JPH1066566A - L-glutamic acid/l-pyroglutamic acid interconversion enzyme produced by streptomyces and its production - Google Patents

L-glutamic acid/l-pyroglutamic acid interconversion enzyme produced by streptomyces and its production

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JPH1066566A
JPH1066566A JP8226895A JP22689596A JPH1066566A JP H1066566 A JPH1066566 A JP H1066566A JP 8226895 A JP8226895 A JP 8226895A JP 22689596 A JP22689596 A JP 22689596A JP H1066566 A JPH1066566 A JP H1066566A
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JP
Japan
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glutamic acid
acid
reaction
pyroglutamic
pyroglutamic acid
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Application number
JP8226895A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsuhisa Nishimura
篤寿 西村
Takashi Azeyanagi
孝 畔柳
Homare Ito
誉 伊藤
Sawao Murao
澤夫 村尾
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.)
Ichibiki Co Ltd
Original Assignee
Ichibiki Co Ltd
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Publication date
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject enzyme useful for improving the taste of a food, isolating D- and L-glutamic acid and D- and L-pyroglutamic acid from a racemic compound, determining L-pyroglutamic acid, etc., capable of being secreted out of the cell of a specific strain belonging to the genus Streptomyces. SOLUTION: The subject enzyme capable of being secreted out of a cell by culturing Streptomyces SY-6 (FERM P-15,429) or Streptomyces SY-164 (FERM P-15,430), having the following properties. (1) Both L-pyroglutamic acid ring opening reaction and L-glutamic acid ring closure reaction have strict substrate specificity. (2) The optimum pH is pH about 7 in the reaction at 30 deg.C for 30 minutes (L-pyroglutamic acid ring opening reaction and L-glutamic acid ring closure reaction). (3) The optimum temperature is about 50 deg.C (L- pyroglutamic acid ring opening reaction and L-glutamic acid ring closure reaction). (4) Molecular weight is about 38,000 (SDS-PAGE).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ストレプトミセス
属の生産する、L−ピログルタミン酸からL−グルタミ
ン酸を生成する反応(本明細書において、L−ピログル
タミン酸開環反応と称する場合がある)、及びその逆反
応(本明細書においてL−グルタミン酸閉環反応と称す
る場合がある)を触媒する酵素及びその製造方法に関す
る。
[0001] The present invention relates to a reaction for producing L-glutamic acid from L-pyroglutamic acid produced by Streptomyces (hereinafter sometimes referred to as L-pyroglutamic acid ring-opening reaction), And an enzyme that catalyzes the reverse reaction (sometimes referred to as L-glutamic acid ring closure reaction in this specification) and a method for producing the same.

【0002】本発明の酵素は、L−ピログルタミン酸か
らのL−グルタミン酸の生成(たとえば食品中のL−ピ
ログルタミン酸をL−グルタミン酸に変換することによ
る食品のうまみの向上)、L−グルタミン酸からのL−
ピログルタミン酸の生成、これらの反応を利用したグル
タミン酸のラセミ体からD−及びL−グルタミン酸の単
離、ピログルタミン酸のラセミ体からD−及びL−ピロ
グルタミン酸の単離、試料中のL−ピログルタミン酸の
定量等において有用である。
[0002] The enzyme of the present invention can be used to produce L-glutamic acid from L-pyroglutamic acid (for example, to improve the taste of food by converting L-pyroglutamic acid in food into L-glutamic acid), and to produce L-glutamic acid from L-glutamic acid. L-
Production of pyroglutamic acid, isolation of D- and L-glutamic acid from racemic glutamic acid using these reactions, isolation of D- and L-pyroglutamic acid from racemic pyroglutamic acid, L-pyroglutamic acid in sample It is useful in the quantification of etc.

【0003】[0003]

【従来の技術】味噌や醤油などの発酵食品において、L
−グルタミン酸やグルタミンは呈味上非常に重要なアミ
ノ酸である。しかしながら、発酵食品の熟成過程におい
て、これらのアミノ酸は、非酵素的に環化し、無味のピ
ログルタミン酸に変化してしまうことは周知の事実であ
る。従来、このような問題を解決する手段として、麹菌
グルタミナーゼの力価向上が行われている。しかしなが
ら、この方法は熟成中に生成するグルタミンを効率よく
グルタミン酸に変換し、ピログルタミン酸の生成を抑え
るものであり、一旦生成してしまったピログルタミン酸
には作用しないという欠点がある。
2. Description of the Related Art In fermented foods such as miso and soy sauce, L
Glutamic acid and glutamine are very important amino acids in taste. However, it is a well-known fact that these amino acids are non-enzymatically cyclized and converted to tasteless pyroglutamic acid during the aging process of the fermented food. Hitherto, as a means for solving such a problem, the titer of koji mold glutaminase has been improved. However, this method efficiently converts glutamine produced during ripening into glutamic acid and suppresses the production of pyroglutamic acid, and has a drawback that it does not act on pyroglutamic acid once produced.

【0004】また、現在までに知られているピログルタ
ミン酸開環酵素としては5−オキソプロリナーゼ(EC 3.
5.2.9, A. Meister et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U.
S.A., 68, 2982 (1971))があるが、この酵素はいずれも
ATPやマグネシウムやカリウムイオンに依存してお
り、ATPの再生などの問題から、食品のうまみを向上
させるには困難であるといえる。
Further, as a pyroglutamic acid ring-opening enzyme known to date, 5-oxoprolinase (EC 3.
5.2.9, A. Meister et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U.
SA, 68 , 2982 (1971)), but these enzymes all depend on ATP, magnesium and potassium ions, and it is difficult to improve the taste of foods due to problems such as ATP regeneration. I can say.

【0005】一方、食品のうまみ以外の分野でみると、
ピログルタミン酸は非常に毒性が少なく、様々な分野で
利用されている。例えば、化粧品の保湿剤として既に実
用化されている他、様々な有用物質の合成原料として使
用されている。また、医学的分野では学習能力を改善す
る(F. Drago et al., Acta Ther., 13, 587 (1987))、
アルコールによる記憶の欠落を防止する(E. Sinforian
i et al., Minerva Psichiatr., 26, 339 (1985)) 、エ
タノールから肝臓を保護する(H. Geoffroy, Parfumeri
e und Kosmetik, 72, 94 (1991))他50以上もの報告が
ある。
On the other hand, in fields other than food umami,
Pyroglutamic acid has very low toxicity and is used in various fields. For example, it has already been put into practical use as a humectant for cosmetics, and is also used as a raw material for synthesizing various useful substances. It also improves learning in the medical field (F. Drago et al., Acta Ther., 13 , 587 (1987)),
Prevent loss of memory due to alcohol (E. Sinforian
i et al., Minerva Psichiatr., 26 , 339 (1985)), protects the liver from ethanol (H. Geoffroy, Parfumeri
e und Kosmetik, 72 , 94 (1991)) and more than 50 other reports.

【0006】また、ピログルタミン酸は有用なカチオン
のキャリアーとしても使用可能である(H. Geoffroy, P
arfumerie und Kosmetik, 72, 94 (1991), P. Binet et
al., Therapie, 33, 491 (1978)) 。従来、ピログルタ
ミン酸の製造方法はL−グルタミン酸を酸性条件下で1
75℃に加熱脱水することにより行われる。しかしなが
ら、この製造法は加熱温度が175℃と非常に高温高圧
で、さらに酸性条件下であるため危険が伴うと同時に、
それに見合った特殊な反応槽が必要となる。また、反応
産物が一部ラセミ化してしまうため、純粋なL体を得る
のは困難である。
[0006] Pyroglutamic acid can also be used as a useful cation carrier (H. Geoffroy, P.
arfumerie und Kosmetik, 72 , 94 (1991), P. Binet et
al., Therapie, 33 , 491 (1978)). Conventionally, a method for producing pyroglutamic acid has been to prepare L-glutamic acid under acidic conditions by one step.
This is performed by heating and dehydrating to 75 ° C. However, this manufacturing method involves a very high temperature of 175 ° C. and a high temperature and a high pressure, and is also dangerous under acidic conditions.
A special reaction tank corresponding to that is required. In addition, since the reaction product is partially racemized, it is difficult to obtain a pure L form.

【0007】ピログルタミン酸を生成する酵素は現在ま
でにD−グルタミン酸サイクラーゼ(A. Meister et a
l., Biochem. Z, 338, 217 (1963)) 、グルタミンシン
セターゼ(A. Meister et al., J. Biol. Chem., 237,
2932 (1962))、γ−グルタミルサイクロトランスフェラ
ーゼ(A. Meister et al., J. Biol. Chem., 253, 1799
(1978))、等が知られているが、上述のL−ピログルタ
ミン酸を工業的に生産するにはD−グルタミン酸サイク
ラーゼはその基質特異性、グルタミンシンセターゼはそ
のATP依存性、γ−グルタミルサイクロトランスフェ
ラーゼは基質が高価であるなどの問題点がある。一方、
D−グルタミン酸やD−ピログルタミン酸は薬品や食品
添加物、農薬の生成における重要な出発物質である。し
かしながら、その製造工程には有機合成やラセミ体の分
割等が必要であるため、L−体やラセミ体と比較して、
高価である。
[0007] Pyroglutamic acid-producing enzymes have been known to date with D-glutamate cyclase (A. Meister et al.
l., Biochem. Z, 338 , 217 (1963)), glutamine synthetase (A. Meister et al., J. Biol. Chem., 237 ,
2932 (1962)), γ-glutamyl cyclotransferase (A. Meister et al., J. Biol. Chem., 253 , 1799).
(1978)), etc., but for industrial production of L-pyroglutamic acid as described above, D-glutamate cyclase has its substrate specificity, glutamine synthetase has its ATP dependence, and γ-glutamyl cyclo Transferase has problems such as an expensive substrate. on the other hand,
D-glutamic acid and D-pyroglutamic acid are important starting materials in the production of drugs, food additives and pesticides. However, since the production process requires organic synthesis and resolution of the racemic form, compared to the L-form and the racemic form,
Expensive.

【0008】[0008]

【関連技術】本発明者らは、前述の課題を解決すべく、
L−グルタミン酸・L−ピログルタミン酸相互変換酵素
を鋭意探索した結果、アルカリゲネス属、シュウドモナ
ス属に属する細菌が該酵素を菌体内に生成蓄積すること
を見いだした(特願平7−155988)。しかしなが
ら、該菌株は菌体内に酵素を生成蓄積するため、それに
伴う種々の限界が存在する。
[Related Art] To solve the above-mentioned problems, the present inventors
As a result of intensive search for the L-glutamic acid / L-pyroglutamic acid interconverting enzyme, it was found that bacteria belonging to the genera Alcaligenes and Pseudomonas produce and accumulate the enzyme in the cells (Japanese Patent Application No. 7-155988). However, such strains produce and accumulate enzymes in the cells, and thus have various limitations.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、菌
体外に分泌される、L−ピログルタミン酸を加水分解し
てL−グルタミン酸に開環する反応及びL−グルタミン
酸を脱水縮合により閉環してL−ピログルタミン酸を生
成せしめる反応(可逆反応)を触媒する新規な酵素及び
その製造方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a reaction for hydrolyzing L-pyroglutamic acid, which is secreted extracellularly, to open the ring to L-glutamic acid, and for closing the ring by dehydration-condensing L-glutamic acid. To provide a novel enzyme that catalyzes a reaction (reversible reaction) for producing L-pyroglutamic acid by the reaction and a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、次の性質: (1)作用:L−ピログルタミン酸からL−グルタミン
酸を生成する反応(L−ピログルタミン酸開環反応)、
及びこの逆反応(L−グルタミン酸閉環反応)を触媒す
る; (2)基質特異性:L−ピログルタミン酸開環反応:L
−ピログルタミン酸に作用し、D−ピログルタミン酸、
プロリン及びヒドロキシプロリンには作用しない;L−
グルタミン酸閉環反応:L−グルタミン酸に作用し、D
−グルタミン酸、L−グルタミン、L−アスパラギン
酸、D−アスパラギン酸、L−アスパラギンには作用し
ない;
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following properties: (1) action: reaction for producing L-glutamic acid from L-pyroglutamic acid (L-pyroglutamic acid ring-opening reaction) ),
And catalyzes the reverse reaction (L-glutamic acid ring closure reaction); (2) Substrate specificity: L-pyroglutamic acid ring opening reaction: L
Acting on pyroglutamic acid, D-pyroglutamic acid,
Does not act on proline and hydroxyproline; L-
Glutamic acid ring closure reaction: acts on L-glutamic acid,
Does not act on glutamic acid, L-glutamine, L-aspartic acid, D-aspartic acid, L-asparagine;

【0011】(3)至適pH及び安定pH範囲:L−ピログ
ルタミン酸開環反応:至適pHは30℃にて30分間の反
応においては約7であり、pH安定性は30℃にて120
分間の処理条件では約7〜10の範囲内で安定である;
L−グルタミン酸閉環反応:至適pHは30℃にて30分
間の反応において約7であり、pH安定性は30℃にて1
20分間の処理条件では7〜10の範囲内で安定であ
る;
(3) Optimum pH and stable pH range: L-pyroglutamic acid ring-opening reaction: The optimum pH is about 7 in a reaction at 30 ° C. for 30 minutes, and the pH stability is 120 at 30 ° C.
Is stable within the range of about 7 to 10 under the processing conditions for one minute;
L-glutamic acid ring closure reaction: The optimum pH is about 7 in a reaction at 30 ° C. for 30 minutes, and the pH stability is 1 at 30 ° C.
It is stable within the range of 7 to 10 under the processing conditions of 20 minutes;

【0012】(4)温度安定性:L−ピログルタミン酸
開環反応:pH7にて30分間の処理条件下では50℃ま
で安定である;L−グルタミン酸閉環反応;pH7にて3
0分間の処理条件下では50℃まで安定である; (5)至適温度:L−ピログルタミン酸開環反応:約5
0℃に至適作用温度を有する;L−グルタミン酸閉環反
応:約50℃に至適作用温度を有する; (6)分子量:SDS−PAGEにより測定した分子量
約38,000を有する;を有するL−グルタミン酸・
L−ピログルタミン酸相互変換酵素を提供する。
(4) Temperature stability: L-pyroglutamic acid ring-opening reaction: stable up to 50 ° C. under a treatment condition of pH 7 for 30 minutes; L-glutamic acid ring-closing reaction;
(5) Optimal temperature: L-pyroglutamic acid ring-opening reaction: about 5
L-glutamic acid ring closure reaction: having an optimal action temperature of about 50 ° C .; (6) molecular weight: having a molecular weight of about 38,000 as measured by SDS-PAGE. Glutamic acid
An L-pyroglutamic acid interconverting enzyme is provided.

【0013】本発明はまた前記のL−グルタミン酸・L
−ピログルタミン酸相互変換酵素の製造方法において、
該酵素を生産する能力を有するストレプトミセス属に属
する微生物を培養し、該培養物から該酵素を採取するこ
とを特徴とする方法を提供する。本発明はさらに、前記
の酵素をL−グルタミン酸とD−グルタミン酸との混合
物に作用させることにより該L−グルタミン酸をL−ピ
ログルタミン酸に変換し、そして該L−ピログルタミン
酸と前記D−グルタミン酸とを相互に分離することを特
徴とするD−グルタミン酸又はL−ピログルタミン酸の
製造法を提供する。
The present invention also relates to the aforementioned L-glutamic acid · L
-In a method for producing pyroglutamic acid interconverting enzyme,
There is provided a method characterized by culturing a microorganism belonging to the genus Streptomyces having the ability to produce the enzyme, and collecting the enzyme from the culture. The present invention further comprises converting the L-glutamic acid to L-pyroglutamic acid by allowing the enzyme to act on a mixture of L-glutamic acid and D-glutamic acid, and converting the L-pyroglutamic acid and the D-glutamic acid. Provided is a method for producing D-glutamic acid or L-pyroglutamic acid, wherein the method is separated from each other.

【0014】本発明はさらに、前記の酵素を、L−ピロ
グルタミン酸とD−ピログルタミン酸との混合物に作用
せしめることにより該L−ピログルタミン酸をL−グル
タミン酸に転換し、そして生成したL−グルタミン酸と
残留するD−ピログルタミン酸とを相互に分離すること
を特徴とする、D−ピログルタミン酸の製造方法を提供
する。本発明はまた、前記の酵素を、L−グルタミン酸
に作用せしめることを特徴とするL−ピログルタミン酸
の製造方法を提供する。
The present invention further comprises converting the L-pyroglutamic acid into L-glutamic acid by reacting the enzyme with a mixture of L-pyroglutamic acid and D-pyroglutamic acid. Disclosed is a method for producing D-pyroglutamic acid, which comprises separating residual D-pyroglutamic acid from each other. The present invention also provides a method for producing L-pyroglutamic acid, which comprises allowing the enzyme to act on L-glutamic acid.

【0015】本発明の酵素は次の性質を有するL−グル
タミン酸・L−ピログルタミン酸相互変換酵素である。 (1)作用:L−ピログルタミン酸に作用しL−グルタ
ミン酸を生成する反応(L−ピログルタミン酸開環反
応)、及びこの逆反応(L−グルタミン酸閉環反応)を
触媒する; (2)基質特異性:L−ピログルタミン酸開環反応:L
−ピログルタミン酸に作用し、D−ピログルタミン酸、
プロリン及びヒドロキシプロリンには作用しない;L−
グルタミン酸閉環反応:L−グルタミン酸に作用し、D
−グルタミン酸、L−グルタミン、L−アスパラギン
酸、D−アスパラギン酸、L−アスパラギンには作用し
ない;
The enzyme of the present invention is an L-glutamic acid / L-pyroglutamic acid interconverting enzyme having the following properties. (1) action: acts on L-pyroglutamic acid to generate L-glutamic acid (L-pyroglutamic acid ring-opening reaction) and catalyzes the reverse reaction (L-glutamic acid ring-closing reaction); (2) substrate specificity : L-pyroglutamic acid ring-opening reaction: L
Acting on pyroglutamic acid, D-pyroglutamic acid,
Does not act on proline and hydroxyproline; L-
Glutamic acid ring closure reaction: acts on L-glutamic acid,
Does not act on glutamic acid, L-glutamine, L-aspartic acid, D-aspartic acid, L-asparagine;

【0016】(3)至適pH及び安定pH範囲:L−ピログ
ルタミン酸開環反応:至適pHは30℃にて30分間の反
応においては約7であり、30℃にて120分間の処理
の条件では約7〜10の範囲内で安定である;L−グル
タミン酸閉環反応:至適pHは30℃にて30分間の反応
において約7であり、30℃にて120分間の処理条件
では7−10の範囲内で安定である; (4)温度安定性:L−ピログルタミン酸開環反応:pH
7にて30分間の処理条件下では50℃まで安定であ
る;L−グルタミン酸閉環反応;pH7にて30分間の処
理条件下では50℃まで安定である;
(3) Optimum pH and stable pH range: L-pyroglutamic acid ring-opening reaction: The optimum pH is about 7 in the reaction at 30 ° C. for 30 minutes, and the treatment at 30 ° C. for 120 minutes. L-glutamic acid ring-closure reaction: the optimum pH is about 7 in a reaction at 30 ° C. for 30 minutes, and 7-about under a treatment condition of 30 ° C. for 120 minutes. (4) Temperature stability: L-pyroglutamic acid ring-opening reaction: pH
L-glutamic acid ring closure reaction at 30 ° C. for 30 minutes; stable to 50 ° C. under pH 7 for 30 minutes;

【0017】(5)至適温度:L−ピログルタミン酸開
環反応:約50℃に至適作用温度を有する;L−グルタ
ミン酸閉環反応:約50℃に至適作用温度を有する; (6)分子量:SDS−PAGEにより測定した分子量
約38,000を有する; (7)等電点:7〜8である; (8)ATPやMg2+,K+ に対して非依存性である; (9)菌体外分泌型酵素である。
(5) Optimum temperature: L-pyroglutamic acid ring-opening reaction: having an optimum working temperature of about 50 ° C .; L-glutamic acid ring-closing reaction: having an optimum working temperature of about 50 ° C .; (6) molecular weight : Having a molecular weight of about 38,000 as measured by SDS-PAGE; (7) isoelectric point: 7 to 8; (8) independent of ATP, Mg 2+ , K + ; (9) ) It is an extracellular secretory enzyme.

【0018】本発明の酵素はストレプトミセス属に属
し、前記の酵素を生産する能力を有するものであればい
ずれも使用することができる。本発明において使用する
好ましい菌株の一例として本発明者らにより土壌より新
しく分離された菌株ストレプトミセスSY−6及びスト
レプトミセスSY−164を挙げることができる。この
微生物は、工業技術院生命工学工学技術研究所にそれぞ
れFERM P−15429及びFERM P−154
30として寄託されている。ストレプトミセスSY−6
及びストレプトミセスSY−164は次の性質を有す
る。
The enzyme of the present invention belongs to the genus Streptomyces, and any enzyme capable of producing the aforementioned enzyme can be used. Examples of preferred strains used in the present invention include Streptomyces SY-6 and SY-164 newly isolated from soil by the present inventors. This microorganism was supplied to FERM P-15429 and FERM P-154 by the Institute of Biotechnology and Industrial Technology, respectively.
Deposit 30. Streptomyces SY-6
And Streptomyces SY-164 have the following properties.

【0019】ミクロ形態学 SY−6の胞子は気生菌糸上に分岐した輪生枝状の短い
直状の連鎖として生成する(1連鎖当たり最高10胞
子)。胞子は、滑らかな表面を有する。SY−164の
胞子は形成されない。細胞壁組成 SY−6及びSY−164の培養物の細胞壁加水分解物
は、ともにLL−ジアミノピメリン酸(DAP)を含有
する。メナキノン成分 SY−6及びSY−164ともにメナキノン成分とし
て、MK−9(H6)、MK−9(H8)を持つ。
[0019] Spores micro morphological SY-6 produces a branched whorled branched short straight chain on aerial mycelium (up to 10 spores per chain). The spores have a smooth surface. No SY-164 spores are formed. Cell wall hydrolyzates of cell wall compositions SY-6 and SY-164 cultures both contain LL-diaminopimelic acid (DAP). Both menaquinone components SY-6 and SY-164 have MK-9 (H6) and MK-9 (H8) as menaquinone components.

【0020】成長の量 SY−6では良好な成長は、グルコース・アスパラギン
寒天培地、グリセリン・アスパラギン寒天培地、スター
チ寒天培地、チロシン寒天培地、栄養寒天培地、イース
ト・麦芽寒天培地、及びオートミール寒天培地上で認め
られ、中程度の成長はシュクロース・硝酸塩寒天培地上
で認められる。SY−164では良好な成長は、グルコ
ース・アスパラギン寒天培地、スターチ寒天培地、チロ
シン寒天培地、イースト・麦芽寒天培地、及びオートミ
ール寒天培地上で認められ、中程度の成長はグリセリン
・アスパラギン寒天培地で認められ、不十分な成長はシ
ュクロース・硝酸塩寒天培地、及び栄養寒天培地上で認
められる。
[0020] The amount SY-6 in good growth of growth, glucose asparagine agar, glycerin-asparagine agar, starch agar, tyrosine agar, nutrient agar, yeast-malt agar, and on oatmeal agar And moderate growth is observed on sucrose / nitrate agar. In SY-164, good growth was observed on glucose-asparagine agar, starch agar, tyrosine agar, yeast malt agar, and oatmeal agar, and moderate growth was observed on glycerin-asparagine agar. Insufficient growth is observed on sucrose-nitrate agar and nutrient agar.

【0021】栄養菌糸 SY−6では良好な成長が生じる培地上では、栄養菌糸
の盛り上がりが認められ、黄色がかった灰色の色調を有
している。また、SY−164では良好な成長が生じる
培地上では、栄養菌糸の盛り上がりが認められ、褐色の
色調を有している。気生菌糸及び胞子の色 SY−6では気生菌糸及び/又は胞子体の色は白乃至淡
灰色であり、SY−164の気生菌糸は白色である。
The vegetative mycelium SY-6 has a vegetative mycelium prominent on a medium in which good growth occurs, and has a yellowish-gray color tone. In addition, SY-164 has a vegetative hypha on a medium where good growth occurs, and has a brown color tone. In the color of the aerial mycelium and the spores, SY-6, the color of the aerial mycelium and / or the sporule is white to light gray, and the aerial mycelium of SY-164 is white.

【0022】可溶性色素 SY−6ではグルコース・アスパラギン寒天培地、スタ
ーチ寒天培地及びオートミール寒天培地では淡い黄色色
素、グリセリン・アスパラギン寒天培地では淡い橙色の
色素が生産される。SY−164ではグリセリン・アス
パラギン寒天培地、チロシン寒天培地及びイースト・麦
芽寒天培地上では褐色の色素、スター寒天培地上では淡
い緑色色素、オートミール寒天培地上では緑色がかった
褐色色素が生産される。
The soluble dye SY-6 produces a pale yellow pigment on glucose-asparagine agar, starch agar and oatmeal agar, and a pale orange pigment on glycerin-asparagine agar. SY-164 produces a brown pigment on glycerin / asparagine agar, tyrosine agar and yeast / malt agar, a pale green pigment on star agar, and a greenish brown pigment on oatmeal agar.

【0023】生理学的反応 生育温度範囲;SY−6では10℃から40℃の間で生
育し、18℃から33℃の間で良好な生育を示す。;S
Y−164では10℃から45℃の間で生育し、20℃
から34℃の間で良好な生育を示す;SY−6及びSY
−164ともにゼラチンの液化はなし:SY−6ではス
ターチの強い加水分解、SY−164では弱い加水分
解:SY−6ではペプトン・イースト・鉄寒天培地(I
SP培地 No.6)及びチロシン寒天培地(ISP培地 N
o.7)上ではメラニン様色素生産あり、またSY−16
4ではペプトン・イースト・鉄寒天培地(ISP培地 N
o.6)及びチロシン寒天培地(ISP培地 No.7)上で
はメラニン様色素生産あり;各炭素源の同化性:SY−
6では、グルコースの良好な利用;イノシトールの中程
度の利用;D−フラクトースの不十分な利用;L−アラ
ビノース、D−キシロース、シュクロース、L−ラムノ
ース、ラフィノース、D−マンニットの利用はない。S
Y−164では、グルコースの中程度の利用;L−アラ
ビノース、D−キシロース、D−フラクトース、シュク
ロース、イノシトール、L−ラムノース、ラフィノー
ス、D−マンニットの利用なし。各種培地における培養性状
Physiological reaction growth temperature range: SY-6 grows between 10 ° C and 40 ° C and shows good growth between 18 ° C and 33 ° C. ; S
Y-164 grows between 10 ° C and 45 ° C,
Shows good growth between 30 and 34 ° C; SY-6 and SY
No liquefaction of gelatin for both SY-164: Strong hydrolysis of starch in SY-6, weak hydrolysis in SY-164: Peptone yeast iron agar medium (I
SP medium No. 6) and tyrosine agar medium (ISP medium N
o.7) On the above, there is melanin-like pigment production and SY-16
In No. 4, peptone yeast / iron agar medium (ISP medium N
o.6) and tyrosine agar medium (ISP medium No. 7) produce melanin-like pigment; assimilation of each carbon source: SY-
6, good utilization of glucose; moderate utilization of inositol; insufficient utilization of D-fructose; no utilization of L-arabinose, D-xylose, sucrose, L-rhamnose, raffinose, D-mannitol . S
For Y-164, moderate utilization of glucose; no utilization of L-arabinose, D-xylose, D-fructose, sucrose, inositol, L-rhamnose, raffinose, D-mannitol. Culture properties in various media

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】SY−6及びSY−164の分類学的特性 “BERGEY'S MANUAL OF Systematic Bacteriology Vol.4
(1989)”、及び“放線菌の同定実験法”、日本放線菌
学会編(1988)、H.Nonomuraの“Key for Classificati
on and Identification of 458 Species of the Strept
omycetes Included in ISP”、J.Ferment.Technol., Vo
l.52, No.2, p.78〜92,1974 、に準拠して、SY-6及びSY
-164の培養、生理学及び形態学的特徴について観察を行
った結果から以下のように同定された。SY-6では輪生状
の胞子連鎖が観察され、また、DAP の立体異性型ならび
にメナキノンの分子種からStreptoverticillium 属に分
類された。しかしながら、International Journal of S
ystematic Bacteriologyでは、Streptoverticillium
Streptomyces属に統合されたため、SY-6株をStreptom
yces属であると同定した。SY-164では胞子形成が観察さ
れなかったが、DAP の立体異性型ならびにメナキノンの
分子種からSY-164はStreptomyces属と同定された。SY
−6及びSY−164株は上に示すような特徴を有し、
ストレプトミセス属と同定される。
The taxonomic properties of SY-6 and SY-164 “BERGEY'S MANUAL OF Systematic Bacteriology Vol. 4
(1989) "and" Experimental method for identification of actinomycetes ", edited by the Japanese Society of Actinomycetes (1988)," Key for Classificati "by H. Nonomura
on and Identification of 458 Species of the Strept
omycetes Included in ISP ”, J.Ferment.Technol., Vo
l.52, No.2, p.78-92,1974, SY-6 and SY
The observation of the culture, physiology and morphological characteristics of -164 identified the following. In SY-6, a ring-like spore chain was observed, and it was classified into the genus Streptoverticillium based on the stereoisomeric form of DAP and the molecular species of menaquinone. However, the International Journal of S
In ystematic Bacteriology, since Streptoverticillium genus integrated into the genus Streptomyces, Streptom the SY-6 strain
yces . No sporulation was observed with SY-164, but the stereoisomeric form of DAP and the molecular species of menaquinone identified SY-164 as a genus of Streptomyces . SY
-6 and SY-164 strains have the characteristics shown above,
Identified as Streptomyces.

【0027】本発明の微生物を培養する場合、培地は炭
素源としてはシュクロース、グルコース、フラクトー
ス、イノシトール、可溶性デンプンなどの糖質、酢酸、
クエン酸、リンゴ酸などの有機酸、炭化水素などが使用
可能であり、窒素源としては肉エキス、ペプトン、ピロ
グルタミン酸及び硫安、アンモニアなどの有機及び無機
窒素源を用いる。更に、リン酸第一カリウム、リン酸第
二カリウムなどのリン酸塩、硫酸マグネシウム、塩化マ
グネシウムなどのマグネシウム塩、鉄、マンガン、亜
鉛、カルシウム等の金属イオン及び各々の菌株の生育に
必要な微量物質等を適量添加したものが使用される。
When the microorganism of the present invention is cultured, the medium may be a carbon source such as sugars such as sucrose, glucose, fructose, inositol and soluble starch, acetic acid,
Organic acids such as citric acid and malic acid, and hydrocarbons can be used. As the nitrogen source, organic and inorganic nitrogen sources such as meat extract, peptone, pyroglutamic acid and ammonium sulfate, and ammonia are used. Furthermore, phosphates such as potassium monophosphate and potassium phosphate, magnesium salts such as magnesium sulfate and magnesium chloride, metal ions such as iron, manganese, zinc and calcium, and trace amounts required for the growth of each strain A substance to which an appropriate amount of a substance or the like is added is used.

【0028】培養は振盪培養または通気撹拌培養等の条
件下で実施される。培養温度は20〜40℃、好ましく
は25〜37℃、pH5.0〜8.0、好ましくはpH7.
0〜8.0で行う。培養時間は通常13〜72時間であ
る。上記方法で培養した培養上清及び菌体にはL−グル
タミン酸・L−ピログルタミン酸相互変換酵素が生産さ
れている。この酵素の精製は、硫安塩析、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
法、もしくはそれらを組み合わせに付して分離、採取す
ることにより精製される。
Cultivation is carried out under conditions such as shaking culture or aeration and stirring culture. The culture temperature is 20 to 40 ° C, preferably 25 to 37 ° C, pH 5.0 to 8.0, and preferably pH 7.0.
Perform at 0-8.0. The culture time is usually 13 to 72 hours. L-glutamic acid / L-pyroglutamic acid interconverting enzyme is produced in the culture supernatant and cells cultured by the above method. The enzyme is purified by ammonium sulfate salting-out, ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel filtration, or a combination thereof for separation and collection.

【0029】なお、L−グルタミン酸閉環反応の活性測
定法ならびに活性表示法は以下の通りである。すなわ
ち、0.12ML−グルタミン酸0.5ml,0.4Mト
リス塩酸緩衝(pH7.0)0.45ml、酵素液50μl
を混合し、30℃、30分間放置する。その後、100
℃、10分間熱処理を行い酵素を失活させた後、Shi
m−pack SCR−101H(島津製)を用いたH
PLCにより生成したピログルタミン酸の定量を行う。
また、酵素活性の単位は前述の条件下で1分間に1μmo
l のピログルタミン酸を生成するのに必要な酵素量を1
単位として表示する。また、ピログルタミン酸開環反応
の活性測定法ならびに活性の表示法は以下のとおりであ
る。
The method for measuring the activity of L-glutamic acid ring closure reaction and the method for indicating the activity are as follows. That is, 0.5 ml of 0.12 ML-glutamic acid, 0.45 ml of 0.4 M Tris-HCl buffer (pH 7.0), 50 μl of enzyme solution
And left at 30 ° C. for 30 minutes. Then 100
At 10 ° C. for 10 minutes to deactivate the enzyme.
H using m-pack SCR-101H (manufactured by Shimadzu)
The amount of pyroglutamic acid generated by PLC is determined.
The unit of the enzyme activity is 1 μmo per minute under the conditions described above.
l of the enzyme required to produce pyroglutamic acid
Display as a unit. The method for measuring the activity of the pyroglutamic acid ring-opening reaction and the method for indicating the activity are as follows.

【0030】すなわち、タイタープレート上で酵素液1
0μl、0.1Mトリス塩酸緩衝液(pH7.0)40μ
l、1%ピログルタミン酸(pH7.0)50μlを混合
し、30℃、30分間放置する。反応液に7.5mM N
AD、1.2mM INT、1.5Uディアフォラーゼ、
1%トリトンX−100を含む0.2Mトリエタノール
アミン緩衝液(pH8.6)100μlとグルタミン酸脱
水素酵素6Uを加え、室温で15分放置する。その後、
492nmの吸光度を測定することによって生成したグル
タミン酸を定量する。また、酵素活性の単位は前述の条
件下で1分間に1μmol のグルタミン酸を生成するのに
必要な酵素量として表示する。
That is, the enzyme solution 1 was placed on a titer plate.
0 µl, 0.1 µM Tris-HCl buffer (pH 7.0) 40 µ
1 and 50 μl of 1% pyroglutamic acid (pH 7.0) are mixed and left at 30 ° C. for 30 minutes. 7.5 mM N in the reaction solution
AD, 1.2 mM INT, 1.5 U diaphorase,
100 μl of 0.2 M triethanolamine buffer (pH 8.6) containing 1% Triton X-100 and 6 U of glutamate dehydrogenase are added, and the mixture is left at room temperature for 15 minutes. afterwards,
Glutamic acid produced is quantified by measuring the absorbance at 492 nm. The unit of enzyme activity is expressed as the amount of enzyme required to produce 1 μmol of glutamic acid per minute under the above conditions.

【0031】本発明の酵素は、L−グルタミン酸からL
−ピログルタミン酸を生成するために使用することがで
きる。従って、本発明は、本発明の酵素をL−グルタミ
ン酸に作用せしめることを特徴とするL−ピログルタミ
ン酸の製造または生成法を提供する。
The enzyme of the present invention is obtained by converting L-glutamic acid into L-glutamic acid.
-Can be used to produce pyroglutamic acid. Accordingly, the present invention provides a method for producing or producing L-pyroglutamic acid, which comprises causing the enzyme of the present invention to act on L-glutamic acid.

【0032】また、本発明の酵素はL−ピログルタミン
酸とD−ピログルタミン酸の混合物(例えばラセミ体)
からD−ピログルタミン酸を分割するために使用でき
る。従って、本発明は、本発明の酵素をL−ピログルタ
ミン酸とD−ピログルタミン酸の混合物(例えばラセミ
体)に作用せしめることを特徴とするD−ピログルタミ
ン酸の製造または生成方法を提供する。例えば、L−ピ
ログルタミン酸とD−ピログルタミン酸の混合物(例え
ばラセミ体)中のL−ピログルタミン酸をL−グルタミ
ン酸に変換し、生成したD−ピログルタミン酸とL−グ
ルタミン酸を常法に従って相互に分離し、D−ピログル
タミン酸を得ることができる。
The enzyme of the present invention is a mixture of L-pyroglutamic acid and D-pyroglutamic acid (for example, a racemic form).
Can be used to resolve D-pyroglutamic acid. Therefore, the present invention provides a method for producing or producing D-pyroglutamic acid, which comprises allowing the enzyme of the present invention to act on a mixture of L-pyroglutamic acid and D-pyroglutamic acid (for example, racemic form). For example, L-pyroglutamic acid in a mixture (for example, racemic) of L-pyroglutamic acid and D-pyroglutamic acid is converted to L-glutamic acid, and the resulting D-pyroglutamic acid and L-glutamic acid are separated from each other according to a conventional method. , D-pyroglutamic acid can be obtained.

【0033】本発明の酵素はまた、L−グルタミン酸と
D−グルタミン酸の混合物(例えばラセミ体)を分割す
るためにも用いることができる。例えば、L−グルタミ
ン酸とD−グルタミン酸の混合物に本発明の酵素を作用
せしめることにより、L−グルタミン酸のみを特異的に
L−ピログルタミン酸に変換し、D−グルタミン酸とL
−ピログルタミン酸とを容易に分離し、D−グルタミン
酸を得ることができる。原料となるL−グルタミン酸と
D−グルタミン酸との混合物(例えばラセミ体)は合成
法や酵素法など様々な方法で製造可能であり、これらに
ついて限定されるものではない。
The enzyme of the present invention can also be used for resolving a mixture of L-glutamic acid and D-glutamic acid (for example, a racemate). For example, by allowing the enzyme of the present invention to act on a mixture of L-glutamic acid and D-glutamic acid, only L-glutamic acid is specifically converted to L-pyroglutamic acid, and D-glutamic acid and L-glutamic acid are converted.
-D-glutamic acid can be easily separated from pyroglutamic acid. A mixture (for example, racemic) of L-glutamic acid and D-glutamic acid as raw materials can be produced by various methods such as a synthesis method and an enzymatic method, and these are not limited.

【0034】[0034]

【実施例】次に実施例により本発明を更に具体的に説明
する。実施例1 .種菌としてストレプトミセスSY−6を使用
した。肉エキス10g/l、ポリペプトン10g/l、
グルコース10g/l、NaCl3g/l及びアデカノ
ール0.15g/l(pH7.0)を含有する培地8mlを
内径22mmの試験管に入れ、120℃にて15分殺菌し
た。上記培地に前記菌株を1白金耳接種し、30℃で4
8時間振盪培養した。培養終了後、培養液0.5mlを上
記培地100mlの入った500ml容坂口フラスコ3本に
接種し、30℃、48時間振盪培養した。培養終了後、
培養液のすべてを50l容ジャーファーメンター中の本
培養液30lに接種した。本培養は30℃、300rpm
/分、通気量1l/培地1l・1分間で30時間実施し
た。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Embodiment 1 FIG . Streptomyces SY-6 was used as the inoculum. Meat extract 10g / l, polypeptone 10g / l,
8 ml of a medium containing 10 g / l of glucose, 3 g / l of NaCl, and 0.15 g / l of adecanol (pH 7.0) was placed in a test tube having an inner diameter of 22 mm, and sterilized at 120 ° C. for 15 minutes. One platinum loop of the strain was inoculated into the above medium,
The cells were cultured with shaking for 8 hours. After completion of the culture, 0.5 ml of the culture solution was inoculated into three 500 ml Sakaguchi flasks containing 100 ml of the above medium, and cultured with shaking at 30 ° C. for 48 hours. After cultivation,
All of the cultures were inoculated into 30 l of the main culture in a 50 l jar fermenter. Main culture is 30 ℃, 300rpm
Per minute, aeration rate 1 liter / medium 1 liter for 1 minute for 30 hours.

【0035】培養終了液30lから酵素を採取するた
め、該液を遠心分離(15,000rpm シャープレスA
S−16(巴工業)20℃)して培養上清38lを得
た。この培養上清に硫酸アンモニウムを添加して80%
飽和硫安沈殿画分を得た。この沈殿を0.1Mトリス塩
酸緩衝液(pH7.0)3lに溶解した。得られた溶液に
硫酸アンモニウムを25%飽和になるように添加し、2
5%飽和硫酸アンモニウムを含む0.05Mトリス塩酸
緩衝液(pH7.0)で平衡化させたブチルトヨパール6
50Cに吸着させ、同緩衝液で洗い、20%飽和硫酸ア
ンモニウムを含む0.05Mトリス塩酸緩衝液(pH7.
0)で溶出させた。活性画分を5mMトリス塩酸緩衝液
(pH8.0)に対して透析した。透析内液を0.02M
トリス塩酸緩衝液(pH8.0)で平衡化したDEAEト
ヨパール650Mに吸着させ、同緩衝液で洗い、0→
0.15M NaClグラジェントで溶出した。活性画
分を5mMトリス塩酸緩衝液(pH7.0)に対して透析し
た。
In order to collect the enzyme from 30 l of the culture termination liquid, the liquid was centrifuged (15,000 rpm, Sharpless A).
S-16 (Tomo Kogyo) at 20 ° C.) to obtain 38 l of a culture supernatant. Add ammonium sulfate to this culture supernatant and add 80%
A saturated ammonium sulfate precipitation fraction was obtained. This precipitate was dissolved in 3 l of a 0.1 M Tris-HCl buffer (pH 7.0). Ammonium sulfate was added to the resulting solution to 25% saturation, and 2
Butyl Toyopearl 6 equilibrated with 0.05 M Tris-HCl buffer (pH 7.0) containing 5% saturated ammonium sulfate
Adsorb to 50C, wash with the same buffer, and 0.05M Tris-HCl buffer containing 20% saturated ammonium sulfate (pH 7.0).
Eluted at 0). The active fraction was dialyzed against 5 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0). 0.02M of dialysis solution
Adsorbed on DEAE Toyopearl 650M equilibrated with Tris-HCl buffer (pH 8.0), washed with the same buffer, and 0 →
Elution was with a 0.15 M NaCl gradient. The active fraction was dialyzed against 5 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0).

【0036】透析内液に硫酸アンモニウムを30%飽和
になるように添加し、30%飽和硫酸アンモニウムを含
む0.05Mトリス塩酸緩衝液(pH7.0)で平衡化さ
せたブチルトヨパール650Mに吸着させ、同緩衝液で
洗い、30→15%飽和硫酸アンモニウムを含む0.0
5Mトリス塩酸緩衝液(pH7.0)で溶出させた。活性
画分を濃縮後、トヨパールHW−50Fによりゲル濾過
を行った。以上の操作により、SDSポリアクリルアミ
ドゲル電気泳動(ゲル濃度12%、pH8.8)において
単一な酵素標品16mgが得られた。活性収率は44.9
%であり、L−ピログルタミン酸開環反応の比活性は
2,240U/mgであった。また、L−グルタミン酸閉
環反応の比活性は42,600U/mgであった。
Ammonium sulfate was added to the inner solution of the dialysis so as to be 30% saturated, and adsorbed on 650 M of butyl toyopearl equilibrated with a 0.05 M Tris-HCl buffer (pH 7.0) containing 30% saturated ammonium sulfate. Wash with the same buffer, and then add 0.0
Elution was performed with 5M Tris-HCl buffer (pH 7.0). After concentration of the active fraction, gel filtration was performed with Toyopearl HW-50F. By the above operation, a single enzyme preparation (16 mg) was obtained by SDS polyacrylamide gel electrophoresis (gel concentration: 12%, pH: 8.8). The activity yield is 44.9
%, And the specific activity of the L-pyroglutamic acid ring-opening reaction was 2,240 U / mg. Further, the specific activity of the L-glutamic acid ring closure reaction was 42,600 U / mg.

【0037】実施例2.種菌としてストレプトミセスS
Y−164を使用した。肉エキス10g/l、ポリペプ
トン10g/l、グルコース10g/l、NaCl3g
/l及びアデカノール0.15g/l(pH7.0)を含
有する培地8mlを内径22mmの試験管に入れ、120℃
にて15分殺菌した。上記培地に前記菌株を1白金耳接
種し、30℃で48時間振盪培養した。培養終了後、培
養液0.5mlを上記培地100mlの入った500ml容坂
口フラスコ3本に接種し、30℃、48時間振盪培養し
た。培養終了後、培養液のすべてを50l容ジャーファ
ーメンター中の本培養液30lに接種した。本培養は3
0℃、300rpm /分、通気量1l/培地1l・1分間
で30時間実施した。
Embodiment 2 FIG. Streptomyces S as inoculum
Y-164 was used. Meat extract 10g / l, polypeptone 10g / l, glucose 10g / l, NaCl 3g
Of a medium containing 0.15 g / l and 0.15 g / l of decanol (pH 7.0) was placed in a test tube having an inner diameter of 22 mm, and the temperature was adjusted to 120 ° C.
For 15 minutes. One platinum loop of the strain was inoculated into the above medium, and cultured with shaking at 30 ° C. for 48 hours. After completion of the culture, 0.5 ml of the culture solution was inoculated into three 500 ml Sakaguchi flasks containing 100 ml of the above medium, and cultured with shaking at 30 ° C. for 48 hours. After completion of the culture, the whole culture was inoculated into 30 l of the main culture in a 50 l jar fermenter. Main culture is 3
The operation was carried out at 0 ° C., 300 rpm / min, aeration rate 1 l / culture medium 1 l / min for 30 hours.

【0038】培養終了液30lから酵素を採取するた
め、該液を遠心分離(15,000rpm シャープレスA
S−16(巴工業)20℃)して培養上清38lを得
た。この培養上清に硫酸アンモニウムを添加して80%
飽和硫安沈殿画分を得た。この沈殿を0.1Mトリス塩
酸緩衝液(pH7.0)3lに溶解した。得られた溶液に
硫酸アンモニウムを25%飽和になるように添加し、2
5%飽和硫酸アンモニウムを含む0.05Mトリス塩酸
緩衝液(pH7.0)で平衡化させたブチルトヨパール6
50Cに吸着させ、同緩衝液で洗い、20%飽和硫酸ア
ンモニウムを含む0.05Mトリス塩酸緩衝液(pH7.
0)で溶出させた。
In order to collect the enzyme from 30 l of the culture termination liquid, the liquid was centrifuged (15,000 rpm, Sharpless A).
S-16 (Tomo Kogyo) at 20 ° C.) to obtain 38 l of a culture supernatant. Add ammonium sulfate to this culture supernatant and add 80%
A saturated ammonium sulfate precipitation fraction was obtained. This precipitate was dissolved in 3 l of a 0.1 M Tris-HCl buffer (pH 7.0). Ammonium sulfate was added to the resulting solution to 25% saturation, and 2
Butyl Toyopearl 6 equilibrated with 0.05 M Tris-HCl buffer (pH 7.0) containing 5% saturated ammonium sulfate
Adsorb to 50C, wash with the same buffer, and 0.05M Tris-HCl buffer containing 20% saturated ammonium sulfate (pH 7.0).
Eluted at 0).

【0039】活性画分に硫酸アンモニウムを30%にな
るように添加し、再度ブチルトヨパール650Cに吸着
させ、同緩衝液で洗い、30→15%飽和硫酸アンモニ
ウムを含む0.05Mトリス塩酸緩衝液(pH7.0)で
溶出させた。活性画分を5mMトリス塩酸緩衝液(pH9.
0)に対して透析した。透析内液を0.05Mトリス塩
酸緩衝液(pH9.0)で平衡化したQ−Sepharo
se Fast Flowに吸着させ、同緩衝液で洗
い、0→0.5M NaClグラジェントで溶出した。
Ammonium sulfate was added to the active fraction to a concentration of 30%, adsorbed again to butyl Toyopearl 650C, washed with the same buffer, and 0.05M Tris-HCl buffer (pH 7) containing 30 → 15% saturated ammonium sulfate. .0). The active fraction was treated with 5 mM Tris-HCl buffer (pH 9.
Dialyzed against 0). Q-Sepharo equilibrated in dialysis solution with 0.05 M Tris-HCl buffer (pH 9.0)
The cells were adsorbed on se Fast Flow, washed with the same buffer, and eluted with a 0 → 0.5M NaCl gradient.

【0040】活性画分を濃縮後、トヨパールHW−50
Fによりゲル濾過を行った。活性画分を濃縮後、再度、
TSKgel G2000SWによりゲル濾過を行っ
た。以上の操作により、SDSポリアクリルアミドゲル
電気泳動(ゲル濃度12%、pH8.8)において単一な
酵素標品5.2mgが得られた。活性収率は19.9%で
あり、L−ピログルタミン酸開環反応の比活性は2,2
10U/mgであった。また、L−グルタミン酸閉環反応
の比活性は42,000U/mgであった。
After concentrating the active fraction, Toyopearl HW-50
Gel filtration was performed by F. After concentrating the active fraction,
Gel filtration was performed using TSKgel G2000SW. By the above operation, 5.2 mg of a single enzyme preparation was obtained by SDS polyacrylamide gel electrophoresis (gel concentration: 12%, pH: 8.8). The activity yield was 19.9%, and the specific activity of the L-pyroglutamic acid ring-opening reaction was 2,2.
It was 10 U / mg. The specific activity of the L-glutamic acid ring closure reaction was 42,000 U / mg.

【0041】実施例3.ストレプトミセスSY−6を肉
エキス0.3%、ペプトン1%及び塩化ナトリウム0.
5%を含む培地(pH7.0)8mlに植菌し、30℃で6
0時間振盪培養し、培養終了後、培養液を遠心分離し、
培養上清7mlと菌体に分離した。得られた菌体は超音波
破砕し、無細胞抽出液5mlを得た。培養上清のL−ピロ
グルタミン酸開環反応の力価は3.3U/mlで、L−グ
ルタミン酸閉環反応は62.7U/mlであった。無細胞
抽出液のL−ピログルタミン酸開環反応の力価は0.0
54U/mlで、L−グルタミン酸閉環反応は1.03U
/mlであった。
Embodiment 3 FIG. Streptomyces SY-6 is 0.3% meat extract, 1% peptone and 0.1% sodium chloride.
Inoculate 8 ml of medium (pH 7.0) containing 5%
After culturing with shaking for 0 hour, the culture solution was centrifuged after completion of the culture,
The cells were separated into 7 ml of culture supernatant and cells. The obtained cells were sonicated to obtain 5 ml of a cell-free extract. The titer of the L-pyroglutamic acid ring-opening reaction of the culture supernatant was 3.3 U / ml, and the L-glutamic acid ring-closing reaction was 62.7 U / ml. The titer of the L-pyroglutamic acid ring-opening reaction of the cell-free extract was 0.0
At 54 U / ml, L-glutamic acid ring-closure reaction is 1.03 U
/ Ml.

【0042】実施例4.ストレプトミセスSY−164
を肉エキス0.3%、ペプトン1%及び塩化ナトリウム
0.5%を含む培地(pH7.0)8mlに植菌し、30℃
で60時間振盪培養し、培養終了後、培養液を遠心分離
し、培養上清7mlと菌体に分離した。得られた菌体は超
音波破砕し、無細胞抽出液5mlを得た。培養上清のL−
ピログルタミン酸開環反応の力価は0.43U/mlで、
L−グルタミン酸閉環反応は8.17U/mlであった。
無細胞抽出液のL−ピログルタミン酸開環反応の力価は
0.037U/mlで、L−グルタミン酸閉環反応は0.
703U/mlであった。
Embodiment 4 FIG. Streptomyces SY-164
Was inoculated into 8 ml of a medium (pH 7.0) containing 0.3% of meat extract, 1% of peptone and 0.5% of sodium chloride.
After culturing with shaking for 60 hours, the culture solution was centrifuged after completion of the culture to separate 7 ml of the culture supernatant and cells. The obtained cells were sonicated to obtain 5 ml of a cell-free extract. L- of culture supernatant
The titer of the pyroglutamic acid ring-opening reaction is 0.43 U / ml,
The L-glutamic acid ring closure reaction was 8.17 U / ml.
The titer of L-pyroglutamic acid ring-opening reaction of the cell-free extract is 0.037 U / ml, and the titer of L-glutamic acid ring-closing reaction is 0.17 U / ml.
It was 703 U / ml.

【0043】実施例5.L−グルタミン酸305nmol、
実施例1で得た酵素63ngを含む20mMトリス塩酸緩衝
液(pH7.0)10mlを混合し、30℃で放置し、ピロ
グルタミン酸の製造を行った。その結果、295nmolの
ピログルタミン酸(収率96.7%)が生成した。
Embodiment 5 FIG. 305 nmol of L-glutamic acid,
10 ml of 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0) containing 63 ng of the enzyme obtained in Example 1 was mixed and left at 30 ° C. to produce pyroglutamic acid. As a result, 295 nmol of pyroglutamic acid (96.7% yield) was produced.

【0044】実施例6.D,L−ピログルタミン酸(東
京化成)5.0gを1N NaOHに溶解した後、0.
5Nになるように1N NaOHを加え、蒸留水で10
0mlにした。該溶液を121℃、20分オートクレーブ
し、加水分解を行った。加水分解終了後、3N HCl
でpHを7.1に調整し、蒸留水で200mlにした。該溶
液中にはD−グルタミン酸2.6g、L−グルタミン酸
2.3gが含まれていた。該溶液に実施例2で得た酵素
73μg(161U)を加え、40℃で6時間作用させ
た。反応終了後、100℃、5分間熱処理し、酵素を失
活させた。
Embodiment 6 FIG. After dissolving 5.0 g of D, L-pyroglutamic acid (Tokyo Kasei) in 1N NaOH, the solution was dissolved in 0.1N NaOH.
Add 1N NaOH to 5N and add 10N with distilled water.
Make up to 0 ml. The solution was autoclaved at 121 ° C. for 20 minutes to perform hydrolysis. After completion of the hydrolysis, 3N HCl
The pH was adjusted to 7.1 with and adjusted to 200 ml with distilled water. The solution contained 2.6 g of D-glutamic acid and 2.3 g of L-glutamic acid. 73 μg (161 U) of the enzyme obtained in Example 2 was added to the solution, and the mixture was allowed to act at 40 ° C. for 6 hours. After the completion of the reaction, heat treatment was performed at 100 ° C. for 5 minutes to inactivate the enzyme.

【0045】反応液中には2.6gのD−グルタミン酸
と88mgのL−グルタミン酸が含まれていた(図1参
照)。反応液をエバポレーターで40mlまで減圧濃縮
し、3NHClでpHを3.2に調整した後、5℃で一晩
放置した。生成した白色結晶をNo.2で濾紙で濾集し、
冷エタノールで洗浄した後、乾燥した。白色結晶は1.
41g得られた。得られたD−グルタミン酸の結晶の融
点(分解)は、214−216℃、〔α〕22 D =−2
4.4°、0.6%のL−グルタミン酸を含有してい
た。
The reaction solution contained 2.6 g of D-glutamic acid and 88 mg of L-glutamic acid (see FIG. 1). The reaction solution was concentrated under reduced pressure to 40 ml with an evaporator, the pH was adjusted to 3.2 with 3N HCl, and the mixture was allowed to stand at 5 ° C. overnight. The generated white crystals are collected by filter paper with No.2,
After washing with cold ethanol, it was dried. White crystals are 1.
41 g were obtained. The melting point (decomposition) of the obtained crystals of D-glutamic acid is 214-216 ° C., [α] 22 D = −2.
4.4 °, containing 0.6% L-glutamic acid.

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

【図1】図1は、グルタミン酸のラセミ体に本発明の酵
素を作用させた場合の、D,L−グルタミン酸の合計量
及びL−グルタミン酸の量の経時的変化を示すグラフで
ある。
FIG. 1 is a graph showing the time-dependent changes in the total amount of D, L-glutamic acid and the amount of L-glutamic acid when the enzyme of the present invention is allowed to act on a racemate of glutamic acid.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 9/14 C12R 1:465) (C12P 13/14 C12R 1:465) (C12P 41/00 C12R 1:465) (C12N 1/20 C12R 1:465) (72)発明者 村尾 澤夫 大阪府堺市堀上緑町2丁目8−12──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication (C12N 9/14 C12R 1: 465) (C12P 13/14 C12R 1: 465) (C12P 41/00 (C12N 1:20) (C12N 1/20 C12R 1: 465) (72) Inventor Sawao Murao 2-8-12 Horigami Midoricho, Sakai-shi, Osaka

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次の性質: (1)作用:L−ピログルタミン酸からL−グルタミン
酸を生成する反応(L−ピログルタミン酸開環反応)、
及びこの逆反応(L−グルタミン酸閉環反応)を触媒す
る; (2)基質特異性:L−ピログルタミン酸開環反応:L
−ピログルタミン酸に作用し、D−ピログルタミン酸、
プロリン及びヒドロキシプロリンには作用しない;L−
グルタミン酸閉環反応:L−グルタミン酸に作用し、D
−グルタミン酸、L−グルタミン、L−アスパラギン
酸、D−アスパラギン酸、L−アスパラギンには作用し
ない; (3)至適pH及び安定pH範囲:L−ピログルタミン酸開
環反応:至適pHは30℃にて30分間の反応においては
約7であり、pH安定性は30℃にて120分間の処理条
件では約7〜10の範囲内で安定である;L−グルタミ
ン酸閉環反応:至適pHは30℃にて30分間の反応にお
いて約7であり、pH安定性は30℃にて120分間の処
理条件では7〜10の範囲内で安定である; (4)温度安定性:L−ピログルタミン酸開環反応:pH
7にて30分間の処理条件下では50℃まで安定であ
る;L−グルタミン酸閉環反応;pH7にて30分間の処
理条件下では50℃まで安定である; (5)至適温度:L−ピログルタミン酸開環反応:約5
0℃に至適作用温度を有する;L−グルタミン酸閉環反
応:約50℃に至適作用温度を有する; (6)分子量:SDS−PAGEにより測定した分子量
約38,000を有する;を有するL−グルタミン酸・
L−ピログルタミン酸相互変換酵素。
1. The following properties: (1) Action: reaction for producing L-glutamic acid from L-pyroglutamic acid (L-pyroglutamic acid ring-opening reaction);
And catalyzes the reverse reaction (L-glutamic acid ring closure reaction); (2) Substrate specificity: L-pyroglutamic acid ring opening reaction: L
Acting on pyroglutamic acid, D-pyroglutamic acid,
Does not act on proline and hydroxyproline; L-
Glutamic acid ring closure reaction: acts on L-glutamic acid,
-Does not act on glutamic acid, L-glutamine, L-aspartic acid, D-aspartic acid, L-asparagine; (3) Optimal pH and stable pH range: L-pyroglutamic acid ring-opening reaction: optimal pH is 30 ° C Is about 7 in the reaction for 30 minutes at 30 ° C., and the pH stability is stable within the range of about 7 to 10 under the treatment conditions at 30 ° C. for 120 minutes; L-glutamic acid ring closure reaction: the optimal pH is 30. About 7 in a reaction at 30 ° C. for 30 minutes, and the pH stability is stable within a range of 7 to 10 under a treatment condition at 30 ° C. for 120 minutes; (4) Temperature stability: L-pyroglutamic acid cleavage Ring reaction: pH
L-glutamic acid ring-closure reaction at 30 ° C. for 30 minutes; L-glutamic acid ring-closing reaction; stable to 50 ° C. at 30 minutes at pH 7; (5) Optimal temperature: L-pyro Glutamic acid ring opening reaction: about 5
L-glutamic acid ring closure reaction: having an optimal action temperature of about 50 ° C .; (6) molecular weight: having a molecular weight of about 38,000 as measured by SDS-PAGE. Glutamic acid
L-pyroglutamic acid interconverting enzyme.
【請求項2】 請求項1に記載のL−グルタミン酸・L
−ピログルタミン酸相互変換酵素の製造方法において、
該酵素を生産する能力を有するストレプトミセス属に属
する微生物を培養し、該培養物から該酵素を採取するこ
とを特徴とする方法。
2. L-glutamic acid • L according to claim 1,
-In a method for producing pyroglutamic acid interconverting enzyme,
A method comprising culturing a microorganism belonging to the genus Streptomyces having the ability to produce the enzyme, and collecting the enzyme from the culture.
【請求項3】 請求項1に記載の酵素をL−グルタミン
酸とD−グルタミン酸との混合物に作用させることによ
り該L−グルタミン酸をL−ピログルタミン酸に変換
し、そして該L−ピログルタミン酸と前記D−グルタミ
ン酸とを相互に分離することを特徴とするD−グルタミ
ン酸又はL−ピログルタミン酸の製造法。
3. The method according to claim 1, wherein the enzyme is reacted with a mixture of L-glutamic acid and D-glutamic acid to convert the L-glutamic acid into L-pyroglutamic acid, and the L-glutamic acid and the D-glutamic acid are converted to L-pyroglutamic acid. -A method for producing D-glutamic acid or L-pyroglutamic acid, comprising separating glutamic acid and glutamic acid from each other.
【請求項4】 請求項1に記載の酵素を、L−ピログル
タミン酸とD−ピログルタミン酸との混合物に作用せし
めることにより該L−ピログルタミン酸をL−グルタミ
ン酸に転換し、そして生成したL−グルタミン酸と残留
するD−ピログルタミン酸とを相互に分離することを特
徴とする、D−ピログルタミン酸の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the enzyme is reacted with a mixture of L-pyroglutamic acid and D-pyroglutamic acid to convert the L-pyroglutamic acid to L-glutamic acid, and the resulting L-glutamic acid is produced. And separating residual D-pyroglutamic acid from each other.
【請求項5】 請求項1に記載の酵素を、L−グルタミ
ン酸に作用せしめることを特徴とするL−ピログルタミ
ン酸の製造方法。
5. A method for producing L-pyroglutamic acid, wherein the enzyme according to claim 1 is allowed to act on L-glutamic acid.
JP8226895A 1996-08-28 1996-08-28 L-glutamic acid/l-pyroglutamic acid interconversion enzyme produced by streptomyces and its production Pending JPH1066566A (en)

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