JP5514399B2 - Method for producing inorganic sulfur compound hydrolase - Google Patents

Method for producing inorganic sulfur compound hydrolase Download PDF

Info

Publication number
JP5514399B2
JP5514399B2 JP2007285817A JP2007285817A JP5514399B2 JP 5514399 B2 JP5514399 B2 JP 5514399B2 JP 2007285817 A JP2007285817 A JP 2007285817A JP 2007285817 A JP2007285817 A JP 2007285817A JP 5514399 B2 JP5514399 B2 JP 5514399B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrolase
dna
tetrathionate
sulfur compound
enzyme
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
JP2007285817A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009112204A (en
Inventor
忠芳 金尾
Original Assignee
国立大学法人 岡山大学
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 国立大学法人 岡山大学 filed Critical 国立大学法人 岡山大学
Priority to JP2007285817A priority Critical patent/JP5514399B2/en
Publication of JP2009112204A publication Critical patent/JP2009112204A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5514399B2 publication Critical patent/JP5514399B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Description

本発明は、無機硫黄化合物加水分解酵素の製造方法および前記製造方法により得られた酵素の利用方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an inorganic sulfur compound hydrolase and a method for using the enzyme obtained by the production method.

大気汚染や酸性雨の原因となる石油燃料に含まれる硫黄成分は、ほとんど全て除去されるべきである。この点については、各石油会社の企業努力により、基準を下回るサルファフリー(硫黄分が殆ど0)が市場に供給するに至っている。一方で石油中より除かれた脱硫硫黄が大量に余剰するという新たな問題が生じている。これらは、主に中国において農業肥料として廃棄物同然に扱われているのが現状であり、必ずしも有効な解決策となっておらず、廃棄の場の枯渇に伴い深刻化しつつある。すなわち、現状では石油の脱硫に伴い、大量に生成する脱硫余剰硫黄の有効な利用または処理の技術がないことが大きな問題がある。   Almost all sulfur components in petroleum fuels that cause air pollution and acid rain should be removed. In this regard, due to the efforts of each oil company, Sulfur Free (sulphur content is almost zero) below the standard has been supplied to the market. On the other hand, there is a new problem that a large amount of desulfurized sulfur removed from oil is surplus. These are currently treated as waste as agricultural fertilizers mainly in China, and they are not necessarily effective solutions, and are becoming more serious with the depletion of disposal sites. That is, at present, there is a big problem that there is no technology for effective utilization or treatment of desulfurized surplus sulfur produced in large quantities with petroleum desulfurization.

無機硫黄化合物加水分解酵素の一種であるテトラチオン酸ハイドロラーゼは、好酸性細菌であるAcidithiobacillus属細菌(一部Acidiphilium属細菌を含む)において活性が検出された酵素であり、硫黄化合物をエネルギー源として生育するAcidithiobacillus属細菌に特徴的な酵素として学術的な興味の対象であった。これまでに、本酵素の精製と諸性質の検討について報告がなされてきた(非特許文献1〜4)。 Tetrathionate hydrolase, a kind of inorganic sulfur compound hydrolase, is an enzyme whose activity is detected in Acidithiobacillus genus bacteria (including some Acidiphilium genus bacteria) that are acidophilic bacteria. It was the subject of academic interest as an enzyme characteristic of Acidithiobacillus bacteria. So far, there have been reports on purification of the enzyme and examination of various properties (Non-Patent Documents 1 to 4).

硫黄をエネルギー源として生育する鉄硫黄酸化細菌の1種であるAcidithiobacillus ferrooxidans(以下、A. ferrooxidans)より、還元型無機硫黄化合物の1種であるテトラチオン酸を加水分解する酵素(テトラチオン酸ハイドロラーゼ)を精製したものについて、本発明者による報告がある。本酵素は、Acidithiobacillus属細菌からのみ(例外として近年Acidiphilium属に改名された細菌1種を含む)活性の検出が報告されており、本発明者により本酵素をコードする遺伝子が同定され、その情報がDDBJ, Accession No.AB259312に登録されている(非特許文献5)。本遺伝子をAf-tthと表す。本遺伝子は1500bpであり、499アミノ酸からなるタンパク質をコードする。当該遺伝子の配列が明らかになったことにより、A. ferrooxidansや一部の好熱性好酸性始原菌(Archaea)において、全く機能不明であった外膜タンパク質が、Af-tthと相同性を有することが明らかになった。これにより本遺伝子を持つ生物の硫黄代謝などを推定することができ、学術的にも重要な情報を提供できることとなる。 An enzyme (tetrathionate hydrolase) that hydrolyzes tetrathionate, one of the reduced inorganic sulfur compounds, from Acidithiobacillus ferrooxidans (hereinafter referred to as A. ferrooxidans ), one of the iron-sulfur oxidizing bacteria that grows using sulfur as an energy source. There is a report by the present inventor about the purified product. This enzyme has been reported to detect activity only from bacteria belonging to the genus Acidithiobacillus (with the exception of one bacterium recently renamed to the genus Acidiphilium ), and the present inventor has identified the gene encoding this enzyme and its information Is registered in DDBJ, Accession No. AB259312 (Non-Patent Document 5). This gene is represented as Af-tth. This gene is 1500 bp and encodes a protein consisting of 499 amino acids. Since the sequence of the gene has been clarified, the outer membrane protein whose function was completely unknown in A. ferrooxidans and some thermophilic eosinophilic archaea ( Archaea ) has homology to Af-tth. Became clear. This makes it possible to estimate the sulfur metabolism of organisms with this gene, and to provide academically important information.

本発明者が同定したAf-tthから推定されたタンパク質の一次構造よりデータベースで類似する構造を持つタンパク質を検索したところ、相当する遺伝子産物の機能は不明で、その殆どが全ゲノム配列解析による推定上の構造遺伝子にコードされたもの、または単なる外膜タンパク質としてのみ認識されていた。   When searching for a protein having a similar structure in the database from the primary structure of the protein estimated by the inventor identified by Af-tth, the function of the corresponding gene product is unknown, most of which is estimated by whole genome sequence analysis. It was only recognized as a protein encoded by the above structural gene or simply as an outer membrane protein.

酵素は立体構造を持ち、基質特異性を有する触媒である。このため、酵素により処理する場合は、無機触媒を利用した場合と異なり、高い基質特異性、常温・常圧下で高い触媒能を持つために省エネルギーの化学反応が可能となることなど様々な利点がある。従来、無機硫黄化合物の化学反応において、酵素を用いる試みは全く行われておらず、無機硫黄化合物の酵素を用いた有用物質の生産には結びついていない。無機硫黄化合物の酵素化学は、硫黄酸化細菌のエネルギー代謝として学術的な興味の範囲でのみ研究が行われてきた。   An enzyme is a catalyst having a three-dimensional structure and substrate specificity. For this reason, when using an enzyme, unlike the case of using an inorganic catalyst, there are various advantages such as high substrate specificity and high catalytic ability at room temperature and pressure, enabling energy-saving chemical reactions. is there. Conventionally, no attempt has been made to use an enzyme in a chemical reaction of an inorganic sulfur compound, and no attempt has been made to produce useful substances using an enzyme of an inorganic sulfur compound. Enzymatic chemistry of inorganic sulfur compounds has been studied only within the scope of academic interest as the energy metabolism of sulfur-oxidizing bacteria.

例えば、遺伝子情報が明らかになった場合でも、組換えタンパク質発現系において、活性型タンパク質の大量発現が困難な場合がある。困難な場合の例として、目的タンパク質が、宿主細胞に対して何らかの毒性を有する場合には、そのタンパク質の合成は抑制されて発現量が低下する、あるいは毒性タンパク質を合成した細胞は死滅してしまうために宿主細胞は増殖すらできなくなることが挙げられる。さらに、タンパク質の多くは生成後に折り畳が施され、一定の三次元構造を成して初めて機能を発現するところ、目的タンパク質が発現しても折り畳みがうまく行かずに酵素としての機能を果たさなかったり、封入体を形成してしまう場合もある。このような封入体が一旦形成されると、たとえ可溶化してリフォールディングを行っても、効果的なリフォールディングがなされなければ最終的に得られる活性型タンパク質の量は極めて少量である場合が多い。そこで、封入体の形成を抑制する方法についても、各種検討がなされており、報告されている(非特許文献6、特許文献1)。また、目的タンパク質が可溶性タンパク質として発現しても、宿主の分泌するプロテアーゼによって分解されてしまう場合には、生産量が極めて少なくなる。   For example, even when genetic information becomes clear, it may be difficult to express a large amount of active protein in a recombinant protein expression system. As an example of a difficult case, if the target protein has some toxicity to the host cell, the synthesis of the protein is suppressed and the expression level decreases, or the cell that synthesizes the toxic protein is killed. Thus, the host cell cannot even grow. In addition, many proteins are folded after generation, and function is expressed only after a certain three-dimensional structure is formed. Even if the target protein is expressed, it does not fold well and does not function as an enzyme. Or form an enclosure. Once such inclusion bodies are formed, even if solubilized and refolded, the amount of active protein finally obtained may be very small unless effective refolding is performed. Many. Various studies have been made and reported on methods for suppressing the formation of inclusion bodies (Non-patent Document 6, Patent Document 1). Moreover, even if the target protein is expressed as a soluble protein, the production amount is extremely reduced if it is degraded by a protease secreted by the host.

通常のLB (Luria-Broth, L-Broth) 栄養培地を用いたAf-tthの組換え大腸菌による誘導発現では、組換えタンパク質は殆ど発現せず、大量発現が困難であった。また、大腸菌で僅かに発現した組換えタンパク質も、活性を持たない封入体を形成するため、本酵素遺伝子を同定する直接的な証拠を得ることは困難であった。従って、テトラチオン酸ハイドロラーゼの大量生産方法については未だ報告がなく、本酵素の実用化には至っていないのが現状である。
Eur. J. Biochem. 271, 272-280 (2004) Biosci. Biotechnol. Biochem. 60, 224-227 (1996) Eur. J. Biochem. 243, 678-683 (1997) Microbiology 143, 499-504 (1997) DNA Data Bank of Japan, Accession No.AB259312 Gene 67, 31-40 (1998) 特開2005-269936号公報
Inducible expression by recombinant Escherichia coli of Af-tth using a normal LB (Luria-Broth, L-Broth) nutrient medium hardly expressed recombinant protein, making it difficult to express in large quantities. In addition, since the recombinant protein slightly expressed in E. coli also forms inclusion bodies having no activity, it was difficult to obtain direct evidence for identifying this enzyme gene. Therefore, there is no report yet about the mass production method of tetrathionate hydrolase, and the present situation is that the enzyme has not been put into practical use.
Eur. J. Biochem. 271, 272-280 (2004) Biosci. Biotechnol. Biochem. 60, 224-227 (1996) Eur. J. Biochem. 243, 678-683 (1997) Microbiology 143, 499-504 (1997) DNA Data Bank of Japan, Accession No.AB259312 Gene 67, 31-40 (1998) JP 2005-269936 JP

本発明は、無機硫黄化合物加水分解酵素を大量に発現しうる製造方法を提供することを課題とする。より詳しくは、遺伝子組換え技術を用いた無機硫黄化合物加水分解酵素の製造方法を提供することを課題し、更には、得られた無機硫黄化合物加水分解酵素の利用方法を提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to provide the manufacturing method which can express an inorganic sulfur compound hydrolase in large quantities. More specifically, it is an object to provide a method for producing an inorganic sulfur compound hydrolase using genetic recombination technology, and further to provide a method for using the obtained inorganic sulfur compound hydrolase. To do.

本発明者らは、上記課題を解決するために無機硫黄化合物加水分解酵素の製造方法について鋭意研究を重ねた結果、当該酵素をコードする遺伝子を組み込んだ宿主の培養方法、および発現して得られた当該酵素のリフォールディングの方法を工夫することにより、効果的に無機硫黄化合物加水分解酵素を製造しうることを見出し、本発明を完成した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted extensive research on a method for producing an inorganic sulfur compound hydrolase. As a result, a method for culturing a host in which a gene encoding the enzyme is incorporated, and expression are obtained. Furthermore, the inventors have found that an inorganic sulfur compound hydrolase can be produced effectively by devising a method for refolding the enzyme, and thus completed the present invention.

即ち本発明は、以下よりなる。
1.無機硫黄化合物加水分解酵素をコードする遺伝子を組み込んだ宿主細胞を培養液中で培養することにより該無機硫黄化合物加水分解酵素を発現させ、製造する場合において、前記宿主細胞を、トリプトン、酵母エキス、グリセロールを含むTerrific Broth培地をpH 7.0〜7.4に調整し、さらにグルコースを添加した培養液中で培養する事を特徴とする、無機硫黄化合物加水分解酵素の製造方法。
2.Terrific Broth培地に添加するグルコース濃度が、20〜60 mMである、前項1に記載の製造方法。
3.宿主が、大腸菌である前項1または2に記載の製造方法。
4.発現した無機硫黄化合物加水分解酵素が封入体の場合に、該封入体を、塩酸グアニジンを含む溶液で可溶化した後、pH 1.5〜4.5の緩衝液で処理することにより発現無機硫黄化合物加水分解酵素をリフォールディングさせ、活性型無機硫黄化合物加水分解酵素を産生する、前項1〜3の何れかに記載の製造方法。
5.無機硫黄化合物加水分解酵素が、テトラチオン酸ハイドロラーゼである前項1〜4の何れかに記載の製造方法。
6.無機硫黄化合物加水分解酵素をコードする遺伝子が、以下より選択されるいずれかである前項1〜5の何れかに記載の製造方法:
1)配列表の配列番号1で示される塩基配列からなるDNA;
2)配列表の配列番号1で示される塩基配列のうち、1〜複数個の遺伝子が置換、欠失、挿入または付加といった変異された塩基配列を含み、実質的に無機硫黄化合物加水分解酵素を産生しうる塩基配列からなるDNA;
3)前記1)または2)に記載のDNAの相補鎖からなるDNA;
4)前記1)または2)に記載のDNAとストリンジェントな条件下でハイブリッド形成しうるDNA;
5)前記1)または2)に記載のDNAとはハイブリッド形成しないが、遺伝子コドン縮重のため、配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質を産生しうる塩基配列からなるDNA。
7.前項1〜6のいずれか1に記載の製造方法に使用される培養液。
8.前項1〜6のいずれか1に記載の製造方法により得られた無機硫黄化合物加水分解酵素を用いて硫黄成分を処理することを特徴とする硫黄成分の加水分解処理方法。
9.前項8に記載の加水分解処理方法を含む硫黄成分の除去方法。
That is, this invention consists of the following.
1. In the case of expressing and producing the inorganic sulfur compound hydrolase by culturing a host cell incorporating a gene encoding the inorganic sulfur compound hydrolase in a culture solution, the host cell is treated with tryptone, yeast extract, A method for producing an inorganic sulfur compound hydrolase, characterized in that a Terrific Broth medium containing glycerol is adjusted to pH 7.0 to 7.4 and cultured in a culture solution to which glucose is further added.
2. 2. The production method according to item 1, wherein the glucose concentration added to the Terrific Broth medium is 20 to 60 mM.
3. 3. The production method according to item 1 or 2, wherein the host is Escherichia coli.
4). When the expressed inorganic sulfur compound hydrolase is an inclusion body, the inclusion body is solubilized with a solution containing guanidine hydrochloride and then treated with a buffer solution having a pH of 1.5 to 4.5, thereby expressing the inorganic sulfur compound hydrolase. The manufacturing method in any one of the preceding clauses 1-3 which refolds and produces | generates an active type inorganic sulfur compound hydrolase.
5. 5. The production method according to any one of items 1 to 4, wherein the inorganic sulfur compound hydrolase is tetrathionate hydrolase.
6). The production method according to any one of 1 to 5 above, wherein the gene encoding the inorganic sulfur compound hydrolase is selected from the following:
1) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
2) Among the nucleotide sequences represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, one or more genes include a mutated nucleotide sequence such as substitution, deletion, insertion or addition, and substantially contains an inorganic sulfur compound hydrolase. DNA comprising a base sequence that can be produced;
3) DNA comprising a complementary strand of the DNA described in 1) or 2) above;
4) DNA that can hybridize with the DNA according to 1) or 2) under stringent conditions;
5) A DNA consisting of a base sequence that does not form a hybrid with the DNA described in 1) or 2) but can produce a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 due to degeneracy of the gene codon.
7). The culture solution used for the manufacturing method of any one of said clauses 1-6.
8). A sulfur component hydrolysis treatment method comprising treating a sulfur component using an inorganic sulfur compound hydrolase obtained by the production method according to any one of items 1 to 6.
9. A method for removing a sulfur component, comprising the hydrolysis treatment method according to item 8 above.

本発明の無機硫黄化合物加水分解酵素の製造方法により、当該無機硫黄化合物加水分解酵素の組換えタンパク質が大量発現可能となり、さらにリフォールディングによる活性型酵素を容易に取得可能となった。これにより、本酵素の反応機構や結晶化による立体構造の解析など、更なる研究を行うことができる。また、本酵素を用いて硫黄成分加水分解することにより、例えば石油の脱硫に伴い生成される大量の無機硫黄化合物を処理することができ、更には有用物質生産への可能性が開かれる。   By the method for producing an inorganic sulfur compound hydrolase of the present invention, a recombinant protein of the inorganic sulfur compound hydrolase can be expressed in a large amount, and an active enzyme by refolding can be easily obtained. As a result, further research such as analysis of the reaction mechanism of this enzyme and steric structure by crystallization can be performed. Moreover, by hydrolyzing the sulfur component using this enzyme, for example, a large amount of inorganic sulfur compounds produced with petroleum desulfurization can be treated, and further, the possibility of producing useful substances is opened.

本発明は、無機硫黄化合物加水分解酵素の製造方法および前記製造方法により得られた酵素の利用方法に関する。本発明において、無機硫黄化合物加水分解酵素とは、無機硫黄化合物を加水分解しうる酵素であればよく、特に制限されないが、例えばテトラチオン酸ハイドロラーゼが挙げられる。テトラチオン酸ハイドロラーゼをコードする遺伝子はAf-tthで示され、その塩基配列は配列表の配列番号1に示され、すでにDDBJ, Accession No.AB259312(非特許文献5)にも登録されている。   The present invention relates to a method for producing an inorganic sulfur compound hydrolase and a method for using the enzyme obtained by the production method. In the present invention, the inorganic sulfur compound hydrolase is not particularly limited as long as it is an enzyme capable of hydrolyzing an inorganic sulfur compound, and examples thereof include tetrathionate hydrolase. The gene encoding tetrathionate hydrolase is indicated by Af-tth, its base sequence is shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, and has already been registered in DDBJ, Accession No. AB259312 (Non-patent Document 5).

本発明において、無機硫黄化合物加水分解酵素をコードする遺伝子は以下の1)〜5)より選択されるいずれかであり、発現したタンパク質は、無機硫黄化合物を加水分解しうる機能を有するものであればよい。
1)配列表の配列番号1で示される塩基配列からなるDNA。
2)配列表の配列番号1で示される塩基配列のうち、1〜複数個の遺伝子が置換、欠失、挿入または付加といった変異された塩基配列を含み、実質的に機硫黄化合物加水分解酵素を産生しうる塩基配列からなるDNA。
3)前記1)または2)に記載のDNAの相補鎖からなるDNA。
4)前記1)または2)に記載のDNAとストリンジェントな条件下でハイブリッド形成しうるDNA。
5)前記1)または2)に記載のDNAとはハイブリッド形成しないが、遺伝子コドン縮重のため、配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質を産生しうる塩基配列からなるDNA。
In the present invention, the gene encoding the inorganic sulfur compound hydrolase is any one selected from the following 1) to 5), and the expressed protein has a function capable of hydrolyzing the inorganic sulfur compound. That's fine.
1) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
2) Among the nucleotide sequences shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, one or more genes include a mutated nucleotide sequence such as substitution, deletion, insertion or addition, and substantially contain a sulfur compound hydrolase. DNA consisting of a base sequence that can be produced.
3) DNA comprising a complementary strand of the DNA described in 1) or 2) above.
4) DNA that can hybridize with the DNA according to 1) or 2) under stringent conditions.
5) A DNA consisting of a base sequence that does not form a hybrid with the DNA described in 1) or 2) but can produce a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 due to degeneracy of the gene codon.

本発明において、配列表の配列番号1で示される塩基配列のうち、1〜複数個の遺伝子が置換、欠失、挿入または付加といった変異された塩基配列を含み、実質的に機硫黄化合物加水分解酵素を産生しうる塩基配列とは、実質的に機硫黄化合物加水分解酵素活性を有するタンパク質を産生可能であれば、遺伝子において複数個の変異があってもよいことを意味する。また、上記1)または2)に記載のDNAの相補鎖からなるDNAであっても実質的に機硫黄化合物加水分解酵素活性を有するタンパク質を産生可能であればよい。   In the present invention, among the nucleotide sequences shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, one or more genes contain a mutated nucleotide sequence such as substitution, deletion, insertion or addition, A base sequence capable of producing an enzyme means that there may be a plurality of mutations in the gene, as long as it can produce a protein having substantially sulfur compound hydrolase activity. Moreover, even if it is DNA which consists of a complementary strand of DNA as described in said 1) or 2), it should just be able to produce the protein which has an organic sulfur compound hydrolase activity substantially.

さらに、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、50%ホルムアミド、5×SSC(150 mM NaCl、15 mM クエン酸三ナトリウム)、50 mMリン酸ナトリウム、pH7.6、5×デンハーツ溶液、10%デキストラン硫酸、及び20μg/mlのDNAを含む溶液中、42℃で一晩ハイブリダイゼーションした後、室温で2×SSC・0.1% SDS中で一次洗浄し、次いで、65℃において0.1×SSC・0.1% SDSで二次洗浄することをいうFurthermore, stringent hybridization conditions include 50% formamide, 5 × SSC (150 mM NaCl, 15 mM trisodium citrate), 50 mM sodium phosphate, pH 7.6, 5 × Denhart's solution, 10% dextran sulfate, And 20 μg / ml DNA in a solution at 42 ° C. overnight, followed by primary washing in 2 × SSC / 0.1% SDS at room temperature, followed by washing with 0.1 × SSC / 0.1% SDS at 65 ° C. It refers to the next cleaning.

本発明の無機硫黄化合物加水分解酵素の製造方法は、遺伝子工学技術を応用したタンパク質の生産方法を対象とし、該無機硫黄化合物加水分解酵素をコードする遺伝子を組み込んだ宿主細胞を培養液中で培養することにより該無機硫黄化合物加水分解酵素を生産する方法による。   The method for producing an inorganic sulfur compound hydrolase according to the present invention is directed to a protein production method applying genetic engineering technology, and a host cell incorporating a gene encoding the inorganic sulfur compound hydrolase is cultured in a culture solution. To produce the inorganic sulfur compound hydrolase.

ここで、無機硫黄化合物加水分解酵素をコードする遺伝子を宿主細胞に組み込む場合の宿主細胞や遺伝子を組み込む方法は、自体公知の細胞や方法を用いることができる。宿主細胞としては原核細胞が好ましく、例えば連鎖球菌属(streptococci)、ブドウ球菌属(staphylococci)、大腸菌(E.coli)、ストレプトミセス菌属(Streptomyces)および枯草菌(Bacillus subtilis)等が挙げられ、好適には大腸菌が挙げられる。 Here, as a method for incorporating a host cell or gene when incorporating a gene encoding an inorganic sulfur compound hydrolase into the host cell, a cell or method known per se can be used. Prokaryotic cells preferably as the host cell, e.g., streptococci (streptococci), Staphylococcus (staphylococci), E. (E. coli), Streptomyces spp (Streptomyces) and Bacillus subtilis (Bacillus subtilis), and the like, A preferred example is E. coli.

また、遺伝子を組み込むために、DNAがベクターに挿入された組換えプラスミドを用いることができる。ベクターは、選択した宿主の種類により選別され、発現目的の遺伝子配列と複製そして制御に関する情報を担持した遺伝子配列とを構成要素とする。本発明では、原核細胞に使用可能なものが好ましく、例えば細菌プラスミド由来、バクテリオファージ由来、トランスポゾン由来、並びにそれらを組み合わせたベクター、例えばプラスミドおよびバクテリオファージの遺伝学的エレメント由来のベクター、例えばコスミドおよびファージミド等が挙げられる。   In order to integrate the gene, a recombinant plasmid in which DNA is inserted into a vector can be used. The vector is selected according to the type of the selected host, and comprises a gene sequence intended for expression and a gene sequence carrying information on replication and control. In the present invention, those that can be used for prokaryotic cells are preferred, for example, bacterial plasmid-derived, bacteriophage-derived, transposon-derived, and combinations thereof, such as vectors derived from plasmid and bacteriophage genetic elements, such as cosmids and Phagemid etc. are mentioned.

形質転換方法は、自体公知の方法を用いることができる。形質転換体は、宿主の培養条件に最適な条件で培養される。無機硫黄化合物加水分解酵素の大腸菌による組換え発現を試みた場合、大腸菌の培養において通常よく用いられるLB 培地では主に細胞毒性に起因する溶菌現象などが観察され、誘導発現が非常に困難であった。   As a transformation method, a method known per se can be used. The transformant is cultured under conditions optimal for the culture conditions of the host. When recombinant expression of an inorganic sulfur compound hydrolase by E. coli was attempted, lysis caused mainly by cytotoxicity was observed in the LB medium commonly used in E. coli culture, and induction expression was very difficult. It was.

本発明において、最適な条件で大腸菌などの組換え宿主細胞での組換え細胞によるタンパク質の生産を高めるために、TB (Terrific Broth, T-Broth)培地を基に改良を行った。スケールアップによる大量培養および大量発現においては、宿主細胞である菌体生育に伴う培地の酸性化によってアンピシリンが分解され、組換えプラスミドを保持しない大腸菌が優先的に生育する。本発明の製造方法に用いられる培養液は、少なくともトリプトン、酵母エキス、グリセロールを含むTB 培地である。組換えプラスミドを保持しない大腸菌の生育を避けるために、培地のpHを検討した結果、pH 7.0〜7.4が好適である。pH の調整は、例えば基本培地に、0.9〜1.0 Mのリン酸緩衝液を添加することによる。0.9〜1.0 Mのリン酸緩衝液の調製には、通常一般的に用いられるKH2PO4およびK2HPO4を用いることができる。このようにしてリン酸緩衝液を添加して培地のpHの低下を防ぐことができる。 In the present invention, improvements were made based on TB (Terrific Broth, T-Broth) medium in order to enhance protein production by recombinant cells in recombinant host cells such as E. coli under optimal conditions. In large-scale culture and large-scale expression by scale-up, ampicillin is decomposed by acidification of the medium accompanying the growth of bacterial cells that are host cells, and Escherichia coli that does not hold the recombinant plasmid grows preferentially. The culture solution used in the production method of the present invention is a TB medium containing at least tryptone, yeast extract, and glycerol. As a result of examining the pH of the medium in order to avoid the growth of E. coli that does not hold the recombinant plasmid, pH 7.0 to 7.4 is preferred. The pH is adjusted, for example, by adding 0.9 to 1.0 M phosphate buffer to the basic medium. For the preparation of 0.9 to 1.0 M phosphate buffer, KH 2 PO 4 and K 2 HPO 4 which are generally used can be used. In this way, a phosphate buffer solution can be added to prevent a decrease in the pH of the medium.

さらにグルコースを培地に添加することで、基底状態(未誘導状態)での組換えタンパク質の発現を抑制することができる。本発明において、グルコースの添加濃度は20〜60 mMとすることができ、より好適には50〜60 mMとすることができる。上記培養条件により、無機硫黄化合物加水分解酵素を大量に発現させることができ、製造することができる。   Furthermore, the expression of the recombinant protein in the basal state (uninduced state) can be suppressed by adding glucose to the medium. In the present invention, the concentration of glucose added can be 20 to 60 mM, and more preferably 50 to 60 mM. Under the above culture conditions, a large amount of inorganic sulfur compound hydrolase can be expressed and produced.

また、本発明において無機硫黄化合物加水分解酵素を原核細胞で発現させる場合は、封入体が形成されるため、発現した無機硫黄化合物加水分解酵素は不溶化されている。封入体を効果的に形成させ、発現量を増加させるための培地は、LB 培地よりもTB 培地がより効果的といえる。   In the present invention, when an inorganic sulfur compound hydrolase is expressed in prokaryotic cells, an inclusion body is formed, so that the expressed inorganic sulfur compound hydrolase is insolubilized. It can be said that TB medium is more effective than LB medium as a medium for effectively forming inclusion bodies and increasing the expression level.

本発明は、上記製造方法において用いられる培養液にも及ぶ。具体的には、少なくともトリプトン、酵母エキス、グリセロールを含むTB 培地に、グルコースが20〜60 mM、好適には50〜60 mM添加され、pHをpH 7.0〜7.4に調整された培養液が挙げられる。さらにはアンピシリンを終濃度50〜100 g/mlとなるように添加することができる。   The present invention also extends to a culture solution used in the above production method. Specifically, a culture medium in which glucose is added to 20 to 60 mM, preferably 50 to 60 mM, and pH is adjusted to pH 7.0 to 7.4 to TB medium containing at least tryptone, yeast extract, and glycerol. . Furthermore, ampicillin can be added to a final concentration of 50 to 100 g / ml.

形成した封入体から無機硫黄化合物加水分解酵素の活性型酵素を取得するために、宿主細胞を緩衝液で洗浄した後に超音波などを用いて細胞を破砕または溶解し、市販の試薬、例えばBugBuster(R)(タカラバイオ株式会社)を用いて封入体を抽出することができる。前記封入体を含む抽出液から、遠心分離等により不溶性画分を得ることができる。得られた不溶性画分には目的の封入体の他、宿主由来の疎水性膜タンパク質等が含まれるため、界面活性剤を含む緩衝液を用いて洗浄し、目的酵素以外のタンパク質を除去する。洗浄後の不溶性画分を目的酵素の封入体画分として、以下のリフォールディング操作に供することができる。ここにおいて、封入体画分はペレットの状態で凍結保存することができる。 In order to obtain an active enzyme of an inorganic sulfur compound hydrolase from the formed inclusion bodies, the host cells are washed with a buffer solution, and then the cells are crushed or lysed using ultrasonic waves or the like, and a commercially available reagent such as BugBuster ( R) (Takara Bio Inc.) can be used to extract inclusion bodies. An insoluble fraction can be obtained from the extract containing the inclusion bodies by centrifugation or the like. Since the obtained insoluble fraction contains a target inclusion body, a host-derived hydrophobic membrane protein and the like, it is washed with a buffer containing a surfactant to remove proteins other than the target enzyme. The insoluble fraction after washing can be subjected to the following refolding operation using the inclusion body fraction of the target enzyme. Here, the inclusion body fraction can be stored frozen in a pellet state.

上記封入体画分について、化学変性剤を用いて目的酵素を可溶化することができる。化学変性剤として、0〜6 M、好適には約6 Mの塩酸グアニジン溶液を用いることができる。可溶化した目的酵素をpH 1.5〜4.5、好適にはpH 2.5〜3.5の緩衝液で処理することができる。例えば、透析チューブに封入体画分を注入し、上記緩衝液で処理することで、化学変性剤を緩やかに除去し、目的酵素のリフォールディングを行うことができる。本発明の無機硫黄化合物加水分解酵素は外膜に局在する膜タンパク質であるため、そのままでは正常に折りたたまれた活性型酵素も不溶化する。そこで、可溶化処理後の緩衝液のイオン強度を上げることにより目的酵素のリフォールディングをより効果的に行うことができる。緩衝液のイオン強度を上げる方法として、例えば0.1〜0.5 M、好適には約0.4 M硫酸アンモニウムを添加することができる。   About the said inclusion body fraction, a target enzyme can be solubilized using a chemical denaturant. As the chemical denaturing agent, a guanidine hydrochloride solution of 0 to 6 M, preferably about 6 M can be used. The solubilized target enzyme can be treated with a buffer of pH 1.5 to 4.5, preferably pH 2.5 to 3.5. For example, by injecting the inclusion body fraction into a dialysis tube and treating with the above buffer, the chemical denaturant can be gently removed and the target enzyme can be refolded. Since the inorganic sulfur compound hydrolase of the present invention is a membrane protein localized in the outer membrane, an active enzyme folded normally is insolubilized as it is. Therefore, the target enzyme can be refolded more effectively by increasing the ionic strength of the buffer solution after the solubilization treatment. As a method for increasing the ionic strength of the buffer, for example, 0.1 to 0.5 M, preferably about 0.4 M ammonium sulfate can be added.

上記可溶化された目的酵素を含む溶液を遠心分離し、上清を回収することで活性型の目的酵素を得ることができる。   An activated target enzyme can be obtained by centrifuging the solution containing the solubilized target enzyme and collecting the supernatant.

本発明の製造方法およびリフォールディング操作により得られた活性型の目的酵素は、無機硫黄化合物を加水分解することができる。例えば石油の脱硫に伴い生成される大量の無機硫黄化合物を、本発明の製造方法により得られた酵素で処理することで、脱硫余剰硫黄の処理が可能となる。したがって、本発明は、得られた活性型の目的酵素を用いることによる硫黄成分の加水分解処理方法に及ぶ。さらには、加水分解処理された物質を除去することを含む硫黄成分の除去方法にも及ぶ。   The activated target enzyme obtained by the production method and refolding operation of the present invention can hydrolyze inorganic sulfur compounds. For example, by treating a large amount of inorganic sulfur compound produced with the desulfurization of petroleum with the enzyme obtained by the production method of the present invention, it is possible to treat surplus sulfur. Accordingly, the present invention extends to a method for hydrolyzing a sulfur component by using the obtained active target enzyme. Furthermore, the present invention extends to a method for removing a sulfur component including removing a hydrolyzed material.

以下に比較例及び実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to comparative examples and examples, but the present invention is not limited thereto.

(実施例1)テトラチオン酸ハイドロラーゼの遺伝子組換えによる発現
テトラチオン酸ハイドロラーゼをコードする遺伝子はAf-tthで示され、その塩基配列は配列表の配列番号1に示され、すでにDDBJ, Accession No.AB259312(非特許文献5)にも登録されている。
(Example 1) Expression by gene recombination of tetrathionate hydrolase The gene encoding tetrathionate hydrolase is indicated by Af-tth, its base sequence is shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, and it is already DDBJ, Accession No. Also registered in .AB259312 (Non-Patent Document 5).

TB 培養液(TB 基本培地に20〜60 mMのグルコースを添加したもの)を用いて、Af-tthを導入した組換え大腸菌で、テトラチオン酸ハイドロラーゼ(以下、「目的酵素」という。)の発現を試みた。Af-tth (Accession No. AB259312)の全遺伝子全長より、シグナルペプチドと推定されるN-末端側から32アミノ酸をコードした部分を除去した遺伝子をpET21aプラスミドに組み込み、大腸菌に形質転換した。   Expression of tetrathionate hydrolase (hereinafter referred to as “target enzyme”) in recombinant Escherichia coli introduced with Af-tth using TB culture medium (TB basic medium supplemented with 20-60 mM glucose) Tried. A gene obtained by removing a portion encoding 32 amino acids from the N-terminal side presumed to be a signal peptide from the full length of all genes of Af-tth (Accession No. AB259312) was incorporated into pET21a plasmid and transformed into E. coli.

本発明の培養に用いたTB 培養液は、以下により調製した。
トリプトン12 g、酵母エキス24 g、グリセロール4 mlを900 mlの脱塩水または水道水(tap Water)にてメスアップした。前記メスアップした溶液と0.9〜1.0 Mのリン酸カリウム緩衝液100 mlを別々に121℃、20分間オートクレーブ滅菌した。滅菌して室温まで冷却した後、両者をクリンベンチ内で無菌的に混合した(pH 7.0〜7.4)。終濃度が20〜60 mMとなるようにグルコースを添加し、さらにアンピシリンを終濃度50〜100 g/mlとなるように添加した。
形質転換した大腸菌を、Isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG)を終濃度1 mMで添加したTB 培養液中で室温36時間培養し、組換え目的酵素を誘導発現させた。
The TB culture solution used for the culture of the present invention was prepared as follows.
Tryptone 12 g, yeast extract 24 g, and glycerol 4 ml were diluted with 900 ml of demineralized water or tap water. The messed up solution and 0.9 ml of 0.9-1.0 M potassium phosphate buffer were autoclaved separately at 121 ° C. for 20 minutes. After sterilization and cooling to room temperature, both were aseptically mixed in a clean bench (pH 7.0-7.4). Glucose was added to a final concentration of 20 to 60 mM, and ampicillin was further added to a final concentration of 50 to 100 g / ml.
The transformed Escherichia coli was cultured for 36 hours at room temperature in TB culture medium supplemented with Isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) at a final concentration of 1 mM to induce and express the recombinant target enzyme.

上記により得られた組換え目的酵素とA. ferrooxidansから生成された外膜タンパク質を、SDS-PAGE(CBB染色)およびウエスタンブロッティングにより確認したところ、いずれもほぼ50 kDaの部分にバンドが認められた(図1)。なお、ウエスタンブロッティングには、比較例1で作製した抗テトラチオン酸ハイドロラーゼ抗体を用いた。 When the outer membrane protein produced from the recombinant target enzyme obtained above and A. ferrooxidans was confirmed by SDS-PAGE (CBB staining) and Western blotting, a band was observed in almost 50 kDa. (FIG. 1). Note that the anti-tetrathionate hydrolase antibody prepared in Comparative Example 1 was used for Western blotting.

遺伝子の一次配列より計算された分子量は49714であり、生成酵素の分子質量50 kDaに一致した。テトラチオン酸ハイドロラーゼを構成するアミノ酸のうち、N-末端から32アミノ酸はSec型の分泌シグナル配列を有する。その直後の13アミノ酸は、A. ferrooxidansから生成されたテトラチオン酸ハイドロラーゼのN-末端アミノ酸配列に完全に一致することが確認された。 The molecular weight calculated from the primary sequence of the gene was 49714, which was consistent with the molecular mass of the product enzyme, 50 kDa. Of the amino acids constituting tetrathionate hydrolase, 32 amino acids from the N-terminus have a secretory signal sequence of Sec type. The 13 amino acids immediately after that were confirmed to completely match the N-terminal amino acid sequence of tetrathionate hydrolase produced from A. ferrooxidans .

(実施例2)封入体のリフォールディング
実施例1の組換え目的酵素を誘導発現した大腸菌を遠心分離により回収し、1.0 Mリン酸カリウム緩衝液(pH 7.0)にて洗浄した。洗浄菌体を同緩衝液に懸濁後、超音波などにより菌体を破砕し、BugBuster(TM)(タカラバイオ株式会社)を用いて菌体を溶解した。
(Example 2) Refolding of inclusion bodies Escherichia coli inducing and expressing the recombinant target enzyme of Example 1 was collected by centrifugation and washed with 1.0 M potassium phosphate buffer (pH 7.0). The washed cells were suspended in the same buffer, and the cells were crushed by ultrasonic waves, etc., and the cells were dissolved using BugBuster (TM) (Takara Bio Inc.).

菌体抽出液を遠心分離し、不溶性画分を回収した。これにより得た、菌体抽出液(W)、不溶性画分(I)および可溶性画分(上清画分:S)について、ウエスタンブロッティング(?)により確認したところ、不溶性画分にバンドが認められ、封入体として存在することが確認された(図2)。
なお、ウエスタンブロッティングには、後述の比較例1において発現させた組換えテトラチオン酸ハイドロラーゼを用いて作製した抗体を用いた。
The bacterial cell extract was centrifuged and the insoluble fraction was collected. When the bacterial cell extract (W), the insoluble fraction (I) and the soluble fraction (supernatant fraction: S) thus obtained were confirmed by Western blotting (?), A band was observed in the insoluble fraction. And confirmed to exist as inclusion bodies (FIG. 2).
For Western blotting, an antibody prepared using recombinant tetrathionate hydrolase expressed in Comparative Example 1 described later was used.

上記不溶性画分には目的酵素の封入体の他、宿主由来の疎水性膜タンパク質などが含まれる。目的酵素封入体以外のタンパク質の除去のため、4%(v/v)界面活性剤(Triton X-100)を含む0.1M リン酸カリウム緩衝液(pH 7.0)を用いて3回洗浄した。その後、滅菌済みの純水にて3回洗浄し、界面活性剤を除去した。これを目的酵素の封入体画分として、以下のリフォールディング実験に用いた。封入体画分はペレットの状態で凍結保存が可能である。   The insoluble fraction includes a host-derived hydrophobic membrane protein in addition to inclusion bodies of the target enzyme. In order to remove proteins other than the target enzyme inclusion body, the protein was washed three times with 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7.0) containing 4% (v / v) surfactant (Triton X-100). Then, it was washed 3 times with sterilized pure water to remove the surfactant. This was used as the inclusion body fraction of the target enzyme in the following refolding experiment. The inclusion body fraction can be stored frozen in a pellet state.

封入体画分に6M-塩酸グアニジンを添加して可溶化した。可溶化した目的酵素溶液を透析チューブ内に注入し、0.1 M -Ala-SO4 2- 緩衝液 (pH 3.0), 0.4 M 硫酸アンモニウムで希釈しながら透析し、塩酸グアニジンを緩やかに除去することで目的酵素のリフォールディングを行った。 6M-guanidine hydrochloride was added to the inclusion body fraction and solubilized. Inject the solubilized target enzyme solution into a dialysis tube, dialyze with 0.1 M -Ala-SO 4 2- buffer (pH 3.0), 0.4 M ammonium sulfate, and gently remove guanidine hydrochloride. Enzyme refolding was performed.

本目的酵素は外膜に局在する膜タンパク質であるため、そのままでは正常に折りたたまれた活性型酵素も不溶化する。そこで、希釈緩衝液に0.4 M 硫酸アンモニウムを添加することでイオン強度を上げることにより目的酵素の活性体での可溶化に成功した。
最後に遠心分離によって上清を回収することで活性型の組換え目的酵素を確保した。
Since the target enzyme is a membrane protein localized in the outer membrane, the active enzyme folded normally is insolubilized as it is. Therefore, we succeeded in solubilizing the target enzyme with the active form by increasing the ionic strength by adding 0.4 M ammonium sulfate to the dilution buffer.
Finally, the supernatant was recovered by centrifugation to secure an active recombinant target enzyme.

(比較例1)LB 培地による遺伝子組換え目的酵素の発現
LB 培地においてAf-tthを導入した組換え大腸菌で、目的酵素の発現を試みた。培地をLB 培地とした他は、実施例1と同手法であった。
LB 培地での目的酵素の発現量は僅かではあったが、これを基に抗テトラチオン酸ハイドロラーゼ抗体を作製した。
(Comparative Example 1) Expression of gene recombination target enzyme in LB medium
We tried to express the target enzyme in recombinant Escherichia coli introduced with Af-tth in LB medium. The procedure was the same as in Example 1 except that the medium was LB medium.
Although the expression level of the target enzyme in the LB medium was slight, an anti-tetrathionate hydrolase antibody was prepared based on this expression level.

(実験例1)目的酵素の発現量の確認
実施例1および比較例1で得られた不溶性画分について、目的酵素の発現量をSDS-PAGEにより確認した。
その結果、比較例1の方法で発現させた場合は小スケール(5 ml程度)でのみ発現が認められたが、100 ml以上にスケールアップすると全く発現が認められなかった。一方、実施例1の方法で発現させた場合は、100 ml以上にスケールアップした場合でも組換え発現を可能とし、組換え型目的酵素を大量に獲得できるようになった。
(Experimental Example 1) Confirmation of Expression Level of Target Enzyme For the insoluble fraction obtained in Example 1 and Comparative Example 1, the expression level of the target enzyme was confirmed by SDS-PAGE.
As a result, when expressed by the method of Comparative Example 1, expression was observed only on a small scale (about 5 ml), but no expression was observed when scaled up to 100 ml or more. On the other hand, when expressed by the method of Example 1, recombinant expression was possible even when scaled up to 100 ml or more, and a large amount of recombinant target enzyme could be obtained.

100 ml以上にスケールアップしたときの発現量を、SDS-PAGEで調べた(図3)。その結果、実施例1の培養液を用いてIPTG誘導した場合に50 kDaの部分に強いバンドが認められ、効果的に目的酵素を発現することが確認された。   The expression level when scaled up to 100 ml or more was examined by SDS-PAGE (FIG. 3). As a result, when IPTG was induced using the culture medium of Example 1, a strong band was observed in the 50 kDa portion, confirming that the target enzyme was effectively expressed.

(実験例2)目的酵素の加水分解能の確認
実施例1で得た封入体の不溶性の目的酵素および実施例2によるリフォールディングにより得られた目的酵素について、加水分解能をトラチオン酸の加水分解反応による効果を、吸光度(A480nm)にて確認した(図4)。その結果、実施例1で得た不溶性目的酵素では加水分解活性は認められなかったが、実施例2で得られた目的酵素は加水分解能を有することが確認された。
反応機構は S4O6 2- + H2O -> S0 + S2O3 2- + SO4 2- +2H+ であることをHPLC分析によって確認した。
(Experimental Example 2) with by the target enzyme and Example 2 of the insoluble inclusion bodies obtained in the confirmation Example 1 hydrolytic resolution of the target enzyme in the target enzyme obtained by refolding, hydrolysis of a pressurized water resolution Torachion acid The effect of the reaction was confirmed by absorbance (A 480 nm ) (FIG. 4). As a result, no hydrolysis activity was observed in the insoluble target enzyme obtained in Example 1, but it was confirmed that the target enzyme obtained in Example 2 has hydrolytic ability.
It was confirmed by HPLC analysis that the reaction mechanism was S 4 O 6 2 + H 2 O-> S 0 + S 2 O 3 2 + SO 4 2 + 2H + .

以上詳述したように、本発明の無機硫黄化合物加水分解酵素の製造方法により、無機硫黄化合物加水分解酵素の組換えタンパク質が大量発現可能となり、さらにリフォールディングによる活性型酵素の取得方法が開発できた。これにより、本酵素の反応機構や結晶化による立体構造の解析など、更なる研究を行うことができ、無機硫黄化合物の生産や有用物質生産への可能性が開かれる。無機硫黄化合物加水分解酵素の詳細な反応機構を理解することで、遺伝子工学的手法により基質特異性を変化させ、硫黄(通常8分子の硫黄が互いにS-S結合することで8員環を形成)を加水分解できる可能性がある。   As described in detail above, the method for producing an inorganic sulfur compound hydrolase according to the present invention makes it possible to express a large amount of a recombinant protein of an inorganic sulfur compound hydrolase and further develop a method for obtaining an active enzyme by refolding. It was. This allows further research such as analysis of the reaction mechanism of this enzyme and steric structure by crystallization, and opens up the possibility of producing inorganic sulfur compounds and useful substances. By understanding the detailed reaction mechanism of inorganic sulfur compound hydrolase, the substrate specificity is changed by genetic engineering techniques, and sulfur (usually eight molecules of sulfur form SS bonds with each other to form an eight-membered ring). There is a possibility of hydrolysis.

通常は水に不溶性の硫黄を、無機硫黄化合物加水分解酵素で加水分解することで水和できれば、特に生物的な親和性を高めることになり、反応性が飛躍的に高まり、硫黄の有効利用あるいは高効率な生物的処理への応用の可能性が期待できる。生物的処理法は、一般に常温・常圧で行われ、省エネルギーで環境に対する負荷も少ない技術として有用である。   Normally, if water-insoluble sulfur can be hydrated by hydrolyzing it with an inorganic sulfur compound hydrolase, the biological affinity will be particularly enhanced, and the reactivity will be dramatically increased. The possibility of application to highly efficient biological treatment can be expected. Biological treatment methods are generally performed at ordinary temperatures and pressures, and are useful as technologies that save energy and have a low environmental impact.

特に石油脱硫硫黄の大量余剰問題は深刻化しており、本発明の製造方法により、この問題の有用な解決法に繋がる可能性がある。本発明の方法により生産された無機硫黄化合物加水分解酵素を用いて、石油脱硫余剰硫黄を処理することで、選択性の高い、または省エネルギー可能な反応が期待され、環境・食糧・エネルギーなどの諸問題の有効な解決策の一つとして期待できる。   In particular, the problem of large-scale surplus of petroleum desulfurization sulfur has become serious, and the production method of the present invention may lead to a useful solution to this problem. By treating the petroleum desulfurized surplus sulfur using the inorganic sulfur compound hydrolase produced by the method of the present invention, a highly selective or energy-saving reaction is expected, and the environment, food, energy, etc. It can be expected as an effective solution to the problem.

また、本発明の製造方法により得られた組換え無機硫黄化合物加水分解酵素は、A. ferrooxidansの外膜タンパク質と同等のものであることが明らかになったことから、無機硫黄化合物加水分解酵素をコードする遺伝子を有する生物を有効利用することも可能となる。 In addition, it was revealed that the recombinant inorganic sulfur compound hydrolase obtained by the production method of the present invention is equivalent to the outer membrane protein of A. ferrooxidans. It is also possible to effectively use an organism having a gene to be encoded.

大腸菌により産生した組換えテトラチオン酸ハイドロラーゼが、A. ferrooxidansから生成された外膜タンパク質(酵素)と同等のタンパク質であることを示す図である。(実施例2)It is a figure which shows that the recombinant tetrathionate hydrolase produced by E. coli is a protein equivalent to an outer membrane protein (enzyme) produced from A. ferrooxidans . (Example 2) 大腸菌により産生した組換えテトラチオン酸ハイドロラーゼが封入体で存在することを示す図である。(実施例2)It is a figure which shows that the recombinant tetrathionate hydrolase produced by E. coli exists in inclusion bodies. (Example 2) 従来法および本発明の方法による組換えテトラチオン酸ハイドロラーゼの発現量を示す図である。(実験例1)It is a figure which shows the expression level of the recombinant tetrathionate hydrolase by the conventional method and the method of this invention. (Experimental example 1) 本発明の方法によりリフォールディングして得られた組換えテトラチオン酸ハイドロラーゼの加水分解活性を示す図である。(実験例2)It is a figure which shows the hydrolysis activity of the recombinant tetrathionate hydrolase obtained by refolding by the method of this invention. (Experimental example 2)

Claims (4)

Acidithiobacillus属細菌由来のテトラチオン酸ハイドロラーゼをコードするDNAであって、以下に示す1)〜5)のいずれかのDNAを組み込んだ大腸菌を培養液中で培養することにより該テトラチオン酸ハイドロラーゼを発現させ、製造する場合において、前記大腸菌を、トリプトン、酵母エキス、グリセロールを含むTerrific Broth培地をpH 7.0〜7.4に調整し、さらにグルコースを添加した培養液中で培養し、発現したテトラチオン酸ハイドロラーゼが封入体の場合に、該封入体を、塩酸グアニジンを含む溶液で可溶化した後、pH 1.5〜4.5の緩衝液で処理することにより発現したテトラチオン酸ハイドロラーゼをリフォールディングさせる事を特徴とする、テトラチオン酸ハイドロラーゼの製造方法
1)配列表の配列番号1で示される塩基配列からなるDNA;
2)配列表の配列番号1で示される塩基配列のうち、1〜複数個の塩基が置換、欠失、挿入または付加からなる変異された塩基配列を含み、テトラチオン酸ハイドロラーゼをコードする塩基配列からなるDNA;
3)前記1)または2)に記載のDNAの相補鎖からなるDNA;
4)前記1)または2)に記載のDNAとストリンジェントな条件下でハイブリッド形成するDNA;
5)前記1)または2)に記載のDNAとはストリンジェントな条件下でハイブリッド形成しないが、遺伝子コドン縮重のため、配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする塩基配列からなるDNA。
A DNA encoding a tetrathionate hydrolase derived from Acidithiobacillus genus bacteria, wherein the tetrathionate hydrolase is expressed by culturing E. coli into which any one of the following DNAs 1) to 5) is incorporated in a culture solution In the case of production, the Escherichia coli is cultured in a culture solution containing Terrific Broth medium containing tryptone, yeast extract and glycerol adjusted to pH 7.0 to 7.4 and further supplemented with glucose. In the case of inclusion bodies, the inclusion bodies are solubilized with a solution containing guanidine hydrochloride and then refolded with tetrathionate hydrolase expressed by treatment with a buffer solution having a pH of 1.5 to 4.5. Method for producing tetrathionate hydrolase :
1) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
2) A base sequence encoding tetrathionate hydrolase, including a mutated base sequence in which one to a plurality of bases are substituted, deleted, inserted or added among the base sequences shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing DNA comprising:
3) DNA comprising a complementary strand of the DNA described in 1) or 2) above;
4) DNA that hybridizes with the DNA according to 1) or 2) under stringent conditions;
5) Does not hybridize with the DNA described in 1) or 2) under stringent conditions, but consists of a base sequence encoding a protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 due to degeneracy of the gene codon DNA.
Terrific Broth培地に添加するグルコース濃度が、20〜60 mMである、請求項1に記載の製造方法。 The manufacturing method of Claim 1 whose glucose concentration added to a Terrific Broth culture medium is 20-60 mM. 封入体を、塩酸グアニジンを含む溶液で可溶化した後に処理する緩衝液が、0.1〜0.5 Mの硫酸アンモニウムを含むpH 1.5〜4.5の緩衝液である請求項1または2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the buffer solution to be treated after the inclusion body is solubilized with a solution containing guanidine hydrochloride is a buffer solution having a pH of 1.5 to 4.5 containing 0.1 to 0.5 M ammonium sulfate. 封入体を、塩酸グアニジンを含む溶液で可溶化した後に行う処理が、透析処理である請求項1〜3の何れかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the treatment performed after the inclusion body is solubilized with a solution containing guanidine hydrochloride is a dialysis treatment.
JP2007285817A 2007-11-02 2007-11-02 Method for producing inorganic sulfur compound hydrolase Expired - Fee Related JP5514399B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007285817A JP5514399B2 (en) 2007-11-02 2007-11-02 Method for producing inorganic sulfur compound hydrolase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007285817A JP5514399B2 (en) 2007-11-02 2007-11-02 Method for producing inorganic sulfur compound hydrolase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009112204A JP2009112204A (en) 2009-05-28
JP5514399B2 true JP5514399B2 (en) 2014-06-04

Family

ID=40780064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007285817A Expired - Fee Related JP5514399B2 (en) 2007-11-02 2007-11-02 Method for producing inorganic sulfur compound hydrolase

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5514399B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK1589107T3 (en) * 1992-08-21 2010-04-26 Univ Bruxelles Immunuglobulins without light chains
US6916474B2 (en) * 2002-07-15 2005-07-12 Board Of Regents, The University Of Texas System Antibodies with increased affinities for anthrax antigens
CA2588292C (en) * 2004-12-01 2019-01-15 Health Protection Agency Non-cytotoxic protein conjugates

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009112204A (en) 2009-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. A solvent stable metalloprotease produced by Bacillus sp. TKU004 and its application in the deproteinization of squid pen for β-chitin preparation
JP6161190B2 (en) Thermostable keratinase enzyme, method for producing the same, and DNA encoding the same
CN111876399B (en) Arctic-pole-derived beta-glucosidase gene, and encoded protein and application thereof
CN102965361A (en) Pullulanase XWPu2 and gene thereof
CN110777140A (en) Chondrosulphatase AC mutant, encoding gene, vector, engineering bacterium and preparation method thereof
JP4857260B2 (en) Cryogenic microorganism-derived endonuclease
CN106520733B (en) Beta-xylosidase enzyme aggregate and preparation method thereof
JP5514399B2 (en) Method for producing inorganic sulfur compound hydrolase
De Pascale et al. PhAP protease from Pseudoalteromonas haloplanktis TAC125: gene cloning, recombinant production in E. coli and enzyme characterization
CN107446903B (en) Salt-tolerant ethanol-tolerant pectinase with 3 optimal pH values and gene thereof
JP4216719B2 (en) Halogen compound-resistant novel formate dehydrogenase and method for producing the same
WO2006054595A1 (en) Novel high alkaline protease and use thereof
CN112680427B (en) Dehalogenase HldD1 and coding gene and application thereof
JP4287144B2 (en) Novel formate dehydrogenase and production method thereof
JP4405324B2 (en) Modified sarcosine oxidase, modified sarcosine oxidase gene and method for producing modified sarcosine oxidase
ES2309082T3 (en) NEW CARBONIL REDUCTASA, GEN OF THE SAME AND METHOD TO USE THE SAME.
JP2002233395A (en) Method for reproducing coenzyme nadh
KR101228974B1 (en) A thermostable H2O forming NADH oxidase from Lactobacillus rhamnosus and a preparation method thereof
CN114164223B (en) Antarctic soil-derived esterase and encoding gene and application thereof
JP3478410B2 (en) Hyperthermostable proteasome
CN112680429A (en) Dehalogenase HadD14, and coding gene and application thereof
US20120009657A1 (en) Novel fusion carbonic anhydrase/cellulose binding polypeptide encoded by a novel hybrid gene, and method of creating and using the same
CN115786296B (en) Meso-diaminopimelate dehydrogenase mutant and production method thereof
JP4815568B2 (en) Thermophilic prolyl endopeptidase
CN112680428B (en) Dehalogenase Had2CG4B and coding gene and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101101

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130219

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140221

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: 20140318

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140331

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5514399

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees