JPH0678765A - 高活性なnadh依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼ及びその製造方法 - Google Patents
高活性なnadh依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼ及びその製造方法Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】本発明はNADHの存在下において、パラヒド
ロキシ安息香酸に作用して、プロトカテキュ酸を生成さ
せる等の所定の酵素学的性質を有するNADH依存性パ
ラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼ、およびその製
造方法に関する。 【効果】本発明のNADH依存性パラヒドロキシ安息香
酸ヒドロキシラーゼは、高活性であるとともに、NAD
Hの存在下において、パラヒドロキシ安息香酸に作用し
て、プロトカテキュ酸を生成する性質を有しているの
で、プロトカテキュ酸の工業生産の実用化に極めて有用
である。
ロキシ安息香酸に作用して、プロトカテキュ酸を生成さ
せる等の所定の酵素学的性質を有するNADH依存性パ
ラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼ、およびその製
造方法に関する。 【効果】本発明のNADH依存性パラヒドロキシ安息香
酸ヒドロキシラーゼは、高活性であるとともに、NAD
Hの存在下において、パラヒドロキシ安息香酸に作用し
て、プロトカテキュ酸を生成する性質を有しているの
で、プロトカテキュ酸の工業生産の実用化に極めて有用
である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、NADH依存性パラヒ
ドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼおよびロドコッカス
属に属する細菌の突然変異株を用いた該酵素の製造方法
に関する。
ドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼおよびロドコッカス
属に属する細菌の突然変異株を用いた該酵素の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】プロトカ
テキュ酸は防錆剤、食品用抗酸化剤の製造原料、香料な
どとして用いるバニリンの製造原料、各種医薬品の製造
原料などとして広く用いられている。このプロトカテキ
ュ酸の製造方法としては、有機合成反応によるものと、
高い基質特異性を有する微生物由来の酵素を用いての酵
素反応によるものとが知られている。後者の方法とし
て、パラヒドロキシ安息香酸に酵素としてパラヒドロキ
シ安息香酸ヒドロキシラーゼを作用させることにより、
プロトカテキュ酸を生成させる方法が知られている。ま
た、パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼは、プロ
トカテキュ酸の生成以外の他の用途として、臨床検査の
分野において血清コリンエステラ−ゼ活性の測定法に用
いられる可能性がある。
テキュ酸は防錆剤、食品用抗酸化剤の製造原料、香料な
どとして用いるバニリンの製造原料、各種医薬品の製造
原料などとして広く用いられている。このプロトカテキ
ュ酸の製造方法としては、有機合成反応によるものと、
高い基質特異性を有する微生物由来の酵素を用いての酵
素反応によるものとが知られている。後者の方法とし
て、パラヒドロキシ安息香酸に酵素としてパラヒドロキ
シ安息香酸ヒドロキシラーゼを作用させることにより、
プロトカテキュ酸を生成させる方法が知られている。ま
た、パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼは、プロ
トカテキュ酸の生成以外の他の用途として、臨床検査の
分野において血清コリンエステラ−ゼ活性の測定法に用
いられる可能性がある。
【0003】このような従来より報告されているパラヒ
ドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼは、例えば、シュー
ドモナス属の微生物より産生されるもの(J.Biol.Che
m.,241,2453(1966) 、Biochem.Biophys.Res.Communs.,3
4, 1(1969)) 、またマイクロコッカス属の微生物により
産生されるもの(Current Science,54,419(1985)) であ
る。これらの酵素はいずれもNADPH(ニコチンアミ
ドアデニンジヌクレオチドリン酸)を補酵素とするもの
であり、微生物により産生されるパラヒドロキシ安息香
酸ヒドロキシラーゼとしては、NADPHの存在下で反
応が行なわれるNADPH依存性パラヒドロキシ安息香
酸ヒドロキシラーゼのみが一般に知られているのが現状
である。
ドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼは、例えば、シュー
ドモナス属の微生物より産生されるもの(J.Biol.Che
m.,241,2453(1966) 、Biochem.Biophys.Res.Communs.,3
4, 1(1969)) 、またマイクロコッカス属の微生物により
産生されるもの(Current Science,54,419(1985)) であ
る。これらの酵素はいずれもNADPH(ニコチンアミ
ドアデニンジヌクレオチドリン酸)を補酵素とするもの
であり、微生物により産生されるパラヒドロキシ安息香
酸ヒドロキシラーゼとしては、NADPHの存在下で反
応が行なわれるNADPH依存性パラヒドロキシ安息香
酸ヒドロキシラーゼのみが一般に知られているのが現状
である。
【0004】しかしながら、NADPH依存性パラヒド
ロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼは、その補酵素である
NADPHが高価であるため、NADPH依存性の該酵
素を現実のプロトカテキュ酸の製造に用いることは工業
的には不利である。更に、pH7以上でNADPHはN
ADHより安定性が低いといった問題もあることから、
当業界ではより工業生産に好適なパラヒドロキシ安息香
酸ヒドロキシラーゼの開発が望まれているのが実情であ
る。
ロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼは、その補酵素である
NADPHが高価であるため、NADPH依存性の該酵
素を現実のプロトカテキュ酸の製造に用いることは工業
的には不利である。更に、pH7以上でNADPHはN
ADHより安定性が低いといった問題もあることから、
当業界ではより工業生産に好適なパラヒドロキシ安息香
酸ヒドロキシラーゼの開発が望まれているのが実情であ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる課題
を解決するためにパラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラ
ーゼ生産能を有する微生物を広く自然界より検索した。
その結果、本発明者らは先にイソフタル酸を主炭素源と
する培地で Rhodococcus sp.L−1株( 微工研菌寄
第10614号)を培養することにより、プロトカテキ
ュ酸を採取できることを見いだし(特開平2−2346
82号公報)、更に、この微生物が意外にもNADH
(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)を補酵素と
するNADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシ
ラーゼを生産することを見い出した(特願平4−827
57号)。今回、更に研究を進めたところ、前記 Rhodo
coccus sp.L−1株にUV照射を行い突然変異株と
することにより、レスティングセル法に供することが可
能になった Rhodococcus sp.L−1 E−108
(微工研菌寄第12931号)由来のパラヒドロキシ安
息香酸ヒドロキシラーゼはNADH依存性であるばかり
でなく、高活性を有することを確認して本発明を完成す
るに至った。
を解決するためにパラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラ
ーゼ生産能を有する微生物を広く自然界より検索した。
その結果、本発明者らは先にイソフタル酸を主炭素源と
する培地で Rhodococcus sp.L−1株( 微工研菌寄
第10614号)を培養することにより、プロトカテキ
ュ酸を採取できることを見いだし(特開平2−2346
82号公報)、更に、この微生物が意外にもNADH
(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)を補酵素と
するNADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシ
ラーゼを生産することを見い出した(特願平4−827
57号)。今回、更に研究を進めたところ、前記 Rhodo
coccus sp.L−1株にUV照射を行い突然変異株と
することにより、レスティングセル法に供することが可
能になった Rhodococcus sp.L−1 E−108
(微工研菌寄第12931号)由来のパラヒドロキシ安
息香酸ヒドロキシラーゼはNADH依存性であるばかり
でなく、高活性を有することを確認して本発明を完成す
るに至った。
【0006】即ち、本発明の要旨は、(1)NADH
(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)の存在下に
おいて、パラヒドロキシ安息香酸に作用して、プロトカ
テキュ酸を生成させる等の所定の酵素学的性質を有する
NADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラー
ゼ、並びに(2)ロドコッカス属に属し、NADH依存
性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼを生産する
能力を有する微生物の突然変異株を培養し、培養物より
NADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラー
ゼを採取することを特徴とするNADH依存性パラヒド
ロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼの製造方法に関する。
(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)の存在下に
おいて、パラヒドロキシ安息香酸に作用して、プロトカ
テキュ酸を生成させる等の所定の酵素学的性質を有する
NADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラー
ゼ、並びに(2)ロドコッカス属に属し、NADH依存
性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼを生産する
能力を有する微生物の突然変異株を培養し、培養物より
NADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラー
ゼを採取することを特徴とするNADH依存性パラヒド
ロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼの製造方法に関する。
【0007】以下に本発明のNADH依存性パラヒドロ
キシ安息香酸ヒドロキシラーゼについて詳細に説明す
る。 1)酵素の作用 NADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)の
存在下において、パラヒドロキシ安息香酸に作用して、
プロトカテキュ酸を生成させる。
キシ安息香酸ヒドロキシラーゼについて詳細に説明す
る。 1)酵素の作用 NADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)の
存在下において、パラヒドロキシ安息香酸に作用して、
プロトカテキュ酸を生成させる。
【0008】2)基質特異性 パラヒドロキシ安息香酸の類似化合物14種類について
活性を調べた結果、パラヒドロキシ安息香酸に対する活
性を100%とした場合、10%以上の活性を示した化
合物は、2,4−ジヒドロキシ安息香酸(16%)のみ
であり、その他の化合物では5%以下の活性を示した物
は4種であった。従って、本酵素はパラヒドロキシ安息
香酸を特異的基質とする酵素である。
活性を調べた結果、パラヒドロキシ安息香酸に対する活
性を100%とした場合、10%以上の活性を示した化
合物は、2,4−ジヒドロキシ安息香酸(16%)のみ
であり、その他の化合物では5%以下の活性を示した物
は4種であった。従って、本酵素はパラヒドロキシ安息
香酸を特異的基質とする酵素である。
【0009】3)力価の測定法 酵素活性の測定は、パラヒドロキシ安息香酸40nmolお
よび還元型ピリジンヌクレオチド(NADHまたはNA
DPH)40nmolを含有する50mMヘペス緩衝液(p
H7.6)0.6ml中で33℃で1分間反応させ、3
40nmにおける吸光度を測定することにより行った。
対照としてパラヒドロキシ安息香酸を含有させずに反応
させたときの吸光度を測定し、コントロールの値として
差し引いて求めた。また、酵素単位は1分間に1μmol
の還元型ピリジンヌクレオチドを減少させる酵素活性を
1単位とした。
よび還元型ピリジンヌクレオチド(NADHまたはNA
DPH)40nmolを含有する50mMヘペス緩衝液(p
H7.6)0.6ml中で33℃で1分間反応させ、3
40nmにおける吸光度を測定することにより行った。
対照としてパラヒドロキシ安息香酸を含有させずに反応
させたときの吸光度を測定し、コントロールの値として
差し引いて求めた。また、酵素単位は1分間に1μmol
の還元型ピリジンヌクレオチドを減少させる酵素活性を
1単位とした。
【0010】4)至適pHおよび安定pH範囲 至適pHは図1に示すとおり、pH7.5〜7.8であ
る。安定pH範囲は25℃、1時間の保持条件の場合、
図2に示すとおりpH7.4〜7.8であった。
る。安定pH範囲は25℃、1時間の保持条件の場合、
図2に示すとおりpH7.4〜7.8であった。
【0011】5)至適温度および安定温度 反応の至適温度は33℃であった(図3)。安定温度範
囲はpH7.6、50mMヘペス緩衝液中に各温度で6
0分間保温して残存活性を測定した。その結果、本発明
の酵素は25℃まで安定であり、45℃で約50%の残
存活性を示し60℃以上で完全失活した(図4)。
囲はpH7.6、50mMヘペス緩衝液中に各温度で6
0分間保温して残存活性を測定した。その結果、本発明
の酵素は25℃まで安定であり、45℃で約50%の残
存活性を示し60℃以上で完全失活した(図4)。
【0012】6)NADHのKm値 本酵素に対するNADHのKm値は、図5に示す通り5
5.3μMであった。
5.3μMであった。
【0013】7)NADPHのKm値 本酵素に対するNADPHのKm値は図6に示す通り3
33μMであった。
33μMであった。
【0014】8)パラヒドロキシ安息香酸のKm値 本酵素に対するパラヒドロキシ安息香酸のKm値は、補
酵素NADHを用いた場合6.7μMであり(図7)、
補酵素NADPHを用いた場合17.2μMであった
(図8)。
酵素NADHを用いた場合6.7μMであり(図7)、
補酵素NADPHを用いた場合17.2μMであった
(図8)。
【0015】9)抽出・精製方法 NADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラー
ゼは誘導酵素であり、後述するようにロドコッカス属に
属する微生物を、イソフタル酸を炭素源として含む培地
で培養を行うことにより産生させることができる。培養
終了後、培養物より遠心分離法等の方法にて菌体を分離
する。
ゼは誘導酵素であり、後述するようにロドコッカス属に
属する微生物を、イソフタル酸を炭素源として含む培地
で培養を行うことにより産生させることができる。培養
終了後、培養物より遠心分離法等の方法にて菌体を分離
する。
【0016】分離した菌体をそのまま酵素源として用い
てもよいが、さらに酵素を抽出し精製することが好まし
い。酵素を菌体から分離する場合は、採取した菌体を懸
濁してから、例えば、超音波、圧力変化(French
プレス、Hugesプレス)、攪拌(ホモジナイザー、
ビーズミル、ブレンダー)、凍結融解等による物理的方
法、あるいは酵素、界面活性剤、カオトロピックイオ
ン、酸アルカリ、抗生物質、自己消化等による化学的方
法により菌体を破壊して無細胞抽出液を得ることができ
る。本酵素の抽出および精製は、酵素の一般的な抽出・
精製方法を適宜選択することにより行うことができ、特
に制限されるものではない。例えば、塩析法、限外濾過
法、カラムクロマトグラフィー(イオン交換、アフィニ
ティー、ゲル濾過等)、電気泳動法等が挙げられる。
てもよいが、さらに酵素を抽出し精製することが好まし
い。酵素を菌体から分離する場合は、採取した菌体を懸
濁してから、例えば、超音波、圧力変化(French
プレス、Hugesプレス)、攪拌(ホモジナイザー、
ビーズミル、ブレンダー)、凍結融解等による物理的方
法、あるいは酵素、界面活性剤、カオトロピックイオ
ン、酸アルカリ、抗生物質、自己消化等による化学的方
法により菌体を破壊して無細胞抽出液を得ることができ
る。本酵素の抽出および精製は、酵素の一般的な抽出・
精製方法を適宜選択することにより行うことができ、特
に制限されるものではない。例えば、塩析法、限外濾過
法、カラムクロマトグラフィー(イオン交換、アフィニ
ティー、ゲル濾過等)、電気泳動法等が挙げられる。
【0017】10)分子量 本酵素の分子量は、クリアパックGFS−3(8.0m
mID×30cm:アトー社製)とTSK gelG3
000SW(7.5mmID×30cm:東ソー社製)
を連結して用いた高速ゲル濾過カラム法で約6.7×1
04 と推定された。
mID×30cm:アトー社製)とTSK gelG3
000SW(7.5mmID×30cm:東ソー社製)
を連結して用いた高速ゲル濾過カラム法で約6.7×1
04 と推定された。
【0018】11)阻害剤等の影響 本酵素について種々の添加物質の影響について検討した
ところ、ハロゲンイオン、チオシアンイオンにより阻害
された。また、ナトリウムイオン、カリウムイオン等の
カチオンイオンにより阻害されなかった。 12)比活性 本酵素の精製品についての比活性は、単位時間における
還元型ピリジンヌクレオチドの減少を340nmの吸光
度で測定した場合、少なくとも約10U/mgである。
ところ、ハロゲンイオン、チオシアンイオンにより阻害
された。また、ナトリウムイオン、カリウムイオン等の
カチオンイオンにより阻害されなかった。 12)比活性 本酵素の精製品についての比活性は、単位時間における
還元型ピリジンヌクレオチドの減少を340nmの吸光
度で測定した場合、少なくとも約10U/mgである。
【0019】このように本酵素は、パラヒドロキシ安息
香酸に作用して、プロトカテキュ酸を生成させることか
ら、パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼである。
さらに、前記のように本酵素のNADHに対するKm値
は55.3μM、NADPHに対するKm値は333μ
Mであることから、NADHに対するKm値はNADP
Hに対するものよりも1/6倍も低いKm値を示すもの
であり、このことから本酵素は、NADH依存性パラヒ
ドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼである。
香酸に作用して、プロトカテキュ酸を生成させることか
ら、パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼである。
さらに、前記のように本酵素のNADHに対するKm値
は55.3μM、NADPHに対するKm値は333μ
Mであることから、NADHに対するKm値はNADP
Hに対するものよりも1/6倍も低いKm値を示すもの
であり、このことから本酵素は、NADH依存性パラヒ
ドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼである。
【0020】次に、本発明のNADH依存性パラヒドロ
キシ安息香酸ヒドロキシラーゼを生産する能力を有する
微生物の突然変異株について説明する。本発明に使用す
る微生物は、ロドコッカス属に属し、前記の特性を有す
るNADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラ
ーゼを生産する能力を持つものであればいかなるもので
も良い。それらのうち好ましい菌株は、本発明者らによ
り東京都内の土壌から分離したロドコッカスsp.L−
1株(Rhodococcus sp.L−1株,微工研菌寄第106
14号)をUV照射により突然変異させたロドコッカス
sp.L−1 E−108株(Rhodococcus sp. L−1
E−108,微工研菌寄第12931号)を例示でき
る。UV照射の条件は、25cmの距離より波長254
及び366nmにて60分間処理した。
キシ安息香酸ヒドロキシラーゼを生産する能力を有する
微生物の突然変異株について説明する。本発明に使用す
る微生物は、ロドコッカス属に属し、前記の特性を有す
るNADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラ
ーゼを生産する能力を持つものであればいかなるもので
も良い。それらのうち好ましい菌株は、本発明者らによ
り東京都内の土壌から分離したロドコッカスsp.L−
1株(Rhodococcus sp.L−1株,微工研菌寄第106
14号)をUV照射により突然変異させたロドコッカス
sp.L−1 E−108株(Rhodococcus sp. L−1
E−108,微工研菌寄第12931号)を例示でき
る。UV照射の条件は、25cmの距離より波長254
及び366nmにて60分間処理した。
【0021】該突然変異株の親菌は次のような菌学的性
質を有するものである。 (1) 形態学的性質 菌 形 : 桿 菌 大 き さ : 0.8×1.5〜2.0μm 多 形 性 : 30℃で培養すると、1〜2
日で菌糸を形成し、その後、フラグメンテーションを起
こし、桿菌となる。気菌糸は形成しない。 抗 酸 性 : な し グラム染色性 : 陽 性 鞭 毛 : な し 胞 子 : な し
質を有するものである。 (1) 形態学的性質 菌 形 : 桿 菌 大 き さ : 0.8×1.5〜2.0μm 多 形 性 : 30℃で培養すると、1〜2
日で菌糸を形成し、その後、フラグメンテーションを起
こし、桿菌となる。気菌糸は形成しない。 抗 酸 性 : な し グラム染色性 : 陽 性 鞭 毛 : な し 胞 子 : な し
【0022】(2) 培養的性質 肉汁寒天平板培養:生育良好。コロニー形状は円形、
周囲は平滑で、色は乳白色。 肉汁寒天斜面培養:糸状。コロニーの色は乳白色。 肉汁液体培養:均一に混濁。 イソフタル酸寒天平板培養:生育良好。コロニー形状
は円形で、周囲は平滑で、色は白色。
周囲は平滑で、色は乳白色。 肉汁寒天斜面培養:糸状。コロニーの色は乳白色。 肉汁液体培養:均一に混濁。 イソフタル酸寒天平板培養:生育良好。コロニー形状
は円形で、周囲は平滑で、色は白色。
【0023】(3) 生理学的性質 (1) 最適生育温度 : 25〜33℃ (2) 生 育 温 度 : 20〜35℃ (3) 最 適 pH : 6.0〜8.0 (4) 生 育 pH : 5.0〜10.
0 (5) 酸 素 要 求 性 : 好気的 (6) 色 素 の 生 産 : な し (7) ゼラチン液化性 : 陽 性 (8) カタラーゼ活性 : 陽 性 (9) オキシダーゼ活性 : 陰 性 (10) ウレアーゼ活性 : 陽 性 (11) インドールの生産 : 陰 性 (12) デンプンの加水分解活性 : 陰 性 (13) 硝酸塩の還元 : 陰 性 (14) クエン酸培地における生育 : 生育する (15) メチルレッド試験 : 陰 性 (16) VP反応 : 陰 性
0 (5) 酸 素 要 求 性 : 好気的 (6) 色 素 の 生 産 : な し (7) ゼラチン液化性 : 陽 性 (8) カタラーゼ活性 : 陽 性 (9) オキシダーゼ活性 : 陰 性 (10) ウレアーゼ活性 : 陽 性 (11) インドールの生産 : 陰 性 (12) デンプンの加水分解活性 : 陰 性 (13) 硝酸塩の還元 : 陰 性 (14) クエン酸培地における生育 : 生育する (15) メチルレッド試験 : 陰 性 (16) VP反応 : 陰 性
【0024】 (17) O−Fテスト(Hugh Leifson法,30℃,10日間,開放系,密閉系): 〔糖〕 〔開放系〕 〔密閉系〕 グルコース 変化なし 変化なし サッカロース 変化なし 変化なし D-フラクトース 変化なし 変化なし D-マンニット 変化なし 変化なし L-ソルボース 変化なし 変化なし D-ラフィノース 変化なし 変化なし D-ラムノース 変化なし 変化なし D-ガラクトース 変化なし 変化なし meso- エリストール 変化なし 変化なし D-ラクトース 変化なし 変化なし myo-イノシット 変化なし 変化なし D-キシロース 変化なし 変化なし イノシトール 変化なし 変化なし トレハロース 変化なし 変化なし D-アラビノース 変化なし 変化なし L-アラビノース 変化なし 変化なし セロビオース 変化なし 変化なし
【0025】 (18) 糖の分解(Barsiekow 培地,30℃,10日間): 〔糖〕 〔酸産生〕 〔ガス産生〕 グルコース 産生しない 産生しない サッカロース 産生しない 産生しない D-ラクトース 産生しない 産生しない グリセロール 産生しない 産生しない D-アラビノース 産生しない 産生しない
【0026】(19) 細胞壁のジアミノピメリン酸異性
体:meso−DAP。 (20) 細胞壁アシル型(グリコリル試験):グリコリル
基が存在。 (21) ミコール酸の存在:存在する。 (22) 分 離 源 :東京都内土壌
体:meso−DAP。 (20) 細胞壁アシル型(グリコリル試験):グリコリル
基が存在。 (21) ミコール酸の存在:存在する。 (22) 分 離 源 :東京都内土壌
【0027】次に、このようなロドコッカス属に属する
微生物の突然変異株を用いてNADH依存性パラヒドロ
キシ安息香酸ヒドロキシラーゼを生産するには、次のよ
うな培地を用いて培養する。すなわち、主炭素源として
のイソフタル酸、ちっ素源、無機塩類、ビタミン、その
他の栄養因子を適宜含有する培地であれば、天然培地で
も合成培地でも使用できる。ちっ素源としては、硝酸ア
ンモニウム、硝酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、塩化
アンモニウム、リン酸アンモニウムなどの無機ちっ素
源、ペプトン、肉エキス、コンスティープリカー、酵母
エキス、カザミノ酸、大豆粉などを単独でまたは組み合
わせて用いることができる。無機塩類として、リン酸カ
リウム、リン酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸マ
ンガン、硫酸鉄、硫酸亜鉛、硫酸銅、モリブデン酸ナト
リウム、塩化カルシウム、塩化カリウムなどを加えても
よい。これらの他、生育に必要な栄養因子としては、ビ
タミン類、アミノ酸、核酸およびその塩類などがある。
また、ペプトン、肉エキス、コンスティープリカー、酵
母エキス、カザミノ酸などの上記栄養因子を含有する天
然有機栄養物を適宜添加することもできる。
微生物の突然変異株を用いてNADH依存性パラヒドロ
キシ安息香酸ヒドロキシラーゼを生産するには、次のよ
うな培地を用いて培養する。すなわち、主炭素源として
のイソフタル酸、ちっ素源、無機塩類、ビタミン、その
他の栄養因子を適宜含有する培地であれば、天然培地で
も合成培地でも使用できる。ちっ素源としては、硝酸ア
ンモニウム、硝酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、塩化
アンモニウム、リン酸アンモニウムなどの無機ちっ素
源、ペプトン、肉エキス、コンスティープリカー、酵母
エキス、カザミノ酸、大豆粉などを単独でまたは組み合
わせて用いることができる。無機塩類として、リン酸カ
リウム、リン酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸マ
ンガン、硫酸鉄、硫酸亜鉛、硫酸銅、モリブデン酸ナト
リウム、塩化カルシウム、塩化カリウムなどを加えても
よい。これらの他、生育に必要な栄養因子としては、ビ
タミン類、アミノ酸、核酸およびその塩類などがある。
また、ペプトン、肉エキス、コンスティープリカー、酵
母エキス、カザミノ酸などの上記栄養因子を含有する天
然有機栄養物を適宜添加することもできる。
【0028】培養は、好気的条件、例えば振盪培養法、
通気攪拌培養法が好適であるが、適宜液体静置培養法を
組み合わせることもできる。培養温度は20〜35℃、
特に25〜33℃が良好で、培養時のpHは7〜9であ
る。培地中のイソフタル酸の濃度は通常0.1〜10
%、好ましくは0.5〜3.0%が好適である。イソフ
タル酸を主炭素源として、培地pH7.0付近、30℃
で振盪培養あるいは通気攪拌培養する。培養時間は通常
65〜75時間程度である。培養終了後、培養液から本
発明のNADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキ
シラーゼを採取し、前記のような方法により精製する。
通気攪拌培養法が好適であるが、適宜液体静置培養法を
組み合わせることもできる。培養温度は20〜35℃、
特に25〜33℃が良好で、培養時のpHは7〜9であ
る。培地中のイソフタル酸の濃度は通常0.1〜10
%、好ましくは0.5〜3.0%が好適である。イソフ
タル酸を主炭素源として、培地pH7.0付近、30℃
で振盪培養あるいは通気攪拌培養する。培養時間は通常
65〜75時間程度である。培養終了後、培養液から本
発明のNADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキ
シラーゼを採取し、前記のような方法により精製する。
【0029】
【実施例】以下、実施例および参考例により本発明をさ
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 イソフタル酸2%、硫安0.2%、リン酸一カリウム
0.15%、リン酸二カリウム0.15%、硫酸マグネ
シウム0.05%、塩化ナトリウム0.01%、塩化カ
ルシウム0.002%、硫化鉄0.001%、硫化マン
ガン0.0002%、硫化亜鉛0.0002%、モリブ
デン酸ナトリウム0.0002%、pH7.2からなる
培地40mlを100ml容の三角フラスコに1白金耳
ロドコッカスsp.L−1 E−108株(微工研菌寄
第12931号)を接種して30℃で70時間振盪培養
したものを100μl抽出してから新たな培地40ml
へ接種し、計48本の三角フラスコを30℃で70時間
振盪培養した。
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 イソフタル酸2%、硫安0.2%、リン酸一カリウム
0.15%、リン酸二カリウム0.15%、硫酸マグネ
シウム0.05%、塩化ナトリウム0.01%、塩化カ
ルシウム0.002%、硫化鉄0.001%、硫化マン
ガン0.0002%、硫化亜鉛0.0002%、モリブ
デン酸ナトリウム0.0002%、pH7.2からなる
培地40mlを100ml容の三角フラスコに1白金耳
ロドコッカスsp.L−1 E−108株(微工研菌寄
第12931号)を接種して30℃で70時間振盪培養
したものを100μl抽出してから新たな培地40ml
へ接種し、計48本の三角フラスコを30℃で70時間
振盪培養した。
【0030】培養終了後、培養液2リットルを遠心分離
し、菌体25.7g(湿菌重量)を得た。このようにし
て得られた菌体を5mMMg2+を含む50mMヘペス緩
衝液(pH7.6)に25.7g/100ml濃度にな
るように懸濁し、ソニーケーター250(BRANSO
N社製)により菌体を破砕後、遠心分離(10万×g)
を行い無細胞抽出液を得た。この抽出液の比活性は1
5.3×10-2U/mgの酵素標品であった。
し、菌体25.7g(湿菌重量)を得た。このようにし
て得られた菌体を5mMMg2+を含む50mMヘペス緩
衝液(pH7.6)に25.7g/100ml濃度にな
るように懸濁し、ソニーケーター250(BRANSO
N社製)により菌体を破砕後、遠心分離(10万×g)
を行い無細胞抽出液を得た。この抽出液の比活性は1
5.3×10-2U/mgの酵素標品であった。
【0031】次に、この抽出液を5mMMg2+を含む5
0mMヘペス緩衝液(pH7.6)流速1ml/min
で平衡化したHiTrap Blueカラム(2cmI
D×4cm:ファルマシア社製)に吸着させ、同平衡化
緩衝液にて洗浄後、150mMKClを含む50mMヘ
ペス緩衝液(pH7.6)で段階的溶出を行い、目的と
する酵素の活性画分を得た(図9)。この活性画分を遠
心タイプの限外濾過器具であるウルトラセントー30
(東ソー社製)を用いて脱塩し、50mMヘペス緩衝液
で平衡化したクリアパックIEP/DEAE(60mm
ID×10cm:アトー社製)に吸着させ、0.0から
0.5MKClのイオン強度による直線勾配溶出法によ
り、0.8ml/minの流速で酵素活性画分を得た
(図10)。この酵素活性画分をウルトラセントー30
を用いて500μlまで脱塩、濃縮し、クリアパックG
FS−3(8.0mmID×30cm:アトー社製)と
TSK gelG3000SW(7.5mmID×30
cm:東ソー社製)を連結させた高速ゲル濾過カラム
で、0.5MKClを含む50mMヘペス緩衝液(pH
7.6)にて分離溶出を行い(図11)、電気泳動的に
単一な活性画分を得た(図12)。電気泳動はLaem
mli法によるスラブゲル電気泳動法により10%SD
Sポリアクリルアミドゲルで泳動後、銀染色法により染
色を行った。尚、この活性画分の分子量は、クリアパッ
クGFS−3とTSK gelG3000SWを連結さ
せた高速ゲル濾過カラムを用いた前記分離溶出の結果か
らは約6.7×104 と推定された。また、ここで得ら
れた精製品の比活性は18.5U/mgであった。
0mMヘペス緩衝液(pH7.6)流速1ml/min
で平衡化したHiTrap Blueカラム(2cmI
D×4cm:ファルマシア社製)に吸着させ、同平衡化
緩衝液にて洗浄後、150mMKClを含む50mMヘ
ペス緩衝液(pH7.6)で段階的溶出を行い、目的と
する酵素の活性画分を得た(図9)。この活性画分を遠
心タイプの限外濾過器具であるウルトラセントー30
(東ソー社製)を用いて脱塩し、50mMヘペス緩衝液
で平衡化したクリアパックIEP/DEAE(60mm
ID×10cm:アトー社製)に吸着させ、0.0から
0.5MKClのイオン強度による直線勾配溶出法によ
り、0.8ml/minの流速で酵素活性画分を得た
(図10)。この酵素活性画分をウルトラセントー30
を用いて500μlまで脱塩、濃縮し、クリアパックG
FS−3(8.0mmID×30cm:アトー社製)と
TSK gelG3000SW(7.5mmID×30
cm:東ソー社製)を連結させた高速ゲル濾過カラム
で、0.5MKClを含む50mMヘペス緩衝液(pH
7.6)にて分離溶出を行い(図11)、電気泳動的に
単一な活性画分を得た(図12)。電気泳動はLaem
mli法によるスラブゲル電気泳動法により10%SD
Sポリアクリルアミドゲルで泳動後、銀染色法により染
色を行った。尚、この活性画分の分子量は、クリアパッ
クGFS−3とTSK gelG3000SWを連結さ
せた高速ゲル濾過カラムを用いた前記分離溶出の結果か
らは約6.7×104 と推定された。また、ここで得ら
れた精製品の比活性は18.5U/mgであった。
【0032】参考例1 パラヒドロキシ安息香酸(最終濃度40nmol)10μl
およびNADH(最終濃度40nmol)8μl を50mMヘ
ペス緩衝液(pH7.6)432μl に溶解した後、実
施例1で得られた酵素抽出液(10万×gの上清液、687.
9 μgタンパク/ml )250μl を加えて、0,1
0,20分間、反応温度33℃下で反応を行い、1M過
塩素酸+0.2%EDTA−Na溶液を各600μl 加え
て反応を停止させた。次いで、反応液を1500rp
m、10分間で遠心を行い、除タンパクし、得られた上
清液を高速液体クロマトグラフィーにより分析を行っ
た。その結果、反応0時間において認められたパラヒド
ロキシ安息香酸のピークは、反応10分後には大きく減
少し、反応20分後には完全に消失した。
およびNADH(最終濃度40nmol)8μl を50mMヘ
ペス緩衝液(pH7.6)432μl に溶解した後、実
施例1で得られた酵素抽出液(10万×gの上清液、687.
9 μgタンパク/ml )250μl を加えて、0,1
0,20分間、反応温度33℃下で反応を行い、1M過
塩素酸+0.2%EDTA−Na溶液を各600μl 加え
て反応を停止させた。次いで、反応液を1500rp
m、10分間で遠心を行い、除タンパクし、得られた上
清液を高速液体クロマトグラフィーにより分析を行っ
た。その結果、反応0時間において認められたパラヒド
ロキシ安息香酸のピークは、反応10分後には大きく減
少し、反応20分後には完全に消失した。
【0033】参考例2 パラヒドロキシ安息香酸(最終濃度40nmol)10
μl及びNADH(最終濃度40nmol)10μl及
び定量用内部標準物質である3,4−ジヒドロキシフェ
ニル酢酸(最終濃度400nmol)10μlを50m
Mヘペス緩衝液(pH7.6)470μlに溶解した
後、実施例1で得られた粗酵素(HiTrap Blu
eカラム(2cmID×4cm)の溶出液、105μg
/ml)10μlを加えて0,3,10,20,40,
60,100分間、反応温度33℃下で反応を行い、1
M過塩素酸+0.2%EDTA−Na溶液を各500μ
l加え、反応を停止させた。次いで反応液を1500r
pm、10分間遠心を行い、除タンパクし、得られた上
清液を高速液体クロマトグラフィーにより分析を行っ
た。その結果、経時的にプロトカテキュ酸のピークが増
加した。各経過時間のプロトカテキュ酸量を、内部標準
物質で定量し、図13に示すようなプロトカテキュ酸生
成量の増加曲線を得た。
μl及びNADH(最終濃度40nmol)10μl及
び定量用内部標準物質である3,4−ジヒドロキシフェ
ニル酢酸(最終濃度400nmol)10μlを50m
Mヘペス緩衝液(pH7.6)470μlに溶解した
後、実施例1で得られた粗酵素(HiTrap Blu
eカラム(2cmID×4cm)の溶出液、105μg
/ml)10μlを加えて0,3,10,20,40,
60,100分間、反応温度33℃下で反応を行い、1
M過塩素酸+0.2%EDTA−Na溶液を各500μ
l加え、反応を停止させた。次いで反応液を1500r
pm、10分間遠心を行い、除タンパクし、得られた上
清液を高速液体クロマトグラフィーにより分析を行っ
た。その結果、経時的にプロトカテキュ酸のピークが増
加した。各経過時間のプロトカテキュ酸量を、内部標準
物質で定量し、図13に示すようなプロトカテキュ酸生
成量の増加曲線を得た。
【0034】
【発明の効果】本発明のNADH依存性パラヒドロキシ
安息香酸ヒドロキシラーゼは、高活性であるとともに、
NADHの存在下において、パラヒドロキシ安息香酸に
作用して、プロトカテキュ酸を生成する性質を有してい
るので、プロトカテキュ酸の工業生産の実用化に極めて
有用である。
安息香酸ヒドロキシラーゼは、高活性であるとともに、
NADHの存在下において、パラヒドロキシ安息香酸に
作用して、プロトカテキュ酸を生成する性質を有してい
るので、プロトカテキュ酸の工業生産の実用化に極めて
有用である。
【図1】図1は本酵素の至適pHを示す図である。
【図2】図2は本酵素のpH安定性を示す図である。
【図3】図3は本酵素の至適温度を示す図である。
【図4】図4は本酵素の温度安定性を示す図である。
【図5】図5は本酵素のNADHに対するKm値を示す
図である。
図である。
【図6】図6は本酵素のHADPHに対するKm値を示
す図である。
す図である。
【図7】図7はNADHを用いた場合の本酵素のパラヒ
ドロキシ安息香酸に対するKm値を示す図である。
ドロキシ安息香酸に対するKm値を示す図である。
【図8】図8はNADPHを用いた場合の本酵素のパラ
ヒドロキシ安息香酸に対するKm値を示す図である。
ヒドロキシ安息香酸に対するKm値を示す図である。
【図9】図9は実施例においてHiTrap Blue
カラムを用いた本酵素の溶出パターンを示す図である。
カラムを用いた本酵素の溶出パターンを示す図である。
【図10】図10は実施例においてクリアパックIEP
/DEAEを用いた直線勾配溶出法による本酵素の溶出
パターンを示す図である。
/DEAEを用いた直線勾配溶出法による本酵素の溶出
パターンを示す図である。
【図11】図11は実施例において高速ゲル濾過カラム
を用いた本酵素の溶出パターンを示す図である。
を用いた本酵素の溶出パターンを示す図である。
【図12】図12は実施例において10%SDSポリア
クリルアミドゲルを用いた本酵素活性画分の電気泳動図
を示す。
クリルアミドゲルを用いた本酵素活性画分の電気泳動図
を示す。
【図13】図13は参考例2において得られたプロトカ
テキュ酸生成量の増加曲線を示す。
テキュ酸生成量の増加曲線を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 次の酵素学的性質を有するNADH依存
性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼ。 作用 NADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)の
存在下において、パラヒドロキシ安息香酸に作用して、
プロトカテキュ酸を生成させる。 基質特異性 パラヒドロキシ安息香酸を特異的基質とする。 至適pHおよび安定pH範囲 至適pHはpH7.5〜7.8であり、安定pH範囲は
25℃、1時間の保持条件においてpH7.4〜7.8
である。 至適温度および安定温度範囲 反応の至適温度は33℃であり、pH7.6で60分間
保温した時、25℃まで安定であり、60℃以上で完全
失活する。 分子量 高速ゲル濾過カラム法により測定した分子量は約6.7
×104 である。 阻害剤等の影響 ハロゲンイオン、チオシアンイオンにより阻害される
が、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のカチオンイ
オンにより阻害されない。 比活性 単位時間における還元型ピリジンヌクレオチドの減少を
340nmの吸光度で測定した場合、少なくとも約10
U/mgの比活性を有する。 - 【請求項2】 ロドコッカス属に属し、NADH依存性
パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼを生産する能
力を有する微生物の突然変異株を培養し、培養物よりN
ADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼ
を採取することを特徴とするNADH依存性パラヒドロ
キシ安息香酸ヒドロキシラーゼの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4257406A JPH0678765A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 高活性なnadh依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4257406A JPH0678765A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 高活性なnadh依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0678765A true JPH0678765A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17305939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4257406A Pending JPH0678765A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 高活性なnadh依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0678765A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6323011B1 (en) | 1996-03-23 | 2001-11-27 | Institute Of Food Research | Production of vanillin |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP4257406A patent/JPH0678765A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6323011B1 (en) | 1996-03-23 | 2001-11-27 | Institute Of Food Research | Production of vanillin |
US6664088B2 (en) | 1996-03-23 | 2003-12-16 | Plant Bioscience Limited | Production of vanillin |
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