crystallization, column chromatography, and combinations thereof. Can be separated and purified.

以下に本発明の具体的な実施例を示す。しかし、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   Specific examples of the present invention are shown below. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)D−アミノ酸オキシダーゼ1の遺伝子の単離
キャンディダ インターメディア(Candida intermedia)NBRC0761株を、試験管内で滅菌した6mlの培地(グルコース1.65%、NH42PO40.5%、KH2PO40.25%、MgSO40.1%、FeCl3・6H2O0.002%、コーンスティープリカー0.1%、滅菌前pH5.2)に植菌して30℃で14時間、好気的に振とう培養した。この培養液1mlを500ml坂口フラスコ内で滅菌した100mlの培地(シュークロース1.65%、NH42PO40.5%、KH2PO40.25%、MgSO40.1%、FeCl3・6H2O0.002%、コーンスティープリカー0.1%、FAD0.0005%、D−アラニン0.089%、滅菌前pH5.2、ただし、FADおよびD−アラニンは0.02μmフィルターにて滅菌後、別に添加した。)に植菌して30℃で24時間、好気的に振とう培養した。
(Example 1) Isolation of D-amino acid oxidase 1 gene Candida intermedia strain NBRC0761 was sterilized in vitro in 6 ml of medium (glucose 1.65%, NH 4 H 2 PO 4 0. 5%, KH 2 PO 4 0.25%, MgSO 4 0.1%, FeCl 3 .6H 2 O 0.002%, corn steep liquor 0.1%, pH 5.2 before sterilization and inoculated at 30 ° C. And cultured with shaking aerobically for 14 hours. 1 ml of this culture solution was sterilized in a 500 ml Sakaguchi flask, 100 ml of medium (sucrose 1.65%, NH 4 H 2 PO 4 0.5%, KH 2 PO 4 0.25%, MgSO 4 0.1%, FeCl 3 .6H 2 O 0.002%, corn steep liquor 0.1%, FAD 0.0005%, D-alanine 0.089%, pre-sterilization pH 5.2, except for FAD and D-alanine on 0.02 μm filter Sterilized and added separately.) And inoculated aerobically at 30 ° C. for 24 hours.

培養終了後、遠心分離で得た菌体から、UltraClean Microbial DNA Isolation Kit(MO BIO Laboratories, Inc.社製)を用いて染色体DNAを調製した。次いで、既知D−アミノ酸オキシダーゼ配列相同部位にもとづいて設計したDNAプライマー(Primer−1:配列表の配列番号5、及び、Primer−2:配列表の配列番号6)を用いて、先に得た染色体DNAを鋳型にPCRを行った。その結果、目的のD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の一部、塩基数約370bp(部分遺伝子と称す)のDNA断片を取得した。   After completion of the culture, chromosomal DNA was prepared from the cells obtained by centrifugation using an UltraClean Microbial DNA Isolation Kit (manufactured by MO BIO Laboratories, Inc.). Next, DNA primers designed based on known D-amino acid oxidase sequence homologous sites (Primer-1: SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and Primer-2: SEQ ID NO: 6 in the sequence listing) were obtained in advance. PCR was performed using chromosomal DNA as a template. As a result, a DNA fragment having a part of the target D-amino acid oxidase gene and a base number of about 370 bp (referred to as a partial gene) was obtained.

次に、目的遺伝子の全長を取得するために以下の操作を行った。上記部分遺伝子において、酵素のN末端側、C末端側それぞれの部分に相当する塩基配列にもとづき、部分遺伝子の外側方向へ向けたDNAプライマー(Primer−3:配列表の配列番号7、及び、Primer−4:配列表の配列番号8)を合成した。このプライマーを用い、先に得た染色体DNAを制限酵素HincII又はHhaIで分解したものをT4 DNAリガーゼを用いて環化させて得たDNAを鋳型に、インバースPCRを行った。   Next, the following operation was performed to obtain the full length of the target gene. In the partial gene, based on the nucleotide sequences corresponding to the N-terminal side and the C-terminal side of the enzyme, a DNA primer (Primer-3: SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and Primer) directed toward the outside of the partial gene. -4: SEQ ID NO: 8 in the sequence listing was synthesized. Using this primer, inverse PCR was performed using DNA obtained by cyclization of the previously obtained chromosomal DNA digested with restriction enzymes HincII or HhaI using T4 DNA ligase as a template.

これにより、既に取得した部分遺伝子のさらに外側の遺伝子部分を含む塩基数約1.0〜2.5kbpのDNA断片を取得した。このDNA断片の塩基配列を決定後、先の部分遺伝子の塩基配列と合わせることで、配列表の配列番号3に示す開始コドンから終止コドンまでを含むD−アミノ酸オキシダーゼ1の遺伝子の全塩基配列を決定した。D−アミノ酸オキシダーゼ1の遺伝子にはイントロンは含まれなかった。次いでD−アミノ酸オキシダーゼ1の遺伝子のN末端、C末端部分にそれぞれ制限酵素NdeI及びSacIの切断部位を結合させた配列を持つプライマー(Primer−5:配列表の配列番号9、Primer−6:配列表の配列番号10)を用いて、この間のDNAを、染色体DNAを鋳型にしたPCRにより増幅することで、配列表配列番号3に示されるオープンリーディングフレームを含むDNA断片を取得した。   As a result, a DNA fragment having a base number of about 1.0 to 2.5 kbp containing a gene portion further outside the already obtained partial gene was obtained. After determining the base sequence of this DNA fragment, the entire base sequence of the gene of D-amino acid oxidase 1 including the start codon to the stop codon shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing is combined with the base sequence of the previous partial gene. Were determined. The gene for D-amino acid oxidase 1 did not contain introns. Next, a primer having a sequence in which cleavage sites of restriction enzymes NdeI and SacI are bound to the N-terminal and C-terminal parts of the gene of D-amino acid oxidase 1 (Primer-5: SEQ ID NO: 9, Primer-6: arrangement), respectively. A DNA fragment containing the open reading frame shown in SEQ ID NO: 3 was obtained by amplifying the DNA in the meantime by PCR using chromosomal DNA as a template using SEQ ID NO: 10) of the table.

(実施例2)D−アミノ酸オキシダーゼ2の遺伝子の単離
既知D−アミノ酸オキシダーゼ配列相同部位にもとづいて設計したDNAプライマー(Primer−7:配列表の配列番号11、及び、Primer−8:配列表の配列番号12)を用いて、実施例1と同様の方法で調製した染色体DNAを鋳型にPCRを行った。その結果、目的のD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の一部、塩基数約350bp(部分遺伝子と称す)のDNA断片を取得した。
(Example 2) Isolation of D-amino acid oxidase 2 gene DNA primers designed based on known D-amino acid oxidase sequence homologous sites (Primer-7: SEQ ID NO: 11 in Sequence Listing and Primer-8: Sequence Listing) PCR was performed using the chromosomal DNA prepared in the same manner as in Example 1 as a template. As a result, a DNA fragment having a part of the target D-amino acid oxidase gene and a base number of about 350 bp (referred to as a partial gene) was obtained.

次に、目的遺伝子の全長を取得するために以下の操作を行った。上記部分遺伝子において、酵素のN末端側、C末端側それぞれの部分に相当する塩基配列にもとづき、部分遺伝子の外側方向へ向けたDNAプライマー(Primer−9:配列表の配列番号13、及び、Primer−10:配列表の配列番号14)を合成した。このプライマーを用い、先に得た染色体DNAを制限酵素EcoRVで分解したものをT4 DNAリガーゼを用いて環化させて得たDNAを鋳型に、インバースPCRを行った。   Next, the following operation was performed to obtain the full length of the target gene. In the partial gene, based on the nucleotide sequence corresponding to each of the N-terminal side and the C-terminal side of the enzyme, a DNA primer (Primer-9: SEQ ID NO: 13 in the sequence listing and Primer 9) directed toward the outside of the partial gene. -10: SEQ ID NO: 14) in the sequence listing was synthesized. Using this primer, inverse PCR was performed using as a template the DNA obtained by cyclization of the previously obtained chromosomal DNA digested with the restriction enzyme EcoRV using T4 DNA ligase.

これにより、既に取得した部分遺伝子のさらに外側の遺伝子部分を含む塩基数約1.5kbpのDNA断片を取得した。このDNA断片の塩基配列を決定後、先の部分遺伝子の塩基配列と合わせることで、配列表の配列番号15に示す開始コドンから終止コドンまでを含むD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子の全塩基配列を決定した。その塩基配列の解析から、染色体DNAより得られたD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子は、2個のエキソンと1個のイントロンを含んでいた。   As a result, a DNA fragment having a base number of about 1.5 kbp containing a gene portion further outside the already obtained partial gene was obtained. After determining the base sequence of this DNA fragment, the entire base sequence of the D-amino acid oxidase gene including the start codon to the stop codon shown in SEQ ID NO: 15 in the sequence listing was determined by combining with the base sequence of the previous partial gene. . From the analysis of the base sequence, the D-amino acid oxidase gene obtained from chromosomal DNA contained 2 exons and 1 intron.

イントロンを除いたD−アミノ酸オキシダーゼ2の遺伝子を取得するために以下の操作をおこなった。まず、実施例1と同様の方法でキャンディダ インターメディア(Candida intermedia)NBRC0761株を培養して得た菌体から、ISOGEN(ニッポンジーン社製)を用いて調製した全RNAを鋳型に、TaKaRa RNA LA PCR Kit (AMV) Ver.1.1(TaKaRa社製)を用いて相補鎖DNA(cDNA)を調製した。D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子のN末端に制限酵素NdeIの切断部位を結合させた配列を持つプライマー(Primer−11:配列表の配列番号16)、C末端部分に制限酵素SacIの切断部位を結合させ、かつ終止コドンをTAGからTAAに変更した配列を持つプライマー(Primer−12:配列表の配列番号17)を用いて、この間のDNAを、cDNAを鋳型にしたPCRにより増幅することで、イントロンを除く配列表配列番号4に示されるオープンリーディングフレームを含むDNA断片を取得した。D−アミノ酸オキシダーゼ2はD−アミノ酸オキシダーゼ1と相同性がアミノ酸配列で29.2%、それらをコードする遺伝子の塩基配列で48.2%であった。   In order to obtain the gene of D-amino acid oxidase 2 excluding introns, the following operation was performed. First, from the cells obtained by culturing Candida intermedia NBRC0761 strain in the same manner as in Example 1, using total RNA prepared using ISOGEN (manufactured by Nippon Gene) as a template, TaKaRa RNA LA Complementary strand DNA (cDNA) was prepared using PCR Kit (AMV) Ver.1.1 (TaKaRa). A primer having a sequence in which a cleavage site of the restriction enzyme NdeI is bound to the N-terminus of the D-amino acid oxidase gene (Primer-11: SEQ ID NO: 16 in the sequence listing), a cleavage site of the restriction enzyme SacI in the C-terminal portion; In addition, a primer having a sequence in which the stop codon is changed from TAG to TAA (Primer-12: SEQ ID NO: 17 in the Sequence Listing) is used to amplify the DNA by PCR using cDNA as a template, thereby removing introns. A DNA fragment containing the open reading frame shown in SEQ ID NO: 4 was obtained. D-amino acid oxidase 2 had 29.2% homology with D-amino acid oxidase 1 in terms of amino acid sequence and 48.2% in terms of the base sequence of the gene encoding them.

(実施例3)D−アミノ酸オキシダーゼ1の遺伝子を発現する組換えプラスミドpCDA001の作成
実施例1で得られたDNA断片を制限酵素NdeIとSacIで切断し、同酵素で切断したベクタープラスミドpUCNT(国際公開第WO94/03613号参照)とT4 DNAリガーゼを用いて結合することで、図1の制限酵素地図で表され、D−アミノ酸オキシダーゼ1の遺伝子を発現できるように設計されたpCDA001を取得した。
(Example 3) Preparation of recombinant plasmid pCDA001 expressing the gene of D-amino acid oxidase 1 The DNA fragment obtained in Example 1 was cleaved with restriction enzymes NdeI and SacI, and vector plasmid pUCNT (international) cleaved with the same enzyme. PCDA001 expressed by the restriction enzyme map of FIG. 1 and designed to express the gene of D-amino acid oxidase 1 was obtained by binding with T4 DNA ligase.

(実施例4)D−アミノ酸オキシダーゼ2の遺伝子を発現する組換えプラスミドpCDA006の作成
実施例2で得られたDNA断片を制限酵素NdeIとSacIで切断し、同酵素で切断したベクタープラスミドpUCNT(国際公開第WO94/03613号参照)とT4 DNAリガーゼを用いて結合することで、図2の制限酵素地図で表され、D−アミノ酸オキシダーゼ2の遺伝子を発現できるように設計されたpCDA006を取得した。
(Example 4) Preparation of recombinant plasmid pCDA006 expressing the gene of D-amino acid oxidase 2 The DNA fragment obtained in Example 2 was digested with restriction enzymes NdeI and SacI, and vector plasmid pUCNT (international) digested with the same enzyme. PCDA006 represented by the restriction enzyme map of FIG. 2 and designed to express the gene of D-amino acid oxidase 2 was obtained by binding with T4 DNA ligase.

(実施例5)D−アミノ酸オキシダーゼ1の遺伝子を含む組換え体DNAを用いた形質転換体の作成
実施例3で得られたプラスミドpCDA001をエシェリヒア コリ(Escherichia coli)HB101のコンピテントセルと混合することで形質転換を行ない、培地(トリプトン1.0%、イーストエキス0.5%、塩化ナトリウム1.0%、寒天1.5%、アンピシリン0.010%、脱イオン水に溶解、滅菌前pH7.0、ただしアンピシリンは滅菌後に添加する)にプレーティングして、D−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子を含む組換え体DNAを含有する形質転換体エシェリヒア コリ(Escherichia coli)HB101(pCDA001)をコロニーとして取得した。
(Example 5) Preparation of transformant using recombinant DNA containing gene of D-amino acid oxidase 1 Plasmid pCDA001 obtained in Example 3 is mixed with competent cells of Escherichia coli HB101. The medium (tryptone 1.0%, yeast extract 0.5%, sodium chloride 1.0%, agar 1.5%, ampicillin 0.010%, dissolved in deionized water, pH 7 before sterilization) 0.0, but ampicillin is added after sterilization) to obtain a transformant Escherichia coli HB101 (pCDA001) containing a recombinant DNA containing a D-amino acid oxidase gene as a colony.

得られた形質転換体のコロニーを、滅菌した培地(トリプトン1.0%、イーストエキス0.5%、塩化ナトリウム1.0%、アンピシリン0.010%、脱イオン水に溶解、滅菌前pH7.0、ただしアンピシリンは滅菌後に添加する)に植菌後、37℃で24時間、振とうして好気的に培養した。得られた培養液から遠心分離により菌体を集菌し、0.1M Tris−塩酸緩衝液(pH8.0)に懸濁して超音波により菌体を破砕した後、遠心分離により菌体由来の不溶物を除去して、形質転換体のD−アミノ酸オキシダーゼ酵素液を取得した。得られた酵素液を用いて、以下に示す方法でD−フェニルアラニン、D−アラニンおよびD−メチオニンに対するD−アミノ酸オキシダーゼ活性を測定した。その結果を表1に示す。   The obtained transformant colony was dissolved in a sterilized medium (tryptone 1.0%, yeast extract 0.5%, sodium chloride 1.0%, ampicillin 0.010%, deionized water, pH 7. 0, except that ampicillin is added after sterilization) and then aerobically cultured by shaking at 37 ° C for 24 hours. The bacterial cells are collected from the obtained culture broth by centrifugation, suspended in 0.1 M Tris-HCl buffer (pH 8.0), disrupted by ultrasonic waves, and then centrifuged to obtain the cells derived from the bacterial cells. Insoluble matters were removed, and a transformant D-amino acid oxidase enzyme solution was obtained. Using the obtained enzyme solution, D-amino acid oxidase activity for D-phenylalanine, D-alanine and D-methionine was measured by the method shown below. The results are shown in Table 1.

D−アミノ酸オキシダーゼの活性測定は、反応で生成する過酸化水素を、ぺルオキシダーゼを用いた酵素法で定量することによりおこなった。酵素法による過酸化水素の定量は次のように実施した。25mM 上記D−アミノ酸、0.80mM 4−アミノアンチピリン、1.31mM N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルフォプロピル)−m−トルイジン、6u/ml ペルオキシダーゼ(TOYOBO Inc.社製)、および50mM Tris−塩酸緩衝液(pH8.0)からなる発色液250μlと適宜希釈した酵素液50μlを混合し、30℃で30分間反応させ、555nmの吸光度を測定し、予め作成した検量線に基づき、反応液中に生成した過酸化水素量を定量することで活性を測定した。   The activity of D-amino acid oxidase was measured by quantifying hydrogen peroxide produced by the reaction by an enzymatic method using peroxidase. The quantitative determination of hydrogen peroxide by the enzymatic method was performed as follows. 25 mM The above D-amino acid, 0.80 mM 4-aminoantipyrine, 1.31 mM N-ethyl-N- (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -m-toluidine, 6 u / ml peroxidase (manufactured by TOYOBO Inc.) , And 250 μl of coloring solution consisting of 50 mM Tris-hydrochloric acid buffer (pH 8.0) and 50 μl of appropriately diluted enzyme solution, reacted at 30 ° C. for 30 minutes, measured for absorbance at 555 nm, and prepared a calibration curve prepared in advance. Based on this, the activity was measured by quantifying the amount of hydrogen peroxide produced in the reaction solution.

Figure 0005005293
Figure 0005005293

(実施例6)D−アミノ酸オキシダーゼ2の遺伝子を含む組換え体DNAを用いた形質転換体の作成
実施例4で得られたプラスミドpCDA006を用いて実施例5と同様の方法でD−アミノ酸オキシダーゼ遺伝子を含む組換え体DNAを含有する形質転換体エシェリヒア コリ(Escherichia coli)JM109(pCDA006)をコロニーとして取得した。
Example 6 Preparation of Transformant Using Recombinant DNA Containing D-Amino Acid Oxidase 2 Gene D-amino acid oxidase was prepared in the same manner as in Example 5 using plasmid pCDA006 obtained in Example 4. Transformant Escherichia coli JM109 (pCDA006) containing recombinant DNA containing the gene was obtained as a colony.

得られた形質転換体のコロニーを、滅菌した培地(トリプトン1.0%、イーストエキス0.5%、塩化ナトリウム1.0%、アンピシリン0.010%、脱イオン水に溶解、滅菌前pH7.0、ただしアンピシリンは滅菌後に添加する)に植菌後、37℃で5時間振とうして好気的に培養した後、培養液にイソプロピル−1−チオ−β―D−ガラクトサイド(IPTG)を終濃度1mMとなるように加え、さらに19時間、振とうして好気的に培養した。得られた培養液から遠心分離により菌体を集菌し、0.1M Tris−塩酸緩衝液(pH8.0)に懸濁して超音波により菌体を破砕した後、遠心分離により菌体由来の不溶物を除去して、形質転換体のD−アミノ酸オキシダーゼ酵素液を取得した。得られた酵素液を用いて、実施例5に示す方法でD−フェニルアラニン、D−アラニンおよびD−メチオニンに対するD−アミノ酸オキシダーゼ活性を測定した。その結果を表2に示す。   The obtained transformant colony was dissolved in a sterilized medium (tryptone 1.0%, yeast extract 0.5%, sodium chloride 1.0%, ampicillin 0.010%, deionized water, pH 7. 0, but ampicillin is added after sterilization), and after aerobic culture at 37 ° C. for 5 hours, isopropyl-1-thio-β-D-galactoside (IPTG) is added to the culture solution. Was added to a final concentration of 1 mM, and further cultured for 19 hours with shaking. The bacterial cells are collected from the obtained culture broth by centrifugation, suspended in 0.1 M Tris-HCl buffer (pH 8.0), disrupted by ultrasonic waves, and then centrifuged to obtain the cells derived from the bacterial cells. Insoluble matters were removed, and a transformant D-amino acid oxidase enzyme solution was obtained. Using the obtained enzyme solution, D-amino acid oxidase activity for D-phenylalanine, D-alanine and D-methionine was measured by the method shown in Example 5. The results are shown in Table 2.

Figure 0005005293
Figure 0005005293

図1は、本発明の実施形態としてのD−アミノ酸オキシダーゼ1の遺伝子を含む組換えプラスミドpCDA001の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the structure of a recombinant plasmid pCDA001 containing a gene for D-amino acid oxidase 1 as an embodiment of the present invention. 図2は、発明の実施形態としてのD−アミノ酸オキシダーゼ2の遺伝子を含む組換えプラスミドpCDA006の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the structure of a recombinant plasmid pCDA006 containing the gene for D-amino acid oxidase 2 as an embodiment of the invention.

Claims (28)

以下の(a)又は(b)のポリペプチド:
(a)配列表配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(b)配列表配列番号1に示されるアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が置換、挿入、欠失および/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチド;
The following polypeptide (a) or (b):
(A) a polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
(B) a polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, inserted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having D-amino acid oxidase activity;
キャンディダ インターメディア(Candida intermedia)に由来する請求項1に記載のポリペプチド。 2. A polypeptide according to claim 1 derived from Candida intermedia. キャンディダ インターメディア(Candida intermedia)NBRC0761株に由来する請求項1に記載のポリペプチド。 The polypeptide according to claim 1, which is derived from Candida intermedia NBRC0761 strain. 請求項1から3のいずれか1項に記載のポリペプチドをコードするDNA。 DNA encoding the polypeptide according to any one of claims 1 to 3. 以下の(g)又は(h)のDNA:
(g)配列表配列番号3に示される塩基配列からなるDNA;
(h)配列表配列番号3に示される塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、挿入、欠失および/または付加された塩基配列を有し、かつD−アミノ酸オキシダーゼ活性を有するポリペプチドをコードするDNA
The following DNA (g) or (h):
(G) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the Sequence Listing;
(H) A polypeptide having a base sequence in which one or several bases are substituted, inserted, deleted and / or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and having D-amino acid oxidase activity DNA to encode .
請求項4又は5に記載のDNAをベクターに挿入して得られる組換えプラスミド。 A recombinant plasmid obtained by inserting the DNA according to claim 4 or 5 into a vector. 前記ベクターがpUC18、pUC19、pBR322、pACYC184、pSTV28、pSTV29、pSC101、pT7Blue、又はpUCNTである請求項6に記載の組換えプラスミド。 The recombinant plasmid according to claim 6, wherein the vector is pUC18, pUC19, pBR322, pACYC184, pSTV28, pSTV29, pSC101, pT7Blue, or pUCNT. 前記組換えプラスミドが図1の制限酵素地図にて特定されるpCDA001である請求項6又は7に記載の組換えプラスミド。 The recombinant plasmid according to claim 6 or 7, wherein the recombinant plasmid is pCDA001 identified by the restriction enzyme map of FIG. 請求項6からのいずれか1項に記載の組換えプラスミドで宿主微生物を形質転換して得られる形質転換体。 A transformant obtained by transforming a host microorganism with the recombinant plasmid according to any one of claims 6 to 8 . 前記宿主微生物がエシェリヒア コリ(Escherichia coli)である請求項に記載の形質転換体。 The transformant according to claim 9 , wherein the host microorganism is Escherichia coli. 前記形質転換体がエシェリヒア コリ(Escherichia coli)HB101(pCDA001)である請求項に記載の形質転換体。 The transformant according to claim 9 , wherein the transformant is Escherichia coli HB101 (pCDA001). 請求項9から11のいずれか1項に記載の形質転換体を培養し、培養物中に当該ポリペプチドを蓄積させ、これを採取することを特徴とするD−アミノ酸オキシダーゼの製造方法。 A method for producing D-amino acid oxidase, comprising culturing the transformant according to any one of claims 9 to 11 , accumulating the polypeptide in the culture, and collecting the polypeptide. 請求項1から3のいずれか1項に記載のポリペプチド又は請求項9に記載の形質転換体を、一般式(1)
Figure 0005005293
(式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜20のアラルキル基、もしくは置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。)で表されるラセミ体アミノ酸に作用させ、一般式(2)
Figure 0005005293
(式中、Rは前記と同じ)で表されるL−アミノ酸を製造する方法。
The polypeptide according to any one of claims 1 to 3 or the transformant according to claim 9 is represented by the general formula (1).
Figure 0005005293
(In the formula, R has an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a substituent. Or a racemic amino acid represented by the general formula (2):
Figure 0005005293
(Wherein, R is the same as described above).
請求項1から3のいずれか1項に記載のポリペプチド又は請求項9に記載の形質転換体を、一般式(1)
Figure 0005005293
(式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜20のアラルキル基、もしくは置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。)で表されるラセミ体アミノ酸に作用させ、一般式(3)
Figure 0005005293
(式中、Rは前記と同じ)で表される2−オキソ酸を製造する方法。
The polypeptide according to any one of claims 1 to 3 or the transformant according to claim 9 is represented by the general formula (1).
Figure 0005005293
(In the formula, R has an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a substituent. Or a racemic amino acid represented by the general formula (3):
Figure 0005005293
(Wherein, R is the same as described above).
請求項1から3のいずれか1項に記載のポリペプチド又は請求項9に記載の形質転換体を、一般式(4)
Figure 0005005293
(式中、R'は置換基を有してもよい炭素数2〜7のアルキル鎖)で表される環状アミノ酸に作用させ、一般式(5)
Figure 0005005293
(式中R'は上記と同じ)で表される環状L−アミノ酸を製造する方法。
The polypeptide according to any one of claims 1 to 3 or the transformant according to claim 9 is represented by the general formula (4).
Figure 0005005293
(Wherein R ′ is an optionally substituted alkyl chain having 2 to 7 carbon atoms) and is allowed to act on the cyclic amino acid represented by the general formula (5)
Figure 0005005293
(Wherein R ′ is the same as above), a method for producing a cyclic L-amino acid.
請求項1から3のいずれか1項に記載のポリペプチド又は請求項9に記載の形質転換体を、一般式(4)
Figure 0005005293
(式中、R'は置換基を有してもよい炭素数2〜7のアルキル鎖)で表される環状アミノ酸に作用させ、一般式(6)
Figure 0005005293
(式中R'は上記と同じ)で表される環状イミンを製造する方法。
The polypeptide according to any one of claims 1 to 3 or the transformant according to claim 9 is represented by the general formula (4).
Figure 0005005293
(Wherein R ′ is an optionally substituted alkyl chain having 2 to 7 carbon atoms) and is allowed to act on the cyclic amino acid represented by the general formula (6)
Figure 0005005293
(Wherein R ′ is the same as described above).
請求項1から3のいずれか1項に記載のポリペプチド又は請求項9に記載の形質転換体を、アミノ酸脱水素酵素および補酵素再生能を有する酵素の存在下で、一般式(1)
Figure 0005005293
(式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜20のアラルキル基、もしくは置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。)で表されるラセミ体アミノ酸に作用させ、一般式(2)
Figure 0005005293
(式中、Rは前記と同じ)で表されるL−アミノ酸を製造する方法。
The polypeptide according to any one of claims 1 to 3 or the transformant according to claim 9 is represented by the general formula (1) in the presence of an amino acid dehydrogenase and an enzyme having a coenzyme regeneration ability.
Figure 0005005293
(In the formula, R has an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a substituent. Or a racemic amino acid represented by the general formula (2):
Figure 0005005293
(Wherein, R is the same as described above).
請求項1から3のいずれか1項に記載のポリペプチド又は請求項9に記載の形質転換体を、アミノ酸脱水素酵素および補酵素再生能を有する酵素の存在下で、一般式(4)
Figure 0005005293
(式中、R'は置換基を有してもよい炭素数2〜7のアルキル鎖)で表される環状アミノ酸に作用させることを特徴とする、一般式(5)
Figure 0005005293
(式中R'は上記と同じ)で表される環状L−アミノ酸の製造方法。
The polypeptide according to any one of claims 1 to 3 or the transformant according to claim 9 is represented by the general formula (4) in the presence of an amino acid dehydrogenase and an enzyme having a coenzyme regeneration ability.
Figure 0005005293
Wherein R ′ is a cyclic amino acid represented by the general formula (5), wherein R ′ is an optionally substituted alkyl chain having 2 to 7 carbon atoms.
Figure 0005005293
(Wherein R ′ is the same as above), a method for producing a cyclic L-amino acid.
前記ポリペプチドが請求項9〜11のいずれか1項に記載の形質転換体が生産するD−アミノ酸オキシダーゼである、請求項13又は17に記載のL−アミノ酸の製造方法。 The method for producing an L-amino acid according to claim 13 or 17, wherein the polypeptide is a D-amino acid oxidase produced by the transformant according to any one of claims 9 to 11 . 前記ポリペプチドが請求項9〜11のいずれか1項に記載の形質転換体が生産するD−アミノ酸オキシダーゼである、請求項14に記載の2−オキソ酸の製造方法。 The method for producing 2-oxo acid according to claim 14, wherein the polypeptide is D-amino acid oxidase produced by the transformant according to any one of claims 9 to 11 . 前記ポリペプチドが請求項9〜11のいずれか1項に記載の形質転換体が生産するD−アミノ酸オキシダーゼである、請求項15又は18に記載の環状L−アミノ酸の製造方法。 The method for producing a cyclic L-amino acid according to claim 15 or 18, wherein the polypeptide is a D-amino acid oxidase produced by the transformant according to any one of claims 9 to 11 . 前記ポリペプチドが請求項9〜11のいずれか1項に記載の形質転換体が生産するD−アミノ酸オキシダーゼである、請求項16に記載の環状イミンの製造方法。 The method for producing a cyclic imine according to claim 16, wherein the polypeptide is a D-amino acid oxidase produced by the transformant according to any one of claims 9 to 11 . 前記アミノ酸脱水素酵素が、フェニルアラニン脱水素酵素、又はロイシン脱水素酵素である、請求項17に記載のL−アミノ酸の製造方法。 The method for producing an L-amino acid according to claim 17 , wherein the amino acid dehydrogenase is phenylalanine dehydrogenase or leucine dehydrogenase. 前記補酵素再生能を有する酵素が、ギ酸脱水素酵素、又はグルコース脱水素酵素である、請求項17に記載のL−アミノ酸の製造方法。 The method for producing an L-amino acid according to claim 17 , wherein the enzyme having a coenzyme regeneration ability is formate dehydrogenase or glucose dehydrogenase. 前記補酵素再生能を有する酵素が、ギ酸脱水素酵素、又はグルコース脱水素酵素である、請求項18に記載の環状L−アミノ酸の製造方法。 The method for producing a cyclic L-amino acid according to claim 18 , wherein the enzyme having the ability to regenerate coenzyme is formate dehydrogenase or glucose dehydrogenase. カタラーゼ存在下にておこなう、請求項13、17又は19に記載のL−アミノ酸の製造方法。 The method for producing an L-amino acid according to claim 13, 17 or 19, which is carried out in the presence of catalase. カタラーゼ存在下にておこなう、請求項14又は20に記載の2−オキソ酸の製造方法。 The method for producing 2-oxo acid according to claim 14 or 20, which is carried out in the presence of catalase. カタラーゼ存在下にておこなう、請求項16又は21に記載の環状イミンの製造方法。 The method for producing a cyclic imine according to claim 16 or 21, which is carried out in the presence of catalase.
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