JPH05103684A - Production of 13c-labeled compound - Google Patents

Production of 13c-labeled compound

Info

Publication number
JPH05103684A
JPH05103684A JP6777991A JP6777991A JPH05103684A JP H05103684 A JPH05103684 A JP H05103684A JP 6777991 A JP6777991 A JP 6777991A JP 6777991 A JP6777991 A JP 6777991A JP H05103684 A JPH05103684 A JP H05103684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
labeled
phosphate
isomerase
fructose
enzyme
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6777991A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2907303B2 (en
Inventor
Nobuo Kato
暢夫 加藤
Yoshiyuki Sato
義幸 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
Priority to JP6777991A priority Critical patent/JP2907303B2/en
Priority to IL10112092A priority patent/IL101120A/en
Priority to AU11421/92A priority patent/AU651176B2/en
Priority to DE69211388T priority patent/DE69211388T2/en
Priority to EP92301853A priority patent/EP0503832B1/en
Priority to CA002062453A priority patent/CA2062453C/en
Priority to US07/846,478 priority patent/US5352590A/en
Publication of JPH05103684A publication Critical patent/JPH05103684A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2907303B2 publication Critical patent/JP2907303B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To industrially and advantageously obtain the subject compound useful in various fields of biological reactional research, medical care, etc., by reacting an enzymic system of a lyase enzyme, an isomerase enzyme, etc., with a <13>C- labeled carbon source compound and a reactional substrate and specifically labeling a specific position with the <13>C. CONSTITUTION:An enzymic system composed of at least one of a lyase enzyme (e.g. hexulose phosphate synthase), belonging to EC4 group and capable of synthesizing carbon-carbon bonds and a isomerase enzyme (e.g. phosphohexuloisomerase), belonging to EC5 group and capable of isomerizing a reactional substrate is reacted with a <13>C-labeled carbon source compound (e.g. <13>C-labeled formaldehyde) and a reactional substrate (e.g. ribose 5- phosphate), which is then converted into an isomerized substance (e.g. ribulose 5-phosphate) with the first isomerase enzyme. The resultant substance is subsequently reacted with the <13>C-labeled carbon source compound and further with the lyase enzyme to efficiently afford the objective <13>C-labeled compound (e.g. <13>C-labeled fructose 6-phosphate).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、13C標識化合物の製造
方法に関し、詳しくはリアーゼ酵素と、イソメラーゼ酵
素の少くとも1種とよりなる酵素系、13C標識炭素源化
合物および反応基質を反応させて特定位置の炭素が13
で特異的に標識された13C標識化合物を得ることを特徴
とする13C標識化合物の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a 13 C-labeled compound, more specifically, an enzyme system comprising a lyase enzyme and at least one isomerase enzyme, a 13 C-labeled carbon source compound and a reaction substrate. And carbon at a specific position is 13 C
In a method for the preparation of 13 C-labeled compound characterized by obtaining a specifically labeled 13 C-labeled compound.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその課題】従来、例えば特開昭62
−130692号公報には、13C標識化合物であって、
そのすべての炭素または不特定位置の一部の炭素が13
で標識された13C標識化合物の製造方法については記載
されているが、特定位置の炭素が13Cで特異的に標識さ
れた13C標識化合物の製造方法については具体的な記載
もそれを示唆する記載もない。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Sho 62-62
-130692 discloses a 13 C-labeled compound,
All the carbons or some carbons at unspecified positions are 13 C
In it has been described for the production method of a labeled 13 C-labeled compound, suggesting that even concrete description about a manufacturing method of specifically labeled 13 C-labeled compound with carbon at a particular position is 13 C There is no description to do.

【0003】例えば、13C標識フルクトース−6−リン
酸の製造方法として、従来化学的合成法が知られている
が、フルクトースには4個の不斉炭素があり、それによ
って16種の光学異性体が存在するため位置特異的に標
識したフルクトースを化学的に合成するには数多くの反
応ステップが必要で、生産物の光学純度は必ずしも高く
ない。
For example, as a method for producing 13 C-labeled fructose-6-phosphate, a chemical synthesis method has been conventionally known, but fructose has four asymmetric carbon atoms, which results in 16 kinds of optical isomerism. Due to the presence of the body, many reaction steps are required to chemically synthesize regiospecifically labeled fructose, and the optical purity of the product is not necessarily high.

【0004】特開昭62−130692号公報には、13
CラベルC1 化合物を含む増殖炭素源を含有する栄養培
地中でメチロトローフ性微生物を培養することからな
る、同位体でラベルされた生化学製品の製造方法が開示
されている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-130692 discloses that 13
Disclosed is a method for producing an isotope-labeled biochemical product, which comprises culturing a methylotrophic microorganism in a nutrient medium containing a growing carbon source containing a C-labeled C 1 compound.

【0005】特開昭62−130692号公報には同化
性Cn 化合物と13CラベルC1 化合物とを含有する栄養
培地中でメチルトローフ性微生物を培養して、蓄積した
量の13CラベルCn+1 縮合生成物を得ることからなる、
生物学的転化方法(ただしnは2以上の整数を意味す
る)が開示されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 62-130692, a methyltrough microorganism is cultured in a nutrient medium containing an assimilable C n compound and a 13 C-labeled C 1 compound, and the accumulated amount of 13 C-labeled C n is added. +1 to obtain the condensation product,
Biological conversion methods (where n means an integer of 2 or greater) are disclosed.

【0006】特開昭62−130692号公報には、第
5頁右上欄第8行〜同第12行において、『本明細書で
使用した「リブロース−リン酸経路」(RMP)とは、
ホルムアルデヒド3分子が縮合してピルビン酸1分子
か、またはジヒドロキシアセトンリン酸1分子のいずれ
かを生成する生化学回路を意味する。』と記載されてい
る。
[0006] In JP-A-62-130692, on page 5, upper right column, lines 8 to 12, "the ribulose-phosphate pathway" (RMP) used in the present specification is
A biochemical cycle in which three molecules of formaldehyde are condensed to produce either one molecule of pyruvic acid or one molecule of dihydroxyacetone phosphate. ] Is described.

【0007】特開昭62−130692号公報には、第
7頁左下欄第16行〜同右下欄第5行において、ヘキシ
ュロース−6−リン酸がヘキシュロースリン酸シンター
ゼの触媒作用による生成物であること、およびヘキシュ
ロース−6−リン酸はヘキシュロースリン酸イソメラー
ゼによりグルコース6−リン酸に転化されることについ
て教示されている。
JP-A-62-130692 discloses, on page 7, lower left column, line 16 to lower right column, line 5, that hexulose-6-phosphate is a product of the catalytic action of hexulose phosphate synthase. And that hexulose-6-phosphate is converted to glucose 6-phosphate by hexulose phosphate isomerase.

【0008】しかしながら、特開昭62−130692
号公報には、特定の酵素系に13C標識ホルムアルデヒド
およびリボース−5−リン酸を添加反応させてC−1位
が特異的に13Cで標識されたフルクトース−6−リン酸
が得られることについては具体的な記載も、それを示唆
する記載もない。
However, JP-A-62-130692
Japanese Patent Laid-Open Publication No. 6-53242 discloses that fructose-6-phosphate specifically labeled with 13 C at the C-1 position is obtained by reacting 13 C-labeled formaldehyde and ribose-5-phosphate with a specific enzyme system. There is neither a concrete description nor a suggestion therefor.

【0009】特定位置の炭素が13Cで特異的に標識され
13C標識化合物は、13Cで均一に標識されたもの、14
C標識化合物などに比較して、核磁気共鳴装置、質量分
析計などを用いて生物のエネルギー代謝系の研究を行な
う場合、より多くの定性的かつ定量的な有益な情報を得
ることが可能となり、生体反応の研究から医療分野へと
様々な分野で利用することが可能であって、その工業的
に有利な製造方法が要望されている。
[0009] What is 13 C-labeled compound carbon was specifically labeled with 13 C at a specific position, which is uniformly labeled with 13 C, 14
Compared to C-labeled compounds, etc., when conducting research on the energy metabolism system of organisms using a nuclear magnetic resonance apparatus, mass spectrometer, etc., it becomes possible to obtain more qualitative and quantitative useful information. It can be used in various fields from the study of biological reactions to the medical field, and an industrially advantageous production method thereof is desired.

【0010】例えば、そのC−1位が特異的に13Cで標
識された13C標識フルクトース−6−リン酸は、解糖系
の代謝中間体でもあり、生物のエネルギー代謝系の研究
を行なう際に有用であり、生体内でのフルクトース−6
−リン酸の変化の過程を質量分析計、核磁気共鳴装置な
どを用いて追跡する際には、フルクトース−6−リン酸
の特定位置の炭素が13Cで特異的に標識されたものが望
ましく、その工業的に有利な製造方法が要望されてい
る。
[0010] For example, 13 C-labeled fructose 6-phosphate to the C-1 position labeled with a specifically 13 C is also a metabolic intermediate of glycolysis, perform research of biological energy metabolism Useful in vivo and fructose-6 in vivo
-When tracing the process of phosphate change using a mass spectrometer, a nuclear magnetic resonance apparatus, etc., it is desirable that fructose-6-phosphate has a carbon at a specific position specifically labeled with 13 C. There is a demand for an industrially advantageous manufacturing method thereof.

【0011】本発明は、特定位置の炭素が特異的に13
で標識された13C標識化合物、例えばC−1位が特異的
13Cで標識された13C標識フルクトース−6−リン酸
の工業的に有利な製造方法を提供することを目的として
いる。
In the present invention, carbon at a specific position is specifically 13 C.
In labeled 13 C-labeled compounds, for example, the C-1 position is intended to provide an industrially advantageous method for producing a specifically 13 labeled with 13 C C-labeled fructose 6-phosphate.

【0012】[0012]

【問題点を解決するための手段】本発明は第1に、EC
4群に属し、炭素−炭素結合を合成できるリアーゼ酵素
と、EC5群に属し、反応基質を異性化できるイソメラ
ーゼ酵素の少くとも1種とよりなる酵素系、13C標識炭
素源化合物および反応基質を反応させて特定位置の炭素
13Cで特異的に標識された13C標識化合物を得ること
を特徴とする13C標識化合物の製造方法を提供するもの
である。
The present invention is firstly directed to the EC
An enzyme system consisting of a lyase enzyme belonging to Group 4 and capable of synthesizing carbon-carbon bonds, and at least one isomerase enzyme belonging to EC5 group capable of isomerizing a reaction substrate, a 13 C-labeled carbon source compound and a reaction substrate there is provided a method for producing 13 C-labeled compound characterized by obtaining the 13 C-labeled compound of carbon atoms in the specified position is specifically labeled with 13 C and reacted.

【0013】本発明は、第2に必要に応じて第1のイソ
メラーゼ酵素を用いて反応基質を異性化し、異性化され
た反応基質に13C標識炭素源化合物を添加・反応させて
特定位置の炭素を13Cで特異的に標識させ、次いで第2
のイソメラーゼ酵素を添加・反応させて特定位置の炭素
13Cで標識された13C標識化合物を得ることを特徴と
する13C標識化合物の製造方法を提供するものである。
Secondly, according to the present invention, the reaction substrate is isomerized using the first isomerase enzyme, if necessary, and the 13 C-labeled carbon source compound is added to and reacted with the isomerized reaction substrate to obtain a specific position. Carbon is specifically labeled with 13 C, then a second
Was added to react with isomerase enzyme of is to provide a method for producing 13 C-labeled compound characterized by obtaining the 13 C-labeled compound carbon labeled with 13 C at a specific position.

【0014】本発明は、第3にホスホリボイソメラーゼ
(以下PRIと略称することがある)、ヘキシュロース
リン酸シンターゼ(以下HPSと略称することがある)
およびホスホヘキシュロイソメラーゼ(以下PHIと略
称することがある)よりなるメタノール資化性細菌のホ
ルムアルデヒド固定酵素系、13C標識ホルムアルデヒド
およびリボース−5−リン酸(以下R5Pと略称するこ
とがある)を反応させてC−1位が特異的に13Cで標識
されたフルクトース−6−リン酸(以下F6Pと略称す
ることがある)を得ることを特徴とする13C標識フルク
トース−6−リン酸の製造方法を提供するものである。
Thirdly, the present invention provides phosphoribose isomerase (hereinafter sometimes abbreviated as PRI) and hexulose phosphate synthase (hereinafter sometimes abbreviated as HPS).
And a formaldehyde-fixing enzyme system of a methanol-assimilating bacterium consisting of phosphohexyl isomerase (hereinafter sometimes referred to as PHI), 13 C-labeled formaldehyde and ribose-5-phosphate (hereinafter sometimes referred to as R5P) A fructose-6-phosphate (hereinafter sometimes abbreviated as F6P) whose C-1 position is specifically labeled with 13 C, to obtain 13 C-labeled fructose-6-phosphate, A manufacturing method is provided.

【0015】本発明は、第4にリボース−5−リン酸を
ホスホリボイソメラーゼにより異性化してリブロース−
5−リン酸とし、次いでヘキシュロースリン酸シンター
ゼおよび13C標識ホルムアルデヒドを添加・反応させて
C−1位が特異的に13Cで標識された13C標識ヘキシュ
ロース−6−リン酸を生成させ、次いでホスホヘキシュ
ロイソメラーゼにより異性化してC−1位が特異的に13
Cで標識されたフルクトース−6−リン酸を得ることを
特徴とする13C標識フルクトース−6−リン酸の製造方
法を提供するものである。
In the fourth aspect of the present invention, ribose-5-phosphate is isomerized by phosphoribose isomerase to give ribulose-5-phosphate.
5-phosphate, and then hexulose phosphate synthase and 13 C-labeled formaldehyde are added and reacted to produce 13 C-labeled hexulose-6-phosphate that is specifically labeled with 13 C at the C-1 position. , And then isomerized by phosphohexyl isomerase to specifically bind the C-1 position to 13
The present invention provides a method for producing 13 C-labeled fructose-6-phosphate, which comprises obtaining fructose-6-phosphate labeled with C.

【0016】本発明は、第5にメタノールを単一炭素源
とする液体培地にMethylomonas aminofaciens 77a菌
株を植菌・培養して得られるMethylomonas aminofacien
s 77a菌株の無細胞抽出液、13C標識ホルムアルデヒ
ドおよびリボース−5−リン酸を反応させてC−1位が
特異的に13Cで標識されたフルクトース−6−リン酸を
得ることを特徴とする13C標識フルクトース−6−リン
酸の製造方法を提供するものである。
Fifth, the present invention provides Methylomonas aminofacien obtained by inoculating and culturing Methylomonas aminofaciens 77a strain in a liquid medium containing methanol as a single carbon source.
s 77a strain cell-free extract, 13 C labeled formaldehyde and ribose-5-phosphate are reacted to obtain fructose-6-phosphate specifically labeled with 13 C at the C-1 position. The present invention provides a method for producing 13 C-labeled fructose-6-phosphate.

【0017】本発明において、EC4群に属し、炭素−
炭素結合を合成できるリアーゼ酵素の例として、ヘキシ
ュロースリン酸シンターゼ、ホスホリボシルアミノイミ
ダゾールカルボキシラーゼ、ホスホエノールピルビン酸
カルボキシキナーゼ、リブロースビスリン酸カルボキシ
ラーゼ、ケトテトロースリン酸アルドラーゼ、トレオニ
ンアルドラーゼ、フルクトースビスリン酸アルドラー
ゼ、ホスホ−2−ケト−3デオキシグルコネートアルド
ラーゼ、フクロースリン酸アルドラーゼ、2−ケト−3
−デオキシ−L−ペントネートアルドラーゼ、L−ラム
ニュロース−1−リン酸アルドラーゼ、2−ケト−3−
デオキシ−D−グルカル酸アルドラーゼ,6−ホスホ−
2−ケト−3−デオキシ−ガラクトネートアルドラー
ゼ、フルクトース−6−リン酸ホスホケトラーゼ、3−
デオキシ−D−マンノ−オクチュロリン酸アルドラー
ゼ、フェニルセリンアルドラーゼ、2−ケト−3−デオ
キシ−D−ペントネートアルドラーゼ、ホスホ−5−ケ
ト−2−デオキシ−グルコネートアルドラーゼ、17α
−ヒドロキシプロゲステロンアルドラーゼ、2−オキソ
−4−ヒドロキシグルタル酸アルドラーゼ、トリメチル
アミン−オキシドアルドラーゼ、イソクエン酸リアー
ゼ、マレートシンターゼ、N−アセチルノイラミン酸リ
アーゼ、クエン酸リアーゼ、クエン酸シンテターゼ、3
−ヒドロキシアスパレートアルドラーゼ、4−ヒドロキ
シ−2−オキソグルタレートアルドラーゼ、N−アセチ
ルノイラミンシンターゼ、マリールCoAリアーゼ、3
−ヒドロキシ−3−イソヘキセニルグルタリル−CoA
リアーゼ、メチル酢酸シンターゼ、デオキシリボジプリ
ミジンホトリアーゼ、フマル酸ヒドラターゼ、カーボネ
イトジヒドラターゼ、アコニット酸ヒドラターゼ、シス
タチオニン−β−シンターゼ、ラクトイルグルタチオン
リアーゼなどがあげられるが、これらのうち増炭反応に
よる13C標識化合物の合成の場合には、反応基質の一方
13C標識炭素源として容易に合成できる点で、ヘキシ
ュロースリン酸シンターゼ、リブロースビスリン酸カル
ボキシラーゼ、ケトテトロースリン酸アルドラーゼ、フ
ルクトースビスリン酸アルドラーゼ、フクロースリン酸
アルドラーゼ、2−ケト−3−デオキシ−D−グルカル
酸アルドラーゼ、6−ホスホ−2−ケト−3−デオキシ
−ガラクトネートアルドラーゼ、3−デオキシ−D−マ
ンノ−オクチュロソン酸アルドラーゼ、ホスホ−5−ケ
ト−2−デオキシ−グルコネートアルドラーゼ、2−オ
キソ−4−ヒドロキシグルタル酸アルドラーゼなどが好
ましい。
In the present invention, carbon-
Examples of lyase enzymes capable of synthesizing carbon bonds include hexulose phosphate synthase, phosphoribosylaminoimidazole carboxylase, phosphoenolpyruvate carboxykinase, ribulose bisphosphate carboxylase, ketotetrose phosphate aldolase, threonine aldolase, fructose bisphosphate aldolase, Phospho-2-keto-3 deoxygluconate aldolase, fucose phosphate aldolase, 2-keto-3
-Deoxy-L-pentonate aldolase, L-rhamnurose-1-phosphate aldolase, 2-keto-3-
Deoxy-D-glucarate aldolase, 6-phospho-
2-keto-3-deoxy-galactonate aldolase, fructose-6-phosphate phosphoketolase, 3-
Deoxy-D-manno-octulophosphate aldolase, phenylserine aldolase, 2-keto-3-deoxy-D-pentonate aldolase, phospho-5-keto-2-deoxy-gluconate aldolase, 17α
-Hydroxyprogesterone aldolase, 2-oxo-4-hydroxyglutarate aldolase, trimethylamine-oxide aldolase, isocitrate lyase, malate synthase, N-acetylneuraminic acid lyase, citrate lyase, citrate synthetase, 3
-Hydroxyaspartate aldolase, 4-hydroxy-2-oxoglutarate aldolase, N-acetylneuramine synthase, Mariel CoA lyase, 3
-Hydroxy-3-isohexenyl glutaryl-CoA
Lyase, methyl acetate synthase, deoxyribonucleotides Jipuri thymidine photo lyase, fumarate hydratase, carbonate di hydratase, aconitate hydratase, cystathionine -β- synthase, although such lactoylglutathione lyase and the like, 13 C by these out homologation reaction In the case of synthesizing a labeled compound, one of the reaction substrates can be easily synthesized as a 13 C-labeled carbon source, and therefore hexulose phosphate synthase, ribulose bisphosphate carboxylase, ketotetrose phosphate aldolase, fructose bisphosphate aldolase, Fuculose phosphate aldolase, 2-keto-3-deoxy-D-glucarate aldolase, 6-phospho-2-keto-3-deoxy-galactonate aldolase, 3-deoxy-D-manno-octulo Phosphate aldolase, phospho-5-keto-2-deoxy - gluconate aldolase, 2-oxo-4-hydroxy glutarate aldolase are preferred.

【0018】本発明において、EC5群に属し、反応基
質を異性化できるイソメラーゼ酵素の例として、ホスホ
ヘキシュロイソメラーゼ、ホスホリボイソメラーゼ、マ
レートイソメラーゼ、マレルアセトオアセテートイソメ
ラーゼ、レチナールイソメラーゼ、マレールピルベート
イソメラーゼ、リノレートイソメラーゼ、フリルフラミ
ドイソメラーゼ、トリスホスフェイトイソメラーゼ、ア
ラビノースイソメラーゼ、キシロースイソメラーゼ、マ
ンノースイソメラーゼ、マンノースリン酸イソメラー
ゼ、グルコサミンリン酸イソメラーゼ、グルクロン酸イ
ソメラーゼ、アラビノースリン酸イソメラーゼ、ラムヌ
ロースイソメラーゼ、リキソース・ケトールイソメラー
ゼ、グルコサミンリン酸イソメラーゼ、ステロイドイソ
メラーゼ、イソペンテニルジリン酸イソメラーゼ、プロ
スタグランジンイソメラーゼ、プロテインジサルファイ
ドイソメラーゼ、ハイドロパーオキサイドイソメラー
ゼ、リブロースリン酸3−エピメラーゼ、UDPグルコ
ース4−エピメラーゼ、アルドース1−エピメラーゼ、
L−リブロースリン酸4−エピメラーゼ、UDPアラビ
ノース4−エピメラーゼ、UDPグルクロン酸4−エピ
メラーゼ、UDPアセチルグルコサミン4−エピメラー
ゼ、アシルグルコサミン2−エピメラーゼ、ホスホグル
コイソメラーゼなどがあげられるが、異性化反応による
糖の作製の場合には、反応基質への特異性の点で、ホス
ホヘキシュロイソメラーゼ、ホスホリボイソメラーゼ、
アラビノースイソメラーゼ、キシロースイソメラーゼ、
マンノースイソメラーゼ、マンノースリン酸イソメラー
ゼ、ホスホグルコイソメラーゼなどが好ましい。
In the present invention, as an example of an isomerase enzyme belonging to the EC5 group and capable of isomerizing a reaction substrate, phosphohexulose isomerase, phosphoribose isomerase, malate isomerase, marel acetoacetate isomerase, retinal isomerase, malele pyruvate Isomerase, linoleate isomerase, furylflamid isomerase, trisphosphate isomerase, arabinose isomerase, xylose isomerase, mannose isomerase, mannose phosphate isomerase, glucosamine phosphate isomerase, glucuronic acid isomerase, arabinose phosphate isomerase, rhamnulose isomerase, lyxose・ Ketol isomerase, glucosamine phosphate isomerase, steroid isomerase, isopene Nirujirin phosphate isomerase, prostaglandin isomerase, protein disulfide isomerase, hydroperoxide isomerase, ribulose-phosphate 3-epimerase, UDP-glucose 4-epimerase, aldose 1-epimerase,
L-ribulose phosphate 4-epimerase, UDP arabinose 4-epimerase, UDP glucuronic acid 4-epimerase, UDP acetylglucosamine 4-epimerase, acylglucosamine 2-epimerase, phosphoglucoisomerase, etc. In the case of production, in terms of specificity to the reaction substrate, phosphohexyr isomerase, phosphoribose isomerase,
Arabinose isomerase, xylose isomerase,
Mannose isomerase, mannose phosphate isomerase, phosphoglucoisomerase and the like are preferable.

【0019】本発明における反応基質は、生体化合物で
あってその具体例としてホスホエノールピルビン酸、3
−ホスホグリセリン酸、ジヒドロキシアセトンリン酸、
グリシン、アセトアルデヒド、グリセルアルデヒド3−
リン酸、エリスロース−4−リン酸、タルトリン酸セミ
アルデヒド、アラビノース、ベンズアルデヒド、ピルビ
ン酸、ジメチルアミン、グリオキシル酸、コハク酸、ア
セチルコエンザイムA、N−アセチルマンノサミン、プ
ロピオニルコCoA、フマル酸、リブロース−5−リン
酸、リボース−5−リン酸など、好ましくは、ホスホエ
ノールピルビン酸、3−ホスホグリセリン酸、グリシ
ン、アセトアルデヒド、グリセルアルデヒド−3−リン
酸、ピルビン酸、リブロース−5−リン酸、リボース−
5−リン酸などがあげられる。
The reaction substrate in the present invention is a biological compound, and specific examples thereof include phosphoenolpyruvate and 3
-Phosphoglyceric acid, dihydroxyacetone phosphoric acid,
Glycine, acetaldehyde, glyceraldehyde 3-
Phosphoric acid, erythrose-4-phosphate, tartaric acid semialdehyde, arabinose, benzaldehyde, pyruvic acid, dimethylamine, glyoxylic acid, succinic acid, acetylcoenzyme A, N-acetylmannosamine, propionylcoCoA, fumaric acid, Ribulose-5-phosphate, ribose-5-phosphate, etc., preferably phosphoenolpyruvate, 3-phosphoglycerate, glycine, acetaldehyde, glyceraldehyde-3-phosphate, pyruvate, ribulose-5-phosphate. Acid, ribose-
Examples include 5-phosphoric acid.

【0020】本発明における13C標識炭素源化合物は、
化学合成で容易に13C標識できる化合物であって、その
具体例として、二酸化炭素、ホルムアルデヒド、グリシ
ン、アセトアルデヒド、ジヒドロキシアセトンリン酸、
ピルビン酸、ホスホエノールピルビン酸、L−ラクトア
ルデヒド、グリコールアルデヒド、マロネートセミアル
デヒド、グリオキシル酸、コハク酸、アセチルCoA、
酢酸、オキサロ酢酸など、好ましくは、二酸化炭素、ホ
ルムアルデヒド、グリシン、アセトアルデヒド、ピルビ
ン酸、酢酸、オキサロ酢酸などがあげられる。
The 13 C-labeled carbon source compound in the present invention is
A compound which can be easily 13 C-labeled by chemical synthesis, and specific examples thereof include carbon dioxide, formaldehyde, glycine, acetaldehyde, dihydroxyacetone phosphate,
Pyruvate, phosphoenolpyruvate, L-lactaldehyde, glycolaldehyde, malonate semialdehyde, glyoxylic acid, succinic acid, acetyl CoA,
Acetic acid, oxaloacetic acid and the like, preferably carbon dioxide, formaldehyde, glycine, acetaldehyde, pyruvic acid, acetic acid, oxaloacetic acid and the like can be mentioned.

【0021】本発明方法によって生成される特定位置の
炭素が13Cで特異的に標識された13C標識化合物は、生
体成分であって、その具体例としてオキサロアセテー
ト、リブロース−1,5−リン酸、ヘキシュロース−6
−リン酸、エリトルロース−1−リン酸、スレオニン、
フルクトース−1,6−ジリン酸、6−ホスホ−2−ケ
ト−3デオキシグルコン酸、7−ホスホ−2−ケト−3
−デオキシアラビノヘプトネート、フクロース−1−リ
ン酸、2−ケト−3−デオキシペントネート、ラムニュ
ロース−1−リン酸、2−ケト−3−デオキシ−グルカ
ル酸、エリスローフェニルセリン、6−ホスホ−5−ケ
ト−2−デオキシグルコン酸、2−オキソ−4−ヒドロ
キシグルタル酸、トリメチルアラニンN−オキサイド、
イソクエン酸、リンゴ酸、N−アセチルノイラミン酸、
クエン酸、フルクトース−6−リン酸、リブロース−5
−リン酸、グルコース−6−リン酸など、好ましくは、
リブロース−1,5−リン酸、ヘキシュロース−6−リ
ン酸、エリトルロース−1−リン酸、スレオニン、フル
クトース−1,6−リン酸、クエン酸、フルクトース−
6−リン酸、リブロース−5−リン酸、グルコース−6
−リン酸などがあげられる。
[0021] 13 C-labeled compound of carbon atoms in the specified position is specifically labeled with 13 C produced by the process of the present invention is the biological component, oxaloacetate As specific examples, ribulose-1,5-phosphate Acid, hexulose-6
-Phosphate, erythrulose-1-phosphate, threonine,
Fructose-1,6-diphosphoric acid, 6-phospho-2-keto-3 deoxygluconic acid, 7-phospho-2-keto-3
-Deoxyarabinoheptonate, fucose-1-phosphate, 2-keto-3-deoxypentonate, rhamnurose-1-phosphate, 2-keto-3-deoxy-glucaric acid, erythrophenylserine, 6-phospho -5-keto-2-deoxygluconic acid, 2-oxo-4-hydroxyglutaric acid, trimethylalanine N-oxide,
Isocitric acid, malic acid, N-acetylneuraminic acid,
Citric acid, fructose-6-phosphate, ribulose-5
-Phosphoric acid, glucose-6-phosphate, etc., preferably,
Ribulose-1,5-phosphate, hexulose-6-phosphate, erythrulose-1-phosphate, threonine, fructose-1,6-phosphate, citric acid, fructose-
6-phosphate, ribulose-5-phosphate, glucose-6
-Examples include phosphoric acid.

【0022】本発明における菌株の培養は、生育に最小
限必要な無機栄養を添加した溶液に、生育の阻害になら
ない程度のメタノールを加えて、30℃前後の温度に保
温して、振とうや通気などをして、充分に酸素を供給し
て培養をすることにより行なわれる。
The culture of the strain of the present invention is carried out by adding a minimum amount of inorganic nutrients necessary for growth to a solution to which methanol is added so as not to inhibit the growth and keeping the temperature at about 30 ° C. to shake or aerate. It is carried out by, for example, culturing by sufficiently supplying oxygen.

【0023】本発明方法に用いられるメタノール資化性
細菌のホルムアルデヒド固定酵素系は、ホスホリボイソ
メラーゼ、ヘキシュロースリン酸シンターゼおよびホス
ホヘキシュロイソメラーゼより構成される。
The formaldehyde-fixing enzyme system of the methanol-assimilating bacterium used in the method of the present invention is composed of phosphoribose isomerase, hexulose phosphate synthase and phosphohexulose isomerase.

【0024】本発明方法で用いられるホスホリボイソメ
ラーゼは、リボース−5−リン酸をリブロース−5−リ
ン酸に転換される酵素であって、例えばシグマ社製の市
販品などを用いることができる。
The phosphoribose isomerase used in the method of the present invention is an enzyme that converts ribose-5-phosphate to ribulose-5-phosphate, and for example, a commercial product manufactured by Sigma can be used.

【0025】本発明方法で用いられるヘキシュロースリ
ン酸シンターゼは、リブロース−5−リン酸と13C標識
ホルムアルデヒドとを反応させてヘキシュロース−6−
リン酸を生成せしめる酵素であって、例えば、偏性メタ
ノール資化性細菌、Methylomonas aminofaciens 77a
(微工研菌寄第12019号)、Methylococcus capsul
atus(ATCC菌寄第19069号)などの微生物をメ
タノールまたはメタンを用いて培養し、各種クロマトグ
ラフィーを利用して単離することにより得られる。
The hexulose phosphate synthase used in the method of the present invention comprises reacting ribulose-5-phosphate with 13 C-labeled formaldehyde to form hexulose-6-.
An enzyme that produces phosphoric acid, for example, an obligate methanol-assimilating bacterium, Methylomonas aminofaciens 77a
(Ministry of Microbiology, No. 12019), Methylococcus capsul
It can be obtained by culturing a microorganism such as atus (ATCC strain No. 19069) using methanol or methane and isolating it by using various chromatographies.

【0026】本発明方法で用いられる13C標識ホルムア
ルデヒドは、例えばMSDアイソトープ社製、13C濃度
99%のホルムアルデヒドなど市販品を用いることがで
きる。
As the 13 C-labeled formaldehyde used in the method of the present invention, commercially available products such as formaldehyde having a 13 C concentration of 99% and manufactured by MSD Isotope can be used.

【0027】本発明方法において用いられるホスホヘキ
シュロイソメラーゼは、ヘキシュロース−6−リン酸を
フルクトース−6−リン酸に異性化する酵素であって、
例えばMethylomonas aminofaciens 77a(微工研菌寄
第12019号)をメタノールを用いて培養して得られ
る無細胞抽出液をさらに精製・単離して得られる。
The phosphohexuloisomerase used in the method of the present invention is an enzyme that isomerizes hexulose-6-phosphate into fructose-6-phosphate,
For example, it can be obtained by further purifying and isolating a cell-free extract obtained by culturing Methylomonas aminofaciens 77a (Microtechnology Research Institute, No. 12019) using methanol.

【0028】本発明における前記ホルムアルデヒド固定
酵素系として、メタノールを単一炭素源とする液体培地
にMethylomonas aminofaciens 77a菌株(微工研菌寄
第12019号)を植菌・培養して得られるMethylomon
as aminofaciens 77a菌株の無細胞抽出液を用いるこ
とができる。該無細胞抽出液には、ホスホリボイソメラ
ーゼ、ヘキシュロースリン酸シンターゼおよびホスホヘ
キシュロイソメラーゼが含まれているが、その他にホス
ホグルコイソメラーゼも含まれているので、生成するフ
ルクトース−6−リン酸は一部グルコース−6−リン酸
に異性化されることになる。
As the formaldehyde-fixing enzyme system in the present invention, Methylomon obtained by inoculating and culturing Methylomonas aminofaciens 77a strain (Microtechnological Research Institute No. 12019) in a liquid medium containing methanol as a single carbon source.
A cell-free extract of as aminofaciens 77a strain can be used. The cell-free extract contains phosphoribose isomerase, hexulose phosphate synthase, and phosphohexulose isomerase, but it also contains phosphoglucoisomerase, so that the resulting fructose-6-phosphate is produced. Will be partly isomerized to glucose-6-phosphate.

【0029】かくして、本発明方法によれば、前記特定
の酵素系に13C標識ホルムアルデヒドおよびリボース−
5−リン酸を添加・反応させることにより、リボース−
5−リン酸はホスホリボイソメラーゼによりリブロース
−5−リン酸に変換され、13C標識ホルムアルデヒドと
リブロース−5−リン酸とからヘキシュロースリン酸シ
ンターゼによってC−1位が特異的に13Cで標識された
ヘキシュロース−6−リン酸が生成し、さらにホスホヘ
キシュロイソメラーゼによってC−1位が特異的に13
で標識されたフルクトース−6−リン酸に異性化され
る。
Thus, according to the method of the present invention, 13 C-labeled formaldehyde and ribose
By adding and reacting 5-phosphate, ribose-
5-Phosphate is converted to ribulose-5-phosphate by phosphoribose isomerase, and 13C- labeled formaldehyde and ribulose-5-phosphate are specifically converted to 13C at the C-1 position by hexulose phosphate synthase. Labeled hexulose-6-phosphate is produced, and further, C-position is specifically 13 C by phosphohexuloisomerase.
Is isomerized to fructose-6-phosphate labeled with.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、従来の化学合成法にお
けるように、数多くの反応ステップを必要とすることな
く、1段の反応ステップで光学純度が極めて高く、特定
位置の炭素が特異的に13Cで標識された13C標識化合
物、例えばC−1位が特異的に13Cで標識された13C標
識フルクトース−6−リン酸を選択率よく高収率で得る
ことができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, unlike the conventional chemical synthesis method, the optical purity is extremely high and the carbon at a specific position is specific in one reaction step without requiring many reaction steps. 13 13 C-labeled compound labeled in C, and it is possible to obtain a labeled 13 C-labeled fructose 6-phosphate may be a high yield selectivity, for example, the C-1 position is specifically 13 C to.

【0031】本発明によれば、13Cで均一に標識された
化合物、14C標識化合物などに比べて、核磁気共鳴装
置、質量分析計などを用いて生物のエネルギー代謝系の
研究を行なう場合、より多くの定性的かつ定量的な有益
な情報を得ることが可能であって、生体反応の研究から
医療分野へと様々な分野で利用できる、特定位置の炭素
13Cで特異的に標識された化合物、例えばC−1位が
特異的に13Cで標識され、解糖系の代謝中間体でもあ
り、生物のエネルギー代謝系の研究を行なう際に有用で
ある13C標識フルクトース−6−リン酸の工業的に有利
な製造方法が提供される。
According to the present invention, compared with a compound uniformly labeled with 13 C, a compound labeled with 14 C, etc., when the energy metabolism system of a living organism is studied using a nuclear magnetic resonance apparatus, a mass spectrometer or the like. , there can be obtained a more qualitative and quantitative useful information available in a variety of fields from the study of biological reactions to medical field, specifically in the carbon of a particular location 13 C-labeled Compounds, for example, 13 C-labeled fructose-6-, which is specifically labeled with 13 C at the C-1 position and is also a metabolic intermediate of glycolysis, which is useful when studying the energy metabolism of organisms An industrially advantageous method for producing phosphoric acid is provided.

【0032】[0032]

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below with reference to examples.

【0033】[0033]

【実施例1】Example 1

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】上記表1に示されるメタノールを単一炭素
源とする液体培地にMethylomonas aminofaciens 77a
を植菌し、30℃で72時間振盪培養した。
Methylomonas aminofaciens 77a was added to a liquid medium containing methanol as a single carbon source shown in Table 1 above.
Was inoculated and cultured with shaking at 30 ° C. for 72 hours.

【0036】Methylomonas aminofaciens 77aのヘキ
シュロースリン酸シンターゼおよびホスホヘキシュロイ
ソメラーゼについてMethylomonas aminofaciens 77a
の無細胞抽出液より、DEAE−セファセルカラムクロ
マトグラフィーで先ずヘキシュロースリン酸シンターゼ
とホスホヘキシュロイソメラーゼを分画し、次いで各酵
素についてDEAE−セファセルの再クロマトグラフィ
ーを行なったところ、図1および
Hexulose Phosphate Synthase and Phosphohexuloisomerase of Methylomonas aminofaciens 77a Methylomonas aminofaciens 77a
From the cell-free extract of Example 1, first, hexulose phosphate synthase and phosphohexurose isomerase were fractionated by DEAE-Sephacel column chromatography, and then DEAE-Sephacel was re-chromatographed for each enzyme. and

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】に示される結果が得られ、かくして得られ
たヘキシュロースリン酸シンターゼおよびホスホヘキシ
ュロイソメラーゼの標品は、それぞれ活性(μmol /mi
n /mg)として0.2%および1.7%のホスホグルコ
イソメラーゼ(以下PGIと略称することがある。)を
含有した。
The results shown in the above were obtained, and the thus obtained preparations of hexulose phosphate synthase and phosphohexurose isomerase were respectively active (μmol / mi
N / mg) contained 0.2% and 1.7% of phosphoglucoisomerase (hereinafter sometimes abbreviated as PGI).

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】表3に示される反応組成を用いて13C標識
フルクトース−6−リン酸の合成反応を30℃で60分
間行なった。表3において、リボース−5−リン酸ナト
リウムは協和発酵株式会社製を用い、PRIとしてはシ
グマ社製のものを用い、13C標識ホルムアルデヒドはM
SDアイソトープ社製、濃度99%のものを用い、HP
Sとしては、前記部分精製品を用い、PHIは前記部分
精製品を用いた。
Using the reaction composition shown in Table 3, a synthetic reaction of 13 C-labeled fructose-6-phosphate was carried out at 30 ° C. for 60 minutes. In Table 3, sodium ribose-5-phosphate is manufactured by Kyowa Hakko Co., Ltd., PRI is manufactured by Sigma, and 13 C-labeled formaldehyde is M.
SD Isotope, 99% concentration, HP
The partially purified product was used as S, and the partially purified product was used as PHI.

【0041】表3において、*1の時点30分間、30
℃で保温を行なった。
In Table 3, the time point of * 1 is 30 minutes, 30
Incubation was performed at ° C.

【0042】表3の*2について、H13CHOは、反応
液内の濃度が3.0mMを超えないよう随時加えた。
Regarding * 2 in Table 3, H 13 CHO was added at any time so that the concentration in the reaction solution did not exceed 3.0 mM.

【0043】反応経過を図2に示した。図2において∇
印はH13CHOを添加した時点を示す。
The reaction progress is shown in FIG. In Fig. 2 ∇
The mark indicates the time when H 13 CHO was added.

【0044】最終的にF6Pは4.2mM生成し、対R
5P収率は42%、添加H13CHOに対しては47%で
あった。本実施例における合成反応では酵素の失活によ
って反応が停止したものと考えられる。
Finally, F6P produced 4.2 mM, and
The 5P yield was 42% and 47% with respect to the added H 13 CHO. It is considered that in the synthetic reaction in this example, the reaction was stopped due to the deactivation of the enzyme.

【0045】13C標識F6Pの単離精製:F6Pの単離
方法を図3に示した。図4にダウエックス1のカラムク
ロマトグラフィーの溶出パターンを示した。回収率は約
10%であった。凍結乾燥標品の純度は約20%(酵素
定量したF6P/重量)で、不純物のほとんどは水分と
酢酸アンモニウムと考えられる。
Isolation and purification of 13 C-labeled F6P: The method for isolating F6P is shown in FIG. FIG. 4 shows the elution pattern of Dowex 1 column chromatography. The recovery rate was about 10%. The freeze-dried preparation has a purity of about 20% (enzyme-quantified F6P / weight), and most of impurities are considered to be water and ammonium acetate.

【0046】図3において、「ダウエックス1」はベン
ソン(Benson)の糖リン酸の分画法を用いた。
In FIG. 3, "Dowex 1" was obtained by the Benson sugar phosphate fractionation method.

【0047】13C標識F6Pの13C−NMR分析:H13
CHOを基質として酵素合成したF6Pにシグマ(Sigm
a)社製のF6Pを混合し、10%13Cとなるようにし
た。これを13C−エンリッチドF6Pとし、シグマ(Si
gma )社製のものを純F6Pとして、13CNMR分析を
行なった。図5はF6PのC−1とC−6のピークを比
較したものである。13C−エンリッチドF6PのC−1
/C−6のピーク比は純F6Pの比の約10倍であり、
このことは、酵素合成で得たF6PのC−1位は特異的
13Cで標識されていることを示している。
[0047] The 13 C-labeled F6P 13 C-NMR analysis: H 13
F6P enzymatically synthesized using CHO as a substrate
a) F6P manufactured by the same company was mixed so as to be 10% 13 C. This is designated as 13 C-enriched F6P, and sigma (Si
13 C NMR analysis was carried out using pure F6P manufactured by gma). FIG. 5 compares the peaks of C-1 and C-6 of F6P. 13 C-enriched F6P C-1
The peak ratio of / C-6 is about 10 times that of pure F6P,
This indicates that the C-1 position of F6P obtained by enzymatic synthesis is specifically labeled with 13 C.

【0048】フルクトース−6−リン酸(F6P)の定
量:F6Pは、表4に示されるような反応組成を用い、
ホスホグルコイソメラーゼ(PGI)とグルコース−6
−リン酸デヒドロゲナーゼ(G6PDH)を用いる酵素
法で定量した。
Determination of fructose-6-phosphate (F6P): F6P was prepared using the reaction composition shown in Table 4,
Phosphoglucoisomerase (PGI) and glucose-6
-Quantified by the enzymatic method using phosphate dehydrogenase (G6PDH).

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】測定方法 1.ブランクは、試料に対して蒸留水を0.5mlを加え
た。 2.酵素類を加える前に、O点を測定した。 3.グルコース6リン酸デヒドロゲナーゼ(G6PD
H)、ホスホグルコイソメラーゼ(PGI)の順に加
え、340nmでの吸光度の増加を測定、吸光度が頭打
ちになった時点でO点との差をΔA348/F6P として記
録。この値より下に示す方法で濃度を計算した。 *ここで、グルコース6リン酸とフルクトース6リン酸
が混在するときは、まずG6PDHだけを加えて上記と
同様にΔA340/G6P を測定。次いでPGIを加えてΔA
340/F6P を測定した。
Measuring method 1. As a blank, 0.5 ml of distilled water was added to the sample. 2. The O point was measured before adding the enzymes. 3. Glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD
H) and phosphoglucoisomerase (PGI) were added in that order, and the increase in absorbance at 340 nm was measured, and when the absorbance reached the ceiling, the difference from the O point was recorded as ΔA 348 / F6P . The concentration was calculated by the method shown below this value. * Here, when glucose 6-phosphate and fructose 6-phosphate are mixed, first add only G6PDH and measure ΔA 340 / G6P as above. Then add PGI and ΔA
340 / F6P was measured.

【0051】濃度測定 F6P(又はG6P)の濃度(xmM)決定は以下の通
*6.22:NADPHの340nmでの分子吸光係数
(μmol /ml) a:反応液体積(ml) b:試料体積(ml)
Concentration measurement The concentration (xmM) of F6P (or G6P) was determined as follows. * 6.22: Molecular extinction coefficient of NADPH at 340 nm (μmol / ml) a: Reaction solution volume (ml) b: Sample volume (ml)

【0052】糖リン酸とリボース−5−リン酸(R5
P)の測定:糖リン酸の相対量はアンスロン法で、R5
Pはフロログリシン−酢酸法で測定した。
Sugar phosphate and ribose-5-phosphate (R5
P): The relative amount of sugar phosphate is R5 by the Anthron method.
P was measured by the phloroglysin-acetic acid method.

【0053】ヘキシュロースリン酸シンターゼ(HP
S)の活性測定:HPSの活性測定を、表5の反応組成
を用いて行なった。
Hexulose phosphate synthase (HP
S) activity measurement: HPS activity was measured using the reaction composition in Table 5.

【0054】[0054]

【表5】 [Table 5]

【0055】測定方法 1.ブランクはR5Pの代わりに蒸留水を加えた。 2.HCHOを加えて反応を開始し、5分後に1N塩酸
で反応を停止した。 3.2.の反応液0.1mlに対し蒸留水1.9mlで20
倍希釈の後、2.0mlのナッシュ(Nash)試薬を加
え、30℃で30分放置し着色させた。 4.410nmでの吸光度を測定し検量線よりHCHO
の濃度を決定。以下の計算方法により活性を求めた。 *ナッシュ(Nash)試薬:酢酸アンモニウム 15g 酢酸 0.3ml アセチルアセトン 0.2ml 以上の試薬を蒸留水に溶解し体積を100mlとする。検
量線は0.04,0.08,0.12,0.16,0.
2mMのHCHOを用いて作成した。
Measuring method 1. As a blank, distilled water was added instead of R5P. 2. HCHO was added to start the reaction, and after 5 minutes, the reaction was stopped with 1N hydrochloric acid. 3.2. 20 ml of 1.9 ml of distilled water to 0.1 ml of the reaction solution of
After doubling the dilution, 2.0 ml of Nash reagent was added, and the mixture was left at 30 ° C. for 30 minutes for coloring. The absorbance at 4.410 nm was measured and HCHO was determined from the calibration curve.
Determine the concentration of. The activity was calculated by the following calculation method. * Nash reagent: Ammonium acetate 15g Acetic acid 0.3ml Acetylacetone 0.2ml Dissolve the above reagents in distilled water to a volume of 100ml. The calibration curves are 0.04, 0.08, 0.12, 0.16, 0.
It was prepared using 2 mM HCHO.

【0056】活性決定 活性(U/ml)={(A−B)×C}×D×(1/E)
×(1/F)×(0.6/0.5)×0.5 A:ブランクのHCHO濃度 mM B:反応液中のHCHO濃度 mM C:使用酵素(Enzyme)希釈率 D:ナッシュ(Nash)法の時の反応液希釈率 E:反応に使用した酵素体積 ml F:反応時間 min 0.6/0.5:HClを加える前のHCHO濃度を決定するための定数 0.5:反応液体積 ml
Activity determination Activity (U / ml) = {(A−B) × C} × D × (1 / E)
X (1 / F) x (0.6 / 0.5) x 0.5 A: Blank HCHO concentration mM B: HCHO concentration in reaction solution mM C: Enzyme dilution ratio used D: Nash (Nash) ) Method reaction dilution ratio E: Enzyme volume used for reaction ml F: Reaction time min 0.6 / 0.5: Constant for determining HCHO concentration before adding HCl 0.5: Reaction liquid Product ml

【0057】ホスホヘキシュロースインメラーゼ(PH
I)の活性決定:PHIの活性決定を、表6に示す反応
組成を用いて行なった。
Phosphohexulose inmerase (PH
Activity determination of I): PHI activity determination was performed using the reaction composition shown in Table 6.

【0058】[0058]

【表6】 [Table 6]

【0059】測定方法 1.基準キュヴエットはHCHOの代わりに蒸留水を加
えた。 2.HCHOを加えて反応を開始。NADPHの増加を
340nmで測定した。(測定は、ブラックセルで行っ
た。) 3.吸光度の増加が直線的になっている部分を確認し、
その傾き(ΔA340nm /min )より以下に示す計算
方法により活性を求めた。 ★HPSの活性は精製状態により異なるので、最終活性
が上記反応組成に示すように約1.0U/mlになるよう
加えた。またこの場合反応液体積が1.0mlになるよう
にH2 Oの添加量で調節した。無細胞抽出液内の本酵素
の活性を測定する場合は、HPSを蒸留水0.9mlに置
き換えた。
Measuring method 1. The reference cuvette added distilled water instead of HCHO. 2. HCHO was added to start the reaction. The increase in NADPH was measured at 340 nm. (Measurement was performed with a black cell.) 3. Check the part where the increase in absorbance is linear,
The activity was determined from the slope (ΔA340 nm / min) by the following calculation method. Since the HPS activity varies depending on the purification conditions, it was added so that the final activity was about 1.0 U / ml as shown in the above reaction composition. In this case, the amount of H 2 O added was adjusted so that the volume of the reaction solution was 1.0 ml. When measuring the activity of the enzyme in the cell-free extract, HPS was replaced with 0.9 ml of distilled water.

【0060】活性決定 活性(U/ml)=(A/6.22)×(1/B)×C×
D A:ΔA340nm/min B:反応に使用した酵素体積 C:使用酵素(Enzyme)希釈率 D:反応液体積 6.22:NADPHの340nmでの分子吸光係数
Activity determination Activity (U / ml) = (A / 6.22) × (1 / B) × C ×
DA: ΔA 340 nm / min B: Enzyme volume used in the reaction C: Enzyme (Enzyme) dilution rate used D: Reaction solution volume 6.22: Molecular absorption coefficient of NADPH at 340 nm

【0061】ホスホグルコイソメラーゼ(PGI)の活
性測定:PGIの活性測定を、表7に示す反応組成を用
いて行なった。
Phosphoglucoisomerase (PGI) activity measurement: PGI activity was measured using the reaction composition shown in Table 7.

【0062】[0062]

【表7】 [Table 7]

【0063】測定方法 1.基準キュヴエットはF6Pの代わりに蒸留水を加え
た。 2.F6Pを加えて反応を開始。NADPHの増加を3
40nmで測定した。(測定は、ブラックセルで行っ
た。) 3.吸光度の増加が直線的になっている部分を確認し、
その傾き(ΔA340nm /min )より以下に示す計算
方法により活性を求めた。
Measuring method 1. The reference cuvette added distilled water instead of F6P. 2. Start the reaction by adding F6P. Increase NADPH by 3
It was measured at 40 nm. (Measurement was performed with a black cell.) 3. Check the part where the increase in absorbance is linear,
The activity was determined from the slope (ΔA340 nm / min) by the following calculation method.

【0064】活性決定 活性(U/ml)=(A/6.22)×(1/B)×C×
D A:ΔA340nm/min B:反応に使用した酵素体積 C:使用酵素(Enzyme)希釈率 D:反応液体積 6.22:NADPHの340nmでの分子吸光係数
Activity determination Activity (U / ml) = (A / 6.22) × (1 / B) × C ×
DA: ΔA 340 nm / min B: Enzyme volume used in the reaction C: Enzyme (Enzyme) dilution rate used D: Reaction solution volume 6.22: Molecular absorption coefficient of NADPH at 340 nm

【0065】13C標識ホルムアルデヒドとしては、99
13Cホルムアルデヒド(MSDアイソトープ社製)の
20%水溶液であるホルマリン−13Cをホルムアルデヒ
ド量に換算してそのまま使用した。
As 13 C-labeled formaldehyde, 99
Formalin- 13C, which is a 20% aqueous solution of 13C formaldehyde (manufactured by MSD Isotope Co.), was converted to the formaldehyde amount and used as it was.

【0066】[0066]

【実施例2】実施例1におけるMethylomona
s aminofaciens 77a 株(微工研菌
寄第12019号)の分離酵素および市販のPRIに代
えてMethylomonas aminofacie
ns 77a 株の無細胞抽出液を用いる以外、実施例
1と同様にして下記の通り実験を行なった。
Example 2 Methylomona in Example 1
s aminofaciens 77a strain (Microtech Lab. No. 12019) isolated enzyme and Methylomonas aminofacie instead of commercially available PRI
The experiment was performed as described below in the same manner as in Example 1 except that the cell-free extract of the ns 77a strain was used.

【0067】上記無細胞抽出液は、ホスホリボイソメラ
ーゼを含んでおり、市販の酵素を添加する必要はない
が、ホスホグルコイソメラーゼも含まれているので、生
成したフルクトース−6−リン酸は一部グルコース−6
−リン酸へ異性化される。
The above cell-free extract contains phosphoribose isomerase, and it is not necessary to add a commercially available enzyme. However, since it also contains phosphoglucoisomerase, the fructose-6-phosphate produced is partially Glucose-6
Is isomerized to phosphoric acid.

【0068】[0068]

【表8】 [Table 8]

【0069】上記表8に示される組成の反応液を50ml
三角フラスコに入れ、30℃に保温して反応を行なっ
た。得られた結果を図6に示す。
50 ml of the reaction solution having the composition shown in Table 8 above
The mixture was placed in an Erlenmeyer flask and kept warm at 30 ° C. for reaction. The obtained results are shown in FIG.

【0070】図6において、矢印で示した時点で、リボ
ース−5−リン酸5mMおよび13C−ホルムアルデヒド2
mMをそれぞれ反応液に追加した。反応時間が80分およ
び100分の時点で無細胞抽出液を2ml宛追加した。
In FIG. 6, ribose-5-phosphate 5 mM and 13 C-formaldehyde 2 were added at the time points indicated by arrows.
mM was added to each reaction. When the reaction time was 80 minutes and 100 minutes, 2 ml of the cell-free extract was added.

【0071】反応時間80分では、13Cホルムアルデヒ
ド8mMに対して生成したフルクトース−6−リン酸は
4.5mM(13Cホルムアルデヒドに対する収率56%)
であって、生成したグルコース−6−リン酸は1.2mM
であった。反応時間120分では、フルクトース−6−
リン酸が5.2mM(13Cホルムアルデヒドに対する収率
50%)生成し、グルコース−6−リン酸が2.4mM生
成した。
At a reaction time of 80 minutes, the amount of fructose-6-phosphate produced relative to 8 mM of 13 C formaldehyde was 4.5 mM (56% yield based on 13 C formaldehyde).
And the glucose-6-phosphate produced was 1.2 mM.
Met. At a reaction time of 120 minutes, fructose-6-
Phosphoric acid was produced at 5.2 mM (yield 50% based on 13 C formaldehyde) and glucose-6-phosphate was produced at 2.4 mM.

【0072】生成物の定量および分離は、実施例1と同
様にして行なった。
The product was quantified and separated in the same manner as in Example 1.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に使用する酵素の精製を説明するための
グラフである。
FIG. 1 is a graph for explaining purification of an enzyme used in the present invention.

【図2】本発明の合成反応における反応経過を説明する
ためのグラフである。
FIG. 2 is a graph for explaining the reaction progress in the synthetic reaction of the present invention.

【図3】本発明におけるフルクトース−6−リン酸の単
離精製を説明するための系統図である。
FIG. 3 is a systematic diagram for explaining the isolation and purification of fructose-6-phosphate in the present invention.

【図4】本発明におけるフルクトース−6−リン酸の単
離精製を説明するためのF6Pの溶出パターンである。
FIG. 4 is an elution pattern of F6P for explaining the isolation and purification of fructose-6-phosphate in the present invention.

【図5】本発明におけるF6Pの13C−NMR分析結果
を示すチャート図である。
FIG. 5 is a chart showing the results of 13 C-NMR analysis of F6P in the present invention.

【図6】本発明の一態様における反応生成物と反応時間
との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a reaction product and a reaction time in one embodiment of the present invention.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年2月27日[Submission date] February 27, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項2[Name of item to be corrected] Claim 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、13C標識化合物の製
造方法に関し、詳しくはリアーゼ酵素と、イソメラーゼ
酵素の少くとも1種とよりなる酵素系、13C標識炭素
源化合物および反応基質を反応させて特定位置の炭素が
13Cで特異的に標識された13C標識化合物を得るこ
とを特徴とする13C標識化合物の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a 13 C-labeled compound, more specifically, an enzyme system comprising a lyase enzyme and at least one isomerase enzyme, a 13 C-labeled carbon source compound and a reaction substrate. Let ’s say the carbon at a specific position
It relates to a method for producing a 13 C-labeled compound, which comprises obtaining a 13 C-labeled compound specifically labeled with 13 C.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその課題】例えば、13C標識フル
クトース−6−リン酸の製造方法として、従来化学的合
成法が知られているが、フルクトースには4個の不斉炭
素があり、それによって16種の光学異性体が存在する
ため位置特異的に標識したフルクトースを化学的に合成
するには数多くの反応ステップが必要で、生産物の光学
純度は必ずしも高くない。
2. Description of the Related Art For example, a conventional chemical synthesis method is known as a method for producing 13 C-labeled fructose-6-phosphate, but fructose has four asymmetric carbon atoms. Since 16 kinds of optical isomers exist, many reaction steps are required for chemically synthesizing the regiospecifically labeled fructose, and the optical purity of the product is not necessarily high.

【0003】特開昭62−130692号公報には、
13CラベルC化合物を含む増殖炭素源を含有する栄
養培地中でメチロトローフ性微生物を培養することから
なる、同位体でラベルされた生化学製品の製造方法が開
示されている。
Japanese Patent Laid-Open No. 62-130692 discloses that
Disclosed is a method for producing an isotope-labeled biochemical product, which comprises culturing a methylotrophic microorganism in a nutrient medium containing a growing carbon source containing a 13 C-labeled C 1 compound.

【0004】特開昭62−130692号公報には同化
性C化合物と13CラベルC化合物とを含有する栄
養培地中でメチルトローフ性微生物を培養して、蓄積し
た量の13CラベルCn+1縮合生成物を得ることから
なる、生物学的転化方法(ただしnは2以上の整数を意
味する)が開示されている。
JP-A-62-130692 discloses that methyltrough microorganisms are cultured in a nutrient medium containing an assimilable C n compound and a 13 C-labeled C 1 compound, and accumulated amount of 13 C-labeled C n + 1. A biological conversion process is disclosed, where n means an integer of 2 or more, which comprises obtaining a condensation product.

【0005】特開昭62−130692号公報には、第
5頁右上欄第8行〜同第12行において、『本明細書で
使用した「リブロースーリン酸経路」(RMP)とは、
ホルムアルデヒド3分子が縮合してピルビン酸1分子
か、またはジヒドロキシアセトンリン酸1分子のいずれ
かを生成する生化学回路を意味する。』と記載されてい
る。
[0005] In JP-A-62-130692, page 5, upper right column, line 8 to line 12, "the ribulose-phosphate pathway" (RMP) used in the present specification is
A biochemical cycle in which three molecules of formaldehyde are condensed to produce either one molecule of pyruvic acid or one molecule of dihydroxyacetone phosphate. ] Is described.

【0006】特開昭62−130692号公報には、第
7頁左下欄第16行〜同右下欄第5行において、ヘキシ
ュロース−6−リン酸がヘキシュロースリン酸シンター
ゼの触媒作用による生成物であること、およびヘキシュ
ロース−6−リン酸はヘキシュロースリン酸イソメラー
ゼによりグルコース6−リン酸に転化されることについ
て教示されている。
[0006] In JP-A-62-130692, at page 7, lower left column, line 16 to right lower column, line 5, hexulose-6-phosphate is a product produced by the catalytic action of hexulose phosphate synthase. And that hexulose-6-phosphate is converted to glucose 6-phosphate by hexulose phosphate isomerase.

【0007】しかしながら、特開昭62−130692
号公報には、特定の酵素系に13C標識ホルムアルデヒ
ドおよびリボース−5−リン酸を添加反応させてC−1
位が特異的に13Cで標識されたフルクトース−6−リ
ン酸が得られることについては具体的な記載も、それを
示唆する記載もない。
However, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-130692
In the publication, 13 C-labeled formaldehyde and ribose-5-phosphate are added and reacted with a specific enzyme system to give C-1.
There is no specific description or suggestion of obtaining fructose-6-phosphate whose position is specifically labeled with 13 C.

【0008】特開昭62−130692号公報には、実
施例において、13C−メタノールを増殖炭素源、すな
わち栄養源として使用して一定条件下に醗酵させて13
C−グルコースを主成分とするエキソ多糖を得ることが
できる旨記載されているが、ここに得られる13C−グ
ルコースは13Cで均一に標織されたものであって、C
−1位の炭素が13Cで特異的に標識されたグルコース
を得ることは不可能である。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-130692 discloses that
In the examples, 13 C-methanol is used as a growing carbon source,
Use as KazuSatoshi nutrient sources by fermenting a certain conditions 13
It is possible to obtain an exopolysaccharide containing C-glucose as a main component.
Although it is stated that it is possible, 13 C-g obtained here
Lucose is uniformly woven at 13 C,
Glucose with carbon at position -1 specifically labeled with 13 C
Is impossible to obtain.

【0009】特定位置の炭素が13Cで特異的に標識さ
れた13C標識化合物は、13Cで均一に標識されたも
の、14C標識化合物などに比較して、核磁気共鳴装
置、質量分析計などを用いて生物のエネルギー代謝系の
研究を行なう場合、より多くの定性的かつ定量的な有益
な情報を得ることが可能となり、生体反応の研究から医
療分野へと様々な分野で利用することが可能であって、
その工業的に有利な製造方法が要望されている。
[0009] 13 C-labeled compound of carbon atoms in the specified position is specifically labeled with 13 C is, those uniformly labeled with 13 C, as compared to such 14 C-labeled compounds, nuclear magnetic resonance, mass spectrometry When conducting research on the energy metabolism system of a living organism using a meter, etc., it becomes possible to obtain more qualitative and quantitative useful information, and it is used in various fields from the study of biological reactions to the medical field. Is possible,
There is a demand for an industrially advantageous manufacturing method.

【0010】例えば、そのC−1位が特異的に13Cで
標識された13C標識フルクトース−6−リン酸は、解
糖系の代謝中間体でもあり、生物のエネルギー代謝系の
研究を行なう際に有用であり、生体内でのフルクトース
−6−リン酸の変化の過程を質量分析計、核磁気共鳴装
置などを用いて追跡する際には、フルクトース−6−リ
ン酸の特定位置の炭素が13Cで特異的に標識されたも
のが望ましく、その工業的に有利な製造方法が要望され
ている。
[0010] For example, 13 C-labeled fructose 6-phosphate to the C-1 position labeled with a specifically 13 C is also a metabolic intermediate of glycolysis, perform research of biological energy metabolism When tracking the process of the change of fructose-6-phosphate in the living body using a mass spectrometer, a nuclear magnetic resonance apparatus, etc., the carbon at a specific position of fructose-6-phosphate is useful. Is specifically labeled with 13 C, and an industrially advantageous production method thereof is desired.

【0011】本発明は、特定位置の炭素が特異的に13
Cで標識された13C標識化合物、例えばC−1位が特
異的に13Cで標識された13C標識フルクトース−6
−リン酸の工業的に有利な製造方法を提供することを目
的としている。
In the present invention, carbon at a specific position is specifically 13
13 C-labeled compound labeled with C, for example, 13 C-labeled fructose-6 specifically labeled with 13 C at the C-1 position
-The purpose is to provide an industrially advantageous method for producing phosphoric acid.

【0012】[0012]

【問題点を解決するための手段】本発明は第1に、EC
4群に属し、炭素−炭素結合を合成できるリアーゼ酵素
と、EC5群に属し、反応基質を異性化できるイソメラ
ーゼ酵素の少とくも1種とよりなる酵素系、13C標識
炭素源化合物および反応基質を反応させて特定位置の炭
素が13Cで特異的に標識された13C標識化合物をえ
ることを特徴とする13C標識化合物の製造方法を提供
するものである。
The present invention is firstly directed to the EC
An enzyme system consisting of a lyase enzyme belonging to group 4 and capable of synthesizing carbon-carbon bonds, and at least one isomerase enzyme belonging to group EC5 capable of isomerizing a reaction substrate, 13 C-labeled carbon source compound and reaction substrate there is provided a method for producing 13 C-labeled compound characterized by obtaining the 13 C-labeled compound carbon was specifically labeled with 13 C at a specific position by reacting.

【0013】本発明は、第2に第1のイソメラーゼ酵素
を用いて反応基質を異性化し、異性化された反応基質
に、EC4群に属し、炭素−炭素結合を合成できるリア
ーゼ酵素の存在下、アルデヒド系13C標識炭素源化合
を添加・反応させて特定位置の炭素を 13Cで特異的
に標識された増炭化合物を得、次いで第2のイソメラー
ゼ酵素を添加・反応させて特定位置の炭素が13Cで標
繊された13C標識化合物を得ることを特徴とする13
C標識化合物の製造方法を提供するものである。
Secondly, the present invention secondly isomerizes the reaction substrate using the first isomerase enzyme, and the isomerized reaction substrate belongs to the EC4 group and is a rear which can synthesize a carbon-carbon bond.
Aldehyde-based 13 C-labeled carbon source compound in the presence of enzyme
Add specific substances to react with carbon at a specific position at 13 C
13 is obtained , and then a second isomerase enzyme is added and reacted to obtain a 13 C-labeled compound in which carbon at a specific position is labeled with 13 C. 13
A method for producing a C-labeled compound is provided.

【0014】本発明は、第3にホスホリボイソメラーゼ
(以下PRIと略称することがある)、ヘキシュロース
リン酸シンターゼ(以下HPSと略称することがある)
およびホスホヘキシ畠ロイソメラーゼ(以下PHIと略
称することがある)よりなるメタノール資化性細菌のホ
ルムアルデヒド固定酵素系、13C標識ホルムアルデヒ
ドおよびリボース−5−リン酸(以下R5Pと略称する
ことがある)を反応させてC−1位が特異的に13Cで
標識されたフルクトース−6−リン酸(以下F6Pと略
称することがある)を得ることを特微とする13C標識
フルクトース−6−リン酸の製造方法を提供するもので
ある。
Thirdly, the present invention provides phosphoribose isomerase (hereinafter sometimes abbreviated as PRI) and hexulose phosphate synthase (hereinafter sometimes abbreviated as HPS).
And a formaldehyde-fixing enzyme system of a methanol-assimilating bacterium, which comprises phosphohexoxyhata roisomerase (hereinafter sometimes abbreviated as PHI), 13 C-labeled formaldehyde and ribose-5-phosphate (hereinafter sometimes abbreviated as R5P) 13 C-labeled fructose 6-phosphate to obtaining a reacted with the C-1 position is specifically 13 C-labeled fructose 6-phosphate (which may be hereinafter abbreviated as F6P) wherein there The present invention provides a method of manufacturing the same.

【0015】本発明は、第4にリボースー5−リン酸を
ホスホリボイソメラーゼにより異性化してリブロース−
5−リン酸とし、次いでヘキシュロースリン酸シンター
ゼおよび13C標識ホルムアルデヒドを添加・反応させ
てC−1位が特異的に13Cで標識された13C標識ヘ
キシュロース−6−リン酸を生成させ、次いでホスホヘ
キシュロイソメラーゼにより異性化してC−1位が特異
的に13Cで標識されたフルクトース−6−リン酸を得
ることを特徴とする13C標識フルクトース−6−リン
酸の製造方法を提供するものである。
In the fourth aspect of the present invention, ribose-5-phosphate is isomerized by phosphoribose isomerase to give ribulose-5-phosphate.
5-phosphate, and then hexulose phosphate synthase and 13 C-labeled formaldehyde were added and reacted to produce 13 C-labeled hexulose-6-phosphate specifically labeled with 13 C at the C-1 position. Then, a method for producing 13 C-labeled fructose-6-phosphate, characterized by obtaining fructose-6-phosphate specifically labeled with 13 C at the C-1 position by isomerizing with phosphohexyl isomerase. Is provided.

【0016】本発明は、第5にメタノールを単−炭素源
とする液体培地にMethylomonas amin
ofaciens 77a菌株を植菌・培養して得られ
るMethylomonas aminofacien
s 77a菌株の無細胞抽出液、13C標識ホルムアル
デヒドおよびリボース−5−リン酸を反応させてC−1
位が特異的に13Cで標識されたフルクトース−6−リ
ン酸を得ることを特徴とする13C標識フルクトース−
6−リン酸の製造方法を提供するものである。
Fifth, the present invention provides a liquid medium containing methanol as a single-carbon source, in which Methylomonas amin is added.
Methylomonas aminofacien obtained by inoculating and culturing the S. ofaciens 77a strain
Cell-free extract of s 77a strain, 13 C-labeled formaldehyde and ribose-5-phosphate were reacted to give C-1.
Position is 13 C-labeled fructose, characterized by obtaining a labeled fructose 6-phosphate specifically and with 13 C -
A method for producing 6-phosphoric acid is provided.

【0017】本発明において、EC4群に属し、炭素−
炭素結合を合成できるリアーゼ酵素の例として、ヘキシ
ュロースリン酸シンターゼ、ホスホリボシルアミノイミ
ダゾールカルボキシラーゼ、ホスホエノールピルビン酸
カルボキシキラーゼ、リブロースビスリン酸カルボキシ
ラーゼ、ケトテトロースリン酸アルドラーゼ、トレオニ
ンアルドラーゼ、フルクトースビスリン酸アルドラー
ゼ、ホスホ−2−ケト−3デオキシグルコネートアルド
ラーゼ、フクロースリン酸アルドラーゼ、2−ケト−3
−デオキシ−L−ペントネートアルドラーゼ、L−ラム
ニュロースー1−−リン酸アルドラーゼ、2−ケト−3
−デオキシ−D−グルカル酸アルドラーゼ、6−ホスホ
−2−ケト−3−デオキシーガラクトネートアルドラー
ゼ、フルクトース−6−リン酸ホスホケトラーゼ、3−
デオキシ−D−マンノ−オクチュリン酸アルドラーゼ、
フェニルセリンアルドラーゼ、2−ケト−3−デオキシ
−D−ペントネートアルドラーゼ、ホスホ−5−ケト−
2−デオキシ−グルコネートアルドラーゼ、17α−ヒ
ドロキシブロゲステロンアルドラーゼ、2−オキソ−4
−ヒドロキシグルタル酸アルドラーゼ、トリメチルアミ
ン−オキシドアルドラーゼ、イソクエン酸リアーゼ、マ
レートシンセターゼ、N−アセチルノイラミン酸リアー
ゼ、クエン酸リアーゼ、クエン酸シンテターゼ、3−ヒ
ドロキシアスパレートアルドラーゼ、4−ヒドロキシ−
2−オキソグルタレートアルドラーゼ、N−アセチルノ
イラミネートシンターゼ、マリールCoAリアーゼ、3
−ヒドロキシ−3−イソヘキセニルグルタリル−CoA
リアーゼ、メチル酢酸シンターゼ、デオキシリポジプリ
ミジンホトリアーゼ、フマル酸ヒドラターゼ、カーボネ
イトジヒドラターゼ、アコニット酸ヒドラターゼ、シス
タチオニン−β−シンターゼ、ラクトイルグルタチオン
リアーゼなどがあげられるが、これらのうち増炭反応に
よる13C標識化合物の合成の場合には、反応基質の一
方が13C標識炭素源として容易に合成できる点で、ヘ
キシュロースリン酸シンターゼ、リプロースビスリン酸
カルボキシラーゼ、ケトテトロースリン酸アルドラー
ゼ、フルクトースビスリン酸アルドラーゼ、フクロース
リン酸アルドラーゼ、2−ケト−3−デオキシ−D−グ
ルカル酸アルドラーゼ、6−ホスホ−2−ケト−3−デ
オキシ−ガラクトネートアルドラーゼ、3−デオキシ−
D−マンノ−オクチュロリン酸アルドラーゼ、ホスホ−
5−ケト−2−デオキシ−グルコネートアルドラーゼ、
2−オキソ−4−ヒドロキシグルタル酸アルドラーゼな
どが好ましい。
In the present invention, carbon-
Examples of lyase enzymes capable of synthesizing carbon bonds are hexulose phosphate synthase, phosphoribosylaminoimidazole carboxylase, phosphoenolpyruvate.
Carboxyxylase , ribulose bisphosphate carboxylase, ketotetrose phosphate aldolase, threonine aldolase, fructose bisphosphate aldolase, phospho-2-keto-3 deoxygluconate aldolase, fucose phosphate aldolase, 2-keto-3
-Deoxy-L-pentonate aldolase, L-rhamneurose-1-phosphate aldolase, 2-keto-3
-Deoxy-D-glucarate aldolase, 6-phospho-2-keto-3-deoxy-galactonate aldolase, fructose-6-phosphate phosphoketolase, 3-
Deoxy-D-manno-octulinate aldolase,
Phenylserine aldolase, 2-keto-3-deoxy-D-pentonate aldolase, phospho-5-keto-
2-deoxy-gluconate aldolase, 17α-hydroxybrogesterone aldolase, 2-oxo-4
-Hydroxyglutarate aldolase, trimethylamine-oxide aldolase, isocitrate lyase, malate synthetase , N-acetylneuraminic acid lyase, citrate lyase, citrate synthetase, 3-hydroxyaspartate aldolase, 4-hydroxy-
2-oxoglutarate aldolase, N-acetylno
Ilaminate synthase , Mariel CoA lyase, 3
-Hydroxy-3-isohexenyl glutaryl-CoA
Lyase, methyl acetate synthase, deoxy lipoic Jipuri thymidine photo lyase, fumarate hydratase, carbonate di hydratase, aconitate hydratase, cystathionine -β- synthase, by the like lactoylglutathione lyase and the like, homologation reaction of these 13 In the case of synthesizing a C-labeled compound, one of the reaction substrates can be easily synthesized as a 13 C-labeled carbon source, and thus hexulose phosphate synthase, liprose bisphosphate carboxylase, ketotetrose phosphate aldolase, fructose bisphosphate is used. Aldolase, fucose phosphate aldolase, 2-keto-3-deoxy-D-glucarate aldolase, 6-phospho-2-keto-3-deoxy-galactonate aldolase, 3-deoxy-
D- mannose - Okuchuro phosphoric acid aldolase, phospho -
5-keto-2-deoxy-gluconate aldolase,
2-oxo-4-hydroxyglutarate aldolase and the like are preferable.

【0018】本発明において、EC群5に属し、反応基
質を異性化できるイソメラーゼ酵素の例として、ホスホ
ヘキシュロイソメラーゼ、ホスホリボイソメラーゼ、マ
レートイソメラーゼ、マレイルアセトアセテートイソメ
ラーゼ、レチナールイソメラーゼ、マレイルピルベート
イソメラーゼ、リノレートイソメラーゼ、フリルフラミ
ドイソメラーゼ、トリオスホスフェイトイソメラーゼ、
アラビノースイソメラーゼ、キシロースイソメラーゼ、
マンノースイソメラーゼ、マンノースリン酸イソメラー
ゼ、グルコサミンリン酸イソメラーゼ、グルクロン酸イ
ソメラーゼ、アラビノースリン酸イソメラーゼ、ラムノ
ースイソメラーゼ、リキソースケトールイソメラーゼ、
グルコサミンリン酸イソメラーゼ、ステロイドイソメラ
ーゼ、イソペンテニルジリン酸イソメラーゼ、プロスタ
グランジンイソメラーゼ、プロテインジサルファイジイ
ソメラーゼ、ハイドロパーオキサイドイソメラーゼ、リ
ブロースリン酸3−エピメラーゼ、UDPグルコース4
−エピメラーゼ、アルドース1−エピメラーゼ、L−リ
ブロースリン酸4−エピメラーゼ、UDPアラビノース
4−エピメラーゼ、UDPグルクロン酸4−エピメラー
ゼ、UDPアセチルグルコサミン4−エピメラーゼ、ア
シルグルコサミン2−エピメラーゼ、ホスホグルコイソ
メラーゼなどがあげられるが、異性化反応による糖の作
製の場合には、反応基質への特異性の点で、ホスホヘキ
シュロイソメラーゼ、ホスホリボイソメラーゼ、アラビ
ノースイソメラーゼ、キシロースイソメラーゼ、マンノ
ースイソメラーゼ、マンノースリン酸イソメラーゼ、ホ
スホグルコイソメラーゼなどが好ましい。
In the present invention, as an example of an isomerase enzyme belonging to EC group 5 and capable of isomerizing a reaction substrate, phosphohexulose isomerase, phosphoribose isomerase, maleate isomerase, maleyl acetoacetate isomerase, retinal Isomerase, maleyl pyruvate isomerase, linoleate isomerase, furyl flamid isomerase, triosphosphate isomerase,
Arabinose isomerase, xylose isomerase,
Mannose isomerase, mannose phosphate isomerase, glucosamine phosphate isomerase, glucuronate isomerase, arabinose phosphate isomerase, rhamno
Over the scan isomerase, Rikisosuketo Ruisomeraze,
Glucosamine phosphate isomerase, steroid isomerase, isopentenyl diphosphate isomerase, prostaglandin isomerase, protein disulfide isomerase, hydroperoxide isomerase, ribulose phosphate 3-epimerase, UDP glucose 4
-Epimerase, aldose 1-epimerase, L-ribulose phosphate 4-epimerase, UDP arabinose 4-epimerase, UDP glucuronic acid 4-epimerase, UDP acetylglucosamine 4-epimerase, acylglucosamine 2-epimerase, phosphoglucoisomerase and the like. However, in the case of producing a sugar by an isomerization reaction, in terms of specificity for a reaction substrate, phosphohexuloisomerase, phosphoribose isomerase, arabinose isomerase, xylose isomerase, mannose isomerase, mannose phosphate isomerase, phosphoglucoisomerase. Are preferred.

【0019】本発明における反応基質は、生体化合物で
あってその具体例としてホスホエノールピルビン酸、3
−ホスホグリセリン酸、ジヒドロキシアセトンリン酸、
アセトアルデヒド、グリセルアルデヒド3−リン酸、エ
リスロース−4−リン酸、タルトロン酸セミアルデヒ
、アラビノース、ベンズアルデヒド、ピルビン酸、ジ
メチルアミン、グリオキシル酸、コハク酸、アセチルコ
エンザイムA、N−アセチルマンノサミンプロピオニ
ル−CoA、フマル酸、リブロース−5−リン酸、リボ
ース−5−リン酸など、好ましくは、ホスホエノールピ
ルビン酸、3−ホスホグリセリン酸、アセトアルデヒ
ド、グリセルアルデヒド−3−リン酸、ピルビン酸、リ
ブロースー5−リン酸、リボース−5−リン酸などがあ
げられる。
The reaction substrate in the present invention is a biological compound, and specific examples thereof include phosphoenolpyruvate and 3
-Phosphoglyceric acid, dihydroxyacetone phosphoric acid,
Acetaldehyde, glyceraldehyde 3-phosphate, erythrose-4-phosphate, tartronic acid semi-aldehyde
De , arabinose, benzaldehyde, pyruvic acid, dimethylamine, glyoxylic acid, succinic acid, acetyl coenzyme A, N-acetylmannosamine , propioni
Le-CoA , fumaric acid, ribulose-5-phosphate, ribose-5-phosphate, etc., preferably phosphoenolpyruvate, 3-phosphoglycerate, acetaldehyde, glyceraldehyde-3-phosphate, pyruvate, Ribulose-5-phosphate, ribose-5-phosphate and the like can be mentioned.

【0020】本発明における13C標識炭素源化合物
は、化学合成で容易に13C標識できる化合物であっ
て、その具体例として、二酸化炭素、ホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、ジヒドロキシアセトンリン酸、
ピルビン酸、ホスホエノールピルビン酸、L−ラクトア
ルデヒド、グリコールアルデヒド、マロネートセミアル
デヒド、グリオキシル酸、コハク酸、アセチルCoA、
酢酸、オキサロ酢酸など、好ましくは、二酸化炭素、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ピルビン酸、酢
酸、オキサロ酢酸などがあげられる。
The 13 C-labeled carbon source compound in the present invention is a compound that can be easily 13 C-labeled by chemical synthesis, and specific examples thereof include carbon dioxide, formaldehyde, acetaldehyde, dihydroxyacetone phosphate,
Pyruvate, phosphoenolpyruvate, L-lactaldehyde, glycolaldehyde, malonate semialdehyde, glyoxylic acid, succinic acid, acetyl CoA,
Acetic acid, oxaloacetic acid and the like, preferably carbon dioxide, formaldehyde, acetaldehyde, pyruvic acid, acetic acid, oxaloacetic acid and the like can be mentioned.

【0021】本発明方法によって生成される特定位置の
炭素が13Cで特異的に標識された13C標識化合物
は、生体成分であって、その具体例としてオキサロアセ
テート、リブロース−1,5−リン酸、ヘキシュロース
−6−リン酸、エリトルロース−1−リン酸、スレオニ
ン、フルクトース−1,6−ジリン酸、6−ホスホ−2
−ケト−3デオキシグルコン酸、7−ホスホ−2−ケト
−3−デオキシアラビノヘプトネート、フクロース−1
−リン酸、2−ケト−3−デオキシペントネート、ラム
ニュロースー1−リン酸、2−ケト−3−デオキシーグ
ルカル酸、エリスローフェニルセリル、6−ホスホ−5
−ケト−2−デオキシグルコン酸、2−オキソ−4−ヒ
ドロキシグルタル酸、トリメチルアラニンN−オキサイ
ド、イソクエン酸、リンゴ酸、N−アセチルノイラミン
酸、クエン酸、フルクトース−6−リン酸、リブロース
−5−リン酸、グルコース−6−リン酸など、好ましく
は、リブロース−1,5−リン酸、ヘキスロース−6−
リン酸、エリトルロース−1−リン酸、スレオニン、フ
ルクトース−1,6−リン酸、クエン酸、フルクトース
−6−リン酸、リブロース−5−リン酸、グルコース−
6−リン酸などがあげられる。
[0021] 13 C-labeled compound of carbon atoms in the specified position is specifically labeled with 13 C produced by the process of the present invention is the biological component, oxaloacetate As specific examples, ribulose-1,5-phosphate Acid, hexulose-6-phosphate, erythrulose-1-phosphate, threonine, fructose-1,6-diphosphate, 6-phospho-2
-Keto-3 deoxygluconic acid, 7-phospho-2-keto-3-deoxyarabinoheptonate, fuculose-1
-Phosphoric acid, 2-keto-3-deoxypentonate, rhamnurose-1-phosphate, 2-keto-3-deoxy-glucaric acid, erythrophenylseryl, 6-phospho-5
-Keto-2-deoxygluconic acid, 2-oxo-4-hydroxyglutaric acid, trimethylalanine N-oxide, isocitric acid, malic acid, N-acetylneuraminic acid, citric acid, fructose-6-phosphate, ribulose- 5-phosphate, glucose-6-phosphate, etc., preferably ribulose-1,5-phosphate, hexulose-6-
Phosphoric acid, erythrulose-1-phosphate, threonine, fructose-1,6-phosphate, citric acid, fructose-6-phosphate, ribulose-5-phosphate, glucose-
6-phosphoric acid and the like.

【0022】本発明方法に用いられるメタノール資化性
細菌のホルムアルデヒド固定酵素系は、好ましくはホス
ホリボイソメラーゼ、ヘキシュロースリン酸シンターゼ
およびホスホヘキシュロイソメラーゼより構成される。
The formaldehyde-fixing enzyme system of the methanol-assimilating bacterium used in the method of the present invention is preferably composed of phosphoribose isomerase, hexulose phosphate synthase and phosphohexulose isomerase.

【0023】本発明方法で用いられるホスホリボイソメ
ラーゼは、リボース−5−リン酸をリブロース−5−リ
ン酸に転換される酵素であって、例えばシグマ社製の市
販品などを用いることができる。
The phosphoribose isomerase used in the method of the present invention is an enzyme that converts ribose-5-phosphate to ribulose-5-phosphate, and for example, a commercial product manufactured by Sigma can be used.

【0024】本発明方法で用いられるヘキシュロースリ
ン酸シンターゼは、リブロース−5−リン酸と13C標
識ホルムアルデヒドとを反応させてC−1位が13Cで
標識されたヘキシュロース−6−リン酸を生成せしめる
酵素であって、例えば、偏性メタノール資化性細菌、メ
チロモナス・アミノファシエンス77a(Methy1
omonasaminofaciens 77a)(微
工研菌寄第12019号)、メチロコッカス・カプサラ
タス(Methylococcus capsulat
us)(ATCC菌寄第19069号)などの微生物を
メタノールまたはメタンなどを用いて培養し、各種クロ
マトグラフィーを利用して単離することにより得られ
る。該ヘキシュロースリン酸シンターゼを有する微生物
の他の例として、メチロモナス・メタニカ(Methy
lomonas methanica)、メチロモナス
・アギレおよびメチロモナス・ロサセウス(Methy
lomonas agi1eおよびM.rosaceo
us)、メチロモナス・ルブラム(Methylomo
nas rubrum)、メチロモナスGB3およびG
B8(Methylomonas GB3およびGB
8)、メチロコッカス・ミニマス(Methyloco
cus minimus)、メチロコッカス・ウクライ
ニクスおよびメチロコッカス・サーモフィラス(Met
hylococcus ucrainicusおよび
M.thermophilus)、メチロバクター・カ
プサラタス (Methylobacter caps
ulatus)、メチロバクター・ボビスおよびメチロ
バクター・ビネランディー(Methylobacte
r bovisおよびM.vinelandii)、メ
チロバクター・クロコカム (Methylobact
er chroococcum)、シュードモナスW1
(Pseudomonas W1)、オーガニズム4
B6(Organism4B6)、シュードモナスC
(Pseudomonas C)、シュードモナスW6
(Pseudomonas W6)、オーガニズム
C2A1(OrganismC2A1)、オーガニズム
W3A1およびW6A (Organisms W3A
1およびW6A)、メチロモナスM15 (Methy
lomonasM15)、メチロフィラス・メチロトロ
ファス (Methylophhilus methy
lotrophus)、オーガニズムL3 (Orga
nisnL3)、アースロバクター (Arthrob
acter)、パシラスsp.PM6およびS2A1
(Bacillus sp.PM6およびS2A1)、
アースロバクター・グロビホルミス(Arthroba
cterglobiformis)、ストレプトミセス
sp.239 (streptomyces sp.2
39)、シュードモナス・オレオボランス(Pseud
omonas oleovorans)、オーガニズム
MB53,55,56,57,58,59および60
(Organisms MB53,55,56,57,
58,59および60)、ブレビバクテリウム・フスカ
ム24(Brevibacterium fuscum
24)、マイコバクテリウム・バカエ10(Mvcob
acterium vaccae10)、アースロバタ
ク−P1(Arthrobacter P1)、ノカル
ジア239(Nocardia239)などがあげられ
る。
The hexulose phosphate synthase used in the method of the present invention is hexulose-6-phosphate labeled with 13 C at the C-1 position by reacting ribulose-5-phosphate with 13 C-labeled formaldehyde. Which is an enzyme that produces, for example, an obligate methanol-assimilating bacterium, Methylomonas aminofasciens 77a (Methy1
omonasaminofaciens 77a) (Microtechnology Research Institute No. 12019), Methylococcus capsulatus
us) (ATCC bacterium No. 19069) and the like are cultured by using methanol or methane and isolated by various chromatographies. As another example of the microorganism having the hexulose phosphate synthase, Methylomonas methanica (Methy
lomonas methanica), Methylomonas aguire and Methylomonas rosaceus (Methy)
lomonas agi1e and M. rosaceo
us), Methylomonas rubram (Methylomo)
nas rubrum), Methylomonas GB3 and G
B8 (Methylomonas GB3 and GB
8), Methylococcus minimus (Methyloco
cus minimus), Methylococcus uculinix and Methylococcus thermophilus (Met
hylococcus ucrainicus and M. thermophilus), Methylobacter capsalatas (Methylobacter caps)
ulatas), Methylobacter bovis and Methylobacter vinelandie (Methylobacte)
r bovis and M .; vinelandii), Methylobacter crococum (Methylobact)
er chroococcum), Pseudomonas W1
(Pseudomonas W1), Organism 4
B6 (Organism4B6), Pseudomonas C
(Pseudomonas C), Pseudomonas W6
(Pseudomonas W6), Organism C2A1 (OrganismC2A1), Organism W3A1 and W6A (Organisms W3A)
1 and W6A), Methylomonas M15 (Methy
lomonas M15), Methylophyllus methy
lotrofus), organicism L3 (Orga)
nisnL3), Arthrobacter (Arthrob
Acter), Pacillus sp. PM6 and S2A1
(Bacillus sp. PM6 and S2A1),
Arthrobacter Globiholmis
cterglobiformis), Streptomyces sp. 239 (strepto myces sp. 2
39), Pseudomonas oleovorans (Pseud)
omonas oleovorans), organism
MB53, 55, 56, 57, 58, 59 and 60
(Organisms MB53, 55, 56, 57,
58, 59 and 60), Brevibacterium fusca
Mu 24 (Brevibacterium fuscum
24), Mycobacterium bacae 10 (Mvcob
acterium vaccae10), earth lobata
Ku-P1 (Arthrobacter P1), Nocal
Gia 239 (Nocardia 239) etc.
It

【0025】本発明における菌株の培養は、生育に最小
限必要な無機栄養を添加した溶液に、生育の阻害になら
ない程度のメタノールを加えて、30℃前後の温度に保
温して、振とうや通気などをして、充分に酵素を供給し
て培養をすることにより行なわれる。
The culture of the strain in the present invention is carried out by adding a minimum amount of inorganic nutrients necessary for growth to a solution to which methanol is added so as not to inhibit the growth and keeping the temperature at about 30 ° C. to shake or aerate. It is carried out by, for example, supplying the enzyme sufficiently and culturing.

【0026】本発明方法で用いられる13C標識ホルム
アルデヒドは、例えばMSDアイソトープ社製、13
濃度99%のホルムアルデヒドなど市販品を用いること
ができる。
The 13 C-labeled formaldehyde used in the method of the present invention is, for example, 13 C manufactured by MSD Isotope Co.
A commercial product such as formaldehyde having a concentration of 99% can be used.

【0027】本発明方法において用いられるホスホヘキ
シュロイソメラーゼは、13C標識ヘキシュロース−6
−リン酸を13C標識フルクトースー6−リン酸に異性
化する酵素であって、例えばMethylomonas
aminofaciens77a(微工研菌寄第12
019号)をメタノールを用いて培養して得られる無細
胞抽出液をさらに精製・単離して得られる。
The phosphohexuloisomerase used in the method of the present invention is 13 C-labeled hexulose-6.
-Phosphate is an enzyme that isomerizes 13 C-labeled fructose-6-phosphate, for example, Methylomonas
aminofaciens77a
No. 019) is cultured in methanol to obtain a cell-free extract, which is further purified and isolated.

【0028】本発明における前記ホルムアルデヒド固定
酵素系として、メタノールを単一炭素源とする液体培地
にMethylomonas aminofacien
s77a菌株(微工研菌寄第12019号)を植菌・培
養して得られるMethylomonas amino
faciens 77a菌株の無細胞抽出液を用いるこ
とができる。該無細胞抽出液には、ホスホリボイソメラ
ーゼ、ヘキシュロースリン酸シンターゼおよびホスホヘ
キシュロイソメラーゼが含まれているが、その他にホス
ホグルコイソメラーゼも含まれているので、生成する
13C標識フルクトース−6−リン酸は一部13C標識
グルコース−6−リン酸に異性化されることになる。
As the formaldehyde-fixing enzyme system in the present invention, methanol is used as a single carbon source in a liquid medium, Methylomonas aminofacien.
Methylomonas amino obtained by inoculating and culturing the s77a strain (Microtechnology Research Institute, No. 12019)
A cell-free extract of the Faciens 77a strain can be used. The cell-free extract contains phosphoribose isomerase, hexulose phosphate synthase, and phosphohexulose isomerase, but it also contains phosphoglucoisomerase, so that it is produced.
13 C-labeled fructose-6-phosphate will be partially isomerized to 13 C-labeled glucose-6-phosphate.

【0029】かくして、本発明方法によれば、前記特定
の酵素系に13C標識ホルムアルデヒドおよびリボース
−5−リン酸を添加・反応させることにより、リボース
−5−リン酸はホスホリボイソメラーゼによりリブロー
ス−5−リン酸に変換され、13C標識ホルムアルデヒ
ドとリブロース−5−リン酸とからヘキシュロースリン
酸シンターゼによってC−1位が特異的に13Cで標識
されたヘキシュロース−6−リン酸が生成し、さらにホ
スホヘキシュロイソメラーゼによってC−1位が特異的
13Cで標識されたフルクトース−6−リン酸に異性
化される。
Thus, according to the method of the present invention, by adding and reacting 13 C-labeled formaldehyde and ribose-5-phosphate to the above-mentioned specific enzyme system, ribose-5-phosphate is converted to ribulose-by phosphoribose isomerase. Hexulose-6-phosphate, which is converted to 5-phosphate and 13C- labeled formaldehyde and ribulose-5-phosphate, is specifically labeled with 13 C at the C-1 position by hexulose phosphate synthase. Further, phosphohexyl isomerase isomerizes the C-1 position specifically to 13 C-labeled fructose-6-phosphate.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、従来の化学合成法にお
けるように、数多くの反応ステップを必要とすることな
く、1段または数段の反応ステップで光学純度が極めて
高く、特定位置の炭素が特異的に13Cで標識された
13C標識化合物、例えばC−1位が特異的に13で標
識された13標識フルクトースー6−リン酸を選択率よ
く高収率で得ることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, unlike the conventional chemical synthesis method, the optical purity is extremely high in one or several reaction steps without requiring a large number of reaction steps, and carbon at a specific position is obtained. Was specifically labeled with 13 C
13 C-labeled compounds can be obtained labeled 13-labeled fructose over 6-phosphate may be a high yield selectivity, for example, the C-1 position is specifically 13.

【0031】本発明によれば、13Cで均一に標識され
た化合物、14C標識化合物などに比べて、核磁気共鳴
装置、質量分析計などを用いて生物のエネルギー代謝系
の研究を行なう場合、より多くの定性的かつ定量的な有
益な情報を得ることが可能であって、生体反応の研究か
ら医療分野へと様々な分野で利用できる、特定位置の炭
素が13Cで特異的に標識された化合物、例えばC−1
位が特異的に13Cで標識され、解糖系の代謝中間体で
もあり、生物のエネルギー代謝系の研究を行なう際に有
用である13C標織フルクトース−6−リン酸の工業的
に有利な製造方法が提供される。
According to the present invention, compared with a compound uniformly labeled with 13 C, a compound labeled with 14 C, etc., when the energy metabolism system of a living organism is studied using a nuclear magnetic resonance apparatus, a mass spectrometer or the like. It is possible to obtain more qualitative and quantitative useful information, and it can be used in various fields from the study of biological reactions to the medical field. The carbon at a specific position is specifically labeled with 13 C. Compounds such as C-1
Position is specifically labeled with 13 C, which is also a glycolytic metabolic intermediate and is useful when conducting studies on the energy metabolism of organisms. Industrially advantageous 13 C standard weave fructose-6-phosphate Manufacturing method is provided.

【0032】[0032]

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。
実施例において、13C標識フルクトース−6−リン
酸、13C標識グルコース−6−リン酸などの13C標
識化合物の定量法、車離精製法などであって、13Cで
標識されないものについても同様の結果が得られるもの
については、簡便のため、13で標識されないものを用
いて実験を行なった。
The present invention will be described in detail with reference to the following examples.
In the examples, 13 C-labeled fructose-6-phosphorus
Acid, 13 C target, such as 13 C-labeled glucose-6-phosphate
Determination of identification compounds, and the like car away purification method, in 13 C
Similar results can be obtained for unlabeled products
For convenience, use those not labeled in 13 for convenience.
The experiment was conducted.

【0033】[0033]

【実施例1】Example 1

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【表1】 [Table 1]

【0035】上記表1に示されるメタノールを単一炭素
源とする液体培地にMethylomonas ami
nofaciens 77aを植菌し、30℃で72時
間振盪培養した。
The liquid medium containing methanol as a single carbon source shown in Table 1 above was added to Methylomonas ami.
Nofaciens 77a was inoculated and shake-cultured at 30 ° C. for 72 hours.

【0036】Methylomonas aminof
aciens 77aのヘキシュロースリン酸シンター
ゼおよびホスホヘキシュロイソメラーゼについてMet
hylomonas aminofaciens 77
aの無細胞抽出液より、DEAE−セファセルカラムク
ロマトグラフィーで先ずヘキシュロースリン酸シンター
ゼとホスホヘキシュロイソメラーゼを分画し、次いで各
酵素についてDEAE−セファセルの再クロマトグラフ
ィーを行なったところ、図1および
Methylomonas aminof
Aciens 77a Hexulose Phosphate Synthase and Phosphohexyl Isomerase Met
hylomonas aminofaciens 77
From the cell-free extract of a, DEAE-Sephacel column chromatography was first performed to fractionate hexulose phosphate synthase and phosphohexurose isomerase, and then DEAE-Sephacel was re-chromatographed for each enzyme. 1 and

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】に示される結果が得られ、かくして得られ
たヘキシュロースリン酸シンターゼおよびホスホヘキシ
ュロイソメラーゼの標品は、それぞれ活性(μmol/
min/mg)として0.2%および1.7%のホスホ
グルコイソメラーゼ(以下PGIと略称することがあ
る。)を含有した。上記DEAE−セファセルカラムク
ロマトグラフィーは、下記の通り実施した。すなわち、
10mM Tris−HCl(pH 8.2)で緩衝化
したカラム(5×20cm)に無細胞抽出液470ml
を導入し、同じ緩衝液2リットルで洗浄後、緩衝液濃度
を段階的に上げて酵素を溶出させた。図1に示したよう
に、100mM Tris−HCl (pH8.2)で
HPSが、さらに100mM NaClを含む100m
M Tris−HCl (pH 8.2)でPHlが溶
出した。
The results shown in the above were obtained, and the hexurose phosphate synthase and the phosphohexurose isomerase preparations thus obtained each had an activity (μmol /
min / mg) contained 0.2% and 1.7% of phosphoglucoisomerase (hereinafter sometimes abbreviated as PGI). The DEAE-Sephacel column chromatography was performed as follows. That is,
470 ml of cell-free extract in a column (5 × 20 cm) buffered with 10 mM Tris-HCl (pH 8.2).
And wash with 2 liters of the same buffer, then
Was gradually increased to elute the enzyme. As shown in Figure 1
With 100 mM Tris-HCl (pH 8.2)
HPS is 100m containing 100mM NaCl
PHl is dissolved in M Tris-HCl (pH 8.2)
I put it out.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】表3に示される反応組成を用いて13C標
識フルクトール−6−リン酸の合成反応を30℃で60
分間行なった。表3において、リボース−5−リン酸ナ
トリウムは協和発酵株式会社製を用い、PRIとしては
シグマ社製のものを用い、13C標識ホルムアルデヒド
はMSDアイソトーブ社製、濃度99%のものを用い、
HPSとしては、前記部分精製品を用い、PHlは前記
部分精製品を用いた。
Using the reaction composition shown in Table 3, a synthetic reaction of 13 C-labeled fructol-6-phosphate was conducted at 30 ° C. for 60 hours.
It was done for a minute. In Table 3, sodium ribose-5-phosphate used was manufactured by Kyowa Hakko Co., Ltd., PRI manufactured by Sigma was used, and 13 C-labeled formaldehyde manufactured by MSD Isotove was used at a concentration of 99%.
The partially purified product was used as HPS, and the partially purified product was used as PHl.

【0041】表3において、*1の時点30分間、30
℃で保温を行なった。
In Table 3, the time point of * 1 is 30 minutes, 30
Incubation was performed at ° C.

【0042】表3の*2について、H13CHOは、反
応液内の濃度が3.0mMを超えないよう随時加えた。
Regarding * 2 in Table 3, H 13 CHO was added at any time so that the concentration in the reaction solution did not exceed 3.0 mM.

【0043】反応経過を図2に示した。図2において▽
印はH13CHOを添加した時点を示す。
The reaction progress is shown in FIG. In Fig. 2
The mark indicates the time when H 13 CHO was added.

【0044】最終的にC−1位が13Cで特異的に標識
された13C標識フルクトース−6−リン酸が4.2m
M生成し、対R5P収率は42%、添加H13CHOに
対しては47%であった。本実施例における合成反応で
は酵素の失活によって反応が停止したものと考えられ
る。
Finally, the C-1 position is specifically labeled with 13 C.
The resulting 13 C-labeled fructose-6-phosphate was 4.2 m
M yielded 42% based on R5P and 47% based on added H 13 CHO. It is considered that in the synthetic reaction in this example, the reaction was stopped due to the deactivation of the enzyme.

【0045】13C標識F6Pの単離精製: 13C標識
F6Pの単離方法を図3に示した。図4にDEAE、ト
ヨパール充填剤(東ソー株式会社製、商品名)のカラム
クロマトグラフィーの溶出パターン示した。回収率は約
54%であった。純度は64%であった。
Isolation and purification of 13 C-labeled F6P: 13 C-label
The method for isolating F6P is shown in FIG. Figure 4 shows DEAE
Column of YOPAL packing (trade name, manufactured by Tosoh Corporation)
The chromatographic elution pattern is shown. Recovery rate is about
It was 54%. The purity was 64%.

【0046】図3において、ムロマク(Muroma
c)50W×8は、室町化学工業株式会社製、液体クロ
マトグラフィー充填剤の商品名である。
In FIG. 3, Muroma (Muroma)
c) 50W × 8 is a liquid black manufactured by Muromachi Chemical Co., Ltd.
The trade name of the matography filler.

【0047】13C標識F6Pの13C−NMR分析:
13CHOを基質として酵素合成したF6Pにシグマ
(sigma)社製のF6Pを混合し、10%13Cと
なるようにした。これを13C−エンリッチドF6Pと
し、シグマ(Sigma)社製のものを純F6Pとし
て、13CNMR分析を行なった。図5はF6PのC−
1とC−6のピークを比較したものである。13C−エ
ンリッチドF6PのC−1/C−6のピーク比は純F6
Pの比の約10倍であり、このことは、酵素合成で得た
F6PのC−1位は特異的に13Cに標識されているこ
とを示している。
[0047] of 13 C-labeled F6P 13 C-NMR analysis:
F6P manufactured by Sigma was mixed with F6P that was enzymatically synthesized using H 13 CHO as a substrate, so that 10% 13 C was obtained. This was designated as 13 C-enriched F6P, and that manufactured by Sigma was used as pure F6P, and 13 C NMR analysis was performed. Figure 5 shows C- of F6P
It is a comparison of the peaks of 1 and C-6. The peak ratio of C-1 / C-6 of 13 C-enriched F6P is pure F6.
The ratio was about 10 times that of P, indicating that the C-1 position of F6P obtained by enzymatic synthesis was specifically labeled with 13 C.

【0048】 13C標識フルクトース−6−リン酸(
13CF6P)の定量:F6Pは、表4に示されるよう
な反応組成を用い、ホスホグルコイソメラーゼ(PG
I)とグルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ(G6
PDH)を用いる酵素法、すなわちミチャル(Mich
al)らの方法〔メソッヅ・イン・エンチマチック・ア
ナリシス・サード・第3巻・ベルラグ・ヘミー・ジーエ
ムビーエッチ・ワインハイム・191−198頁 (M
ethods inEnzymatic Analys
is 3rd Vol.3,Verlag Chemi
cGmbH Weinheim,P 191−19
8)〕で定量した。
13 C-labeled fructose-6-phosphate (
13 CF6P) quantification: F6P was prepared using phosphoglucoisomerase (PG) using the reaction composition shown in Table 4.
I) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6
Enzymatic method using PDH, namely Michal
al) et al. [Methods in Enticmatic
Narciss Third Volume 3 Bella Lag Hemmie Zie
Mb Etch Weinheim 191-198 (M
methods in Enzymatic Analysis
is 3rd Vol. 3, Verlag Chemi
cGmbH Weinheim, P 191-19
8)] .

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】測定方法 1.ブランクは、試料に対して蒸留水を0.5mlを加
えた。 2.酵素類を加える前に、O点を測定した。 3.グルコース6リン酸デヒドロゲナーゼ(G6PD
H)、ホスホグロコイソメラーゼ(PGI)の順に加
え、340nmでの吸光度の増加を測定し、吸光度が頭
打ちになった時点でO点との差をΔA340F6P
して記録した。この値より下に示す方法で濃度を計算し
た。 *ここで、グルコース6リン酸とフルクトース6リン酸
が混在するときは、まずG6PDHだけを加えて上記と
同様にΔA340G6Pを測定した。次いでPGIを
加えてΔA340F6Pを測定した。
Measuring method 1. As a blank, 0.5 ml of distilled water was added to the sample. 2. The O point was measured before adding the enzymes. 3. Glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD
H) and phosphoglocoisomerase (PGI) were added in that order, and the increase in absorbance at 340 nm was measured, and when the absorbance reached the ceiling, the difference from the O point was recorded as ΔA 340 / F6P . The concentration was calculated by the method shown below this value. * Here, when glucose 6-phosphate and fructose 6-phosphate were mixed, only G6PDH was first added and ΔA 340 / G6P was measured in the same manner as above. Then, PGI was added to measure ΔA 340 / F6P .

【0051】濃度測定 F6P(又はG6P)の濃度(xmM)決定は以下の通
*6.22:NADPHの340nmでの分子吸光係数
(μmol/ml) a:反応液体積(ml) b:試料体積(ml)
Concentration measurement The concentration (xmM) of F6P (or G6P) was determined as follows. * 6.22: Molecular absorption coefficient of NADPH at 340 nm (μmol / ml) a: Reaction solution volume (ml) b: Sample volume (ml)

【0052】リボース−5−リン酸(R5P)の測定:
R5Pはフロログリシン−酢酸法で測定した。
Measurement of ribose-5-phosphate (R5P):
R5P was measured by the phloroglysin-acetic acid method.

【0053】ヘキシュロースリン酸シンターゼ(HP
S)の活性測定:HPSの活性測定を、表5の反応組成
を用いて行なった。
Hexulose phosphate synthase (HP
S) activity measurement: HPS activity was measured using the reaction composition in Table 5.

【0054】[0054]

【表5】 [Table 5]

【0055】測定方法 1.ブランクはR5Pの代わりに蒸留水を加えた。 2.HCHOを加えて反応を開始し、5分後に1N塩酸
で反応を停止した。 3.2.の反応液0.1mlに対し蒸留水1.9mlで
20倍希釈の後、2.0mlのナッシュ(Nash)試
薬を加え、30℃で30分放置し着色させた。 4.410nmでの吸光度を測定し検量線よりHCHO
の濃度を決定した。以下の計算方法により活性を求め
た。 *ナッシュ(Nash)試薬:酢酸アンモニウム 15g 酢酸 0.3ml アセチルアセトン 0.2ml 以上の試薬は蒸留水に溶解し体積を100mlとする。
検量線は0.04,0.08,0.12,0.16,
0.2mMのHCHOを用いて作成した。
Measuring method 1. As a blank, distilled water was added instead of R5P. 2. HCHO was added to start the reaction, and after 5 minutes, the reaction was stopped with 1N hydrochloric acid. 3.2. The reaction solution (0.1 ml) was diluted 20-fold with distilled water (1.9 ml), 2.0 ml of Nash reagent was added, and the mixture was left at 30 ° C. for 30 minutes for coloring. The absorbance at 4.410 nm was measured and HCHO was determined from the calibration curve.
Was determined. The activity was calculated by the following calculation method. * Nash reagent: ammonium acetate 15 g acetic acid 0.3 ml acetylacetone 0.2 ml The above reagents are dissolved in distilled water to a volume of 100 ml.
The calibration curve is 0.04, 0.08, 0.12, 0.16.
It was prepared using 0.2 mM HCHO.

【0056】活性決定 活性(U/ml)={(A−B)×C}×D×(1/
E)×(1/F)×(0.6/0.5)×0.5 A:ブランクのHCHO濃度 mM B:反応液中のHCHO濃度 mM C:使用酵素(Enzyme)希釈率 D:ナッシュ(Nash)法の時の反応液希釈率 E:反応に使用した酵素体積 ml F:反応時間 min 0.6/0.5:HClを加える前のHCHO濃度を決定するための定数 0.5:反応液体積 ml
Activity determination Activity (U / ml) = {(A−B) × C} × D × (1 /
E) × (1 / F) × (0.6 / 0.5) × 0.5 A: blank HCHO concentration mM B: HCHO concentration in the reaction solution mM C: enzyme (Enzyme) dilution ratio used D: Nash Dilution ratio of reaction solution in (Nash) method E: Enzyme volume used for reaction ml F: Reaction time min 0.6 / 0.5: Constant for determining HCHO concentration before adding HCl 0.5: Reaction solution volume ml

【0057】ホスホヘキシュロイソメラーゼ(PHI)
の活性決定:PHIの活性決定を、表6に示す反応組成
を用いて行なった。
Phosphohexyl isomerase (PHI)
Activity determination: PHI activity determination was performed using the reaction composition shown in Table 6.

【0058】[0058]

【表6】 [Table 6]

【0059】測定方法 1.基準キュヴエットはHCHOの代わりに蒸留水を加
えた。 2.HCHOを加えて反応を開始した。NADPHの増
加を340nmでブラックセルを用いて測定した。 3.吸光度の増加が直線的になっている部分を確認し、
その傾き(ΔA340nm/min)より以下に示す計
算方法により活性を求めた。 ★HPSの活性は精製状態により異なるので、最終活性
が上記反応組成に示すように約1.0U/mlになるよ
う加えた。またこの場合反応液体積が1.0mlになる
ようにHOの添加量で調節した。無細胞抽出液内の本
酵素の活性を測定する場合は、HPSを蒸留水0.9m
lに置き換えた。
Measuring method 1. The reference cuvette added distilled water instead of HCHO. 2. HCHO was added to start the reaction. The increase in NADPH was measured at 340 nm using a black cell . 3. Check the part where the increase in absorbance is linear,
The activity was determined from the slope (ΔA340 nm / min) by the following calculation method. Since the HPS activity varies depending on the purification conditions, it was added so that the final activity was about 1.0 U / ml as shown in the above reaction composition. In this case, the amount of H 2 O added was adjusted so that the volume of the reaction solution was 1.0 ml. When measuring the activity of this enzyme in the cell-free extract, use HPS with 0.9 m of distilled water.
replaced with l.

【0060】活性決定 活性(U/ml)=(A/6.22)×(1/B)×C
×D A:ΔA340nm/min B:反応に使用した酵素体積 C:使用酵素(Enzyme)希釈率 D:反応液体積 6.22:NADPHの340nmでの分子吸光係数
Activity determination Activity (U / ml) = (A / 6.22) × (1 / B) × C
× DA: ΔA340 nm / min B: Enzyme volume used for reaction C: Enzyme (Enzyme) dilution rate used D: Reaction solution volume 6.22: Molecular absorption coefficient of NADPH at 340 nm

【0061】ホスホグルコイソメラーゼ(PGI)の活
性測定:PGIの活性測定を、表7に示す反応組成を用
いて行なった。
Phosphoglucoisomerase (PGI) activity measurement: PGI activity was measured using the reaction composition shown in Table 7.

【0062】[0062]

【表7】 [Table 7]

【0063】測定方法 1.基準キュヴエットはF6Pの代わりに蒸留水を加え
た。 2.F6Pを加えて反応を開始した。NADPHの増加
を340nmで測定した。(測定は、ブラックセルで行
った。) 3.吸光度の増加が直線的になっている部分を確認し、
その傾き(ΔA340nm/min)より以下に示す計
算方法により活性を求めた。
Measuring method 1. The reference cuvette added distilled water instead of F6P. 2. The reaction was initiated by adding F6P. The increase in NADPH was measured at 340 nm. (Measurement was performed with a black cell.) 3. Check the part where the increase in absorbance is linear,
The activity was determined from the slope (ΔA340 nm / min) by the following calculation method.

【0064】活性決定 活性(U/ml)=(A/6.22)×(1/B)×C
×D A:ΔA340nm/min B:反応に使用した酵素体積 C:使用酵素(Enzyme)希釈率 D:反応液体積 6.22:NADPHの340nmでの分子吸光係数
Activity determination Activity (U / ml) = (A / 6.22) × (1 / B) × C
× DA: ΔA340 nm / min B: Enzyme volume used for reaction C: Enzyme (Enzyme) dilution rate used D: Reaction solution volume 6.22: Molecular absorption coefficient of NADPH at 340 nm

【0065】13C標識ホルムアルデヒドとしては、9
9%13Cホルムアルデヒド(MSDアイソトープ社
製)の20%水溶液であるホルマリン−13Cをホルム
アルデヒド量に換算してそのまま使用した。
As 13 C-labeled formaldehyde, 9
Formalin- 13C, which is a 20% aqueous solution of 9% 13C formaldehyde (manufactured by MSD Isotope Co., Ltd.), was converted to the formaldehyde amount and used as it was.

【0066】[0066]

【実施例2】実施例1におけるMethylomona
s aminofaciens 77a株(微工研菌寄
第12019号)の分離酵素および市販のPRIに代え
てMethylomonas aminofacien
s 77a株の無細胞抽出液を用いる以外、実施例1と
同様にして下記の通り実験を行なった。
Example 2 Methylomona in Example 1
s aminofaciens 77a strain (Ministry of Industrial Science and Technology No. 12019) isolated enzyme and commercially available PRI instead of Methylomonas aminofacien
The experiment was performed as described below in the same manner as in Example 1 except that the cell-free extract of the s 77a strain was used.

【0067】上記無細胞抽出液は、ホスホリボイソメラ
ーゼを含んでおり、市販の酵素を添加する必要はない
が、ホスホグルコイソメラーゼも含まれているので、生
成した 13C標識フルクトース−6−リン酸は一部 13
C標識グルコース−6−リン酸へ異性化される。
The above cell-free extract contains phosphoribose isomerase, and it is not necessary to add a commercially available enzyme, but since it also contains phosphoglucoisomerase, the produced 13 C-labeled fructose-6-phosphate is produced. Is part 13
Isomerized to C-labeled glucose-6-phosphate.

【0068】[0068]

【表8】 [Table 8]

【0069】上記表8に示される組成の反応液を50m
l三角フラスコに入れ、30℃に保温して反応を行なっ
た。得られた結果を図6に示す。
50 m of the reaction solution having the composition shown in Table 8 above was used.
The mixture was placed in an Erlenmeyer flask and kept warm at 30 ° C. for reaction. The obtained results are shown in FIG.

【0070】図6において、矢印で示した時点で、リボ
ース−5−リン酸5−Mおよび13C−ホルムアルデヒ
ド2mMをそれぞれ反応液に追加した。反応時間が80
分および100分の時点で無細胞抽出液を2ml宛追加
した。
In FIG. 6, ribose-5-phosphate 5-M and 13 C-formaldehyde 2 mM were added to the reaction solution at the time points indicated by arrows. Reaction time 80
Minutes and 100 minutes, 2 ml of cell-free extract was added.

【0071】反応時間80分では、13Cホルムアルデ
ヒド8mMに対して生成した 13C標識フルトース−6
−リン酸は4.5mM(13Cホルムアルデヒドに対す
る収率56%)であって、生成した13C標識グルコー
ス−6−リン酸は1.2mMであった。反応時間120
分では、13C標識フルクトース−6−リン酸が5.2
mM(13Cホルムアルデヒドに対する収率50%)生
成し、13C標識グルコース−6−リン酸が2.4mM
生成した。
At the reaction time of 80 minutes, 13 C-labeled fructose-6 produced against 8 mM of 13 C formaldehyde was produced.
-Phosphate was 4.5 mM (yield 56% based on 13 C formaldehyde), and 13 C-labeled glucose-6-phosphate produced was 1.2 mM. Reaction time 120
In minutes, 13 C-labeled fructose-6-phosphate was 5.2
mM (50% yield based on 13 C formaldehyde) was produced, and 13 C-labeled glucose-6-phosphate was 2.4 mM.
Generated.

【0072】生成物の定量および分離は、実施例1と同
様にして行なった。
The product was quantified and separated in the same manner as in Example 1.

【0073】[0073]

【実施例3】表9に示される反応組成を用いる以外、実
施例1と同様にして13C標識フルクトース−6−リン
酸の合成反応を行なった。C−1位が13Cで標識され
C標識フルクトース−6−リン酸が42.5mM
得られ、対H13CHO:収率85%であった。
Example 3 The synthesis reaction of 13 C-labeled fructose-6-phosphate was performed in the same manner as in Example 1 except that the reaction composition shown in Table 9 was used. C-1 position with 1 3 C-labeled fructose 6-phosphate which is labeled with 13 C 42.5 mm
The resulting, versus H 13 CHO: was 85% yield.

【0074】[0074]

【表9】 [Table 9]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図3[Name of item to be corrected] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図3】 [Figure 3]

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図4[Name of item to be corrected] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図4】 [Figure 4]

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図5[Name of item to be corrected] Figure 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図5】 [Figure 5]

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 EC4群に属し、炭素−炭素結合を合成
できるリアーゼ酵素と、EC5群に属し、反応基質を異
性化できるイソメラーゼ酵素の少くとも1種とよりなる
酵素系、13C標識炭素源化合物および反応基質を反応さ
せて特定位置の炭素が13Cで特異的に標識された13C標
識化合物を得ることを特徴とする13C標識化合物の製造
方法。
1. An enzyme system comprising a lyase enzyme belonging to the EC4 group and capable of synthesizing carbon-carbon bonds and at least one isomerase enzyme belonging to the EC5 group and capable of isomerizing a reaction substrate, a 13 C-labeled carbon source process for the preparation of compounds and specifically labeled 13 C-labeled compound to obtain characterized by 13 C-labeled compound in carbon 13 C at a specific position by reacting a reaction substrate.
【請求項2】 必要に応じて第1のイソメラーゼ酵素を
用いて反応基質を異性化し、異性化された反応基質に13
C標識炭素源化合物を添加・反応させて特定位置の炭素
13Cで特異的に標識させ、次いで第2のイソメラーゼ
酵素を添加・反応させて特定位置の炭素が13Cで標識さ
れた13C標識化合物を得ることを特徴とする13C標識化
合物の製造方法。
Wherein optionally isomerizing the reaction substrate using a first isomerase enzyme, 13 to isomerized reaction substrate
C-labeled carbon source compound is added to and reacted specifically to labeled carbon at a particular position in the 13 C and then the carbon at a specific position by adding and reacting a second isomerase enzyme labeled with 13 C 13 C A method for producing a 13 C-labeled compound, which comprises obtaining a labeled compound.
【請求項3】 ホスホリボイソメラーゼ、ヘキシュロー
スリン酸シンターゼおよびホスホヘキシュロイソメラー
ゼよりなるメタノール資化性細菌のホルムアルデヒド固
定酵素系、13C標識ホルムアルデヒドおよびリボース−
5−リン酸を反応させてC−1位が特異的に13Cで標識
されたフルクトース−6−リン酸を得ることを特徴とす
13C標識フルクトース−6−リン酸の製造方法。
3. A formaldehyde-fixing enzyme system of a methanol-assimilating bacterium, which comprises phosphoribose isomerase, hexulose phosphate synthase and phosphohexuloisomerase, 13 C-labeled formaldehyde and ribose-
13 method for producing C-labeled fructose 6-phosphate to the C-1 position by reaction of 5-phosphate is characterized in that to obtain a labeled fructose 6-phosphate specifically and with 13 C.
【請求項4】 リボース−5−リン酸をホスホリボイソ
メラーゼにより異性化してリブロース−5−リン酸と
し、次いでヘキシュロースリン酸シンターゼおよび13
標識ホルムアルデヒドを添加・反応させてC−1位が特
異的に13Cで標識された13C標識ヘキシュロース−6−
リン酸を生成させ、次いでホスホヘキシュロイソメラー
ゼにより異性化してC−1位が特異的に13Cで標識され
たフルクトース−6−リン酸を得ることを特徴とする13
C標識フルクトース−6−リン酸の製造方法。
4. Ribose-5-phosphate is isomerized with phosphoribose isomerase to ribulose-5-phosphate, followed by hexulose phosphate synthase and 13 C.
13 C-labeled hexulose-6-labeled with 13 C at the C-1 position by adding and reacting labeled formaldehyde
To produce a phosphoric acid, and then, characterized in that the C-1 position was isomerized by phosphorylase Hoheki palm isomerase to obtain a labeled fructose 6-phosphate specifically and with 13 C 13
A method for producing C-labeled fructose-6-phosphate.
【請求項5】 該ヘキシュロースリン酸シンターゼおよ
び該ホスホヘキシュロイソメラーゼが、メタノールを単
一炭素源とする液体培地にMethylomonas aminofaciens
77a菌株を植菌・培養して得られるMethylomonas ami
nofaciens 77aの菌株の無細胞抽出液を精製して得ら
れる請求項3または4記載の13C標識フルクトース−6
−リン酸の製造方法。
5. The hexucrose phosphate synthase and the phosphohexuloisomerase are added to a liquid medium containing methanol as a sole carbon source, Methylomonas aminofaciens.
Methylomonas ami obtained by inoculating and culturing 77a strain
The 13 C-labeled fructose-6 according to claim 3 or 4, which is obtained by purifying a cell-free extract of a strain of nofaciens 77a.
-Method for producing phosphoric acid.
【請求項6】 メタノールを単一炭素源とする液体培地
にMethylomonas aminofaciens 77a菌株を植菌・培養
して得られるMethylomonas aminofaciens 77a菌株の
無細胞抽出液、13C標識ホルムアルデヒドおよびリボー
ス−5−リン酸を反応させてC−1位が特異的に13Cで
標識されたフルクトース−6−リン酸を得ることを特徴
とする13C標識フルクトース−6−リン酸の製造方法。
6. A cell-free extract of Methylomonas aminofaciens 77a strain obtained by inoculating and culturing Methylomonas aminofaciens 77a strain in a liquid medium containing methanol as a single carbon source, 13 C-labeled formaldehyde and ribose-5-phosphate. A method for producing 13 C-labeled fructose-6-phosphate, characterized in that fructose-6-phosphate whose C-1 position is specifically labeled with 13 C is obtained.
JP6777991A 1991-03-08 1991-03-08 Method for producing 13C-labeled compound Expired - Fee Related JP2907303B2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6777991A JP2907303B2 (en) 1991-03-08 1991-03-08 Method for producing 13C-labeled compound
IL10112092A IL101120A (en) 1991-03-08 1992-03-03 Preparation of 13c-labelled compounds
DE69211388T DE69211388T2 (en) 1991-03-08 1992-03-04 Process for the preparation of 13C-labeled compounds
EP92301853A EP0503832B1 (en) 1991-03-08 1992-03-04 Process for the preparation of 13C-labelled compounds
AU11421/92A AU651176B2 (en) 1991-03-08 1992-03-04 Process for the preparation of 13C-labelled compounds
CA002062453A CA2062453C (en) 1991-03-08 1992-03-06 Process for the preparation of 13c-labelled compounds
US07/846,478 US5352590A (en) 1991-03-08 1992-03-06 Process for the preparation of 13 C-labelled compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6777991A JP2907303B2 (en) 1991-03-08 1991-03-08 Method for producing 13C-labeled compound

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05103684A true JPH05103684A (en) 1993-04-27
JP2907303B2 JP2907303B2 (en) 1999-06-21

Family

ID=13354784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6777991A Expired - Fee Related JP2907303B2 (en) 1991-03-08 1991-03-08 Method for producing 13C-labeled compound

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2907303B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2907303B2 (en) 1999-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Matsubara et al. One-step synthesis of 2-keto-3-deoxy-D-gluconate by biocatalytic dehydration of D-gluconate
EP0527553A1 (en) Process for producing r(-)-mandelic acid and derivative thereof
EP0503832B1 (en) Process for the preparation of 13C-labelled compounds
EP0096547B1 (en) Process for preparing uridine diphosphate-n-acetylgalactosamine
JP4499882B2 (en) Method for producing aldohexose using D-xylose isomerase
JP3630344B2 (en) Process for producing inositol stereoisomers
JP3058505B2 (en) Method for producing 13C-labeled compound
JPH05103684A (en) Production of 13c-labeled compound
JPH047195B2 (en)
AU615318B2 (en) Process for the preparation of s-cyanohydrins
EP0542292A2 (en) Method for producing 3&#39;-phosphoadenosine 5&#39;-phosphosulfate
JPH0226957B2 (en)
US2443919A (en) Fermentation process for production of alpha-ketoglutaric acid
JPS58201992A (en) Preparation of beta-substituted propionic acid or amide thereof by microorganism
JP2582808B2 (en) Method for producing L-isoleucine
JP3030916B2 (en) Method for producing β-glucooligosaccharide
US3725201A (en) Manufacture of uridine-5-diphosphoglucuronic acid
JPH0591895A (en) Production of d-serine
JP4011496B2 (en) Method for producing L-glucose
JP4819240B2 (en) Process for producing purified N-acetyllactosamine
JP2627915B2 (en) Method for producing 20-carboxypregnane derivative
JP2521095B2 (en) Method for producing L-isoleucine
JPH0429356B2 (en)
JP2716470B2 (en) Method for producing L-isoleucine
CN113845454A (en) Preparation method and application of ketomethionine and derivatives thereof

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees