JP5172201B2 - Method for producing protein-containing solution - Google Patents

Method for producing protein-containing solution Download PDF

Info

Publication number
JP5172201B2
JP5172201B2 JP2007125501A JP2007125501A JP5172201B2 JP 5172201 B2 JP5172201 B2 JP 5172201B2 JP 2007125501 A JP2007125501 A JP 2007125501A JP 2007125501 A JP2007125501 A JP 2007125501A JP 5172201 B2 JP5172201 B2 JP 5172201B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
solution
cells
culture
activity
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
JP2007125501A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008278792A (en
JP2008278792A5 (en
Inventor
卓理 秋山
文昭 渡辺
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.)
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon 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 Mitsubishi Chemical Corp, Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2007125501A priority Critical patent/JP5172201B2/en
Publication of JP2008278792A publication Critical patent/JP2008278792A/en
Publication of JP2008278792A5 publication Critical patent/JP2008278792A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5172201B2 publication Critical patent/JP5172201B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

Description

本発明は、細胞破砕液から細胞破砕片を効率的に除去してタンパク質含有溶液を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a protein-containing solution by efficiently removing cell debris from a cell disruption solution.

細胞内に生産された有用タンパク質を単離または精製して利用する場合、物理的又は化学的手段によって細胞を破砕した後、細胞破砕液中に共存する細胞破砕片を除去する必要がある。細胞破砕片を除去する手段としては、遠心分離や遠心分離やろ過等の手段を用いることが一般的である。しかしながら、これら手段によって細胞破砕片を除去しようとする場合にはいくつかの問題点がある。例えば、細胞破砕片は細胞に比べて沈殿し難いため、遠心分離によって細胞破砕片を除去しようとする場合には大きな遠心力が必要となる。従って、工業的スケールでの遠心分離を行う場合には、高性能、高価な遠心分離機が必要となり、製品のコストアップ要因となる。また、ろ過によって細胞破砕片の除去を行う場合、ろ材の目詰まりやファウリングが生じやすく、結果としてタンパク質回収量の低下に繋がる。   When a useful protein produced in a cell is isolated or purified and used, it is necessary to crush cells by physical or chemical means, and then remove cell fragments that coexist in the cell lysate. As means for removing cell debris, it is common to use means such as centrifugation, centrifugation and filtration. However, there are several problems when trying to remove cell debris by these means. For example, since cell fragments are more difficult to settle than cells, a large centrifugal force is required when removing cell fragments by centrifugation. Therefore, when performing centrifugal separation on an industrial scale, a high-performance and expensive centrifugal separator is required, which increases the cost of the product. Moreover, when removing cell fragments by filtration, the filter medium is likely to be clogged or fouled, resulting in a decrease in protein recovery.

これら問題点を解決する方法として、例えば、細胞破砕液にカチオン系高分子凝集剤を添加する方法が知られている(特許文献1参照)。しかし、凝集剤の添加によって目的タンパク質が細胞破砕片と共に沈殿し、目的タンパク質の機能、例えば、タンパク質が酵素である場合にはその酵素活性が消失する場合がある。 また、凝集剤の種類や添加濃度によっては、粘性が高くなったり、均一に溶解するまでに時間を要するといった問題点を有する。さらにろ過により細胞破砕片を除去する場合は、その高分子量ゆえに、ろ過速度の低下、ろ材の目詰まりやファウリングの原因になりかねない。   As a method for solving these problems, for example, a method of adding a cationic polymer flocculant to a cell disruption solution is known (see Patent Document 1). However, the addition of the flocculant precipitates the target protein together with the cell debris, and the function of the target protein, for example, when the protein is an enzyme, the enzyme activity may disappear. In addition, depending on the type and concentration of the flocculant, there is a problem that the viscosity becomes high or it takes time to dissolve uniformly. Further, when cell debris is removed by filtration, because of its high molecular weight, it may cause a decrease in filtration rate, clogging of the filter medium, and fouling.

特開昭63−3798号公報Japanese Patent Laid-Open No. 63-3798

本発明は、目的タンパク質の沈殿や機能消失、ろ過速度の低下、ろ材の目詰まりやファウリング等を引き起こさず、かつ、粘性、溶解性の観点からも取り扱いやすい添加剤を適用することによって、細胞破砕液から細胞破砕片を効率的に除去する方法を提供することを目的とする。   By applying an additive that does not cause precipitation or loss of function of the target protein, decrease in the filtration rate, clogging or fouling of the filter medium, and is easy to handle from the viewpoint of viscosity and solubility, It aims at providing the method of removing a cell debris efficiently from a crushing liquid.

本発明者らは、上記課題を解決するために誠意研究を行った結果、両性界面活性剤を細胞破砕液に添加することにより、細胞破砕液から細胞破砕片を効率的に除去してタンパク質含有溶液を製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of conducting sincere research to solve the above problems, the present inventors efficiently removed cell debris from the cell lysate by adding an amphoteric surfactant to the cell lysate, and contained protein. The present inventors have found that a solution can be produced and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
(1)以下(A)〜(D)の工程から成る、タンパク質含有溶液の製造方法。
(A) 細胞を培養する工程
(B) 工程(A)で得られた細胞を破砕して、タンパク質および細胞破砕片を含有する細胞破砕液を調製する工程
(C) 工程(B)で得られたタンパク質および細胞破砕片を含有する細胞破砕液に両性界面活性剤を添加する工程
(D) 工程(C)で得られた両性界面活性剤を添加した細胞破砕液から細胞破砕片を除去する工程
That is, the present invention is as follows.
(1) A method for producing a protein-containing solution comprising the following steps (A) to (D).
(A) Step for culturing cells (B) Step (C) for crushing the cells obtained in step (A) and preparing a cell lysate containing protein and cell debris (C) Step (B) Step of adding amphoteric surfactant to cell lysate containing protein and cell debris (D) Step of removing cell debris from cell lysate added with amphoteric surfactant obtained in step (C)

本発明によれば、目的タンパク質の沈殿や機能消失、ろ過時の目詰まりやファウリング等を伴わずに、細胞破砕液から細胞破砕片を効率的に除去することができる。   According to the present invention, cell fragments can be efficiently removed from the cell disruption solution without causing precipitation or loss of function of the target protein, clogging during filtration, fouling, or the like.

以下に本発明の実施の形態について説明するが、本実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施の形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施をすることができる。 Embodiments of the present invention will be described below. However, the present embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not intended to be limited to these embodiments. The present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.

本発明は、以下のとおりである。
以下(A)〜(D)の工程から成る、タンパク質含有溶液の製造方法。
(A) 細胞を培養する工程
(B) 工程(A)で得られた細胞を破砕して、タンパク質および細胞破砕片を含有する細胞破砕液を調製する工程
(C) 工程(B)で得られたタンパク質および細胞破砕片を含有する細胞破砕液に両性界面活性剤を添加する工程
(D) 工程(C)で得られた両性界面活性剤を添加した細胞破砕液から細胞破砕片を除去する工程
The present invention is as follows.
A method for producing a protein-containing solution comprising the following steps (A) to (D).
(A) Cell culturing step
(B) A step of crushing the cells obtained in step (A) to prepare a cell disruption solution containing protein and cell fragments
(C) A step of adding an amphoteric surfactant to the cell disruption solution containing the protein and cell debris obtained in step (B)
(D) A step of removing cell debris from the cell disruption solution added with the amphoteric surfactant obtained in step (C)

工程(A)において、細胞とは、その生死を問わず、外界を隔離する膜構造に囲まれ、内部に自己再生能を備えた遺伝情報とその発現機構を持つ(あるいは持っていた)生命体を言う。本発明における細胞の具体的な例としては、微生物細胞、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞等が挙げられる。微生物の具体的な例としては、例えば、細菌、酵母、糸状菌、放線菌等が挙げられ、これらの具体例として、バチルス・ステアロサ−モフイルス、バチルス・ズブチリス、バチルス・セレウス・バチルス・ブレビス、バチルス・サーキユランス、バチルス・コアギユランス、バチルス・リケニホーミス、バチルス・メガテリウム、バチルス・ポリミキサ等のバチルス属の細菌、エシエリシア・コリ、エシエリシア・アデカルボキシラタ、エシエリシア・アネロジーネス、エシエリシア・アニンドリツカ等の大腸菌群類の細菌、シユードモナス・アエルギノーザ、シユードモナス・アセリス、シユードモナス・アシドボランス、シユードモナス・プチダ、シユードモナス・フルオレツセンス、シユードモナス・マルトフイリア等のシユードモナス属の細菌、ラクトバチルス・カゼイ、ストレプトコツカス・ラクチス、ラクトバチルス・アシドフイルス、ラクトバチルス・ブレビス、ラクトバチルス・ブルガリカス等の乳酸菌、アセトバクター・アセチ、アセトバクター・オキシダンス、アセトバクター・ランセンス、アセトバクターロゼウム、アセトバクター・キシリニウム等の酢酸菌、サツカロミセス・セレビシエ、サツカロミセス・カールスベルゲンシス、ビヒア・フアーメンタス、ピヒア・メンブランアエフアシエンス、ハンゼヌラ・アノマーラ、ハンゼヌラ・サチユラナス、チゾサツカロミセス・ポンベ、チゾサツカロミセス・オクトスポラス、エンドミコプシス・フイブリガー等の酵母、ムコール・ラセモサス、ムコール・ジヤバニカス、リゾプス・ジヤポニカス、リゾプス・ジヤパニカス、アスパラギラス・ニガー等の糸状菌、ストレプトマイセス・グリセウス、ストレプトマイセス・アルバン、ストレプトマイセス・バルガー、ノカルデイア・オパカ、アクチノプラネス・ウタヘンシス、アクチノプラネス・ミリウリエンシス等の放線菌、ロドコッカス・ロドクロウス、ロドコッカス・グロベルルス、ロドコッカス・ルテウス、ロドコッカス ・エリスロポリス、ロドコッカス ・エクイ等のロドコッカス属細菌等が挙げられる。 In step (A), a cell is a life form that is surrounded by a membrane structure that isolates the outside world, whether it is alive or dead, and that has (or has) genetic information with self-renewal capability and its expression mechanism. Say. Specific examples of cells in the present invention include microbial cells, animal cells, insect cells, plant cells and the like. Specific examples of microorganisms include, for example, bacteria, yeasts, filamentous fungi, actinomycetes, etc., and specific examples thereof include Bacillus stearosa mophilus, Bacillus subtilis, Bacillus cereus Bacillus brevis, Bacillus. Bacteria belonging to the genus Bacillus such as Circillance, Bacillus coagillance, Bacillus lichenihomis, Bacillus megaterium, Bacillus polymixer, Escherichia coli, Escherichia adecarboxylatata, Escherichia anology, Escherichia anandrica and other coliform bacteria Syudomonas such as Syudomonas aeruginosa, Syudomonas aceris, Syudomonas acidborans, Syudomonas petitda, Syudomonas fluorescens, Syudomonas maltofilia Lactic acid bacteria such as Lactobacillus casei, Streptococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus bulgaricus, Acetobacter aceti, Acetobacter oxydance, Acetobacter lancen Acetic acid bacteria such as Acetobacter roseum, Acetobacter xylinium, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, Bichia fumentas, Pichia membran afuciens, Hansenula anomala, Hansenula sachiuranas, Chizosatsu caromyces Pombe, Chizosaccharomyces octospora, Endomycopsis fibriga and other yeasts, Mucor racemosus, Mucor Jabanicus, Rhizopus japonicas, Rhizopus Filamentous fungi such as Japanicus, Asparagillus niger, Streptomyces griseus, Streptomyces alban, Streptomyces balgar, Nocardia opaca, Actinoplanes utahensis, Actinoplanes miriuriensis actinomycetes, Examples include Rhodococcus bacteria such as Rhodococcus rhodochrous, Rhodococcus globulus, Rhodococcus luteus, Rhodococcus erythropolis, Rhodococcus equi.

さらに、大腸菌(エシエリシア・コリ)のより具体的な例としては、例えば、K12株やB株等の野生株、あるいはそれら野生株由来の派生株であるC600株、W3110株、JM109株、XL1-Blue株、BL21(DE3)株等が挙げられる。   Furthermore, more specific examples of Escherichia coli (Escherichia coli) include, for example, wild strains such as K12 strain and B strain, or C600 strain, W3110 strain, JM109 strain, XL1- Blue strain, BL21 (DE3) strain and the like can be mentioned.

また、ロドコッカス属細菌のより具体的な例としては、例えば、ロドコッカス・ロドクロウスATCC999株、ATCC12674株、ATCC17895株、ATCC15998株、ATCC33275株、ATCC184、ATCC4001株、ATCC4273株、ATCC4276株、ATCC9356株、ATCC12483株、ATCC14341株、ATCC14347株、ATCC14350株、ATCC15905株、ATCC15998株、ATCC17041株、ATCC19149株、ATCC19150株、ATCC21243株、 ATCC29670株、ATCC29672株、ATCC29675株、ATCC33258株、ATCC13808株、ATCC17043株、ATCC19067株、ATCC21999株、ATCC21291株、ATCC21785株、ATCC21924株、 IFO14894株、IFO3338株、NCIMB11215株、NCIMB11216株、JCM3202株、ロドコッカス・ロドクロウスJ1株(FERM BP-1478)、ロドコッカス ・グロベルルスIFO14531株、ロドコッカス ・ルテウスJCM6162株、JCM6164株、ロドコッカス ・エリスロポリスIFO12538株、IFO12320株、ロドコッカス ・エクイIFO3730株、JCM1313株等が挙げられる。   More specific examples of Rhodococcus bacteria include, for example, Rhodococcus rhodochrous ATCC999, ATCC12674, ATCC17895, ATCC15998, ATCC33275, ATCC184, ATCC4001, ATCC4273, ATCC4276, ATCC9356, ATCC12483 ATCC14341, ATCC14347, ATCC14350, ATCC15905, ATCC15998, ATCC15998, ATCC17041, ATCC19149, ATCC19150, ATCC21243, ATCC29670, ATCC29672, ATCC29675, ATCC33258, ATCC13808, ATCC17067, ATCC19067, ATCC19067 , ATCC21291, ATCC21785, ATCC21924, IFO14894, IFO3338, NCIMB11215, NCIMB11216, JCM3202, Rhodococcus rhodochrous J1 (FERM BP-1478), Rhodococcus globullus IFO14531, Tedococcus 616 Examples include JCM6164, Rhodococcus erythropolis IFO12538, IFO12320, Rhodococcus equi IFO3730, JCM1313.

これらの微生物は、アメリカンタイプカルチャーコレクション(ATCC)や、独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジー本部生物遺伝資源部門(NBRC)独立行政法人理化学研究所 バイオリソースセンター微生物材料開発室等の分譲機関からそれぞれ入手可能である。なお、本発明において、細胞が微生物である場合には、細胞を「菌」または「菌体」と称することがある。   These microorganisms can be obtained from the American Type Culture Collection (ATCC) and other agencies such as the Biotechnology Center, Biotechnology Headquarters, Biotechnology Headquarters, National Institute of Technology and Evaluation, RIKEN BioResource Center, Microbial Materials Development Office, etc. It is available. In the present invention, when the cell is a microorganism, the cell may be referred to as “bacteria” or “bacteria”.

動物細胞の具体的な例としては、例えば、サル細胞COS-7、Vero細胞、CHO細胞、マウスL細胞、ラットGH3、ヒトFL細胞等が挙げられる。昆虫細胞の具体的な例としては、例えば、Sf9細胞、Sf21細胞等が挙げられる。植物細胞の具体的な例としては、タバコBY-2細胞等が挙げられる。   Specific examples of animal cells include monkey cells COS-7, Vero cells, CHO cells, mouse L cells, rat GH3, human FL cells and the like. Specific examples of insect cells include, for example, Sf9 cells and Sf21 cells. Specific examples of plant cells include tobacco BY-2 cells.

また、上記細胞に加え、上記細胞に対して遺伝子操作が行われた細胞も、本発明における細胞の範囲に含まれる。遺伝子操作の種類に特段の限定はないが、例えば、細胞にベクターを導入する操作等が挙げられる。以下、本発明においては、このような操作を「形質転換」と呼ぶことがあり、形質転換がなされた細胞を「形質転換体」と呼ぶことがある。   In addition to the above cells, cells in which genetic manipulation has been performed on the above cells are also included in the range of cells in the present invention. There are no particular limitations on the type of genetic manipulation, but examples include manipulation of introducing a vector into a cell. Hereinafter, in the present invention, such an operation is sometimes referred to as “transformation”, and the transformed cell is sometimes referred to as “transformant”.

形質転換の一つの態様として、目的タンパク質を細胞で発現させるために、目的タンパク質をコードする遺伝子の上流に転写プロモーターを、必要に応じて下流にターミネーターを配置した発現ベクターを構築し、該発現ベクターを細胞に導入する操作が挙げられる。ベクターは、それぞれの細胞に適したものを使用することができ、例えば、プラスミドDNA、バクテリオファージDNA、レトロトランスポゾンDNA、人工染色体DNA等が挙げられる。例えば、大腸菌細胞に適したベクターとしては、大腸菌中での自律複製可能な領域を有しているpTrc99A(Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS)、オランダ;http://www.cbs.knaw.nl/)、pUC19(タカラバイオ、日本)、pKK233-2(Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS)、オランダ;http://www.cbs.knaw.nl/)、pET-12(Novagen社、ドイツ)、pET-26b(Novagen社、ドイツ)等を用いることができる。また、必要に応じてこれらベクターを改変したものも用いることができる。発現ベクターの構築に伴うDNAの切断および結合はいかなる方法でもよく、制限酵素を用いる方法、トポイソメラーゼを用いる方法等を利用できる。その際、必要であれば、適当なリンカーを付加してもよい。   As one aspect of transformation, in order to express the target protein in cells, an expression vector is constructed in which a transcription promoter is placed upstream of the gene encoding the target protein and a terminator is placed downstream if necessary. For example, an operation of introducing a cell into a cell. A vector suitable for each cell can be used, and examples thereof include plasmid DNA, bacteriophage DNA, retrotransposon DNA, artificial chromosome DNA and the like. For example, suitable vectors for E. coli cells include pTrc99A (Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS), the Netherlands; http://www.cbs.knaw.nl/) having a region capable of autonomous replication in E. coli, pUC19 (Takara Bio, Japan), pKK233-2 (Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS), Netherlands; http://www.cbs.knaw.nl/), pET-12 (Novagen, Germany), pET-26b (Novagen) Company, Germany) can be used. Moreover, what modified these vectors as needed can also be used. Any method for cleaving and binding DNA accompanying construction of an expression vector may be used, and a method using a restriction enzyme, a method using topoisomerase, and the like can be used. At that time, if necessary, an appropriate linker may be added.

プロモーターの種類は細胞において適切な発現を可能にするものであれば特に限定されるものではないが、例えば、大腸菌において利用できるのものとしては、トリプトファンオペロンのtrpプロモーター、ラクトースオペロンのlacプロモーター、ラムダファージ由来のPLプロモーターおよびPRプロモーター等が挙げられ、tacプロモーター、trcプロモーターのように改変、設計された配列も利用できる。枯草菌細胞において利用できるものとしては、グルコン酸合成酵素プロモーター(gnt)、アルカリプロテアーゼプロモーター(apr)、中性プロテアーゼプロモーター(npr)、α−アミラーゼプロモーター(amy)等が挙げられる。ロドコッカス属細菌細胞において利用できるものとしては、ロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis) SK92-B1株由来のニトリラーゼ発現調節遺伝子に係るプロモーター等が挙げられる。一方、ターミネーターは必ずしも必要ではないが、その種類も特段限定されるものではなく、例えばρ因子非依存性のもの、例えばリポプロテインターミネーター、trpオペロンターミネーター、rrnBターミネーター等が挙げられる。   The type of promoter is not particularly limited as long as it allows appropriate expression in cells. Examples of promoters that can be used in E. coli include the tryptophan operon trp promoter, the lactose operon lac promoter, and lambda. Examples include phage-derived PL promoters and PR promoters, and modified and designed sequences such as tac promoter and trc promoter can also be used. Examples that can be used in Bacillus subtilis cells include gluconic acid synthase promoter (gnt), alkaline protease promoter (apr), neutral protease promoter (npr), α-amylase promoter (amy), and the like. Examples of those that can be used in Rhodococcus bacteria cells include promoters related to nitrilase expression regulatory genes derived from Rhodococcus erythropolis SK92-B1 strain. On the other hand, the terminator is not necessarily required, but the type of the terminator is not particularly limited, and examples thereof include ρ factor-independent ones such as lipoprotein terminator, trp operon terminator, rrnB terminator and the like.

また、アミノ酸への翻訳にとって重要な塩基配列として、SD配列やKozak配列等のリボソーム結合配列が知られており、これらの配列を変異遺伝子の上流に挿入することもできる。原核生物を細胞に用いるときにはSD配列を、真核細胞を細胞に用いるときにはKozak配列をPCR法等により付加してもよい。SD配列としては、大腸菌由来または枯草菌由来の配列等が挙げられるが、大腸菌や枯草菌等の所望の細胞内で機能する配列であれば特に限定されるものではない。たとえば、16SリボゾームRNAの3’末端領域に相補的な配列が4塩基以上連続したコンセンサス配列をDNA合成により作製して利用してもよい。   Further, ribosome binding sequences such as an SD sequence and a Kozak sequence are known as base sequences important for translation into amino acids, and these sequences can be inserted upstream of a mutated gene. An SD sequence may be added by PCR or the like when a prokaryotic cell is used for a cell, and a Kozak sequence may be added when a eukaryotic cell is used for a cell. Examples of the SD sequence include sequences derived from Escherichia coli or Bacillus subtilis, but are not particularly limited as long as the sequences function in desired cells such as Escherichia coli and Bacillus subtilis. For example, a consensus sequence in which a sequence complementary to the 3 'terminal region of 16S ribosomal RNA is complementary to 4 or more bases may be prepared by DNA synthesis and used.

ベクターには目的とする形質転換体を選別するための因子(選択マーカー)を含んでもよい。選択マーカーとしては、薬剤耐性遺伝子や栄養要求性相補遺伝子、資化性付与遺伝子等が挙げられ、目的や細胞に応じて選択されうる。例えば大腸菌で選択マーカーとして用いられる薬剤耐性遺伝子としては、アンピシリン耐性遺伝子、カナマイシン遺伝子、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子等が挙げられる。   The vector may contain a factor (selection marker) for selecting the desired transformant. Examples of selectable markers include drug resistance genes, auxotrophic complementary genes, and assimilative genes, and can be selected according to the purpose and cells. For example, drug resistance genes used as selection markers in E. coli include ampicillin resistance gene, kanamycin gene, dihydrofolate reductase gene, neomycin resistance gene and the like.

細胞へのベクターの導入方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。細胞が細菌である場合には、例えば、カルシウムイオンを用いる方法、エレクトロポレーション法、プロトプラスト法等が挙げられる。細胞が酵母である場合には、例えば、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法等が挙げられる。細胞が糸状菌である場合には、例えば、プロトプラスト法、パーティクルガン法等が挙げられる。細胞が動物細胞である場合には、例えば、エレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法等が挙げられる。細胞が昆虫細胞である場合には、例えば、リン酸カルシウム法、リポフェクション法、エレクトロポレーション法等が用いられる。細胞が植物細胞である場合には、例えば、アグロバクテリウム法、パーティクルガン法、PEG法、エレクトロポレーション法等が挙げられる。   The method for introducing the vector into the cell is not particularly limited, and a known method can be used. When the cells are bacteria, for example, a method using calcium ions, an electroporation method, a protoplast method and the like can be mentioned. When the cell is yeast, for example, electroporation method, spheroplast method, lithium acetate method and the like can be mentioned. In the case where the cell is a filamentous fungus, examples thereof include a protoplast method and a particle gun method. When the cell is an animal cell, examples thereof include an electroporation method, a calcium phosphate method, and a lipofection method. When the cells are insect cells, for example, calcium phosphate method, lipofection method, electroporation method and the like are used. When the cell is a plant cell, for example, the Agrobacterium method, particle gun method, PEG method, electroporation method and the like can be mentioned.

上述の細胞を培養するに際し、使用する培地は、細胞が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、細胞を効率的に培養することができる培地であれば、天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。細胞が微生物である場合に用いられる炭素源としては、グルコース、ガラクトース、フラクトース、スクロース、ラフィノース、デンプン等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノール等のアルコール類等が挙げられる。窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸若しくは有機酸のアンモニウム塩またはその他の含窒素化合物等が挙げられる。その他、ペプトン(牛乳、獣肉、魚肉あるいは大豆タンパク質由来)、酵母エキス、肉エキス、コーンスティープリカー、各種アミノ酸等を用いてもよい。無機物としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、硫酸銅、炭酸カルシウム等が挙げられる。また、必要に応じ、培養中の発泡を防ぐために消泡剤を添加してもよい。また、ビタミン等を必要に応じて適宜添加してもよい。また、培養中、ベクターおよび目的遺伝子の脱落を防ぐために選択圧を掛けた状態で培養してもよい。すなわち、選択マーカーが薬剤耐性遺伝子である場合に相当する薬剤を培地に添加してもよく、選択マーカーが栄養要求性相補遺伝子である場合に相当する栄養因子を培地から除いてもよい。また、選択マーカーが資化性付与遺伝子である場合は、相当する資化因子を必要に応じて唯一因子として添加することができる。例えば、アンピシリン耐性遺伝子を含むベクターで形質転換した大腸菌を培養する場合、培養中に、必要に応じてアンピシリンを培地に添加してもよい。プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した形質転換体を培養する場合は、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、イソプロピル−β−D−チオガラクトシド(IPTG)で誘導可能なプロモーターを有する発現ベクターで形質転換した形質転換体を培養するときには、IPTG等を培地に添加することができる。また、インドール酢酸(IAA)で誘導可能なtrpプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した形質転換体を培養するときには、IAA等を培地に添加することができる。培地の滅菌方法は、培地を増殖能力のある微生物等が存在しない無菌状態にすることができる方法であればいかなる方法でもよく、例えば、加圧滅菌(オートクレーブ; 例えば121℃で20分間の加熱滅菌)やろ過滅菌(例えば孔径0.45μmまたは0.2μmのフィルターによるろ過)等が挙げられる。なお、加熱滅菌の際に培地成分同士の反応が懸念される場合等は、一またはそれ以上の培地成分を、それ以外の培地成分とは別個に滅菌し、滅菌後に混合してもよい。   When culturing the above-mentioned cells, the medium to be used contains a carbon source, nitrogen source, inorganic salts, etc. that can be assimilated by the cells, and can be a natural medium or a synthetic medium as long as the cells can be cultured efficiently. Any of the media may be used. Examples of the carbon source used when the cell is a microorganism include carbohydrates such as glucose, galactose, fructose, sucrose, raffinose and starch, organic acids such as acetic acid and propionic acid, and alcohols such as ethanol and propanol. Examples of the nitrogen source include ammonia, ammonium salts of inorganic acids or organic acids such as ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate, and ammonium phosphate, or other nitrogen-containing compounds. In addition, peptone (derived from milk, animal meat, fish meat or soy protein), yeast extract, meat extract, corn steep liquor, various amino acids and the like may be used. Examples of inorganic substances include monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, zinc sulfate, copper sulfate, and calcium carbonate. Moreover, you may add an antifoamer in order to prevent foaming during culture | cultivation as needed. Moreover, you may add a vitamin etc. suitably as needed. Further, during the culture, the culture may be performed under selective pressure in order to prevent the vector and the target gene from falling off. That is, a drug corresponding to the case where the selection marker is a drug resistance gene may be added to the medium, and the nutrient factor corresponding to the case where the selection marker is an auxotrophic complementary gene may be removed from the medium. When the selectable marker is an assimilation gene, a corresponding assimilation factor can be added as a sole factor as necessary. For example, when culturing E. coli transformed with a vector containing an ampicillin resistance gene, ampicillin may be added to the medium as needed during the culture. When cultivating a transformant transformed with an expression vector using an inducible promoter as a promoter, an inducer may be added to the medium as necessary. For example, when cultivating a transformant transformed with an expression vector having a promoter inducible with isopropyl-β-D-thiogalactoside (IPTG), IPTG or the like can be added to the medium. In addition, when cultivating a transformant transformed with an expression vector using a trp promoter inducible with indoleacetic acid (IAA), IAA or the like can be added to the medium. The medium can be sterilized by any method as long as the medium can be sterilized without the presence of microorganisms capable of growth. For example, autoclaving (eg, heat sterilization at 121 ° C. for 20 minutes) ) And filtration sterilization (for example, filtration with a filter having a pore size of 0.45 μm or 0.2 μm). When there is a concern about reaction between medium components during heat sterilization, one or more medium components may be sterilized separately from other medium components and mixed after sterilization.

細胞を培養する条件(培養条件)は、細胞の生育が妨げられず、かつ、目的タンパク質がその機能を有した形で適切に生産される条件であれば、特段限定されるものではない。培養温度は、例えば、10℃〜45℃、好ましくは10℃〜40℃、さらに好ましくは15℃〜40℃、さらにより好ましくは20℃〜37℃で行い、必要に応じて、培養中に温度を変更してもよい。培養時間は、例えば、5〜120時間、好ましくは5〜100時間、さらに好ましくは10〜100時間、さらにより好ましくは15〜80時間程度行う。培養前または培養中の培地のpHは、細胞の生育に適した値であればよく、必要に応じてpHの調整を行いながら培養することができる。例えば、細胞が大腸菌であればpH6〜9に調整する。pH調整剤としては無機または有機酸、アルカリ溶液等を用ることができる。   The conditions for culturing the cells (culture conditions) are not particularly limited as long as the growth of the cells is not hindered and the target protein is appropriately produced in a form having its function. The culture temperature is, for example, 10 ° C. to 45 ° C., preferably 10 ° C. to 40 ° C., more preferably 15 ° C. to 40 ° C., and even more preferably 20 ° C. to 37 ° C. May be changed. The culture time is, for example, 5 to 120 hours, preferably 5 to 100 hours, more preferably 10 to 100 hours, and still more preferably about 15 to 80 hours. The pH of the medium before or during the culture may be a value suitable for cell growth, and the culture can be performed while adjusting the pH as necessary. For example, if the cells are Escherichia coli, the pH is adjusted to 6-9. As the pH adjuster, an inorganic or organic acid, an alkaline solution, or the like can be used.

培養方法としては、固体培養、静置培養、振盪培養、通気攪拌培養等が挙げられ、細胞の生育に適した方法が選択される。例えば、大腸菌を培養する場合、培地としては、例えば、酵母エキス、トリプトン、ポリペプトン、コーンスティープリカー、大豆若しくは小麦ふすまの浸出液等の1種以上の窒素源に、塩化ナトリウム、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄若しくは硫酸マンガン等の無機塩類の1種以上を添加し、更に必要により糖質原料、ビタミン、抗生物質、誘導剤等を添加したものが用いられる。培地の初発pHは7〜9に調整するのが適当である。培養は、固体培養法で培養してもよいが、可能な限り液体培養法を採用して培養するのが好ましく、さらには、振盪培養または通気攪拌培養(ジャーファーメンター)による好気的条件下での培養が好ましい。通気攪拌培養を行う場合、その操作方式は限定されることなく、回分式(batch culture)、半回分式(fed-batch culture, semi-batch culture)および連続式(continuous culture)のいずれで行ってもよい。特に、高濃度培養により、装置あたり、時間あたり、費用あたり、または操作あたりの生産を高めたい場合には、半回分式培養を行うことができる。半回分式で用いられる流加(fed)培地成分は、初発(batch)培地成分と同一の組成のものを用いても、組成を変更してもよいが、初発培地と比較して培地成分濃度はより高濃度であることが好ましい。流加培地の体積は特段限定されることはないが、例えば、初発培地の1/2以下の体積を添加させることができる。流加培地を添加していく方法(feeding mode)としては、例えば、定流的流加法(constant)、指数的流加法(exponential)、段階的増加流加法(stepwise increase)、比増殖速度制御流加法(specific growth-rate control)、pHスタット流加法(pH-stat)、DOスタット流加法(DO-stat)、グルコース濃度制御流加法(glucose concentration control)、酢酸濃度モニタリング流加法(acetate concentration monitoring)、ファジー神経回路流加法(fuzzy neural network)等が挙げられるが、所望の細胞生育およびタンパク質生産が達成されるものであれば特段限定されるものではない。半回分式培養実施時の培養終了時期は、流加培地の投入終了後に限定される必要はなく、必要に応じて培養を継続し、所望の細胞生育およびタンパク質生産が達成される時点で培養終了とすることができる。   Examples of the culture method include solid culture, stationary culture, shaking culture, and aeration and agitation culture, and a method suitable for cell growth is selected. For example, when culturing Escherichia coli, examples of the medium include one or more nitrogen sources such as yeast extract, tryptone, polypeptone, corn steep liquor, soybean or wheat bran leachate, sodium chloride, potassium monophosphate, Add one or more inorganic salts such as potassium potassium phosphate, magnesium sulfate, magnesium chloride, ferric chloride, ferric sulfate or manganese sulfate, and if necessary, saccharide raw materials, vitamins, antibiotics, inducers Etc. to which etc. were added are used. It is appropriate to adjust the initial pH of the medium to 7-9. The culture may be performed by a solid culture method, but it is preferable to employ a liquid culture method as much as possible, and further, aerobic conditions by shaking culture or aeration and agitation culture (jar fermenter) Cultivation in is preferred. When performing aeration and agitation culture, the operation method is not limited, and it can be performed in any of a batch culture, a fed-batch culture, a semi-batch culture, and a continuous culture. Also good. In particular, when it is desired to increase production per apparatus, per hour, per cost, or per operation by high concentration culture, semi-batch culture can be performed. The fed medium component used in the semi-batch method may have the same composition as the batch medium component or the composition may be changed, but the concentration of the medium component compared to the initial medium Is preferably at a higher concentration. The volume of the feed medium is not particularly limited, but for example, a volume of 1/2 or less of the initial medium can be added. Examples of feeding modes that can be used for feeding medium include constant flow, constant, exponential, stepwise increase, and specific growth rate controlled flow. Specific growth-rate control, pH-stat fed-batch (pH-stat), DO-stat fed-batch (DO-stat), glucose concentration control fed-batch (glucose concentration control), acetic acid concentration monitoring fed-batch (acetate concentration monitoring) And fuzzy neural network and the like, but are not particularly limited as long as desired cell growth and protein production can be achieved. The end of culture when semi-batch culture is performed does not have to be limited after the end of feeding of the fed-batch medium, and the culture is continued as needed, and the culture ends when desired cell growth and protein production are achieved. It can be.

動物細胞を細胞として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているRPMI1640培地、DMEM培地またはこれらの培地に牛胎児血清等を添加した培地等が挙げられる。培養は、通常、5%CO2存在下、37℃で1〜30日行う。培養中は必要に応じてカナマイシン、ペニシリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。形質転換体が植物細胞または植物組織である場合は、培養は、通常の植物培養用培地、例えばMS基本培地、LS基本培地等を用いることにより行うことができる。培養方法は、通常の固体培養法、液体培養法のいずれをも採用することができる。   Examples of a medium for culturing a transformant obtained by using animal cells as cells include generally used RPMI1640 medium, DMEM medium, or a medium obtained by adding fetal calf serum or the like to these mediums. The culture is usually performed at 37 ° C. for 1 to 30 days in the presence of 5% CO 2. During culture, antibiotics such as kanamycin and penicillin may be added to the medium as necessary. When the transformant is a plant cell or plant tissue, the culture can be performed by using a normal plant culture medium such as an MS basic medium or an LS basic medium. As a culture method, any of a normal solid culture method and a liquid culture method can be employed.

培養によって得られた細胞は、必要に応じ、遠心分離や膜ろ過等の手段によって洗浄または濃縮を行うことができる。遠心分離は、細胞を沈降させる遠心力が供給できるものであれば特段限定されることはなく、円筒型や分離板型等を利用することができる。遠心力としては、例えば、500G〜20,000G程度で行うことができる。また、膜ろ過行う場合において利用できる膜としては、目的とする洗浄または濃縮を達成できれば、精密ろ過(MF)膜、限外ろ過(UF)膜いずれでもよいが、通常、精密ろ過(MF)膜を用いることが好ましい。精密ろ過は、例えば流動方向に基づけば、デッドエンド方式やクロスフロー(タンジェンシャルフロー)方式に分類でき、圧力の加え方に基づけば、重力式、加圧式、真空式、遠心力式等に分類でき、操作様式に基づけば、回分式と連続式等に分類することができるが、そのいずれをも利用することができる。MF膜の材質としては、高分子膜、セラミック膜、金属膜、およびそれらの複合型に大別でき、細胞または目的タンパク質の回収率(目的タンパク質が酵素である場合には、併せて活性回収率)を低下させるものでなければ特段限定されるものではないが、特に高分子膜、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、混合セルロースエステル、銅アンモニア法再生セルロースエステル、ポリイミド、ナイロン、テフロン(登録商標)等の使用が好ましい。膜の孔径としては、細胞を捕捉し、洗浄または濃縮操作が可能であればよく、通常、0.1〜0.5μm程度のものを用いることができる。   Cells obtained by culturing can be washed or concentrated by means such as centrifugation or membrane filtration, if necessary. Centrifugation is not particularly limited as long as it can supply a centrifugal force for sedimenting cells, and a cylindrical shape, a separation plate shape, or the like can be used. As a centrifugal force, it can carry out at about 500G-20,000G, for example. The membrane that can be used for membrane filtration may be either a microfiltration (MF) membrane or an ultrafiltration (UF) membrane as long as the desired washing or concentration can be achieved, but usually a microfiltration (MF) membrane. Is preferably used. For example, microfiltration can be classified into dead-end and crossflow (tangential flow) systems based on the flow direction, and classified into gravity, pressure, vacuum, and centrifugal force systems based on how pressure is applied. Yes, based on the operation mode, it can be classified into batch type, continuous type, etc., either of which can be used. Materials for MF membranes can be broadly classified into polymer membranes, ceramic membranes, metal membranes, and their composite types. Cell or target protein recovery rate (if the target protein is an enzyme, activity recovery rate is also included) ) Is not particularly limited as long as it does not decrease, particularly polymer membranes such as polysulfone, polyethersulfone, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, polypropylene, polyolefin, polyethylene, polycarbonate Polyacrylonitrile, mixed cellulose ester, copper ammonia method regenerated cellulose ester, polyimide, nylon, Teflon (registered trademark), etc. are preferably used. The pore size of the membrane is not particularly limited as long as it can capture cells and can be washed or concentrated. Usually, a pore size of about 0.1 to 0.5 μm can be used.

上記の洗浄または濃縮時には、水、または必要に応じて緩衝液、等張液を添加して希釈洗浄を行うこともできる。用いられる緩衝液は、細胞の適切な状態を維持し、目的タンパク質の回収率(目的タンパク質が酵素である場合には、併せて活性回収率)を低下させないものであれば特段限定されるものではなく、例えば、緩衝液成分濃度5〜500mM、好ましくは5〜150mM程度、pHとしては5〜9程度が挙げられる。緩衝液成分としては、緩衝能を期待するpH範囲によって異なるが、例えば、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tris)、リン酸ナトリウムまたはカリウム塩、クエン酸塩、酢酸塩等を挙げることができる。具体的には、例えば、20mMTris−硫酸緩衝液(pH8)、20mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7)等が挙げられる。また、等張液としては例えば、0.7〜0.9 %塩化ナトリウム溶液等が挙げられる。目的タンパク質を安定しうる物質等があればそれらを添加してもよい。   At the time of the washing or concentration described above, dilution washing can be performed by adding water or, if necessary, a buffer solution or an isotonic solution. The buffer used is not particularly limited as long as it maintains an appropriate state of the cell and does not reduce the recovery rate of the target protein (in the case where the target protein is an enzyme, the activity recovery rate is also reduced). For example, the buffer component concentration is 5 to 500 mM, preferably about 5 to 150 mM, and the pH is about 5 to 9. Examples of the buffer component vary depending on the pH range in which the buffer capacity is expected, and examples thereof include tris (hydroxymethyl) aminomethane (Tris), sodium or potassium phosphate, citrate, acetate, and the like. Specific examples include 20 mM Tris-sulfate buffer (pH 8), 20 mM sodium phosphate buffer (pH 7), and the like. Examples of the isotonic solution include 0.7 to 0.9% sodium chloride solution. If there are substances that can stabilize the target protein, they may be added.

次に、上記のようにして得られた細胞を破砕して、タンパク質および細胞破砕片を含有する細胞破砕液を調製する(工程B)。   Next, the cells obtained as described above are crushed to prepare a cell lysate containing protein and cell fragments (Step B).

細胞の破砕方法としては、超音波処理、フレンチプレスやホモジナイザーによる高圧処理、ビーズミルによる磨砕処理、衝撃破砕装置による衝突処理、リゾチーム、セルラーゼ、ペクチナーゼ等を用いる酵素処理、凍結融解処理、低張液処理、ファージによる溶菌誘導処理等が挙げられ、いずれかの方法を単独または必要に応じ組み合わせて利用することができる。細胞からの目的タンパク質回収率(目的タンパク質が酵素である場合には、タンパク質回収率に併せて活性回収率も含む。以下、同様。)が十分高いものであれば、破砕処理の種類は特段限定されることはない。十分高い目的タンパク質回収率あるいは活性回収率とは、例えば、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%、もっとも好ましくは99%以上である。工業的規模で細胞の破砕を行う場合は、操作性、回収率、コスト等を勘案し、例えば、高圧処理や磨砕処理、衝突処理あるいはこれら処理に酵素処理等を組み合わせた処理を行うことが好ましい。   Cell disruption methods include ultrasonic treatment, high-pressure treatment using a French press or homogenizer, grinding treatment using a bead mill, collision treatment using an impact crushing device, enzyme treatment using lysozyme, cellulase, pectinase, etc., freeze-thawing treatment, hypotonic solution Treatment, phage lysis induction treatment, and the like, and any of these methods can be used alone or in combination as necessary. If the target protein recovery rate from the cells (if the target protein is an enzyme, the activity recovery rate is included in addition to the protein recovery rate, the same applies hereinafter), the type of crushing treatment is particularly limited. It will never be done. The sufficiently high target protein recovery rate or activity recovery rate is, for example, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95%, and most preferably 99% or more. When crushing cells on an industrial scale, taking into consideration operability, recovery rate, cost, etc., for example, high pressure treatment, grinding treatment, collision treatment, or a combination of these treatments with enzyme treatment etc. preferable.

ビーズミルによる磨砕処理を行う場合、用いられるビーズは、例えば、密度2.5〜6.0g/cm3、サイズ0.1〜1.0mmのものを通常80〜85%程度充填することにより破砕を行うことができ、運転方式としては回分式、連続式いずれをも採用することができる。細胞濃度は特段限定されないが、例えば、細菌であれば6〜12%程度、酵母であれば14〜18%程度とすればよい。
高圧処理を行う場合、処理圧力は、細胞からの目的タンパク質回収率が十分高いものであれば特段限定されないが、例えば、40〜200MPa程度、好ましくは60-150MPa程度、より好ましくは80-120MPa程度の圧力で破砕を行うことができる。細胞濃度は特段限定されないが、例えば、20%以下程度であればよい。必要に応じて、装置を直列に配置したり、複数ステージ構造の装置を用いたりすることにより、多段階処理を行い、破砕および操作効率を向上させることも可能である。通常、処理圧力10MPaあたり2〜3℃の温度上昇が生じることから、必要に応じて冷却処理を行うことが好ましい。
When grinding by a bead mill, the beads used can be crushed by, for example, filling about 80 to 85% of a density of 2.5 to 6.0 g / cm 3 and a size of 0.1 to 1.0 mm, Either a batch system or a continuous system can be adopted as the operation system. The cell concentration is not particularly limited, but may be, for example, about 6 to 12% for bacteria and about 14 to 18% for yeasts.
When high-pressure treatment is performed, the treatment pressure is not particularly limited as long as the target protein recovery rate from the cells is sufficiently high. For example, about 40 to 200 MPa, preferably about 60 to 150 MPa, more preferably about 80 to 120 MPa. Crushing can be performed at a pressure of The cell concentration is not particularly limited, but may be, for example, about 20% or less. If necessary, it is possible to perform multistage processing by arranging the devices in series or using a device having a multi-stage structure, thereby improving crushing and operating efficiency. Usually, since a temperature rise of 2 to 3 ° C. occurs per processing pressure of 10 MPa, it is preferable to perform a cooling process as necessary.

衝突処理の場合、例えば、細胞スラリーを予め噴霧急速凍結処理(凍結速度:例えば1分間当たり数千℃)等によって凍結微細粒子(例えば50μm以下)にしておき、これを高速(例えば約300m/s)の搬送ガスによって衝突板に衝突させることで効率的に細胞を破砕することができる。   In the case of the collision treatment, for example, the cell slurry is preliminarily made into frozen fine particles (for example, 50 μm or less) by spray rapid freezing treatment (freezing speed: for example, several thousand degrees C. per minute), and this is performed at a high speed (for example, about 300 m / s The cells can be efficiently crushed by causing the carrier gas to collide with the collision plate.

上記のような処理を行うことで、細胞は破砕され、目的タンパク質を含む細胞内タンパク質が漏出し、細胞破砕片(破砕処理によって生じた細胞の一部)を含む細胞破砕液を得ることができる。なお、目的タンパク質と共に、細胞内の核酸も漏出し得る。漏出した核酸が原因で、処理液の粘度が上昇してハンドリングが困難になる場合、あるいは、後段の細胞破砕片除去工程において目的タンパク質回収率が低下する場合には、必要に応じて、核酸除去処理または核酸分解処理を行うことができる。細胞破砕液中の核酸を除去または分解する方法としては、目的タンパク質回収率を低下させず、かつ、核酸を除去または分解することができる方法であればいかなる方法でも良く、例えば、生化学実験講座5巻200〜201頁に記載されているように、細胞破砕液にプロタミン硫酸あるいはストレプトマイシンを添加することにより核酸を沈澱させる方法、核酸分解酵素で核酸を分解する方法、デキストラン−ポリエチレングリコールを用い液々分離を行う方法等が挙げられる。また、物理的破砕処理をさらに追加することも有効である場合がある。 これら方法のうち、特に、工程の煩雑化を避けつつ迅速に核酸を分解したい場合には、核酸分解酵素で核酸を分解する方法を採ることができる。核酸分解酵素処理に用いる核酸分解酵素は、少なくともデオキシリボ核酸(DNA)に作用し、核酸分解反応触媒能力を有し、DNA重合度を下げるものであればいかなるものでもよく、該形質転換体細胞内に本来存在する核酸分解酵素を利用してもよいが、別途、外因性の核酸分解酵素を添加してもよい。別途添加する核酸分解酵素としては、例えば、ウシ脾臓由来DNaseI(タカラバイオ、日本)、ブタ脾臓由来DNaseII(和光純薬、日本)、Serratia marcescens由来核酸分解酵素Benzonase Nuclease(タカラバイオ、日本)、Nuclease from Staphylococcus aureus(和光純薬、日本)等が挙げられる。添加する酵素量は酵素の種類やユニット数(U)の定義により異なるが、当業者であれば適宜設定することができる。必要に応じて、核酸分解酵素に要求されるマグネシウム等の補因子を添加しても良い。処理温度は用いる核酸分解酵素によって異なるが、常温生物種由来の核酸分解酵素であれば、例えば、20〜40℃の温度が用いられる。   By performing the treatment as described above, the cells are crushed, intracellular proteins including the target protein are leaked, and a cell lysate containing cell fragments (part of the cells generated by the crushing process) can be obtained. . In addition, intracellular nucleic acids can be leaked together with the target protein. If the viscosity of the processing solution increases and handling becomes difficult due to the leaked nucleic acid, or if the target protein recovery rate decreases in the subsequent cell debris removal step, nucleic acid removal is performed as necessary. Treatment or nucleic acid degradation treatment can be performed. As a method for removing or decomposing nucleic acid in the cell disruption solution, any method can be used as long as it does not decrease the target protein recovery rate and can remove or degrade nucleic acid. As described in Volume 5, pages 200-201, a method of precipitating nucleic acid by adding protamine sulfate or streptomycin to a cell disruption solution, a method of degrading nucleic acid with a nucleolytic enzyme, a solution using dextran-polyethylene glycol For example, a method of performing separation. It may also be useful to add additional physical crushing treatments. Among these methods, in particular, when it is desired to rapidly degrade nucleic acids while avoiding complicated processes, a method of degrading nucleic acids with a nucleolytic enzyme can be employed. The nucleolytic enzyme used in the nucleolytic enzyme treatment may be any nucleolytic enzyme as long as it acts on at least deoxyribonucleic acid (DNA), has a nucleolytic reaction catalytic ability, and lowers the degree of DNA polymerization. However, an exogenous nucleolytic enzyme may be added separately. Examples of the nucleolytic enzyme added separately include bovine spleen-derived DNase I (Takara Bio, Japan), porcine spleen-derived DNase II (Wako Pure Chemicals, Japan), Serratia marcescens-derived nucleolytic enzyme Benzonase Nuclease (Takara Bio, Japan), Nuclease from Staphylococcus aureus (Wako Pure Chemicals, Japan). The amount of enzyme to be added varies depending on the type of enzyme and the definition of the number of units (U), but can be appropriately set by those skilled in the art. If necessary, a cofactor such as magnesium required for the nucleolytic enzyme may be added. The treatment temperature varies depending on the nucleolytic enzyme to be used, but a temperature of 20 to 40 ° C. is used if it is a nucleolytic enzyme derived from a room temperature species.

次に、上記のようにして得られたタンパク質および細胞破砕片を含有する細胞破砕液に両性界面活性剤を添加する(工程C)。   Next, an amphoteric surfactant is added to the cell disruption solution containing the protein and cell debris obtained as described above (step C).

一般に、界面活性剤とは、少量で界面または表面の性質を変化させる物質であり、両性界面活性剤とは、界面活性剤のうち、水に溶解してイオンに解離し、分子内に陽イオン性官能基と陰イオン性官能基を一つ以上有する界面活性物質を言う。両性界面活性剤は、塩基性条件下は陰イオン性を、酸性条件下では陽イオン性を示す。本発明において用いる両性界面活性剤は、目的タンパク質の機能(目的タンパク質が酵素である場合にはその活性をいう。以下、同様。)を消失させずに細胞破砕液からの細胞破砕片除去を効率よく達成しうるものであれば如何なるものでもよいが、分子内の陰イオン性官能基がカルボン酸またはスルホン酸であることが好ましく、その分子量は1000以下であることが好ましい。本発明において用いることが好ましい両性界面活性剤の具体的な態様としては、例えば、アルキルアミノ脂肪酸またはその塩、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシドが挙げられ、より好ましくはアルキルジアミノエチルグリシンおよびその塩が挙げられ、さらに具体的には塩酸アルキルジアミノエチルグリシンおよびアルキルジアミノエチルグリシンナトリウムが挙げられる。   In general, a surfactant is a substance that changes the properties of an interface or surface with a small amount. An amphoteric surfactant is a surfactant that dissolves in water and dissociates into ions, and a cation is present in the molecule. A surfactant having at least one functional group and one anionic functional group. Amphoteric surfactants are anionic under basic conditions and cationic under acidic conditions. The amphoteric surfactant used in the present invention efficiently removes cell debris from the cell disruption solution without losing the function of the target protein (the activity of the target protein is an enzyme when the target protein is an enzyme; hereinafter the same applies). Any anionic functional group in the molecule is preferably a carboxylic acid or sulfonic acid, and the molecular weight is preferably 1000 or less. Specific examples of amphoteric surfactants preferably used in the present invention include alkylamino fatty acids or salts thereof, alkylbetaines and alkylamine oxides, and more preferably alkyldiaminoethylglycine and salts thereof. More specifically, alkyldiaminoethylglycine hydrochloride and sodium alkyldiaminoethylglycine hydrochloride are mentioned.

これらの両性界面活性剤は、単独若しくは二種類以上を組み合わせて用いることができ、さらには他の物質、例えば高分子凝集剤等と組み合わせて用いることを妨げない。細胞破砕液への両性界面活性剤の添加量は、その種類や細胞濃度によって異なり、目的タンパク質の機能を消失させずに細胞破砕液からの細胞破砕片の除去を効率よく達成しうる濃度であれば限定されるものではない。例えば、大腸菌細胞破砕液に対して塩酸アルキルジアミノエチルグリシンを添加する場合、破砕した大腸菌細胞の乾燥質量100質量部に対し、1〜50質量部、好ましくは2〜40質量部、より好ましくは5〜30質量部、さらに好ましくは10〜20質量部を添加すればよい。細胞破砕液に両性界面活性剤を添加した後は、両性界面活性剤が均一に溶解するように撹拌を行う。 例えば、1分間から24時間、好ましくは3分間から12時間、より好ましくは5分間から1時間程度撹拌する。両性界面活性剤が均一に溶解した後は、静置することもできる。細胞破砕液に両性界面活性剤を添加する際または添加後の温度およびpHは、目的タンパク質の機能を消失させずに細胞破砕液からの細胞破砕片除去を効率よく達成しうる濃度であれば限定されるものではない。例えば、温度は0℃〜50℃、好ましくは0〜30℃、さらに好ましくは0〜10℃とすればよく、pHは4〜10、好ましくは5〜9、さらに好ましくは6〜8とすればよい。pHの調整が必要な場合には、酸またはアルカリを添加したり、緩衝液を加えたりしてもよい。また、目的タンパク質を安定化するような物質を添加してもよい。   These amphoteric surfactants can be used singly or in combination of two or more kinds, and further do not prevent the use in combination with other substances such as a polymer flocculant. The amount of amphoteric surfactant added to the cell lysate varies depending on the type and cell concentration, and should be such that cell fragments can be efficiently removed from the cell lysate without losing the function of the target protein. It is not limited. For example, when alkyldiaminoethylglycine hydrochloride is added to the E. coli cell disruption solution, 1 to 50 parts by mass, preferably 2 to 40 parts by mass, more preferably 5 to 100 parts by mass of the dry mass of the disrupted E. coli cells. -30 mass parts, More preferably, 10-20 mass parts may be added. After the amphoteric surfactant is added to the cell lysate, stirring is performed so that the amphoteric surfactant is uniformly dissolved. For example, the mixture is stirred for 1 minute to 24 hours, preferably 3 minutes to 12 hours, more preferably 5 minutes to 1 hour. After the amphoteric surfactant is uniformly dissolved, it can be allowed to stand still. The temperature and pH when an amphoteric surfactant is added to the cell lysate are limited as long as the concentration can efficiently remove cell debris from the cell lysate without losing the function of the target protein. Is not to be done. For example, the temperature may be 0 ° C to 50 ° C, preferably 0 to 30 ° C, more preferably 0 to 0 ° C, and the pH may be 4 to 10, preferably 5 to 9, more preferably 6 to 8. Good. When pH adjustment is necessary, acid or alkali may be added, or a buffer solution may be added. In addition, a substance that stabilizes the target protein may be added.

両性界面活性剤の添加後に細胞破砕液または細胞破砕片に見かけ上の変化が生じることは必ずしも必要ではないが、細胞破砕液中の細胞破砕片の大きさが変化することが好ましい。例えば、細胞の培養条件や保存状態、破砕方法にもよるが、大腸菌細胞破砕片を高圧(100MPa)で2回破砕して得られる細胞破砕液に含まれる細胞破砕片の平均粒径は、通常、0.5μm〜1μm程度であるが、本発明に従って両性界面活性剤を添加すると、平均粒径は1.5μm以上になり得る。細胞破砕片の平均粒径は、例えば、画像解析法、コールター法、遠心沈降法、レーザー回折散乱法などにより求めることができる。   Although it is not always necessary that an apparent change occurs in the cell disruption solution or cell fragment after the addition of the amphoteric surfactant, it is preferable that the size of the cell fragment in the cell disruption solution changes. For example, although depending on cell culture conditions, storage conditions, and disruption method, the average particle size of the cell disruption contained in the cell disruption solution obtained by disrupting E. coli cell disruption twice at high pressure (100 MPa) is usually However, when an amphoteric surfactant is added according to the present invention, the average particle size can be 1.5 μm or more. The average particle size of the cell fragments can be determined by, for example, an image analysis method, a Coulter method, a centrifugal sedimentation method, a laser diffraction scattering method, or the like.

次に、上記のように得られた両性界面活性剤を添加した細胞破砕液から細胞破砕片を除去する(工程D)。   Next, cell debris is removed from the cell lysate added with the amphoteric surfactant obtained as described above (step D).

細胞破砕片を除去する方法としては、自然沈降、遠心分離、ろ過等の方法を用いることができる。好ましくは、遠心分離またはろ過である。
遠心分離は前述のとおり行うことができる。すなわち、細胞を沈降させる遠心力が供給できるものであれば特段限定されることはなく、円筒型や分離板型等を利用することができる。遠心力としては、例えば、500G〜20,000G程度で行うことができる。本発明に従い、細胞破砕液に両性界面活性剤をすることにより、細胞破砕片は沈殿しやすくなり、効率よく分離を行うことができる。
As a method for removing cell debris, methods such as natural sedimentation, centrifugation, and filtration can be used. Centrifugation or filtration is preferred.
Centrifugation can be performed as described above. That is, there is no particular limitation as long as a centrifugal force that precipitates cells can be supplied, and a cylindrical shape, a separation plate shape, or the like can be used. As a centrifugal force, it can carry out at about 500G-20,000G, for example. According to the present invention, by using an amphoteric surfactant in the cell disruption solution, the cell fragment is easily precipitated and can be separated efficiently.

ろ過は、MF膜またはUF膜を用いたろ過は前述の通り行うことができる。本発明における好ましい態様の一つとして、ろ過助剤を併用したろ紙またはろ布による加圧ろ過が挙げられる。ろ紙は、細胞破砕液から細胞破砕片を効率よく除去でいるものであれば如何なるものでもよく、精製した綿繊維(セルロース)主体としたものあるいはガラス繊維ろ紙等が挙げられ、例えば、JIS P3801の規定による定性分析用(1〜4種)および定量分析用(5種A〜Cおよび6種)のいずれかを用いることができる。好ましくは、3種、5種A、5種B、6種、7種等を用いることができる。また、ろ布も、細胞破砕液から細胞破砕片を効率よく除去でいるものであれば如何なるものでもよい。ろ布の材質としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド(ナイロン)、塩化ビニリデン、ビニロン、綿等のものを用いることができる。ろ布の糸の形態としては、例えば、スパン糸(短繊維糸) 、マルチフィラメント糸(長繊維糸) 、モノフィラメント糸(長単繊維糸) 、分割型極細繊維糸等のものを用いることができる。ろ布の組織としては、平織、綾織、二重織、フェルト、朱子織等が挙げられる。ろ布の通気性としては、例えば、0.01〜50(cm3/cm2・sec)ものを用いることができる。なお、工業的スケールでの加圧ろ過の具体的な型式としては、フィルタープレス(圧搾ろ過)、加圧葉状ろ過機、連続加圧式ドラムフィルター、スクリュープレス、ベルトプレス等が挙げられる。例えば、フィルタープレスを用いて行うことができる。   Filtration using MF membrane or UF membrane can be performed as described above. As one of the preferable embodiments in the present invention, pressure filtration with a filter paper or a filter cloth combined with a filter aid can be mentioned. The filter paper may be any filter paper as long as it can efficiently remove cell debris from the cell disruption solution, and examples thereof include purified cotton fiber (cellulose) -based materials or glass fiber filter paper. For example, JIS P3801 Either qualitative analysis (1 to 4 types) or quantitative analysis (5 types A to C and 6 types) can be used. Preferably, 3 types, 5 types A, 5 types B, 6 types, 7 types, and the like can be used. The filter cloth may be any filter cloth as long as cell fragments can be efficiently removed from the cell disruption solution. Examples of the material for the filter cloth include polypropylene, polyester, polyamide (nylon), vinylidene chloride, vinylon, and cotton. Examples of the thread form of the filter cloth include spun yarn (short fiber yarn), multifilament yarn (long fiber yarn), monofilament yarn (long single fiber yarn), and split-type ultrafine fiber yarn. . Examples of the filter cloth structure include plain weave, twill, double weave, felt, and satin weave. As the breathability of the filter cloth, for example, 0.01 to 50 (cm 3 / cm 2 · sec) can be used. Specific types of pressure filtration on an industrial scale include a filter press (pressing filtration), a pressure leaf filter, a continuous pressure drum filter, a screw press, a belt press, and the like. For example, it can be performed using a filter press.

ろ紙またはろ布と併用するろ過助剤は、細胞破砕液から細胞破砕片を効率よく除去できるものであれば如何なるものでもよい。例えば、珪藻土、パーライト(真珠岩)のほか、活性炭、セルロース系ろ過助剤等も用いることができる。珪藻土の具体的な例としては、例えば、ラジオライト#100、#200、#300、#500、#500S、#600、#700、#800、#800S、#900、#2000、#3000、ファインフローA、ファインフローB、スパークルフローおよびスペシャルフロー(昭和化学工業(株)、日本)、セライトFilter Cel、#577、Standard Super Cel、#512、Hyflo Super Cel、#503、#535、#545および#560(ワールドミネラルズ社、米国)、ダイカライト#215、Superaid、UF、Speedflow、#231、Speedplus、#375、SpeedEX(グレフコ社、米国)等を挙げられる。パーライトの具体的な例としては、トプコ#31、#34、#36および#38(昭和化学工業(株)、日本)、ロカヘルプ#419、#429、#439、#479、#4109、#4159および#4189(三井金属鉱業(株)、日本)等が挙げられる。活性炭の具体的な例としては、白鷺C、白鷺M、白鷺A、白鷺P、カルボラフィン、強力白鷺、精製白鷺および特製白鷺(日本エンバイロケミカルズ(株)、日本)、クラレコールPW、PKおよびPDX(クラレケミカル(株)、日本)等が挙げられる。セルロース系ろ過助剤の具体的な例としては、KCフロックW-50、W-100G、W-200G、W-300GおよびW-400G(日本製紙ケミカルス(株)、日本)、セラ・フロックおよびアルボセル(昭和化学工業(株)、日本)等が挙げられる。   The filter aid used in combination with the filter paper or filter cloth may be any filter aid that can efficiently remove cell debris from the cell disruption solution. For example, in addition to diatomaceous earth and perlite (pearlite), activated carbon, cellulose-based filter aid, and the like can be used. Specific examples of diatomaceous earth include, for example, radio lights # 100, # 200, # 300, # 500, # 500S, # 600, # 700, # 800, # 800S, # 900, # 2000, # 3000, fine Flow A, Fine Flow B, Sparkle Flow and Special Flow (Showa Chemical Industry Co., Ltd., Japan), Celite Filter Cel, # 577, Standard Super Cel, # 512, Hyflo Super Cel, # 503, # 535, # 545 and # 560 (World Minerals, USA), Dicalite # 215, Superaid, UF, Speedflow, # 231, Speedplus, # 375, SpeedEX (Grefco, USA), etc. Specific examples of perlite include Topco # 31, # 34, # 36 and # 38 (Showa Chemical Industry Co., Ltd., Japan), RocaHelp # 419, # 429, # 439, # 479, # 4109, # 4159 And # 4189 (Mitsui Metals Mining Co., Ltd., Japan). Specific examples of activated carbon include white birch C, white birch M, white birch A, white birch P, carborafine, strong white birch, refined white birch and special white birch (Nippon Enviro Chemicals, Japan), Kuraray Coal PW, PK and PDX. (Kuraray Chemical Co., Ltd., Japan). Specific examples of cellulosic filter aids include KC Flock W-50, W-100G, W-200G, W-300G and W-400G (Nippon Paper Chemicals Co., Ltd., Japan), Sera Flock and Arbocel (Showa Chemical Industry Co., Ltd., Japan).

ろ過助剤は、プリコートまたはボディーフィードのいずれかの方法により用いることができる。プリコートとは、ろ材面にろ過助剤の薄い皮膜を形成する工程または方法をいう。プリコートを行うことにより、ろ過の初期から清澄度の高いろ液を得ることができる。また、細胞破砕片が含まれたろ過ケーキの剥離を容易にし、ろ材の目詰まりを防止することができる。プリコートに用いるろ過助剤を懸濁する液は、細胞破砕液の一部を用いてもよい。また、単に水または緩衝液を用いてもよい。プリコートに用いるろ過助剤量としては、例えば、0.5kg/m2〜2kg/m2が挙げられる。   The filter aid can be used by either a precoat or body feed method. The precoat refers to a process or method for forming a thin film of filter aid on the filter medium surface. By performing the pre-coating, a filtrate with high clarity can be obtained from the beginning of filtration. Moreover, peeling of the filter cake containing cell fragments can be facilitated and clogging of the filter medium can be prevented. A part of the cell disruption solution may be used as the solution for suspending the filter aid used for the precoat. Moreover, you may use water or a buffer solution simply. Examples of the amount of the filter aid used for the precoat include 0.5 kg / m 2 to 2 kg / m 2.

ボディーフィードとは、原液(細胞破砕液)にろ過助剤を添加しながらろ過を行う方法をいう。ボディーフィードを行うことにより、圧縮性粒子の抵抗が小さくなり、時間当たりのろ過量が増大し、かつろ材が目詰まりを起こすまでの時間も延長することができる。ボディーフィードに用いるろ過助剤の量は、ろ過を効率よく行いうる量であれば限定されるものではなく、また、細胞の種類やその培養条件あるいは破砕方法、添加する両性界面活性剤の種類や濃度、ろ過助剤の種類等によって適宜選択される。例えば、破砕した大腸菌細胞の乾燥質量100質量部に対し、50〜500質量部、好ましくは100〜500質量部、より好ましくは150〜500質量部の量を用いることができる。   Body feed refers to a method of performing filtration while adding a filter aid to a stock solution (cell disruption solution). By performing body feed, the resistance of the compressible particles is reduced, the amount of filtration per hour is increased, and the time until the filter medium is clogged can be extended. The amount of the filter aid used for the body feed is not limited as long as the filtration can be performed efficiently. Also, the type of cells, the culture conditions or the disruption method, the type of amphoteric surfactant to be added, It is appropriately selected depending on the concentration, the type of filter aid, and the like. For example, an amount of 50 to 500 parts by mass, preferably 100 to 500 parts by mass, and more preferably 150 to 500 parts by mass can be used with respect to 100 parts by mass of the dry mass of the disrupted E. coli cells.

ろ過時の圧力は、ろ過を効率よく行いうる圧力であれば限定されるものではなく、ろ材の耐圧等を考慮して定めればよい。例えば、0.05MPa〜1MPa、好ましくは0.1MPa〜1MPa程度、より好ましくは0.2MPa〜1MPa程度の圧力で行うことができる。   The pressure at the time of filtration is not limited as long as the pressure can be efficiently filtered, and may be determined in consideration of the pressure resistance of the filter medium. For example, it can be performed at a pressure of about 0.05 MPa to 1 MPa, preferably about 0.1 MPa to 1 MPa, more preferably about 0.2 MPa to 1 MPa.

得られたろ液は、目的タンパク質を含むタンパク質含有溶液とすることができる。タンパク質含有溶液は、必要に応じ、酸、アルカリあるいは緩衝液成分を添加してpHを調整したり、目的タンパク質を安定化するような物質を添加したりすることもできる。該タンパク質溶液は、その用途に供するまでの間、目的タンパク質の機能(目的タンパク質が酵素である場合にはその活性)が消失しない条件において、保存することができる。保存時の温度は、冷蔵保存を行う場合には、例えば、0℃〜50℃、好ましくは0〜30℃、さらに好ましくは0〜10℃とすればよく、冷凍保存を行う場合には、例えば、-80℃〜0℃とすればよい。保存時のpHは、例えば、4〜10、好ましくは5〜9、さらに好ましくは6〜8とすればよい。
また、該タンパク質含有溶液は、必要に応じ、タンパク質の単離精製に用いられる一般的な生化学的方法、例えば硫酸アンモニウム沈殿、各種クロマトグラフィー(例えばゲル濾過クロマトグラフィー(例えばSephadexカラム)、イオン交換クロマトグラフィー(例えばDEAE-Toyopearl)、アフィニティークロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー(例えばbutyl Toyopearl)、陰イオンクロマトグラフィー(例えばMonoQカラム)等)、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動等等の処理に供し、目的タンパク質を濃縮、単離または精製することもできる。
The obtained filtrate can be made into a protein-containing solution containing the target protein. If necessary, the protein-containing solution may be adjusted to pH by adding an acid, an alkali or a buffer component, or may be added a substance that stabilizes the target protein. The protein solution can be stored under the condition that the function of the target protein (the activity when the target protein is an enzyme) does not disappear until the protein solution is used. The temperature at the time of storage may be, for example, 0 ° C. to 50 ° C., preferably 0 to 30 ° C., more preferably 0 to 0 ° C. when performing refrigerated storage. -80 ° C to 0 ° C. The pH during storage may be, for example, 4 to 10, preferably 5 to 9, and more preferably 6 to 8.
In addition, the protein-containing solution may be used, if necessary, by general biochemical methods used for protein isolation and purification, such as ammonium sulfate precipitation, various chromatographies (eg gel filtration chromatography (eg Sephadex column), ion exchange chromatography). Subject to processing such as chromatography (eg DEAE-Toyopearl), affinity chromatography, hydrophobic chromatography (eg butyl Toyopearl), anion chromatography (eg MonoQ column), SDS polyacrylamide gel electrophoresis, etc. It can also be concentrated, isolated or purified.

かくして得られたタンパク質含有溶液は、タンパク質の機能に従い、目的とする用途に使用することができる。目的タンパク質が酵素である場合には、適切な基質と接触させることにより、酵素反応の触媒として利用することができる。また、必要に応じ、目的タンパク質を固定化して酵素反応の触媒としてもよい。固定化の方法および固定化担体としては、例えば、担体結合法による多糖(セルロース,アガロース)や無機物質(多孔質ガラス,金属酸化物)、合成高分子(ポリアクリルアミド,ポリスチレン樹脂)等への固定化、架橋法によるグルタルアルデヒド等への固定化、包括法による多糖(アルギン酸,カラギーナン)、ポリアクリルアミド、ナイロン等への固定化等が挙げられる。   The protein-containing solution thus obtained can be used for the intended application according to the function of the protein. When the target protein is an enzyme, it can be used as a catalyst for an enzyme reaction by contacting with an appropriate substrate. Further, if necessary, the target protein may be immobilized and used as a catalyst for the enzyme reaction. Examples of the immobilization method and immobilization carrier include immobilization on polysaccharides (cellulose, agarose), inorganic substances (porous glass, metal oxide), synthetic polymers (polyacrylamide, polystyrene resin), etc., by a carrier binding method. And immobilization to glutaraldehyde and the like by a crosslinking method, immobilization to polysaccharides (alginic acid, carrageenan), polyacrylamide, nylon and the like by a comprehensive method.

ここで、本発明におけるタンパク質の具体的な態様の一つとして、ハロヒドリンエポキシダーゼについて詳細に説明する。   Here, halohydrin epoxidase will be described in detail as one specific embodiment of the protein in the present invention.

ハロヒドリンエポキシダーゼは、ハロヒドリンハイドロゲンハライドリアーゼ、ハロヒドリンデハロゲナーゼまたはハロアルコールデハロゲナーゼとも称され、後述するように、1,3−ジハロ−2−プロパノールをエピハロヒドリンに変換する活性およびその逆反応を触媒する活性を有する酵素(EC number: 4.5.1.-)である。ハロヒドリンエポキシダーゼは、アミノ酸配列の相同性などから、3つのグループ(グループA, グループB、グループC)に大別される(J.Bacteriology 183(17), 5058-5066, 2001)。グループAに属するハロヒドリンエポキシダーゼとしては、コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheA(Biosci. Biotechnol. Biochem. 58 (8), 1451-1457, 1994)、アースロバクター属(Arthrobacter sp.)AD2株由来のHheAAD2(J.Bacteriology 183(17), 5058-5066, 2001)、アースロバクター属(Arthrobacter sp.)PY1株由来のDeh-PY1(J. Health. Sci.50 (6), 605-612, 2004)などが挙げられる。グループBに属するハロヒドリンエポキシダーゼとしては、コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(Biosci. Biotechnol. Biochem. 58 (8), 1451 (1994))、マイコバクテリウム属(Mycobacterium sp.)GP1株由来のHheBGP1(J.Bacteriology 183(17), 5058-5066, 2001)、アースロバクター エリシー(Arthrobacter erithii)H10a株由来のDehA(Enz. Microbiol. Technol. 22, 568-574, 1998)などが挙げられる。グループCに属するハロヒドリンエポキシダーゼとしては、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter) AD1株由来のHheC(J.Bacteriology 183(17), 5058-5066, 2001)、アグロバクテリウム チュメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens) 由来のHalB(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/viewer.fcgi?db=protein&val=4960076#feature_4960076)などが挙げられる。 Halohydrin epoxidase, also called halohydrin hydrogen halide lyase, halohydrin dehalogenase or haloalcohol dehalogenase, has the activity to convert 1,3-dihalo-2-propanol to epihalohydrin, as described below. It is an enzyme (EC number: 4.5.1.-) having an activity to catalyze the reverse reaction. The halohydrin epoxidase is roughly classified into three groups (group A, group B, group C) based on amino acid sequence homology (J. Bacteriology 183 (17), 5058-5066, 2001). As halohydrin epoxidases belonging to Group A, HheA (Biosci. Biotechnol. Biochem. 58 (8), 1451-1457, 1994) derived from Corynebacterium sp. N-1074 strain, Arthrobacter HheA AD2 (J. Bacteriology 183 (17), 5058-5066, 2001) derived from Arthrobacter sp. AD2 strain, Deh-PY1 (J. Health. Sci derived from Arthrobacter sp.) PY1 strain .50 (6), 605-612, 2004). The halohydrin epoxidase belonging to group B includes HheB (Biosci. Biotechnol. Biochem. 58 (8), 1451 (1994)) derived from Corynebacterium sp. N-1074 strain, Mycobacterium genus HheB GP1 derived from (Mycobacterium sp.) GP1 strain (J. Bacteriology 183 (17), 5058-5066, 2001), DehA derived from Arthrobacter erithii H10a strain (Enz. Microbiol. Technol. 22, 568 -574, 1998). The halohydrin epoxidases belonging to group C include Agrobacterium radiobacter AD1 strain HheC (J. Bacteriology 183 (17), 5058-5066, 2001), Agrobacterium tumefaciens ( Agrobacterium tumefaciens) -derived HalB (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/viewer.fcgi?db=protein&val=4960076#feature_4960076) and the like.

ここで、上記のハロヒドリンエポキシダーゼは、いわゆる野生型ハロヒドリンエポキシダーゼである。野生型ハロヒドリンエポキシダーゼとは、自然界の生物より分離されうるハロヒドリンエポキシダーゼを指し、該酵素を構成するアミノ酸配列において、意図的または非意図的なアミノ酸の欠失、付加、挿入、もしくは他のアミノ酸への置換がなく、天然由来の属性を保持したままのハロヒドリンエポキシダーゼを意味する。   Here, the halohydrin epoxidase is a so-called wild type halohydrin epoxidase. A wild-type halohydrin epoxidase refers to a halohydrin epoxidase that can be isolated from a natural organism, and in the amino acid sequence constituting the enzyme, intentional or unintentional amino acid deletion, addition, insertion, Alternatively, it means a halohydrin epoxidase that has no substitution with other amino acids and retains its naturally derived attributes.

上述した野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのうち、アミノ酸配列が明らかにされているものについては、米国生物工学情報センター (NCBI; National Center for Biotechnology Information) により提供されるGenBankデータベース(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=protein)において、以下のAccession No.により登録されている。   Among the wild-type halohydrin epoxidases described above, those whose amino acid sequences have been clarified can be found in the GenBank database (http: // www) provided by the National Center for Biotechnology Information (NCBI). .ncbi.nlm.nih.gov / entrez / query.fcgi? CMD = search & DB = protein), it is registered with the following Accession No.

Accession No. BAA14361(コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheAのアミノ酸配列)
Accession No. AAK92100(アースロバクター属(Arthrobacter sp.)AD2株由来のHheAAD2のアミノ酸配列)
Accession No. BAA14362(コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheBのアミノ酸配列)
Accession No. AAK73175(マイコバクテリウム属(Mycobacterium sp.)GP1株由来のHheBGP1のアミノ酸配列)
Accession No. AAK92099(アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter) AD1株由来のHheCのアミノ酸配列)
Accession No. AAD34609(アグロバクテリウム チュメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens) 由来のHalBのアミノ酸配列)
Accession No. BAA14361 (Amino acid sequence of HheA from Corynebacterium sp. N-1074)
Accession No. AAK92100 (amino acid sequence of HheA AD2 derived from Arthrobacter sp. AD2 strain)
Accession No. BAA14362 (Amino acid sequence of HheB from Corynebacterium sp. N-1074)
Accession No. AAK73175 (amino acid sequence of HheB GP1 derived from Mycobacterium sp. GP1 strain)
Accession No. AAK92099 (amino acid sequence of HheC derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain)
Accession No. AAD34609 (Amino acid sequence of HalB derived from Agrobacterium tumefaciens)

本発明で例示するハロヒドリンエポキシダーゼには、上記野生型ハロヒドリンエポキシダーゼに加え、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列において1以上のアミノ酸残基の欠失、付加、挿入または他のアミノ酸残基への置換が生じたハロヒドリンエポキシダーゼ(以下、ハロヒドリンエポキシダーゼ変異体と称することがある)をも含む。特に、ハロヒドリンエポキシダーゼ変異体のうち、酵素としての性能が向上したもの(改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ)は、本発明の方法により製造される好適なタンパク質の一例である。   The halohydrin epoxidase exemplified in the present invention includes a deletion, addition, insertion or other deletion of one or more amino acid residues in the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase in addition to the wild-type halohydrin epoxidase. Halohydrin epoxidase (hereinafter sometimes referred to as a halohydrin epoxidase mutant) in which substitution of the amino acid residues with amino acid residues has occurred. In particular, among halohydrin epoxidase mutants, those with improved enzyme performance (improved halohydrin epoxidase) are examples of suitable proteins produced by the method of the present invention.

改良型ハロヒドリンエポキシダーゼとしては、例えば、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性、立体選択性、生成物阻害耐性、生成物蓄積能などが向上したもの等が挙げらる。これら改良型ハロヒドリンエポキシダーゼには、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性が、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼよりも高くなる属性を有するもの、基質1,3−ジハロ−2−プロパノールまたはエピハロヒドリンから、エピハロヒドリンまたは4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成させた場合の該生成物の光学純度が、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼにより同基質から同生成物を生成させた場合の該生成物の光学純度よりも高くなるという属性を有するもの、1,3−ジハロ−2−プロパノールまたはエピハロヒドリンからの生成物である塩化物イオンまたは4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルによる反応阻害に対する耐性が野生型ハロヒドリンエポキシダーゼよりも向上しているもの、基質1,3−ジハロ−2−プロパノールまたはエピハロヒドリンから、エピハロヒドリンまたは4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成させる場合に、生成物を高濃度生成および蓄積させることができるという属性を有するものなどが含まれる。   Examples of the improved halohydrin epoxidase include those having improved halohydrin epoxidase activity, stereoselectivity, product inhibition resistance, product accumulation ability and the like per transformant. These improved halohydrin epoxidases include those having the attribute that halohydrin epoxidase activity per transformant is higher than that of wild-type halohydrin epoxidase, the substrate 1,3-dihalo-2-propanol Alternatively, when epihalohydrin or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is produced from epihalohydrin, the optical purity of the product is the same as that when the product is produced from the same substrate by wild-type halohydrin epoxidase. Reaction inhibition by one having the attribute of being higher than the optical purity of the product, chloride ion or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile, which is a product from 1,3-dihalo-2-propanol or epihalohydrin Improved resistance to wild type halohydrin epoxidase, In the case of producing epihalohydrin or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile from the 1,3-dihalo-2-propanol or epihalohydrin, which has the attribute that the product can be produced and accumulated at a high concentration, etc. Is included.

1,3−ジハロ−2−プロパノールとは、以下に示す化合物である。

Figure 0005172201
(式中、X1、X2はハロゲン原子) 1,3-dihalo-2-propanol is a compound shown below.
Figure 0005172201
(Where X1 and X2 are halogen atoms)

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的には1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,3−ジクロロ−2−プロパノール(以下、「DCP」と称することがある)、1,3−ジブロモ−2−プロパノール、1,3−ジヨード−2−プロパノール等が挙げられ、好ましくは、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノールである。   As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specifically, 1,3-difluoro-2-propanol, 1,3-dichloro-2-propanol (hereinafter sometimes referred to as “DCP”), 1,3-dibromo-2-propanol, 1,3- Examples include diiodo-2-propanol, and 1,3-dichloro-2-propanol and 1,3-dibromo-2-propanol are preferable.

エピハロヒドリンとは、以下に示す化合物である。

Figure 0005172201
(式中、Xはハロゲン原子) Epihalohydrin is a compound shown below.
Figure 0005172201
(Where X is a halogen atom)

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的にはエピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン(以下、「ECH」と称することがある)、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン等が挙げられ、特に好ましくはエピクロロヒドリン、エピブロモヒドリンである。   As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specific examples thereof include epifluorohydrin, epichlorohydrin (hereinafter sometimes referred to as “ECH”), epibromohydrin, epiiodohydrin, and the like, and particularly preferably epichlorohydrin, epibromo It is a hydrin.

4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルとは、以下に示す化合物である。

Figure 0005172201
(式中、Xはハロゲン原子) 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is a compound shown below.
Figure 0005172201
(Where X is a halogen atom)

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的には4−フルオロ−3−ヒドロキシブチロニトリル、4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリル(以下、「CHBN」と称することがある)、4−ブロモ−3−ヒドロキシブチロニトリル、4−ヨード−3−ヒドロキシブチロニトリル等が挙げられ、好ましくは、4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリル、4−ブロモ−3−ヒドロキシブチロニトリルである。   As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specifically, 4-fluoro-3-hydroxybutyronitrile, 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile (hereinafter sometimes referred to as “CHBN”), 4-bromo-3-hydroxybutyronitrile, 4 -Iodo-3-hydroxybutyronitrile and the like can be mentioned, and 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile and 4-bromo-3-hydroxybutyronitrile are preferable.

エピハロヒドリンは種々の医薬品や生理活性物質の合成原料として有用な物質である。例えば、(R)−エピハロヒドリンの開環シアノ化によって得られる(R)−(−)−4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルは、L−カルニチンの合成原料として有用であることが知られている(特開昭57−165352号公報)。   Epihalohydrin is a useful substance as a raw material for synthesizing various pharmaceuticals and physiologically active substances. For example, (R)-(−)-4-halo-3-hydroxybutyronitrile obtained by ring-opening cyanation of (R) -epihalohydrin is known to be useful as a raw material for the synthesis of L-carnitine. (Japanese Patent Laid-Open No. 57-165352).

本発明において、「ハロヒドリンエポキシダーゼ活性」とは、1,3−ジハロ−2−プロパノールをエピハロヒドリンに変換する活性およびその逆反応を触媒する活性を意味する。「ハロヒドリンエポキシダーゼ活性」は、時間あたりの1,3−ジハロ−2−プロパノールからのエピハロヒドリン生成量または塩化物イオン生成量を測定することにより求めることができる。エピハロヒドリン生成量は、例えば、液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーなどによって定量することができる。また、塩化物イオン生成量は、例えば、その塩化物イオンの生成に伴って低下するpHをある一定の値に保つように連続的または断続的にアルカリ溶液を添加し、時間あたりに要したアルカリの量から便宜的に求めることができる。この方法により算出されるハロヒドリンエポキシダーゼ活性を、特に「脱クロル活性」あるいは単に「活性」と呼ぶことがある。また、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼに対する抗体を作製し、ウェスタンブロットやELISA法などの免疫学的手法によっても算出することが可能である。その他、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性が形質転換体内における発現量と比例すると仮定する場合は、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性が既知であるサンプルと比較することなどにより、SDS-PAGEなどの分析手段によっても間接的に求めることができる。SDS-PAGEは当業者であれば公知の方法を用いて行うことができる。   In the present invention, “halohydrin epoxidase activity” means an activity of converting 1,3-dihalo-2-propanol into epihalohydrin and an activity of catalyzing the reverse reaction. The “halohydrin epoxidase activity” can be determined by measuring the production amount of epihalohydrin or chloride ion from 1,3-dihalo-2-propanol per hour. The amount of epihalohydrin produced can be quantified by, for example, liquid chromatography or gas chromatography. In addition, the amount of chloride ions produced can be determined, for example, by adding an alkaline solution continuously or intermittently so as to keep the pH, which decreases with the production of chloride ions, at a certain value. For convenience. The halohydrin epoxidase activity calculated by this method is sometimes called “dechlorination activity” or simply “activity”. In addition, antibodies against improved halohydrin epoxidase can be prepared and calculated by immunological techniques such as Western blot or ELISA. In addition, if it is assumed that the halohydrin epoxidase activity is proportional to the expression level in the transformant, it can also be analyzed by SDS-PAGE or other analytical means, for example, by comparing with a sample with known halohydrin epoxidase activity. It can be obtained indirectly. SDS-PAGE can be performed by those skilled in the art using a known method.

なお、少なくとも一部のハロヒドリンエポキシダーゼについては、上述の「ハロヒドリンエポキシダーゼ活性」に加え、シアン化合物の存在下にエピハロヒドリンを開環シアノ化して4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成する反応を触媒する活性を有する。すなわち、上述した1,3−ジハロ−2−プロパノールをエピハロヒドリンに変換する活性およびその逆反応を触媒する活性に加え、シアン化合物の存在下にエピハロヒドリンを開環シアノ化して4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成する反応を触媒することが明らかになっている。   For at least some halohydrin epoxidases, 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is obtained by ring-opening cyanation of epihalohydrin in the presence of a cyanide compound in addition to the above-mentioned “halohydrin epoxidase activity”. Has the activity of catalyzing the reaction to produce That is, in addition to the activity of converting 1,3-dihalo-2-propanol to epihalohydrin and the activity of catalyzing the reverse reaction, epihalohydrin is subjected to ring-opening cyanation in the presence of a cyanide to give 4-halo-3-hydroxy. It has been shown to catalyze reactions that produce butyronitrile.

その反応を利用した例として、1,3−ジハロ−2−プロパノールから光学活性4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法(特開平03−053889号公報、特開2001−25397号公報)およびエピハロヒドリンから光学活性4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法(特開平03−053890号公報)が知られている。この場合におけるシアン化合物としては、シアン化水素、シアン化カリウム(以下、「KCN」と称することがある)、シアン化ナトリウム、シアン酸又はアセトンシアンヒドリン等の反応液中に添加した際にシアンイオン(CN)又はシアン化水素を生じる化合物又はその溶液等が挙げられる。 As an example using the reaction, a method for producing optically active 4-halo-3-hydroxybutyronitrile from 1,3-dihalo-2-propanol (Japanese Patent Laid-Open Nos. 03-053889 and 2001-25397) And a method for producing optically active 4-halo-3-hydroxybutyronitrile (Japanese Patent Laid-Open No. 03-053890) from epihalohydrin. In this case, the cyanide compound includes cyanide ion (CN ) when added to a reaction solution such as hydrogen cyanide, potassium cyanide (hereinafter sometimes referred to as “KCN”), sodium cyanide, cyanic acid, or acetone cyanohydrin. ) Or a compound that generates hydrogen cyanide or a solution thereof.

本発明おいて、「形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」とは、「形質転換体乾燥菌体単位質量あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」を意味し、「菌体比活性」とも称する(なお、本明細書中、乾燥菌体を「DC」と称することがある)。また、「可溶性タンパク質あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」とは、「可溶性タンパク質単位質量あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」を意味し、「タンパク比活性」とも称する。さらに、本発明においては、便宜的に、一定量の形質転換体からは一定量の可溶性タンパク質を得ることができるものとし、「菌体比活性」は「タンパク比活性」に比例するものとする。すなわち、「タンパク比活性」が高ければ(低ければ)、「菌体比活性」が高い(低い)ものとする。また、本発明において、「液活性」とは、単位溶液量あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性を意味する。「液活性」を、その溶液の菌濃度あるいは可溶性タンパク質濃度で除することにより、「菌体比活性」あるいは「タンパク比活性」を算出することができる。また、本発明において「活性回収率」とは、一定の操作前の活性を100%として、操作後に回収された活性の相対比(%)を意味する。また、「光学活性」なる語は、一方の鏡像異性体が他方の鏡像異性体よりも多く含まれている物質の状態、またはいずれか一方の鏡像異性体のみから成っている物質の状態を言う。また、「光学純度」とは、「鏡像異性体過剰率(%ee)」にほぼ等しいものであるとし、次式で定義するものとする。   In the present invention, the term “halohydrin epoxidase activity per transformant” means “halohydrin epoxidase activity per unit mass of transformant dry cells”, which is also referred to as “cell specific activity”. (In the present specification, dry cells may be referred to as “DC”). Further, “halohydrin epoxidase activity per soluble protein” means “halohydrin epoxidase activity per unit mass of soluble protein” and is also referred to as “protein specific activity”. Furthermore, in the present invention, for convenience, it is assumed that a certain amount of soluble protein can be obtained from a certain amount of transformant, and “cell specific activity” is proportional to “protein specific activity”. . That is, if “protein specific activity” is high (low), “cell specific activity” is high (low). In the present invention, “liquid activity” means halohydrin epoxidase activity per unit solution amount. By dividing the “liquid activity” by the bacterial concentration or soluble protein concentration of the solution, “bacterial cell specific activity” or “protein specific activity” can be calculated. In the present invention, the “activity recovery rate” means a relative ratio (%) of activities recovered after the operation, assuming that the activity before a certain operation is 100%. In addition, the term “optical activity” refers to a state of a substance in which one enantiomer is contained more than the other enantiomer, or a substance composed of only one of the enantiomers. . In addition, “optical purity” is approximately equal to “enantiomeric excess (% ee)” and is defined by the following equation.

光学純度≒鏡像異性体過剰率=100×(|[R]-[S]|)/([R]+[S]) (%ee)   Optical purity ≒ Enantiomeric excess = 100 x (| [R]-[S] |) / ([R] + [S]) (% ee)

ここで[R]と[S]は資料中の鏡像異性体のそれぞれの濃度を示す。また、「立体選択性」とは、ハロヒドリンエポキシダーゼが、基質から生成物を生成する際に、いずれか一方の鏡像異性体が生成する反応を優先的に触媒する性質を言うものとする。   Here, [R] and [S] indicate the concentration of each enantiomer in the data. “Stereoselectivity” refers to the property that halohydrin epoxidase preferentially catalyzes the reaction of either enantiomer when a product is produced from a substrate. .

前記培養物中からハロヒドリンエポキシダーゼを単離精製は、疎水クロマトグラフィー(例えばbutyl Toyopearl)、陰イオンクロマトグラフィー(例えばMonoQカラム)等、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動等を単独でまたは適宜組み合わせて用いることにより、前記培養物中からハロヒドリンエポキシダーゼを単離精製することができる。単離したハロヒドリンエポキシダーゼは、上述の細胞または菌体と同様に、適当な担体に保持し固定化酵素として使用することもできる。   Isolation and purification of halohydrin epoxidase from the culture can be performed by hydrophobic chromatography (eg, butyl Toyopearl), anion chromatography (eg, MonoQ column), SDS polyacrylamide gel electrophoresis, etc. alone or in appropriate combination. By using it, halohydrin epoxidase can be isolated and purified from the culture. The isolated halohydrin epoxidase can be retained on a suitable carrier and used as an immobilized enzyme in the same manner as the above-described cells or cells.

上述のようにして製造されたハロヒドリンエポキシダーゼ含有溶液またはそれに含まれるハロヒドリンエポキシダーゼは、酵素触媒として物質生産に利用することができる。すなわち、以下(1)〜(3)に示す変換反応に供することができる。   The halohydrin epoxidase-containing solution produced as described above or the halohydrin epoxidase contained therein can be used as an enzyme catalyst for substance production. That is, it can use for the conversion reaction shown to (1)-(3) below.

(1)1,3−ジハロ−2−プロパノールのエピハロヒドリンへの変換
本変換反応は、1,3−ジハロ−2−プロパノールを上述のようにして製造されたハロヒドリンエポキシダーゼ含有溶液またはそれに含まれるハロヒドリンエポキシダーゼと接触させることにより行う。基質である1,3−ジハロ−2−プロパノールは、式(1)に示す化合物である。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的には1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノール、1,3−ジヨード−2−プロパノール等が挙げられ、好ましくは、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノールである。
(1) Conversion of 1,3-dihalo-2-propanol to epihalohydrin This conversion reaction includes 1,3-dihalo-2-propanol or a halohydrin epoxidase-containing solution prepared as described above or contained therein. By contacting with halohydrin epoxidase. 1,3-dihalo-2-propanol as a substrate is a compound represented by the formula (1). As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specific examples include 1,3-difluoro-2-propanol, 1,3-dichloro-2-propanol, 1,3-dibromo-2-propanol, 1,3-diiodo-2-propanol, and preferably 1,3-dichloro-2-propanol and 1,3-dibromo-2-propanol.

変換反応液中の基質濃度は、 0.01〜15(W/V) %が好ましい。この範囲内であると酵素安定性の観点から好ましく、0.01〜10%が特に好ましい。基質は反応液に一括添加あるいは分割添加することができる。分割添加により基質濃度を一定にすることが蓄積性の観点から望ましい。   The substrate concentration in the conversion reaction solution is preferably 0.01 to 15 (W / V)%. Within this range, it is preferable from the viewpoint of enzyme stability, and 0.01 to 10% is particularly preferable. The substrate can be added to the reaction solution all at once or in divided portions. It is desirable from the viewpoint of accumulation to make the substrate concentration constant by divided addition.

反応液の溶媒としては、酵素活性の最適pH4〜10の付近である水または緩衝液が好ましい。緩衝液としては、例えば、リン酸、ホウ酸、クエン酸、グルタル酸、リンゴ酸、マロン酸、o-フタル酸、コハク酸又は酢酸等の塩等によって構成される緩衝液、Tris緩衝液あるいはグッド緩衝液等が好ましい。   As a solvent for the reaction solution, water or a buffer solution having an enzyme activity near the optimum pH of 4 to 10 is preferable. As the buffer solution, for example, a buffer solution composed of a salt such as phosphoric acid, boric acid, citric acid, glutaric acid, malic acid, malonic acid, o-phthalic acid, succinic acid or acetic acid, Tris buffer or Good A buffer solution or the like is preferable.

反応温度は、5〜50℃、反応 pH は4〜10の範囲で行うことが好ましい。反応温度は、より好ましくは10〜40℃である。反応 pHは、より好ましくはpH6〜9である。反応時間は基質等の濃度、菌体濃度あるいはその他の反応条件等によって適時選択するが、1〜120 時間で終了するように条件を設定するのが好ましい。尚、本反応においては、反応の進行に伴い生成する塩素イオンを反応系内から取り除くことにより、光学純度をより一層向上させることができる。この塩素イオンの除去は、硝酸銀等の添加によって行うことが好ましい。   The reaction temperature is preferably 5 to 50 ° C. and the reaction pH is preferably 4 to 10. The reaction temperature is more preferably 10 to 40 ° C. The reaction pH is more preferably pH 6-9. The reaction time is selected as appropriate depending on the concentration of the substrate, etc., the bacterial cell concentration, or other reaction conditions, but it is preferable to set the conditions so that the reaction is completed in 1 to 120 hours. In this reaction, the optical purity can be further improved by removing chlorine ions generated as the reaction proceeds from the reaction system. This removal of chlorine ions is preferably performed by adding silver nitrate or the like.

反応液中に生成、蓄積したエピハロヒドリンは公知の方法を用いて採取および精製することができる。例えば、酢酸エチル等の溶媒で抽出を行い、減圧下に溶媒を除去することによりエピハロヒドリンのシロップを得ることができる。また、これらのシロップを減圧下に蒸留することによりさらに精製することもできる。   Epihalohydrin produced and accumulated in the reaction solution can be collected and purified using a known method. For example, an epihalohydrin syrup can be obtained by performing extraction with a solvent such as ethyl acetate and removing the solvent under reduced pressure. Further, these syrups can be further purified by distillation under reduced pressure.

(2)1,3−ジハロ−2−プロパノールの4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルへの変換
本変換反応は、1,3−ジハロ−2−プロパノールを上述のようにして製造されたハロヒドリンエポキシダーゼ含有溶液またはそれに含まれるハロヒドリンエポキシダーゼと接触させることにより行う。基質である1,3−ジハロ−2−プロパノールは、式(1)に示す化合物である。好ましくは1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノール等である。
(2) Conversion of 1,3-dihalo-2-propanol to 4-halo-3-hydroxybutyronitrile This conversion reaction was carried out by converting 1,3-dihalo-2-propanol into the halo produced as described above. It is performed by contacting with a hydrin epoxidase-containing solution or a halohydrin epoxidase contained therein. 1,3-dihalo-2-propanol as a substrate is a compound represented by the formula (1). 1,3-dichloro-2-propanol, 1,3-dibromo-2-propanol, and the like are preferable.

また、シアン化合物としては、シアン化水素、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム、シアン酸又はアセトンシアンヒドリン等の反応液中に添加した際にシアンイオン(CN)又はシアン化水素を生じる化合物又はその溶液を用いることができる。反応液中の基質濃度は、 酵素安定性の観点から0.01〜15(W/V) %が好ましく、0.01〜10%が特に好ましい。また、シアン化合物の使用量は、酵素安定性の観点から基質の1〜3倍量(モル)が好ましい。 In addition, as the cyanide compound, a compound that generates cyanide ion (CN ) or hydrogen cyanide or a solution thereof when added to a reaction solution such as hydrogen cyanide, potassium cyanide, sodium cyanide, cyanic acid, or acetone cyanohydrin is used. it can. The substrate concentration in the reaction solution is preferably 0.01 to 15 (W / V)%, particularly preferably 0.01 to 10% from the viewpoint of enzyme stability. Moreover, the usage-amount of a cyanide compound has the preferable 1-3 times amount (mol) of a substrate from a viewpoint of enzyme stability.

反応条件は、上記(1)と同様に行うことができる。反応液中に生成、蓄積した4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルは公知の方法を用いて採取および精製することができる。例えば、反応液から遠心分離等の方法を用いて菌体を除いた後、酢酸エチル等の溶媒で抽出を行い、減圧下に溶媒を除去することにより4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルのシロップを得ることができる。また、これらのシロップを減圧下に蒸留することによりさらに精製することもできる。   The reaction conditions can be the same as in (1) above. The 4-halo-3-hydroxybutyronitrile produced and accumulated in the reaction solution can be collected and purified using a known method. For example, after removing cells from the reaction solution using a method such as centrifugation, extraction with a solvent such as ethyl acetate is performed, and the solvent is removed under reduced pressure to remove 4-halo-3-hydroxybutyronitrile. You can get syrup. Further, these syrups can be further purified by distillation under reduced pressure.

(3)エピハロヒドリンの4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルへの変換
本変換反応は、エピハロヒドリンを上述のようにして製造されたハロヒドリンエポキシダーゼ含有溶液またはそれに含まれるハロヒドリンエポキシダーゼと接触させることにより行う。基質であるエピハロヒドリンは、式(2)に示す化合物である。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的にはエピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン等が挙げられ、特に好ましくはエピクロロヒドリン、エピブロモヒドリンである。
(3) Conversion of epihalohydrin to 4-halo-3-hydroxybutyronitrile This conversion reaction is carried out by reacting epihalohydrin with a halohydrin epoxidase-containing solution prepared as described above or a halohydrin epoxidase contained therein. This is done by contact. Epihalohydrin as a substrate is a compound represented by the formula (2). As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specific examples include epifluorohydrin, epichlorohydrin, epibromohydrin, epiiodohydrin, and the like, with epichlorohydrin and epibromohydrin being particularly preferred.

また、シアン化合物はシアン化水素、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム、シアン酸又はアセトンシアンヒドリン等の反応液中に添加した際にシアンイオン(CN)又はシアン化水素を生じる化合物又はその溶液を用いることができる。反応条件、採取および精製方法は、上記(2)と同様に行うことができる。 Further, as the cyanide compound, a compound that generates cyanide ion (CN ) or hydrogen cyanide or a solution thereof when added to a reaction solution such as hydrogen cyanide, potassium cyanide, sodium cyanide, cyanic acid, or acetone cyanohydrin can be used. Reaction conditions, collection and purification methods can be carried out in the same manner as (2) above.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

発現プラスミドおよび形質転換体の作製
コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のハロヒドリンエポキシダーゼHheB(Biosci. Biotechnol. Biochem. 58 (8), 1451 (1994))であって、2番目の開始コドンから翻訳されるHheB(2nd)のアミノ酸配列(配列番号1)において、
(1) N末端から2番目のアラニン残基がリジン(A2Kと称す)に、199番目のアスパラギン酸残基がヒスチジン(D199Hと称す)にそれぞれ置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ(以下、HheB(2nd)-D199Hと呼ぶことがあり、そのアミノ酸配列は配列番号2で示される)を発現する発現プラスミドpSTK002-D199H、
(2) N末端から2番目のアラニン残基がリジンに、133番目のスレオニン残基アラニン(T133Aと称す)に、199番目のアスパラギン酸残基がヒスチジンにそれぞれ置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ(以下、HheB(2nd)-T133A+D199Hと呼ぶことがあり、そのアミノ酸配列は配列番号3で示される)を発現する発現プラスミドpSTK002-T133A+D199H、
(3) N末端から2番目のアラニン残基がリジンに、133番目のスレオニン残基アラニンに、136番目のフェニルアラニン残基がセリン(F136Sと称す)に、199番目のアスパラギン酸残基がヒスチジンにそれぞれ置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ(以下、HheB(2nd)-T133A+F136S+D199Hと呼ぶことがあり、そのアミノ酸配列は配列番号4で示される)を発現する発現プラスミドpSTK002-T133A+F136S+D199H、
をそれぞれ以下のように作製した。発現ベクターとしてpKK233-2(Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS)、オランダ;http://www.cbs.knaw.nl/)を、宿主として大腸菌W3110株を用いた。
Production of expression plasmid and transformant A halohydrin epoxidase HheB (Biosci. Biotechnol. Biochem. 58 (8), 1451 (1994)) derived from Corynebacterium sp. Strain N-1074, In the amino acid sequence of HheB (2 nd ) translated from the second start codon (SEQ ID NO: 1),
(1) An improved halohydrin epoxidase (hereinafter referred to as “D”) in which the second alanine residue from the N-terminus is replaced with lysine (referred to as A2K) and the 199th aspartic acid residue is replaced with histidine (referred to as D199H). Expression plasmid pSTK002-D199H expressing HheB (2 nd ) -D199H, the amino acid sequence of which is represented by SEQ ID NO: 2),
(2) Improved halohydrin epoxy in which the second alanine residue from the N-terminus is replaced with lysine, the 133th threonine residue alanine (referred to as T133A), and the 199th aspartic acid residue is replaced with histidine. Daze (hereinafter, HHEB (2 nd) is sometimes referred to as -T133A + D199H, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3) expression plasmid pSTK002-T133A + D199H expressing,
(3) The second alanine residue from the N-terminus is lysine, the 133th threonine residue is alanine, the 136th phenylalanine residue is serine (referred to as F136S), the 199th aspartic acid residue is histidine each substituted improved halohydrin epoxidase (hereinafter, sometimes referred to as HheB (2 nd) -T133A + F136S + D199H, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4) expression plasmid pSTK002-T133A expressing + F136S + D199H,
Were prepared as follows. PKK233-2 (Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS), Netherlands; http://www.cbs.knaw.nl/) was used as an expression vector, and Escherichia coli W3110 was used as a host.

まず、発現プラスミドpSTK002を鋳型とし、プライマーMDH-09およびMDH-10を用いて、D199H部位特異的変異の導入を行った。なお、プラスミドpSK002は、以下のように調製した。まずは、翻訳開始コドンによりコードされるアミノ酸残基の1残基下流のアミノ酸残基(2番目のアミノ酸残基)がリジンに置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する発現プラスミド(発現ベクターpKK233-2)を以下のように作製した。
ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子hheB(2nd)をPCRにより増幅した。PCR反応液組成(全量50μl)は表1の通りである。
First, D199H site-specific mutation was introduced using expression plasmid pSTK002 as a template and primers MDH-09 and MDH-10. Plasmid pSK002 was prepared as follows. First, an expression plasmid (expression vector) that expresses an improved halohydrin epoxidase in which the amino acid residue downstream of the amino acid residue encoded by the translation initiation codon (second amino acid residue) is replaced with lysine pKK233-2) was prepared as follows.
The halohydrin epoxidase gene hheB (2nd) was amplified by PCR. The composition of the PCR reaction solution (total volume 50 μl) is as shown in Table 1.

<表1>

Figure 0005172201
プライマーとして用いたオリゴヌクレオチドの配列は以下の通りである。
DH-09:GATCATGAAAAACGGAAGACTGGCAGGCAAGCG(配列番号5:33ヌクレオチドからなり、その配列中に制限酵素BspHI認識部位(TCATGA)およびハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子hheB(2nd)の翻訳開始コドン以降を有し、2番目のアミノ酸に対応するコドンはAAAでリジンをコードする)
DH-07:CGCCTGCAGGCTACAACGACGACGAGCGCCTG (配列番号6:32ヌクレオチドからなり、その配列中に制限酵素Sse8387I兼PstI認識部位(CCTGCAGG)およびハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子hheB(2nd)終止コドン下流領域を有する) <Table 1>
Figure 0005172201
The sequence of the oligonucleotide used as a primer is as follows.
DH-09: GATCATGAAAAACGGAAGACTGGCAGGCAAGCG (SEQ ID NO: 5: 33 nucleotides, including the restriction enzyme BspHI recognition site (TCATGA) and the halohydrin epoxidase gene hheB (2 nd ) after the translation start codon) The codon corresponding to the amino acid of AAA encodes lysine with AAA)
DH-07: CGCCTGCAGGCTACAACGACGACGAGCGCCTG (SEQ ID NO: 6 consists of 32 nucleotides, and has a restriction enzyme Sse8387I and PstI recognition site (CCTGCAGG) and a halohydrin epoxidase gene hheB (2 nd ) stop codon downstream region)

また、鋳型として用いたpST111は、特公平5−317066公報に記載されており、pST111を含む組換えベクターによる大腸菌形質転換体JM109/pST111は、受託番号「FERM P-12065」として独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに平成3年3月1日付けで寄託されている。   In addition, pST111 used as a template is described in Japanese Patent Publication No. 5-317066, and E. coli transformant JM109 / pST111 using a recombinant vector containing pST111 is designated as an accession number “FERM P-12065”. It is deposited on March 1, 1991 at the Research Center for Biological Biology.

調製した50μlのPCR反応液をそれぞれ表2の熱サイクル処理に供した。
<表2>

Figure 0005172201
Each 50 μl of the prepared PCR reaction solution was subjected to the heat cycle treatment shown in Table 2.
<Table 2>
Figure 0005172201

熱サイクル処理を行ったのPCR反応液をGFX PCR DNA band and GelBand Purification kit(GEヘルスケアバイオサイエンス)により精製した後、制限酵素BspHIとPstIで二重消化を行った。消化産物をアガロースゲル電気泳動で分離後、ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子全長を含むバンド(約0.8kb)をQIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)で精製した。一方、pKK233-2(Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS)、オランダ;http://www.cbs.knaw.nl/)の誘導体であり、WO2006/041226号に記載の方法により調製することができる発現ベクターpKK233-2(+Sse)を、制限酵素NcoIとPstIで消化後、フェノール抽出・クロロホルム抽出・エタノール沈殿(Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed.(Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)))により精製した。これを、上述のハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子全長を含むPCR増幅産物と混合した後、該混合液にSolution I(DNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ)を添加してライゲーション混合物を作った。この混合物を12時間、16℃でインキュベートすることでPCR増幅産物と発現ベクターpKK233-2(+Sse)を結合した。   The PCR reaction solution after the heat cycle treatment was purified by GFX PCR DNA band and GelBand Purification kit (GE Healthcare Bioscience), and then double digested with restriction enzymes BspHI and PstI. After digestion products were separated by agarose gel electrophoresis, a band (about 0.8 kb) containing the full length of the halohydrin epoxidase gene was purified with QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN). On the other hand, it is a derivative of pKK233-2 (Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS), the Netherlands; http://www.cbs.knaw.nl/) and can be prepared by the method described in WO2006 / 041226. -2 (+ Sse) was digested with restriction enzymes NcoI and PstI and then purified by phenol extraction, chloroform extraction and ethanol precipitation (Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed. (Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989))) . This was mixed with the PCR amplification product containing the full length halohydrin epoxidase gene described above, and then Solution I (DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio)) was added to the mixture to make a ligation mixture. The mixture was incubated for 12 hours at 16 ° C. to bind the PCR amplification product and the expression vector pKK233-2 (+ Sse).

予め調製しておいた大腸菌JM109株コンピテントセル(大腸菌 JM109株をLB培地(1% バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、0.5% NaCl) 1mlに接種し37℃、5時間好気的に前培養した後、前培養液 0.4mlをSOB培地 40ml(2%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、10mM NaCl 、2.5mM KCl 、1mM MgSO4 、1mM MgCl2 ) に加え、18℃で20時間培養し、得られた培養物を遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)により集菌した後、冷TF溶液 (20 mM PIPES−KOH (pH 6.0)、200 mM KCl 、10 mM CaCl2 、40mM MnCl2)を13 ml加え、0℃で10分間放置し、再度遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)して上清を除いき、得られた大腸菌菌体を冷TF溶液 3.2 mlに懸濁し、0.22 mlのジメチルスルホキシドを加え0℃で10分間放置した後、液体窒素を用いて-80℃にて保存しておいたもの)200μlを、上記ライゲーション産物10μlに加え、0℃で30分放置した。続いて、当該コンピテントセルに42℃で30秒間ヒートショックを与え、0℃で2分間冷却した。その後、SOC 培地 (20 mM グルコース、2%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、10 mM NaCl、2.5 mM KCl、1 mM MgSO4、1mM MgCl2)を1ml添加し、37℃にて1時間振盪培養した。培養後の培養液200μlを、LB Amp寒天培地(アンピシリン 100mg/L 、1.5%寒天を含有するLB培地)に塗布し、37℃で一晩培養した。寒天培地上に生育した形質転換体コロニー複数個を、1.5mlのLB Amp培地(アンピシリン 100mg/Lを含有するLB培地)にて37℃で一晩培養した。得られた培養液を各々集菌後、Flexi Prep(GEヘルスケアバイオサイエンス)を用いて組換えプラスミドを回収した。キャピラリーDNAシーケンサーCEQ2000(ベックマン・コールター)を用いて、添付のマニュアルに従って、プラスミド中にクローニングされているPCR増幅産物の塩基配列を解析し、PCR反応におけるエラー変異が生じていないことを確認した。PCR増幅由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpSTK002と命名し、また、そのプラスミドを含む大腸菌JM109株形質転換体を、JM109/pSTK002と命名した。   E. coli JM109 strain competent cell prepared in advance (E. coli JM109 strain was inoculated into 1 ml of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 0.5% NaCl) and aerobically treated at 37 ° C for 5 hours. After culturing, add 0.4 ml of the preculture to 40 ml of SOB medium (2% bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1 mM MgSO4, 1 mM MgCl2), and incubate at 18 ° C. for 20 hours. The obtained culture was collected by centrifugation (3,700 × g, 10 minutes, 4 ° C.), and then cooled TF solution (20 mM PIPES-KOH (pH 6.0), 200 mM KCl, 10 mM CaCl2, 40 mM MnCl2) 13 ml, left at 0 ° C for 10 minutes, centrifuged again (3,700 xg, 10 minutes, 4 ° C) to remove the supernatant, and the resulting E. coli cells were suspended in 3.2 ml of cold TF solution. Add 0.22 ml of dimethyl sulfoxide, leave it at 0 ° C for 10 minutes, and store it at -80 ° C using liquid nitrogen. For example, it was allowed to stand for 30 minutes at 0 ℃. Subsequently, the competent cell was subjected to heat shock at 42 ° C. for 30 seconds and cooled at 0 ° C. for 2 minutes. After that, 1 ml of SOC medium (20 mM glucose, 2% bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1 mM MgSO4, 1 mM MgCl2) was added and cultured with shaking at 37 ° C. for 1 hour. . After culture, 200 μl of the culture solution was applied to an LB Amp agar medium (LB medium containing ampicillin 100 mg / L, 1.5% agar) and cultured at 37 ° C. overnight. A plurality of transformant colonies grown on an agar medium were cultured overnight at 37 ° C. in 1.5 ml of LB Amp medium (LB medium containing ampicillin 100 mg / L). After collecting each of the obtained culture broths, the recombinant plasmid was recovered using Flexi Prep (GE Healthcare Bioscience). Using a capillary DNA sequencer CEQ2000 (Beckman Coulter), the base sequence of the PCR amplification product cloned in the plasmid was analyzed according to the attached manual, and it was confirmed that no error mutation occurred in the PCR reaction. The plasmid in which the DNA fragment derived from PCR amplification was cloned was named pSTK002, and the E. coli JM109 strain transformant containing the plasmid was named JM109 / pSTK002.

上記プラスミド(pSTK002)の特徴は以下の通りである。
pSTK002:2番目のアミノ酸残基(アラニン残基)がリジンに置換されている改良型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)をコードする改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子が発現ベクターpKK233-2上にクローニングされている。
The characteristics of the plasmid (pSTK002) are as follows.
pSTK002: An improved halohydrin epoxidase gene encoding an improved halohydrin epoxidase HheB (2nd) in which the second amino acid residue (alanine residue) is replaced by lysine is present on the expression vector pKK233-2 It has been cloned.

次に、T133A、F136SおよびD199Hの各アミノ酸残基置換を生じさせるプライマーとして、以下のものを作製した。   Next, the following were prepared as primers for causing each amino acid residue substitution of T133A, F136S and D199H.

・MDH-09:CGACTGCCCGAGAGCACGCGCTGCTCGCG(配列番号7:29ヌクレオチドからなり、配列番号1で示されるアミノ酸配列からなるハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)の199番目のアスパラギン酸残基をコードするコドン(GAC)がヒスチジンをコードするコドン(CAC)に変更されているセンスプライマー) MDH-09: CGACTGCCCGAGAGCACGCGCTGCTCGCG (SEQ ID NO: 7: codon encoding the 199th aspartic acid residue of halohydrin epoxidase HheB (2 nd ) consisting of 29 nucleotides and consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 ) Is a sense primer that has been changed to a codon encoding histidine (CAC))

・MDH-10:CGCGAGCAGCGCGTGCTCTCGGGCAGTCG(配列番号8:29ヌクレオチドからなり、MDH-09の相補配列を有するアンチセンスプライマー) MDH-10: CGCGAGCAGCGCGTGCTCTCGGGCAGTCG (SEQ ID NO: 8: antisense primer consisting of 29 nucleotides and having a complementary sequence of MDH-09)

・MDH-05:CGCTGGCCTACAGCGCGGCGCGTTTCGCT(配列番号9:29ヌクレオチドからなり、配列番号1で示されるアミノ酸配列からなるハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)の133番目のスレオニン残基をコードするコドン(ACG)がアラニンをコードするコドン(GCG)に変更されているセンスプライマー) · MDH-05: CGCTGGCCTACAGCGCGGCGCGTTTCGCT (SEQ ID consists 9:29 nucleotides, codons encoding the 133 th threonine residue of SEQ ID NO: 1 halohydrin epoxidase consisting of the amino acid sequence shown in HheB (2 nd) (ACG) Sense primer in which is changed to a codon encoding alanine (GCG)

・MDH-06:AGCGAAACGCGCCGCGCTGTAGGCCAGCG(配列番号10:29ヌクレオチドからなり、MDH-06の相補配列を有するアンチセンスプライマー) MDH-06: AGCGAAACGCGCCGCGCTGTAGGCCAGCG (SEQ ID NO: 10: antisense primer consisting of 29 nucleotides and having a complementary sequence of MDH-06)

・MDH-28:CGCTGGCCTACAGCGCGGCGCGTTCCGCT(配列番号11:29ヌクレオチドからなり、配列番号1で示されるアミノ酸配列からなるハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)の133番目のスレオニン残基をコードするコドン(ACG)がアラニンをコードするコドン(GCG)に、136番目のフェニルアラニン残基をコードするコドン(TTC)がセリンをコードするコドン(TCC)にぞれぞれ変更されているセンスプライマー) · MDH-28: CGCTGGCCTACAGCGCGGCGCGTTCCGCT (SEQ ID consists 11:29 nucleotides, codons encoding the 133 th threonine residue of SEQ ID NO: 1 halohydrin epoxidase consisting of the amino acid sequence shown in HheB (2 nd) (ACG) A sense primer in which is changed to a codon that encodes alanine (GCG) and a codon that encodes the 136th phenylalanine residue (TTC) to a codon that encodes serine (TCC)

・MDH-29:AGCGGAACGCGCCGCGCTGTAGGCCAGCG(配列番号12:29ヌクレオチドからなり、MDH-28の相補配列を有するアンチセンスプライマー) MDH-29: AGCGGAACGCGCCGCGCTGTAGGCCAGCG (SEQ ID NO: 12: antisense primer consisting of 29 nucleotides and having a complementary sequence of MDH-28)

部位特異的変異導入はQuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (STRATAGENE社)によって行った。反応液組成(全量50ul)は表3のとおりとした。   Site-directed mutagenesis was performed using the QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (STRATAGENE). The composition of the reaction solution (total amount 50 ul) was as shown in Table 3.

<表3>

Figure 0005172201
上記組成の各反応液について、表4の熱サイクル処理を行った。 <Table 3>
Figure 0005172201
About each reaction liquid of the said composition, the thermal cycle process of Table 4 was performed.

<表4>

Figure 0005172201
添付のマニュアルに従い、熱サイクル処理を行った各反応液にDpnIを1ul添加し、37℃で1時間インキュベートした。 <Table 4>
Figure 0005172201
In accordance with the attached manual, 1 ul of DpnI was added to each reaction solution subjected to the heat cycle treatment and incubated at 37 ° C. for 1 hour.

大腸菌W3110株コンピテントセルは、大腸菌 W3110株をLB培地(1% バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、0.5% NaCl) 1mlに接種し、37℃、5時間好気的に前培養した後、前培養液 0.4mlをSOB培地 40ml(2%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、10mM NaCl 、2.5mM KCl 、1mM MgSO4 、1mM MgCl2 ) に加え、18℃で20時間培養し、得られた培養物を遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)により集菌した後、冷TF溶液 (20 mM PIPES−KOH (pH 6.0)、200 mM KCl 、10 mM CaCl2 、40mM MnCl2)を13 ml加え、0℃で10分間放置し、再度遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)して上清を除き、得られた大腸菌菌体を冷TF溶液 3.2 mlに懸濁し、0.22 mlのジメチルスルホキシドを加え0℃で10分間放置した後、液体窒素を用いて-80℃にて保存しておいたものを使用した。 E. coli W3110 strain competent cell is inoculated E. coli W3110 strain in 1 ml of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 0.5% NaCl) and pre-aerobically aerobically cultured at 37 ° C for 5 hours. 0.4 ml of the preculture was added to 40 ml of SOB medium (2% bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1 mM MgSO 4 , 1 mM MgCl 2 ) and cultured at 18 ° C for 20 hours. The collected culture was collected by centrifugation (3,700 × g, 10 minutes, 4 ° C.), and then cooled with TF solution (20 mM PIPES-KOH (pH 6.0), 200 mM KCl, 10 mM CaCl2, 40 mM MnCl2). Add 10 ml, leave at 0 ° C for 10 minutes, centrifuge again (3,700 xg, 10 minutes, 4 ° C) to remove the supernatant, suspend the resulting Escherichia coli cells in 3.2 ml of cold TF solution, 0.22 ml Of dimethyl sulfoxide was added and allowed to stand at 0 ° C. for 10 minutes, and then stored at −80 ° C. using liquid nitrogen.

その大腸菌W3110株コンピテントセルを融解した溶液200ul に、上記DpnI処理液に加え、0℃で30分放置した。続いて、42℃で30秒間ヒートショックを与え、0℃で2分間冷却した。その後、SOC 培地 (20 mM グルコース、2%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、10 mM NaCl 、2.5 mM KCl 、1 mM MgSO4 、1mM MgCl2) 1mlを添加し、37℃にて1時間振盪培養した。培養後の培養液を各200ulずつ、 LB Amp寒天培地(アンピシリン 100mg/L 、1.5%寒天を含有するLB培地)に塗布し、37℃で一晩培養した。寒天培地上に生育した形質転換体コロニー複数個を 1.5mlのLB Amp培地(アンピシリン 100mg/Lを含有するLB培地)にて37℃で一晩培養した。得られた培養液を各々集菌後、Flexi Prep(GEヘルスケアバイオサイエンス)を用いて組換えプラスミドを回収した。   To 200 ul of a solution obtained by melting the E. coli W3110 strain competent cell, the solution was added to the DpnI treatment solution and allowed to stand at 0 ° C. for 30 minutes. Subsequently, a heat shock was applied at 42 ° C. for 30 seconds, and the mixture was cooled at 0 ° C. for 2 minutes. Then, 1 ml of SOC medium (20 mM glucose, 2% bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1 mM MgSO4, 1 mM MgCl2) was added, and cultured with shaking at 37 ° C. for 1 hour. . 200 ul of each culture solution after the culture was applied to LB Amp agar medium (LB medium containing ampicillin 100 mg / L, 1.5% agar) and cultured overnight at 37 ° C. A plurality of transformant colonies grown on an agar medium were cultured overnight at 37 ° C. in 1.5 ml of LB Amp medium (LB medium containing ampicillin 100 mg / L). After collecting each of the obtained culture broths, the recombinant plasmid was recovered using Flexi Prep (GE Healthcare Bioscience).

キャピラリーDNAシーケンサーCEQ2000(ベックマン・コールター)を用いて、添付のマニュアルに従って塩基配列を解析し、HheB(2nd)遺伝子にD199H部位特異的変異が導入されていることを確認した。該プラスミド、該プラスミドを含む大腸菌W3110株形質転換体、該形質転換体により生産されるハロヒドリンエポキシダーゼタンパク質をそれぞれpSTK002-D199H、W3110/pSTK002-D199HおよびHheB(2nd)-D199Hと命名した。 Using a capillary DNA sequencer CEQ2000 (Beckman Coulter), the nucleotide sequence was analyzed, the D199H site-directed mutagenesis to HHEB (2 nd) gene was confirmed that it is introduced according to the attached manual. The plasmid, the Escherichia coli W3110 strain transformant containing the plasmid, and the halohydrin epoxidase protein produced by the transformant were named pSTK002-D199H, W3110 / pSTK002-D199H and HheB (2 nd ) -D199H, respectively. .

続いて、T133A部位特異的変異の導入を行った。鋳型としてpSTK002-D199Hを、センスプライマーとしてMDH-05を、アンチセンスプライマーとしてMDH-06を用いること以外は、上述したD199H部位特異的変異の場合と同様に、部位特異的変異導入、大腸菌W3110株形質転換、プラスミド抽出および配列確認行った。得られたプラスミド、該プラスミドを含む大腸菌W3110株形質転換体および該形質転換体により生産されるハロヒドリンエポキシダーゼタンパク質をそれぞれpSTK002-T133A+D199H、W3110/pSTK002-T133A+D199HおよびHheB(2nd)-T133A+D199Hと命名した。 Subsequently, T133A site-specific mutation was introduced. Except for using pSTK002-D199H as a template, MDH-05 as a sense primer, and MDH-06 as an antisense primer, as in the case of the D199H site-specific mutation described above, site-directed mutagenesis, Escherichia coli W3110 strain Transformation, plasmid extraction and sequence confirmation were performed. The resulting plasmid, halohydrin epoxidase is produced by strain W3110 transformants and transformants E. coli containing the plasmid protein respectively pSTK002-T133A + D199H, W3110 / pSTK002-T133A + D199H and HHEB (2 nd ) -T133A + D199H.

さらに、F136S部位特異的変異の導入を行った。鋳型としてpSTK002-T133A+D199Hを、センスプライマーとしてMDH-28を、アンチセンスプライマーとしてMDH-29を用いること以外は、上述したD199H部位特異的変異の場合と同様に、部位特異的変異導入、大腸菌W3110株形質転換、プラスミド抽出および配列確認行った。得られたプラスミド、該プラスミドを含む大腸菌W3110株形質転換体および該形質転換体により生産されるハロヒドリンエポキシダーゼタンパク質をそれぞれpSTK002-T133A+F136S+D199H、W3110/pSTK002-T133A+F136S+D199HおよびHheB(2nd)-T133A+F136S+D199Hと命名した。 In addition, F136S site-specific mutation was introduced. PSTK002-T133A + D199H as a template, MDH-28 as a sense primer, and MDH-29 as an antisense primer, except that site-directed mutagenesis, E. coli W3110 strain transformation, plasmid extraction and sequence confirmation were performed. The obtained plasmid, the Escherichia coli W3110 strain transformant containing the plasmid, and the halohydrin epoxidase protein produced by the transformant were pSTK002-T133A + F136S + D199H, W3110 / pSTK002-T133A + F136S + D199H and HheB was named (2 nd) -T133A + F136S + D199H.

細胞の培養および細胞破砕液の調製
実施例1で得られた大腸菌形質転換体W3110/pSTK002-T133A+D199HおよびW3110/pSTK002-T133A+F136S+D199Hの培養を以下のように行った。
Cultivation of cells and preparation of cell lysate The E. coli transformants W3110 / pSTK002-T133A + D199H and W3110 / pSTK002-T133A + F136S + D199H obtained in Example 1 were cultured as follows.

W3110/pSTK002-T133A+D199HおよびW3110/pSTK002-T133A+F136S+D199Hのコロニーをそれぞれ、500mlフラスコ中に調製した100mlの前培養培地(ポリペプトンN 20g/L、酵母エキス 5g/L、リン酸二水素カリウム 1.5g/L、アンピシリンナトリウム0.1g/L;pH7.2)に植菌し、温度37℃、回転数210rpmにて、6時間振とう培養を行った。前培養培地は、アンピシリンナトリウム以外の各成分必要量を水に溶解して100mlにメスアップした後に加熱滅菌(121℃、20分間)を行い、室温に冷却後、予め0.45μmのフィルターでろ過除菌しておいたアンピシリンナトリウム水溶液(100g/L)を無菌条件下にて100ul添加して調製した。得られた各前培養液20mlを、3Lジャーファーメンター中に調製した1.6Lの本培養初発培地(フルクトース 40g/L、ポリペプトンN 20g/L、酵母エキス 5g/L、リン酸水素二カリウム 1.5g/L、硫酸マグネシウム七水和物 2.375g/L、硫酸マンガン五水和物 0.2g/L、塩化カルシウム二水和物 0.02g/L、硫酸亜鉛七水和物 0.02g/L、アンピシリンナトリウム 0.1g/L、プルロニックL-61(株式会社ADEKA、日本) 0.5g/L)に2本ずつぞれぞれ植菌し、温度37℃、回転数750rpm、通気量2L/min、常圧、pH6.8-7.2制御(水酸化ナトリウム25%水溶液および硫酸24%水溶液を使用)で培養を行った。本培養初発培地は、必要量のフルクトースを水に溶解して400mlにメスアップした後に加熱滅菌(121℃、20分間)したものと、フルクトースおよびアンピシリンナトリウム以外の各成分必要量を水に溶解して1.2Lにメスアップした後に加熱滅菌(121℃、20分間)したものとを無菌条件下で混合し、室温に冷却後、予め0.45μmのフィルターでろ過除菌しておいたアンピシリンナトリウム水溶液(100g/L)を1.6ml添加して調製した。培養開始約16時間後より、約15ml/hrの一定速度で本培養流加培地(フルクトース 300g/L、ポリペプトンN 187.5g/L、アンピシリンナトリウム 0.3g/L、プルロニックL-61 1.25g/L)の添加を開始した。本培養流加培地は、アンピシリンナトリウム以外の各成分の必要量を水に溶解して上記濃度となるようにメスアップした後、温度50℃程度に加熱し、別途予め加熱滅菌しておいた0.45μm混合セルロース製フィルター(アドバンテック(株)、日本)および加圧ろ過器を用いて無菌条件下で加圧ろ過(0.2MPa)を行い、室温に冷却後、予め0.45μmのフィルターでろ過除菌しておいたアンピシリンナトリウム水溶液(100g/L)を0.3g/Lの終濃度となるよう添加して調製した。培養中は適時サンプリングを行いながら、計約71時間培養を行った。培養の溶存酸素濃度は、培養開始約10時間前後において1ppm前後にまで低下したのち7ppm前後に回復した。流加培地を添加してからは再度低下して、大部分の時間帯は1ppmから5ppmの間で推移した。培養終了後、菌体の集菌、洗浄を行った。W3110/pSTK002-T133A+D199H については、2本のジャーファーメンター培養液を混合したものから3076g(OD630=111)を採り、12,000rpm(141,000G)で10分間遠心分離を行い、湿菌体370gを得た。該湿菌体に水1625gを加え、均一になるよう再懸濁して菌体懸濁液(OD630=161)を得た。得られた菌体懸濁液を約10℃に冷却した後、高圧ホモジナイザーPA2K(NiroSoavi社、イタリア)を用いて約100MPaで破砕処理を行った。再び約10℃まで冷却した後、再度約100MPaで破砕処理を行い、菌体破砕液(細胞破砕液)を得た。また、W3110/pSTK002-T133A+F136S+D199H については、1本のジャーファーメンター培養液より1821g(OD630=154)を採り、12,000rpm(141,000G)で10分間遠心分離を行い、湿菌体367gを得た。該湿菌体に水1305gを加え、均一になるよう再懸濁して菌体懸濁液(OD630=155)を得た。得られた菌体懸濁液を約10℃に冷却した後、高圧ホモジナイザーPA2K(NiroSoavi社、イタリア)を用いて約100MPaで破砕処理を行った。再び約10℃まで冷却した後、再度約100MPaで破砕処理を行い、菌体破砕液(細胞破砕液; OD630=8.3、pH6.8)を得た。   Colonies of W3110 / pSTK002-T133A + D199H and W3110 / pSTK002-T133A + F136S + D199H were prepared in a 100 ml preculture medium (polypeptone N 20 g / L, yeast extract 5 g / L, dihydrogen phosphate, respectively, in a 500 ml flask. Potassium 1.5 g / L, ampicillin sodium 0.1 g / L; pH 7.2) was inoculated, and cultured with shaking at a temperature of 37 ° C. and a rotation speed of 210 rpm for 6 hours. The pre-culture medium is prepared by dissolving the required amounts of each component other than ampicillin sodium in water and making up to 100 ml, followed by heat sterilization (121 ° C, 20 minutes), cooling to room temperature, and filtering through a 0.45 μm filter in advance. It was prepared by adding 100 ul of ampicillin sodium aqueous solution (100 g / L) that had been sterilized under aseptic conditions. 20 ml of each preculture solution obtained was prepared in a 1.6 L main culture initial medium (fructose 40 g / L, polypeptone N 20 g / L, yeast extract 5 g / L, dipotassium hydrogen phosphate 1.5 g prepared in a 3 L jar fermenter. / L, magnesium sulfate heptahydrate 2.375 g / L, manganese sulfate pentahydrate 0.2 g / L, calcium chloride dihydrate 0.02 g / L, zinc sulfate heptahydrate 0.02 g / L, ampicillin sodium 0.1 g / L, Pluronic L-61 (ADEKA, Japan) 0.5g / L), inoculate two each, temperature 37 ° C, rotation speed 750rpm, air flow 2L / min, normal pressure, pH6 Culture was carried out under the control of .8-7.2 (using 25% aqueous sodium hydroxide and 24% aqueous sulfuric acid). The primary culture medium was prepared by dissolving the required amount of fructose in water and making up to 400 ml, then heat sterilizing (121 ° C, 20 minutes), and the required amounts of each component other than fructose and ampicillin sodium in water. The solution was sterilized by heating (121 ° C, 20 minutes) after being diluted to 1.2 L under aseptic conditions. After cooling to room temperature, ampicillin sodium aqueous solution (filtered and sterilized with a 0.45 μm filter in advance) 100 g / L) was added to prepare 1.6 ml. Main culture fed-batch medium (fructose 300 g / L, polypeptone N 187.5 g / L, ampicillin sodium 0.3 g / L, pluronic L-61 1.25 g / L) at a constant rate of about 15 ml / hr from about 16 hours after the start of culture The addition of was started. The main culture fed-batch medium was prepared by dissolving the necessary amounts of each component other than ampicillin sodium in water and making up to the above concentration, then heating to a temperature of about 50 ° C., and separately preliminarily heat-sterilized 0.45. Perform pressure filtration (0.2 MPa) under aseptic conditions using a filter made of μm mixed cellulose (Advantech Co., Ltd., Japan) and a pressure filter, cool to room temperature, and filter sterilize with a 0.45 μm filter in advance. An ampicillin sodium aqueous solution (100 g / L) was added to a final concentration of 0.3 g / L. During the culture, the culture was performed for about 71 hours while sampling timely. The dissolved oxygen concentration in the culture decreased to around 1 ppm and recovered to around 7 ppm after about 10 hours from the start of the culture. It decreased again after adding the fed-batch medium, and most of the time zone shifted between 1 ppm and 5 ppm. After completion of the culture, the cells were collected and washed. For W3110 / pSTK002-T133A + D199H, take 3076g (OD630 = 111) from the mixture of two jar fermenter cultures, centrifuge at 12,000rpm (141,000G) for 10 minutes, and wet cells 370g Got. 1625 g of water was added to the wet cells and resuspended uniformly to obtain a cell suspension (OD630 = 161). The obtained cell suspension was cooled to about 10 ° C., and then crushed at about 100 MPa using a high-pressure homogenizer PA2K (NiroSoavi, Italy). After cooling to about 10 ° C. again, crushing was performed again at about 100 MPa to obtain a cell disruption solution (cell disruption solution). For W3110 / pSTK002-T133A + F136S + D199H, take 1821g (OD630 = 154) from one jar fermenter culture and centrifuge at 12,000rpm (141,000G) for 10 minutes to obtain 367g wet cells. Got. 1305 g of water was added to the wet cells and resuspended uniformly to obtain a cell suspension (OD630 = 155). The obtained cell suspension was cooled to about 10 ° C., and then crushed at about 100 MPa using a high-pressure homogenizer PA2K (NiroSoavi, Italy). After cooling again to about 10 ° C., crushing was performed again at about 100 MPa to obtain a cell disruption solution (cell disruption solution; OD630 = 8.3, pH 6.8).

両性界面活性剤を添加した細胞破砕液からの遠心分離による細胞破砕片の効率的除去
実施例2で得られたW3110/pSTK002-T133A+F136S+D199H由来細胞破砕液1mlを6系列準備し、各系列に、水0.1ml(対照とする)、塩酸アルキルジアミノエチルグリシン(10%溶液)0.1ml、カチオン系凝集剤K-403B(10%溶液)0.1ml、カチオン系凝集剤K-408(10%溶液)0.1ml、カチオン系凝集剤K-409(10%溶液)0.1mlおよびカチオン系凝集剤K-415(10%溶液)0.1mlをそれぞれ添加した。K-403B、K-408、K-409およびK-415はカチオン系高分子凝集剤であり、ダイヤニトリックス(日本)より入手した。懸濁後、室温で20分間静置した後、4,500rpmでの1分間の遠心分離を行った。得られた上清について、それぞれ吸光度および脱クロル活性を測定し、活性については各系列の液活性相対値を算出した(水を添加した系列の液活性値を100%とした)。吸光度の測定は、試料を適宜希釈し、波長630nmで測定した。脱クロル活性の測定は、以下のように測定した。
Efficient removal of cell debris by centrifugation from a cell lysate added with amphoteric surfactant Prepare 6 series of 1 ml of W3110 / pSTK002-T133A + F136S + D199H-derived cell lysate obtained in Example 2 In series, water 0.1ml (control), alkyldiaminoethylglycine hydrochloride (10% solution) 0.1ml, cationic flocculant K-403B (10% solution) 0.1ml, cationic flocculant K-408 (10% Solution) 0.1 ml, cationic flocculant K-409 (10% solution) 0.1 ml and cationic flocculant K-415 (10% solution) 0.1 ml were added. K-403B, K-408, K-409, and K-415 are cationic polymer flocculants and were obtained from Dianitics (Japan). After suspension, the mixture was allowed to stand at room temperature for 20 minutes, and then centrifuged at 4,500 rpm for 1 minute. The absorbance and dechlorinating activity of the obtained supernatants were measured, and the relative activity of each series of liquid activity was calculated (the liquid activity value of the series to which water was added was taken as 100%). The absorbance was measured by diluting the sample as appropriate and measuring at a wavelength of 630 nm. The dechlorination activity was measured as follows.

100mlの活性測定用反応液(50mM DCP、50mM Tris−硫酸(pH8))を調製して、温度を20℃に調整した。該反応液に、希釈した各形質転換体由来の粗酵素液添加し、反応を開始した。ハロヒドリンエポキシダーゼ活性による塩化物イオンの遊離に伴うpHの低下を、pH自動コントローラーを用い、0.01規定の水酸化ナトリウム水溶液を用いて、pHを8に保つよう連続的に調整した。10分間の反応の間に、pHを8に保つために投入された0.01規定の水酸化ナトリウム水溶液の量から、塩化物イオン生成量を算出し、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)(U)を算出した。1Uは上記条件下でDCPから1分間あたり1μmol塩化物イオンの脱離する酵素量に相当するものと定義した。。結果を表5に示す。   100 ml of a reaction solution for activity measurement (50 mM DCP, 50 mM Tris-sulfuric acid (pH 8)) was prepared, and the temperature was adjusted to 20 ° C. The diluted crude enzyme solution derived from each transformant was added to the reaction solution to start the reaction. The decrease in pH accompanying the release of chloride ions due to the halohydrin epoxidase activity was continuously adjusted to maintain the pH at 8 using a 0.01 N aqueous sodium hydroxide solution using an automatic pH controller. From the amount of 0.01N aqueous sodium hydroxide solution added to maintain the pH at 8 during the 10-minute reaction, the amount of chloride ion produced was calculated, and the halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity) ( U) was calculated. 1 U was defined to correspond to the amount of enzyme from which 1 μmol chloride ion was desorbed per minute from DCP under the above conditions. . The results are shown in Table 5.

<表5>

Figure 0005172201
<Table 5>
Figure 0005172201

水を添加した系列の遠心上清の吸光度は5以上であり、細胞破砕片が十分に沈殿除去されていないことが認められた。カチオン系高分子凝集剤K-403B、K-408、K-409およびK-415を添加した系列の遠心上清の吸光度は0.01〜0.02であり、細胞破砕片が沈殿除去されていることが確認されたが、その活性は大きく低下しており、該凝集剤の添加によって、ハロヒドリンエポキシダーゼが失活しているか、または細胞破砕片と共に沈殿しているものと考えられた。一方、塩酸アルキルジアミノエチルグリシンを添加した系列は、活性を保持したまま、細胞破砕片が十分に沈殿除去されている(吸光度0.01)ことが確認された。   The absorbance of the series of centrifugal supernatants to which water was added was 5 or more, and it was confirmed that the cell debris was not sufficiently removed by precipitation. The absorbance of the centrifugal supernatant of the series to which cationic polymer flocculants K-403B, K-408, K-409, and K-415 were added was 0.01 to 0.02, confirming that cell debris was removed by precipitation. However, the activity was greatly reduced, and it was considered that halohydrin epoxidase was inactivated or precipitated with cell debris by the addition of the flocculant. On the other hand, in the series to which alkyldiaminoethylglycine hydrochloride was added, it was confirmed that cell fragments were sufficiently precipitated and removed (absorbance 0.01) while maintaining the activity.

両性界面活性剤を添加した細胞破砕液からのろ過による細胞破砕片の効率的除去(その1)
実施例2で得られたW3110/pSTK002-T133A+F136S+D199H由来細胞破砕液30mlを4系列準備し、各系列にそれぞれ、水3ml、7.4%塩酸アルキルジアミノエチルグリシン水溶液3ml(終濃度0.67%となる)、8.4%塩酸アルキルジアミノエチルグリシン水溶液3ml(終濃度0.76%となる)および10%塩酸アルキルジアミノエチルグリシン水溶液3ml(終濃度0.91%となる)を添加した。それぞれ約10分間撹拌した後、3gのラジオライトクリアフロー(昭和化学工業(株)、日本)を加え、さらに約5分間撹拌した。予め1gのラジオライトクリアフローをプリコートしておいたろ過面積約12cm2のNo.5Aろ紙(アドバンテック(株)、日本)および加圧ろ過器(アドバンテック(株)、日本)を用い、圧力0.2MPaで加圧ろ過を行い、20分後に得られたろ液量および該ろ液のハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)を測定した。結果を表6に示す。
Efficient removal of cell debris by filtration from cell lysate containing amphoteric surfactant (Part 1)
Four series of 30 ml of W3110 / pSTK002-T133A + F136S + D199H-derived cell disruption solution obtained in Example 2 were prepared. In each series, 3 ml of water and 3 ml of a 7.4% aqueous solution of alkyldiaminoethylglycine hydrochloride (final concentration 0.67% and 3 ml of 8.4% aqueous alkyldiaminoethylglycine hydrochloride (final concentration 0.76%) and 3 ml of 10% aqueous alkyldiaminoethylglycine hydrochloride (final concentration 0.91%) were added. After each stirring for about 10 minutes, 3 g of Radiolite Clear Flow (Showa Chemical Industry Co., Ltd., Japan) was added, and the mixture was further stirred for about 5 minutes. Using a No. 5A filter paper (Advantech Co., Ltd., Japan) with a filtration area of approximately 12 cm2, pre-coated with 1 g of Radiolite Clear Flow, and a pressure filter (Advantech Co., Ltd., Japan) at a pressure of 0.2 MPa The filtrate was subjected to pressure filtration, and the amount of the filtrate obtained after 20 minutes and the halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity) of the filtrate were measured. The results are shown in Table 6.

<表6>

Figure 0005172201
<Table 6>
Figure 0005172201

塩酸アルキルジアミノエチルグリシンを添加していない試料(0w/v%)に比べ、塩酸アルキルジアミノエチルグリシンを添加した試料は、その濃度に依存してろ過性が向上し、一定時間に多くのろ液が得られることが確認された。また、細胞破砕液と比較して、活性は低下することなく保持されていることが確認された。   Compared to the sample without addition of alkyldiaminoethylglycine hydrochloride (0w / v%), the sample with addition of alkyldiaminoethylglycine hydrochloride has improved filterability depending on its concentration, and more filtrate is obtained over a period of time. It was confirmed that In addition, it was confirmed that the activity was maintained without decreasing as compared with the cell disruption solution.

両性界面活性剤を添加した細胞破砕液からのろ過による細胞破砕片の効率的除去(その2)
実施例2で得られたW3110/pSTK002-T133A+F136S+D199H由来細胞破砕液より470ml(系列1)および467ml(系列2)の2系列を準備し、各系列にそれぞれ、10%塩酸アルキルジアミノエチルグリシン水溶液を47.4mlおよび46.5ml添加した(それぞれ終濃度0.91%となる)。それぞれ約10分間撹拌した後、系列1には47.0gのセライトHyflo Super Cel(ワールドミネラルズ社、米国)を、系列2には46.7gのラジオライトスペシャルフロー(昭和化学工業(株)、日本)を加え、さらに約5分間撹拌した。予め9gのろ過助剤(系列1はセライトHyflo Super Cel、系列2はラジオライトスペシャルフロー)をプリコートしておいたろ過面積約163cm2のNo.5Aろ紙(アドバンテック(株)、日本)および加圧ろ過器(アドバンテック(株)、日本)を用い、圧力0.2MPaで加圧ろ過を行った。得られた系列1および系列2の両ろ液、および対象として実施例2の細胞破砕液について、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)、乾燥残分濃度、糖濃度およびタンパク質濃度を測定した。乾燥残分濃度は、各試料を120℃で恒量となるまで乾燥し、残分の質量を測定して求めた。糖濃度は、フェノール硫酸法の原理により、水で100倍希釈した試料溶液0.5mlに5w/w%フェノール溶液を0.5ml加えた後、濃硫酸2.5mlを添加・混和し、室温で1時間静置、冷却後、波長490nmの吸光度を測定することにより求めた(既知濃度のグルコース溶液を用いて得られる検量線から試料の糖濃度を算出)。タンパク質濃度はバイオラッド・プロテインアッセイ(Bio-Rad社、米国)を用い、添付のプロトコールに従って求めた。結果を表7に示す。
Efficient removal of cell debris by filtration from cell lysate containing amphoteric surfactant (Part 2)
Two series of 470 ml (series 1) and 467 ml (series 2) were prepared from the W3110 / pSTK002-T133A + F136S + D199H-derived cell lysate obtained in Example 2, and 10% alkyldiaminoethyl hydrochloride was prepared for each series. 47.4 ml and 46.5 ml of an aqueous glycine solution were added (the final concentration was 0.91%, respectively). After stirring for about 10 minutes each, 47.0g Celite Hyflo Super Cel (World Minerals, USA) is in Series 1, and 46.7g Radiolight Special Flow is in Series 2 (Showa Chemical Industry Co., Ltd., Japan) And stirred for about 5 minutes. No. 5A filter paper (Advantech Co., Ltd., Japan) with a filtration area of about 163cm2 pre-coated with 9g of filter aid (series 1 is Celite Hyflo Super Cel, series 2 is radiolite special flow) and pressure filtration Using an apparatus (Advantech Co., Ltd., Japan), pressure filtration was performed at a pressure of 0.2 MPa. With respect to the obtained filtrates of Series 1 and Series 2 and the cell disruption solution of Example 2 as a target, halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity), dry residue concentration, sugar concentration and protein concentration were measured. . The dry residue concentration was determined by drying each sample at 120 ° C. until reaching a constant weight and measuring the mass of the residue. The sugar concentration was determined by adding 0.5 ml of 5 w / w% phenol solution to 0.5 ml of sample solution diluted 100-fold with water according to the principle of the phenol-sulfuric acid method, adding 2.5 ml of concentrated sulfuric acid, and allowing to stand at room temperature for 1 hour. After cooling, the absorbance was measured by measuring the absorbance at a wavelength of 490 nm (calculating the sugar concentration of the sample from a calibration curve obtained using a glucose solution having a known concentration). The protein concentration was determined using a Bio-Rad protein assay (Bio-Rad, USA) according to the attached protocol. The results are shown in Table 7.

<表7>

Figure 0005172201
<Table 7>
Figure 0005172201

細胞破砕液に比べ、塩酸アルキルジアミノエチルグリシンを添加してろ過を行った系列1および系列2のろ液は、脱クロル活性を保持したまま、乾燥残分濃度、糖濃度、およびタンパク質濃度が低くなっていることが認められた。すなわち、塩酸アルキルジアミノエチルグリシンを添加したろ過により、細胞破砕片を含むと考えられる乾燥残分や糖が効率よく除去されていることが確認された。   Compared to cell lysate, the filtrates of Series 1 and Series 2, which were filtered by adding alkyldiaminoethylglycine hydrochloride, had lower dry residue concentration, sugar concentration, and protein concentration while retaining dechlorination activity. It was recognized that In other words, it was confirmed that the dry residue and sugar that are thought to contain cell debris were efficiently removed by filtration with addition of alkyldiaminoethylglycine hydrochloride.

両性界面活性剤を添加した細胞破砕液からのろ過による細胞破砕片の効率的除去(その3)
実施例2で得られたW3110/pSTK002-T133A+D199H由来細胞破砕液より1845mlを採り、10%塩酸アルキルジアミノエチルグリシン水溶液を185ml添加した(終濃度0.91%となる)。約30分間撹拌した後、185gのセライトHyflo Super Cel(ワールドミネラルズ社、米国)を加え、さらに約15分間撹拌した。予め9gのろ過助剤(系列1はセライトHyflo Super Cel、系列2はラジオライトスペシャルフロー)をプリコートしておいたろ過面積約163cm2のNo.5Aろ紙(アドバンテック(株)、日本)および加圧ろ過器(アドバンテック(株)、日本)を用い、圧力0.2MPaで加圧ろ過を行い、1623mlのろ液(=「ろ液」)を得た。続いて、水186gをろ過ケークが残っている加圧ろ過器に入れ、再度圧力0.2MPaで加圧ろ過を行い、173mlの洗浄液(=「水洗浄液1」)を得た。さらに、水186gをろ過ケークが残っている加圧ろ過器に入れ、再度圧力0.2MPaで加圧ろ過を行い、163mlの洗浄液(=「水洗浄液2」)を得た。ろ液、水洗浄液1および水洗浄液2のうち微量を採取しておき、残りのろ液、水洗浄液1および水洗浄液2を混合して混合ろ液1937mlを得た。細胞破砕液、ろ液、水洗浄液1、水洗浄液2および混合ろ液について、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)を測定し、液活性値および総活性値(液活性値と液量の積で表される)を求めた。結果を表8に示す。
Efficient removal of cell debris by filtration from cell lysate containing amphoteric surfactant (Part 3)
1845 ml was taken from the W3110 / pSTK002-T133A + D199H-derived cell disruption solution obtained in Example 2, and 185 ml of a 10% aqueous solution of alkyldiaminoethylglycine hydrochloride was added (the final concentration was 0.91%). After stirring for about 30 minutes, 185 g of Celite Hyflo Super Cel (World Minerals, USA) was added and further stirred for about 15 minutes. No. 5A filter paper (Advantech Co., Ltd., Japan) with a filtration area of about 163cm2 pre-coated with 9g of filter aid (series 1 is Celite Hyflo Super Cel, series 2 is radiolite special flow) and pressure filtration Using a vacuum vessel (Advantech Co., Ltd., Japan), pressure filtration was performed at a pressure of 0.2 MPa to obtain 1623 ml of filtrate (= “filtrate”). Subsequently, 186 g of water was put into a pressure filter in which a filter cake remained, and pressure filtration was performed again at a pressure of 0.2 MPa to obtain 173 ml of a cleaning solution (= “water cleaning solution 1”). Further, 186 g of water was put into a pressure filter in which a filter cake remained, and pressure filtration was performed again at a pressure of 0.2 MPa to obtain 163 ml of a cleaning solution (= “water cleaning solution 2”). A trace amount was collected from the filtrate, water washing liquid 1 and water washing liquid 2, and the remaining filtrate, water washing liquid 1 and water washing liquid 2 were mixed to obtain 1937 ml of mixed filtrate. Cell disruption fluid, filtrate, water washing solution 1, water washing solution 2 and mixed filtrate were measured for halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity), and the liquid activity value and total activity value (liquid activity value and liquid volume (Represented by the product). The results are shown in Table 8.

<表8>

Figure 0005172201
<Table 8>
Figure 0005172201

ろ過ケークを水で洗浄することで、ケーク中に残っている活性を回収することができ、最終的に細胞破砕液の総活性の9割弱を回収できることが確認された。   It was confirmed that by washing the filter cake with water, the activity remaining in the cake can be recovered, and finally less than 90% of the total activity of the cell lysate can be recovered.

両性界面活性剤を添加して細胞破砕片を除去して得られたハロヒドリンエポキシダーゼ含有溶液を用いた、1,3−ジハロ−2−プロパノールおよびシアン化合物からの4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造
実施例2で得られたW3110/pSTK002-T133A+F136S+D199H細胞破砕液(=「細胞破砕液」とする)および実施例5で得られた該細胞破砕液由来の系列1のろ液(=「ろ液」とする)を、シアン化カリウム(KCN)存在下、1,3−ジクロロ−2−プロパノール(DCP)と接触させることにより、4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリル(CHBN)を以下のように製造した。反応液基本組成は表9のようにし、反応スケールは2mlで行った。
4-Halo-3-hydroxy from 1,3-dihalo-2-propanol and cyanide using a halohydrin epoxidase-containing solution obtained by adding amphoteric surfactant to remove cell debris Production of butyronitrile W3110 / pSTK002-T133A + F136S + D199H cell lysate obtained in Example 2 (= “cell lysate”) and series 1 derived from the cell lysate obtained in Example 5 The filtrate (referred to as “filtrate”) was brought into contact with 1,3-dichloro-2-propanol (DCP) in the presence of potassium cyanide (KCN) to give 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile ( CHBN) was prepared as follows. The basic composition of the reaction solution was as shown in Table 9, and the reaction scale was 2 ml.

<表9>

Figure 0005172201
<Table 9>
Figure 0005172201

反応は20℃にて3時間行った。反応終了後、以下に示す分析条件により、反応液中のDCP、ECHおよびCHBN濃度および生成R−CHBNの光学純度を分析した。   The reaction was carried out at 20 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the concentrations of DCP, ECH and CHBN in the reaction solution and the optical purity of the produced R-CHBN were analyzed under the analysis conditions shown below.

<反応液中のDCP、ECHおよびCHBN濃度分析>
反応液中のDCP、ECHおよびCHBN濃度分析は、逆相系HPLCにより行った。逆相系HPLC分析条件を表10に示す。
<Concentration analysis of DCP, ECH and CHBN in reaction solution>
Analysis of DCP, ECH, and CHBN concentrations in the reaction solution was performed by reverse phase HPLC. The reverse phase HPLC analysis conditions are shown in Table 10.

<表10>

Figure 0005172201
<Table 10>
Figure 0005172201

反応終了液100μlを、上表記載の移動層400μlにより希釈混合した後、上表記載の分析条件により分析を行った。予め、濃度既知のDCP、ECHおよびCHBN溶液を用いて検量線を作成し、該検量線を用いて反応液中のDCP、ECHおよびCHBN濃度を求めた。   100 μl of the reaction completion solution was diluted and mixed with 400 μl of the moving bed described in the above table, and then analyzed under the analysis conditions described in the above table. A calibration curve was prepared in advance using DCP, ECH, and CHBN solutions with known concentrations, and the concentrations of DCP, ECH, and CHBN in the reaction solution were determined using the calibration curve.

<生成CHBNの光学純度分析>
生成CHBNの光学純度分析は、CHBNをエステル化後、順相系HPLCにより行った。順相系HPLC分析条件を表11に示す。
<Optical purity analysis of produced CHBN>
The optical purity analysis of the produced CHBN was performed by normal phase HPLC after esterification of CHBN. Normal phase HPLC analysis conditions are shown in Table 11.

<表11>

Figure 0005172201
<Table 11>
Figure 0005172201

反応終了液約400μlに等量のジイソプロピルエーテル(以下、IPEと称することがある)を加えて抽出を行った。IPE層を分取し、少量の無水硫酸ナトリウムを加えて撹拌した。IPE層を100μl分取し、10μlの(R)−α−メトキシ―α―(トリフルオロメチル)フェニルアセチルクロライド(以下、(R)−MTPAと称することがある)および40μlのピリジンを添加した。室温で一晩反応させた後、IPEを添加して約400μlとした。1規定の塩酸を400μl加えて抽出を2回行った後、分取したIPE層に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を400μl加えて抽出を2回行った。分取したIPE層に少量の無水硫酸ナトリウムを加えて撹拌した後、アスピレーターによりIPE層を揮発させた。残存物を上表記載の移動層により懸濁した後、上表記載の分析条件により分析を行った。(R)−CHBN−(R)−MTPAエステルおよび(S)-CHBN−(R)−MTPAエステルのエリア面積比から各濃度を算出し、CHBNの光学純度を算出した。結果を表12に示す。   Extraction was carried out by adding an equal amount of diisopropyl ether (hereinafter sometimes referred to as IPE) to about 400 μl of the reaction completion solution. The IPE layer was separated, and a small amount of anhydrous sodium sulfate was added and stirred. 100 μl of the IPE layer was collected, and 10 μl of (R) -α-methoxy-α- (trifluoromethyl) phenylacetyl chloride (hereinafter sometimes referred to as (R) -MTPA) and 40 μl of pyridine were added. After reacting overnight at room temperature, IPE was added to make about 400 μl. Extraction was performed twice by adding 400 μl of 1N hydrochloric acid, and then 400 μl of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added to the separated IPE layer, and extraction was performed twice. A small amount of anhydrous sodium sulfate was added to the separated IPE layer and stirred, and then the IPE layer was volatilized by an aspirator. The residue was suspended in the moving bed described in the above table, and then analyzed under the analysis conditions described in the above table. Each concentration was calculated from the area area ratio of (R) -CHBN- (R) -MTPA ester and (S) -CHBN- (R) -MTPA ester, and the optical purity of CHBN was calculated. The results are shown in Table 12.

<表12>

Figure 0005172201
<Table 12>
Figure 0005172201

ろ液を用いた場合でも、細胞破砕液を用いた場合と遜色ない反応成績が得られることが確認された。   Even when the filtrate was used, it was confirmed that a reaction result comparable to that obtained when the cell disruption solution was used was obtained.

両性界面活性剤添加前および添加後の細胞破砕片の粒径測定
実施例2の方法により、大腸菌W3110株のジャーファーメンター培養を行った。得られた培養液を12,000rpm(141,000G)で10分間遠心分離を行い、上清を除いて湿菌体を得た。除いた上清と等量の水を該湿菌体に加え、均一になるよう再懸濁して菌体懸濁液(OD630=約150)を得た。得られた菌体懸濁液を約10℃に冷却した後、高圧ホモジナイザーPA2K(NiroSoavi社、イタリア)を用いて約100MPaで破砕処理を行った。再び約10℃まで冷却した後、再度約100MPaで破砕処理を行い、菌体破砕液(細胞破砕液)を得た。該細胞破砕液の一部を採り、終濃度0.91w/v%となるよう塩酸アルキルジアミノエチルグリシンを添加して、常温で30分間撹拌を行ったものを「細胞破砕液(両性界面活性剤添加)」とした。得られた細胞破砕液および細胞破砕液(両性界面活性剤添加)について、Multisizer3(ベックマン・コールター、米国)を用い、以下の条件により、電気抵抗法により粒度分布を測定した。
Measurement of particle size of cell debris before and after addition of amphoteric surfactant The jar fermenter culture of Escherichia coli W3110 was carried out by the method of Example 2. The obtained culture solution was centrifuged at 12,000 rpm (141,000 G) for 10 minutes, and the supernatant was removed to obtain wet cells. The same amount of water as the removed supernatant was added to the wet cells and resuspended to be uniform to obtain a cell suspension (OD630 = about 150). The obtained cell suspension was cooled to about 10 ° C., and then crushed at about 100 MPa using a high-pressure homogenizer PA2K (NiroSoavi, Italy). After cooling to about 10 ° C. again, crushing was performed again at about 100 MPa to obtain a cell disruption solution (cell disruption solution). Take a part of the cell disruption solution, add alkyldiaminoethylglycine hydrochloride to a final concentration of 0.91 w / v%, and stir at room temperature for 30 minutes to obtain a cell disruption solution (added with amphoteric surfactant ) ”. About the obtained cell lysate and cell lysate (added with amphoteric surfactant), the particle size distribution was measured by the electric resistance method using Multisizer3 (Beckman Coulter, USA) under the following conditions.

アパチャー径:30、50μm
分散剤:0.1%ヘキサメタリン酸ナトリウム
超音波:3分
試料は、ISOTONII(ベックマン・コールター、米国)で、Multisizer3の適正濃度となるように定量希釈して測定を行った。結果を表13に示す。
Aperture diameter: 30, 50μm
Dispersant: 0.1% sodium hexametaphosphate ultrasonic wave: 3 minutes Samples were measured with ISOTON II (Beckman Coulter, USA) after quantitative dilution to obtain an appropriate concentration of Multisizer 3. The results are shown in Table 13.

<表13>

Figure 0005172201
<Table 13>
Figure 0005172201

塩酸アルキルジアミノエチルグリシンを添加することにより、細胞破砕片の平均径、中位径が1μm未満から2μm以上に大きくなっていることが確認された。   It was confirmed that by adding alkyldiaminoethylglycine hydrochloride, the average diameter and median diameter of the cell fragments increased from less than 1 μm to 2 μm or more.

配列番号2〜4:変異ペプチド
配列番号5〜12:合成DNA
SEQ ID NOs: 2-4: Mutant peptides SEQ ID NOs: 5-12: Synthetic DNA

Claims (1)

以下(A)〜(D)の工程を含む、ハロヒドリンエポキシダーゼ含有溶液の製造方法。
(A)細胞を培養する工程
(B)工程(A)で得られた細胞を破砕して、ハロヒドリンエポキシダーゼおよび細胞破砕片を含有する細胞破砕液を調製する工程
(C)工程(B)で得られたハロヒドリンエポキシダーゼおよび細胞破砕片を含有する細胞破砕液にアルキルジアミノエチルグリシンまたはその塩を添加する工程
(D)工程(C)で得られたアルキルジアミノエチルグリシンまたはその塩を添加した細胞破砕液から細胞破砕片を除去する工程
The manufacturing method of the halohydrin epoxidase containing solution including the process of (A)-(D) below.
(A) Step of culturing cells (B) Step of crushing the cells obtained in step (A) to prepare a cell disruption solution containing halohydrin epoxidase and cell fragments (C) Step (B) Step (D) Addition of alkyldiaminoethylglycine or a salt thereof to the cell disruption solution containing the halohydrin epoxidase and cell fragments obtained in step (D) Alkyldiaminoethylglycine or a salt thereof obtained in step (C) Of removing cell debris from the cell disruption solution added with
JP2007125501A 2007-05-10 2007-05-10 Method for producing protein-containing solution Expired - Fee Related JP5172201B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007125501A JP5172201B2 (en) 2007-05-10 2007-05-10 Method for producing protein-containing solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007125501A JP5172201B2 (en) 2007-05-10 2007-05-10 Method for producing protein-containing solution

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008278792A JP2008278792A (en) 2008-11-20
JP2008278792A5 JP2008278792A5 (en) 2010-06-17
JP5172201B2 true JP5172201B2 (en) 2013-03-27

Family

ID=40140177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007125501A Expired - Fee Related JP5172201B2 (en) 2007-05-10 2007-05-10 Method for producing protein-containing solution

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5172201B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111018948B (en) * 2019-12-23 2024-01-09 山西紫林醋业股份有限公司 Method for extracting mycoprotein from liquid acetic acid fermentation tail liquid

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH064033B2 (en) * 1986-06-23 1994-01-19 ユニチカ株式会社 Protein fractionation method
JP3434453B2 (en) * 1998-07-07 2003-08-11 ティーポール株式会社 Disinfectant cleaning composition
JP4870348B2 (en) * 2003-12-04 2012-02-08 株式会社ペルセウスプロテオミクス Antibody acquisition and antigen identification against cell surface antigens
JP4785120B2 (en) * 2005-08-18 2011-10-05 三菱レイヨン株式会社 Transformants of Rhodococcus bacteria with halohydrin epoxidase activity

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008278792A (en) 2008-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5929910B2 (en) Improved nitrile hydratase
JPWO2006041226A1 (en) Improved hydroxynitrile lyase
JP6489013B2 (en) Improved nitrile hydratase
NO328690B1 (en) Variant microorganism as well as process for producing a carboxylic acid using the microorganism
WO2019008131A1 (en) Recombinant pseudomonas putida for the production of d-xylonate from d-xylose
CN1062903C (en) A new cephalosporin C acylase
JP5132983B2 (en) Method for producing protein-containing solution containing no living cells
JP5226509B2 (en) Improved halohydrin epoxidase
JP5142268B2 (en) Improved gallic acid synthase and method for producing gallic acid
JP5172201B2 (en) Method for producing protein-containing solution
JP2009065839A (en) Method for producing gallic acid
JP4785120B2 (en) Transformants of Rhodococcus bacteria with halohydrin epoxidase activity
WO2022075435A1 (en) Method for manufacturing ketose using novel ketose-3-epimerase
EP1365023A1 (en) Dna encoding novel d-aminoacylase and process for producing d-amino acid by using the same
JP6527708B2 (en) Novel microorganism and method for producing 2,3-dihydroxynaphthalene using the same
JP2023141245A (en) Method for producing 3-hydroxycarboxylic acid compound or salt thereof
JP2012228221A (en) Improved halohydrin epoxidase
JP5096911B2 (en) 5-substituted hydantoin racemase, DNA encoding the same, recombinant DNA, transformed cell, and method for producing optically active N-carbamyl amino acid or optically active amino acid
JP2012090537A (en) Improved type halohydrin epoxidase
JP2011004738A (en) Improved halohydrin epoxidase
JP2023022671A (en) Method for producing (meth)acrylic acid or salt thereof
JP5678356B2 (en) Method for producing phenolic acid
JP4857606B2 (en) Process for producing optically active cyclopropanecarboxylic acid
CN117925422A (en) Mutant Cephalosporium acremonium, method for producing DAOC and 7-ADCA and application thereof
NO330796B1 (en) Protein, polynucleotide, polynucleotide sequence, recombinant vector, non-human host, and methods for producing D-phenyl lactic acid hydrogenase, D-phenyl lactic acid and substance PF1022 or derivatives thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100428

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100428

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110303

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120614

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120802

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120920

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121002

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20121120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121226

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160111

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees