JPH07313153A - 新規nad+ 依存型アルコール脱水素酵素およびその製造方法 - Google Patents

新規nad+ 依存型アルコール脱水素酵素およびその製造方法

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JPH07313153A
JPH07313153A JP6112486A JP11248694A JPH07313153A JP H07313153 A JPH07313153 A JP H07313153A JP 6112486 A JP6112486 A JP 6112486A JP 11248694 A JP11248694 A JP 11248694A JP H07313153 A JPH07313153 A JP H07313153A
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JP
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nad
enzyme
alcohol dehydrogenase
aldehyde
present
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JP6112486A
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English (en)
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Hiroaki Nagashima
弘秋 長島
Yukie Yamauchi
幸江 山内
Atsushi Inoue
淳 井上
Shigeaki Harayama
重明 原山
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KAIYO BIO TECH LAB
KAIYO BIO TECHNOL KENKYUSHO KK
Original Assignee
KAIYO BIO TECH LAB
KAIYO BIO TECHNOL KENKYUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記の理化学的性質を示す新規なNAD+
存型アルコール脱水素酵素、及び該酵素の製造法。 (1)作用:NAD+ を補酵素としてアルコールをアル
デヒドに酸化する。 (2)基質特異性:炭素数2〜12のn−アルコールを同
一炭素数のn−アルデヒドに酸化する。 (3)至適pH:9〜9.5 (4)至適温度:50℃ (5)分子量:102 kDa 【効果】 医薬品等の合成中間体として有用なアルデヒ
ドを製造するために有効な新規NAD+ 依存型アルコー
ル脱水素酵素を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医薬品等の合成中間体
として有用なアルデヒドを製造することを目的とした、
新規なNAD+ 依存型アルコール脱水素酵素およびその
製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】これまでの有機合成におけるアルコール
の酸化によるアルデヒドの製造では、酸化の進みすぎに
よるカルボン酸の副生を防ぐため、(1)生成したアル
デヒドを直ちに反応系外に取り出す、(2)アルデヒド
を直ちに安定で、再生しやすい誘導体に変える、(3)
反応を不活性溶媒中で行う、等の点に留意しなければな
らなかった。また、危険な、あるいは高価な試薬を用い
たり、反応条件が厳しいなどの問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を酵素反応によって解決するために、
新規なNAD+ 依存型アルコール脱水素酵素およびその
製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、海洋からn
−デカノールだけを栄養源として生育できる微生物を分
離し、更に該微生物から、アルコールをアルデヒドに酸
化するNAD+ 依存型アルコール脱水素酵素を単離する
ことに成功し、本発明を完成した。即ち、本発明は、下
記の理化学的性質を示す新規なNAD+ 依存型アルコー
ル脱水素酵素である。
【0005】(1)作用:NAD+ を補酵素としてアル
コールをアルデヒドに酸化する。 (2)基質特異性:炭素数2〜12のn−アルコールを同
一炭素数のn−アルデヒドに酸化する。 (3)至適pH:9〜9.5 (4)至適温度:50℃ (5)分子量:102 kDa また、本発明は、シュードモナス(Pseudomonas)属に
属し、上記記載のNAD+ 依存型アルコール脱水素酵素
生産能を有する微生物を培地に培養して、培養物中に当
該NAD+ 依存型アルコール脱水素酵素を生成蓄積さ
せ、当該培養物からこれを採取することを特徴とする新
規なNAD+ 依存型アルコール脱水素酵素の製造法であ
る。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
用いる微生物のスクリーニングは以下の通り行った。 (1)一次スクリーニング 約1gの湿った砂をn−デカノール 5,000ppm を含むM
9培地(CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY)に
懸濁し、30℃で1週間培養した後、新しい同様の培地に
植え換え、更に30℃で1週間培養を行った。これをn−
デカノールを含むM9プレートに植菌し、30℃で4日間
培養し、生育したコロニーを新しい同様の培地に植え換
えた。ここで生育したコロニーをいったん Marine Brot
h (Difco社) プレートに植え換え、再びn−デカノール
を含むM9プレートに植菌し、5株を得た。
【0007】(2)二次スクリーニング 一次スクリーニングより得られた微生物をn−デカノー
ルを含むM9培地に植菌し、30℃で2日間培養し、集
菌、100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.4)で洗浄、再懸
濁を行った。続いてフレンチプレスで菌体を破砕し、遠
心分離を行い、上清を粗酵素液とした。
【0008】100mM Glycine-NaOH 緩衝液 (pH9.0)、1
mM NAD+ と基質として100μMn−デカノールを用
い、酵素活性を測定した。この結果から活性の高い一
株、K23-1株を単離した。二次スクリーニングにより選
択した本発明の微生物の性状は以下の通りである。
【0009】(1)形態的性状 a.全長約1.5μm 、全幅約0.8μmの桿菌。 b.長さ約4μmの鞭毛を一本もち、それは極毛であ
る。 c.運動性:あり (2)生理学的性状 a.生育温度:10〜40℃ b.生育pH:4.5〜9.0 c.生育 NaCl 濃度:0〜5.0% (L-broth 中) d.グラム染色:陰性 本発明の微生物の分類上の決定は、GN MicroPlate test
(Biolog社製)及びジャイレースB サブユニット遺伝子
(gyr B 遺伝子)の塩基配列の比較により行った。以
下、これらについて簡単に説明する。
【0010】(1)GN MicroPlate test GN MicroPlate testは、検出用色素としてテトラゾリウ
ムを用いた菌の同定法である。各基質を菌が酸化する
際、呼吸によりテトラゾリウムが還元され、透明から紫
色を呈し、そのパターンにより微生物を同定する。各基
質に対するK23-1株の資化性の有無について表1に示
す。
【0011】
【表1】
【0012】(2)gyr B 遺伝子 gyr B 遺伝子の塩基配列は、同属種間あるいは株間にお
いて異なっているため、この塩基配列情報に基づき、微
生物の同定検索を行うことが可能である(特願平6-0110
52号明細書)。K23-1株のgyr B 遺伝子をPCR増幅
し、その塩基配列を決めたところ、シュードモナス・プ
チダ(Pseudomonas putida)と同定されている菌株の塩
基配列と高い相同性(90〜100%)を示し、他のシュー
ドモナス属に属する菌株の塩基配列との相同性は低かっ
た。
【0013】以上の結果よりK23-1株はシュードモナス
・プチダ(Pseudomonas putida)に属するものと決定
し、工業技術院生命工学工業技術研究所に寄託番号FERM
P-14308号(寄託日平成6年5月18日)として寄託し
た。本発明の新規酵素の製造法に用いる微生物は、上記
のK23-1株に限らず、シュードモナス属に属し、該酵素
の生産能を有する微生物であればいずれの菌株でも用い
ることができる。また、これらの菌株の人工的変異方
法、例えば紫外線照射、X線照射、変異誘起剤処理など
あるいは自然発生による変異株でも該酵素を生産するも
のであれば本発明に用いることができる。
【0014】本発明の微生物の培養においては通常の細
菌の培養方法が一般に用いられる。培地としては資化可
能な炭素源、窒素源、無機物および必要な生育、生産促
進物質を程よく含有する培地であれば合成培地、天然培
地いずれでも使用可能であり、例えば、L-broth 培地、
マリンブロス(天然)培地、M9(合成)培地、BSM
(合成)培地等を用いることができる。炭素源としては
グルコース、コハク酸などが用いられ、窒素源としては
塩化アンモニウム、各種アミノ酸などが単独または組み
合わせて用いられる。液体培地を用いて、本酵素を生産
するには、通気攪拌深部培養法により好気的条件下で培
養することが好ましい。その際、培養回転数は60〜120
回転/分とするのが適当である。液体培養で8時間以上
培養を行うと、本発明の酵素が培養液中および菌体中に
生成蓄積される。
【0015】培養終了後、培養物から本酵素を採取する
には、通常の酵素採取手段を用いることができる。即
ち、培養物から濾過、遠心分離等の操作により菌体を分
離し、洗菌した後、この菌体から本酵素を採取すること
ができる。この場合、菌体をそのまま用いることもでき
るが、超音波破砕機、フレンチプレス、ダイノミル等の
種々の破壊手段を用いて菌体を破壊する方法等により菌
体から本酵素を採取するのが好ましい。
【0016】このようにして得られた粗酵素液から本酵
素を単離するには、通常の酵素精製に用いられる方法が
使用できる。例えば、硫安塩析法、有機溶媒沈殿法、イ
オン交換クロマトグラフ法、ゲル濾過クロマトグラフ
法、吸着クロマトグラフ法、電気泳動法等を適宜組み合
わせて行うのが好ましい。本酵素の酵素学的性質、及び
理化学的性質は以下の通りである。
【0017】(1)作用 NAD+ を補酵素としてアルコールをアルデヒドに酸化
する。 (2)基質特異性 炭素数2〜12のn−アルコールを同一炭素数のn−アル
デヒドに酸化する。 (3)至適pH 緩衝液として100mMリン酸カリウム(pH6.0〜8.0)、100
mM Tris-HCl(pH7.5〜9.0)、100mM Glycine-NaOH(pH
8.5〜10.0)を用い、各pHにおける本酵素の活性測定を
行った。この結果を図1に示す。図1が示すように、本
酵素の至適pHは9〜9.5である。 (4)至適温度 種々の温度にて本酵素の活性測定を行った。この結果を
図2に示す。図2が示すように、本酵素の至適温度は50
℃である。 (5)分子量 ゲル濾過法により分子量を決定した。本酵素の分子量
は、102kDaである。これまで細菌由来のアルコール脱水
素酵素において、NADP+ 依存型のものは精製され、
酵素学的な検討がなされているが(Tassin, J.P.,and V
andecasteele, J.P.(1972) Biochim Biophys Acta 276,
31-42 他)、NAD+ 依存型については精製されてい
ない。
【0018】本酵素は細菌由来NAD+ 依存型アルコー
ル脱水素酵素として初めて精製され、さらに酵素学的検
討も行われたことから、新規酵素と認定した。本酵素
は、医薬品等の合成中間体として有用なアルデヒドの製
造に有用である。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定される
ものではない。
【0020】
【実施例1】Pseudomonas putida K23-1株の産生するN
AD+ 依存型アルコール脱水素酵素の製造例を示す。2
LのL-broth培地でPseudomonas putida K23-1株を1日
培養し、集菌、100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.4)で
洗浄、1mMジチオスレイトールを含む同緩衝液100mlで
再懸濁を行った。続いてフレンチプレスで菌体を破砕
し、20,000rpmで15分間遠心分離を行った。終濃度0.2%
でプロタミン処理を行い、20,000rpmで15分間遠心分離
し、0.45μm のフィルターでろ過し、これを粗酵素液と
した。この粗酵素液を陰イオン交換クロマトグラフィー
(0〜0.5M Na2SO4 のグラジエント)、疎水クロマトグ
ラフィー(1.0〜0.1M (NH4)2SO4続いて0.1M(NH4)2SO4
10%イソプロパノールのグラジエント)により精製し、
NAD+ 依存型アルコール脱水素酵素を1.4mgを得た。
【0021】次に、粗酵素、上記の陰イオン交換クロマ
トグラフィーにより精製した段階の酵素、上記の疎水ク
ロマトグラフィーにより精製した段階の酵素の3段階の
酵素について、n−デカノール酸化の比活性を測定し
た。この結果を表2に示す。なお、n−デカノール酸化
の比活性は、100mM Glycine-NaOH 緩衝液(pH9.0)、1m
M NAD+ と基質として50μM n−デカノールを用い、
340nmにおけるNADHの増加により測定した。
【0022】
【表2】
【0023】表2が示すにように精製された本酵素のn
−デカノール酸化の比活性は、6.65(μmol NAD+ re
duced) min-1 mg-1を示し、粗酵素液の40倍以上に増加
した。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、医薬品等の合成中間体
として有用なアルデヒドを製造するために有効な新規N
AD+ 依存型アルコール脱水素酵素を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本酵素の至適pHを示す図である。
【図2】 本酵素の至適温度を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原山 重明 岩手県釜石市平田第3地割75−1 株式会 社海洋バイオテクノロジー研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の理化学的性質を示す新規なNAD
    + 依存型アルコール脱水素酵素。 (1)作用:NAD+ を補酵素としてアルコールをアル
    デヒドに酸化する。 (2)基質特異性:炭素数2〜12のn−アルコールを同
    一炭素数のn−アルデヒドに酸化する。 (3)至適pH:9〜9.5 (4)至適温度:50℃ (5)分子量:102 kDa
  2. 【請求項2】 シュードモナス(Pseudomonas)属に属
    し、請求項1記載のNAD+ 依存型アルコール脱水素酵
    素生産能を有する微生物を培地に培養して、培養物中に
    当該NAD+ 依存型アルコール脱水素酵素を生成蓄積さ
    せ、当該培養物からこれを採取することを特徴とする新
    規なNAD+ 依存型アルコール脱水素酵素の製造法。
JP6112486A 1994-05-26 1994-05-26 新規nad+ 依存型アルコール脱水素酵素およびその製造方法 Pending JPH07313153A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483107C2 (ru) * 2007-07-31 2013-05-27 Сэ5 Лигно Текнолоджиз ин Лунд АБ Полипептид, имеющий nadh-зависимую hmf-редуктазную активность
US10894967B2 (en) 2019-03-04 2021-01-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Aldehyde synthase gene, recombinant microorganism comprising the same, and method for producing alkane using the same

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