JP6967599B2 - 新規なd−プシコース3−エピマー化酵素及びこれを用いたd−プシコースの製造方法 - Google Patents
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Description
カイスティア属微生物からD−フルクトースをプシコースに転換するプシコースエピマー化酵素の活性を有すると予想される遺伝子を選抜し、前記遺伝子を含む組換え発現ベクター及び形質転換微生物を製造した。
前記実施例1で製造したE. coli BL21(DE3)/KGDPEからプシコースエピマー化酵素を生産するために、E. coli BL21(DE3)/KGDPEを5mlLBカナマイシン(kanamuycin)培地に接種した後、600nmで測定した吸光度が1.5に達するまで37℃、200rpmで振とう培養した。その後、前記振とう培養した培養液を500ml LBカナマイシン培地に接種し、600nmでの吸光度が0.7になったとき、0.5mM IPTG(Isopropylβ-D-1-thiogalactopyranoside)を添加した後、16℃、150rpmの条件で16時間本培養した。
3−1.D−フルクトースからプシコースへの転換活性の確認
KGDPEがD−フルクトースを基質としてプシコースを生産するかどうかを確認するために、50wt%D−フルクトース及び3mM MnSO4が含まれた50mM Tris−HCl緩衝溶液(pH8.0)に実施例2で生産したKGDPE(50mM Tris−HCl、pH7.0)を添加し、55℃で6時間反応させた。その後、100℃で5分間加熱して反応を停止させた後、HPLC分析を介してプシコースの生成を確認した。前記HPLC分析は、Aminex HPX−87Cカラム(BIO-RAD)が装着されたHPLC(Agilent、USA)のRefractive Index Detector(Agilent 1260 RID)を利用し、移動相溶媒は水を使用し、温度は80℃、流速は0.6ml/分で行った。
3−2.D−フルクトースからプシコースへの転換速度の確認
KGDPEのプシコース生産能が従来プシコースの生産に用いられているプシコースエピマー化酵素(ATPE、配列番号5、特許文献1)より優れているかどうかを確認するために、D−フルクトースからプシコースへの転換速度を確認した。
4−1.温度による酵素の活性の分析
様々な温度条件下(40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃及び75℃)でKGDPEとD−フルクトースの基質を2時間反応させて、温度による酵素活性を比較した。前記反応は、温度及び反応時間を除いて、実施例3−1と同様の方法で行い、酵素活性はD−フルクトースからプシコースへの転換率で測定した。転換率は反応前の基質(D−フルクトース)の重量対比反応後に生成されたプシコースの重量の割合で計算した。
KGDPEの熱安定性を従来酵素であるATPEと比較するために、前記各酵素の様々な温度(55℃、60℃及び65℃)の熱処理をした後、熱処理時間別(0.5時間、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間及び6時間)で酵素処理溶液をサンプリングし、それぞれの酵素の残留活性を測定した。前記実施例3−1と同様の方法で反応時間だけを変更して、30分間反応を行い、D−フルクトースからプシコースへの転換率で酵素の残留活性を測定した。
pHによる酵素活性を測定するために、D−フルクトースの基質をKGDPEと様々なpHでそれぞれ反応させた。この時、反応は反応時間及びpHを除いて、前記実施例3−1と同様の方法で行った。
KGDPEの金属添加による活性を確認するために、実施例3−1の反応条件でMnSO4を様々な金属塩(LiCl、Na2SO4、MgCl2、NaCl、FeSO4及びCaCl2)に代替して、それぞれ最終濃度が3mMになるように添加し、酵素活性を測定した。対照群は金属塩を処理していなかった。
Claims (10)
- D−フルクトースからD−プシコースを製造するための、配列番号1のアミノ酸配列からなるD−プシコース3−エピマー化酵素(D-psicose 3-epimerase)の使用。
- 前記D−プシコース3−エピマー化酵素が、配列番号2のポリヌクレオチド配列によりコードされる、請求項1に記載の使用。
- D−フルクトースからD−プシコースを製造するための、請求項1に記載のD−プシコース3−エピマー化酵素をコードする、ポリヌクレオチドの使用。
- D−フルクトースからD−プシコースを製造するための、請求項3に記載のポリヌクレオチドを含む、組換えベクターの使用。
- D−フルクトースからD−プシコースを製造するための、請求項4に記載のベクターが導入された、微生物の使用。
- 配列番号1のアミノ酸配列からなるD−プシコース3−エピマー化酵素、前記酵素を発現する微生物または前記微生物の培養物を含む、D−プシコース製造用組成物。
- 前記組成物が、D−フルクトースをさらに含む、請求項6に記載のD−プシコース製造用組成物。
- 配列番号1のアミノ酸配列からなるD−プシコース3−エピマー化酵素、前記酵素を発現する微生物または前記微生物の培養物とD−フルクトースを接触させる段階を含む、D−プシコースの製造方法。
- 前記接触が、pH7〜8の条件で、40℃〜75℃の温度条件で、または2時間以上48時間以下行うことである、請求項8に記載のD−プシコースの製造方法。
- 前記製造方法が、配列番号1のアミノ酸配列からなるD−プシコース3−エピマー化酵素、前記酵素を発現する微生物または前記微生物の培養物と金属を接触させる段階をさらに含む、請求項8に記載のD−プシコースの製造方法。
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