JPH0568542A - Alcohol dehydrogenase and its production - Google Patents

Alcohol dehydrogenase and its production

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JPH0568542A
JPH0568542A JP3233081A JP23308191A JPH0568542A JP H0568542 A JPH0568542 A JP H0568542A JP 3233081 A JP3233081 A JP 3233081A JP 23308191 A JP23308191 A JP 23308191A JP H0568542 A JPH0568542 A JP H0568542A
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pseudogluconobacter
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正秀 岡
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高正 山口
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▲いく▼雄 野上
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Abstract

PURPOSE:To obtain a new subject enzyme of NAD nondependence type having wide substrate specificity by culturing a bacterium belonging to the genus Pseudogluconobacter, capable of producing a specific alcohol dehydrogenase of a specific NAD nondependence type, ad isolating and collecting. CONSTITUTION:A bacterium belonging to the genus Pseudogluconobacter, capable of producing an alcohol dehydrogenase of an NAD nondependence type which contains a rare earth element in the enzyme molecule as a catalyst to oxidize hydroxymethyl of a hydroxymethyl-containing compound into aldehyde or its variant is cultured in a medium containing the rare earth element (preferably lanthanum or cesium) and the cells are collected, ground, and its cell-free extract is separated and purified to give a polypeptide having optimum pH at 3.5-6.5, optimum temperature of 40-50 deg.C, isoelectric point of 4.2+ or -0.5, molecular structure in terms of molecular weight of 64,000+ or -5,000 by SDS-PAGE or this enzyme comprises two molecules of the polypeptide.

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、広い基質特異性を有す
る新規なNAD非依存型アルコ−ル脱水素酵素およびそ
の製造法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel NAD-independent alcohol dehydrogenase having a broad substrate specificity and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】微生物由来のヒドロキシメチル基のカル
ボキシル基への酸化を触媒するNADやNADPHのよ
うな補酵素非依存性の脱水素酵素については、例えば、
アセトバクター属細菌[アグリカルチュラル・バイオロ
ジカル・ケミストリー(Agric.Biol.Che
m.)、第42巻、2331項(1978)]、グルコ
ノバクター属細菌[アグリカルチュラル・バイオロジカ
ル・ケミストリー(Agric.Biol.Che
m.)、第42巻、2045項(1978)]あるいは
シュ−ドモナス属細菌等のアルコール脱水素酵素[例え
ば、バイオケミカル・ジャーナル(Biochem.
J.)、第223巻、921項、(1984)]、メタ
ノール細菌のメタノール脱水素酵素[アグリカルチュラ
ル・バイオロジカル・ケミストリー(Agric.Bi
ol.Chem.)、第54巻、3123項(199
0)]等が知られているが、これらはいずれもその基質
特異性が限られておりメタノール、エタノール等のアル
コール類以外に作用するという報告はない。一方、D−
ソルビトール、L−ソルボース(以下、これを単にソル
ボースと称することがある)等の糖類に作用してそのヒ
ドロキシメチル基のアルデヒド基への酸化を触媒する脱
水素酵素としては、グルコノバクター属細菌のD−ソル
ビトール脱水素酵素[アグリカルチュラル・バイオロジ
カル・ケミストリー(Agric.Biol.Che
m.)、第46巻、135項(1982)]、ソルボー
ス脱水素酵素[アグリカルチュラル・バイオロジカル・
ケミストリー(Agric.Biol.Chem.)、
第55巻、363項、(1991)]、グルコ−ス脱水
素酵素[アグリカルチュラル・バイオロジカル・ケミス
トリー(Agric.Biol.Chem.)、第44
巻、1505項(1980)]等が知られているが、こ
れらの糖類に作用する脱水素酵素がメタノール、エタノ
ール等のアルコール類に作用するという報告はない。こ
れらはいずれもその基質特異性が限られており、汎用性
という面からは不十分である。また、従来、酵素が金属
により誘導される例はいくつか知られているが、希土類
元素により特異的に誘導合成される酵素については報告
がなかった。
2. Description of the Related Art Coenzyme-independent dehydrogenases such as NAD and NADPH which catalyze the oxidation of a hydroxymethyl group derived from a microorganism to a carboxyl group are described in, for example,
Bacteria of the genus Acetobacter [Agricultural Biological Chemistry (Agric. Biol. Che
m. ), Vol. 42, Item 2331 (1978)], Gluconobacter bacterium [Agricultural Biological Chemistry (Agric. Biol. Che.
m. ), Vol. 42, Item 2045 (1978)] or alcohol dehydrogenases such as Pseudomonas bacteria [eg, Biochemical Journal (Biochem.
J. ), 223, Item 921, (1984)], methanol dehydrogenase of methanol bacteria [Agricultural Biological Chemistry (Agric. Bi.
ol. Chem. ), Volume 54, Item 3123 (199
0)] and the like are known, but all of them have limited substrate specificity, and there is no report that they act on other than alcohols such as methanol and ethanol. On the other hand, D-
Examples of dehydrogenases that act on sugars such as sorbitol and L-sorbose (hereinafter, may be simply referred to as sorbose) to catalyze the oxidation of the hydroxymethyl group to an aldehyde group include Gluconobacter bacteria. D-sorbitol dehydrogenase [Agricultural Biological Chemistry (Agric. Biol. Che
m. ), Vol. 46, Item 135 (1982)], sorbose dehydrogenase [Agricultural Biological.
Chemistry (Agric. Biol. Chem.),
Volume 55, Item 363, (1991)], Glucose Dehydrogenase [Agricultural Biological Chemistry (Agric. Biol. Chem.), 44th.
Vol. 1505 (1980)] and the like are known, but there is no report that dehydrogenases acting on these sugars act on alcohols such as methanol and ethanol. All of these have limited substrate specificity, and are insufficient in terms of versatility. In addition, although there have been known some cases in which an enzyme is induced by a metal, no report has been made on an enzyme specifically induced and synthesized by a rare earth element.

【0003】一方、本発明者らは、ライヒシュタイン法
[ヘルベチカ・キミカ・アクタ(Helvetica Chimica Ac
ta)、第17巻、311項、1934参照]に替わる工
業的に有利なL−アスコルビン酸生産法について種々検
討を行い、既にシュードグルコノバクター・サッカロケ
トゲネスと名付けた土壌分離細菌がL−ソルボースから
著量の2−ケト−L−グロン酸(以下、2KGAと称す
ることもある)を生成することを見いだしている(特開
昭62−228287号参照)。さらに、この方法の改
良研究中に、図らずも、希土類元素を培地中に添加して
本菌を培養すると、L−ソルボースからの2ーケトーL
−グロン酸生成収率が著しく改善されることを見いだし
ている(特開昭64−85088号参照)。
On the other hand, the present inventors have found that the Reichstein method [Helvetica Chimica Ac
ta), Vol. 17, 311, 1934], and various studies have been conducted on an industrially advantageous L-ascorbic acid production method, and a soil-separating bacterium already named Pseudogluconobacter saccharoketgenes is L-. It has been found that sorbose produces a significant amount of 2-keto-L-gulonic acid (hereinafter sometimes referred to as 2KGA) (see JP-A-62-228287). Furthermore, during the improvement study of this method, if rare earth elements were added to the medium and the present bacterium was cultivated, 2-keto L from L-sorbose was inadvertently added.
-It has been found that the production yield of gulonic acid is significantly improved (see JP-A-64-85088).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、従来酵
素が金属元素によって誘導生産される例は種々知られて
いるが、希土類元素については全く報告がなかった。か
くして、本発明の目的は、工業的に有用な広い基質特異
性を有する、希土類元素により誘導される新規なアルコ
−ル脱水素酵素およびその製造法を提供することにあ
る。
As described above, various examples of conventional enzyme-induced production of a metal element are known, but no report has been made on rare earth elements. Thus, it is an object of the present invention to provide a novel rare earth element-derived alcohol dehydrogenase having industrially useful broad substrate specificity and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく希土類元素の培地中への添加について鋭意研
究を重ねた結果、上記シュードグルコノバクター・サッ
カロケトゲネスが新規なアルコール脱水素酵素を生産す
ること、該酵素が本菌株による2KGA発酵の中心的な
働きをすること、および本菌株を培養するに当たり、培
地中に希土類元素を存在せしめることにより当該酵素が
著しく誘導生産されることを見いだし、さらに検討を重
ねて本発明を完成した。すなわち、本発明は、 (1)ヒドロキシメチル基を持つ化合物のヒドロキシメ
チル基のアルデヒド基への酸化を触媒する酵素分子中に
希土類元素を含むNAD非依存型アルコール脱水素酵
素、 (2)下記の理化学的性質を有する上記(1)記載のア
ルコール脱水素酵素、 至適pH 3.5〜6.5 至適温度 40〜50℃ 等電点 4.2±0.5 分子構造 SDS−PAGEで64000±50
00の分子量のポリペプチドまたはこのポリペプチド2
分子よりなる2量体 (3)シュードグルコノバクター(Pseudogluconobacte
r)に属する微生物が生産する上記(1)記載のアルコ
ール脱水素酵素、 (4)希土類元素によって誘導生産される上記(2)記
載のアルコール脱水素酵素、 (5)ヒドロキシメチル基を持つ化合物のヒドロキシメ
チル基のアルデヒド基への酸化を触媒する酵素分子中に
希土類元素を含むNAD非依存型アルコール脱水素酵素
産生能を有するシュードグルコノバクターに属する微生
物およびその変異株を培養し、生産された該アルコール
脱水素酵素を単離精製することを特徴とする上記(1)
記載のアルコール脱水素酵素の製造法、および (6)培地中に希土類元素を存在させることを特徴とす
る上記(5)記載の製造法を提供するものである。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the addition of rare earth elements to a medium in order to achieve the above object, the present inventors have found that the above-mentioned pseudogluconobacter saccharoketgenes is a novel alcohol dehydrator. The enzyme is remarkably induced and produced by producing an elementary enzyme, that the enzyme plays a central role in 2KGA fermentation by this strain, and the presence of a rare earth element in the medium in culturing this strain. The present invention has been found, and further studies have been conducted to complete the present invention. That is, the present invention provides (1) a NAD-independent alcohol dehydrogenase containing a rare earth element in an enzyme molecule that catalyzes the oxidation of a compound having a hydroxymethyl group to an aldehyde group, (2) Alcohol dehydrogenase according to the above (1) having physicochemical properties, optimum pH 3.5-6.5 optimum temperature 40-50 ° C isoelectric point 4.2 ± 0.5 molecular structure 64000 by SDS-PAGE. ± 50
00 molecular weight polypeptide or this polypeptide 2
Dimer consisting of molecules (3) Pseudogluconobacte
The alcohol dehydrogenase according to (1) above, which is produced by a microorganism belonging to r), (4) the alcohol dehydrogenase according to (2) above, which is induced and produced by a rare earth element, and (5) a compound having a hydroxymethyl group. Produced by culturing a microorganism belonging to Pseudogluconobacter having a NAD-independent alcohol dehydrogenase-producing ability, which contains a rare earth element in an enzyme molecule that catalyzes the oxidation of a hydroxymethyl group to an aldehyde group, and a mutant thereof. The above-mentioned (1), wherein the alcohol dehydrogenase is isolated and purified.
A method for producing the alcohol dehydrogenase according to the above, and (6) a method for producing according to the above (5), characterized in that a rare earth element is present in the medium.

【0006】本発明のアルコール脱水素酵素の基質とな
るヒドロキシメチル基を持つ化合物としては、L−ソル
ボース、D−グルコース、D−マンノース、スクロー
ス、α−メチル−β−D−グルコシド、n−オクチル−
β−D−グルコシド、マルトトリオース、グリセルアル
デヒド、キシロース、デンプンのような単糖類、少糖
類、多糖類を含む種々の糖、D−ソルビトール、キシリ
トール、D−マンニトール、マルチトール、ガラクチト
ールのような糖アルコール、メタノール、エタノール、
プロパノールのようなアルコール、エチレングリコール
のようなグリコール類、D−グルコン酸、2−ケト−D
−グルコン酸(以下、2KGLと称す)、2−ケト−L
−グロン酸(以下、2KGAと称す)、5−ケト−D−
グルコン酸(以下、5KGLと称す)、D−グルクロン
酸、D−グルロン酸のような糖酸およびこれらの塩、ト
リス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、トリス(ヒド
ロキシメチル)ニトロメタン、レチノール、3−デヒド
ロレチノール等が挙げられる。
Examples of the compound having a hydroxymethyl group which is a substrate of the alcohol dehydrogenase of the present invention include L-sorbose, D-glucose, D-mannose, sucrose, α-methyl-β-D-glucoside and n-octyl. −
of β-D-glucoside, maltotriose, glyceraldehyde, xylose, various sugars including oligosaccharides, polysaccharides such as starch, D-sorbitol, xylitol, D-mannitol, maltitol and galactitol. Sugar alcohols such as methanol, ethanol,
Alcohols such as propanol, glycols such as ethylene glycol, D-gluconic acid, 2-keto-D
-Gluconic acid (hereinafter referred to as 2KGL), 2-keto-L
-Gulonic acid (hereinafter referred to as 2KGA), 5-keto-D-
Gluconic acid (hereinafter referred to as 5KGL), sugar acids such as D-glucuronic acid, D-guluronic acid and salts thereof, tris (hydroxymethyl) aminomethane, tris (hydroxymethyl) nitromethane, retinol, 3-dehydroretinol. Etc.

【0007】該アルコール脱水素酵素は、NADのみな
らずNADPに対しても非依存性であり、2,6−ジク
ロロフェノールインドフェノール(以下、DCIPと略
す)、フェリシアン化カリウム、フェナジンメタサルフ
ェート、ウルスターズブルー、テトラゾリウム塩のよう
な電子受容体の存在下、上記のような基質のヒドロキシ
メチル基のアルデヒド基への酸化を触媒する。酸素を直
接の電子受容体とすることはできない。
The alcohol dehydrogenase is independent not only of NAD but also of NADP, and is 2,6-dichlorophenolindophenol (hereinafter abbreviated as DCIP), potassium ferricyanide, phenazine metasulfate, wolsters. It catalyzes the oxidation of hydroxymethyl groups of the above-mentioned substrates to aldehyde groups in the presence of electron acceptors such as blue and tetrazolium salts. Oxygen cannot be the direct electron acceptor.

【0008】本発明のアルコール脱水素酵素の至適pH
は、基質および含まれる希土類元素等によっても多少か
わるが、通常、約3.5〜6.5の範囲にある。とりわ
け、Laで誘導した酵素の場合は下記実施例で示される
ように、4.0〜5.5、Ceで誘導した酵素の場合は
4.0〜6.0の範囲にある。酵素は一般に、温度が高い
方が反応自体は速くなる一方、酵素の失活も著しくなる
が、下記実施例2の1)に記載の測定条件下では、本発
明の酵素の至適温度は40〜50℃の範囲にある。ま
た、由来する菌株によっても多少変わるが、通常、等電
点は4.2±0.5の範囲である。該酵素は、分子量64
000±5000(SDS−PAGEによる)のポリペ
プチドであり、このポリペプチド2分子が2量体を形成
していてもよい。
Optimum pH of the alcohol dehydrogenase of the present invention
Is somewhat in the range of about 3.5 to 6.5, though it varies somewhat depending on the substrate and the contained rare earth element. In particular, the La-induced enzyme has a range of 4.0 to 5.5, and the Ce-induced enzyme has a range of 4.0 to 6.0, as shown in the Examples below. Generally, the higher the temperature is, the faster the reaction itself becomes, but the inactivation of the enzyme also becomes remarkable. However, under the measurement conditions described in Example 2 1) below, the optimum temperature of the enzyme of the present invention is 40%. In the range of -50 ° C. The isoelectric point is usually in the range of 4.2 ± 0.5, though it varies depending on the strain of origin. The enzyme has a molecular weight of 64
000 ± 5000 (by SDS-PAGE) polypeptide, and two molecules of this polypeptide may form a dimer.

【0009】該酵素は、種々の金属イオンによりその活
性が阻害される。例えば、Zn2+、Hg2+が強い阻害効
果を有し、Cu2+、Co2+、Ni2+、Mn2+も阻害効果
を有する。また、アンチマイシンAやロテノンも該酵素
の活性を阻害する。
The activity of the enzyme is inhibited by various metal ions. For example, Zn 2+ and Hg 2+ have a strong inhibitory effect, and Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ and Mn 2+ also have an inhibitory effect. Antimycin A and rotenone also inhibit the activity of the enzyme.

【0010】該酵素分子が含む希土類元素としては、ス
カンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン
(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(P
r)、ネオジウム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウ
ロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム
(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(H
o)、エルビウム(Er)、イッテルビウム(Yb)、
ルテチウム(Lu)等が挙げられる。
The rare earth elements contained in the enzyme molecule include scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (P).
r), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (H
o), erbium (Er), ytterbium (Yb),
Lutetium (Lu) etc. are mentioned.

【0011】本発明のアルコール脱水素酵素は当該酵素
の産生能を有するシュードグルコノバクター属に属する
微生物から、上記のごとき種々の希土類元素により誘導
生産される。ここに、誘導生産とは、希土類元素を培地
中に添加して酵素生産菌を培養した場合に蛋白質の生
産、すなわち、該酵素の生産が行われることを意味す
る。とりわけ、ランタンおよびセリウムで誘導した場合
が最も比活性が高い。
The alcohol dehydrogenase of the present invention is produced by inducing various rare earth elements as described above from a microorganism belonging to the genus Pseudogluconobacter having the ability to produce the enzyme. Here, inducible production means that protein is produced, that is, the enzyme is produced when an enzyme-producing bacterium is cultured by adding a rare earth element to a medium. In particular, lanthanum and cerium induce the highest specific activity.

【0012】本発明のアルコール脱水素酵素を製造する
には、該酵素産生能を有するシュードグルコノバクター
属に属する微生物を培養する。該酵素は菌体内で生産、
蓄積されるので、培養終了後、集菌し、細胞を破砕しそ
の無細胞抽出液、好ましくは、細胞質画分から分離精製
することにより製造することが出来る。
To produce the alcohol dehydrogenase of the present invention, a microorganism belonging to the genus Pseudogluconobacter having the ability to produce the enzyme is cultured. The enzyme is produced inside the cells,
Since it is accumulated, it can be produced by culturing after the completion of the culture, crushing the cells, and separating and purifying from the cell-free extract, preferably the cytoplasmic fraction.

【0013】用いる微生物は、該酵素産生能を有するシ
ュードグルコノバクター属に属する微生物および通常の
変異誘発操作、例えば、ニトロソグアニジン等の変異剤
処理、紫外線照射処理等あるいは遺伝子組換え等により
得られるこれらの変異株であり、例えばヨーロッパ特許
公開第221,707号に記載されている下記の菌株が
挙げられる。 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス K5
91s株:FERM BP−1130,IFO1446
4 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 12
−5株:FERM BP−1129,IFO14465 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス T
H14−86株:FERM BP−1128,IFO1
4466 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 1
2−15株:FERM BP−1132,IFO144
82 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 1
2−4株:FERMBP−1131,IFO14483 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス 2
2−3株:FERMBP−1133,IFO11484
The microorganism to be used is obtained by a microorganism belonging to the genus Pseudogluconobacter having the ability to produce the enzyme and a usual mutagenesis operation, for example, treatment with a mutagen such as nitrosoguanidine, ultraviolet irradiation treatment or genetic recombination. These mutants include, for example, the following strains described in European Patent Publication No. 221,707. Pseudo-Gluconobacter Saccharoketgenes K5
91s strain: FERM BP-1130, IFO1446
4 Pseudogluconobacter Saccharoketgenes 12
-5 strain: FERM BP-1129, IFO14465 Pseudogluconobacter saccharoketgenes T
H14-86 strain: FERM BP-1128, IFO1
4466 Pseudogluconobacter Saccharoketgenes 1
2-15 strain: FERM BP-1132, IFO144
82 Pseudogluconobacter Saccharoketgenes 1
Strain 2-4: FERMBP-1131, IFO14483 Pseudogluconobacter saccharoketgenes 2
2-3 strain: FERMBP-1133, IFO11484

【0014】該微生物は好気的条件下、該菌株が利用し
うる栄養源、すなわち炭素源(グルコース、蔗糖、スタ
ーチ等の炭水化物またはペプトン、イーストエキス等の
有機物)、窒素源(アンモニウム塩類、尿素やコーンス
ティープリカー、ヘプトン等の無機、有機の窒素含有
物)、無機塩類(カリウム、ナトリウム、カルシウム、
マグネシウム、鉄、マンガン、コバルト、銅、リン酸、
チオ硫酸等の塩類)、および微量栄養素(CoA、パン
トテン酸、ビオチン、チアミン、リボフラビン、FMN
等のビタミン・補酵素類またはL−システイン、L−グ
ルタミン酸等のアミノ酸またはそれらを含む天然物を含
む液体培地中で培養することが出来る。培養はpH4〜
9、好ましくは、pH6〜8で行うことが出来る。培養
時間は使用する微生物および培地の組成等によって種々
異なるが、好ましくは、10〜100時間である。培養
を行うのに好適な温度範囲は、10〜40℃、好ましく
は、25〜35℃である。
The microorganism is a nutrient source that can be utilized by the strain under aerobic conditions, that is, a carbon source (a carbohydrate such as glucose, sucrose, starch or an organic substance such as peptone, yeast extract), a nitrogen source (ammonium salts, urea). Inorganic and organic nitrogen-containing substances such as corn steep liquor and heptone), inorganic salts (potassium, sodium, calcium,
Magnesium, iron, manganese, cobalt, copper, phosphoric acid,
Salts such as thiosulfate), and micronutrients (CoA, pantothenic acid, biotin, thiamine, riboflavin, FMN
It is possible to culture in a liquid medium containing vitamins / coenzymes such as or the like, amino acids such as L-cysteine and L-glutamic acid, or a natural product containing them. Culture pH 4 ~
It can be performed at pH 9, preferably pH 6-8. The culturing time varies depending on the microorganisms used, the composition of the medium, etc., but is preferably 10 to 100 hours. A suitable temperature range for culturing is 10 to 40 ° C, preferably 25 to 35 ° C.

【0015】培地には上記の希土類元素を添加する。希
土類元素は、金属末または金属粉として添加してもよい
し、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、酸化物あるいは
シュウ酸塩として用いてもよい。それらはそれぞれ単独
で用いてもよいし、2種類以上の希土類元素を同時に用
いることもできる。また、諸元素の分離精製過程で得ら
れる粗製物等も用いることができる。培地に添加される
希土類元素の量は、用いる微生物の生育を著しく抑制し
ない範囲で選択すればよく、通常、0.000001〜
1.0重量%、好ましくは、0.0001〜0.1重量%
である。培地への添加法としては、あらかじめ培地に添
加しておくのもよいが、培養途中に間欠的に添加して
も、また連続的に添加してもよい。なお、カルシウムや
ストロンチウムのようなアルカリ金属を培地に添加して
も該酵素は誘導されないことが確認された。
The above-mentioned rare earth element is added to the medium. The rare earth element may be added as a metal powder or a metal powder, or may be used as a carbonate, a sulfate, a nitrate, a chloride, an oxide or an oxalate. Each of them may be used alone, or two or more kinds of rare earth elements may be used at the same time. Further, a crude product obtained in the process of separating and refining various elements can also be used. The amount of the rare earth element added to the medium may be selected within a range that does not significantly inhibit the growth of the microorganism used, and usually 0.000001 to
1.0% by weight, preferably 0.0001 to 0.1% by weight
Is. As a method for addition to the medium, it may be added to the medium in advance, but it may be added intermittently during the culture or continuously. It was confirmed that the enzyme was not induced even when an alkali metal such as calcium or strontium was added to the medium.

【0016】培養終了後、アルコール脱水素酵素を分離
精製するには、通常の酵素精製に用いられる方法、例え
ば硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、疎水クロ
マトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、透析、
アフィニティークロマトグラフィー等が用いられる。
After the completion of the culture, the alcohol dehydrogenase can be separated and purified by a method commonly used for enzyme purification, for example, ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel filtration chromatography, dialysis,
Affinity chromatography or the like is used.

【0017】本発明の新規アルコ−ル脱水素酵素は、ア
スコルビン酸製造中間体として重要な2−ケト−L−グ
ロン酸製造に際し、L−ソルボ−スからL−ソルボソン
への酸化を触媒するのみならず、その広い基質特異性を
生かし、各種のヒドロキシメチル基を有する化合物の立
体特異的な酸化に適用出来得るものである。例えば、各
種の糖アルコ−ル、糖類、グリコ−ル類、アルコ−ル類
に作用させることにより新規な化合物を生み出すことが
できる。
The novel alcohol dehydrogenase of the present invention only catalyzes the oxidation of L-sorbose to L-sorbose during the production of 2-keto-L-gulonic acid, which is important as an intermediate for producing ascorbic acid. However, by utilizing its broad substrate specificity, it can be applied to stereospecific oxidation of various compounds having a hydroxymethyl group. For example, a novel compound can be produced by acting on various sugar alcohols, sugars, glycols, and alcohols.

【0018】[0018]

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳し
く説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。 実施例1 アルコール脱水素酵素の調製 (1)シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス
の培養 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス K5
91s(IFO14464,FERM BP−113
0)の寒天斜面培養物をソルビトール2.5%、イース
トエキス1.0%、ペプトン1.0%から成る種培地20
ミリリットルを含む200ミリリットル容の三角フラス
コに1白金耳植菌し30℃、2日間、回転振とう機上で
培養した。得られた種培養物を、上記の種培地500ミ
リリットルを含む坂口フラスコに全量接種し、28℃、
2日間、往復振とう機上で培養した。得られた培養物5
00ミリリットルを、イーストエキス1%、ペプトン1
%塩化ランタン0.001%、アクトコール0.02%か
ら成る培地30リットルを含む50リットルの醗酵槽に
接種し、30℃、通気15リットル/分、撹拌250r
pmの条件で3日間培養した。培養液を8000rp
m、20分間遠心し、菌体を得た。得られた菌体は0.
85%の生理食塩水で2回洗浄した。この様にして、3
0リットルの培養液から湿菌体約100gを得た。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 Preparation of alcohol dehydrogenase (1) Culturing of Pseudogluconobacter saccharoketgenes Pseudogluconobacter saccharoketgenes K5
91s (IFO14464, FERM BP-113
Seed medium consisting of 2.5% sorbitol, 1.0% yeast extract and 1.0% peptone was added to the agar slant culture of 0).
One platinum loop was inoculated into a 200 ml Erlenmeyer flask containing milliliters and cultured at 30 ° C. for 2 days on a rotary shaker. The resulting seed culture was inoculated into a Sakaguchi flask containing 500 ml of the above seed medium at 28 ° C.
The culture was performed for 2 days on a reciprocal shaker. The obtained culture 5
00 ml of yeast extract 1%, peptone 1
% Lanthanum chloride 0.001%, Actol 0.02% inoculate into a 50 liter fermenter containing 30 liter medium, 30 ℃, aeration 15 liter / min, stirring 250r
It was cultured for 3 days under the condition of pm. The culture solution is 8000 rp
The cells were centrifuged for 20 minutes to obtain bacterial cells. The bacterial cells obtained were 0.
It was washed twice with 85% saline. In this way, 3
About 100 g of wet bacterial cells was obtained from 0 liter of culture solution.

【0019】(2)細胞質画分の調製 上記の工程で得られたシュードグルコノバクター・サッ
カロケトゲネスの湿菌体100gを、10mMリン酸緩
衝液(pH6.7)300ミリリットルに懸濁し、懸濁
液を50ミリリットルずつ超音波破砕機で1.5A、2
00W、30分間処理し菌体を破砕した。3000rp
m、10分間遠心し、生菌体を除去した後35000r
pm、90分間遠心した。得られた遠心上清250ミリ
リットルを細胞質画分として集めた。
(2) Preparation of cytoplasmic fraction 100 g of wet bacterium of Pseudogluconobacter saccharoketgenes obtained in the above step was suspended in 300 ml of 10 mM phosphate buffer (pH 6.7) and suspended. 50 milliliters of turbid solution with ultrasonic crusher 1.5A, 2
The cells were crushed by treating with 00W for 30 minutes. 3000 rp
35,000 r after centrifuging for 10 minutes to remove viable cells
It was centrifuged at pm for 90 minutes. 250 ml of the obtained centrifugal supernatant was collected as a cytoplasmic fraction.

【0020】(3)DEAEトヨパールカラムクロマト
グラフィー 上記の工程で得られた細胞質画分100ミリリットル
を、100mMグリセロール、10mMリン酸緩衝液
(以後、これを単に緩衝液と称することもある)で平衡
化したDEAEトヨパールカラム(3.0φx30c
m)にかけた。本酵素は、0.3Mまでの塩化ナトリウ
ムの直線勾配により溶出された。
(3) DEAE Toyopearl Column Chromatography 100 ml of the cytoplasmic fraction obtained in the above step was equilibrated with 100 mM glycerol, 10 mM phosphate buffer (hereinafter, this may be simply referred to as a buffer). DEAE Toyopearl column (3.0φx30c
m). The enzyme was eluted with a linear gradient of sodium chloride up to 0.3M.

【0021】(4)ブチルトヨパールカラムクロマトグ
ラフィー 上記の工程で得られた酵素画分100ミリリットルに硫
安63.5gを加え溶解させた。4℃で2時間静置した
後、15000rpm,20分間遠心し、得られた沈澱
物に20ミリリットルの1.5M硫安を含む緩衝液を加
え溶解させた。10000rpm、20分間遠心し不溶
物を除いた。得られた遠心上清20ミリリットルを、
1.5M硫安を含む緩衝液で平衡化させたブチルトヨパ
ールカラム(3.0φx15cm)にかけた。本酵素は
0Mまでの硫安の直線勾配により溶出された。
(4) Butyl Toyopearl column chromatography 63.5 g of ammonium sulfate was added and dissolved in 100 ml of the enzyme fraction obtained in the above step. After standing at 4 ° C. for 2 hours, the mixture was centrifuged at 15,000 rpm for 20 minutes, and 20 ml of a buffer containing 1.5 M ammonium sulfate was added to and dissolved in the obtained precipitate. Insoluble matter was removed by centrifugation at 10,000 rpm for 20 minutes. 20 ml of the obtained centrifugal supernatant is
It was applied to a Butyl Toyopearl column (3.0φ × 15 cm) equilibrated with a buffer containing 1.5 M ammonium sulfate. The enzyme was eluted with a linear ammonium sulfate gradient to 0M.

【0022】(5)ゲル濾過カラムクロマトグラフィー 上記の工程で得られた酵素画分50ミリリットルに硫安
31.2gを加え溶解させた。4℃で2時間静置した
後、15000rpm、20分間遠心し、得られた沈澱
物に5ミリリットルの緩衝液を加え溶解させ、200m
M塩化ナトリウムを含む緩衝液で平衡化したゲル濾過カ
ラム(3.0φx100cm)にかけた。活性画分を4
℃で貯蔵した。得られた酵素の比活性は約50u/mg
蛋白であった。なお蛋白量は、BCA総蛋白定量キット
(ピアス社)を用い、牛血清グロブリンで作成した標準
曲線を用いて算出した。
(5) Gel filtration column chromatography 31.2 g of ammonium sulfate was added and dissolved in 50 ml of the enzyme fraction obtained in the above step. After standing at 4 ° C. for 2 hours, the mixture was centrifuged at 15,000 rpm for 20 minutes, and 5 ml of a buffer solution was added to the resulting precipitate to dissolve it,
It was applied to a gel filtration column (3.0φ × 100 cm) equilibrated with a buffer containing M sodium chloride. 4 active fractions
Stored at ° C. The specific activity of the obtained enzyme is about 50u / mg
It was protein. The protein amount was calculated using a standard curve prepared with bovine serum globulin using a BCA total protein quantification kit (Pierce).

【0023】(6)単離された酵素の純度 精製酵素の純度を調べるために、SDS−ポリアクリル
アミドゲル電気泳動、およびアガロース等電点電気泳動
を行った。いずれの場合でも酵素は単−バンドを示し、
さらにアガロース等電点電気泳動を行ったものについ
て、ゲルを100mMエタノール、10mMフェリシア
ン化カリウムを含む100mMリン酸緩衝液(pH7.
0)に室温で5分間浸した後、水洗し、反応停止液(F
2(SO4)35g、85%リン酸 95ミリリットルを蒸
留水で1リットルにしたもの)中で発色させてこのタン
パク質が酵素活性を有することを確認した。本酵素は、
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動では、640
00±5000の分子量を示し、G−3000SWXL
カラム(東ソー(株))を用いたゲル濾過HPLCで
は、125000±15000の分子量を示したことか
ら、通常の条件下では、分子量64000±5000の
単一サブユニットから成るダイマーであると思われる。
(6) Purity of the isolated enzyme To examine the purity of the purified enzyme, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and agarose isoelectric focusing were performed. In both cases the enzyme shows a single band,
Further, the gel subjected to agarose isoelectric focusing was subjected to gel electrophoresis in 100 mM phosphate buffer (pH 7.mM) containing 100 mM ethanol and 10 mM potassium ferricyanide.
0) at room temperature for 5 minutes and then washed with water to stop the reaction (F
It was confirmed that the protein had an enzymatic activity by developing the color in 5 g of e 2 (SO 4 ) 3 and 95 ml of 85% phosphoric acid adjusted to 1 liter with distilled water. This enzyme is
640 by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis
Showing a molecular weight of 00 ± 5000, G-3000SWXL
A gel filtration HPLC using a column (Tosoh Corp.) showed a molecular weight of 125,000 ± 15,000. Therefore, it is considered to be a dimer consisting of a single subunit having a molecular weight of 64,000 ± 5000 under normal conditions.

【0024】(7)反応生成物の確認 100マイクロリットルのマッキルベーンバッファー
(pH5.0)、5マイクロリットルの0.1Mフェリシ
アン化カリウム、20マイクロリットルの蒸留水から成
る基本反応液に5マイクロリットルの0.2Mソルボー
スと5マイクロリットルの酵素液を加え30℃で24時
間反応させた。反応生成物を薄層クロマトグラフィーお
よび高速液体クロマトグラフィーで分析した結果、反応
生成物は標品のL−ソルボソンに一致した。同じく基本
反応液に0.2Mエタノールと5マイクロリットルの酵
素液を加え30℃で24時間反応させ、反応生成物を高
速液体クロマトグラフィーで分析した結果、反応生成物
は標品のアセトアルデヒドに一致した。
(7) Confirmation of reaction product 100 μl of McKilvane buffer (pH 5.0), 5 μl of 0.1 M potassium ferricyanide, and 20 μl of distilled water were added to 5 μl of a basic reaction solution. 0.2M sorbose and 5 microliters of enzyme solution were added and reacted at 30 ° C. for 24 hours. The reaction product was analyzed by thin layer chromatography and high performance liquid chromatography, and as a result, the reaction product was in agreement with the authentic L-sorbosone. Similarly, 0.2 M ethanol and 5 microliters of enzyme solution were added to the basic reaction solution and reacted at 30 ° C. for 24 hours, and the reaction product was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the reaction product was found to be a standard acetaldehyde. ..

【0025】実施例2 1)酵素活性測定法 本実施例では、酵素活性は基質の存在下に30℃で1分
間に2μMのフェリシアン化カリウムを還元するに要す
る酵素量を1単位として表示する。基本となる反応液組
成は以下に示す通りである。 基本反応液組成: マッキルベーンバッファー(pH5.0) 0.5ミリ
リットル 基質水溶液、 0.25ミ
リリットル 100mMフェリシアン化カリウム水溶液 0.2ミリ
リットル この基本反応液を30℃で5分間予熱した後、0.05
ミリリットルの適当に希釈した酵素液を加え、反応を開
始させ、10分後に0.5ミリリットルの反応停止液
[Fe2(SO4)3 5g、SDS 3g、85%リン酸
95ミリリットルを蒸留水に溶かして1リットルにした
もの]を加え反応を止め、暗所に室温で30分間放置し
た後、660nmにおける吸光度を測定した。対照とし
ては基質溶液の代わりに同量の蒸留水を用いた。
Example 2 1) Method for measuring enzyme activity In this example, the enzyme activity is expressed as 1 unit of the amount of enzyme required to reduce 2 μM potassium ferricyanide in the presence of a substrate at 30 ° C. for 1 minute. The basic reaction solution composition is as shown below. Basic reaction solution composition: McKilvane buffer (pH 5.0) 0.5 ml substrate aqueous solution, 0.25 ml 100 mM potassium ferricyanide aqueous solution 0.2 ml After preheating this basic reaction solution at 30 ° C. for 5 minutes, 0.05
The reaction was started by adding milliliters of an appropriately diluted enzyme solution, and 10 minutes later, 0.5 milliliter of a reaction stop solution [Fe 2 (SO 4 ) 3 5 g, SDS 3 g, 85% phosphoric acid was added.
The reaction was stopped by adding 95 ml of distilled water to 1 liter], and the mixture was allowed to stand in the dark at room temperature for 30 minutes, and then the absorbance at 660 nm was measured. As a control, the same amount of distilled water was used instead of the substrate solution.

【0026】2)比活性および基質特異性 1)に示した活性測定法に従って、ランタンで誘導した
実施例1のアルコール脱水素酵素における、種々の基質
を用いた場合のエタノール基質に対する比活性を調べ
た。結果を表1に示す。
2) Specific Activity and Substrate Specificity According to the activity measuring method described in 1), the specific activity of the alcohol dehydrogenase of Example 1 induced by lanthanum with respect to the ethanol substrate when various substrates were used was examined. It was The results are shown in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0027】3)至適PH 1)に示した活性測定法に従って、該酵素活性に及ぼす
pHの影響を調べた。至適pHは図1に示すように4.
5〜5.5付近である。
3) Optimal pH 1 The effect of pH on the enzyme activity was examined according to the activity measuring method described in 1). The optimum pH is 4.
It is around 5 to 5.5.

【0028】4)PH安定性 1)に示した活性測定法に従って、マッキルベーンバッ
ファーを用いて、種々のpHにおける残存活性を調べ
た。安定pH域は図2に示すように、およそ4.5〜9
である。
4) PH stability According to the activity measuring method described in 1), the residual activity at various pHs was examined using McIlvane buffer. The stable pH range is about 4.5-9 as shown in FIG.
Is.

【0029】5)至適温度 1)に示した活性測定法に従って、該酵素活性に及ぼす
温度の影響を調べた。1)に記載の測定条件下では、図
3に示すように至適温度は45℃付近である。
5) Optimum temperature The effect of temperature on the enzyme activity was examined according to the activity measuring method described in 1). Under the measurement conditions described in 1), the optimum temperature is around 45 ° C. as shown in FIG.

【0030】6)熱安定性 種々の温度で、1時間熱処理した後の残存活性を調べ
た。結果を図4に示した。この結果より、50℃、1時
間の熱処理後の残存活性は約7割であった。
6) Thermal stability The residual activity after heat treatment at various temperatures for 1 hour was investigated. The results are shown in Fig. 4. From this result, the residual activity after heat treatment at 50 ° C. for 1 hour was about 70%.

【0031】7)金属イオンの影響 1)に示した活性測定法に従って、該酵素活性に及ぼす
種々の金属イオンの影響を調べ、その結果を表2に示し
た。この結果よりZn2+、Hg2+が強い阻害効果を、ま
たCu2+、Co2+、Ni2+、Mn2+も反応を阻害するこ
とがわかった。
7) Effect of Metal Ions The effect of various metal ions on the enzyme activity was examined according to the activity measuring method described in 1), and the results are shown in Table 2. From these results, it was found that Zn 2+ and Hg 2+ strongly inhibit the reaction, and Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ and Mn 2+ also inhibit the reaction.

【表2】 [Table 2]

【0032】8)阻害剤の影響 1)に示した方法に従って、該酵素活性に及ぼす各種阻
害剤の影響を調べた。結果を表3に示す。本酵素につい
ては、アンチマイシンAに非常に強い阻害活性が、また
ロテノンにも強い阻害効果が認められた。
8) Effects of inhibitors The effects of various inhibitors on the enzyme activity were examined according to the method described in 1). The results are shown in Table 3. Regarding this enzyme, a very strong inhibitory activity against antimycin A and a strong inhibitory effect against rotenone were observed.

【表3】 [Table 3]

【0033】9)ミカエリス定数(Km) 1)に示した方法に従って、種々の基質濃度における活
性を測定した。本測定条件下では基質濃度範囲によって
は必ずしもミカエリス式に従うとはいえないが、図5に
示すように100mMから1Mの濃度範囲で測定すると
ミカエリス定数は225mMであった。
9) Michaelis constant (Km) The activity at various substrate concentrations was measured according to the method described in 1). Under this measurement condition, although it cannot be said that the Michaelis equation is always obeyed depending on the substrate concentration range, the Michaelis constant was 225 mM when measured in the concentration range of 100 mM to 1 M as shown in FIG.

【0034】実施例3 実施例1で用いた塩化ランタンの代わりに塩化セリウム
を用いて同じくアルコール脱水素酵素の精製を行った。
得られた酵素の比活性は約20単位/mg蛋白であっ
た。
Example 3 The alcohol dehydrogenase was similarly purified using cerium chloride instead of the lanthanum chloride used in Example 1.
The specific activity of the obtained enzyme was about 20 units / mg protein.

【0035】実施例4 実施例1で用いた塩化ランタンの代わりに塩化ネオジム
を用いて同じくアルコール脱水素酵素の精製をおこなっ
た。得られた酵素の比活性は約4単位/mg蛋白であっ
た。
Example 4 The same alcohol dehydrogenase was purified by using neodymium chloride instead of the lanthanum chloride used in Example 1. The specific activity of the obtained enzyme was about 4 units / mg protein.

【0036】実施例5 シュードグルコノバクター・サッカロケトゲネス K5
91s(IFO14464、FERM BP−113
0)の寒天斜面培養物を、イーストエキス1.0%、ペ
プトン1.0%から成る種培地20ミリリットルを含む
200ミリリットル容の三角フラスコに1白金耳植菌し
30℃、2日間、回転振とう機上で培養した。得られた
種培養物を、上述の種培地200ミリリットルを含む1
リットル容の三角フラスコに全量接種し30℃、2日
間、回転振とう機上で培養した。イーストエキス1.0
%、ペプトン1.0%から成る培地200ミリリットル
を含む1リットル容の三角フラスコに、この培養物5ミ
リリットルを加え30℃、2日間培養した。この条件で
希土類元素化合物として、各々0.001%のイットリ
ウム、ランタン、セリウム、ネオジム、サマリウム、ユ
ーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウ
ム、ホルミウム、エルビウム、イッテルビウムの塩化物
またはプラセオジム、スカンジウムの酸化物を加えて同
じく30℃、2日間培養した。得られた培養液から遠心
分離で菌体を集め、生理食塩水200ミリリットルに懸
濁し再び遠心分離によって集菌し、得られた菌体を5ミ
リリットルの10mMリン酸ナトリウムバッファー(p
H6.7)、100mM NaClから成る希釈用バッフ
ァーに懸濁した。この菌体懸濁液を超音波破砕機で完全
に破砕した後、低速遠心分離で菌体残査を除きこれを粗
抽出液とした。この粗抽出液のアルコール脱水素酵素活
性を表4に示す。
Example 5 Pseudogluconobacter saccharoketgenes K5
91s (IFO14464, FERM BP-113
The agar slant culture of 0) was inoculated with 1 platinum loop into a 200 ml Erlenmeyer flask containing 20 ml of a seed medium consisting of 1.0% yeast extract and 1.0% peptone, and shaken at 30 ° C. for 2 days under rotary shaking. The culture was performed on a mill. The resulting seed culture was added to a culture medium containing 200 ml of the seed medium described above.
The whole amount was inoculated into a liter Erlenmeyer flask and cultured at 30 ° C. for 2 days on a rotary shaker. Yeast extract 1.0
%, Peptone 1.0%, and 5 ml of this culture was added to a 1 liter Erlenmeyer flask containing 200 ml of a medium, and the mixture was cultured at 30 ° C. for 2 days. Under these conditions, as a rare earth element compound, 0.001% each of yttrium, lanthanum, cerium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium chloride or praseodymium, scandium oxide was added. Similarly, the cells were cultured at 30 ° C. for 2 days. The cells were collected from the obtained culture solution by centrifugation, suspended in 200 ml of physiological saline, and again collected by centrifugation to collect the obtained cells, and 5 ml of 10 mM sodium phosphate buffer (p
H6.7), and suspended in a diluting buffer consisting of 100 mM NaCl. After completely disrupting the cell suspension with an ultrasonic disruptor, the cell suspension was removed by low-speed centrifugation to obtain a crude extract. The alcohol dehydrogenase activity of this crude extract is shown in Table 4.

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】実施例6 実施例5で得られた粗抽出液をアガロース等電点電気泳
動を行ったところ希土類化合物を加えて培養した菌体か
ら得られた粗抽出液では、対照として同時に泳動した実
施例2で得られた精製アルコール脱水素酵素に対応する
蛋白バンドが認められ、さらに同様に泳動を行ったゲル
についてエタノールを基質として活性染色を行ったとこ
ろ、精製アルコール脱水素酵素に対応する位置に活性が
認められた。
Example 6 When the crude extract obtained in Example 5 was subjected to agarose isoelectric focusing, the crude extract obtained from cells cultured with a rare earth compound was electrophoresed at the same time as a control. A protein band corresponding to the purified alcohol dehydrogenase obtained in Example 2 was observed, and the gel subjected to the same electrophoresis was subjected to activity staining using ethanol as a substrate, and the position corresponding to the purified alcohol dehydrogenase was found. Activity was observed.

【0039】実施例7 イーストエキス1.0%、ペプトン1.0%から成る培地
200ミリリットルを含む1リットル容の三角フラスコ
に、各々、シュードグルコノバクター・サッカロケトゲ
ネス K591s株(FERM BP−1130、IF
O14464)、シュードグルコノバクター・サッカロ
ケトゲネス 12−5株(FERM BP−1129、
IFO14465)、シュードグルコノバクター・サッ
カロケトゲネス TH14−86株(FERM BP−
1128、IFO14466)、シュードグルコノバク
ター・サッカロケトゲネス 12−15株(FERM
BP−1132、IFO14482)、シュードグルコ
ノバクター・サッカロケトゲネス 12−4株(FER
M BP−1131、IFO14483)、シュードグ
ルコノバクター・サッカロケトゲネス 22−3株(F
ERM BP−1133、IFO11484)の寒天培
養物1白金耳を植菌し、30℃、3日間、回転振とう培
養を行いこの培養液を集菌洗浄して得られた菌体から、
実施例5と同じく粗抽出液を調製した。上記の培地に塩
化ランタンを0.001%加えた培地を用いて同じ実験
を行い粗抽出液を調製した。これらの粗抽出液のアルコ
ール脱水素酵素活性を測定したところ、用いたすべての
菌株について塩化ランタン添加培養のもののみに活性が
検出された。
Example 7 Pseudogluconobacter saccharoketgenes strain K591s (FERM BP-1130) was placed in a 1-liter Erlenmeyer flask containing 200 ml of a medium containing 1.0% yeast extract and 1.0% peptone, respectively. , IF
O14464), Pseudogluconobacter saccharoketgenes 12-5 strain (FERM BP-1129,
IFO14465), Pseudogluconobacter Saccharoketgenes TH14-86 strain (FERM BP-
1128, IFO14466), Pseudogluconobacter saccharoketgenes 12-15 strain (FERM
BP-1132, IFO14482), Pseudogluconobacter saccharoketgenes 12-4 strain (FER
MBP-1131, IFO14483), Pseudogluconobacter saccharoketgenes 22-3 strain (F
ERM BP-1133, IFO11484) agar culture 1 platinum loop was inoculated, and the culture was subjected to rotary shaking culture at 30 ° C. for 3 days, and the culture solution was collected and washed.
A crude extract was prepared in the same manner as in Example 5. The same experiment was carried out using the above-mentioned medium containing 0.0001% lanthanum chloride to prepare a crude extract. When the alcohol dehydrogenase activity of these crude extracts was measured, the activity was detected only in the lanthanum chloride-added cultures of all the strains used.

【0040】実施例8 実施例2で得られた精製アルコール脱水素酵素を抗原と
して、ウサギから抗血清を調製した。この抗血清を用い
てオクタロニーの免疫二重拡散法により調べた結果、実
施例5および実施例7で得られた希土類元素添加培養菌
体の粗抽出液中には、シュードグルコノバクター・サッ
カロケトゲネス K591s株のアルコール脱水素酵素
と、血清学的に同じか非常に類似した蛋白が存在するこ
とが示された。
Example 8 Using the purified alcohol dehydrogenase obtained in Example 2 as an antigen, antiserum was prepared from rabbits. Using this antiserum, the result of examination by an octalony double immunodiffusion method showed that in the crude extract of the rare earth element-added cultured bacterial cells obtained in Example 5 and Example 7, pseudogluconobacter saccharoket was found. It was shown that there is a serologically similar or very similar protein to the alcohol dehydrogenase of Genes K591s strain.

【0041】実施例9 実施例2で得られたLa−ADH44mgについて湿式
灰化法により灰化し原子吸光法によりLa濃度を定量し
たところ、0.23%(W/W)含まれることが示され
た。
Example 9 44 mg of La-ADH obtained in Example 2 was ashed by the wet ashing method and the La concentration was quantified by the atomic absorption method. As a result, it was found to contain 0.23% (W / W). It was

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、広い基質特異性を有す
る新規なNAD非依存型アルコール脱水素酵素およびそ
の製造法が提供される。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a novel NAD-independent alcohol dehydrogenase having a broad substrate specificity and a method for producing the same are provided.

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

【図1】 本発明の酵素の活性に対するpHの及ぼす影
響を示す。
1 shows the effect of pH on the activity of the enzyme of the present invention.

【図2】 本発明の酵素のpH安定性を示す。FIG. 2 shows the pH stability of the enzyme of the present invention.

【図3】 本発明の酵素の活性に対する温度の及ぼす影
響を示す。
FIG. 3 shows the effect of temperature on the activity of the enzyme of the present invention.

【図4】 本発明の酵素の熱安定性を示す。FIG. 4 shows the thermostability of the enzyme of the present invention.

【図5】 本発明の酵素のヘイン・ウルフ・プロット
(Hane-Woolfplot)を示す。
FIG. 5 shows a Hane-Woolfplot of the enzyme of the present invention.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ヒドロキシメチル基を持つ化合物のヒド
ロキシメチル基のアルデヒド基への酸化を触媒する酵素
分子中に希土類元素を含むNAD非依存型アルコール脱
水素酵素。
1. A NAD-independent alcohol dehydrogenase containing a rare earth element in an enzyme molecule which catalyzes the oxidation of a compound having a hydroxymethyl group to an aldehyde group.
【請求項2】 下記の理化学的性質を有する請求項1記
載のアルコール脱水素酵素。 至適pH 3.5〜6.5 至適温度 40〜50℃ 等電点 4.2±0.5 分子構造 SDS−PAGEで64000±50
00の分子量のポリペプチドまたはこのポリペプチド2
分子よりなる2量体
2. The alcohol dehydrogenase according to claim 1, which has the following physicochemical properties. Optimum pH 3.5-6.5 Optimum temperature 40-50 ° C Isoelectric point 4.2 ± 0.5 Molecular structure SDS-PAGE 64000 ± 50
00 molecular weight polypeptide or this polypeptide 2
Dimer consisting of molecules
【請求項3】 シュードグルコノバクター(Pseudogluc
onobacter)属に属する微生物が生産する請求項1記載
のアルコール脱水素酵素。
3. A pseudogluconobacter (Pseudogluc)
The alcohol dehydrogenase according to claim 1, which is produced by a microorganism belonging to the genus onobacter).
【請求項4】 希土類元素によって誘導生産される請求
項2記載のアルコール脱水素酵素。
4. The alcohol dehydrogenase according to claim 2, which is produced by induction with a rare earth element.
【請求項5】 ヒドロキシメチル基を持つ化合物のヒド
ロキシメチル基のアルデヒド基への酸化を触媒する酵素
分子中に希土類元素を含むNAD非依存型アルコール脱
水素酵素産生能を有するシュードグルコノバクター属に
属する微生物またはその変異株を培養し、生産された該
アルコール脱水素酵素を単離精製することを特徴とする
請求項1記載のアルコール脱水素酵素の製造法。
5. A Pseudogluconobacter genus capable of producing a NAD-independent alcohol dehydrogenase containing a rare earth element in an enzyme molecule which catalyzes the oxidation of a compound having a hydroxymethyl group to an aldehyde group. The method for producing an alcohol dehydrogenase according to claim 1, wherein the microorganism belonging to the strain or a mutant strain thereof is cultured, and the produced alcohol dehydrogenase is isolated and purified.
【請求項6】 培地中に希土類元素を存在させることを
特徴とする請求項5記載の製造法。
6. The production method according to claim 5, wherein a rare earth element is present in the medium.
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