JPS59106296A - Preparation of physiologically active substance by composite enzyme process - Google Patents

Preparation of physiologically active substance by composite enzyme process

Info

Publication number
JPS59106296A
JPS59106296A JP21620782A JP21620782A JPS59106296A JP S59106296 A JPS59106296 A JP S59106296A JP 21620782 A JP21620782 A JP 21620782A JP 21620782 A JP21620782 A JP 21620782A JP S59106296 A JPS59106296 A JP S59106296A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
atp
reaction
physiologically active
active substance
adenosine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP21620782A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0426837B2 (en
Inventor
Kazutomo Imahori
今堀 和友
Hitoshi Kondo
仁司 近藤
Hiroshi Nakajima
宏 中島
Tatsuo Iwasaki
岩崎 立夫
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.)
Unitika Ltd
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
Unitika Ltd
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unitika Ltd, RIKEN Institute of Physical and Chemical Research filed Critical Unitika Ltd
Priority to JP21620782A priority Critical patent/JPS59106296A/en
Priority to EP19830300361 priority patent/EP0084975B1/en
Priority to DE8383300361T priority patent/DE3368682D1/en
Priority to DK29683A priority patent/DK29683A/en
Priority to CA000420264A priority patent/CA1194825A/en
Publication of JPS59106296A publication Critical patent/JPS59106296A/en
Publication of JPH0426837B2 publication Critical patent/JPH0426837B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To prepare a physiologically active substance in high yield, in a short time, by controlling the mixing ratio of adenosine-5'-mono-phosphate (AMP) and adenosine-5'-triphosphate (ATP) to a specific condition. CONSTITUTION:(A) An enzyme (e.g. adenylic acid kinase) converting AMP to adenosine-5'-diphosphate (ADP) is made to react with an enzyme (e.g. acetic acid kinase) converting ADP to ATP to produce ATP from AMP, and (B) a physiologically active substance is synthesized by using the produced ATP. The AMP produced by reaction (B) and the ATP produced by the reaction (A) are mixed at a ratio defined by the formula [ATP and AMP are the concentration (mM); gamma is the ratio of the activity of the immobilized enzyme to convert ADP to ATP to the activity of the immobilized enzyme to convert AMP to ADP, and is >=1] to regenerate AMP to ATP, and the ATP is recycled to the step (B) for the synthesis of the physiologically active substance.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アデノシン−5′−三リン酸(以下ATPと
いう。)を補助因子とする酵素反応による生理活性物質
の製造法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a physiologically active substance by an enzymatic reaction using adenosine-5'-triphosphate (hereinafter referred to as ATP) as a cofactor.

近年、現行の化学工業の見直しから、生体内の化学反応
が注目されるようになり、生体内の化学反応を工場内の
反応器で再現しようとする試みが盛んに行なわれるよう
になってきている。元々。
In recent years, due to a review of the current chemical industry, attention has been paid to chemical reactions within living organisms, and many attempts have been made to reproduce chemical reactions within living organisms using reactors in factories. There is. originally.

生体内では生命を維持するために、数多くの生合成反応
が酵素を触媒として営なまれでおり、これらは、化学合
成反応では合成困難な化合物を容易に与えるだけでなく
、省エネルギー性、無公害性など社会の要請に応える要
素も有しているので。
In order to maintain life in living organisms, many biosynthetic reactions are carried out using enzymes as catalysts.These reactions not only easily produce compounds that are difficult to synthesize using chemical synthesis reactions, but also are energy-saving and non-polluting. It also has elements that respond to society's demands, such as gender.

化学工業界における必須の技術になろうとしている。こ
れらの中でも、加水分解反応、異性化反応などの技術分
野においては、既に実用化のレベルに達しているものも
ある。
It is about to become an essential technology in the chemical industry. Among these, some have already reached the level of practical use in technical fields such as hydrolysis reactions and isomerization reactions.

しかし、生合成反応の中でも、特に重要な反応である結
合反応を行なうに当っては、 ATPがエネルギー源ま
たは補助因子として必要である。この際、 ATPはエ
ネルギー源または補助因子として鋤いた後、アデノシン
−5′−二リン酸(以下ADPという。)またはアデノ
シン−5/−一リン酸(以下AMPという。)に分解さ
れ、消費されてしまうことになる。従って、結合反応を
工業的に再現するためには、 ATPが安価に供給され
ることが必要であるが、現実にはATPは極めて高価な
物質である。
However, in performing binding reactions, which are particularly important reactions among biosynthetic reactions, ATP is required as an energy source or cofactor. At this time, ATP is used as an energy source or a cofactor, and then decomposed into adenosine-5'-diphosphate (hereinafter referred to as ADP) or adenosine-5/-monophosphate (hereinafter referred to as AMP) and consumed. This will result in Therefore, in order to reproduce the binding reaction industrially, it is necessary to supply ATP at low cost, but in reality ATP is an extremely expensive substance.

それ故に、 ATPの消費後の姿であるADP SAM
P 。
Therefore, ADP SAM, which is the state after consumption of ATP
P.

特に最低のエネルギーレベルに消費されつくしたAMP
 e ATPに再生変換することが、この問題点を打開
する重要な技術となるのである。
Especially when AMP is completely consumed at the lowest energy level.
Regeneration and conversion to e-ATP is an important technology to overcome this problem.

ところが、このような結合反応による物質の製造を、 
ATPを再生しながら行なうという例はあまり知られて
いない。たとえば、特開昭54−122798号公報な
どが知られている程度である。これは。
However, the production of substances through such bonding reactions,
There are not many known examples of performing this while regenerating ATP. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-122798 is known. this is.

グルタミン酸、システィン、グリシンにγ−グルタミル
システィン合成酵素およびグルタチオン合成酵素を作用
させてグルタチオンを合成する際に消費されるATPを
酢酸キナーゼの作用で消費された後の姿であるADPか
ら再生再利用するというものであるが、そのレベルに止
まっており、先に述べた最低のエネルギーレベルに消費
されつくしたAMPをATPに再生変換することについ
ての知識を与えるものではない。−万、消費されたAT
Pを微生物の解糖系を利用して再生または補給しようと
いう考えもあり、ここでATPの原料としてAMPを使
用するという例がある(たとえば、栃倉辰六部ら、有機
合成化学、第39巻、第6号、487頁。
ATP consumed when synthesizing glutathione by the action of γ-glutamylcysteine synthetase and glutathione synthetase on glutamic acid, cysteine, and glycine is recycled and reused from ADP, which is the form after being consumed by the action of acetate kinase. However, it remains at that level and does not provide knowledge about regenerating and converting AMP, which has been consumed to the lowest energy level mentioned above, into ATP. - 1,000,000 AT consumed
There is also the idea of regenerating or replenishing P using the glycolytic system of microorganisms, and there is an example of using AMP as a raw material for ATP (for example, Tatsurokube Tochikura et al., Organic Synthetic Chemistry, Vol. 39, No. 6, page 487.

1981年)。しかし、このAMPは、 ATPの消費
後の姿ではなく%ATP源として別に加えろものであり
(1981). However, this AMP should be added separately as a %ATP source, not in the form after consumption of ATP.

しかも、この試みの結果は、 AMPのATPへの変換
効率は極めて悪いというものであった(同上文献)。
Moreover, the result of this attempt was that the conversion efficiency of AMP to ATP was extremely poor (ibid.).

すなわち、微生物の解糖系を利用する場合も。In other words, it also uses the glycolytic system of microorganisms.

ATPをその消費後の姿であるAMPから再生するとい
うことについては否定的な推測しか得られていなかった
のである。
There were only negative speculations regarding the regeneration of ATP from AMP, which is the form after consumption.

従来、このような観点からATPをAMPに速続的に消
費して有用物質を合成するための反応器(バイオリアク
ター)の概念が考−えられ、このシステムの完成が強く
要望されていた。
Conventionally, from this point of view, the concept of a reactor (bioreactor) for rapidly consuming ATP to AMP to synthesize useful substances has been considered, and the completion of this system has been strongly desired.

本発明者らは、これらの実状に鍋み、特に最低のエネル
ギーレベルに分解した産物であるAMPを′ATPに変
換再生することにつき鋭意研究した結果。
The inventors of the present invention have studied these actual conditions and have conducted intensive research on converting and regenerating AMP, which is a product decomposed to the lowest energy level, into 'ATP'.

最適生育温度が50℃ないし85℃である微生物の産生
ずる変換酵素を使用すると、短時間で、高収率でAMP
をATPに変換できることを見い出し、また。
Using a converting enzyme produced by microorganisms with an optimal growth temperature of 50°C to 85°C, AMP can be produced in a short time and with high yield.
We discovered that it is possible to convert .

AMPとATPとの混合比を特定の条件に制御してAM
PをATPに再生すると、安価で、かつ操作性良く長期
間安定してAMPを実質上はとんど100%ATPに変
換できることを見い出し、さらに引続き検討を重ねた結
果、この知見に基いて(a) AMPからATPに再生
する反応系と、(b)ATPを用いて生理活性物質を合
成する反応系とを連結することにより。
AM by controlling the mixing ratio of AMP and ATP under specific conditions.
We discovered that by regenerating P into ATP, virtually 100% of AMP can be converted into ATP at low cost, with good operability, and stably over a long period of time.As a result of further studies, based on this knowledge ( By connecting a) a reaction system that regenerates AMP to ATP and (b) a reaction system that synthesizes a physiologically active substance using ATP.

を低のエネルギーレベルに分解した産物であるAMPを
原料として生理活性物質が合成されることを見い出し1
本発明を完成した。
Finding 1: Physiologically active substances are synthesized using AMP, which is a product of decomposition into low energy levels.
The invention has been completed.

すなわち1本発明は、(a)アデノシン−57+−リン
酸をアデノシン−5/−二リン酸に変換する酵素と、ア
デノシン−5′−二リン酸をアデノシン−5′−三リン
酸に変換する酵素とを組み合わせてアデノシン−5′−
一リン酸からアデノシン−5′−三リン酸を生成させ、
(b)生成させたアデノシン−5′−三リン酸を用いて
生理活性物質を合成し1次いで(b)の反応によって生
じたアデノシン−5′−一リン酸を(a)の反応によっ
てアデノシン−5′−三リン酸に再生し、再生したアデ
ノシン−5′−三リン酸を(b)の生理活性物質の合成
にくり返し利用することを特徴とする複合酵素法による
生理活性物質の製造法である。
That is, 1 the present invention provides (a) an enzyme that converts adenosine-57+-phosphate to adenosine-5/-diphosphate, and an enzyme that converts adenosine-5'-diphosphate to adenosine-5'-triphosphate. In combination with an enzyme, adenosine-5'-
Generate adenosine-5'-triphosphate from monophosphate,
(b) Synthesize a physiologically active substance using the produced adenosine-5'-triphosphate; A method for producing a physiologically active substance by a complex enzyme method, characterized in that it is regenerated into 5'-triphosphate and the regenerated adenosine-5'-triphosphate is repeatedly used for the synthesis of the physiologically active substance (b). be.

本発明において、 ATPを用いて生理活性物質を合成
せしめる酵素反応(以下生理活性物質反応系という。)
としては、先に述べた結合反応といわれるものが主たる
ものであって、たとえば、アミノ酸からアミノアミルt
 −RNA合成酵累によりペプチドおよびペプチド誘導
体を合成する反応、酢酸または脂肪酸とCoAからアセ
チルCoA合成酵素またはアシルCoA合成酵素により
アセチルCoAまたはアシルCoAを合成する反応、パ
ントテン酸とβ−アラニンからパントテン酸合成酵素に
よ1)L−ハントテン酸を合成する反応、キサンチル酸
とアンモニアあるいはグルタミンからグアニル酸合成酵
素によりサグアニル酸を合成する反応、アスパラギン酸
とアンモニアからアスパラギン合成酵素によりアスパラ
ギンを合成する反応、カルボン酸とCoAからブチリル
CoA合成酵素によりアシルCoAを合成する反応、D
−アラニンとポリ(リビトールリン酸)からD−アラニ
ル−ポリ(リビトールリン酸)合成酵素により、0−D
−アラニル−ポリ(リビトールリン酸)を合成する反応
、デアミドNAD+とL−グルタミンからNAD”合成
酵素によりNAD+を合成する反応などがあげられる。
In the present invention, an enzymatic reaction that uses ATP to synthesize a physiologically active substance (hereinafter referred to as a physiologically active substance reaction system)
The main reaction is the so-called bonding reaction mentioned above, and for example, amino acid to aminoamyl
- Reaction to synthesize peptides and peptide derivatives by RNA synthesis enzymes, reaction to synthesize acetyl-CoA or acyl-CoA from acetic acid or fatty acid and CoA by acetyl-CoA synthetase or acyl-CoA synthetase, pantothenic acid from pantothenic acid and β-alanine Synthetic enzymes 1) Reaction to synthesize L-hanthenic acid, reaction to synthesize saguanylic acid from xanthylic acid and ammonia or glutamine by guanylate synthetase, reaction to synthesize asparagine from aspartic acid and ammonia by asparagine synthetase, carvone Reaction for synthesizing acyl-CoA from acid and CoA by butyryl-CoA synthetase, D
-0-D from alanine and poly(ribitol phosphate) by D-alanyl-poly(ribitol phosphate) synthase
Examples include a reaction to synthesize -alanyl-poly(ribitol phosphate), a reaction to synthesize NAD+ from deamide NAD+ and L-glutamine using NAD'' synthase, and the like.

本発明において、上記生理活性物質反応系でATPは、
消費され、 AMPになるわけであるが、こ、のAMP
を、 ADPに変換する酵素とATPに変換する酵素と
を組み合わせてATPに変換するc以下ATP再生反応
系という。)。このAMPをADPに変換する酵素とし
ては、例えば、アデニル酸キナーゼが使用され、この際
、 AMPへのリン酸供与体としては、 ATPが使用
される。また、 ADPをATPに変換する酵素として
は、酢酸キナーゼ、カルバミン酸キナーゼ、クレアチン
キナーゼ、8−ホスホグリセリン酸キナーゼ、ピルビン
酸キナーゼ、ポリリン酸キナーゼなど多くのものが使用
できるが、リン酸供与体の価格、 ATPへの変換活性
、酵素の入手の容易さなどを勘案すると、酢酸キナーゼ
を使用するのが最も有利であり、この際、リン酸供与体
としてはアセチルリン酸が使用される。このように、ア
デニル酸キナーゼと酢酸キナーゼを使用するに際して各
酵素のリン酸供与体としてはATPとアセチルリン酸を
使用することになるが、リン酸供与体としてのATPは
最終変換物であるATPを循環使用することができるの
で、結局、リン酸供与体としてはアセチルリン酸だけを
供給すればよいことになる。このような組み合わせによ
り効率的な設計がはかれるのはこれら両酵素の利点であ
る。
In the present invention, ATP in the physiologically active substance reaction system is
It is consumed and becomes AMP, but this AMP
is referred to as an ATP regeneration reaction system in which ADP is converted to ATP by combining an enzyme that converts it to ADP and an enzyme that converts to ATP. ). For example, adenylate kinase is used as the enzyme that converts AMP to ADP, and in this case, ATP is used as the phosphate donor to AMP. In addition, many enzymes can be used to convert ADP to ATP, such as acetate kinase, carbamate kinase, creatine kinase, 8-phosphoglycerate kinase, pyruvate kinase, and polyphosphate kinase. Considering the price, conversion activity to ATP, ease of obtaining the enzyme, etc., it is most advantageous to use acetate kinase, and in this case, acetyl phosphate is used as the phosphate donor. In this way, when using adenylate kinase and acetate kinase, ATP and acetyl phosphate are used as phosphate donors for each enzyme, but ATP as a phosphate donor is converted into ATP, which is the final converted product. Since it is possible to recycle and use acetyl phosphoric acid, only acetyl phosphoric acid needs to be supplied as a phosphoric acid donor. It is an advantage of both of these enzymes that such a combination allows for efficient design.

このように、二種類の変換酵素を使用することにより生
成AMPをATPに再生することが可能になるが、これ
ら両酵素は最適生育温度が60℃ないし85℃である微
生物の産生ずる酵素であることが望ましい。このような
微生物としては、バチルス・ステアロサーモフィルス、
バチルス・プレビス。
In this way, it is possible to regenerate the produced AMP into ATP by using two types of converting enzymes, and both of these enzymes are produced by microorganisms whose optimal growth temperature is 60°C to 85°C. This is desirable. Such microorganisms include Bacillus stearothermophilus,
Bacillus plebis.

バチルス・コアギユランス、バチルス・サーモプロテオ
リテイクス、バチルス・アシドカルダリウスなどのバチ
ルス属の微生物、クロストリジウム腐の微生物、サーモ
アクチノマイセス属の微生物。
Microorganisms of the genus Bacillus such as Bacillus coagulans, Bacillus thermoproteolyteix, and Bacillus acidocaldarius, microorganisms of Clostridium rot, and microorganisms of the genus Thermoactinomyces.

アクロモバクタ−属の微生物、ストレプトマイセス属の
微生物、ミクロポリスポラ属の微生物、サーマス・アク
アティクス、サーマス・サーモフィルス、サーマス・フ
ラツプなどのサーマス属の微生物、サーモミクロビウム
属の微生物、カルブリア属の微生物などがあげられる。
Microorganisms of the genus Achromobacter, microorganisms of the genus Streptomyces, microorganisms of the genus Micropolyspora, microorganisms of the genus Thermus such as Thermus aquaticus, Thermus thermophilus, Thermus flap, microorganisms of the genus Thermomicrobium, microorganisms of the genus Calburia. microorganisms, etc.

また、これら微生物の遺伝子を導入した常温生育微生物
も含まれる。これら微生物の中でもアデニル酸キナーゼ
It also includes microorganisms that grow at room temperature into which the genes of these microorganisms have been introduced. Among these microorganisms is adenylate kinase.

酢酸キナーゼの両酵素の産生に特に適したものはバチル
ス・ステアロサーモフィルスである。この微生物から得
られる両酵素は精製が容易であり。
Particularly suitable for the production of both enzymes, acetate kinase, is Bacillus stearothermophilus. Both enzymes obtained from this microorganism are easy to purify.

比活性が高い。研究当初においては、最適生育温度が6
0℃ないし86℃である微生物の産生ずる変換酵素を使
用することは常温でのATP再生産には適しないと考え
られていたが驚くべきことに常温で短時間、高収率で長
期間安定してAMPをATPに変換でき、これらの効果
はむしろ常温生物が産生ずる酵素をはるかにしのぐもの
なのである。
High specific activity. At the beginning of the research, the optimal growth temperature was 6.
It was thought that using converting enzymes produced by microorganisms at temperatures between 0°C and 86°C was not suitable for regenerating ATP at room temperature, but surprisingly it was possible to do so at room temperature in a short period of time, with high yields, and for a long period of time. AMP can be converted to ATP, and these effects far exceed those of enzymes produced by normal-temperature organisms.

本発明でAMPを原料として前記した生理活性物質反応
系で生理活性物質を合成するには、まず。
In the present invention, to synthesize a physiologically active substance using the above-mentioned physiologically active substance reaction system using AMP as a raw material, first.

反応器を構築すればよいが、そのような反応器としては
、例えば、脱型反応器、カラム型反応器を使用すること
ができる。模型反応器は、生理活性物質が低分子物質の
場合に特に有効に使用できる。
What is necessary is to construct a reactor, and as such a reactor, for example, a demolding reactor or a column type reactor can be used. The model reactor can be used particularly effectively when the physiologically active substance is a low molecular weight substance.

この際、酵素は高分子物質であるので、各酵素はそのま
ま反応器の中にとどまった吠態で使用することができる
。生成したAMPは、低分子物質であるので、反応器か
ら流出するが、イオン交換クロマトグラフィーなどの操
作により簡単に生理活性物質と分離したのち1反応器へ
戻すことにより。
At this time, since the enzymes are polymeric substances, each enzyme can be used in the intact state in which it remains in the reactor. Since the generated AMP is a low-molecular substance, it flows out of the reactor, but it can be easily separated from the physiologically active substance by an operation such as ion exchange chromatography, and then returned to the first reactor.

ATPに再生することが可能である。また%あらかじめ
ATPに適当なスペーサーを導入し、水溶性高分子物質
と結合せしめた、いわゆる水溶性高分子化ATPを使用
すれば、このような分離操作も不要になる。この場合の
水溶性高分子物質としては。
It is possible to regenerate it into ATP. Further, if so-called water-soluble polymerized ATP, which is obtained by introducing a suitable spacer into ATP in advance and bonding it to a water-soluble polymer substance, is used, such separation operation becomes unnecessary. In this case, as a water-soluble polymer substance.

例えば、可溶性デキストランのような多糖類、ポリアク
リルアミド誘導体やポリアクリル酸誘導体のようなどニ
ルポリマー誘導体、ポリエチレングリコール誘導体のよ
うなポリエーテル誘導体など各種のものを使用すること
ができる。
For example, various materials such as polysaccharides such as soluble dextran, polymer derivatives such as polyacrylamide derivatives and polyacrylic acid derivatives, and polyether derivatives such as polyethylene glycol derivatives can be used.

次にカラム型反応器は、生理活性物質の如何を問わず使
用できる。この場合には、使用する各酵素を適当な担体
、たとえば、セルロース、デキストラン、アガロースな
どのような多糖類の誘導体。
Next, the column reactor can be used with any physiologically active substance. In this case, each enzyme used is carried in a suitable carrier, for example, a polysaccharide derivative such as cellulose, dextran, agarose, etc.

ポリスチレン、エチレン−マレイン酸共重合体。Polystyrene, ethylene-maleic acid copolymer.

架橋ポリアクリルアミドなどのようなビニルポリマーの
誘導体、L−アラニンし一グルタミン酸共重合体、ポリ
アスパラギン酸などのようなボリア疋ノ酸またはボリア
主ドの誘導体、ガラス、アルミナ、ヒドロキシアパタイ
トなどのような無機物の誘導体、などに結合、包括ある
いは吸着せしめて、いわゆる固定化酵素としてカラムに
充填して使用すればよい。この反応器では、生成したA
MPは高分子化、非高分子化を問わず1反応器外へ流出
するが、前述と同様にして生理活性物質と分離し1反応
器へもどすことができる。また、水溶性高分子化ATP
は、膜分離が可能であるので1分離操作を簡単にするこ
とができる。
Derivatives of vinyl polymers such as cross-linked polyacrylamide, L-alanine and monoglutamic acid copolymers, derivatives of boria-based acids or boria-based acids such as polyaspartic acid, glass, alumina, hydroxyapatite, etc. It may be used by binding, entrapping, or adsorbing it to an inorganic derivative, etc., and filling it in a column as a so-called immobilized enzyme. In this reactor, the produced A
MP flows out of one reactor regardless of whether it is polymerized or non-polymerized, but it can be separated from the physiologically active substance and returned to one reactor in the same manner as described above. In addition, water-soluble polymerized ATP
Since membrane separation is possible, one separation operation can be simplified.

上述の反応器は、連続的に操作することを前提として説
明したものであるが、このような思想に基いて他の反応
器を考案することもできるし、場合によってはバッチ式
の反応器を使用してバッチ式に操作してもよい。
Although the above reactor was explained on the assumption that it would be operated continuously, other reactors could be devised based on this idea, and in some cases, a batch type reactor could be used. It may also be used for batchwise operation.

本発明において、生理活性物質反応系とATP再生反応
系とを上記した反応器を別々に使用して。
In the present invention, the above-mentioned reactors are used separately for the physiologically active substance reaction system and the ATP regeneration reaction system.

これらを連結して操作することもできるし、また生理活
性物質反応系とATP再生反応系とを上記した同一の反
応器の中に共存せしめて操作することもできるが、生理
活性物質を効率良く合成するには1両者とも生理活性物
質反応系で生成したAMPをATPとともにATP再生
反応系に供することが望まれる。このとき、 AMPと
ATPとの量比は1次式に示す範囲にあることが望まし
い。
These can be operated by connecting them, or the physiologically active substance reaction system and the ATP regeneration reaction system can be operated by making them coexist in the same reactor, but it is possible to operate the physiologically active substances efficiently. In order to synthesize both, it is desirable to provide AMP produced in a physiologically active substance reaction system together with ATP to an ATP regeneration reaction system. At this time, it is desirable that the ratio of amounts of AMP to ATP be within the range shown by the linear equation.

上記のATP再生反応系を実施するための装置としては
、基質供給部、上記2種類の変換酵素を含む反応槽、自
動サンプリング部1分析装置および制御部から構成され
る特許を具備したものを用いるのが望ましい。その基質
供給部としては、例えば、 AMP槽、 ATP槽、ア
セチルリン酸槽から構成され、定量ポンプ等の可変量送
液装置と自動調節弁の作動により一定流量、一定濃度で
酵素反応槽に各基質を送液することができる。自動ザン
プリング部は酵素反応槽からの反応液をあらかじめ設定
した時間間隔で自動的に一定量採取し1分析装置に送る
ことができる。分析装置はAMP 、 ADP 。
The apparatus for carrying out the above ATP regeneration reaction system is a patented apparatus consisting of a substrate supply section, a reaction tank containing the above two types of converting enzymes, an automatic sampling section 1 analysis device, and a control section. is desirable. The substrate supply section is composed of, for example, an AMP tank, an ATP tank, and an acetyl phosphate tank, and each is supplied to the enzyme reaction tank at a constant flow rate and concentration by the operation of a variable amount liquid feeding device such as a metering pump and an automatic control valve. The substrate can be delivered. The automatic sampling section can automatically sample a certain amount of the reaction solution from the enzyme reaction tank at preset time intervals and send it to one analysis device. Analyzers are AMP and ADP.

ATPの各濃度を計算し、この値をもとに制御部は可変
量送液装置と自動調節弁の作動を制御し、生理活性物質
反応系に供給する贋、 ATP及びアセチルリン酸の量
を調節することができる。
The control unit calculates each concentration of ATP, and based on this value, controls the operation of the variable amount liquid delivery device and automatic control valve to control the amount of ATP and acetyl phosphate to be supplied to the physiologically active substance reaction system. Can be adjusted.

次に生理活性物質反応系とATP再生反応系とを別々の
反応器を使用して、これらを連結して操作するには、た
とえば次のような方法を用いることができる。まず、 
ATP再生反応系の反応器に。
Next, in order to connect and operate the physiologically active substance reaction system and the ATP regeneration reaction system using separate reactors, the following method can be used, for example. first,
For the reactor of ATP regeneration reaction system.

AMPを0.1μM〜4M 、好ましくは1μM〜2M
、さらに好ましくは10μM〜500mM、アセチルリ
ン酸を0.1μM〜500mM、好ましくは1μM〜4
00mM 、さらに好ましくは10μM〜800mM、
および(a)式に示したようにATPをAMPに対し、
 ATP再生反応系の量比によって異なるが、好ましく
は4%以上を反応器の一端からAMPと共に供給し1反
応器内でAMP→ADP −ATPの変換を行なわしめ
ることができる。
AMP from 0.1 μM to 4M, preferably from 1 μM to 2M
, more preferably 10 μM to 500 mM, acetyl phosphate 0.1 μM to 500 mM, preferably 1 μM to 4
00mM, more preferably 10μM to 800mM,
And as shown in equation (a), ATP is compared to AMP,
Although it varies depending on the quantitative ratio of the ATP regeneration reaction system, preferably 4% or more is supplied together with AMP from one end of the reactor, so that the conversion from AMP to ADP-ATP can be carried out in one reactor.

反応器から溶出した反応液を適当な分析システムで分析
し、 AMP 、 ADP 、 ATPの各濃度および
ATPへの変換率を求めることができる。この時、流速
としては1反応器の大きさにより異なるが、たとえば0
.8μe/時間から1xtO’g/時間の間の適当な流
速を選定できる。この反応液の一部(ATP濃度はAM
P濃度の4%以上が望ましい。)を反応器入口に循環し
て戻し、初期に供給していたATP液の供給を停止トす
る。残りの大部分の反応液は1反応液中のATP以外の
物質、たとえば酢酸が生理活性物質反応系を阻害しない
場合は、濃度を調節してそのまま生理活性物質反応系の
反応器へ生理活性物質反応系の基質と混合して供給し、
また、阻害する場合には、イオン交換樹脂等の適当な分
離手段を用いて阻害物質を除いた後、生理活性物質反応
系の反応器の一端に、生理活性物質反応系の基質を溶か
した溶液と混合して供給すればよい。この時、流速とし
ては反応器の大きさにより異なるが。
The reaction solution eluted from the reactor can be analyzed with a suitable analysis system to determine the concentrations of AMP, ADP, and ATP and the conversion rate to ATP. At this time, the flow rate varies depending on the size of one reactor, but for example, 0
.. A suitable flow rate between 8 μe/hour and 1×tO'g/hour can be selected. A portion of this reaction solution (ATP concentration is AM
It is desirable that the P concentration be 4% or more. ) is circulated back to the reactor inlet, and the initially supplied ATP liquid is stopped. If most of the remaining reaction solution is a substance other than ATP in one reaction solution, such as acetic acid, which does not inhibit the physiologically active substance reaction system, the concentration is adjusted and the physiologically active substance is directly transferred to the reactor for the physiologically active substance reaction system. Supply it by mixing it with the substrate of the reaction system,
In addition, in the case of inhibition, after removing the inhibitor using an appropriate separation means such as an ion exchange resin, a solution containing the substrate for the physiologically active substance reaction system is added to one end of the reactor for the physiologically active substance reaction system. It can be supplied by mixing with At this time, the flow rate varies depending on the size of the reactor.

たとえば、08μe/時間からlXl0J?/時間の間
の適当な流速を選定すればよい。この基質濃度は、生理
活性物質によって異なるが、基質の溶解度がATP再生
反応系から供給されるATP濃度より低い場合は、その
基質濃度の溶解度が上限となり、また、基質の溶解度が
供給されるATP濃度よりも高い場合には、 ATP濃
度と同等の濃度がその基質の最も濃い濃度となる。また
、後者の場合、供給されるATPを濃縮すれば、より高
濃度で合成反応を行なうことができるが、この場合には
、濃縮操作が入るため不連続的方法となる。反応器中の
溶出液から適当な分離手段、たとえばイオン交換樹脂で
反応生成物C生理活性物質)とAMPとを分離し。
For example, from 08μe/hour to lXl0J? / time may be selected. This substrate concentration varies depending on the physiologically active substance, but if the solubility of the substrate is lower than the ATP concentration supplied from the ATP regeneration reaction system, the solubility at that substrate concentration will be the upper limit, and the solubility of the substrate will be lower than the ATP concentration supplied from the ATP regeneration reaction system. If the concentration is higher than the ATP concentration, the concentration equivalent to the ATP concentration is the highest concentration of the substrate. In the latter case, if the supplied ATP is concentrated, the synthesis reaction can be carried out at a higher concentration; however, in this case, a concentration operation is involved, resulting in a discontinuous method. The reaction product C (physiologically active substance) and AMP are separated from the eluate in the reactor using a suitable separation means, such as an ion exchange resin.

AMPは、ATP再生反応系の反応器の一端に戻し。AMP is returned to one end of the reactor of the ATP regeneration reaction system.

再びATPに再生すればよい。All you have to do is regenerate it to ATP again.

また、生理活性物質反応系とATP再生反応系とを一つ
の反応器の中に共存せしめて操作する場合は1両者の酵
素系の基質が互いの酵素反応系を阻害しない場合のみ適
用できる。両酵素反応系の基質濃度としては、 ATP
再生反応系で生成するATP濃度と生理活性物置反応系
の基質の溶解度との関係で選定することが望まれる。た
とえばATP 8度より生理活性物質反応系の基質の溶
解度が低い場合には、 ATP再生反応系で生成するA
TP 9度を基質濃度に合わせるように、 AMP 、
 ATP 、アセチルリン酸濃度を選定すればよい。ま
た、逆に、 ATP濃度より生理活性物質反応系の基質
の溶解度が高い場合には、 ATP再生反応系で生成す
るATP 濃度に基質濃度を合わすことが望まれる。A
TP再生反応系に、 AMPと共に供給するATP量は
、前記の別々の反応器を使用して、これらを連結して用
いる場合よりも、2倍、より好ましくは4倍、さらに好
ましくは5倍以上加える方が望ましい。流速としては、
@配別々の反応器の場合と同じく1反応器の大きさによ
って異なるが、たとえば0.8μe/時間からlX10
’e/時間の間の適当な流速を選定できる。また1反応
器から流出した反応液は、前述した如く、適当な分離手
段、たとえばイオン交換樹脂などを用いてAMPと生理
活性物質とを分離し。
Furthermore, when a physiologically active substance reaction system and an ATP regeneration reaction system are operated together in one reactor, this can be applied only when the substrates of both enzyme systems do not inhibit each other's enzyme reaction systems. The substrate concentration for both enzyme reaction systems is ATP
It is desirable to select it based on the relationship between the ATP concentration produced in the regeneration reaction system and the solubility of the substrate in the physiologically active in situ reaction system. For example, when the solubility of the substrate in the physiologically active substance reaction system is lower than ATP 8 degrees, the ATP produced in the ATP regeneration reaction system is
AMP, so as to match the TP 9 degrees to the substrate concentration.
The ATP and acetyl phosphate concentrations may be selected. Conversely, if the solubility of the substrate in the physiologically active substance reaction system is higher than the ATP concentration, it is desirable to adjust the substrate concentration to the ATP concentration generated in the ATP regeneration reaction system. A
The amount of ATP supplied together with AMP to the TP regeneration reaction system is twice, more preferably four times, even more preferably five times or more, than when using the separate reactors and connecting them. It is preferable to add. As for the flow velocity,
As with the case of separate reactors, it varies depending on the size of one reactor, but for example, from 0.8 μe/hour to 1×10
An appropriate flow rate between 'e/hour can be selected. Further, the reaction solution flowing out from one reactor is separated into AMP and physiologically active substances using an appropriate separation means, such as an ion exchange resin, as described above.

AMPは反応器の入口に再び基質として戻して再利用す
ることができる。
AMP can be recycled by returning it to the inlet of the reactor as a substrate.

本発明の実施に当って、pHとしては、使用する酵素に
よって異なるが、おおむね中性付近、すなわち6〜11
.好ましくは6.5〜9.0の範囲が使用される。緩衝
液としてはこれらのpHに適した通常のものを使用する
ことができる。たとえば、7付近ではリン酸塩、イミダ
ゾール塩、トリエタノールアミン塩などをあげることが
できる。
In carrying out the present invention, the pH will vary depending on the enzyme used, but will generally be around neutral, i.e. 6-11.
.. Preferably a range of 6.5 to 9.0 is used. As the buffer solution, common ones suitable for these pHs can be used. For example, around 7, phosphates, imidazole salts, triethanolamine salts, etc. can be cited.

本発明の実施に当っての温度としては室温ないし50℃
の範囲で選択することができる。ATP再生反応系に最
適生育湿度が50℃乃至85℃である微生物の産生ずる
酵素を使用する場合はATP再生反応系をより高温で行
なうことができるが、最適生育温度の5℃以下であるこ
とが望まれる。
The temperature for carrying out the present invention is room temperature to 50°C.
You can choose from a range of When using an enzyme produced by a microorganism whose optimal growth humidity is 50°C to 85°C in the ATP regeneration reaction system, the ATP regeneration reaction system can be carried out at a higher temperature, but the temperature must be below the optimal growth temperature of 5°C. is desired.

本発明によれば、前記のような反応器を用いてATPを
補助因子とする酵素反応を連続的に極めて効率よくかつ
経済的に行なうことが可能になった。
According to the present invention, it has become possible to carry out an enzyme reaction using ATP as a cofactor continuously, extremely efficiently and economically using the above-mentioned reactor.

したがって、最初に述べたような生体内で行なわれてい
る結合反応を生体外の化学工業的な反応として行なう、
いわゆるバイオリアクターの稼動の実現が可能になった
ものである。特に生体内の最も重要な反応であるアミノ
酸活性化酵素によるタンパク合成反応やペプチド合成反
応などの実用化が可能となったことは、工業上測り知れ
ない価値がある。
Therefore, it is possible to perform the binding reaction that takes place in the body as described above as a chemical industrial reaction outside the body.
This makes it possible to operate a so-called bioreactor. In particular, the fact that it has become possible to put into practical use the most important reactions in living organisms, such as protein synthesis reactions and peptide synthesis reactions using amino acid activating enzymes, is of immeasurable industrial value.

次に本発明を実施例により具体的に説明する。Next, the present invention will be specifically explained using examples.

実施例1 アデニル酸キナーゼと酢酸キナーゼは、市販バチルス・
ステアロサーモフィルス由来の標品(生化学工業販売)
を使用し、アセチルCoA合成酵素は市販酵母由来の標
品(ベーリンガー・マンハイム社製)を使用した。
Example 1 Adenylate kinase and acetate kinase were obtained from commercially available Bacillus
Specimen derived from Stearothermophilus (Seikagaku Kogyo Sales)
was used, and a commercially available yeast-derived preparation (manufactured by Boehringer Mannheim) was used as the acetyl-CoA synthase.

これら8種酵素を次のようにしてセファロース4Bに固
定化した。すなわち、活性化CH−セファロース4B(
ファルマシア社製)5fを洗浄膨潤後。
These eight enzymes were immobilized on Sepharose 4B as follows. That is, activated CH-Sepharose 4B (
After washing and swelling 5f (manufactured by Pharmacia).

酢酸キナーゼ2000ユニツトを加えて反応させ、固定
化酢酸キナーゼ1000ユニツトを得た。同様にして2
50ユニツトのアデニル酸キナーゼから100ユニツト
の固定化アデニル酸キナーゼを、 100ユニ’/ )
(7)7セチルCoA合成酵素から10ユニツトの固定
化アセチルCoA合成酵素を得た。固定化酢酸キナーゼ
と固定化アデニル酸キナーゼをATP再生産月カラム(
内径1.6cmで長さが10cm )に充填し。
2000 units of acetate kinase were added and reacted to obtain 1000 units of immobilized acetate kinase. Similarly, 2
From 50 units of adenylate kinase to 100 units of immobilized adenylate kinase, 100 units/)
(7) 10 units of immobilized acetyl-CoA synthetase were obtained from 7 cetyl-CoA synthase. Immobilized acetate kinase and immobilized adenylate kinase were added to an ATP regeneration column (
Fill the tube with an inner diameter of 1.6 cm and a length of 10 cm.

10mM塩化マグネシウムを含む25mMイミダゾール
、塩酸緩衝液pH7,5に溶解した6mMAMP 、 
08mMATP 、 25mMアセチルリン酸を25m
e/時間の流速でカラムに供給した。カラム内の反応温
度を80℃に保った。ここで生成したATPをAMP濃
度に対し5%(0,8mM ) タけ、再生産カラム入
口に戻した。
6mMAMP dissolved in 25mM imidazole, hydrochloric acid buffer pH 7.5 containing 10mM magnesium chloride,
08mM ATP, 25mM acetyl phosphate
The column was fed at a flow rate of e/h. The reaction temperature inside the column was maintained at 80°C. The ATP produced here was increased to 5% (0.8 mM) relative to the AMP concentration and returned to the inlet of the regeneration column.

又、固定化アセチルCoA合成酵素を別のカラム(内径
1.0cm+長さ9cm)に充填した。基質として、 
100mMイミダゾール塩酸緩衝液、 pH7,5に溶
解した4mM酢酸カリウム+ 4mM還元型COA 、
リチウム塩、 4 mM MgC112を25me/時
間の流速で流し。
Further, immobilized acetyl-CoA synthetase was packed into another column (inner diameter 1.0 cm + length 9 cm). As a substrate,
4mM potassium acetate + 4mM reduced COA dissolved in 100mM imidazole hydrochloride buffer, pH 7.5,
The lithium salt, 4 mM MgC112, was flowed at a flow rate of 25 me/hr.

これをATP再生産システムから溶出したATP溶液と
を1:1に混合し、固定化アセチルCoA合成酵素カラ
ムに供給した(流速50me/時間1反応温度37℃)
。更に、カラムからの溶出液から陰イオン交換樹脂ダウ
エックス1−X8 (ザ・ダウ・ケミカル社製)により
、 AMPを分取し、pH,濃度を所定の値にした後、
ポンプでATP再生産カラムに供給した。生成したアセ
チルCoAの量をカラムからの溶出液を0.05mg採
取し+ 1mM 5 * 5’−ジチオビス−(2−ニ
トロペンゾイル酸)(DT邪) (pH6,65、リン
酸緩衝g ) 8mgに添加し、室温で20分後の41
2mmの吸光度変化により未反応SH基を定量して算出
した。
This was mixed 1:1 with the ATP solution eluted from the ATP regeneration system and supplied to the immobilized acetyl-CoA synthase column (flow rate 50 me/hour 1 reaction temperature 37°C).
. Furthermore, AMP was fractionated from the eluate from the column using an anion exchange resin DOWEX 1-X8 (manufactured by The Dow Chemical Company), and after adjusting the pH and concentration to predetermined values,
A pump fed the ATP regeneration column. To determine the amount of acetyl-CoA produced, collect 0.05 mg of the eluate from the column and add 8 mg of 1mM 5 * 5'-dithiobis-(2-nitropenzoylic acid) (DT) (pH 6.65, phosphate buffer g). 41 after addition and 20 minutes at room temperature.
Calculation was made by quantifying unreacted SH groups based on a change in absorbance over 2 mm.

その結果、反応開始80分後に1.5 mMのアセチル
CoAが生成し、以後24時間にわたって安定に推移し
た。
As a result, 1.5 mM acetyl-CoA was produced 80 minutes after the start of the reaction, and remained stable for the next 24 hours.

実施例2 実施例1と同様にして得た固定化酢酸キナーゼ2000
ユニツト、固定化アデニル酸キナーセ200ユニット、
及び固定化アセチルCoA合成酵素10ユニットを1つ
のカラム(内径1.8em%長さ12cm)に充填しs
 10mM塩化マグネシウムを含む100mMイミダゾ
ール、塩酸緩衝液p H7,5に溶解した4mMAMP
 、 1.0mM ATP CAMP濃度に対し25%
) 、25mMアセチルリン酸、 2.5mM酢酸カリ
ウム、 2.5mM還元型CoAリチウム塩を50me
/時間の流速で供給した。このカラム内の反応温度を8
7℃に保った。これを実施例1と同様にカラムからの溶
出液からAMPを分離し1元の基質供給部に戻した。
Example 2 Immobilized acetate kinase 2000 obtained in the same manner as Example 1
unit, immobilized adenylate kinase 200 units,
and 10 units of immobilized acetyl-CoA synthetase were packed into one column (inner diameter 1.8<em>% and length 12 cm).
4mMAMP dissolved in 100mM imidazole, hydrochloric acid buffer pH 7.5 containing 10mM magnesium chloride
, 25% for 1.0mM ATP CAMP concentration
), 25mM acetyl phosphate, 2.5mM potassium acetate, 2.5mM reduced CoA lithium salt at 50me
/hour flow rate. The reaction temperature in this column was set to 8
It was kept at 7°C. As in Example 1, AMP was separated from the eluate from the column and returned to the original substrate supply unit.

反応開始後40分後に、生成したアセチルCoAは1.
6mMになり、以後15時間にわたって安定に推移した
40 minutes after the start of the reaction, the acetyl CoA produced was 1.
The concentration reached 6mM and remained stable for the next 15 hours.

実施例8 市販ニジエリシア・コリ由来の酢酸キナーゼ(ベーリン
ガー・マンハイム社製)と市販酵母由来アデニル酸キナ
ーゼ(オリエンタル酵母社製)を用い、実施例1と同様
の条件で実験を行った。
Example 8 An experiment was conducted under the same conditions as in Example 1 using a commercially available acetate kinase derived from Elysia coli (manufactured by Boehringer Mannheim) and a commercially available yeast-derived adenylate kinase (manufactured by Oriental Yeast).

その結果1反応開始後40分後に生成したアセチルCo
Aは+ 1−1mMに達したが、以後漸減し、15時間
後には半減する傾向にあった。
As a result, acetyl Co produced 40 minutes after the start of 1 reaction
A reached +1-1 mM, but after that it gradually decreased and tended to decrease by half after 15 hours.

実施例4 アスパラギン合成酵素をラクトバチルス・アラビノ−サ
スATCC8014より、硫酸アンモニウム分画、リン
酸カルシウムゲル、ゲル濾過を経て精製した。
Example 4 Asparagine synthase was purified from Lactobacillus arabinosus ATCC8014 through ammonium sulfate fractionation, calcium phosphate gel, and gel filtration.

実施例1と同じATP再生産システムを用い、10圃塩
化マンガンを含む25mMイミダゾール塩酸緩衝液、p
H7,5に溶解した4mMAMP 、 0.8mM A
TP(AMP 4度に対し7.5%)、16mMアセチ
ルリン酸を供給し、 ATPを再生した。
Using the same ATP regeneration system as in Example 1, 25 mM imidazole hydrochloric acid buffer containing 10 ml of manganese chloride, p
4mMAMP dissolved in H7,5, 0.8mM A
TP (7.5% for AMP 4 degrees) and 16mM acetyl phosphate were supplied to regenerate ATP.

また、アスパラギン合成酵素を4mM塩化マンガンを含
む100mM)リス塩酸緩衝液に100ユニツト溶解し
て1分子量g o、o o oの限外濾過膜を使った内
容量50meの模型反応器に封入した。
In addition, 100 units of asparagine synthase was dissolved in 100mM Lis-HCl buffer containing 4mM manganese chloride and sealed in a model reactor with an internal capacity of 50me using an ultrafiltration membrane of 1 molecular weight go, oo.

これに+ 4mM塩化マンガンを含む100mM)リス
塩酸緩衝液に溶解した4mM塩化アンモニウム、4mM
 L−アスパラギン酸とATP再生産システムからのA
TP液を1:1に混合して、流速25me/時間で供給
した。このときの反応温度を87℃に保った。
This + 4mM ammonium chloride dissolved in 100mM) Lis-HCl buffer containing 4mM manganese chloride, 4mM
A from L-aspartic acid and ATP regeneration system
The TP liquid was mixed at a ratio of 1:1 and supplied at a flow rate of 25 me/hour. The reaction temperature at this time was maintained at 87°C.

溶出液から実施例1と同様にしてAMPを分離し。AMP was separated from the eluate in the same manner as in Example 1.

ATP再生産システムに戻した。又、生産したL−アス
パラギンは溶出液をそのまま高速液体クロマトグラフィ
装置に供して定量した。
Returned to ATP reproduction system. Further, the produced L-asparagine was quantified by directly applying the eluate to a high performance liquid chromatography device.

このときのクロマトグラフィ装置の条件としてカラムを
島津ソールパックスODSを用い、溶出液を0.01M
酢酸ナトリウム(pH4,5)/アセトニトリル(55
/45 )で、流速を1me/minとし、検出を21
0nmにおける吸光度で行なった。
The conditions for the chromatography equipment at this time were to use a Shimadzu Solpax ODS column, and to use a 0.01M eluate.
Sodium acetate (pH 4,5)/acetonitrile (55
/45), the flow rate was 1 me/min, and the detection was 21
Absorbance was measured at 0 nm.

その結果1反応開始後80分でL−アスパラギンが1.
5mM生成し、以後15時間にわたって安定に推移した
As a result, 80 minutes after the start of 1 reaction, 1.
The concentration was 5mM and remained stable for the next 15 hours.

実施例5 チロシル−tRNA 合成酵素をバチルス・ステアロサ
ーモフィルス徴工研菌寄第5141号から。
Example 5 Tyrosyl-tRNA synthetase was obtained from Bacillus stearothermophilus Kouken Bacteria No. 5141.

DEAE−セルロースcワットマン社製)、ヒドロキシ
アパタイト〔生化学工業販売) 、 DEAE −セフ
ァデックス(ファルマシア社製)の各クロマトグラフィ
ー、硫酸アンモニウム分別、ヒドロキシアパタイト、 
DEAE−セファデックス及びセファデックスG−15
0(ファルマシア社製)の各クロマトグラフィーを経て
単一に精製した。
DEAE-cellulose (manufactured by Whatman), hydroxyapatite (Seikagaku Corporation), DEAE-Sephadex (manufactured by Pharmacia) chromatography, ammonium sulfate fractionation, hydroxyapatite,
DEAE-Sephadex and Sephadex G-15
0 (manufactured by Pharmacia) and purified into a single product.

次に実施例1と同様にして、 AMPと触媒量CAMP
 111度に対し5%) ATP 、及びアセチルリン
酸から、 ATP (純度98%)を再生し、これを以
下の反応に用いた。
Next, in the same manner as in Example 1, AMP and catalyst amount CAMP
ATP (purity 98%) was regenerated from ATP (5% for 111 degrees) and acetyl phosphoric acid, and this was used in the following reaction.

上記精製チロシル−tRNA合成酵素150mf 、塩
化マグネシウム200mf 、 ATP 51mg (
純度98%)%L−チロシン0.5ml 、ピロフォス
ファターゼ(ベーリンガー・マンハイム社製)100ユ
ニツト、ジチオスレイトール0.005mgを20mM
ヘペス緩衝液Tome (pH8,0)に溶解し、4℃
で15分間反応させて反応混合物を得た。得られた反応
混合物にL−フェニルアラニンメチルエステル2fを加
え、よく混合し1反応温度を80℃に保って1日放置し
て反応させた。
150mf of the above purified tyrosyl-tRNA synthetase, 200mf of magnesium chloride, 51mg of ATP (
0.5 ml of L-tyrosine (purity 98%), 100 units of pyrophosphatase (manufactured by Boehringer Mannheim), 0.005 mg of dithiothreitol at 20 mM
Dissolve in Hepes buffer Tome (pH 8,0) and 4°C.
The mixture was reacted for 15 minutes to obtain a reaction mixture. L-phenylalanine methyl ester 2f was added to the obtained reaction mixture, mixed well, and kept at a reaction temperature of 80° C. for one day to react.

次いで得られた反応液にアセトン100mgを加え。Next, 100 mg of acetone was added to the obtained reaction solution.

沈殿を遠心分1iJft除去後、上清をエバポレーター
にて約10meに濃縮し、高速液体クロマトグラフ装置
に供し、生成物を分離した。このときのクロマトグラフ
ィ装置の条件として、カラムをマイクロボンタパツクC
l8(ウォーターズ社製)を用い。
After removing the precipitate by centrifugation for 1 iJft, the supernatant was concentrated to about 10 me using an evaporator and subjected to a high performance liquid chromatography device to separate the product. The conditions for the chromatography equipment at this time are that the column is Microbontapack C.
18 (manufactured by Waters) was used.

展開溶媒を50mMリン酸緩衝液(pH7,0)/アセ
トントリル(85/15)で行ない、検出を210 n
mの吸光度で行なった。
The developing solvent was 50 mM phosphate buffer (pH 7,0)/acetone trile (85/15), and detection was performed at 210 n
The absorbance was measured at m.

その結果、L−チロシル−し−フェニルアラニンメチル
エステルを0.22m1を得た。又、同時にボイド画分
に溶出したAMPを更に実施例1と同様にして分離し、
 ATP再生産システムに戻してATPを再生産した。
As a result, 0.22 ml of L-tyrosyl-phenylalanine methyl ester was obtained. Furthermore, AMP eluted in the void fraction at the same time was further separated in the same manner as in Example 1,
ATP was regenerated by returning it to the ATP regeneration system.

以後、24時間にわたって安定に推移した。Thereafter, the temperature remained stable for 24 hours.

実施例6 メチオニルーtRNA合成酵素を市販パン酵母(オリエ
ンタル酵母社製)からリン酸セルロース(ワットマン社
製)カラムクロマトグラフ操作により粗酵素液(純度1
0%)として得た。
Example 6 A crude enzyme solution (purity 1
0%).

次に実施例1と同様にして、 AMPと触媒ffi(A
MP濃度に対し5%) ATP 、及びアセチルリン酸
からATP (純度98%)を再生し、これを以下の反
応に用いた。
Next, in the same manner as in Example 1, AMP and catalyst ffi(A
ATP (purity 98%) was regenerated from ATP (5% relative to MP concentration) and acetyl phosphoric acid, and this was used in the following reaction.

上記粗メチオニルーtRNA合成酵素If、塩化マグネ
シウム10mf 、 ATP 21mg (純度98%
)%L−メチオニン0.5ml 、ピロホスファターゼ
〔ペーリンガー・マンハイム社製)5ユニツト及びメル
カプトエタノール20mgを50mM2.5−ジメチル
イミダゾール緩衝液、pH9,0、15mgに加え、実
施例5と同様に反応させた後1反応混合物をセファデッ
クスG−75に供し、ヘペス緩衝# (pH8,0)に
て溶出し、ボイド容の両分を80mgを集め反応混合物
を単離した。単離した混合物にL−ロイシンエチルエス
テル0.51を固体のまま加えて、25℃で4時間反応
させた。得られた反応物にアセトン80meを加え、生
じた沈殿を遠心分離除去した後。
The above crude methionyl-tRNA synthetase If, magnesium chloride 10mf, ATP 21mg (purity 98%)
)% L-methionine, 5 units of pyrophosphatase (manufactured by Peringer Mannheim), and 20 mg of mercaptoethanol were added to 15 mg of 50 mM 2.5-dimethylimidazole buffer, pH 9.0, and reacted in the same manner as in Example 5. After that, one reaction mixture was subjected to Sephadex G-75, eluted with Hepes buffer # (pH 8,0), 80 mg of both void volumes were collected, and the reaction mixture was isolated. 0.51 L-leucine ethyl ester was added as a solid to the isolated mixture, and the mixture was reacted at 25°C for 4 hours. Acetone 80me was added to the obtained reaction product, and the resulting precipitate was removed by centrifugation.

上滑をエバポレーターにて約10mgに濃縮役、実施例
5と同様に分離し、L−メチオニル−L−ロイシンエチ
ルエステルを0.92mg得た。
The supernatant was concentrated to about 10 mg using an evaporator and separated in the same manner as in Example 5 to obtain 0.92 mg of L-methionyl-L-leucine ethyl ester.

また、実施例5と同様にしてAMPをATPに再生した
。以後、24時間にわたって安定に推移した。
Further, AMP was regenerated into ATP in the same manner as in Example 5. Thereafter, the temperature remained stable for 24 hours.

代理人 児玉維三Agent Iizo Kodama

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(a)アデノシン−5′−一リン酸をアデノシン
−5′−二リン酸に変換する酵素と、アデノシン−「−
二リン酸をアデノシン−5′−三リン酸に変換する酵素
とを組み合わせてアデノシン−5′−一リン酸からアデ
ノシン−5′−三リン酸を生成させ、(b)生成させた
アデノシン−5′−三リン酸を用いて生理活性物質を合
成し1次いで(b)の反応によって生じたアデノシン−
5′−一リン酸を(a)の反応によって7デノシンー5
′−三リン酸に再生し、再生したアデノシン−5′−三
リン酸を(b)の生理活性物質の合成にくり返し利用す
ることを特徴とする複合酵素法による生理活性物質の製
造法。
(1) (a) An enzyme that converts adenosine-5'-monophosphate to adenosine-5'-diphosphate and adenosine-5'-diphosphate;
adenosine-5'-triphosphate is produced from adenosine-5'-monophosphate in combination with an enzyme that converts diphosphate to adenosine-5'-triphosphate, and (b) the produced adenosine-5 A physiologically active substance is synthesized using '-triphosphoric acid, and then the adenosine produced by the reaction (b) is
5'-monophosphate is converted to 7denosine-5 by the reaction (a).
1. A method for producing a physiologically active substance by a complex enzyme method, characterized in that it is regenerated into '-triphosphate and the regenerated adenosine-5'-triphosphate is repeatedly used for the synthesis of the physiologically active substance (b).
(2)(b)の反応によって生じたアデノシン−5′−
一リン酸をアデノシン−5′−三リン酸とともに(a)
の反応に供してアデノシン−5′−三リン酸に再生する
特許請求の範囲第1項記載の製造法。
(2) Adenosine-5'- produced by the reaction of (b)
Monophosphate with adenosine-5'-triphosphate (a)
2. The production method according to claim 1, wherein adenosine-5'-triphosphate is regenerated by subjecting it to the reaction.
JP21620782A 1982-01-26 1982-12-09 Preparation of physiologically active substance by composite enzyme process Granted JPS59106296A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21620782A JPS59106296A (en) 1982-12-09 1982-12-09 Preparation of physiologically active substance by composite enzyme process
EP19830300361 EP0084975B1 (en) 1982-01-26 1983-01-25 Process for producing physiologically active substance by multienzyme process and apparatus for the same
DE8383300361T DE3368682D1 (en) 1982-01-26 1983-01-25 Process for producing physiologically active substance by multienzyme process and apparatus for the same
DK29683A DK29683A (en) 1982-01-26 1983-01-26 PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF PHYSIOLOGICAL ACTIVE SUBSTANCE BY A MULTIENZYM PROCESS AND APPARATUS FOR ITS EXERCISE
CA000420264A CA1194825A (en) 1982-05-27 1983-01-26 Process for producing physiologically active substance by multienzyme process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21620782A JPS59106296A (en) 1982-12-09 1982-12-09 Preparation of physiologically active substance by composite enzyme process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59106296A true JPS59106296A (en) 1984-06-19
JPH0426837B2 JPH0426837B2 (en) 1992-05-08

Family

ID=16684949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21620782A Granted JPS59106296A (en) 1982-01-26 1982-12-09 Preparation of physiologically active substance by composite enzyme process

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59106296A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998048031A1 (en) * 1997-04-18 1998-10-29 Yamasa Corporation Process for producing adenosine 5'-triphosphate and use thereof
US9076297B2 (en) 2010-08-09 2015-07-07 Aristocrat Technologies Australia Pty Limited Gaming system and a method of gaming

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998048031A1 (en) * 1997-04-18 1998-10-29 Yamasa Corporation Process for producing adenosine 5'-triphosphate and use thereof
US9076297B2 (en) 2010-08-09 2015-07-07 Aristocrat Technologies Australia Pty Limited Gaming system and a method of gaming

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0426837B2 (en) 1992-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2365668C (en) In vitro macromolecule biosynthesis methods using exogenous amino acids and a novel atp regeneration system
EP0202094B1 (en) Process for producing physiologically active substance
CN1379111A (en) Method of preparing non protein source L-amino acid
US4882276A (en) Process for producing physiologically active substance by multienzyme process
EP0247819B1 (en) Process for producing diadenosine tetraphosphate and derivatives thereof
JPH0521553B2 (en)
JPH0630599B2 (en) Process for producing fructose-1,6-diphosphate
JP3098591B2 (en) Method for producing 3&#39;-phosphoadenosine-5&#39;-phosphosulfate
JPS59106296A (en) Preparation of physiologically active substance by composite enzyme process
EP0084975B1 (en) Process for producing physiologically active substance by multienzyme process and apparatus for the same
US4960696A (en) Process for producing physiololgically active substance by multienzyme process
US4554253A (en) Apparatus for synthesizing adenosine-5&#39;-triphosphate
JP3080771B2 (en) Method for producing dinucleoside polyphosphate or derivative thereof
JPH05236986A (en) Production of stable isotope-labeled protein and reagent kit
CA2064685C (en) Method of preparing polypeptides in a cell-free translation system
Le Goffic et al. A Two‐step Synthesis of New Water‐Soluble Polymers of NAD+ and ADP: The Biological Properties of These Polymers
CA1194825A (en) Process for producing physiologically active substance by multienzyme process
Chibata Industrial applications of immobilized biocatalysts and biomaterials
JPS61260894A (en) Production of physiologically active substance by complex enzyme method
Okeson et al. Glutamine replenishment and ammonia removal in hybridoma cell cultures via immobilized glutamine synthetase
EP0323068A2 (en) Enzymatic carbon-carbon bond formation
Whitesides et al. Enzymatic Regeneration of ATP from AMP and ADP Part II: Enzyme Immobilization and Reactor Development
JPS58129992A (en) Process for converting adenosine monophosphate into adenosine triphosphate
Roberts General patterns of biochemical synthesis
Valente Asymmetric reduction using enzymes and Chiral chemical reagents