JP7535378B2 - アルデヒド化合物の製造方法及び炭化水素化合物の製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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Description
本発明は、アルデヒド化合物の製造方法及び炭化水素化合物の製造方法に関する。
炭素数８～１６のアルデヒド化合物は、様々な分野において利用される有用な化合物である。
例えば、２－フェニル－２－ブテナール（炭素数１０）、５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナール（炭素数１３）、及び２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナール（炭素数１０）等はフレーバーやフレグランスとして利用される。
また、２－エチル－２－ヘキセナール（炭素数８）は、水素化することによって、可塑剤原料としての需要が大きい２－エチルヘキサノールに変換することが可能である。
さらに、炭素数８～１６のアルデヒド化合物は、水素化処理等の酸素原子を低減させる処理によって、炭素数が７～１６のイソパラフィン、シクロパラフィン、及びアルキルベンゼン等の炭化水素化合物に変換可能である。このうち、主に炭素数が９～１５の炭化水素化合物は、沸点範囲や引火点等、ジェット燃料規格内に入ることが期待できるため、ジェット燃料成分として有用である。また、主に炭素数が１６の炭化水素化合物は、沸点範囲や引火点等、ディーゼル燃料規格内に入ることが期待できるため、ディーゼル燃料成分として有用である。
例えば、２－フェニル－２－ブテナール（炭素数１０）、５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナール（炭素数１３）、及び２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナール（炭素数１０）等はフレーバーやフレグランスとして利用される。
また、２－エチル－２－ヘキセナール（炭素数８）は、水素化することによって、可塑剤原料としての需要が大きい２－エチルヘキサノールに変換することが可能である。
さらに、炭素数８～１６のアルデヒド化合物は、水素化処理等の酸素原子を低減させる処理によって、炭素数が７～１６のイソパラフィン、シクロパラフィン、及びアルキルベンゼン等の炭化水素化合物に変換可能である。このうち、主に炭素数が９～１５の炭化水素化合物は、沸点範囲や引火点等、ジェット燃料規格内に入ることが期待できるため、ジェット燃料成分として有用である。また、主に炭素数が１６の炭化水素化合物は、沸点範囲や引火点等、ディーゼル燃料規格内に入ることが期待できるため、ディーゼル燃料成分として有用である。
ところで、炭素数８～１６のアルデヒド化合物は、炭素数の少ない短鎖のアルデヒドをアルドール反応によって連結（縮合）することで生成可能である。
アルドール反応による炭素数８～１６のアルデヒド化合物の生成は、水酸化ナトリウム等の強アルカリや陰イオン交換樹脂を触媒とした化学合成によって容易に行うことができる。しかし、当該化学合成では、アルカリの中和処理及び高温での反応が必要とされる。環境負荷の低減及び製造工程でのエネルギー消費の低減等の観点からは、より温和な条件でアルドール反応を行うことが望まれる。
アルドール反応による炭素数８～１６のアルデヒド化合物の生成は、水酸化ナトリウム等の強アルカリや陰イオン交換樹脂を触媒とした化学合成によって容易に行うことができる。しかし、当該化学合成では、アルカリの中和処理及び高温での反応が必要とされる。環境負荷の低減及び製造工程でのエネルギー消費の低減等の観点からは、より温和な条件でアルドール反応を行うことが望まれる。
かかる要望に応える手法として、特許文献１では、プロリンやリシン等のアミノ酸をはじめとする有機分子触媒を利用して、室温等の温和な条件下でのアルドール反応によりアルドール縮合物を生成する方法が提案されている。
また、特許文献２では、微生物菌体を触媒として利用したバイオプロセスによって、温和な条件下でのアルドール反応によりアルドール縮合物を生成する方法が提案されている。
また、特許文献２では、微生物菌体を触媒として利用したバイオプロセスによって、温和な条件下でのアルドール反応によりアルドール縮合物を生成する方法が提案されている。
しかしながら、特許文献１のように、アミノ酸等を触媒として利用する場合、アルドール反応完了後に触媒を水系反応液から分離・回収することは容易ではなく、結局触媒にかかるコストが嵩んでしまうという問題がある。
また、特許文献２では、アルドール反応の際に酵素であるアルドラーゼが用いられている。アルドラーゼは、ドナー基質に対して基質特異性が極めて高く、特許文献２には、アルデヒドをドナー基質として利用できる酵素として、アセトアルデヒドを利用できる２－デオキシ－Ｄ－リボース－５－ホスフェート（ＤＥＲＡ）が開示されているに過ぎない。また、特許文献２には、アセトアルデヒド又はプロパナール以外の、炭素数が４以上のアルデヒドをドナー基質として、アルドール縮合物を生成させた例は開示されていない。
また、特許文献２では、アルドール反応の際に酵素であるアルドラーゼが用いられている。アルドラーゼは、ドナー基質に対して基質特異性が極めて高く、特許文献２には、アルデヒドをドナー基質として利用できる酵素として、アセトアルデヒドを利用できる２－デオキシ－Ｄ－リボース－５－ホスフェート（ＤＥＲＡ）が開示されているに過ぎない。また、特許文献２には、アセトアルデヒド又はプロパナール以外の、炭素数が４以上のアルデヒドをドナー基質として、アルドール縮合物を生成させた例は開示されていない。
ところで、アミノ酸はバイオマス由来の糖を原料として発酵生産することができる。したがって、アミノ酸を原料として、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生産することができれば、バイオマス原料からバイオプロセスのみで炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生産することも可能になる。これにより、現在は石油から化学合成等により製造されている可塑剤原料やジェット燃料等の液体燃料を、バイオマス原料を利用して環境負荷を低減させて製造することが可能になり、化学品製造分野や運輸分野からの二酸化炭素排出量を大幅に低減できるため、地球温暖化対策の有効な手段となり得る。
かかる観点から、アミノ酸を原料とし、バイオプロセスによって炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生産することは、極めて有意義である。
かかる観点から、アミノ酸を原料とし、バイオプロセスによって炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生産することは、極めて有意義である。
本発明は、微生物菌体を触媒として利用したバイオプロセスによって、アミノ酸を原料として、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を製造する方法、及び当該アルデヒド化合物から炭化水素化合物を製造する方法を提供することを課題とする。
かかる課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討した結果、微生物菌体を触媒として利用したバイオプロセスによって、アミノ酸を原料として、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を製造する方法を確立するに至り、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記［１］～［１４］に関する。
［１］ 水系反応液中で触媒とアミノ酸とを接触させて、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成するアルデヒド生成工程を含み、
前記触媒が、微生物菌体又はその一部である、アルデヒド化合物の製造方法。
［２］ 前記炭素数８～１６のアルデヒド化合物が、下記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒド及び下記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドから選択される１種以上である、［１］に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル基、４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル基、又はシクロヘキシル基である。Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、４－ヒドロキシベンジル基、（４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル）メチル基、（４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル）メチル基、又はシクロヘキシルメチル基である。］
［３］ 前記アミノ酸が、グリシン、アラニン、バリン、ノルバリン、ロイシン、ノルロイシン、イソロイシン、３－メチルノルロイシン、５－メチルノルロイシン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、チロシン、セリン、スレオニン、シクロヘキシルグリシン、シクロヘキシルアラニン、及びテトラヒドロチロシンから選択される１種以上である、［１］又は［２］に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［４］ 前記アルデヒド生成工程が、吸着剤の存在下で行われる、［１］～［３］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［５］ 前記微生物菌体が、非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体を宿主細胞とし、
α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子と、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及び／又はアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変された形質転換体から選択される１種以上である、［１］～［４］のいずれかに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［６］ 前記宿主細胞が、エシェリヒア コリ又はコリネ型細菌である、［５］に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［７］ 前記α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質が、下記（１ａ）又は（１ｂ）のタンパク質である、［５］又は［６］に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
（１ａ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（１ｂ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質
［８］ 前記アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質が、下記（２ａ）又は（２ｂ）のタンパク質である、［５］～［７］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
（２ａ）配列表の配列番号２に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（２ｂ）配列表の配列番号２に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質
［９］ 前記アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質が、ロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質、フェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質、及びバリン脱水素酵素活性を有するタンパク質から選択される１種以上を含み、
前記ロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質が、下記（３ａ）又は（３ｂ）のタンパク質であり、
（３ａ）配列表の配列番号３に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（３ｂ）配列表の配列番号３に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質
前記フェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質が、下記（４ａ）又は（４ｂ）のタンパク質であり、
（４ａ）配列表の配列番号４に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（４ｂ）配列表の配列番号４に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つフェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質
前記バリン脱水素酵素活性を有するタンパク質が、下記（５ａ）又は（５ｂ）のタンパク質である、［５］～［８］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
（５ａ）配列表の配列番号５に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（５ｂ）配列表の配列番号５に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つバリン脱水素酵素活性を有するタンパク質
［１０］ 前記宿主細胞が、その染色体上に存在するアルコール脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及びフェニルアセトアルデヒド脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子から選択される遺伝子のうち、少なくとも１つ以上が破壊及び／又は欠失された形質転換体である、［５］～［９］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［１１］ ［１］～［１０］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法により製造されたアルデヒド化合物に対し、前記アルデヒド化合物が有する酸素原子を低減する処理を行う工程を含む、炭化水素化合物の製造方法。
［１２］ 前記酸素原子を低減する処理が、水素化処理を含む、［１１］に記載の炭化水素化合物の製造方法。
［１３］ ［１１］又は［１２］に記載の炭化水素化合物の製造方法により製造された燃料。
［１４］ ［１１］又は［１２］に記載の炭化水素化合物の製造方法により製造されたジェット燃料。
［１］ 水系反応液中で触媒とアミノ酸とを接触させて、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成するアルデヒド生成工程を含み、
前記触媒が、微生物菌体又はその一部である、アルデヒド化合物の製造方法。
［２］ 前記炭素数８～１６のアルデヒド化合物が、下記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒド及び下記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドから選択される１種以上である、［１］に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル基、４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル基、又はシクロヘキシル基である。Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、４－ヒドロキシベンジル基、（４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル）メチル基、（４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル）メチル基、又はシクロヘキシルメチル基である。］
［３］ 前記アミノ酸が、グリシン、アラニン、バリン、ノルバリン、ロイシン、ノルロイシン、イソロイシン、３－メチルノルロイシン、５－メチルノルロイシン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、チロシン、セリン、スレオニン、シクロヘキシルグリシン、シクロヘキシルアラニン、及びテトラヒドロチロシンから選択される１種以上である、［１］又は［２］に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［４］ 前記アルデヒド生成工程が、吸着剤の存在下で行われる、［１］～［３］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［５］ 前記微生物菌体が、非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体を宿主細胞とし、
α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子と、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及び／又はアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変された形質転換体から選択される１種以上である、［１］～［４］のいずれかに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［６］ 前記宿主細胞が、エシェリヒア コリ又はコリネ型細菌である、［５］に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［７］ 前記α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質が、下記（１ａ）又は（１ｂ）のタンパク質である、［５］又は［６］に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
（１ａ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（１ｂ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質
［８］ 前記アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質が、下記（２ａ）又は（２ｂ）のタンパク質である、［５］～［７］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
（２ａ）配列表の配列番号２に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（２ｂ）配列表の配列番号２に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質
［９］ 前記アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質が、ロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質、フェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質、及びバリン脱水素酵素活性を有するタンパク質から選択される１種以上を含み、
前記ロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質が、下記（３ａ）又は（３ｂ）のタンパク質であり、
（３ａ）配列表の配列番号３に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（３ｂ）配列表の配列番号３に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質
前記フェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質が、下記（４ａ）又は（４ｂ）のタンパク質であり、
（４ａ）配列表の配列番号４に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（４ｂ）配列表の配列番号４に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つフェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質
前記バリン脱水素酵素活性を有するタンパク質が、下記（５ａ）又は（５ｂ）のタンパク質である、［５］～［８］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
（５ａ）配列表の配列番号５に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（５ｂ）配列表の配列番号５に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つバリン脱水素酵素活性を有するタンパク質
［１０］ 前記宿主細胞が、その染色体上に存在するアルコール脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及びフェニルアセトアルデヒド脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子から選択される遺伝子のうち、少なくとも１つ以上が破壊及び／又は欠失された形質転換体である、［５］～［９］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
［１１］ ［１］～［１０］のいずれか１つに記載のアルデヒド化合物の製造方法により製造されたアルデヒド化合物に対し、前記アルデヒド化合物が有する酸素原子を低減する処理を行う工程を含む、炭化水素化合物の製造方法。
［１２］ 前記酸素原子を低減する処理が、水素化処理を含む、［１１］に記載の炭化水素化合物の製造方法。
［１３］ ［１１］又は［１２］に記載の炭化水素化合物の製造方法により製造された燃料。
［１４］ ［１１］又は［１２］に記載の炭化水素化合物の製造方法により製造されたジェット燃料。
本発明によれば、微生物菌体を触媒として利用したバイオプロセスによって、アミノ酸を原料として、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を製造する方法、及び当該アルデヒド化合物から炭化水素化合物を製造する方法を提供することが可能となる。
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
［アルデヒド化合物の製造方法］
本実施形態のアルデヒド化合物の製造方法は、水系反応液中で触媒とアミノ酸とを接触させて、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成するアルデヒド生成工程を含む。触媒は、微生物菌体又はその一部である。
なお、以降の説明では、微生物菌体又はその一部を触媒として利用した反応を、「セル反応」ともいう。
以下、本実施形態のアルデヒド化合物の製造方法の詳細について説明する。
本実施形態のアルデヒド化合物の製造方法は、水系反応液中で触媒とアミノ酸とを接触させて、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成するアルデヒド生成工程を含む。触媒は、微生物菌体又はその一部である。
なお、以降の説明では、微生物菌体又はその一部を触媒として利用した反応を、「セル反応」ともいう。
以下、本実施形態のアルデヒド化合物の製造方法の詳細について説明する。
＜＜触媒＞＞
本実施形態では、触媒として、微生物菌体又はその一部を用いる。
本実施形態では、触媒として、微生物菌体又はその一部を用いる。
＜微生物菌体＞
微生物菌体は、アミノ酸を原料とし、水系反応液中で炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成することのできる微生物菌体であれば、特に制限なく利用することができる。
ここで、本実施形態では、アミノ酸を原料として、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を効率よく生成する観点から、非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体を宿主細胞とし、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子と、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及び／又はアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変された形質転換体から選択される１種以上を微生物菌体として利用することが好ましい。
以下、本実施形態の微生物菌体として用いることが好ましい形質転換体について詳細に説明する。
微生物菌体は、アミノ酸を原料とし、水系反応液中で炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成することのできる微生物菌体であれば、特に制限なく利用することができる。
ここで、本実施形態では、アミノ酸を原料として、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を効率よく生成する観点から、非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体を宿主細胞とし、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子と、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及び／又はアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変された形質転換体から選択される１種以上を微生物菌体として利用することが好ましい。
以下、本実施形態の微生物菌体として用いることが好ましい形質転換体について詳細に説明する。
（宿主細胞）
上記形質転換体を構築するための宿主細胞としては、非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体を用いることが好ましい。基質特異性の高い酵素であるアルドラーゼに依存することなく、基質特異性の低い非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体を用いることで、アミノ酸から炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成する際の中間生成物として生成し得る、幅広い炭素数のアルデヒド化合物を原料として、アルドール反応を進行させることが可能になる。
非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体としては、エシェリヒア コリ又はコリネ型細菌を用いることが好ましい。
上記形質転換体を構築するための宿主細胞としては、非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体を用いることが好ましい。基質特異性の高い酵素であるアルドラーゼに依存することなく、基質特異性の低い非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体を用いることで、アミノ酸から炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成する際の中間生成物として生成し得る、幅広い炭素数のアルデヒド化合物を原料として、アルドール反応を進行させることが可能になる。
非酵素性のアルドール反応活性を有する菌体としては、エシェリヒア コリ又はコリネ型細菌を用いることが好ましい。
宿主細胞に用いるエシェリヒア コリは特に限定されないが、例えば、エシェリヒア コリ K12株由来の株及びエシェリヒア コリ B株由来の株等を用いることが好ましい。
エシェリヒア コリ K12 株由来の株としては、例えば、W1330株、W3310株、JM109株、HST02株、HB101株、及びDH5α等が挙げられる。
エシェリヒア コリ B株由来の株としては、例えば、BL21株、及びBL21株(DE3株)等が挙げられる。
なお、宿主細胞に用いるエシェリヒア コリは、これらの菌株から派生した自然変異株であってもよいし、人為的な遺伝子改変株であってもよい。
エシェリヒア コリ K12 株由来の株としては、例えば、W1330株、W3310株、JM109株、HST02株、HB101株、及びDH5α等が挙げられる。
エシェリヒア コリ B株由来の株としては、例えば、BL21株、及びBL21株(DE3株)等が挙げられる。
なお、宿主細胞に用いるエシェリヒア コリは、これらの菌株から派生した自然変異株であってもよいし、人為的な遺伝子改変株であってもよい。
宿主細胞に用いるコリネ型細菌は、バージーズ・マニュアル・デターミネイティブ・バクテリオロジー（Bargeys Manual of Determinative Bacteriology、Vol. 8、599（1974））に定義されている一群の微生物であり、通常の好気的条件で増殖するものならば特に限定されない。具体例を挙げると、コリネバクテリウム属菌、ブレビバクテリウム属菌、アースロバクター属菌、マイコバクテリウム属菌、及びマイクロコッカス属菌等が挙げられる。
これらの中でも、コリネバクテリウム属菌が好ましい。
これらの中でも、コリネバクテリウム属菌が好ましい。
コリネバクテリウム属菌としては、コリネバクテリウム グルタミカム（Corynebacterium glutamicum）、コリネバクテリウム エフィシェンス（Corynebacterium efficiens）、コリネバクテリウム アンモニアゲネス（Corynebacterium ammoniagenes）、コリネバクテリウム ハロトレランス（Corynebacterium halotolerance）、コリネバクテリウム アルカノリティカム（Corynebacterium alkanolyticum）等が挙げられる。
これらの中でも、安全性の観点から、コリネバクテリウム グルタミカムが好ましい。
コリネバクテリウム グルタミカムとして好適な菌株としては、コリネバクテリウム グルタミカム R株（FERM BP－18976）、ATCC1303株、ATCC13869株、ATCC13058株、ATCC13059株、ATCC13060株、ATCC13232株、ATCC13286株、ATCC13287株、ATCC13655株、ATCC13745株、ATCC13746株、ATCC13761株、ATCC14020株、ATCC31831株、MJ－233（FERM BP－1497）、MJ－233AB－41（FERM BP－1498）等が挙げられる。
これらの中でも、コリネバクテリウム グルタミカム R株、ATCC13032株、ATCC13869株が好ましい。
なお、コリネバクテリウム グルタミカム R株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センターに寄託されている（受託番号：FERM BP－18976）。
これらの中でも、安全性の観点から、コリネバクテリウム グルタミカムが好ましい。
コリネバクテリウム グルタミカムとして好適な菌株としては、コリネバクテリウム グルタミカム R株（FERM BP－18976）、ATCC1303株、ATCC13869株、ATCC13058株、ATCC13059株、ATCC13060株、ATCC13232株、ATCC13286株、ATCC13287株、ATCC13655株、ATCC13745株、ATCC13746株、ATCC13761株、ATCC14020株、ATCC31831株、MJ－233（FERM BP－1497）、MJ－233AB－41（FERM BP－1498）等が挙げられる。
これらの中でも、コリネバクテリウム グルタミカム R株、ATCC13032株、ATCC13869株が好ましい。
なお、コリネバクテリウム グルタミカム R株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センターに寄託されている（受託番号：FERM BP－18976）。
なお、分子生物学的分類により、ブレビバクテリウム フラバム（Brevibacterium flavum）、ブレビバクテリウム ラクトファーメンタム（Brevibacterium lactofermentum）、ブレビバクテリウム ディバリカタム（Brevibacterium divaricatum）、コリネバクテリウム リリウム（Corynebacterium lilium）等のコリネ型細菌もコリネバクテリウム グルタミカム（Corynebacterium glutamicum）に菌名が統一されている（Liebl,W. et al., Transfer of Brevibacterium divaricatum DSM 20297T, “Brevibacterium flavum” DSM 20411, “Brevibacterium lactofermentum” DSM 20412 and DSM 1412, and Corynebacterium glutamicum and their distinction by rRNA gene restriction patterns.Int J Syst Bacteriol. 41:255－260.(1991)）
ブレビバクテリウム属菌としては、ブレビバクテリウム アンモニアゲネス（Brevibacterium ammoniagenes）（例えばATCC6872株）等が挙げられる。
アースロバクター属菌としては、アースロバクター グロビフォルミス（Arthrobacter globiformis）（例えば、ATCC8010株、ATCC4336株、ATCC21056株、ATCC31250株、ATCC31738株、及びATCC35698株）等が挙げられる。
マイコバクテリウム属菌としては、マイコバクテリウム ボビス（Mycobacterium bovis）（例えば ATCC19210株、及びATCC27289株）等が挙げられる。
マイクロコッカス属菌としては、マイクロコッカス フロイデンライヒ（Micrococcus freudenreichii）（例えばNo.239株（FERM P－13221））、マイクロコッカス ルテウス（Micrococcus leuteus）（例えばNo.240株（FERM P－13222））、マイクロコッカス ウレアエ（Micrococcus ureae）（例えばIAM1010株）、マイクロコッカス ロゼウス（Micrococcus roseus）（例えばIFO3764株）等が挙げられる。
アースロバクター属菌としては、アースロバクター グロビフォルミス（Arthrobacter globiformis）（例えば、ATCC8010株、ATCC4336株、ATCC21056株、ATCC31250株、ATCC31738株、及びATCC35698株）等が挙げられる。
マイコバクテリウム属菌としては、マイコバクテリウム ボビス（Mycobacterium bovis）（例えば ATCC19210株、及びATCC27289株）等が挙げられる。
マイクロコッカス属菌としては、マイクロコッカス フロイデンライヒ（Micrococcus freudenreichii）（例えばNo.239株（FERM P－13221））、マイクロコッカス ルテウス（Micrococcus leuteus）（例えばNo.240株（FERM P－13222））、マイクロコッカス ウレアエ（Micrococcus ureae）（例えばIAM1010株）、マイクロコッカス ロゼウス（Micrococcus roseus）（例えばIFO3764株）等が挙げられる。
（宿主細胞の形質転換）
本実施形態において、上記宿主細胞は、後述する形質転換が施されることが好ましい。
形質転換方法は、公知の方法を制限無く使用することができる。このような公知の方法としては、例えば、塩化カルシウム法、塩化ルビジウム法、リン酸カルシウム法、ＤＥＡＥ－キストラン介在トランスフェクション、及び電気穿孔法等が挙げられる。
なかでも、エシェリヒア コリに対しては、塩化カルシウム法が好適である。
また、コリネ型細菌には、電気パルス法が好適である。電気パルス法は、公知の方法（例えば、Kurusu, Y. et al.,Electroporation－transformation system for Coryneform bacteria by auxotrophic complementation. Agric. Biol. Chem. 54：443－447（1990）及びVertes A. A. et al., Presence of mrr－and mcr－like restriction systems in Coryneform bacteria.Res.Microbiol.144：181－185(1993)）により行うことができる。
本実施形態において、上記宿主細胞は、後述する形質転換が施されることが好ましい。
形質転換方法は、公知の方法を制限無く使用することができる。このような公知の方法としては、例えば、塩化カルシウム法、塩化ルビジウム法、リン酸カルシウム法、ＤＥＡＥ－キストラン介在トランスフェクション、及び電気穿孔法等が挙げられる。
なかでも、エシェリヒア コリに対しては、塩化カルシウム法が好適である。
また、コリネ型細菌には、電気パルス法が好適である。電気パルス法は、公知の方法（例えば、Kurusu, Y. et al.,Electroporation－transformation system for Coryneform bacteria by auxotrophic complementation. Agric. Biol. Chem. 54：443－447（1990）及びVertes A. A. et al., Presence of mrr－and mcr－like restriction systems in Coryneform bacteria.Res.Microbiol.144：181－185(1993)）により行うことができる。
（宿主細胞の遺伝子の破壊及び／又は欠失並びに変異導入）
宿主細胞は、必要に応じて、生合成の競合経路、生合成経路の抑制因子、及び排出系トランスポーター等から選択される１種以上の遺伝子が破壊及び／又は欠失されていてもよい。また、染色体上への変異導入によって特定の遺伝子がコードする酵素タンパク質の機能を向上させてもよい。
例えば、標的遺伝子前後のDNA断片を連結することで標的遺伝子全長が欠失したDNA断片を作製し、該DNAで宿主細胞を形質転換して染色体上で相同組換えを起こさせることにより、染色体上の標的遺伝子を完全に欠失させてもよい。あるいは、標的遺伝子の部分配列を欠失させ、正常に機能する酵素タンパク質を産生しないように改変した欠失型遺伝子を作製し、該遺伝子を含むDNAで宿主細胞を形質転換して、欠失型遺伝子と染色体上の遺伝子とで相同組換えを起こさせることにより、染色体上の標的遺伝子を欠失型の遺伝子又は破壊型の遺伝子に置換してもよい。
欠失型の遺伝子又は破壊型の遺伝子によってコードされる酵素タンパク質は、生成したとしても、野生型酵素タンパク質とは異なる立体構造を有し、機能が低下又は消失している。また、変異が導入された遺伝子断片を当該染色体領域と相同組換えを起こさせることにより、染色体上の特定の位置に変異を導入することができる。このような相同組換えを利用した遺伝子置換による遺伝子欠失方法又は遺伝子破壊方法は既に確立しており、温度感受性複製起点を含むプラスミド、接合伝達可能なプラスミドを用いる方法、宿主内で複製起点を持たないスイサイドベクターを利用する方法等が知られている。
マーカーレス染色体遺伝子導入用ベクターpCRA725は、コリネバクテリウム グルタミカム R株内で複製不能なプラスミドである。プラスミドpCRA725に導入した染色体上の相同領域との一重交叉株の場合、pCRA725上のカナマイシン耐性遺伝子の発現によるカナマイシン耐性と、バチルス サブチリス（Bacillus subtilis）のsacR－sacB遺伝子の発現によるスクロース含有培地での致死性を示すのに対し、二重交叉株の場合、pCRA725上のカナマイシン耐性遺伝子の脱落によるカナマイシン感受性と、sacR－sacB遺伝子の脱落によるスクロース含有培地での生育性を示す。したがって、マーカーレス染色体遺伝子導入株は、カナマイシン感受性及びスクロース含有培地生育性を示す。
宿主細胞は、必要に応じて、生合成の競合経路、生合成経路の抑制因子、及び排出系トランスポーター等から選択される１種以上の遺伝子が破壊及び／又は欠失されていてもよい。また、染色体上への変異導入によって特定の遺伝子がコードする酵素タンパク質の機能を向上させてもよい。
例えば、標的遺伝子前後のDNA断片を連結することで標的遺伝子全長が欠失したDNA断片を作製し、該DNAで宿主細胞を形質転換して染色体上で相同組換えを起こさせることにより、染色体上の標的遺伝子を完全に欠失させてもよい。あるいは、標的遺伝子の部分配列を欠失させ、正常に機能する酵素タンパク質を産生しないように改変した欠失型遺伝子を作製し、該遺伝子を含むDNAで宿主細胞を形質転換して、欠失型遺伝子と染色体上の遺伝子とで相同組換えを起こさせることにより、染色体上の標的遺伝子を欠失型の遺伝子又は破壊型の遺伝子に置換してもよい。
欠失型の遺伝子又は破壊型の遺伝子によってコードされる酵素タンパク質は、生成したとしても、野生型酵素タンパク質とは異なる立体構造を有し、機能が低下又は消失している。また、変異が導入された遺伝子断片を当該染色体領域と相同組換えを起こさせることにより、染色体上の特定の位置に変異を導入することができる。このような相同組換えを利用した遺伝子置換による遺伝子欠失方法又は遺伝子破壊方法は既に確立しており、温度感受性複製起点を含むプラスミド、接合伝達可能なプラスミドを用いる方法、宿主内で複製起点を持たないスイサイドベクターを利用する方法等が知られている。
マーカーレス染色体遺伝子導入用ベクターpCRA725は、コリネバクテリウム グルタミカム R株内で複製不能なプラスミドである。プラスミドpCRA725に導入した染色体上の相同領域との一重交叉株の場合、pCRA725上のカナマイシン耐性遺伝子の発現によるカナマイシン耐性と、バチルス サブチリス（Bacillus subtilis）のsacR－sacB遺伝子の発現によるスクロース含有培地での致死性を示すのに対し、二重交叉株の場合、pCRA725上のカナマイシン耐性遺伝子の脱落によるカナマイシン感受性と、sacR－sacB遺伝子の脱落によるスクロース含有培地での生育性を示す。したがって、マーカーレス染色体遺伝子導入株は、カナマイシン感受性及びスクロース含有培地生育性を示す。
上記宿主細胞において、破壊及び／又は欠失される遺伝子としては、好ましくは、アルコール脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及びフェニルアセトアルデヒド脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子から選択される遺伝子のうち、少なくとも１つ以上である。より好ましくは、アルコール脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及びフェニルアセトアルデヒド脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子から選択される遺伝子の双方が破壊及び／又は欠失されることである。
（α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子と、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及び／又はアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変された形質転換体の作製）
本実施形態では、上記宿主細胞を、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子と、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及び／又はアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変して、形質転換体を作製する。形質転換方法は、上記のとおり、公知の方法を適宜用いることができる。
当該形質転換体を微生物菌体として用いることによって、当該微生物菌体に接したアミノ酸は、脱アミノ化されてα－ケト酸に変換され、次いで当該α－ケト酸が脱炭酸反応を受けてアルデヒドに変換され、当該アルデヒドがセルフアルドール反応及び／又はクロスアルドール反応により炭素数８～１６のアルデヒド化合物に変換される。
なお、アミノ酸を原料としてより効率よく炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成する観点から、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子と共に、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及びアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子のうち、少なくとも前者の遺伝子を発現可能に改変して、形質転換体を作製することが好ましい。
以下、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質、及びアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質について、これらをコードする遺伝子と共に詳細に説明する。
本実施形態では、上記宿主細胞を、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子と、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及び／又はアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変して、形質転換体を作製する。形質転換方法は、上記のとおり、公知の方法を適宜用いることができる。
当該形質転換体を微生物菌体として用いることによって、当該微生物菌体に接したアミノ酸は、脱アミノ化されてα－ケト酸に変換され、次いで当該α－ケト酸が脱炭酸反応を受けてアルデヒドに変換され、当該アルデヒドがセルフアルドール反応及び／又はクロスアルドール反応により炭素数８～１６のアルデヒド化合物に変換される。
なお、アミノ酸を原料としてより効率よく炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成する観点から、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子と共に、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及びアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子のうち、少なくとも前者の遺伝子を発現可能に改変して、形質転換体を作製することが好ましい。
以下、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質、及びアミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質について、これらをコードする遺伝子と共に詳細に説明する。
（α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質）
α－ケト酸脱炭酸酵素は、ピルビン酸、α－ケト吉草酸、α－ケトイソカプロン酸、インドールピルビン酸、及びフェニルピルビン酸等のα－ケト酸の脱炭酸反応を触媒する酵素であり、α－ケト酸を基質としてアルデヒドを生成する。酵素によって、各α－ケト酸に対する活性が異なる。
α－ケト酸脱炭酸酵素は、ピルビン酸、α－ケト吉草酸、α－ケトイソカプロン酸、インドールピルビン酸、及びフェニルピルビン酸等のα－ケト酸の脱炭酸反応を触媒する酵素であり、α－ケト酸を基質としてアルデヒドを生成する。酵素によって、各α－ケト酸に対する活性が異なる。
α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質は、上記宿主細胞に、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を導入し、当該遺伝子を発現可能に改変した形質転換体により産生される。また、上記宿主細胞に、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を２種以上導入し、当該２種以上の遺伝子を発現可能に改変した形質転換体により、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質を２種以上産生させることもできる。
α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の由来は、特に限定されないが、例えば、エンテロバクター クロアカエ（Enterobacter cloacae）が挙げられる。他にも、ラクトコッカス ラクティス（Lactococcus lactis）、アゾスピリルム ブラシレンス（Azospirillum brasilense）等が挙げられる。
エンテロバクター クロアカエ由来の、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質としては、配列表の配列番号１のアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。また、本実施形態では、配列表の配列番号１からなるアミノ酸配列との相同性が、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、更に好ましくは９８％であり、且つα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質も使用することができる。
なお、本明細書において、「配列表の配列番号Ｘ（Ｘは１以上の整数）のアミノ酸配列からなるタンパク質」とは、配列表の配列番号Ｘのアミノ酸配列との相同性が１００％であるタンパク質を意味する。
配列表の配列番号１のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
なお、本明細書において、「配列表の配列番号Ｘ（Ｘは１以上の整数）のアミノ酸配列からなるタンパク質」とは、配列表の配列番号Ｘのアミノ酸配列との相同性が１００％であるタンパク質を意味する。
配列表の配列番号１のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
ラクトコッカス ラクティス（Lactococcus lactis）由来のタンパク質は、α－ketoisovalerate decarboxylaseである。また、アゾスピリルム ブラシレンス（Azospirillum brasilense）由来のタンパク質は、indol－3－pyruvate decarboxylaseである。これらのタンパク質をコードする遺伝子は、α－ketoisovalerate decarboxylase活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、又はindol－3－pyruvate decarboxylase活性を有するタンパク質をコードする遺伝子であれば、特に限定されない。
（アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質）
アミノ酸デアミナーゼは、アミノ酸を脱アミノ化してα－ケト酸を生成するタンパク質であり、FAD依存性の酵素である。
アミノ酸デアミナーゼは、アミノ酸を脱アミノ化してα－ケト酸を生成するタンパク質であり、FAD依存性の酵素である。
アミノ酸デアミナーゼは、上記宿主細胞に、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を導入し、当該遺伝子を発現可能に改変した形質転換体により産生される。
アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の由来は、特に限定されないが、プロビデンシア スチュアルティイ（Providencia stuartii）が好ましい。
プロビデンシア スチュアルティイ由来の、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質としては、配列表の配列番号２のアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。また、本実施形態では、配列表の配列番号２からなるアミノ酸配列との相同性が、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、更に好ましくは９８％であり、且つアミノ酸デアミナーゼを有するタンパク質も使用することができる。
配列表の配列番号２のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
配列表の配列番号２のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
（アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質）
アミノ酸脱水素酵素は、アミノ酸を脱水素化してα－ケト酸を生成するタンパク質であり、NAD+依存性の酵素である。タンパク質によってアミノ酸に対する活性が異なる。
アミノ酸脱水素酵素は、アミノ酸を脱水素化してα－ケト酸を生成するタンパク質であり、NAD+依存性の酵素である。タンパク質によってアミノ酸に対する活性が異なる。
アミノ酸脱水素酵素は、上記宿主細胞に、アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を導入し、当該遺伝子を発現可能に改変した形質転換体により産生される。また、上記宿主細胞に、アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を２種以上導入し、当該２種以上の遺伝子を発現可能に改変した形質転換体により、アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質を２種以上産生させることもできる。
さらに、上記宿主細胞に、アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を１種以上導入すると共に、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を導入し、アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質を１種以上と、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質とを産生させるようにしてもよい。
さらに、上記宿主細胞に、アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を１種以上導入すると共に、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を導入し、アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質を１種以上と、アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質とを産生させるようにしてもよい。
アミノ酸脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の由来は、特に限定されないが、例えば、ロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の由来は、ゲオバチルス ステアロサーモフィルス（Geobacillus stearothermophilus）であることが好ましい。
フェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の由来は、バチルス ハロデュランス（Bacillus halodurans）であることが好ましい。
バリン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の由来は、ストレプトマイセス アルブス（Streptomyces albus）であることが好ましい。
フェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の由来は、バチルス ハロデュランス（Bacillus halodurans）であることが好ましい。
バリン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の由来は、ストレプトマイセス アルブス（Streptomyces albus）であることが好ましい。
ゲオバチルス ステアロサーモフィルス由来の、ロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質としては、配列表の配列番号３のアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。また、本実施形態では、配列表の配列番号３からなるアミノ酸配列との相同性が、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、更に好ましくは９８％であり、且つロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質も使用することができる。
配列表の配列番号３のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
配列表の配列番号３のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
バチルス ハロデュランス由来の、フェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質としては、配列表の配列番号４のアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。また、本実施形態では、配列表の配列番号４からなるアミノ酸配列との相同性が、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、更に好ましくは９８％であり、且つフェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質も使用することができる。
配列表の配列番号４のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
配列表の配列番号４のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
ストレプトマイセス アルブス由来の、バリン脱水素酵素活性を有するタンパク質としては、配列表の配列番号５のアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。また、本実施形態では、配列表の配列番号５からなるアミノ酸配列との相同性が、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、更に好ましくは９８％であり、且つバリン脱水素酵素活性を有するタンパク質も使用することができる。
配列表の配列番号５のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
配列表の配列番号５のアミノ酸配列からなるタンパク質又はそのホモログからなるタンパク質をコードする遺伝子は、当該アミノ酸配列又はそのホモログにより翻訳される遺伝子が同一であれば、塩基配列は特に限定されない。
（非酵素性のアルドール反応活性の向上）
微生物菌体は、遺伝子改変によって菌体の非酵素性アルドール反応活性を向上させてもよい。
微生物菌体の非酵素性アルドール反応活性を向上させる方法として、エタノールアミンやリシンで細胞膜リン脂質を修飾させることが挙げられる。微生物菌体の非酵素性アルドール反応活性を高めるために細胞膜の脂質をエタノールアミンで修飾する酵素としては、例えば、CDP－diacylglycerol－serine、O－phosphatidyltransferase、及びphosphatidylserine decarboxylase 活性を有するタンパク質が挙げられる。微生物菌体の非酵素性アルドール反応活性を高めるために細胞膜の脂質をリシンで修飾する酵素としては、例えば、phosphatidylglycerol lysyltransferase 活性を有するタンパク質が挙げられる。
ここで、これらのタンパク質をコードする遺伝子は、CDP－diacylglycerol－serine活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、O－phosphatidyltransferase活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、phosphatidylserine decarboxylase活性をコードする遺伝子、phosphatidylglycerol lysyltransferase活性を有するタンパク質をコードする遺伝子であれば特に限定されない。
微生物菌体は、遺伝子改変によって菌体の非酵素性アルドール反応活性を向上させてもよい。
微生物菌体の非酵素性アルドール反応活性を向上させる方法として、エタノールアミンやリシンで細胞膜リン脂質を修飾させることが挙げられる。微生物菌体の非酵素性アルドール反応活性を高めるために細胞膜の脂質をエタノールアミンで修飾する酵素としては、例えば、CDP－diacylglycerol－serine、O－phosphatidyltransferase、及びphosphatidylserine decarboxylase 活性を有するタンパク質が挙げられる。微生物菌体の非酵素性アルドール反応活性を高めるために細胞膜の脂質をリシンで修飾する酵素としては、例えば、phosphatidylglycerol lysyltransferase 活性を有するタンパク質が挙げられる。
ここで、これらのタンパク質をコードする遺伝子は、CDP－diacylglycerol－serine活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、O－phosphatidyltransferase活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、phosphatidylserine decarboxylase活性をコードする遺伝子、phosphatidylglycerol lysyltransferase活性を有するタンパク質をコードする遺伝子であれば特に限定されない。
＜微生物菌体の増殖＞
水系反応液中での反応に先立ち、微生物菌体を、好気条件下で、当該微生物菌体の生育好適温度又は至適温度、例えば温度約２５℃～３８℃で、１２時間～２４時間培養して増殖させることが好ましい。
水系反応液中での反応に先立ち、微生物菌体を、好気条件下で、当該微生物菌体の生育好適温度又は至適温度、例えば温度約２５℃～３８℃で、１２時間～２４時間培養して増殖させることが好ましい。
（培養用培地）
反応に先立つ微生物菌体の好気的培養に用いる培地は、炭素源、窒素源、無機塩類、及びその他の栄養物質等を含有する天然培地または合成培地を用いることができる。
炭素源としては、グルコース、フルクトース、スクロース、マンノース、マルトース、マンニトール、キシロース、アラビノース、ガラクトース、澱粉、糖蜜、ソルビトール、グリセリン等の糖質又は糖アルコール；酢酸、クエン酵、乳酸、フマル酸、マレイン酸、又はグルコン酸等の有機酸；エタノール、プロパノール等のアルコール等が挙げられる。
また、所望によりノルマルパラフィン等の炭化水素等も用いることができる。炭素源は、１種を単独で使用でき、又は２種以上を混合して使用してもよい。培地中のこれら炭素源の濃度は、通常、約０．１～１０（ｗ／ｖ％）とすればよい。
反応に先立つ微生物菌体の好気的培養に用いる培地は、炭素源、窒素源、無機塩類、及びその他の栄養物質等を含有する天然培地または合成培地を用いることができる。
炭素源としては、グルコース、フルクトース、スクロース、マンノース、マルトース、マンニトール、キシロース、アラビノース、ガラクトース、澱粉、糖蜜、ソルビトール、グリセリン等の糖質又は糖アルコール；酢酸、クエン酵、乳酸、フマル酸、マレイン酸、又はグルコン酸等の有機酸；エタノール、プロパノール等のアルコール等が挙げられる。
また、所望によりノルマルパラフィン等の炭化水素等も用いることができる。炭素源は、１種を単独で使用でき、又は２種以上を混合して使用してもよい。培地中のこれら炭素源の濃度は、通常、約０．１～１０（ｗ／ｖ％）とすればよい。
窒素源としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、酢酸アンモニウム等の無機又は有機アンモニウム化合物、尿素、アンモニア水、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が挙げられる。また、コーンスティープリカー、肉エキス、ベプトン、NZ－アミン、蛋白質加水分解物、アミノ酸等の含窒素有機化合物等も使用できる。
窒素源は、１種を単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。培地中の窒素源濃度は、使用する窒素化合物によっても異なるが、通常、約０．１～１０（ｗ／ｖ％）とすればよい。
無機塩類としては、例えば、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硝酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、硫酸コバルト、又は炭酸カルシウム等が挙げられる。
これら無機塩は、１種を単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。培地中の無機塩類濃度は、使用する無機塩によっても異なるが、通常、約０．０１～１（ｗ／ｖ％）とすればよい。
窒素源は、１種を単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。培地中の窒素源濃度は、使用する窒素化合物によっても異なるが、通常、約０．１～１０（ｗ／ｖ％）とすればよい。
無機塩類としては、例えば、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硝酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、硫酸コバルト、又は炭酸カルシウム等が挙げられる。
これら無機塩は、１種を単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。培地中の無機塩類濃度は、使用する無機塩によっても異なるが、通常、約０．０１～１（ｗ／ｖ％）とすればよい。
栄養物質としては、例えば肉エキス、ペプトン、ポリペプトン、酵母エキス、乾燥酵母、コーンスティープリカー、脱脂粉乳、脱脂大豆塩酸加水分解物、又は動植物若しくは微生物菌体のエキスやそれらの分解物等が挙げられる。栄養物質の培地濃度は、使用する栄養物質によっても異なるが、通常、約０．１～１０（ｗ／ｖ％）とすればよい。
さらに、必要に応じて、ビタミン類を添加することもできる。ビタミン類としては、例えば、ビオチン、チアミン（ビタミンB1）、ピリドキシン（ビタミンB6）、パントテン酸、イノシトール、ニコチン酸等が挙げられる。
培地のｐＨは約５～８が好ましい。
さらに、必要に応じて、ビタミン類を添加することもできる。ビタミン類としては、例えば、ビオチン、チアミン（ビタミンB1）、ピリドキシン（ビタミンB6）、パントテン酸、イノシトール、ニコチン酸等が挙げられる。
培地のｐＨは約５～８が好ましい。
具体的な好ましい大腸菌用培地としては、LB培地等が挙げられる。本培地において、糖類を上記濃度範囲内で添加して用いてもよい。
具体的な好ましいコリネ型細菌用培地としては、A培地（Inui, M. et al., Metabolicanalysis of Corynebacterium glutamicum during lactate and succinate productions under oxygendeprivation conditions. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 7:182－196 (2004)）、BT培地（Omumasaba,C.A. et al., Corynebacterium glutamicum glyceraldehyde－3－phosphate dehydrogenase isoformswith opposite, ATP－dependent regulation. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 8:91－103 (2004)）等が挙げられる。これらの培地において、糖類濃度を上記範囲にして用いればよい。
＜反応＞
（原料）
本実施形態において、上記微生物菌体又はその一部を触媒として用いる、炭素数が８～１６個のアルデヒド化合物の製造にあたっては、原料にはアミノ酸に加えて、アミノ酸の脱アミノ化によって生成するα－ケト酸またはα－ケト酸の脱炭酸によって生成するアルデヒドも直接の基質として用いることができる。
また、本実施形態において、上記微生物菌体又はその一部を触媒として用いる、炭素数が８～１６個のアルデヒド化合物の製造にあたっては、アミノ酸またはα－ケト酸取り込み能の強化；アミノ酸又はα－ケト酸排出能の削除又は減弱、浸透圧又は有機溶媒に対する耐性の増加；アミノ酸又はα－ケト酸代謝経路の削除又は減弱からなる群から選択される特徴の１つ又は２つ以上を生じる遺伝子修飾をさらに含むことができる。そのような遺伝子修飾は、具体的には、内在性又は外来性遺伝子の過剰発現及び／又は内在性遺伝子の不活化；古典的突然変異誘起；スクリーニング及び／又は目的変異体の選別などにより導入することができる。
（原料）
本実施形態において、上記微生物菌体又はその一部を触媒として用いる、炭素数が８～１６個のアルデヒド化合物の製造にあたっては、原料にはアミノ酸に加えて、アミノ酸の脱アミノ化によって生成するα－ケト酸またはα－ケト酸の脱炭酸によって生成するアルデヒドも直接の基質として用いることができる。
また、本実施形態において、上記微生物菌体又はその一部を触媒として用いる、炭素数が８～１６個のアルデヒド化合物の製造にあたっては、アミノ酸またはα－ケト酸取り込み能の強化；アミノ酸又はα－ケト酸排出能の削除又は減弱、浸透圧又は有機溶媒に対する耐性の増加；アミノ酸又はα－ケト酸代謝経路の削除又は減弱からなる群から選択される特徴の１つ又は２つ以上を生じる遺伝子修飾をさらに含むことができる。そのような遺伝子修飾は、具体的には、内在性又は外来性遺伝子の過剰発現及び／又は内在性遺伝子の不活化；古典的突然変異誘起；スクリーニング及び／又は目的変異体の選別などにより導入することができる。
原料となるアミノ酸は、化学合成されたものを用いてもよいし、バイオマス由来のタンパク質を加水分解することで得られたアミノ酸混合液を用いてもよいし、バイオマス由来の糖を原料として発酵生産させたアミノ酸を用いてもよい。バイオマス由来のタンパク質としては、食品残渣や活性汚泥等の廃棄物系バイオマス中のタンパク質が挙げられる。
原料となるアミノ酸としては、例えば、グリシン、アラニン、バリン、ノルバリン、ロイシン、ノルロイシン、イソロイシン、３－メチルノルロイシン、５－メチルノルロイシン、フェニルアラニン、フェニルグリシン、チロシン、セリン、スレオニン、シクロヘキシルグリシン、シクロヘキシルアラニン、及びテトラヒドロチロシンから選択される１種以上である。
（水系反応液）
本実施形態で用いる水系反応液は、微生物菌体の機能を阻害しない限り、特に限定されず、例えば、上記A培地、BT培地、LB培地等の培養液を用いてもよいし、リン酸ナトリウム、及びリン酸カリウム等のバッファー等を用いてもよい。
本実施形態で用いる水系反応液は、微生物菌体の機能を阻害しない限り、特に限定されず、例えば、上記A培地、BT培地、LB培地等の培養液を用いてもよいし、リン酸ナトリウム、及びリン酸カリウム等のバッファー等を用いてもよい。
（反応条件）
セル反応の反応温度、即ち形質転換体の生存温度は、約２０℃～５０℃が好ましく、約２５℃～４７℃がより好ましい。上記温度範囲であれば、効率良く炭素数８～１６のアルデヒド化合物を製造できる。また、反応時間は、約１～７日間が好ましく、約１～３日間がより好ましい。
培養は、バッチ式、流加式、連続式の何れでもよいが、バッチ式が好ましい。
セル反応は、好気的条件で行ってもよく、還元条件で行ってもよいが、好気的条件が好ましい。
セル反応の反応温度、即ち形質転換体の生存温度は、約２０℃～５０℃が好ましく、約２５℃～４７℃がより好ましい。上記温度範囲であれば、効率良く炭素数８～１６のアルデヒド化合物を製造できる。また、反応時間は、約１～７日間が好ましく、約１～３日間がより好ましい。
培養は、バッチ式、流加式、連続式の何れでもよいが、バッチ式が好ましい。
セル反応は、好気的条件で行ってもよく、還元条件で行ってもよいが、好気的条件が好ましい。
（吸着剤の利用）
セル反応中、反応が進行中の水系反応液に吸着剤を共存させることが好ましい。
吸着剤を用いることによって、アルドール反応により生成したアルデヒド化合物が吸着剤に吸着され、当該アルデヒド化合物におけるレトロアルドール反応が抑制される。その結果、当該アルデヒド化合物が短鎖アルデヒドへの分解反応を受けることなく効率よく生成される。吸着剤を用いることで、レトロアルドール反応が起こりやすい脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物及び脂肪族環状アルデヒド化合物の生成効率を向上させることができる。
吸着剤としては、例えば、活性炭及び合成吸着剤から選択される１種以上が挙げられ、合成吸着剤が好ましい。また、合成吸着剤の中でも疎水性樹脂から形成された合成吸着剤が好ましく、スチレン系樹脂から形成された合成吸着剤がより好ましい。
セル反応中、反応が進行中の水系反応液に吸着剤を共存させることが好ましい。
吸着剤を用いることによって、アルドール反応により生成したアルデヒド化合物が吸着剤に吸着され、当該アルデヒド化合物におけるレトロアルドール反応が抑制される。その結果、当該アルデヒド化合物が短鎖アルデヒドへの分解反応を受けることなく効率よく生成される。吸着剤を用いることで、レトロアルドール反応が起こりやすい脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物及び脂肪族環状アルデヒド化合物の生成効率を向上させることができる。
吸着剤としては、例えば、活性炭及び合成吸着剤から選択される１種以上が挙げられ、合成吸着剤が好ましい。また、合成吸着剤の中でも疎水性樹脂から形成された合成吸着剤が好ましく、スチレン系樹脂から形成された合成吸着剤がより好ましい。
セル反応中、水系反応液に吸着剤を共存させる場合には、吸着剤は反応が進行中の水系反応液に直接添加してもよいし、吸着剤を回収しやすいように吸着剤を不織布等に詰めたものを反応が進行中の水系反応液に加えてもよいし、カラムに充填した吸着剤に反応が進行中の水系反応液を循環ポンプ等で連続的に通液してもよく、反応の進行中に吸着剤が水系反応液と常に接触できるのであれば、その方法は限定されない。
＜生産物回収＞
上記工程において製造された炭素数が８～１６のアルデヒド化合物は、水系反応液に吸着剤を共存させていた場合には、吸着剤を反応液から分離し、有機溶媒で溶出させることで回収できる。吸着剤を共存させない場合には、公知の方法で炭素数が８～１６個のアルデヒド化合物を反応液から回収することもできる。そのような公知の方法として、液液分配法等が挙げられる。
上記工程において製造された炭素数が８～１６のアルデヒド化合物は、水系反応液に吸着剤を共存させていた場合には、吸着剤を反応液から分離し、有機溶媒で溶出させることで回収できる。吸着剤を共存させない場合には、公知の方法で炭素数が８～１６個のアルデヒド化合物を反応液から回収することもできる。そのような公知の方法として、液液分配法等が挙げられる。
＜生産物精製＞
上記のようにして回収された炭素数が８～１６のアルデヒド化合物は、混入している金属イオン等のイオン類や含窒素化合物等を除去するために精製することが好ましい。精製は公知の方法によって行ってもよく、そのような公知の精製方法としては、例えば、イオン交換樹脂を用いた精製が挙げられる。
上記のようにして回収された炭素数が８～１６のアルデヒド化合物は、混入している金属イオン等のイオン類や含窒素化合物等を除去するために精製することが好ましい。精製は公知の方法によって行ってもよく、そのような公知の精製方法としては、例えば、イオン交換樹脂を用いた精製が挙げられる。
＜生産物の例示＞
上記工程において製造された炭素数が８～１６のアルデヒド化合物としては、例えば、下記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒド及び下記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドから選択される１種以上が挙げられる。
前記一般般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル基、４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル基、又はシクロヘキシル基である。Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、４－ヒドロキシベンジル基、（４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル）メチル基、（４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル）メチル基、又はシクロヘキシルメチル基である。
前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、好ましくは、イソプロピル基、フェニル基、又はシクロヘキシル基であり、ジェット燃料に適した炭化水素化合物を製造するために、分岐鎖の数を高める観点から、Ｒ１は、より好ましくはイソプロピル基である。
また、前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ２は、好ましくは、イソプロピル基、イソブチル基、又はシクロヘキシルメチル基であり、ジェット燃料に適した炭化水素化合物を製造するために、分岐鎖の数を高める観点から、Ｒ１は、より好ましくはイソプロピル基又はイソブチル基である。
なお、前記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒドは、前記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドの脱水前のアルデヒド化合物である。本実施形態のように微生物菌体を触媒とした場合、脱水が進行しやすく、前記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドが生成しやすいが、未脱水物である前記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒドも生成される。
上記工程において製造された炭素数が８～１６のアルデヒド化合物としては、例えば、下記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒド及び下記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドから選択される１種以上が挙げられる。
前記一般般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル基、４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル基、又はシクロヘキシル基である。Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、４－ヒドロキシベンジル基、（４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル）メチル基、（４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル）メチル基、又はシクロヘキシルメチル基である。
前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、好ましくは、イソプロピル基、フェニル基、又はシクロヘキシル基であり、ジェット燃料に適した炭化水素化合物を製造するために、分岐鎖の数を高める観点から、Ｒ１は、より好ましくはイソプロピル基である。
また、前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ２は、好ましくは、イソプロピル基、イソブチル基、又はシクロヘキシルメチル基であり、ジェット燃料に適した炭化水素化合物を製造するために、分岐鎖の数を高める観点から、Ｒ１は、より好ましくはイソプロピル基又はイソブチル基である。
なお、前記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒドは、前記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドの脱水前のアルデヒド化合物である。本実施形態のように微生物菌体を触媒とした場合、脱水が進行しやすく、前記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドが生成しやすいが、未脱水物である前記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒドも生成される。
［炭化水素化合物の製造方法］
本実施形態にかかる炭化水素化合物の製造方法は、上記のアルデヒド化合物の製造方法により製造された炭素数８～１６のアルデヒド化合物に対し、当該アルデヒド化合物が有する酸素原子を低減する処理を行う工程を含む。
本実施形態にかかる炭化水素化合物の製造方法は、上記のアルデヒド化合物の製造方法により製造された炭素数８～１６のアルデヒド化合物に対し、当該アルデヒド化合物が有する酸素原子を低減する処理を行う工程を含む。
アルデヒド化合物が有する酸素原子を低減する処理としては、例えば、熱分解処理、水熱処理、及び水素化処理等から選択される１種以上の処理等が挙げられる。
これらの処理の中でも、効果的に酸素原子を低減する観点から、水素化処理が好ましい。
これらの処理の中でも、効果的に酸素原子を低減する観点から、水素化処理が好ましい。
＜＜水素化処理＞＞
水素化処理は、水素存在下で、水素化処理用触媒に上記アルデヒド化合物を接触させることにより行われる。
水素化処理を行うことにより、以下の反応が進行する。
（１）カルボニル基中の酸素原子が、H2Oの形で除去される。
（２）水酸基中の酸素原子が、H2Oの形で除去される。
（３）カルボニル基の酸素原子がCOの形で除去される。場合によっては、当該COが水素と反応してCH4とH2Oとが生成される。
（４）非芳香環（脂肪族）の炭素－炭素不飽和結合が、炭素－炭素飽和結合になる。
（５）芳香環の炭素－炭素不飽和結合が、炭素－炭素飽和結合になる（核水添）。
（６）水素化分解により、分子の炭素数が減少する。
（７）異性化により、構造が変化する。
水素化処理は、水素存在下で、水素化処理用触媒に上記アルデヒド化合物を接触させることにより行われる。
水素化処理を行うことにより、以下の反応が進行する。
（１）カルボニル基中の酸素原子が、H2Oの形で除去される。
（２）水酸基中の酸素原子が、H2Oの形で除去される。
（３）カルボニル基の酸素原子がCOの形で除去される。場合によっては、当該COが水素と反応してCH4とH2Oとが生成される。
（４）非芳香環（脂肪族）の炭素－炭素不飽和結合が、炭素－炭素飽和結合になる。
（５）芳香環の炭素－炭素不飽和結合が、炭素－炭素飽和結合になる（核水添）。
（６）水素化分解により、分子の炭素数が減少する。
（７）異性化により、構造が変化する。
以下、水素化処理を行う際に用いられる水素化処理用触媒及び水素化処理条件について、詳細に説明する。
＜水素化処理用触媒＞
水素化処理用触媒は、多孔性無機酸化物からなる担体と、担体に担持された金属とを含む。
水素化処理用触媒は、多孔性無機酸化物からなる担体と、担体に担持された金属とを含む。
（金属）
水素化処理用触媒の担体に担持される金属は、水素化活性を有する金属であれば特に制限なく使用することができるが、周期表VIA族金属及びVIII族金属から選択される１種以上であることが好ましく、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、モリブデン、及びタングステンから選択される１種以上であることがより好ましい。
これらの中でも、ニッケル、コバルト、モリブデン、及びタングステンから選択される１種以上であることが好ましく、ニッケル－モリブデン、コバルト－モリブデン、ニッケル－タングステン、及びコバルト－タングステンから選択される１種以上であることがより好ましい。
また、担体には、金属に加えて、更にリンを担持させてもよい。
水素化処理用触媒の担体に担持される金属は、水素化活性を有する金属であれば特に制限なく使用することができるが、周期表VIA族金属及びVIII族金属から選択される１種以上であることが好ましく、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、モリブデン、及びタングステンから選択される１種以上であることがより好ましい。
これらの中でも、ニッケル、コバルト、モリブデン、及びタングステンから選択される１種以上であることが好ましく、ニッケル－モリブデン、コバルト－モリブデン、ニッケル－タングステン、及びコバルト－タングステンから選択される１種以上であることがより好ましい。
また、担体には、金属に加えて、更にリンを担持させてもよい。
（担体）
水素化処理用触媒に用いられる担体は、多孔性無機酸化物である。当該多孔性無機酸化物における比表面積、平均細孔径、及び細孔径分布等の多孔性特性は、上記金属を担体に担持できれば特に制限されない。
担体として、たとえばアルミナ、シリカ、ゼオライト、シリカアルミナ、アルミナボリア、アルミナチタニア、シリカジルコニアおよびシリコアルミノフォスフェートなどが挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。また、前記アルミナを使用する場合は、担体の比表面積を高める観点から、γ－アルミナであることが好ましい。
担体の形状は、特に制限されず、粉体であってもよいが、反応中に差圧や詰まりが生じるのを抑制する観点から、円柱、球、三つ葉、又は四つ葉等の成形体であることが好ましい。
水素化処理用触媒に用いられる担体は、多孔性無機酸化物である。当該多孔性無機酸化物における比表面積、平均細孔径、及び細孔径分布等の多孔性特性は、上記金属を担体に担持できれば特に制限されない。
担体として、たとえばアルミナ、シリカ、ゼオライト、シリカアルミナ、アルミナボリア、アルミナチタニア、シリカジルコニアおよびシリコアルミノフォスフェートなどが挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。また、前記アルミナを使用する場合は、担体の比表面積を高める観点から、γ－アルミナであることが好ましい。
担体の形状は、特に制限されず、粉体であってもよいが、反応中に差圧や詰まりが生じるのを抑制する観点から、円柱、球、三つ葉、又は四つ葉等の成形体であることが好ましい。
＜水素化処理用触媒の製造方法＞
以下、水素化処理用触媒の製造方法について説明する。
以下、水素化処理用触媒の製造方法について説明する。
水素化処理用触媒は、金属を担体に担持させて調製した触媒前駆体を水素還元化処理又は硫化処理して製造される。なお、本明細書において、触媒前駆体とは、水素還元化処理や硫化処理等の前処理を行う前の、担体に金属活性種を担持させた後に焼成したものをいう。
担体の製造方法は、比表面積、平均細孔径、及び細孔径分布等の多孔性特性が適切に調整可能な方法であれば特に限定されない。
金属を担体に担持させて調製した触媒前駆体を調製する方法としては、特に制限はなく、含浸法、共沈法、混練法、物理混合法、蒸着法、イオン交換法、及び平衡吸着法等の公知の任意の方法を採用することができる。これらの中でも、含浸法、共沈法、イオン交換法、及び平衡吸着法が好ましく、含浸法がより好ましい。
含浸法で、ニッケルを担体に担持させるためのニッケル化合物としては、好ましくは、炭酸ニッケル、塩基性炭酸ニッケル、及び硝酸ニッケルから選択される１種以上が挙げられる。
含浸法で、コバルトを担体に担持させるためのコバルト化合物としては、好ましくは、炭酸コバルト、塩基性炭酸コバルト、及び硝酸コバルトから選択される１種以上が挙げられる。
含浸法で、モリブデンを担体に担持させるためのモリブデン化合物としては、好ましくは、三酸化モリブデン及びモリブデン酸アンモニウムから選択される１種以上が挙げられる。
含浸法で、タングステンを担体に担持させるためのタングステン化合物としては、好ましくは、三酸化タングステン及びタングステン酸アンモニウムから選択される１種以上が挙げられる。
含浸法で、リンを担体に担持させるためのリン化合物としては、好ましくは、五酸化リン及び正リン酸等の各種リン酸から選択される１種以上が挙げられる。
含浸法で、ニッケルを担体に担持させるためのニッケル化合物としては、好ましくは、炭酸ニッケル、塩基性炭酸ニッケル、及び硝酸ニッケルから選択される１種以上が挙げられる。
含浸法で、コバルトを担体に担持させるためのコバルト化合物としては、好ましくは、炭酸コバルト、塩基性炭酸コバルト、及び硝酸コバルトから選択される１種以上が挙げられる。
含浸法で、モリブデンを担体に担持させるためのモリブデン化合物としては、好ましくは、三酸化モリブデン及びモリブデン酸アンモニウムから選択される１種以上が挙げられる。
含浸法で、タングステンを担体に担持させるためのタングステン化合物としては、好ましくは、三酸化タングステン及びタングステン酸アンモニウムから選択される１種以上が挙げられる。
含浸法で、リンを担体に担持させるためのリン化合物としては、好ましくは、五酸化リン及び正リン酸等の各種リン酸から選択される１種以上が挙げられる。
（水素還元化処理）
触媒前駆体は、活性化させるために、予め水素還元化処理が実施される。すなわち、水素化処理用触媒は、使用の前に水素を使用して予め還元される。水素還元化処理は、例えば、０．１ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下の水素分圧の水素雰囲気中で、２００℃以上５００℃以下、より好ましくは３００℃以上４００℃以下の温度で、１～３６時間行われる。なお、還元温度が低温すぎると十分に還元されないため触媒活性が低くなりやすく、還元温度が高すぎると熱によるシンタリングが起こるため活性が低くなりやすい。還元時間が短すぎると十分に還元されないため触媒活性が低くなりやすく、還元時間が長すぎると熱によるシンタリングが起こるため活性が低くなりやすい。
触媒前駆体は、活性化させるために、予め水素還元化処理が実施される。すなわち、水素化処理用触媒は、使用の前に水素を使用して予め還元される。水素還元化処理は、例えば、０．１ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下の水素分圧の水素雰囲気中で、２００℃以上５００℃以下、より好ましくは３００℃以上４００℃以下の温度で、１～３６時間行われる。なお、還元温度が低温すぎると十分に還元されないため触媒活性が低くなりやすく、還元温度が高すぎると熱によるシンタリングが起こるため活性が低くなりやすい。還元時間が短すぎると十分に還元されないため触媒活性が低くなりやすく、還元時間が長すぎると熱によるシンタリングが起こるため活性が低くなりやすい。
また、硫化処理によって、水素化処理用触媒を活性化させることもできる。
具体的には、上記のアルデヒド化合物に、例えば、硫化水素やジメチルジサルファイド等の硫黄化合物を混合した原料を反応初期に水素と共に流通させて、触媒を硫化させてもよい。また、反応初期だけでなく、その後の反応においても触媒を硫化状態に保つために微量の硫黄化合物を流通させ続けてもよい。
具体的には、上記のアルデヒド化合物に、例えば、硫化水素やジメチルジサルファイド等の硫黄化合物を混合した原料を反応初期に水素と共に流通させて、触媒を硫化させてもよい。また、反応初期だけでなく、その後の反応においても触媒を硫化状態に保つために微量の硫黄化合物を流通させ続けてもよい。
（水素化処理条件）
水素化処理工程は、上記（１）～（７）の反応のうち必要な反応が生じるように適宜条件が選択される。例えば、圧力が１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下（好ましくは３ＭＰａ以上８ＭＰａ以下）、温度が１２０℃以上４５０℃以下（好ましくは２５０℃から３５０℃）、水素／原料比が１５０ＮＬ／Ｌ～３０００ＮＬ／Ｌで実施される。
なお、水素化処理工程の温度が低温である等、条件が温和である場合、酸素原子が完全に除去されない可能性がある。逆に、高温など条件が厳しい場合、核水添や分解反応が進行する。上記アルデヒド化合物の炭素数を維持しながら水素化処理により炭化水素化合物を製造する観点から、上記（１）～（４）の反応を進行させるように、温度を高め過ぎることなく、水素化処理を行うことが好ましい。勿論、上記アルデヒド化合物の炭素数を低減する要請がある場合には、温度を高めて水素化処理を行い、上記（６）の反応を進行させるようにしてもよい。また、芳香族量低減の要請がある場合は、水素圧力を高めるなどにより（５）の反応を進行させるようにしてもよく、分岐度増加の要請がある場合は、触媒担体にゼオライトやシリカアルミナなどの酸性の強い担体を使用するなどにより（７）の反応を進行させるようにしてもよい。
なお、バッチ式の場合、原料／触媒比は、好ましくは１ｇ／ｇ～２０ｇ／ｇ、より好ましくは１ｇ／ｇ～１０ｇ／ｇである。
流通式の場合、液空間速度（ＬＨＳＶ）が０．１ｈｒ－１以上３．０ｈｒ－１以下（好ましくは０．３ｈｒ－１以上２．０ｈｒ－１以下）で反応を実施可能である。
水素化処理工程は、上記（１）～（７）の反応のうち必要な反応が生じるように適宜条件が選択される。例えば、圧力が１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下（好ましくは３ＭＰａ以上８ＭＰａ以下）、温度が１２０℃以上４５０℃以下（好ましくは２５０℃から３５０℃）、水素／原料比が１５０ＮＬ／Ｌ～３０００ＮＬ／Ｌで実施される。
なお、水素化処理工程の温度が低温である等、条件が温和である場合、酸素原子が完全に除去されない可能性がある。逆に、高温など条件が厳しい場合、核水添や分解反応が進行する。上記アルデヒド化合物の炭素数を維持しながら水素化処理により炭化水素化合物を製造する観点から、上記（１）～（４）の反応を進行させるように、温度を高め過ぎることなく、水素化処理を行うことが好ましい。勿論、上記アルデヒド化合物の炭素数を低減する要請がある場合には、温度を高めて水素化処理を行い、上記（６）の反応を進行させるようにしてもよい。また、芳香族量低減の要請がある場合は、水素圧力を高めるなどにより（５）の反応を進行させるようにしてもよく、分岐度増加の要請がある場合は、触媒担体にゼオライトやシリカアルミナなどの酸性の強い担体を使用するなどにより（７）の反応を進行させるようにしてもよい。
なお、バッチ式の場合、原料／触媒比は、好ましくは１ｇ／ｇ～２０ｇ／ｇ、より好ましくは１ｇ／ｇ～１０ｇ／ｇである。
流通式の場合、液空間速度（ＬＨＳＶ）が０．１ｈｒ－１以上３．０ｈｒ－１以下（好ましくは０．３ｈｒ－１以上２．０ｈｒ－１以下）で反応を実施可能である。
＜用途＞
本実施形態において得られる炭素数８～１６のアルデヒド化合物は、例えば、フレーバーやフレグランスとして利用することができる。また、可塑剤原料として需要が大きい２－エチルヘキサノールを生成するための原料として利用することもできる。
また、本実施形態において得られる炭素数８～１６のアルデヒド化合物から、上記製造方法により生成された炭化水素化合物は、例えば、炭素数５～８相当で規格を満足することが期待されるガソリン、炭素数９～１５相当で規格を満足することが期待されるジェット燃料、炭素数１６～２０相当で規格を満足することが期待される軽油等の燃料油基材として利用することができる。
すなわち、本実施形態では、上記炭化水素化合物の製造方法により製造された燃料が提供される。また、本実施形態では、上記炭化水素化合物の製造方法により製造されたジェット燃料が提供される。
ここで、炭素数８～１６のアルデヒド化合物から、上記製造方法により生成された炭化水素化合物は、ジェット燃料に特に適用しやすい炭素数を有する。しかも、本発明により得られるアルデヒド化合物は、分岐鎖を多く有するため、後段で異性化処理をしなくともイソパラフィンを多く製造可能である。さらに要請がある場合は、酸性度の高い触媒を用いるなどにより、水素化処理によって上記（７）の異性化を進行させ、分岐度を高くすることも可能である。イソパラフィンは低温流動性に優れることから、本発明により得られるアルデヒド化合物から得られる炭化水素化合物はジェット燃料基材として好適である。
なお、水素化処理の条件によっては、上記（６）の水素化分解が起こる。これにより、炭素数を調整することが可能であり、また、蒸留等の処理を行うことによって、それぞれの燃料の規格に適合する沸点範囲の炭化水素化合物を得ることもできる。
燃料規格としては、例えば、以下のような規格が知られている。
・ガソリン：ＪＩＳ Ｋ ２２０２
・ジェット燃料：ＡＳＴＭ Ｄ－１６５５（アメリカ）、ＡＳＴＭ Ｄ－７５６６（バイオジェット燃料などの合成ジェット燃料、アメリカ）、ＪＩＳ Ｋ ２２０９（日本）、ＤＥＦ ＳＴＡＮ ９１－９１（イギリス）
・軽油：ＪＩＳ Ｋ ２２０４
なお、上記炭化水素化合物は、上記規格に適合するように、石油系燃料と混合されて用いられてもよい。
本実施形態において得られる炭素数８～１６のアルデヒド化合物は、例えば、フレーバーやフレグランスとして利用することができる。また、可塑剤原料として需要が大きい２－エチルヘキサノールを生成するための原料として利用することもできる。
また、本実施形態において得られる炭素数８～１６のアルデヒド化合物から、上記製造方法により生成された炭化水素化合物は、例えば、炭素数５～８相当で規格を満足することが期待されるガソリン、炭素数９～１５相当で規格を満足することが期待されるジェット燃料、炭素数１６～２０相当で規格を満足することが期待される軽油等の燃料油基材として利用することができる。
すなわち、本実施形態では、上記炭化水素化合物の製造方法により製造された燃料が提供される。また、本実施形態では、上記炭化水素化合物の製造方法により製造されたジェット燃料が提供される。
ここで、炭素数８～１６のアルデヒド化合物から、上記製造方法により生成された炭化水素化合物は、ジェット燃料に特に適用しやすい炭素数を有する。しかも、本発明により得られるアルデヒド化合物は、分岐鎖を多く有するため、後段で異性化処理をしなくともイソパラフィンを多く製造可能である。さらに要請がある場合は、酸性度の高い触媒を用いるなどにより、水素化処理によって上記（７）の異性化を進行させ、分岐度を高くすることも可能である。イソパラフィンは低温流動性に優れることから、本発明により得られるアルデヒド化合物から得られる炭化水素化合物はジェット燃料基材として好適である。
なお、水素化処理の条件によっては、上記（６）の水素化分解が起こる。これにより、炭素数を調整することが可能であり、また、蒸留等の処理を行うことによって、それぞれの燃料の規格に適合する沸点範囲の炭化水素化合物を得ることもできる。
燃料規格としては、例えば、以下のような規格が知られている。
・ガソリン：ＪＩＳ Ｋ ２２０２
・ジェット燃料：ＡＳＴＭ Ｄ－１６５５（アメリカ）、ＡＳＴＭ Ｄ－７５６６（バイオジェット燃料などの合成ジェット燃料、アメリカ）、ＪＩＳ Ｋ ２２０９（日本）、ＤＥＦ ＳＴＡＮ ９１－９１（イギリス）
・軽油：ＪＩＳ Ｋ ２２０４
なお、上記炭化水素化合物は、上記規格に適合するように、石油系燃料と混合されて用いられてもよい。
本発明について、以下の実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［微生物菌体の構築］
以下に説明する方法により、アミノ酸を原料としてアルデヒド化合物を生成する微生物菌体を構築した。
以下に説明する方法により、アミノ酸を原料としてアルデヒド化合物を生成する微生物菌体を構築した。
＜発現プラスミドの構築＞
以下に示す４種の発現プラスミドを構築した。
以下に示す４種の発現プラスミドを構築した。
（pCRB52T－ipdC）
配列表の配列番号１に示すエンテロバクター クロアカエ由来のα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を、tacプロモーターの下流にタンデムに連結した発現プラスミドを構築し、pCRB52T－ipdCと命名した。
配列表の配列番号１に示すエンテロバクター クロアカエ由来のα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を、tacプロモーターの下流にタンデムに連結した発現プラスミドを構築し、pCRB52T－ipdCと命名した。
（Pgjf265）
配列表の配列番号１に示すエンテロバクター クロアカエ由来のα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、配列表の配列番号３に示すゲオバチルス ステアロサーモフィルス由来のロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、及び配列表の配列番号４に示すバチルス ハロデュランス由来のフェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の３つの遺伝子を、tacプロモーターの下流にタンデムに連結して、各遺伝子がポリシストロニックに発現するように組み込んだ発現プラスミドを構築し、Pgjf265と命名した。
配列表の配列番号１に示すエンテロバクター クロアカエ由来のα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、配列表の配列番号３に示すゲオバチルス ステアロサーモフィルス由来のロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、及び配列表の配列番号４に示すバチルス ハロデュランス由来のフェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の３つの遺伝子を、tacプロモーターの下流にタンデムに連結して、各遺伝子がポリシストロニックに発現するように組み込んだ発現プラスミドを構築し、Pgjf265と命名した。
（pCRB52T－LAD－ipdC）
配列表の配列番号１に示すエンテロバクター クロアカエ由来のα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、及び配列表の配列番号２に示すプロビデンシア スチュアルティイ由来のアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の２つの遺伝子を、tacプロモーターの下流にタンデムに連結して、各遺伝子がポリシストロニックに発現するように組み込んだ発現プラスミドを構築し、pCRB52T－LAD－ipdCと命名した。
配列表の配列番号１に示すエンテロバクター クロアカエ由来のα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、及び配列表の配列番号２に示すプロビデンシア スチュアルティイ由来のアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の２つの遺伝子を、tacプロモーターの下流にタンデムに連結して、各遺伝子がポリシストロニックに発現するように組み込んだ発現プラスミドを構築し、pCRB52T－LAD－ipdCと命名した。
（pCRB52T－LAD－vdh－ipdC）
配列表の配列番号１に示すエンテロバクター クロアカエ由来のα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、配列表の配列番号２に示すプロビデンシア スチュアルティイ由来のアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、及び配列表の配列番号５に示すストレプトマイセス アルブス由来のバリン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の３つの遺伝子を、tacプロモーターの下流にタンデムに連結して、各遺伝子がポリシストロニックに発現するように組み込んだ発現プラスミドを構築し、pCRB52T－LAD－vdh－ipdCと命名した。
配列表の配列番号１に示すエンテロバクター クロアカエ由来のα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、配列表の配列番号２に示すプロビデンシア スチュアルティイ由来のアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子、及び配列表の配列番号５に示すストレプトマイセス アルブス由来のバリン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の３つの遺伝子を、tacプロモーターの下流にタンデムに連結して、各遺伝子がポリシストロニックに発現するように組み込んだ発現プラスミドを構築し、pCRB52T－LAD－vdh－ipdCと命名した。
＜宿主細胞の作製＞
エシェリヒア コリ W3110株（ATCC 27325）について、内在性の３種類のアルコール脱水素酵素遺伝子ldhA、adhE、及びadhPと、フェニルアセトアルデヒド脱水素酵素遺伝子feaBとを、公知の方法で破壊して、宿主細胞を作製し、ECO35株と命名した。
エシェリヒア コリ W3110株（ATCC 27325）について、内在性の３種類のアルコール脱水素酵素遺伝子ldhA、adhE、及びadhPと、フェニルアセトアルデヒド脱水素酵素遺伝子feaBとを、公知の方法で破壊して、宿主細胞を作製し、ECO35株と命名した。
＜形質転換体の作製＞
上記４種の発現プラスミドのそれぞれを、塩化カルシウム法によりECO35株に導入して形質転換し、カナマイシン５０μｇ／ｍＬを含むＬＢ寒天培地に塗布した。その結果得られた株（形質転換体）を、それぞれエシェリヒア コリ GJF1w株、GJF2w株、GJF3w株、GJF4w 株と命名した。これらの株の液体培養物の一部は、等量の５０％グリセロールを添加した後、グリセロールストックとして－８０℃で保存した。
また、宿主細胞をECO35 株からコリネバクテリウム グルタミカムR株（FERM BP－18976）に変更し、発現プラスミドpCRB52T－LAD－vdh－ipdCを電気パルス法により導入して形質転換し、カナマイシン５０μｇ／ｍＬ及びクロラムフェニコール５μｇ／ｍＬを含むＡ寒天培地に塗布した。Ａ寒天培地の組成を以下に示す。
（Ａ寒天培地の組成）
以下の成分を蒸留水１Ｌに溶解してＡ寒天培地とした。
・(NH2)2CO：2 g
・(NH4)2SO4 ：7 g
・KH2PO4 ：0.5 g
・K2HPO4 ：0.5 g
・MgSO4・7H2O：0.5 g
・0.06%(w/v)Fe2SO4・7H2O＋0.042%(w/v)MnSO4・2H2O：1 mL
・0.02%(w/v)biotin solution：1 mL
・0.01%(w/v)thiamin solution：2 mL
・yeast extract：2 g
・vitamin assay casamino acid：7 g
・寒天：15 g
Ａ寒天培地に塗布した結果得られた株（形質転換体）を、コリネバクテリウム グルタミカムGJF5w株と命名した。当該株の液体培養物の一部は、等量の５０％グリセロールを添加した後、グリセロールストックとして－８０℃で保存した。
上記４種の発現プラスミドのそれぞれを、塩化カルシウム法によりECO35株に導入して形質転換し、カナマイシン５０μｇ／ｍＬを含むＬＢ寒天培地に塗布した。その結果得られた株（形質転換体）を、それぞれエシェリヒア コリ GJF1w株、GJF2w株、GJF3w株、GJF4w 株と命名した。これらの株の液体培養物の一部は、等量の５０％グリセロールを添加した後、グリセロールストックとして－８０℃で保存した。
また、宿主細胞をECO35 株からコリネバクテリウム グルタミカムR株（FERM BP－18976）に変更し、発現プラスミドpCRB52T－LAD－vdh－ipdCを電気パルス法により導入して形質転換し、カナマイシン５０μｇ／ｍＬ及びクロラムフェニコール５μｇ／ｍＬを含むＡ寒天培地に塗布した。Ａ寒天培地の組成を以下に示す。
（Ａ寒天培地の組成）
以下の成分を蒸留水１Ｌに溶解してＡ寒天培地とした。
・(NH2)2CO：2 g
・(NH4)2SO4 ：7 g
・KH2PO4 ：0.5 g
・K2HPO4 ：0.5 g
・MgSO4・7H2O：0.5 g
・0.06%(w/v)Fe2SO4・7H2O＋0.042%(w/v)MnSO4・2H2O：1 mL
・0.02%(w/v)biotin solution：1 mL
・0.01%(w/v)thiamin solution：2 mL
・yeast extract：2 g
・vitamin assay casamino acid：7 g
・寒天：15 g
Ａ寒天培地に塗布した結果得られた株（形質転換体）を、コリネバクテリウム グルタミカムGJF5w株と命名した。当該株の液体培養物の一部は、等量の５０％グリセロールを添加した後、グリセロールストックとして－８０℃で保存した。
上記手順により得られた形質転換体であるエシェリヒア コリ GJF1w株、GJF2w株、GJF3w株、及びGJF4w株、並びにコリネバクテリウム グルタミカム GJF5w株を、微生物菌体として用いた。
表１に、微生物菌体の菌株名と、宿主名と、導入した発現プラスミドとを示す。
なお、以降の説明では、エシェリヒア コリ GJF1w株、GJF2w株、GJF3w株、及びGJF4w株を、単にGJF1w株、GJF2w株、GJF3w株、及びGJF4w株ともいう。また、コリネバクテリウム グルタミカム GJF5w株を、単にGJF5w株ともいう。
表１に、微生物菌体の菌株名と、宿主名と、導入した発現プラスミドとを示す。
なお、以降の説明では、エシェリヒア コリ GJF1w株、GJF2w株、GJF3w株、及びGJF4w株を、単にGJF1w株、GJF2w株、GJF3w株、及びGJF4w株ともいう。また、コリネバクテリウム グルタミカム GJF5w株を、単にGJF5w株ともいう。
［実施例１］
微生物菌体によるアルデヒド化合物生成反応について検討した。
＜微生物菌体懸濁液の調製＞
微生物菌体として、GJF1w株、GJF2w株、及びGJF3w株の３種を用いた。GJF1w株、GJF2w株、及びGJF3w株は、上記したグリセロールストック５０μＬを、１０ｍＬのＬＢ培地にそれぞれ添加して植菌し、３３℃で１８時間、好気条件下で振盪培養した。振盪培養後、菌体をぞれぞれ集菌し、リン酸バッファー［50 mM KPi (pH7.5)、10 mM MgSO4］で２回洗浄した。洗浄後の菌体を、セル濃度がOD600＝40前後となるように０．５ｍＬリン酸バッファー（組成は上記と同様）中に懸濁し、微生物菌体懸濁液を調製した。
振盪培養に用いたＬＢ培地の組成を以下に示す。
（ＬＢ培地の組成）
以下の成分を蒸留水１Ｌに溶解してＬＢ培地とした。
・tryptone：10 g
・yeast extract：5 g
・NaCl：10 g
微生物菌体によるアルデヒド化合物生成反応について検討した。
＜微生物菌体懸濁液の調製＞
微生物菌体として、GJF1w株、GJF2w株、及びGJF3w株の３種を用いた。GJF1w株、GJF2w株、及びGJF3w株は、上記したグリセロールストック５０μＬを、１０ｍＬのＬＢ培地にそれぞれ添加して植菌し、３３℃で１８時間、好気条件下で振盪培養した。振盪培養後、菌体をぞれぞれ集菌し、リン酸バッファー［50 mM KPi (pH7.5)、10 mM MgSO4］で２回洗浄した。洗浄後の菌体を、セル濃度がOD600＝40前後となるように０．５ｍＬリン酸バッファー（組成は上記と同様）中に懸濁し、微生物菌体懸濁液を調製した。
振盪培養に用いたＬＢ培地の組成を以下に示す。
（ＬＢ培地の組成）
以下の成分を蒸留水１Ｌに溶解してＬＢ培地とした。
・tryptone：10 g
・yeast extract：5 g
・NaCl：10 g
＜微生物菌体を触媒としたセル反応＞
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質としてロイシン８ｍｇとフェニルアラニン８ｍｇとを加え、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質としてロイシン８ｍｇとフェニルアラニン８ｍｇとを加え、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
＜アルデヒド化合物の検出＞
アルデヒド化合物の検出は、セル反応後の反応液に等量の酢酸エチルを添加してボルテックスした後、ガスクロマトグラフ質量分析計GCMS QP－2010（株式会社島津製作所製）にて分析した。アルドール反応により生成されるアルデヒド化合物である５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールは、SIGMA社より購入した標品を用いて生成の確認を行った。
アルデヒド化合物の検出は、セル反応後の反応液に等量の酢酸エチルを添加してボルテックスした後、ガスクロマトグラフ質量分析計GCMS QP－2010（株式会社島津製作所製）にて分析した。アルドール反応により生成されるアルデヒド化合物である５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールは、SIGMA社より購入した標品を用いて生成の確認を行った。
＜実施例１の検討結果＞
GCMS分析の結果、GJF1w株、GJF2w株、及びGJF3w株のいずれにおいても、３－メチルブタナールとフェニルアセトアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１３の芳香族アルデヒド化合物である５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールの生成が確認された（下記化学反応式１を参照）。５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
GCMS分析の結果、GJF1w株、GJF2w株、及びGJF3w株のいずれにおいても、３－メチルブタナールとフェニルアセトアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１３の芳香族アルデヒド化合物である５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールの生成が確認された（下記化学反応式１を参照）。５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
但し、５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールの生成量は、GJF2w株及びGJF3w株に比べて、GJF1w株で顕著に低かった。このことから、配列表の配列番号２に示すアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の導入によって、アミノ酸を原料として炭素数が８～１６のアルデヒド化合物を効率よく生成できることがわかった。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
［実施例２］
アミノ酸からアルデヒド化合物を合成する際の吸着剤の効果について検討した。
アミノ酸からアルデヒド化合物を合成する際の吸着剤の効果について検討した。
＜微生物菌体懸濁液の調製＞
微生物菌体として、GJF3w株を用いた。GJF3w株は、上記のグリセロールストック５０μＬを、最終濃度２％になるように５０％（ｗ／ｖ）グルコース溶液を添加した１０ｍＬのＬＢ培地に添加して植菌し、３３℃で２４時間、好気条件下で振盪培養した。振盪培養後、菌体を集菌し、リン酸バッファー（組成は上記と同様）で２回洗浄した。洗浄後の菌体を、セル濃度がOD600＝40前後となるように０．５ｍＬリン酸バッファー（組成は上記と同様）中に懸濁し、微生物菌体懸濁液を調製した。
振盪培養に用いたＬＢ培地の組成は、実施例１と同様とした。
微生物菌体として、GJF3w株を用いた。GJF3w株は、上記のグリセロールストック５０μＬを、最終濃度２％になるように５０％（ｗ／ｖ）グルコース溶液を添加した１０ｍＬのＬＢ培地に添加して植菌し、３３℃で２４時間、好気条件下で振盪培養した。振盪培養後、菌体を集菌し、リン酸バッファー（組成は上記と同様）で２回洗浄した。洗浄後の菌体を、セル濃度がOD600＝40前後となるように０．５ｍＬリン酸バッファー（組成は上記と同様）中に懸濁し、微生物菌体懸濁液を調製した。
振盪培養に用いたＬＢ培地の組成は、実施例１と同様とした。
＜微生物菌体を触媒としたセル反応＞
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質としてロイシン８ｍｇとフェニルアラニン８ｍｇとを加え、更に吸着剤として合成吸着剤であるセパビーズSP850（三菱ケミカル株式会社製）を１００ｍｇ添加し、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質としてロイシン８ｍｇとフェニルアラニン８ｍｇとを加え、更に吸着剤として合成吸着剤であるセパビーズSP850（三菱ケミカル株式会社製）を１００ｍｇ添加し、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
＜アルデヒド化合物の検出＞
アルデヒド化合物の検出は、セパビーズSP850を含んだセル反応後の反応液に等量の酢酸エチルを添加してボルテックスした後、ガスクロマトグラフ質量分析計GCMS QP－2010（株式会社島津製作所製）にて分析した。アルドール反応により生成されるアルデヒド化合物のうち、２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナール、５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナール、４－メチル－２－フェニル－２－ペンテナールについては、SIGMA社より購入した標品を用いて生成の確認を行った。他のアルデヒド化合物については、アミノ酸の組み合わせから生成が想定されるアルデヒド化合物の分子量と一致するピークが検出されたものを、当該アルデヒド化合物が生成していると推定した。
アルデヒド化合物の検出は、セパビーズSP850を含んだセル反応後の反応液に等量の酢酸エチルを添加してボルテックスした後、ガスクロマトグラフ質量分析計GCMS QP－2010（株式会社島津製作所製）にて分析した。アルドール反応により生成されるアルデヒド化合物のうち、２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナール、５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナール、４－メチル－２－フェニル－２－ペンテナールについては、SIGMA社より購入した標品を用いて生成の確認を行った。他のアルデヒド化合物については、アミノ酸の組み合わせから生成が想定されるアルデヒド化合物の分子量と一致するピークが検出されたものを、当該アルデヒド化合物が生成していると推定した。
＜実施例２の検討結果＞
GCMS分析の結果、３－メチルブタナールとフェニルアセトアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１３の芳香族アルデヒド化合物である５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールの生成が確認されると共に、３－メチルブタナールのセルフアルドール反応によって生成する炭素数１０の脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物である２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナールの生成が確認された（上記化学反応式１及び下記化学反応式２を参照）。
５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がイソプロピル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
GCMS分析の結果、３－メチルブタナールとフェニルアセトアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１３の芳香族アルデヒド化合物である５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールの生成が確認されると共に、３－メチルブタナールのセルフアルドール反応によって生成する炭素数１０の脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物である２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナールの生成が確認された（上記化学反応式１及び下記化学反応式２を参照）。
５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がイソプロピル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
この結果から、アミノ酸からアルデヒド化合物を合成する際の反応液中に吸着剤を共存させることで、脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物も効率よく生成できることが明らかとなった。なお、この結果は、アルドール反応は可逆反応であり、生成した２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナールが速やかに吸着剤に吸着されることで、レトロアルドール反応による３－メチルブタナールへの分解反応が抑制されたことに起因すると推察される。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
［実施例３］
アミノ酸の組み合わせに対して生成可能なアルデヒド化合物を検討した。
アミノ酸の組み合わせに対して生成可能なアルデヒド化合物を検討した。
＜微生物菌体懸濁液の調製＞
微生物菌体として、GJF2w株及びGJF3w株を用い、実施例２と同様の手順で微生物菌体懸濁液を調製した。
微生物菌体として、GJF2w株及びGJF3w株を用い、実施例２と同様の手順で微生物菌体懸濁液を調製した。
＜微生物菌体を触媒としたセル反応＞
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質を以下の組み合わせで加え、更に吸着剤として合成吸着剤であるセパビーズSP850（三菱ケミカル株式会社製）を１００ｍｇ添加し、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
（基質の組み合わせ）
・ロイシン８ｍｇ＋シクロヘキシルアラニン８ｍｇ
・ロイシン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・フェニルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・シクロヘキシルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質を以下の組み合わせで加え、更に吸着剤として合成吸着剤であるセパビーズSP850（三菱ケミカル株式会社製）を１００ｍｇ添加し、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
（基質の組み合わせ）
・ロイシン８ｍｇ＋シクロヘキシルアラニン８ｍｇ
・ロイシン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・フェニルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・シクロヘキシルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
＜アルデヒド化合物の検出＞
実施例２と同様の手順でアルデヒド化合物の検出を行った。
実施例２と同様の手順でアルデヒド化合物の検出を行った。
＜実施例３の検討結果＞
GCMS分析の結果、GJF2w株及びGJF3w株ともに、ロイシンとシクロヘキシルアラニンを基質にした場合には、３－メチルブタナールとシクロヘキシルアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１３の脂肪族環状アルデヒド化合物である２－シクロヘキシル－５－メチル－２－ヘキセナール又は４－シクロヘキシル－２－イソプロピル－２－ブテナールの生成が推定された（下記化学反応式３を参照）。また、シクロヘキシルアセトアルデヒドのセルフアルドール反応によって生成する炭素数１６の脂肪族環状アルデヒド化合物である２，４－ジシクロヘキシル－２－ブテナールの生成が推定された（下記化学反応式４を参照）。
２－シクロヘキシル－５－メチル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
４－シクロヘキシル－２－イソプロピル－２－ブテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がイソプロピル基であり、Ｒ２がシクロヘキシルメチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
２，４－ジシクロヘキシル－２－ブテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がシクロヘキシルメチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
GCMS分析の結果、GJF2w株及びGJF3w株ともに、ロイシンとシクロヘキシルアラニンを基質にした場合には、３－メチルブタナールとシクロヘキシルアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１３の脂肪族環状アルデヒド化合物である２－シクロヘキシル－５－メチル－２－ヘキセナール又は４－シクロヘキシル－２－イソプロピル－２－ブテナールの生成が推定された（下記化学反応式３を参照）。また、シクロヘキシルアセトアルデヒドのセルフアルドール反応によって生成する炭素数１６の脂肪族環状アルデヒド化合物である２，４－ジシクロヘキシル－２－ブテナールの生成が推定された（下記化学反応式４を参照）。
２－シクロヘキシル－５－メチル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
４－シクロヘキシル－２－イソプロピル－２－ブテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がイソプロピル基であり、Ｒ２がシクロヘキシルメチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
２，４－ジシクロヘキシル－２－ブテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がシクロヘキシルメチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
また、GCMS分析の結果、GJF2w株及びGJF3w株ともに、バリンとロイシン、バリンとフェニルアラニン、バリンとシクロヘキシルアラニンの各組み合わせでは、バリンに由来するイソブチルアルデヒドから生成されるアルドール反応産物は検出されなかった。このことから、GJF2w株とGJF3w株ではバリンを基質にすることができないことがわかった。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
［実施例４］
アミノ酸としてバリンを使用した場合のアルデヒド化合物の生成について検討した。
アミノ酸としてバリンを使用した場合のアルデヒド化合物の生成について検討した。
＜微生物菌体懸濁液の調製＞
微生物菌体として、GJF4w株を用い、実施例２と同様の手順で微生物菌体懸濁液を調製した。
微生物菌体として、GJF4w株を用い、実施例２と同様の手順で微生物菌体懸濁液を調製した。
＜微生物菌体を触媒としたセル反応＞
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質を以下の組み合わせで加え、更に吸着剤として合成吸着剤であるセパビーズSP850（三菱ケミカル株式会社製）を１００ｍｇ添加し、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
（基質の組み合わせ）
・ロイシン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・フェニルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・シクロヘキシルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・ロイシン８ｍｇ＋フェニルアラニン８ｍｇ＋シクロヘキシルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質を以下の組み合わせで加え、更に吸着剤として合成吸着剤であるセパビーズSP850（三菱ケミカル株式会社製）を１００ｍｇ添加し、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
（基質の組み合わせ）
・ロイシン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・フェニルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・シクロヘキシルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
・ロイシン８ｍｇ＋フェニルアラニン８ｍｇ＋シクロヘキシルアラニン８ｍｇ＋バリン８ｍｇ
＜アルデヒド化合物の検出＞
実施例２と同様の手順でアルデヒド化合物の検出を行った。
実施例２と同様の手順でアルデヒド化合物の検出を行った。
＜実施例４の検討結果＞
GCMS分析の結果、GJF4w株では、バリンとロイシンを基質とした場合に、イソブチルアルデヒドと３－メチルブタナールとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数９の脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物である２－イソプロピル－４－メチル－２－ペンテナールの生成が推定された（下記化学反応式５を参照）。
２－イソプロピル－４－メチル－２－ペンテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１及びＲ２が共にイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
GCMS分析の結果、GJF4w株では、バリンとロイシンを基質とした場合に、イソブチルアルデヒドと３－メチルブタナールとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数９の脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物である２－イソプロピル－４－メチル－２－ペンテナールの生成が推定された（下記化学反応式５を参照）。
２－イソプロピル－４－メチル－２－ペンテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１及びＲ２が共にイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
また、GCMS分析の結果、GJF4w株では、バリンとフェニルアラニンを基質とした場合に、イソブチルアルデヒドとフェニルアセトアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１２の芳香族アルデヒド化合物である４－メチル－２－フェニル－２－ペンテナールの生成が確認された（下記化学反応式６を参照）。
４－メチル－２－フェニル－２－ペンテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
４－メチル－２－フェニル－２－ペンテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
さらに、GCMS分析の結果、GJF4w株では、バリンとシクロヘキシルアラニンを基質とした場合に、イソブチルアルデヒドとシクロヘキシルアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１２の脂肪族環状アルデヒド化合物である２－シクロヘキシル－４－メチル－２－ペンテナールの生成が推定された（下記化学反応式７を参照）。
２－シクロヘキシル－４－メチル－２－ペンテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
２－シクロヘキシル－４－メチル－２－ペンテナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
なお、GCMS分析の結果、GJF4w株では、バリンとロイシンとフェニルアラニンとシクロヘキシルアラニンとの４種を同時に基質とした場合に、以下の化合物の生成が確認された。
・２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナール：炭素数１０の脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がイソプロピル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・４－メチル－２－フェニル－２－ペンテナール：炭素数１２の芳香族アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナール：炭素数１３の芳香族アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
また、以下の化合物の生成が推定された。
・２－イソプロピル－４－メチル－２－ペンテナール：炭素数９の脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１及びＲ２が共にイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・２－シクロヘキシル－４－メチル－２－ペンテナール：炭素数１２の脂肪族環状アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・２－シクロヘキシル－５－メチル－２－ヘキセナール：炭素数１３の脂肪族環状アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・４－シクロヘキシル－２－イソプロピル－２－ブテナール：炭素数１３の脂肪族環状アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がイソプロピル基であり、Ｒ２がシクロヘキシルメチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・２，４－ジシクロヘキシル－２－ブテナール：炭素数１６の脂肪族環状アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１及びＲ２が共にシクロヘキシルメチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
・２－イソプロピル－５－メチル－２－ヘキセナール：炭素数１０の脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がイソプロピル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・４－メチル－２－フェニル－２－ペンテナール：炭素数１２の芳香族アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナール：炭素数１３の芳香族アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
また、以下の化合物の生成が推定された。
・２－イソプロピル－４－メチル－２－ペンテナール：炭素数９の脂肪族分岐鎖アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１及びＲ２が共にイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・２－シクロヘキシル－４－メチル－２－ペンテナール：炭素数１２の脂肪族環状アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がイソプロピル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・２－シクロヘキシル－５－メチル－２－ヘキセナール：炭素数１３の脂肪族環状アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がシクロヘキシル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・４－シクロヘキシル－２－イソプロピル－２－ブテナール：炭素数１３の脂肪族環状アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がイソプロピル基であり、Ｒ２がシクロヘキシルメチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
・２，４－ジシクロヘキシル－２－ブテナール：炭素数１６の脂肪族環状アルデヒド化合物であり、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１及びＲ２が共にシクロヘキシルメチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
［実施例５］
微生物菌体として、コリネバクテリウム グルタミカム GJF5w株を用いて、アミノ酸からのアルデヒド化合物の生成について検討した。
微生物菌体として、コリネバクテリウム グルタミカム GJF5w株を用いて、アミノ酸からのアルデヒド化合物の生成について検討した。
＜微生物菌体懸濁液の調製＞
GJF5w株は、上記したグリセロールストック５０μＬを、カナマイシン５０μｇ／ｍＬ及び最終濃度２％になるように５０％（ｗ／ｖ）グルコース溶液を添加した１０ｍＬのＡ培地に添加して植菌し、３３℃で２４時間、好気条件下で振盪培養した。振盪培養後、菌体を集菌し、リン酸バッファー（組成は上記と同様）で２回洗浄した。洗浄後の菌体を、セル濃度がOD600＝40前後となるように０．５ｍＬリン酸バッファー（組成は上記と同様）中に懸濁し、微生物菌体懸濁液を調製した。
振盪培養に用いたＡ培地の組成は、微生物菌体の構築の欄で用いたＡ寒天培地から寒天を除いた組成とした。
GJF5w株は、上記したグリセロールストック５０μＬを、カナマイシン５０μｇ／ｍＬ及び最終濃度２％になるように５０％（ｗ／ｖ）グルコース溶液を添加した１０ｍＬのＡ培地に添加して植菌し、３３℃で２４時間、好気条件下で振盪培養した。振盪培養後、菌体を集菌し、リン酸バッファー（組成は上記と同様）で２回洗浄した。洗浄後の菌体を、セル濃度がOD600＝40前後となるように０．５ｍＬリン酸バッファー（組成は上記と同様）中に懸濁し、微生物菌体懸濁液を調製した。
振盪培養に用いたＡ培地の組成は、微生物菌体の構築の欄で用いたＡ寒天培地から寒天を除いた組成とした。
＜微生物菌体を触媒としたセル反応＞
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質としてロイシン８ｍｇとフェニルアラニン８ｍｇとを加え、更に吸着剤として合成吸着剤であるセパビーズSP850（三菱ケミカル株式会社製）を１００ｍｇ添加し、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
上記方法で調製した微生物菌体懸濁液中に、基質としてロイシン８ｍｇとフェニルアラニン８ｍｇとを加え、更に吸着剤として合成吸着剤であるセパビーズSP850（三菱ケミカル株式会社製）を１００ｍｇ添加し、反応温度３３℃にて２４時間反応させた。
＜アルデヒド化合物の検出＞
アルデヒド化合物の検出は、セパビーズSP850を含んだセル反応後の反応液に等量の酢酸エチルを添加してボルテックスした後、ガスクロマトグラフ質量分析計GCMS QP－2010（株式会社島津製作所製）にて分析した。標品はSIGMA社より購入した。
アルデヒド化合物の検出は、セパビーズSP850を含んだセル反応後の反応液に等量の酢酸エチルを添加してボルテックスした後、ガスクロマトグラフ質量分析計GCMS QP－2010（株式会社島津製作所製）にて分析した。標品はSIGMA社より購入した。
＜実施例５の検討結果＞
GCMS分析の結果、３－メチルブタナールとフェニルアセトアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１３の芳香族アルデヒド化合物である５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールの生成が確認された（上記化学反応式１を参照）。
５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
GCMS分析の結果、３－メチルブタナールとフェニルアセトアルデヒドとのクロスアルドール反応によって生成する炭素数１３の芳香族アルデヒド化合物である５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールの生成が確認された（上記化学反応式１を参照）。
５－メチル－２－フェニル－２－ヘキセナールは、上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１がフェニル基であり、Ｒ２がイソブチル基であるα、β－不飽和アルデヒドである。
なお、上記一般式（ＩＩ）のα、β－不飽和アルデヒドの脱水前の化合物に対応する、上記一般式（Ｉ）のβ－ヒドロキシアルデヒドに相当すると推定されるピークも、GCMSにおいて僅かではあるが観測された。
［参考例１］
宿主細胞として用いたエシェリヒア コリ菌体が有するアルドール反応活性が、酵素性であるか否かを確認するため、煮沸した菌体によるアルドール反応活性について検討した。
宿主細胞として用いたエシェリヒア コリ菌体が有するアルドール反応活性が、酵素性であるか否かを確認するため、煮沸した菌体によるアルドール反応活性について検討した。
（１）菌体調製
エシェリヒア コリ菌体（BL21株）の培養は、実施例１のLB培地に、炭素源として、最終濃度２％になるように５０％（ｗ／ｖ）グルコース溶液を添加し、グリセロールストック５０μＬを植菌後、３３℃で２４時間振盪培養した。
エシェリヒア コリ菌体（BL21株）の培養は、実施例１のLB培地に、炭素源として、最終濃度２％になるように５０％（ｗ／ｖ）グルコース溶液を添加し、グリセロールストック５０μＬを植菌後、３３℃で２４時間振盪培養した。
（２）菌体の熱処理
菌体を集菌後、リン酸バッファー［50mM NaPi(pH7.5), 100mM NaCl］で２回洗浄した。洗浄後の菌体を、セル濃度がOD600＝200前後となるように１００μＬリン酸バッファー［50mM NaPi(pH7.5), 100mM NaCl］に懸濁した。
本細胞懸濁液を１００℃で １０分間煮沸した後、遠心分離によって上精部分を回収して可溶性画分とした。沈殿は１００μＬリン酸バッファー［50mM NaPi(pH7.5), 100mM NaCl］で再懸濁して不溶性画分とした。
菌体を集菌後、リン酸バッファー［50mM NaPi(pH7.5), 100mM NaCl］で２回洗浄した。洗浄後の菌体を、セル濃度がOD600＝200前後となるように１００μＬリン酸バッファー［50mM NaPi(pH7.5), 100mM NaCl］に懸濁した。
本細胞懸濁液を１００℃で １０分間煮沸した後、遠心分離によって上精部分を回収して可溶性画分とした。沈殿は１００μＬリン酸バッファー［50mM NaPi(pH7.5), 100mM NaCl］で再懸濁して不溶性画分とした。
上記可溶性画分および不溶性画分それぞれ１００μＬ、ブチルアルデヒド３μＬを添加して反応温度３３℃で１時間反応させた後、反応液に１００μＬ酢酸エチルを加えてボルテックスし、酢酸エチル層をGCMS分析した。また、菌体の熱処理を行うことなく同様の処理を行い、不溶性画分の酢酸エチル層をGCMS分析した。
GCMS分析の結果を図１に示す。GCMS分析の結果、アルドール反応による生成物（ブチルアルデヒド２分子がセルフアルドール反応によって連結して生成する２－エチル－３－ヒドロキシヘキサナール（２Ｅ３ＨＨ）、及び脱水反応まで進んだ２－エチル－２－ヘキサナール（２Ｅ２Ｈ））は、可溶性画分にはほとんど検出されず、アルドール反応活性はみられなかった。このことはエシェリヒア コリ菌体が有するアルドール反応活性が遊離のアミノ酸由来ではないことを示唆している。
一方、不溶性画分には煮沸前の菌体と同等のアルドール反応活性が保持されていた。このことはエシェリヒア コリ菌体が有するアルドール反応活性が酵素由来ではないことを示唆している。
一方、不溶性画分には煮沸前の菌体と同等のアルドール反応活性が保持されていた。このことはエシェリヒア コリ菌体が有するアルドール反応活性が酵素由来ではないことを示唆している。
なお、エシェリヒア コリ菌体にはアルドール反応を触媒する酵素アルドラーゼが発現しているが、本アルドラーゼはブチルアルデヒドのような炭素数が４つ以上の脂肪族や芳香族アルデヒドをドナー基質としたアルドール反応はほとんど触媒できないことが知られている。そのため、エシェリヒア コリ菌体に検出されたブチルアルデヒドに対するアルドール反応はアルドラーゼ以外の活性によるものと考えられた。
Claims (10)
- 水系反応液中で触媒とアミノ酸とを接触させて、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成するアルデヒド生成工程を含み、
前記触媒が、微生物菌体又はその一部であり、
前記微生物菌体又はその一部が、エシェリヒア コリ又はコリネ型細菌の形質転換体又はその一部であって、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を発現可能に改変された形質転換体であり、
前記α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質が、下記（１ａ）又は（１ｂ）のタンパク質であり、
（１ａ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（１ｂ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質
前記アミノ酸が、ロイシン及びフェニルアラニンであり、
前記炭素数８～１６のアルデヒド化合物が、下記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒド及び下記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドから選択される１種以上である、アルデヒド化合物の製造方法。
［前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル基、４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル基、又はシクロヘキシル基である。Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、４－ヒドロキシベンジル基、（４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル）メチル基、（４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル）メチル基、又はシクロヘキシルメチル基である。］ - 水系反応液中で触媒とアミノ酸とを接触させて、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成するアルデヒド生成工程を含み、
前記触媒が、微生物菌体又はその一部であり、
前記微生物菌体又はその一部が、エシェリヒア コリ又はコリネ型細菌の形質転換体又はその一部であって、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とフェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変された形質転換体であり、
前記α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質が、下記（１ａ）又は（１ｂ）のタンパク質であり、
（１ａ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（１ｂ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質
前記ロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質が、下記（３ａ）又は（３ｂ）のタンパク質であり、
（３ａ）配列表の配列番号３に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（３ｂ）配列表の配列番号３に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つロイシン脱水素酵素活性を有するタンパク質
前記フェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質が、下記（４ａ）又は（４ｂ）のタンパク質であり、
（４ａ）配列表の配列番号４に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（４ｂ）配列表の配列番号４に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つフェニルアラニン脱水素酵素活性を有するタンパク質
前記アミノ酸が、
ロイシン及びフェニルアラニン、又は
ロイシン及びシクロヘキシルアラニン
であり、
前記炭素数８～１６のアルデヒド化合物が、下記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒド及び下記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドから選択される１種以上である、アルデヒド化合物の製造方法。
［前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル基、４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル基、又はシクロヘキシル基である。Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、４－ヒドロキシベンジル基、（４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル）メチル基、（４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル）メチル基、又はシクロヘキシルメチル基である。］ - 水系反応液中で触媒とアミノ酸とを接触させて、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成するアルデヒド生成工程を含み、
前記触媒が、微生物菌体又はその一部であり、
前記微生物菌体又はその一部が、エシェリヒア コリ又はコリネ型細菌の形質転換体又はその一部であって、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変された形質転換体であり、
前記α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質が、下記（１ａ）又は（１ｂ）のタンパク質であり、
（１ａ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（１ｂ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質
前記アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質が、下記（２ａ）又は（２ｂ）のタンパク質であり、
（２ａ）配列表の配列番号２に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（２ｂ）配列表の配列番号２に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質
前記アミノ酸が、
ロイシン及びフェニルアラニン、又は
ロイシン及びシクロヘキシルアラニン
であり、
前記炭素数８～１６のアルデヒド化合物が、下記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒド及び下記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドから選択される１種以上である、アルデヒド化合物の製造方法。
［前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル基、４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル基、又はシクロヘキシル基である。Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、４－ヒドロキシベンジル基、（４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル）メチル基、（４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル）メチル基、又はシクロヘキシルメチル基である。］ - 水系反応液中で触媒とアミノ酸とを接触させて、炭素数８～１６のアルデヒド化合物を生成するアルデヒド生成工程を含み、
前記触媒が、微生物菌体又はその一部であり、
前記微生物菌体又はその一部が、エシェリヒア コリ又はコリネ型細菌の形質転換体又はその一部であって、α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とバリン脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子とを発現可能に改変された形質転換体であり、
前記α－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質が、下記（１ａ）又は（１ｂ）のタンパク質であり、
（１ａ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（１ｂ）配列表の配列番号１に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つα－ケト酸脱炭酸酵素活性を有するタンパク質
前記アミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質が、下記（２ａ）又は（２ｂ）のタンパク質であり、
（２ａ）配列表の配列番号２に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（２ｂ）配列表の配列番号２に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つアミノ酸デアミナーゼ活性を有するタンパク質
前記バリン脱水素酵素活性を有するタンパク質が、下記（５ａ）又は（５ｂ）のタンパク質であり、
（５ａ）配列表の配列番号５に示すアミノ酸配列からなるタンパク質
（５ｂ）配列表の配列番号５に示すアミノ酸配列との相同性が９０％以上であり、且つバリン脱水素酵素活性を有するタンパク質
前記アミノ酸が、
ロイシン及びバリン、
バリン及びフェニルアラニン、
バリン及びシクロヘキシルアラニン、又は
バリン、ロイシン、フェニルアラニン、及びシクロヘキシルアラニン
であり、
前記炭素数８～１６のアルデヒド化合物が、下記一般式（Ｉ）で表されるβ－ヒドロキシアルデヒド及び下記一般式（ＩＩ）で表されるα，β－不飽和アルデヒドから選択される１種以上である、アルデヒド化合物の製造方法。
［前記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル基、４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル基、又はシクロヘキシル基である。Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、フェニル基、４－ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、４－ヒドロキシベンジル基、（４－ヒドロキシ－２－シクロヘキセン－１－イル）メチル基、（４－ヒドロキシ－１，５－シクロヘキサジエン－１－イル）メチル基、又はシクロヘキシルメチル基である。］ - 前記アルデヒド生成工程が、吸着剤の存在下で行われる、請求項１～４のいずれか１項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
- 宿主細胞としての前記エシェリヒア コリ又は前記コリネ型細菌が、その染色体上に存在するアルコール脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子及びフェニルアセトアルデヒド脱水素酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子から選択される遺伝子のうち、少なくとも１つ以上が破壊及び／又は欠失された形質転換体である、請求項１～５のいずれか１項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
- 請求項１～６のいずれか１項に記載のアルデヒド化合物の製造方法により製造されたアルデヒド化合物に対し、前記アルデヒド化合物が有する酸素原子を低減する処理を行う工程を含む、炭化水素化合物の製造方法。
- 前記酸素原子を低減する処理が、水素化処理を含む、請求項７に記載の炭化水素化合物の製造方法。
- 請求項７又は８に記載の炭化水素化合物の製造方法により燃料を製造する方法。
- 請求項７又は８に記載の炭化水素化合物の製造方法によりジェット燃料を製造する方法。
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