JP6996714B2 - Method for Producing N-Succinyl-Hydroxy-D-Amino Acid and / or Hydroxy-D-Amino Acid - Google Patents

Method for Producing N-Succinyl-Hydroxy-D-Amino Acid and / or Hydroxy-D-Amino Acid Download PDF

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Description

N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸及び/又はヒドロキシ-D-アミノ酸の製造に関連する技術が開示される。 Techniques related to the production of N-succinyl-hydroxy-D-amino acids and / or hydroxy-D-amino acids are disclosed.

ヒドロキシアミノ酸は、機能性食品、化粧品、農薬、医薬品の原料及びその中間体等において、有用な化合物であり、例えば、4-ヒドロキシ-L-イソロイシン、3-ヒドロキシ-L-リジン、シス-3-ヒドロキシ-L-プロリン、及びシス-4-ヒドロキシ-L-プロリンなどが知られる(非特許文献1、2、特許文献1)。これらの化合物は、いずれも微生物及び酵素反応による効率的な製造方法が報告されているおり、いずれもL体のヒドロキシアミノ酸である(非特許文献3及び4、並びに特許文献2)。D体のヒドロキシアミノ酸の製造方法は、特許文献3などに報告されているが、製造効率等に改善の余地があった。 Hydroxy amino acids are useful compounds in functional foods, cosmetics, pesticides, raw materials for pharmaceuticals and their intermediates, for example, 4-hydroxy-L-isoleucine, 3-hydroxy-L-lysine, cis-3-. Hydroxy-L-proline, cis-4-hydroxy-L-proline and the like are known (Non-Patent Documents 1 and 2, Patent Document 1). All of these compounds have been reported to be efficient production methods by microbial and enzymatic reactions, and all of them are L-form hydroxyamino acids (Non-Patent Documents 3 and 4 and Patent Document 2). A method for producing a D-form hydroxyamino acid has been reported in Patent Document 3 and the like, but there is room for improvement in production efficiency and the like.

特開2006-199714JP 2006-199714 WO2014/129459WO2014 / 129459 特開2010-098975JP-A-2010-098975

Broca et al.,Am.J. Physiol.,1999,277,E617Broca et al. , Am. J. Physiol. , 1999, 277, E617 Coulon et al.,Tetrahedron Lett.,1998、39、6467Coulon et al. , Tetrahedron Lett. , 1998, 39, 6467 Shibasaki et al.,Appl.Environ.Microbial.,1999,65,4028Shibasaki et al. , Apple. Environ. Microbial. , 1999, 65, 4028 Hibi et al.,Appl.Environ.Microbial.,2011,77,6926Hibi et al. , Apple. Environ. Microbial. , 2011, 77, 6926 Odokonyero et al.,PNAS.,2014,111,8535Odokonyero et al. , PNAS. , 2014,111,8535 Sakai A.et al.,Biochemistry,2006,45,4455Sakai A. et al. , Biochemistry, 2006, 45, 4455

上記のような現状の下、N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸及び/又はヒドロキシ-D-アミノ酸の新たな製造方法を提供することが1つの課題である。 Under the above circumstances, it is one of the challenges to provide a new method for producing N-succinyl-hydroxy-D-amino acid and / or hydroxy-D-amino acid.

上記課題等を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、次のような知見を得るに至った。即ち、従前、N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼは、N-サクシニルアミノ酸の異性化反応に加え、脱水反応を触媒する活性を有することが知られていた(非特許文献5、6)。具体的に、非特許文献5には、Amycolatopsis属、Deinococcus属、Thermus属、Enterococcus属、及びListeria属由来のN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼ活性(以下、NSAR活性とも称する)を有する全ての酵素がNSAR活性よりも高い脱水活性(以下、OSBS活性とも称する)を有することが報告されている。また、非特許文献6には、Geobacillus属由来のN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼがNSAR活性と同等のOSBS活性を有することが報告されている。よって、N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼは、ヒドロキシル化された化合物の異性化反応には適さないと考えられていた。しかし、実際には当該酵素が、N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸をヒドロキシル化された状態で効率的にD体に変換できることを見出した。斯かる知見に基づき、更なる研究と改良を重ねた結果、下記に代表される発明が提供される。 As a result of intensive research to achieve the above problems, the following findings were obtained. That is, it has been previously known that the N-succinyl amino acid racemase has an activity of catalyzing a dehydration reaction in addition to the isomerization reaction of the N-succinyl amino acid (Non-Patent Documents 5 and 6). Specifically, in Non-Patent Document 5, all enzymes having N-succinyl amino acid racemase activity (hereinafter, also referred to as NSAR activity) derived from the genera Amycolatopsis, Deinococcus, Thermus, Enterococcus, and Listeria have NSAR activity. It has been reported to have higher dehydration activity (hereinafter, also referred to as OSBS activity). Further, Non-Patent Document 6 reports that the N-succinyl amino acid racemase derived from the genus Geobacillus has an OSBS activity equivalent to that of NSAR. Therefore, the N-succinyl amino acid racemase was considered unsuitable for the isomerization reaction of hydroxylated compounds. However, in practice, it has been found that the enzyme can efficiently convert N-succinyl-hydroxy-L-amino acid into D-form in a hydroxylated state. As a result of further research and improvement based on such findings, inventions represented by the following are provided.

項1.
N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸にN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼを作用させる工程(A)を含む、N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸を製造する方法。項2.
N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸がN-サクシニル-3-ヒドロキシ-D-アミノ酸及び/又はN-サクシニル-4-ヒドロキシ-D-アミノ酸である、項1に記載の方法。
項3.
N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸にN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼを作用させる工程(A)、及び
工程(A)で得られたN-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸にD-サクシニラーゼを作用させる工程(B)
を含む、ヒドロキシ-D-アミノ酸を製造する方法。
項4.
N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸がN-サクシニル-3-ヒドロキシ-D-アミノ酸及び/又はN-サクシニル-4-ヒドロキシ-D-アミノ酸である、項3に記載の方法。
項5.
N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼがゲオバチルス(Geobacillus)属、又はクロロフレクサス(Chloroflexus)属に属する微生物由来である、項1~4のいずれかに記載の方法。
項6.D-サクシニラーゼがクプリアビダス(Cupriavidus)属、又はラルストニア(Ralstonia)属に属する微生物由来である、項3~5のいずれかに記載の方法。
Item 1.
A method for producing an N-succinyl-hydroxy-D-amino acid, which comprises the step (A) of allowing the N-succinyl amino acid racemase to act on the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid. Item 2.
Item 2. The method according to Item 1, wherein the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid is an N-succinyl-3-hydroxy-D-amino acid and / or an N-succinyl-4-hydroxy-D-amino acid.
Item 3.
A step (A) in which the N-succinyl amino acid racemase is allowed to act on the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid, and a step (A) in which the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid obtained in the step (A) is allowed to act on the D-succinylase. B)
A method for producing a hydroxy-D-amino acid, which comprises.
Item 4.
Item 3. The method according to Item 3, wherein the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid is an N-succinyl-3-hydroxy-D-amino acid and / or an N-succinyl-4-hydroxy-D-amino acid.
Item 5.
Item 6. The method according to any one of Items 1 to 4, wherein the N-succinyl amino acid racemase is derived from a microorganism belonging to the genus Geobacillus or the genus Chloroflexota.
Item 6. Item 6. The method according to any one of Items 3 to 5, wherein the D-succinylase is derived from a microorganism belonging to the genus Cupriavidus or the genus Ralstonia.

N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸及び/又はヒドロキシ-D-アミノ酸を効率的に製造することができる。 N-succinyl-hydroxy-D-amino acids and / or hydroxy-D-amino acids can be efficiently produced.

実施例2において3-ヒドロキシ-D-イソロイシンが生成されたことを示す。It is shown that 3-hydroxy-D-isoleucine was produced in Example 2. 実施例3において3-ヒドロキシ-D-ロイシンが生成されたことを示す。It is shown that 3-hydroxy-D-leucine was produced in Example 3. 実施例4において3-ヒドロキシ-D-バリンが生成されたことを示す。It is shown that 3-hydroxy-D-valine was produced in Example 4. 実施例5において3-ヒドロキシ-D-ノルロイシンが生成されたことを示す。It is shown that 3-hydroxy-D-norleucine was produced in Example 5. 実施例6において3-ヒドロキシ-D-ノルバリンが生成されたことを示す。It is shown that 3-hydroxy-D-norvaline was produced in Example 6. 実施例7において4-ヒドロキシ-D-イソロイシンが生成されたことを示す。It is shown that 4-hydroxy-D-isoleucine was produced in Example 7.

N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸にN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼを作用させる工程(A)を含む、N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸を製造する方法が提供される。 Provided is a method for producing an N-succinyl-hydroxy-D-amino acid, which comprises the step (A) of allowing the N-succinyl amino acid racemase to act on the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid.

N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸におけるL-アミノ酸の種類は任意であり、目的に応じて適宜選択することができる。本発明に従えば、原則として、N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸に採用するL-アミノ酸と同じ側鎖を有するD-アミノ酸を含むヒドロキシ-D-アミノ酸が得られる。 The type of L-amino acid in N-succinyl-hydroxy-L-amino acid is arbitrary and can be appropriately selected depending on the intended purpose. According to the present invention, in principle, a hydroxy-D-amino acid containing a D-amino acid having the same side chain as the L-amino acid used for the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid can be obtained.

アミノ酸とは、アミノ基とカルボキシル基の両方の官能基を持つ化合物である。具体的なアミノ酸の種類としては、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、及びバリン等の遺伝情報から直接的に合成されるアミノ酸;シスチン、ヒドロキシプロリン、ヒドロキシリシン、サイロキシン、O-ホスホセリン、及びデスモシン等のタンパク質合成後修飾によって得られるアミノ酸;並びに、β-アラニン、サルコシン、オルニチン、シトルリン、クレアチン、γ-アミノ酪酸、オパイン、トリメチルグリシン、テアニン、トリコロミン酸、カイニン酸、ドウモイ酸、イボテン酸、アクロメリン酸、ノルバリン、及びノルロイシン等のタンパク質を構成しないアミノ酸を挙げることができる。一実施形態において、好ましいアミノ酸は、イソロイシン、ロイシン、ノルロイシン、バリン、ノルバリン、及びフェニルアラニンである。 Amino acids are compounds that have both amino and carboxyl groups. Specific amino acid types include alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, treonine, tryptophan, tyrosine, and valine. Amino acids synthesized directly from genetic information such as; amino acids obtained by post-synthesis modification of proteins such as cystine, hydroxyproline, hydroxylysine, syloxin, O-phosphoserine, and desmosin; and β-alanine, sarcosine, ornithine, Examples thereof include amino acids that do not constitute proteins such as citrulin, creatine, γ-aminobutyric acid, opain, trimethylglycine, theanine, trichomic acid, cinic acid, doumoy acid, ibotenic acid, acromelic acid, norvaline, and norleucine. In one embodiment, preferred amino acids are isoleucine, leucine, norleucine, valine, norvaline, and phenylalanine.

N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸において、ヒドロキシ基は、L-アミノ酸の任意の炭素原子に結合していても良い。一実施形態において、ヒドロキシ基は、アミノ酸のアミノ基を持つ炭素原子の隣りのカルボキシル炭素を1位、アミノ基及びカルボキシル基が結合している炭素を2位として、3位、4位、及び/又は5位の炭素に結合していることが好ましく、3位及び/又は4位に結合していることが好ましい。 In the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid, the hydroxy group may be bonded to any carbon atom of the L-amino acid. In one embodiment, the hydroxy group has the carboxyl carbon next to the carbon atom having the amino group of the amino acid at the 1-position, the carbon to which the amino group and the carboxyl group are bonded at the 2-position, the 3-position, the 4-position, and /. Or, it is preferably bonded to the carbon at the 5-position, and preferably bonded to the 3-position and / or the 4-position.

N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸は公知であり、任意の手法で得ることができる。例えば、N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸は、ヒドロキシラーゼを用いてN-サクシニル-L-アミノ酸を水酸化して得ることができる。N-サクシニル-L-アミノ酸は、例えば、後述する実施例に示すように、無水コハク酸を用いてpH8~9の条件下でL-アミノ酸のアミノ基を構成する窒素原子にサクシニル基を結合させて得ることができる。また、N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸は、L-アミノ酸をヒドロキシラーゼで先に水酸化してヒドロキシ-L-アミノ酸を取得し、それをN-サクシニル化することによって得ることもできる。 The N-succinyl-hydroxy-L-amino acid is known and can be obtained by any method. For example, the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid can be obtained by hydroxylating the N-succinyl-L-amino acid with hydroxylase. The N-succinyl-L-amino acid is prepared by, for example, using succinic anhydride to bind a succinyl group to a nitrogen atom constituting the amino group of the L-amino acid under the conditions of pH 8 to 9, as shown in Examples described later. Can be obtained. The N-succinyl-hydroxy-L-amino acid can also be obtained by first hydroxylating the L-amino acid with hydroxylase to obtain the hydroxy-L-amino acid and then N-succinylating it.

ヒドロキシラーゼとは、基質分子のいずれかの原子を水酸化する酵素活性(以下、「ヒドロキシラーゼ活性」という。)を有するタンパク質である。ヒドロキシラーゼには、酸素分子を基質として酸素1原子を化合物に導入する反応を触媒するモノオキシゲナーゼ及び酸素分子中の酸素2原子いずれもを化合物に導入する反応を触媒するジオキシゲナーゼが含まれる。 Hydroxylase is a protein having an enzymatic activity (hereinafter referred to as “hydroxylase activity”) that hydroxylates any atom of a substrate molecule. The hydroxylase includes monooxygenase, which catalyzes the reaction of introducing one oxygen atom into a compound using an oxygen molecule as a substrate, and dioxygenase, which catalyzes the reaction of introducing both two oxygen atoms in an oxygen molecule into a compound.

ヒドロキシラーゼは、L-アミノ酸又はN-サクシニル-L-アミノ酸を位置選択的に水酸化する反応を触媒する酵素であることが好ましい。このような酵素としては、例えば、Escherichia属、Pantoea属、Agrobacterium属、Bordetella属、Streptomyces属、Photorhabdus属、Gloeobacter属、Psychromonas属、Mesorhizobium属、Anabaena属、Burkholderia属、Bacillus属、Methylobacillus属、Gluconobacter属、Pseudomonas属、及びNostoc属由来のヒドロキシラーゼ並びにその変異体等が挙げられる。一実施形態においてヒドロキシラーゼは、Burkholderia属、Bacillus属、又はNostoc属に由来することが好ましく、Burkholderiales属に由来することがより好ましい。 Hydroxide is preferably an enzyme that catalyzes a reaction that regioselectively hydroxylates L-amino acids or N-succinyl-L-amino acids. Such enzymes include, for example, the genus Eschericia, the genus Pantoea, the genus Agrobacterium, the genus Borderella, the genus Streptomyces, the genus Photorbdus, the genus Gloeobacter, the genus Psychromonas, the genus Mesorhizobiruba. , Pseudomonas, hydroxylases from the genus Nostoc, and variants thereof. In one embodiment, the hydroxylase is preferably derived from the genus Burkholderia, Bacillus, or Nostoc, more preferably from the genus Burkholderiales.

本書において「変異体」とは、基準となる酵素のアミノ酸配列に対して一定以上の同一性を有するアミノ酸配列を有しかつ当該基準となる酵素と同種の酵素活性を有する酵素を意味する。ここで、一定の以上の同一性とは、例えば、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、98%以上、又は99%以上を意味する。基準となる酵素は任意であり、例えば、本書に例示される野生型の酵素、又は配列番号1~3のいずれかのアミノ酸配列を有する酵素を挙げることができる。 As used herein, the term "variant" means an enzyme having an amino acid sequence having a certain degree of identity with respect to the amino acid sequence of the reference enzyme and having the same enzyme activity as the reference enzyme. Here, the identity of a certain level or more means, for example, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 98% or more, or 99% or more. The reference enzyme is arbitrary, and examples thereof include wild-type enzymes exemplified in this document and enzymes having the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 3.

アミノ酸の同一性は、市販の又はインターネットを通じて利用可能な解析ツールを用いて計算することができる。例えば、全米バイオテクノロジー情報センター(NCBI)の相同性アルゴリズムBLASTにおいてデフォルトのパラメーターを用いて算出することができる。 Amino acid identity can be calculated using analytical tools available on the market or through the internet. For example, it can be calculated using the default parameters in the National Center for Biotechnology Information (NCBI) homology algorithm BLAST.

N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸の製造においては、(1)N-サクシニル-L-アミノ酸を出発原料とし、N-サクシニル-L-アミノ酸を位置選択的に水酸化する反応を触媒するヒドロキシラーゼを用いても良いし、(2)L-アミノ酸を出発原料とし、L-アミノ酸を位置選択的に水酸化する反応を触媒するヒドロキシラーゼを用いて、ヒドロキシ-L-アミノ酸を合成し、化学合成でN-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸を製造しても良い。(1)の例としては、N-サクシニル-L-アミノ酸の3位を特異的に水酸化するBurkholderiales属のヒドロキシラーゼ(以上、特許文献4に記載)が挙げられる。(2)の例としては、4位を水酸化する酵素として、例えば、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・スファエリクス(Bacillus sphaeriocus)由来のヒドロキシラーゼ(以上、特許文献4に記載)が挙げられる。また、5位を水酸化する酵素として、例えば、ノストック ・パンクチフォルメ(Nostoc punctiforme)由来のヒドロキシラーゼ(WO2011/021717に記載)が挙げられる。 In the production of N-succinyl-hydroxy-L-amino acid, (1) hydroxylase that catalyzes a reaction in which N-succinyl-L-amino acid is used as a starting material and N-succinyl-L-amino acid is repositionably hydroxylated. (2) Using L-amino acid as a starting material, hydroxy-L-amino acid is synthesized and chemically synthesized using a hydroxylase that catalyzes the reaction of position-selectively hydroxylating L-amino acid. N-Succinyl-hydroxy-L-amino acid may be produced in. An example of (1) is a hydroxylase of the genus Burkholderiales (above, described in Patent Document 4) that specifically hydroxylates the 3-position of the N-succinyl-L-amino acid. As an example of (2), examples of the enzyme that hydroxylates the 4-position include, for example, Bacillus thuringiensis, Bacillus licheniformis, Bacillus sphereiformis, and hydroxylase derived from Bacillus sphaeriocus. (Described in Patent Document 4). Examples of the enzyme that hydroxylates the 5-position include hydroxylase derived from Nostoc punctiforme (described in WO2011 / 021717).

L-アミノ酸又はN-サクシニル-L-アミノ酸を構成するL-アミノ酸をヒドロキシラーゼで水酸化する条件は特に限定されず任意に設計できる。例えば、下記の条件でL-アミノ酸又はN-サクシニル-L-アミノ酸とヒドロキシラーゼとを任意の添加剤および緩衝剤を含む反応溶液中で混合することにより上記アミノ酸をヒドロキシル化することができる。 The conditions for hydroxylating the L-amino acid constituting the L-amino acid or the N-succinyl-L-amino acid with hydroxylase are not particularly limited and can be arbitrarily designed. For example, the above amino acid can be hydroxylated by mixing L-amino acid or N-succinyl-L-amino acid and hydroxylase in a reaction solution containing an arbitrary additive and a buffer under the following conditions.

反応温度は、使用するヒドロキシラーゼが機能する温度であれば特に限定されず、酵素の種類に応じて適宜設定することができる。一般的な温度は20~50℃であり、25~35℃が好ましい。反応時のpHは、使用するヒドロキシラーゼが機能するpHであれば特に限定されず、酵素の種類に応じて適宜設定することができる。一般的なpHは、pH5~9であり、pH6~7が好ましい。 The reaction temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which the hydroxylase used can function, and can be appropriately set according to the type of enzyme. The general temperature is 20 to 50 ° C, preferably 25 to 35 ° C. The pH at the time of reaction is not particularly limited as long as it is a pH at which the hydroxylase used functions, and can be appropriately set according to the type of enzyme. The general pH is pH 5-9, preferably pH 6-7.

反応溶液は、添加剤として二価の鉄イオン、アスコルビン酸、及び/又は2-オキソグルタル酸を含むことが好ましい。2価の鉄イオンは、例えば、0.1mM~1Mの終濃度で含まれることが好ましい。アスコルビン酸は、例えば、0.1mM~1M、好ましくは1mM~10mMの終濃度で含まれることが好ましい。また、アスコルビン酸はトリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP-HCl)でも代替できる。2-オキソグルタル酸は、反応基質であるN-サクシニル-L-アミノ酸(又はL-アミノ酸)と同モルまたは同モルから2倍モルの範囲で配合されることが好ましい。これにより、ヒドロキシラーゼの活性を顕著に高めることができる。 The reaction solution preferably contains divalent iron ions, ascorbic acid, and / or 2-oxoglutaric acid as additives. The divalent iron ion is preferably contained, for example, at a final concentration of 0.1 mM to 1 M. Ascorbic acid is preferably contained, for example, at a final concentration of 0.1 mM to 1 M, preferably 1 mM to 10 mM. Ascorbic acid can also be replaced with tris (2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride (TCEP-HCl). The 2-oxoglutaric acid is preferably blended in the same molar amount or in the range of 2 times the molar amount with the reaction substrate N-succinyl-L-amino acid (or L-amino acid). This can significantly increase the activity of hydroxylase.

ヒドロキシラーゼの反応に用いる緩衝剤は、ヒドロキシラーゼが機能するものであれば特に制限されず、任意に選択することができる。一実施形態において、作業効率の観点から、緩衝材は、後述するN-アシルアミノ酸ラセマーゼ及びD-サクシニラーゼの反応に用いる緩衝剤と同種のものが好ましい。 The buffer used for the reaction of hydroxylase is not particularly limited as long as the hydroxylase functions, and can be arbitrarily selected. In one embodiment, from the viewpoint of work efficiency, the buffer material is preferably the same as the buffer material used for the reaction of N-acylamino acid racemase and D-succinylase described later.

ヒドロキシル化の反応時間は、所望のヒドロキシルL-アミノ酸又はN-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸が得られる限り特に制限されず、任意に設定することができる。例えば、反応時間は、3~72時間、好ましくは6~24時間とすることができる。 The reaction time for hydroxylation is not particularly limited as long as the desired hydroxyl L-amino acid or N-succinyl-hydroxy-L-amino acid can be obtained, and can be set arbitrarily. For example, the reaction time can be 3 to 72 hours, preferably 6 to 24 hours.

反応溶液中のL-アミノ酸又はN-サクシニル-L-アミノ酸の量は特に制限されず、目的及び使用する酵素の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、L-アミノ酸又はN-サクシニル-L-アミノ酸は、0.01%~50%(w/v)、好ましくは0.1%~20%(w/v)とすることができる。 The amount of L-amino acid or N-succinyl-L-amino acid in the reaction solution is not particularly limited and can be appropriately set according to the purpose and the type of enzyme used. For example, the L-amino acid or N-succinyl-L-amino acid can be 0.01% to 50% (w / v), preferably 0.1% to 20% (w / v).

反応溶液中のヒドロキシラーゼの量は特に制限されず、目的及び使用する酵素の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、ヒドロキシラーゼの濃度は、湿菌体重量として、0.1%~50%(w/v)、好ましくは1%~10%(w/v)である。 The amount of hydroxylase in the reaction solution is not particularly limited, and can be appropriately set according to the purpose, the type of enzyme used, and the like. For example, the concentration of hydroxylase is 0.1% to 50% (w / v), preferably 1% to 10% (w / v) as the wet cell weight.

ヒドロキシラーゼは、精製されたものを使用することができるが、ヒドロキシラーゼを微生物に発現させて製造する場合は、それを発現する微生物の状態で使用することができる。一実施形態において、ヒドロキシラーゼは、安定性の観点で微生物が発現している状態のものであることが好ましい。従って、ヒドロキシラーゼを発現させるために微生物を培養した培養液をそのまま酵素溶液として使用することができる。 A purified hydroxylase can be used, but when hydroxylase is produced by expressing it in a microorganism, it can be used in the state of the microorganism expressing it. In one embodiment, the hydroxylase is preferably in a state in which microorganisms are expressed from the viewpoint of stability. Therefore, the culture solution in which the microorganism is cultured for expressing hydroxylase can be used as it is as an enzyme solution.

微生物を用いたヒドロキシラーゼの生産は周知の方法を用いて行うことができる。例えば、ヒドロキシラーゼをコードするDNAを組み込んだ発現ベクターで適当な宿主細胞(例えば、大腸菌)を形質転換し、それを宿主に適当な条件で培養することで行うことができる。 The production of hydroxylase using a microorganism can be carried out by using a well-known method. For example, it can be carried out by transforming an appropriate host cell (for example, Escherichia coli) with an expression vector incorporating a DNA encoding hydroxylase and culturing it in the host under appropriate conditions.

L-アミノ酸のサクシニル化は任意の手法で行うことができる。例えば、アミノ酸及びアミノ酸と当量以上の無水コハク酸を酢酸中で反応させた後、溶媒を留去し、酢酸エチル及び/又はメタノール中で再結晶させることによってN-サクシニル-L-アミノ酸を得ることができる。また、アミノ酸及びアミノ酸と当量以上の無水コハク酸を水中でpHをアルカリ側に保ちながら反応させた後、pHを酸性にして結晶として析出させる方法によってN-サクシニル-L-アミノ酸を得ることもできる。 Succinylation of L-amino acids can be performed by any method. For example, the N-succinyl-L-amino acid is obtained by reacting an amino acid and an equivalent amount or more of succinic anhydride in acetic acid, distilling off the solvent, and recrystallizing in ethyl acetate and / or methanol. Can be done. Further, N-succinyl-L-amino acid can also be obtained by reacting an amino acid and an equivalent amount or more of succinic anhydride in water while keeping the pH on the alkaline side, and then acidifying the pH to precipitate as crystals. ..

N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸をラセミ化してN-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸を製造する際に使用するN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼは、このような反応を触媒できる活性を有する限り特に制限されない。使用可能なN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼとしては、アミコラトプシス・エスピー(Amycolatopsis sp.)・TS-1-60由来(特開平4-365482)、セベキア・ベニハナ(Sebekia Bbenihana)(以下、単にベニハナという場合がある)由来(特開2001-314191)、デイノコッカス・ラディオデュランス(Deinococcus radiodurans)由来(特開2002-238581)、クロロフレクサス・オーランティアカス(Chloroflexus aurantiacus)由来(特開2007-082534)、ゲオバチルス・ステアロサーモフィラス(Geobacillus stearothermophilus)NCA1503株由来(特開2008-061642)、ゲオバチルス・カウストフィラス(Geobacillus kaustophilus)NBRC102445株由来(特開2015-91265)、サーマス・サーモフィラス(Thermus thermophilus)由来(特開2015-91265)のN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼ並びにそれらの変異体等を挙げることができる。一実施形態において、クロロフレクサス・オーランティアカス(Chloroflexus aurantiacus)由来、ゲオバチルス・ステアロサーモフィラス(Geobacillus stearothermophilus)NCA1503株由来、ゲオバチルス・カウストフィラス(Geobacillus kaustophilus)NBRC102445株由来、又はサーマス・サーモフィラス(Thermus thermophilus)HB8株由来のN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼが好ましく、ゲオバチルス(Geobacillus)属、又はクロロフレクサス(Chloroflexus)属由来のN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼがより好ましい。 The N-succinyl amino acid racemase used in racemicizing the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid to produce the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid is not particularly limited as long as it has an activity capable of catalyzing such a reaction. .. The N-succinyl amino acid racemase that can be used is derived from Amycolatopsis sp., TS-1-60 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-365482), Sebekia Bbenihana (hereinafter, simply referred to as Benihana). (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-314191), Deinococcus radiodurans (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-238581), Chloroflexus aurantiacus (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-082534), Geobacillus. Geobacillus stearothermophilus derived from NCA1503 strain (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-016942), Geobacillus kaustophilus derived from NBRC102445 strain (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-91265), Thermus thermophilus derived from thermus thermophilus -91265) N-succinyl amino acid racemase and variants thereof and the like can be mentioned. In one embodiment, it is derived from Chloroflexus aurantiacus, Geobacillus stearomophilus NCA1503 strain, Geobacillus Kaustophilus (Geobacillus) from Geobacillus aurantiacus, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain, Geobacillus strain. ) N-succinyl amino acid racemase derived from the HB8 strain is preferable, and N-succinyl amino acid racemase derived from the genus Geobacillus or Chloroflexus is more preferable.

N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸にN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼを作用させてN-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸を製造する際の反応条件は特に限定されず任意に設計できる。例えば、下記の条件でN-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸とN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼとを任意の添加剤および緩衝剤を含む反応溶液中で混合することによりラセミ化することができる。 The reaction conditions for producing the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid by allowing the N-succinyl amino acid racemase to act on the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid are not particularly limited and can be arbitrarily designed. For example, racemization can be achieved by mixing N-succinyl-hydroxy-L-amino acid and N-succinyl amino acid racemase in a reaction solution containing any additive and buffer under the following conditions.

反応温度は、使用するN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼが機能する温度であれば特に限定されず、酵素の種類に応じて適宜設定することができる。一般的な温度は20~50℃であり、25~35℃が好ましい。反応時のpHは、使用するN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼが機能するpHであれば特に限定されず、酵素の種類に応じて適宜設定することができる。一般的なpHは、pH5~9であり、pH6~7が好ましい。 The reaction temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which the N-succinyl amino acid racemase to be used functions, and can be appropriately set according to the type of enzyme. The general temperature is 20 to 50 ° C, preferably 25 to 35 ° C. The pH at the time of reaction is not particularly limited as long as the pH at which the N-succinyl amino acid racemase used is functional, and can be appropriately set according to the type of enzyme. The general pH is pH 5-9, preferably pH 6-7.

反応溶液は、添加剤として二価のコバルトイオン、マンガンイオン、ニッケルイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、鉄イオン、1価のカリウムイオン、ナトリウムイオン、リチウムイオン等を含むことが好ましく、コバルトイオンがより好ましい。金属イオンは、例えば、0.01mM~1Mの終濃度で含まれることが好ましく、0.1mM~1mMの終濃度がより好ましい。 The reaction solution preferably contains divalent cobalt ion, manganese ion, nickel ion, magnesium ion, zinc ion, iron ion, monovalent potassium ion, sodium ion, lithium ion and the like as additives, and cobalt ion is more preferable. preferable. The metal ion is preferably contained, for example, at a final concentration of 0.01 mM to 1 M, more preferably 0.1 mM to 1 mM.

N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼの反応に用いる緩衝剤は、N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼが機能するものであれば特に制限されず、任意に選択することができる。例えば、リン酸緩衝溶液、MES、ADA、PIPES、MOPS、HEPES、CHES、Tris-HCl、Bis-Tris-HCl及びTricine等を挙げることができる。 The buffer used for the reaction of the N-succinyl amino acid racemase is not particularly limited as long as the N-succinyl amino acid racemase functions, and can be arbitrarily selected. For example, phosphate buffer solution, MES, ADA, PIPES, MOPS, HEPES, CHES, Tris-HCl, Bis-Tris-HCl, Tricine and the like can be mentioned.

反応時間は、所望のN-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸が得られる限り特に制限されず、任意に設定することができる。例えば、反応時間は、3~72時間、好ましくは6~24時間とすることができる。 The reaction time is not particularly limited as long as the desired N-succinyl-hydroxy-D-amino acid can be obtained, and can be set arbitrarily. For example, the reaction time can be 3 to 72 hours, preferably 6 to 24 hours.

反応溶液中のN-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸の量は特に制限されず、目的及び使用する酵素の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸は、0.01%~50%(w/v)、好ましくは0.1%~20%(w/v)とすることができる。 The amount of N-succinyl-hydroxy-L-amino acid in the reaction solution is not particularly limited and can be appropriately set according to the purpose and the type of enzyme used. For example, the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid can be 0.01% to 50% (w / v), preferably 0.1% to 20% (w / v).

反応溶液中のN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼの量は特に制限されず、目的及び使用する酵素の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、ヒドロキシラーゼの濃度は、酵素濃度として0.001(g/L)~10(g/L)、好ましくは0.01(g/L)~1(g/L)である。 The amount of the N-succinyl amino acid racemase in the reaction solution is not particularly limited, and can be appropriately set according to the purpose, the type of enzyme used, and the like. For example, the concentration of hydroxylase is 0.001 (g / L) to 10 (g / L), preferably 0.01 (g / L) to 1 (g / L) as the enzyme concentration.

N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼは、精製されたものを使用することができるが、N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼを微生物に発現させて製造する場合は、当該酵素を発現する微生物の状態で使用することができる。一実施形態において、N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼは、安定性の観点で微生物が発現している状態のものであることが好ましい。従って、N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼを発現させるために微生物を培養した培養液をそのまま酵素溶液として使用することができる。 A purified N-succinyl amino acid racemase can be used, but when the N-succinyl amino acid racemase is produced by expressing it in a microorganism, it can be used in the state of a microorganism expressing the enzyme. In one embodiment, the N-succinyl amino acid racemase is preferably in a state in which microorganisms are expressed from the viewpoint of stability. Therefore, in order to express the N-succinyl amino acid racemase, the culture solution in which the microorganism is cultured can be used as it is as an enzyme solution.

微生物を用いたN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼの生産は周知の方法を用いて行うことができる。例えば、N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼするDNAを組み込んだ発現ベクターで適当な宿主細胞(例えば、大腸菌)を形質転換し、それを宿主に適当な条件で培養することで行うことができる。 The production of the N-succinyl amino acid racemase using a microorganism can be carried out by using a well-known method. For example, it can be carried out by transforming an appropriate host cell (for example, Escherichia coli) with an expression vector incorporating DNA for N-succinyl amino acid racemase and culturing it in the host under appropriate conditions.

上記のようにして得られるN-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸にD-サクシニラーゼを作用させること(工程B)により、ヒドロキシ-D-アミノ酸を得ることができる。D-サクシニラーゼは、N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸を脱サクシニル化してヒドロキシ-D-アミノ酸を生成する活性を有する限り特に制限されず、その種類は任意である。D-サクシニラーゼの具体例としては、クプリアビダス・エスピー.P4-10-C株、クプリアビダス・メタリデュランス(Cupriavidus metallidurans)、クプリアビダス・ネケター(Cupriavidus necator)、及びラルストニア・ピケッティ(Ralstonia pickettii)由来のD-サクシニラーゼ(以上WO2012/002450)、並びにそれらの改変体(特開2012-205587)等を挙げることができる。一実施形態において好ましいD-サクシニラーゼは、クプリアビダス(Cupriavidus)属又はラルストニア(Ralstonia)属由来のD-サクシニラーゼである。 The hydroxy-D-amino acid can be obtained by allowing D-succinylase to act on the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid obtained as described above (step B). The D-succinylase is not particularly limited as long as it has an activity of desuccinylating an N-succinyl-hydroxy-D-amino acid to produce a hydroxy-D-amino acid, and the type thereof is arbitrary. Specific examples of D-succinylase include Cupriavidus sp. P4-10-C strain, Cupriavidus metallicidurans, Cupriavidus necator, and Ralstonia pickettii (Ralstonia pickettii) derived from D-succinilas Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-205587) and the like can be mentioned. The preferred D-succinylase in one embodiment is a D-succinylase from the genus Cupriavidus or Ralstonia.

N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸にD-サクシニラーゼを作用させてヒドロキシ-D-アミノ酸を製造する際の反応条件は特に限定されず任意に設計できる。例えば、下記の条件でN-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸とD-サクシニラーゼとを任意の添加剤および緩衝剤を含む反応溶液中で混合することにより脱サクシニル化することができる。 The reaction conditions for producing the hydroxy-D-amino acid by allowing D-succinylase to act on the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid are not particularly limited and can be arbitrarily designed. For example, desuccinylization can be achieved by mixing N-succinyl-hydroxy-D-amino acid and D-succinylase in a reaction solution containing an arbitrary additive and a buffer under the following conditions.

反応温度は、使用するD-サクシニラーゼが機能する温度であれば特に限定されず、酵素の種類に応じて適宜設定することができる。一般的な温度は20~50℃であり、25~35℃が好ましい。反応時のpHは、使用するD-サクシニラーゼが機能するpHであれば特に限定されず、酵素の種類に応じて適宜設定することができる。一般的なpHは、pH5~9であり、pH6~7が好ましい。 The reaction temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which the D-succinylase to be used functions, and can be appropriately set according to the type of enzyme. The general temperature is 20 to 50 ° C, preferably 25 to 35 ° C. The pH at the time of reaction is not particularly limited as long as it is a pH at which the D-succinylase used functions, and can be appropriately set according to the type of enzyme. The general pH is pH 5-9, preferably pH 6-7.

D-サクシニラーゼの反応に用いる緩衝剤は、D-サクシニラーゼが機能するものであれば特に制限されず、任意に選択することができる。例えば、リン酸緩衝溶液、MES、ADA、PIPES、MOPS、HEPES、CHES、Tris-HCl、Bis-Tris-HCl及びTricine等を挙げることができる。 The buffer used for the reaction of D-succinylase is not particularly limited as long as D-succinylase functions, and can be arbitrarily selected. For example, phosphate buffer solution, MES, ADA, PIPES, MOPS, HEPES, CHES, Tris-HCl, Bis-Tris-HCl, Tricine and the like can be mentioned.

反応時間は、所望のヒドロキシ-D-アミノ酸が得られる限り特に制限されず、任意に設定することができる。例えば、反応時間は、3~72時間、好ましくは6~24時間とすることができる。 The reaction time is not particularly limited as long as the desired hydroxy-D-amino acid can be obtained, and can be set arbitrarily. For example, the reaction time can be 3 to 72 hours, preferably 6 to 24 hours.

反応溶液中のN-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸の量は特に制限されず、目的及び使用する酵素の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸は、0.01%~50%(w/v)、好ましくは0.1%~20%(w/v)とすることができる。 The amount of N-succinyl-hydroxy-D-amino acid in the reaction solution is not particularly limited and can be appropriately set according to the purpose and the type of enzyme used. For example, the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid can be 0.01% to 50% (w / v), preferably 0.1% to 20% (w / v).

反応溶液中のD-サクシニラーゼの量は特に制限されず、目的及び使用する酵素の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、D-サクシニラーゼの濃度は、酵素濃度として0.0001(g/L)~1(g/L) 、好ましくは0.001(g/L)~0.1(g/L)である。 The amount of D-succinylase in the reaction solution is not particularly limited, and can be appropriately set according to the purpose, the type of enzyme used, and the like. For example, the concentration of D-succinylase is 0.0001 (g / L) to 1 (g / L), preferably 0.001 (g / L) to 0.1 (g / L) as the enzyme concentration.

D-サクシニラーゼは、精製されたものを使用することができるが、D-サクシニラーゼを微生物に発現させて製造する場合は、当該酵素を発現する微生物の状態で使用することができる。一実施形態において、D-サクシニラーゼは、安定性の観点で微生物が発現している状態のものであることが好ましい。従って、D-サクシニラーゼを発現させるために微生物を培養した培養液をそのまま酵素溶液として使用することができる。 Purified D-succinylase can be used, but when D-succinylase is produced by expressing it in a microorganism, it can be used in the state of a microorganism expressing the enzyme. In one embodiment, the D-succinylase is preferably in a state in which microorganisms are expressed from the viewpoint of stability. Therefore, the culture solution in which the microorganism is cultured for expressing D-succinylase can be used as it is as an enzyme solution.

微生物を用いたD-サクシニラーゼの生産は周知の方法を用いて行うことができる。例えば、D-サクシニラーゼをコードするDNAを組み込んだ発現ベクターで適当な宿主細胞(例えば、大腸菌)を形質転換し、それを宿主に適当な条件で培養することで行うことができる。 The production of D-succinylase using a microorganism can be carried out by using a well-known method. For example, it can be carried out by transforming an appropriate host cell (for example, Escherichia coli) with an expression vector incorporating a DNA encoding D-succinylase and culturing it in the host under appropriate conditions.

このようにして得られるヒドロキシ-D-アミノ酸において、ヒドロキシ基は、D-アミノ酸の任意の炭素原子に結合していても良い。一実施形態において、ヒドロキシ基は、D-アミノ酸のカルボキシル基を構成している炭素を1位、アミノ基及びカルボキシル基が結合している炭素を2位として、3位、4位、及び/又は5位の炭素に結合していることが好ましく、3位及び/又は4位に結合していることが好ましい。 In the hydroxy-D-amino acid thus obtained, the hydroxy group may be bonded to any carbon atom of the D-amino acid. In one embodiment, the hydroxy group is at the 3-position, 4-position, and / or with the carbon constituting the carboxyl group of the D-amino acid at the 1-position and the carbon to which the amino group and the carboxyl group are bonded at the 2-position. It is preferably bonded to the carbon at the 5-position, preferably to the 3-position and / or the 4-position.

一実施形態において、1つの反応系(反応溶液)でN-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸からN-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸への変換、及び、N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸からヒドロキシル-D-アミノ酸への変換を同時及び/又は連続的に行うことが効率性の観点で好ましい。他の実施形態において、N-サクシニル-L-アミノ酸をヒドロキシラーゼの存在下でN-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸に変換し、その反応溶液にN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼ及びD-サクシニラーゼ並びに他の添加剤を添加して連続的にヒドロキシ-D-アミノ酸を製造することが効率性の観点で好ましい。 In one embodiment, conversion of N-succinyl-hydroxy-L-amino acid to N-succinyl-hydroxy-D-amino acid and from N-succinyl-hydroxy-D-amino acid to hydroxyl in one reaction system (reaction solution). It is preferable from the viewpoint of efficiency that the conversion to -D-amino acid is performed simultaneously and / or continuously. In another embodiment, the N-succinyl-L-amino acid is converted to the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid in the presence of hydroxylase, and the N-succinyl amino acids racemase and D-succinylase and other additions are added to the reaction solution. It is preferable from the viewpoint of efficiency to continuously produce hydroxy-D-amino acids by adding an agent.

以下、実施例により本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

[参考例1]Burkholderia ambifaria AMMD(DSM16078)株由来ヒドロキシラーゼ(SadA)の調製
Burkholderia ambifaria AMMD(DSM16078)株由来のヒドロキシラーゼ(SadA)遺伝子(配列番号1)の全長を増幅させるために配列番号4及び5に示す塩基配列を有するプライマーを合成した。次に、Burkholderia ambifaria AMMD(DSM16078)株を液体培養で培養し、得られた菌体からゲノム抽出キットにより、ゲノムDNAを抽出した。ゲノムDNAを鋳型にDNAポリメラーゼKOD-Plus(東洋紡製)及び上記プライマーを用いてPCRを行った。増幅されたDNA断片をプラスミドpQE80LのBamHI認識部位とHindIII認識部位の間に挿入し、発現ベクターpBaSadAを構築した。この発現ベクターpBaSadAで大腸菌(E.coli)JM109を形質転換した。得られた組換え大腸菌をアンピシリン100mg/Lを含む液体LB培地で28℃で振盪培養し、OD(660nm)の値が、0.8に達した際、最終濃度1mMとなるようにIPTGを培地に添加した。その後も、28℃にて振盪培養し、培養開始から20時間後に集菌した。
[Reference Example 1] Preparation of Hydroxylase (SadA) Derived from Burkholderia ambifaria AMMD (DSM16078) Strain SEQ ID NO: 4 to amplify the total length of the hydroxylase (SadA) gene (SEQ ID NO: 1) derived from Burkholderia ambifaria AMMD (DSM16078) Strain. And a primer having the base sequence shown in 5 was synthesized. Next, the Burkholderia ambifaria AMMD (DSM16078) strain was cultured in a liquid culture, and genomic DNA was extracted from the obtained cells using a genomic extraction kit. PCR was performed using genomic DNA as a template and DNA polymerase KOD-Plus (manufactured by Toyobo) and the above primers. The amplified DNA fragment was inserted between the BamHI recognition site and the HindIII recognition site of the plasmid pQE80L to construct the expression vector pBaSadA. E. coli JM109 was transformed with this expression vector pBaSadA. The obtained recombinant Escherichia coli was cultured with shaking in a liquid LB medium containing 100 mg / L of ampicillin at 28 ° C., and when the OD (660 nm) value reached 0.8, IPTG was mediumd so that the final concentration was 1 mM. Was added to. After that, the cells were cultured with shaking at 28 ° C., and the cells were collected 20 hours after the start of the culture.

[参考例2]Burkholderia ambifaria AMMD(DSM16078)株由来ヒドロキシラーゼ(SadA)の活性測定
50μl(終濃度50mM)のBis-Tris/HCl buffer(pH6.5)、15μl(終濃度15mM)の2-オキソグルタル酸、10μl(終濃度10mM)のアスコルビン酸、50μl(終濃度5mM)のFeSO/7HO、100μl(終濃度10mM)のN-サクシニル-L-ロイシン、及び765μlの滅菌蒸留水を混和し、この溶液に参考例1に記載の方法で調製した集菌液を生理食塩水で洗浄した菌体懸濁液10μlを加え、30℃で反応を開始させ、適当な時間で反応を停止させた。この反応で生成したコハク酸をコハク酸定量キット(Roche/R-Biopharm社製)により、定量し、酵素活性を算出した。酵素活性は、2-オキソグルタル酸からコハク酸が1分間に1μmol生成された場合を1unit(U)と定義した。
[Reference Example 2] Measurement of activity of hydroxylase (SadA) derived from Burkholderia ambifaria AMMD (DSM16078) strain 50 μl (final concentration 50 mM) Bis-Tris / HCl buffer (pH 6.5), 15 μl (final concentration 15 mM) 2-oxoglutal Mix 10 μl (final concentration 10 mM) ascorbic acid, 50 μl (final concentration 5 mM) FeSO 4 / 7H2O , 100 μl (final concentration 10 mM) N-succinyl-L-leucine, and 765 μl sterile distilled water. To this solution, 10 μl of a bacterial cell suspension prepared by washing the bacterial collection solution prepared by the method described in Reference Example 1 with physiological saline was added, the reaction was started at 30 ° C., and the reaction was stopped at an appropriate time. .. The succinic acid produced by this reaction was quantified with a succinic acid quantification kit (manufactured by Roche / R-Biopharm), and the enzyme activity was calculated. Enzyme activity was defined as 1 unit (U) when 1 μmol of succinic acid was produced from 2-oxoglutaric acid in 1 minute.

[参考例3]Bacillus thuringiensis 2-e-2株由来ヒドロキシラーゼ(IDO)の調製
特許5246639に記載のBacillus thuringiensis 2-e-2株由来のヒドロキシラーゼ(IDO)(配列番号2)の全長を増幅させるために配列番号6及び7の塩基配列を有するプライマーを合成した。次にBacillus thuringiensis 2-e-2株を液体培養で培養し、得られた菌体からゲノム抽出キットにより、ゲノムDNAを抽出した。ゲノムDNAを鋳型にDNAポリメラーゼKOD-Plus(東洋紡製)及び上記プライマーを用いたPCRを行った。増幅されたDNA断片をプラスミドpQE80LのBamHI認識部位とHindIII認識部位の間に挿入し、発現ベクターpBtIDOを構築した。この発現ベクターpBtIDOで大腸菌(E.coli)JM109を形質転換した。得られた組換え大腸菌をアンピシリン100mg/Lを含む液体LB培地で28℃で振盪培養し、OD(660nm)の値が、0.8に達した際、最終濃度1mMとなるようにIPTGを添加した。その後も、28℃にて振盪培養し、培養開始から20時間後に集菌した。
[Reference Example 3] Preparation of Hydroxylase (IDO) Derived from Bacillus thuringiensis 2-e-2 Strain Amplifies the total length of hydroxylase (IDO) (SEQ ID NO: 2) derived from Bacillus thuringiensis 2-e-2 strain described in Patent 5246639. Primers having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 6 and 7 were synthesized for this purpose. Next, the Bacillus thuringiensis 2-e-2 strain was cultured in a liquid culture, and genomic DNA was extracted from the obtained cells using a genomic extraction kit. PCR was performed using the genomic DNA as a template with the DNA polymerase KOD-Plus (manufactured by Toyobo) and the above primers. The amplified DNA fragment was inserted between the BamHI recognition site and the HindIII recognition site of the plasmid pQE80L to construct the expression vector pBtIDO. E. coli JM109 was transformed with this expression vector pBtIDO. The obtained recombinant Escherichia coli was cultured with shaking in a liquid LB medium containing 100 mg / L of ampicillin at 28 ° C., and IPTG was added so that the final concentration was 1 mM when the OD (660 nm) value reached 0.8. did. After that, the cells were cultured with shaking at 28 ° C., and the cells were collected 20 hours after the start of the culture.

[参考例4]Bacillus thuringiensis 2-e-2株由来ヒドロキシラーゼ(IDO)の活性測定
100μl(終濃度100mM)のHEPES buffer(pH7.0)、5μl(終濃度5mM)の2-オキソグルタル酸、5μl(終濃度5mM)のアスコルビン酸、50μl(終濃度5mM)のFeSO/7HO、50μl(終濃度5mM)のL-イソロイシン、及び780μlの滅菌蒸留水を混和し、この溶液に参考例3に記載の方法で調製した集菌液を生理食塩水で洗浄した菌体懸濁液10μlを加え、30℃で反応を開始させ、適当な時間で反応を停止させた。この反応で生成した4-ヒドロキシイソロイシンをHPLCにより、定量し、酵素活性を算出した。酵素活性は、2-オキソグルタル酸からコハク酸が1分間に1μmol生成された場合を1unit(U)と定義した。
[Reference Example 4] Measurement of activity of hydroxylase (IDO) derived from Bacillus distilled water 2-e-2 strain 100 μl (final concentration 100 mM) HEEPS buffer (pH 7.0), 5 μl (final concentration 5 mM) 2-oxoglutaric acid, 5 μl (Final concentration 5 mM) ascorbic acid, 50 μl (final concentration 5 mM) FeSO 4 / 7H2O , 50 μl (final concentration 5 mM) L-isoleucine, and 780 μl sterile distilled water were mixed, and this solution was mixed with Reference Example 3. The reaction was started at 30 ° C. and stopped at an appropriate time by adding 10 μl of the bacterial cell suspension prepared by washing the bacterial collection solution prepared by the method described in the above with physiological saline. 4-Hydroxyisoleucine produced by this reaction was quantified by HPLC, and the enzyme activity was calculated. Enzyme activity was defined as 1 unit (U) when 1 μmol of succinic acid was produced from 2-oxoglutaric acid in 1 minute.

[参考例5]N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼ(NSAR)の調製
特開2007-82534に記載の方法で、Chloroflexus aurantiacus由来のNSARの発現ベクターpCaNSARを構築した。pCaNSARを用い、大腸菌(E.coli)JM109を形質転換した。得られた組換え大腸菌をアンピシリン100mg/Lを含む液体LB培地を用いて、28℃で振盪培養し、OD(660nm)の値が、0.8に達した際、最終濃度1mMとなるようにIPTGを添加した。その後も、28℃にて振盪培養し、培養開始から20時間後に集菌した。
[Reference Example 5] Preparation of N-succinyl amino acid racemase (NSAR) An expression vector pCaNSAR of NSAR derived from Chloroflexota aurantiacus was constructed by the method described in JP-A-2007-82534. E. coli JM109 was transformed with pCaNSAR. The obtained recombinant Escherichia coli was cultured with shaking at 28 ° C. using a liquid LB medium containing 100 mg / L of ampicillin so that the final concentration was 1 mM when the OD (660 nm) value reached 0.8. IPTG was added. After that, the cells were cultured with shaking at 28 ° C., and the cells were collected 20 hours after the start of the culture.

[参考例6]N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼ(NSAR)の調製
特開2008-061642に記載の方法で、Geobacillus stearothermophilus由来のNSARの発現ベクターpGsNSARを構築した。pCaNSARを用い、大腸菌(E.coli)JM109を形質転換した。得られた組換え大腸菌をアンピシリン100mg/Lを含む液体LB培地を用いて、28℃で振盪培養し、OD(660nm)の値が、0.8に達した際、最終濃度1mMとなるようにIPTGを添加した。その後も、28℃にて振盪培養し、培養開始から20時間後に集菌した。
[Reference Example 6] Preparation of N-succinyl amino acid racemase (NSAR) An expression vector pGsNSAR of NSAR derived from Geobacillus stearothermophilus was constructed by the method described in JP-A-2008-061642. E. coli JM109 was transformed with pCaNSAR. The obtained recombinant Escherichia coli was cultured with shaking at 28 ° C. using a liquid LB medium containing 100 mg / L of ampicillin so that the final concentration was 1 mM when the OD (660 nm) value reached 0.8. IPTG was added. After that, the cells were cultured with shaking at 28 ° C., and the cells were collected 20 hours after the start of the culture.

[参考例7]N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼの活性測定
100μl(終濃度10mM)の基質となるN-サクシニル-L-フェニルアラニン溶液(基質)を100μl(終濃度10mM)、10μl(終濃度1mM)の塩化コバルト水溶液を10μl(終濃度1mM)、100μl(終濃度25mM)のTris-HCl(0.25M/pH7.5)を100μl(終濃度25mM)、及び740μlの滅菌蒸留水を740μlを混和し、この反応液に適当な濃度のN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼ溶液50μlを加えて30℃で反応を行い、煮沸処理により、反応を停止させた。生成したN-サクシニル-D-フェニルアラニンを高速液体クロマトグラフィーにより定量し、酵素活性を算出した。酵素活性はN-サクシニル-L-フェニルアラニンからN-サクシニル-D-フェニルアラニンが1分間に1μmole生成された場合を1unit(U)と定義した。
[Reference Example 7] Measurement of activity of N-succinyl amino acid racemase 100 μl (final concentration 10 mM), 10 μl (final concentration 1 mM) chloride of N-succinyl-L-phenylalanine solution (substrate) as a substrate of 100 μl (final concentration 10 mM). Mix 10 μl (final concentration 1 mM) of cobalt aqueous solution, 100 μl (final concentration 25 mM) of 100 μl (final concentration 25 mM) Tris-HCl (0.25 M / pH 7.5), and 740 μl of 740 μl sterile distilled water. 50 μl of N-succinyl amino acid racemase solution having an appropriate concentration was added to the reaction solution, and the reaction was carried out at 30 ° C., and the reaction was stopped by boiling treatment. The produced N-succinyl-D-phenylalanine was quantified by high performance liquid chromatography, and the enzyme activity was calculated. Enzyme activity was defined as 1 unit (U) when N-succinyl-D-phenylalanine was produced from N-succinyl-L-phenylalanine in an amount of 1 μmole per minute.

[参考例8]D-サクシニラーゼ(DSA)の調製
特許5806664に記載のCupriavidus sp.P4-10-C株由来のD-サクシニラーゼ遺伝子(配列番号3)の全長を増幅させるために配列番号8及び9の塩基配列を有するプライマーを合成した。次にCupriavidus sp.P4-10-C株を液体培地で培養し、特許5806664に記載の方法で、抽出されたゲノムDNAを鋳型にDNAポリメラーゼKOD-Plus(東洋紡製)及び上記プライマーを用いてPCRを行った。増幅されたDNA断片をプラスミドpBluescriptのNdeI認識部位とBamHI認識部位の間に挿入し、発現ベクターpCsDSAを構築した。さらに常法に従い、部位特異的変異を導入し、182位のロイシン残基がグルタミン酸残基に置換されたpCsDSA(L182E)を取得した。pCsDSA(L182E)を用い、大腸菌(E.coli)JM109を形質転換した。得られた組換え大腸菌をアンピシリン100mg/Lを含む液体LB培地で培養し、OD(660nm)の値が、0.8に達した際、最終濃度1mMとなるようにIPTGを添加した。その後も、28℃にて振盪培養し、培養開始から20時間後に集菌した。菌体を遠心分離により、回収した。
[Reference Example 8] Preparation of D-succinylase (DSA) Cupriavidus sp. Primers having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 8 and 9 were synthesized in order to amplify the total length of the D-succinylase gene (SEQ ID NO: 3) derived from the P4-10-C strain. Next, Cupriavidus sp. The P4-10-C strain was cultured in a liquid medium, and PCR was performed using the extracted genomic DNA as a template using the DNA polymerase KOD-Plus (manufactured by Toyobo) and the above-mentioned primers by the method described in Patent 5806664. The amplified DNA fragment was inserted between the NdeI recognition site and the BamHI recognition site of the plasmid pBluescript to construct the expression vector pCsDSA. Further, according to a conventional method, a site-specific mutation was introduced to obtain pCsDSA (L182E) in which the leucine residue at position 182 was replaced with a glutamic acid residue. E. coli JM109 was transformed with pCsDSA (L182E). The obtained recombinant Escherichia coli was cultured in a liquid LB medium containing 100 mg / L of ampicillin, and IPTG was added so that the final concentration was 1 mM when the OD (660 nm) value reached 0.8. After that, the cells were cultured with shaking at 28 ° C., and the cells were collected 20 hours after the start of the culture. The cells were collected by centrifugation.

[参考例9]D-サクシニラーゼの活性測定
D-アミノ酸オキシダーゼ法を利用した酵素法により測定した。
<試薬>
14mM N-サクシニル-D-バリン
2.5(U/mL) ペルオキシダーゼ(東洋紡製PEO-302)
1.5mM 4-アミノアンチピリン(第一化学薬品製)
2.4mM TOOS(同人化学研究所製)
6.0(U/mL) D-アミノ酸オキシダーゼ(バイオザイム製DOX2)
を含む25mMリン酸緩衝溶液を反応試薬とする。
<測定条件>
反応試薬3.0mLを37℃で5分間予備加温する。酵素溶液0.1mLを添加しゆるやかに混和後、水を対照に37℃に制御された分光光度計で、555nmの吸光度変化を5分記録し、直線部分から1分間あたりの吸光度変化(ΔODTEST)を測定する。盲検は、酵素溶液の代わりに酵素を溶解する溶液を試薬混液に加えて同様に1分間あたりの吸光度変化(ΔODBLANK)を測定する。これらの値から次の式に従ってD-サクシニラーゼ活性を求める。ここでD-サクシニラーゼ活性における1単位(U)とは、上記条件下で1分間に1マイクロモルのD-アミノ酸を生成する酵素量として定義する。
活性(U/mL)=
{(ΔODTEST-ΔODBLANK)×3.1×希釈倍率}/{31.0×1/2×0.1×1.0}
なお、式中の3.1は反応試薬+酵素溶液の液量(mL)、31.0は本活性測定条件におけるミリモル分子吸光係数(cm2/マイクロモル)、1/2は酵素反応で生成したH2O2の1分子から形成するQuinoneimine色素が1/2分子であることによる係数、0.1は酵素溶液の液量(mL)、1.0はセルの光路長(cm)を示す。
[Reference Example 9] Measurement of D-succinylase activity Measurement was performed by an enzymatic method using the D-amino acid oxidase method.
<Reagent>
14 mM N-succinyl-D-valine 2.5 (U / mL) Peroxidase (Toyobo PEO-302)
1.5 mM 4-aminoantipyrine (manufactured by Daiichi Chemicals)
2.4 mM TOOS (manufactured by Doujin Kagaku Kenkyusho)
6.0 (U / mL) D-amino acid oxidase (DOX2 manufactured by Biozyme)
A 25 mM phosphate buffer solution containing the above is used as a reaction reagent.
<Measurement conditions>
Preheat 3.0 mL of the reaction reagent at 37 ° C. for 5 minutes. After adding 0.1 mL of the enzyme solution and mixing gently, the absorbance change at 555 nm was recorded for 5 minutes with a spectrophotometer controlled at 37 ° C. using water as a control, and the absorbance change per minute (ΔODTEST) from the linear portion. To measure. In blinding, a solution that dissolves the enzyme instead of the enzyme solution is added to the reagent mixture, and the change in absorbance (ΔODBLANK) per minute is similarly measured. From these values, the D-succinylase activity is determined according to the following formula. Here, 1 unit (U) in D-succinylase activity is defined as the amount of enzyme that produces 1 micromol of D-amino acid per minute under the above conditions.
Activity (U / mL) =
{(ΔODTEST-ΔODBLANK) × 3.1 × dilution ratio} / {31.0 × 1/2 × 0.1 × 1.0}
In the formula, 3.1 is the amount of reaction reagent + enzyme solution (mL), 31.0 is the hydroxyl molecule absorption coefficient (cm2 / micromol) under the present activity measurement conditions, and 1/2 is generated by the enzyme reaction. The coefficient due to the fact that the Quinoneimine dye formed from one molecule of H2O2 is 1/2 molecule, 0.1 indicates the amount of the enzyme solution (mL), and 1.0 indicates the optical path length (cm) of the cell.

[実施例1](2R,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシンの製造
参考例8と同様にして得られたDSAを発現した菌体(培養液100ml分)及び参考例5と同様にして得られたChloroflexus aurantiacus由来のNSARを発現した菌体(培養液100ml分)を反応液10ml(25mM HEPES buffer(pH7.0)、1mM CoCl2、15mM N-サクシニル-(2S,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシン)に懸濁し、28℃又は37℃、20時間、反応させた。また、NSARに関しては、参考例5に記載のChloroflexus aurantiacus由来のNSARの代わりに、参考例6と同様にして得られたGeobacillus stearothermophilus由来のNSARを発現した菌体(培養液100ml分)を使った評価も実施した。
[Example 1] Production of (2R, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine With DSA-expressing cells (100 ml of culture solution) and Reference Example 5 obtained in the same manner as in Reference Example 8. 10 ml of reaction solution (25 mM HEPES buffer (pH 7.0), 1 mM CoCl2, 15 mM N-succinyl- (2S, 3R, 4S)) containing cells expressing NSAR derived from Chloroflexus aurantiacus (100 ml of culture solution) obtained in the same manner. ) -4-Hydroxyisoleucine) and reacted at 28 ° C or 37 ° C for 20 hours. As for NSAR, instead of NSAR derived from Chloroflexota aurantiacus described in Reference Example 5, a cell (100 ml of culture solution) expressing NSAR derived from Geobacillus stearomophilus obtained in the same manner as in Reference Example 6 was used. Evaluation was also carried out.

得られた反応液10μlに対して、6% トリエチルアミンを20μl、及び1% 2,3,4,6-テトラ-O-アセチル-β-D-グルコピラノシルイソチオシアナート(GITC)を20μl加えて室温で10分間静置した後、5% 酢酸を20μl加えることでアミノ酸のキラル誘導化を行った。このサンプルを下記条件の高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて分離分析することにより、アミノ酸の反応生成物((2R,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシン(4-ヒドロキシ-D-イソロイシン))及び副生成物((2S,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシン(4-ヒドロキシ-L-イソロイシン))を測定した。
カラム:XBridge C18 5μm(2.1×150mm、ウォーターズ社製)溶離液A:酢酸アンモニウム(10mmol/L、pH5)
溶離液B:メタノール(0~15min(20→60%)、15~15.1min(20%→80%)、15.1~20min(20%)
流速:0.3ml/min
温度:30℃
検出:紫外吸収(254nm)
To 10 μl of the obtained reaction solution, add 20 μl of 6% triethylamine and 20 μl of 1% 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl isothiocyanate (GITC). After allowing to stand at room temperature for 10 minutes, chiral derivatization of amino acids was performed by adding 20 μl of 5% acetic acid. By separating and analyzing this sample by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions, amino acid reaction products ((2R, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine (4-hydroxy-D-isoleucine)) and By-products ((2S, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine (4-hydroxy-L-isoleucine)) were measured.
Column: XBridge C18 5 μm (2.1 × 150 mm, manufactured by Waters) Eluent A: Ammonium acetate (10 mmol / L, pH 5)
Eluent B: Methanol (0 to 15 min (20 → 60%), 15 to 15.1 min (20% → 80%), 15.1 to 20 min (20%))
Flow velocity: 0.3 ml / min
Temperature: 30 ° C
Detection: UV absorption (254 nm)

その結果、いずれのNSARを用いた場合においても、反応の生成物((2R,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシン(4-ヒドロキシ-D-イソロイシン))を確認することが出来た(表1)。Geobacillus stearothermophilus由来のNSAR(GsNSA)を使用した場合に対して、Chloroflexus aurantiacus由来のNSAR(CaNSAR)を使用した場合の方が、反応効率が高かったため、以後の実施例では、Chloroflexus aurantiacus由来のNSARを使用した。いずれのNSARを用いた場合も反応温度が37℃の場合の方が28℃の場合よりも反応効率が高かった。 As a result, the reaction product ((2R, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine (4-hydroxy-D-isoleucine)) could be confirmed regardless of which NSAR was used (Table 1). ). Since the reaction efficiency was higher when NSAR (CaNSAR) derived from Chloroflexus aurantiacus was used than when NSAR (GsNSA) derived from Geobacillus stearomophilus was used, Chloroflexota-derived NSAR (GsNSA) was used in the following examples. used. When any NSAR was used, the reaction efficiency was higher when the reaction temperature was 37 ° C than when it was 28 ° C.

Figure 0006996714000001
Figure 0006996714000001

[実施例2](2R,3R)-3-ヒドロキシイソロイシンの製造
L-イソロイシン(6.5g)を100mlの水に溶解し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に調整した。5gの無水コハク酸を添加し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に保ちながら完全に溶解させた。さらに少量の無水コハク酸を同様に添加し、TLCプレート上でのニンヒドリン発色がなくなるまでこの操作を繰り返した。塩酸溶液で中和後、凍結乾燥することでN-サクシニル-L-イソロイシンの2ナトリウム塩を13g得た。次いで、参考例1と同様にして得られたSadAを発現した菌体(培養液100ml分)を反応液10ml(50mM Bis-Tris/HCl buffer(pH6.5)、45mM 2-オキソグルタル酸、10mM アスコルビン酸、0.5mM FeSO/7HO、30mM N-サクシニル-L-イソロイシン)に懸濁し、30℃、20時間、反応させた。続いて、反応液に最終濃度1mMとなるようにCoClを添加し、参考例5と同様にして得られたNSARを発現した菌体(培養液100ml分)及び参考例8と同様にして得られたDSA(L182E)を発現した菌体(培養液100ml分)を懸濁し、30℃、20時間、反応させた。
[Example 2] Production of (2R, 3R) -3-hydroxyisoleucine L-isoleucine (6.5 g) was dissolved in 100 ml of water, and the pH was adjusted to 8 to 9 with a sodium hydroxide solution. 5 g of succinic anhydride was added and completely dissolved in sodium hydroxide solution while maintaining pH 8-9. A further small amount of succinic anhydride was added in the same manner, and this operation was repeated until the ninhydrin color development on the TLC plate disappeared. After neutralization with a hydrochloric acid solution, freeze-drying gave 13 g of a disodium salt of N-succinyl-L-isoleucine. Next, 10 ml of the reaction solution (50 mM Bis-Tris / HCl buffer (pH 6.5), 45 mM 2-oxoglutaric acid, 10 mM ascorbic acid) was added to the cells expressing SadA (100 ml of the culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 1. Acid, 0.5 mM FeSO 4 / 7H2 O, 30 mM N-succinyl-L-isoleucine) was suspended and reacted at 30 ° C. for 20 hours. Subsequently, CoCl 2 was added to the reaction solution so as to have a final concentration of 1 mM, and the NSAR-expressing cells (100 ml of culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 5 and the same as in Reference Example 8 were obtained. The cells expressing the DSA (L182E) (100 ml of the culture solution) were suspended and reacted at 30 ° C. for 20 hours.

得られた反応液10μlをウォーターズ社AccQ・Tagメソッドを用いて誘導体化した。このサンプルを下記条件の高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて分離分析することにより、アミノ酸の反応生成物((2R,3R)-3-ヒドロキシイソロイシン(3-ヒドロキシ-D-イソロイシン))を測定した。
カラム:XBridge C18 5μm(2.1×150mm、ウォーターズ社製)溶離液A:酢酸アンモニウム(10mmol/L、pH5)
溶離液B:メタノール(0~15min(20→60%)、15~15.1min(20%→80%)、15.1~20min(20%)
流速:0.3ml/min
温度:30℃
検出:質量分析計(ポジティブイオンモード)
10 μl of the obtained reaction solution was derivatized using the AccQ / Tag method of Waters. Amino acid reaction products ((2R, 3R) -3-hydroxyisoleucine (3-hydroxy-D-isoleucine)) were measured by separating and analyzing this sample by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions. ..
Column: XBridge C18 5 μm (2.1 × 150 mm, manufactured by Waters) Eluent A: Ammonium acetate (10 mmol / L, pH 5)
Eluent B: Methanol (0 to 15 min (20 → 60%), 15 to 15.1 min (20% → 80%), 15.1 to 20 min (20%))
Flow velocity: 0.3 ml / min
Temperature: 30 ° C
Detection: Mass spectrometer (positive ion mode)

図1に示すとおり、HPLC上で分子量318を示す新規ピークを検出したことから、(2R,3R)-3-ヒドロキシイソロイシンの生成が確認できた。脱水物と考えられる分子量300のピークはSadAによる水酸化反応の際に生じる副産物であり、N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼ及びD-サクシニラーゼ反応においては脱水物の増加は観察されなかった。 As shown in FIG. 1, since a new peak showing a molecular weight of 318 was detected on HPLC, the formation of (2R, 3R) -3-hydroxyisoleucine was confirmed. The peak with a molecular weight of 300, which is considered to be a dehydrated product, is a by-product generated during the hydroxylation reaction with SadA, and no increase in the dehydrated product was observed in the N-succinyl amino acid racemase and D-succinylase reactions.

[実施例3](2R,3R)-3-ヒドロキシロイシンの製造
L-ロイシン(6.5g)を100mlの水に溶解し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に調整した。5gの無水コハク酸を添加し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に保ちながら完全に溶解させた。さらに少量の無水コハク酸を同様に添加し、TLCプレート上でのニンヒドリン発色がなくなるまでこの操作を繰り返した。塩酸溶液で中和後、凍結乾燥することでN-サクシニル-L-ロイシン13gを得た。次いで、
参考例1と同様にして得られたSadAを発現した菌体(培養液100ml分)を反応液10ml(50mM Bis-Tris/HCl buffer(pH6.5)、45mM 2-オキソグルタル酸、10mM アスコルビン酸、0.5mM FeSO/7HO、30mM N-サクシニル-L-ロイシン)に懸濁し、30℃、20時間、反応させた。続いて、反応液に最終濃度1mMとなるようにCoClを添加し、参考例5と同様にして得られたNSARを発現した菌体(培養液100ml分)及び参考例8と同様にして得られたDSA(L182E)を発現した菌体(培養液100ml分)を懸濁し、30℃、20時間、反応させた。
[Example 3] Production of (2R, 3R) -3-hydroxyleucine L-leucine (6.5 g) was dissolved in 100 ml of water, and the pH was adjusted to 8 to 9 with a sodium hydroxide solution. 5 g of succinic anhydride was added and completely dissolved in sodium hydroxide solution while maintaining pH 8-9. A further small amount of succinic anhydride was added in the same manner, and this operation was repeated until the ninhydrin color development on the TLC plate disappeared. After neutralization with a hydrochloric acid solution, freeze-drying was performed to obtain 13 g of N-succinyl-L-leucine. Then
Bacteria expressing SadA (100 ml of culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 1 were mixed with 10 ml of a reaction solution (50 mM Bis-Tris / HCl buffer (pH 6.5), 45 mM 2-oxoglutaric acid, 10 mM ascorbic acid, It was suspended in 0.5 mM FeSO 4 / 7H2 O, 30 mM N-succinyl-L-leucine) and reacted at 30 ° C. for 20 hours. Subsequently, CoCl 2 was added to the reaction solution so as to have a final concentration of 1 mM, and the NSAR-expressing cells (100 ml of culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 5 and the same as in Reference Example 8 were obtained. The cells expressing the DSA (L182E) (100 ml of the culture solution) were suspended and reacted at 30 ° C. for 20 hours.

得られた反応液10μlをウォーターズ社AccQ・Tagメソッドを用いて誘導体化した。このサンプルを下記条件の高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて分離分析することにより、アミノ酸の反応生成物((2R,3R)-3-ヒドロキシロイシン(3-ヒドロキシ-D-ロイシン))を測定した。
カラム:XBridge C18 5μm(2.1×150mm、ウォーターズ社製)溶離液A:酢酸アンモニウム(10mmol/L、pH5)
溶離液B:メタノール(0~15min(20→60%)、15~15.1min(20%→80%)、15.1~20min(20%)
流速:0.3ml/min
温度:30℃
検出:質量分析計(ポジティブイオンモード)
10 μl of the obtained reaction solution was derivatized using the AccQ / Tag method of Waters. Amino acid reaction products ((2R, 3R) -3-hydroxyleucine (3-hydroxy-D-leucine)) were measured by separating and analyzing this sample by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions. ..
Column: XBridge C18 5 μm (2.1 × 150 mm, manufactured by Waters) Eluent A: Ammonium acetate (10 mmol / L, pH 5)
Eluent B: Methanol (0 to 15 min (20 → 60%), 15 to 15.1 min (20% → 80%), 15.1 to 20 min (20%))
Flow velocity: 0.3 ml / min
Temperature: 30 ° C
Detection: Mass spectrometer (positive ion mode)

図2に示すとおり、HPLC上で分子量318を示す新規ピークを検出したことから、(2R,3R)-3-ヒドロキシロイシンの生成が確認できた。一方で脱水物と考えられる分子量300のピーク生成は観察されなかった。 As shown in FIG. 2, since a new peak showing a molecular weight of 318 was detected on HPLC, the formation of (2R, 3R) -3-hydroxyleucine was confirmed. On the other hand, no peak formation with a molecular weight of 300, which is considered to be a dehydrated product, was observed.

[実施例4](2R)-3-ヒドロキシバリンの製造
L-バリン(5.8g)を100mlの水に溶解し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に調整した。5gの無水コハク酸を添加し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に保ちながら完全に溶解させた。さらに少量の無水コハク酸を同様に添加し、TLCプレート上でのニンヒドリン発色がなくなるまでこの操作を繰り返した。塩酸溶液で中和後、凍結乾燥する事でN-サクシニル-L-バリン12gを得た。次いで、参考例1と同様にして得られたSadAを発現した菌体(培養液100ml分)を反応液10ml(50mM Bis-Tris/HCl buffer(pH6.5)、45mM 2-オキソグルタル酸、10mM アスコルビン酸、0.5mM FeSO/7HO、30mM N-サクシニル-L-バリン)に懸濁し、30℃、20時間、反応させた。続いて、反応液に最終濃度1mMとなるようにCoClを添加し、参考例5と同様にして得られたNSARを発現した菌体(培養液100ml分)及び参考例8と同様にして得られたDSA(L182E)を発現した菌体(培養液100ml分)を懸濁し、30℃、20時間、反応させた。
[Example 4] Production of (2R) -3-hydroxyvaline L-valine (5.8 g) was dissolved in 100 ml of water, and the pH was adjusted to 8 to 9 with a sodium hydroxide solution. 5 g of succinic anhydride was added and completely dissolved in sodium hydroxide solution while maintaining pH 8-9. A further small amount of succinic anhydride was added in the same manner, and this operation was repeated until the ninhydrin color development on the TLC plate disappeared. After neutralization with a hydrochloric acid solution, lyophilization was performed to obtain 12 g of N-succinyl-L-valine. Next, 10 ml of the reaction solution (50 mM Bis-Tris / HCl buffer (pH 6.5), 45 mM 2-oxoglutaric acid, 10 mM ascorbic acid) was added to the cells expressing SadA (100 ml of the culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 1. The cells were suspended in acid (0.5 mM FeSO 4 / 7H2 O, 30 mM N-succinyl-L-valine) and reacted at 30 ° C. for 20 hours. Subsequently, CoCl 2 was added to the reaction solution so as to have a final concentration of 1 mM, and the NSAR-expressing cells (100 ml of culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 5 and the same as in Reference Example 8 were obtained. The cells expressing the DSA (L182E) (100 ml of the culture solution) were suspended and reacted at 30 ° C. for 20 hours.

得られた反応液10μlをウォーターズ社AccQ・Tagメソッドを用いて誘導体化した。このサンプルを下記条件の高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて分離分析することにより、アミノ酸の反応生成物((2R)-3-ヒドロキシバリン(3-ヒドロキシ-D-バリン))を測定した。
カラム:XBridge C18 5μm(2.1×150mm、ウォーターズ社製)溶離液A:酢酸アンモニウム(10mmol/L、pH5)
溶離液B:メタノール(0~15min(20→60%)、15~15.1min(20%→80%)、15.1~20min(20%)
流速:0.3ml/min
温度:30℃
検出:質量分析計(ポジティブイオンモード)
10 μl of the obtained reaction solution was derivatized using the AccQ / Tag method of Waters. The amino acid reaction product ((2R) -3-hydroxyvaline (3-hydroxy-D-valine)) was measured by separating and analyzing this sample by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.
Column: XBridge C18 5 μm (2.1 × 150 mm, manufactured by Waters) Eluent A: Ammonium acetate (10 mmol / L, pH 5)
Eluent B: Methanol (0 to 15 min (20 → 60%), 15 to 15.1 min (20% → 80%), 15.1 to 20 min (20%))
Flow velocity: 0.3 ml / min
Temperature: 30 ° C
Detection: Mass spectrometer (positive ion mode)

図3に示すとおり、HPLC上で分子量304を示す新規ピークを検出したことから、(2R)-3-ヒドロキシバリンの生成が確認できた。脱水物と考えられる分子量286のピークはSadAによる水酸化反応の際に生じる副産物であり、N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼ及びD-サクシニラーゼ反応においては脱水物の増加は観察されなかった。 As shown in FIG. 3, the formation of (2R) -3-hydroxyvaline was confirmed by detecting a new peak showing a molecular weight of 304 on HPLC. The peak of molecular weight 286 considered to be dehydrated product is a by-product generated during the hydroxylation reaction by SadA, and no increase in dehydrated product was observed in the N-succinyl amino acid racemase and D-succinylase reactions.

[実施例5](2R,3R)-3-ヒドロキシノルロイシンの製造
L-ノルロイシン(6.5g)を100mlの水に溶解し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に調整した。5gの無水コハク酸を添加し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に保ちながら完全に溶解させた。さらに少量の無水コハク酸を同様に添加し、TLCプレート上でのニンヒドリン発色がなくなるまでこの操作を繰り返した。塩酸溶液で中和後、凍結乾燥する事でN-サクシニル-L-ノルロイシン13gを得た。次いで、参考例1と同様にして得られたSadAを発現した菌体(培養液100ml分)を反応液10ml(50mM Bis-Tris/HCl buffer(pH6.5)、45mM 2-オキソグルタル酸、10mM アスコルビン酸、0.5mM FeSO/7HO、30mM N-サクシニル-L-ノルロイシン)に懸濁し、30℃、20時間、反応させた。続いて、反応液に最終濃度1mMとなるようにCoClを添加し、参考例5と同様にして得られたNSARを発現した菌体(培養液100ml分)及び参考例8と同様にして得られたDSA(L182E)を発現した菌体(培養液100ml分)を懸濁し、30℃、20時間、反応させた。
[Example 5] Production of (2R, 3R) -3-hydroxynorleucine L-norleucine (6.5 g) was dissolved in 100 ml of water, and the pH was adjusted to 8 to 9 with a sodium hydroxide solution. 5 g of succinic anhydride was added and completely dissolved in sodium hydroxide solution while maintaining pH 8-9. A further small amount of succinic anhydride was added in the same manner, and this operation was repeated until the ninhydrin color development on the TLC plate disappeared. After neutralization with a hydrochloric acid solution, freeze-drying was performed to obtain 13 g of N-succinyl-L-norleucine. Next, 10 ml of the reaction solution (50 mM Bis-Tris / HCl buffer (pH 6.5), 45 mM 2-oxoglutaric acid, 10 mM ascorbic acid) was added to the cells expressing SadA (100 ml of the culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 1. Acid, 0.5 mM FeSO 4 / 7H2 O, 30 mM N-succinyl-L-norleucine) was suspended and reacted at 30 ° C. for 20 hours. Subsequently, CoCl 2 was added to the reaction solution so as to have a final concentration of 1 mM, and the NSAR-expressing cells (100 ml of culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 5 and the same as in Reference Example 8 were obtained. The cells expressing the DSA (L182E) (100 ml of the culture solution) were suspended and reacted at 30 ° C. for 20 hours.

得られた反応液10μlをウォーターズ社AccQ・Tagメソッドを用いて誘導体化した。このサンプルを下記条件の高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて分離分析することにより、アミノ酸の反応生成物((2R,3R)-3-ヒドロキシノルロイシン(3-ヒドロキシ-D-ノルロイシン))を測定した。
カラム:XBridge C18 5μm(2.1×150mm、ウォーターズ社製)溶離液A:酢酸アンモニウム(10mmol/L、pH5)
溶離液B:メタノール(0~15min(20→60%)、15~15.1min(20%→80%)、15.1~20min(20%)
流速:0.3ml/min
温度:30℃
検出:質量分析計(ポジティブイオンモード)
10 μl of the obtained reaction solution was derivatized using the AccQ / Tag method of Waters. Amino acid reaction products ((2R, 3R) -3-hydroxynorleucine (3-hydroxy-D-norleucine)) were measured by separating and analyzing this sample by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions. did.
Column: XBridge C18 5 μm (2.1 × 150 mm, manufactured by Waters) Eluent A: Ammonium acetate (10 mmol / L, pH 5)
Eluent B: Methanol (0 to 15 min (20 → 60%), 15 to 15.1 min (20% → 80%), 15.1 to 20 min (20%))
Flow velocity: 0.3 ml / min
Temperature: 30 ° C
Detection: Mass spectrometer (positive ion mode)

図4に示すとおり、HPLC上で分子量318を示す新規ピークを検出したことから、(2R,3R)-3-ヒドロキシノルロイシンの生成が確認できた。一方で脱水物と考えられる分子量300のピーク生成は観察されなかった。 As shown in FIG. 4, a new peak showing a molecular weight of 318 was detected on HPLC, confirming the production of (2R, 3R) -3-hydroxynorleucine. On the other hand, no peak formation with a molecular weight of 300, which is considered to be a dehydrated product, was observed.

[実施例6](2R,3R)-3-ヒドロキシノルバリンの製造
L-ノルバリン(5.8g)を100mlの水に溶解し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に調整した。5gの無水コハク酸を添加し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に保ちながら完全に溶解させた。さらに少量の無水コハク酸を同様に添加し、TLCプレート上でのニンヒドリン発色がなくなるまでこの操作を繰り返した。塩酸溶液で中和後、凍結乾燥する事でN-サクシニル-L-ノルバリン12gを得た。次いで、参考例1と同様にして得られたSadAを発現した菌体(培養液100ml分)を反応液10ml(50mM Bis-Tris/HCl buffer(pH6.5)、45mM 2-オキソグルタル酸、10mM アスコルビン酸、0.5mM FeSO/7HO、30mM N-サクシニル-L-ノルバリン)に懸濁し、30℃、20時間、反応させた。続いて、反応液に最終濃度1mMとなるようにCoClを添加し、参考例5と同様にして得られたNSARを発現した菌体(培養液100ml分)及び参考例8と同様にして得られたDSA(L182E)を発現した菌体(培養液100ml分)を懸濁し、30℃、20時間、反応させた。
[Example 6] Production of (2R, 3R) -3-hydroxynorvaline L-norvaline (5.8 g) was dissolved in 100 ml of water, and the pH was adjusted to 8 to 9 with a sodium hydroxide solution. 5 g of succinic anhydride was added and completely dissolved in sodium hydroxide solution while maintaining pH 8-9. A further small amount of succinic anhydride was added in the same manner, and this operation was repeated until the ninhydrin color development on the TLC plate disappeared. After neutralization with a hydrochloric acid solution, freeze-drying was performed to obtain 12 g of N-succinyl-L-norvaline. Next, 10 ml of the reaction solution (50 mM Bis-Tris / HCl buffer (pH 6.5), 45 mM 2-oxoglutaric acid, 10 mM ascorbic acid) was added to the cells expressing SadA (100 ml of the culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 1. The cells were suspended in acid (0.5 mM FeSO 4 / 7H2 O, 30 mM N-succinyl-L-norvaline) and reacted at 30 ° C. for 20 hours. Subsequently, CoCl 2 was added to the reaction solution so as to have a final concentration of 1 mM, and the NSAR-expressing cells (100 ml of culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 5 and the same as in Reference Example 8 were obtained. The cells expressing the DSA (L182E) (100 ml of the culture solution) were suspended and reacted at 30 ° C. for 20 hours.

得られた反応液10μlをウォーターズ社AccQ・Tagメソッドを用いて誘導体化した。このサンプルを下記条件の高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて分離分析することにより、アミノ酸の反応生成物((2R,3R)-3-ヒドロキシノルバリン(3-ヒドロキシ-D-ノルバリン))を測定した。
カラム:XBridge C18 5μm(2.1×150mm、ウォーターズ社製)溶離液A:酢酸アンモニウム(10mmol/L、pH5)
溶離液B:メタノール(0~15min(20→60%)、15~15.1min(20%→80%)、15.1~20min(20%)
流速:0.3ml/min
温度:30℃
検出:質量分析計(ポジティブイオンモード)
10 μl of the obtained reaction solution was derivatized using the AccQ / Tag method of Waters. Amino acid reaction products ((2R, 3R) -3-hydroxynorvaline (3-hydroxy-D-norvaline)) were measured by separating and analyzing this sample by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions. did.
Column: XBridge C18 5 μm (2.1 × 150 mm, manufactured by Waters) Eluent A: Ammonium acetate (10 mmol / L, pH 5)
Eluent B: Methanol (0 to 15 min (20 → 60%), 15 to 15.1 min (20% → 80%), 15.1 to 20 min (20%))
Flow velocity: 0.3 ml / min
Temperature: 30 ° C
Detection: Mass spectrometer (positive ion mode)

図5に示すとおり、HPLC上で分子量304を示す新規ピークを検出したことから、(2R,3R)-3-ヒドロキシノルバリンの生成が確認できた。一方で脱水物と考えられる分子量286のピーク生成は観察されなかった。 As shown in FIG. 5, a new peak showing a molecular weight of 304 was detected on HPLC, confirming the formation of (2R, 3R) -3-hydroxynorvaline. On the other hand, no peak formation with a molecular weight of 286, which is considered to be a dehydrated product, was observed.

[実施例7](2R,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシンの製造
参考例3と同様にして得られたIDOを発現した菌体(培養液100ml分)を反応液10ml(50mM Bis-Tris/HCl buffer(pH6.0)、45mM 2-オキソグルタル酸、10mM アスコルビン酸、0.5mM FeSO/7HO、30mM L-イソロイシン)に懸濁し、25℃、20時間、反応させた。反応液のpHを2に調整した後、遠心分離により上清を回収した。上清を強酸性陽イオン交換樹脂(DOWEX 50W×8)に加えた後、蒸留水で3回洗浄し、1M NHOHで溶出した。さらに溶出液を強塩基性陰イオン交換樹脂(DOWEX 1×8)に加えた後、蒸留水で3回洗浄し、1M CHCOOHで溶出した。溶出液をNHOHで中和後、凍結乾燥し、(2S,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシンを得た。
(2S,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシン(7.3g)を100mlの水に溶解し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に調整した。5.6gの無水コハク酸を添加し、水酸化ナトリウム溶液でpH8~9に保ちながら完全に溶解させた。さらに少量の無水コハク酸を同様に添加し、TLCプレート上でのニンヒドリン発色がなくなるまでこの操作を繰り返した。塩酸溶液で中和後、凍結乾燥する事でN-サクシニル-(2S,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシン14.6gを得た。続いて参考例5と同様にして得られたNSARを発現した菌体(培養液100ml分)及び参考例8と同様にして得られたDSA(L182E)を発現した菌体(培養液100ml分)を反応液10ml(25mM HEPES buffer(pH7.0)、1mM CoCl、30mM N-サクシニル-(2S,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシン)となるよう懸濁し、30℃、20時間、反応させた。
[Example 7] Production of (2R, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine 10 ml (100 ml of culture solution) of cells expressing IDO obtained in the same manner as in Reference Example 3 (100 ml of culture solution) was added. Suspended in 50 mM Bis-Tris / HCl buffer (pH 6.0), 45 mM 2-oxoglutaric acid, 10 mM ascorbic acid, 0.5 mM FeSO 4 / 7H2 O, 30 mM L-isoleucine) and reacted at 25 ° C. for 20 hours. rice field. After adjusting the pH of the reaction solution to 2, the supernatant was recovered by centrifugation. The supernatant was added to a strong acid cation exchange resin (DOWNEX 50W × 8), washed 3 times with distilled water, and eluted with 1M NH 4 OH. Further, the eluate was added to a strong basic anion exchange resin (DOWNEX 1 × 8), washed 3 times with distilled water, and eluted with 1M CH 3 COOH. The eluate was neutralized with NH 4 OH and then freeze-dried to obtain (2S, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine.
(2S, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine (7.3 g) was dissolved in 100 ml of water and adjusted to pH 8-9 with sodium hydroxide solution. 5.6 g of succinic anhydride was added and completely dissolved in sodium hydroxide solution while maintaining pH 8-9. A further small amount of succinic anhydride was added in the same manner, and this operation was repeated until the ninhydrin color development on the TLC plate disappeared. After neutralization with a hydrochloric acid solution, freeze-drying gave 14.6 g of N-succinyl- (2S, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine. Subsequently, the cells expressing NSAR (100 ml of culture solution) obtained in the same manner as in Reference Example 5 and the cells expressing DSA (L182E) obtained in the same manner as in Reference Example 8 (100 ml of culture solution) were subsequently obtained. Was suspended in 10 ml of the reaction solution (25 mM HEPES buffer (pH 7.0), 1 mM CoCl 2 , 30 mM N-succinyl- (2S, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine) and reacted at 30 ° C. for 20 hours. rice field.

得られた反応液10μlをウォーターズ社AccQ・Tagメソッドを用いて誘導体化した。このサンプルを下記条件の高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて分離分析することにより、アミノ酸の反応生成物((2R,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシン(4-ヒドロキシ-D-イソロイシン))を測定した。
カラム:XBridge C18 5μm(2.1×150mm、ウォーターズ社製)溶離液A:酢酸アンモニウム(10mmol/L、pH5)
溶離液B:メタノール(0~15min(20→60%)、15~15.1min(20%→80%)、15.1~20min(20%)
流速:0.3ml/min
温度:30℃
検出:質量分析計(ポジティブイオンモード)、蛍光検出器(励起波長250nm、検出波長395nm)
10 μl of the obtained reaction solution was derivatized using the AccQ / Tag method of Waters. Amino acid reaction products ((2R, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine (4-hydroxy-D-isoleucine)) were obtained by separating and analyzing this sample by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions. It was measured.
Column: XBridge C18 5 μm (2.1 × 150 mm, manufactured by Waters) Eluent A: Ammonium acetate (10 mmol / L, pH 5)
Eluent B: Methanol (0 to 15 min (20 → 60%), 15 to 15.1 min (20% → 80%), 15.1 to 20 min (20%))
Flow velocity: 0.3 ml / min
Temperature: 30 ° C
Detection: Mass spectrometer (positive ion mode), fluorescence detector (excitation wavelength 250 nm, detection wavelength 395 nm)

図6に示すとおり、HPLC上で蛍光検出器により測定された反応液中に生成したアミノ酸の主要なピークは、分子量318を示す(2R,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシンであった。その他、分子量318の(2S,3R,4S)-4-ヒドロキシイソロイシンのピーク、および分子量300の脱水物と考えられるピークも測定されたがその生成量はわずかであった。 As shown in FIG. 6, the major peak of the amino acid produced in the reaction solution measured by the fluorescence detector on HPLC was (2R, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine showing a molecular weight of 318. In addition, a peak of (2S, 3R, 4S) -4-hydroxyisoleucine having a molecular weight of 318 and a peak considered to be a dehydrated product having a molecular weight of 300 were also measured, but the amount produced was small.

Claims (5)

N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸にN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼを作用させる工程(A)を含む、N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸を製造するであって、
N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼがゲオバチルス(Geobacillus)属、又はクロロフレクサス(Chloroflexus)属に属する微生物由来であり、
N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸を構成するアミノ酸がイソロイシン、ロイシン、ノルロイシン、バリン又はノルバリンである、
方法。
The production of N-succinyl-hydroxy-D-amino acid comprising the step (A) of reacting N-succinyl-hydroxy-L-amino acid with N-succinyl amino acid racemase.
The N-succinyl amino acid racemase is derived from a microorganism belonging to the genus Geobacillus or the genus Chloroflexota.
The amino acids constituting the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid are isoleucine, leucine, norleucine, valine or norvaline .
Method.
N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸がN-サクシニル-3-ヒドロキシ-D-アミノ酸及び/又はN-サクシニル-4-ヒドロキシ-D-アミノ酸である、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid is an N-succinyl-3-hydroxy-D-amino acid and / or an N-succinyl-4-hydroxy-D-amino acid. N-サクシニル-ヒドロキシ-L-アミノ酸にN-サクシニルアミノ酸ラセマーゼを作用させる工程(A)、及び
工程(A)で得られたN-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸にD-サクシニラーゼを作用させる工程(B)
含み、
N-サクシニルアミノ酸ラセマーゼがゲオバチルス(Geobacillus)属、又はクロロフレクサス(Chloroflexus)属に属する微生物由来であり、
N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸を構成するアミノ酸がイソロイシン、ロイシン、ノルロイシン、バリン又はノルバリンである、
ヒドロキシ-D-アミノ酸を製造する方法。
A step (A) in which the N-succinyl amino acid racemase is allowed to act on the N-succinyl-hydroxy-L-amino acid, and a step (A) in which the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid obtained in the step (A) is allowed to act on the D-succinylase. B)
Including
The N-succinyl amino acid racemase is derived from a microorganism belonging to the genus Geobacillus or the genus Chloroflexota.
The amino acids constituting the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid are isoleucine, leucine, norleucine, valine or norvaline.
A method for producing a hydroxy-D-amino acid.
N-サクシニル-ヒドロキシ-D-アミノ酸がN-サクシニル-3-ヒドロキシ-D-アミノ酸及び/又はN-サクシニル-4-ヒドロキシ-D-アミノ酸である、請求項3に記載の方法。 The method of claim 3, wherein the N-succinyl-hydroxy-D-amino acid is an N-succinyl-3-hydroxy-D-amino acid and / or an N-succinyl-4-hydroxy-D-amino acid. D-サクシニラーゼがクプリアビダス(Cupriavidus)属、又はラルストニア(Ralstonia)属に属する微生物由来である、請求項3又は4に記載の方法。 The method according to claim 3 or 4, wherein the D-succinylase is derived from a microorganism belonging to the genus Cupriavidus or the genus Ralstonia.
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