JPS59198972A - 微生物学的に製造したL−フエニルアラニン−デヒドロゲナ−ゼ、その取得法及びL−α−アミノカルボン酸の製法 - Google Patents
微生物学的に製造したL−フエニルアラニン−デヒドロゲナ−ゼ、その取得法及びL−α−アミノカルボン酸の製法Info
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- JPS59198972A JPS59198972A JP59037384A JP3738484A JPS59198972A JP S59198972 A JPS59198972 A JP S59198972A JP 59037384 A JP59037384 A JP 59037384A JP 3738484 A JP3738484 A JP 3738484A JP S59198972 A JPS59198972 A JP S59198972A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、次の反応:
0H3−S−0H2−0H2−)
を触媒する従来記載されなかった酵素、その取得法及び
その使用に関する。 L−グルタミン酸及び種々の他の脂肪族L−(5) α−アミノカルゼン酸、例えばL−アラニンT、 −/
々’J / b L−oイシン及びL−インロイシンは
相応するα−ケトカルボン酸をアンモニウムイオン及び
補酵素の存在において還元的にアミン化することにより
製造することができ、その際に使用する酵素は公知であ
る。L−グルタミン酸デヒドロゲナーゼは窒素−物質代
謝において中心的な役割を果しかつ普遍的に産出する一
方で、とシわけ/々テルス属がらの酵素に関して他の脂
肪族α−ケトカルビン酸の還元的アミン化が記載されて
いる。しかし従来公知のL−アミノ酸−デヒドロゲナー
ゼは芳香族又はへテロ芳香族α−ケトカルボン酸が相応
するL−α−アミノカルゼン酸へ変換するのを触媒しな
い。 本発明によるL−7エニルアラニ7−f’ヒFロゲナー
ゼは次の性質を特徴とする: a)フェニル熱性ブドウ酸ヲアンモニウムイオンの存在
で及び補酵素としてのNADHにコチンアミドーアデニ
ンージスクレオチド)により4L−フェニルアラニンに
還元的にア(6) ミノ化するのを触媒する、 b)他のα−ケトカルゼン酸を相応するα−アミノカル
ゼン酸に、特にp−ヒドロキシ7エ二ル蕪性ブドウ酸を
L−チロシンに、インドリル無性ブドウ酸をL−)リゾ
ドアアンに及び2−ケト−4−(メチルメルカプト)−
酪酸をL−メチオニンにアンモニウムイオンの存在で及
び補酵素としてのNADHによシ還元的にアミノ化する
のを触媒する。 c ) TJ −フェニルアラニン、L−チロシン、L
−トリプトファン及びL−メチオニンを補酵素としての
NAD+と共に酸化的に脱アミノするのを触媒する。 d〕還元的アミノ化の至適、H範囲8.5±1、e)酸
化的脱アミノ反応の至適、H範囲工0士1゜本発明によ
るI、−フェニル アラニンーデヒドロケナーゼはブレ
ビメ々クテリウム(Brevi −bacterium
) 菌株を用いて得られ、これは1982年8月19
日にゲッチンゲン(Gotti−ngen )在のドイ
ツ微生物保存機関(Deuts、Che(7〕 Sammlung von Mikroorganis
men )にA 2448として寄託された。この菌株
は次の形態学的及び生化学的性質を特徴とする: ブレビ/々クテリウム種DSM2448は時間と共にコ
ツコイド形(kokkoide Form )に変化す
るダラム陽性の短稈に成長する。細胞は非運動性で、胞
子を形成しかい。成長は全く好気性である。グルコース
からは酸は形成されない。カタラーゼ−及びニトレート
還元は正、尿素分解ハ正、ゼラチン−、カゼイン−及び
デンプン分解は負、H,S形成は負、41℃の成長は負
である。細胞壁の糖としてはアラビノース、マンノース
及びガラクトースが検出された。この細菌は全く好気性
でありかつコリネ−々クテリウムとは異なる。細胞壁は
メン−ジアミノピメリン酸を含有しかつアルトロ・セク
タ属とは異なる。 更に、チトクロムのスペクトルがこの細菌をミクロ−々
クテリウム屑と区別する。新しく見出された細菌ブレビ
/々クテリウム種D S M 2448H現在+7)と
ころゾレビー々クテリウム属の公知の
その使用に関する。 L−グルタミン酸及び種々の他の脂肪族L−(5) α−アミノカルゼン酸、例えばL−アラニンT、 −/
々’J / b L−oイシン及びL−インロイシンは
相応するα−ケトカルボン酸をアンモニウムイオン及び
補酵素の存在において還元的にアミン化することにより
製造することができ、その際に使用する酵素は公知であ
る。L−グルタミン酸デヒドロゲナーゼは窒素−物質代
謝において中心的な役割を果しかつ普遍的に産出する一
方で、とシわけ/々テルス属がらの酵素に関して他の脂
肪族α−ケトカルビン酸の還元的アミン化が記載されて
いる。しかし従来公知のL−アミノ酸−デヒドロゲナー
ゼは芳香族又はへテロ芳香族α−ケトカルボン酸が相応
するL−α−アミノカルゼン酸へ変換するのを触媒しな
い。 本発明によるL−7エニルアラニ7−f’ヒFロゲナー
ゼは次の性質を特徴とする: a)フェニル熱性ブドウ酸ヲアンモニウムイオンの存在
で及び補酵素としてのNADHにコチンアミドーアデニ
ンージスクレオチド)により4L−フェニルアラニンに
還元的にア(6) ミノ化するのを触媒する、 b)他のα−ケトカルゼン酸を相応するα−アミノカル
ゼン酸に、特にp−ヒドロキシ7エ二ル蕪性ブドウ酸を
L−チロシンに、インドリル無性ブドウ酸をL−)リゾ
ドアアンに及び2−ケト−4−(メチルメルカプト)−
酪酸をL−メチオニンにアンモニウムイオンの存在で及
び補酵素としてのNADHによシ還元的にアミノ化する
のを触媒する。 c ) TJ −フェニルアラニン、L−チロシン、L
−トリプトファン及びL−メチオニンを補酵素としての
NAD+と共に酸化的に脱アミノするのを触媒する。 d〕還元的アミノ化の至適、H範囲8.5±1、e)酸
化的脱アミノ反応の至適、H範囲工0士1゜本発明によ
るI、−フェニル アラニンーデヒドロケナーゼはブレ
ビメ々クテリウム(Brevi −bacterium
) 菌株を用いて得られ、これは1982年8月19
日にゲッチンゲン(Gotti−ngen )在のドイ
ツ微生物保存機関(Deuts、Che(7〕 Sammlung von Mikroorganis
men )にA 2448として寄託された。この菌株
は次の形態学的及び生化学的性質を特徴とする: ブレビ/々クテリウム種DSM2448は時間と共にコ
ツコイド形(kokkoide Form )に変化す
るダラム陽性の短稈に成長する。細胞は非運動性で、胞
子を形成しかい。成長は全く好気性である。グルコース
からは酸は形成されない。カタラーゼ−及びニトレート
還元は正、尿素分解ハ正、ゼラチン−、カゼイン−及び
デンプン分解は負、H,S形成は負、41℃の成長は負
である。細胞壁の糖としてはアラビノース、マンノース
及びガラクトースが検出された。この細菌は全く好気性
でありかつコリネ−々クテリウムとは異なる。細胞壁は
メン−ジアミノピメリン酸を含有しかつアルトロ・セク
タ属とは異なる。 更に、チトクロムのスペクトルがこの細菌をミクロ−々
クテリウム屑と区別する。新しく見出された細菌ブレビ
/々クテリウム種D S M 2448H現在+7)と
ころゾレビー々クテリウム属の公知の
【8】
種類に分類することはできない。付加的に、ブレビ−々
クテリウム及び一部はアミノ酸生産者として知られてい
る類縁風の一連の種々の菌株に、ゾレビ/々クテリウム
種D8 M2448がL−フェニルアラニン−デヒドロ
ゲナーゼを形成する条件を適用しかつフェニル無性ブド
ウ酸をアンモニウムイオン及びNADHの存在において
還元的にアミノ化する能力について試験した。いずれの
場合モI、−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼを検
出することはできなかった。 本発明によるL−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼ
を取得するに当υ、ゾレビ/々クテリウム種T) S
M 2448 を、炭素及び窒素の供給源、チアミン
、鉱物塩並びに誘導質を含有する水性培地中で、H6,
5〜7.5及び温度25〜32℃で好気培養し、細胞物
質を分離しかつ酵素を細胞から単離する。例えば、誘導
質としてはL−フェニルアラニン、D−フェニルアラニ
ン、D、L、−フェニルアラニン、D、L−フェニルア
ラニンエステル又はL−ヒスチジンを使用す(9) ることかできる。 本発明によるL−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼ
は従来の方法、例えば超音波処理又は湿式摩砕によシ細
胞を砕解しかつ不溶性の細胞フラグメントを分離するこ
とによシ溶解形で取得する。酵素活性は、光度測定試験
で、NAD Hの吸光度の低下(340nmで)を測定
して確定する。試験2々ツチは塩化アンモニウム0.7
モル(アンモニアで、)T8.5に調節)、 NADH
O,20ミIJモル、フェニルピルベート及び限定量の
酵素を含有する。酵素活性は国際単位(U)で記載し、
その際に1単位は1分間当シにNA、DH1μモル減少
させることを表わす。計算には340 nmでモル吸光
係数6.22 X 10”を使う。 既に触媒として粗製エキスを使っても、消費NADHI
モル当シTJ −フェニルアラニン0.92モルが試験
条件下にアミノ酸分析器で検出される。その際に、次い
でフェニルピルベートのアミノ基置換が起るグルタミン
酸デヒドロゲナーゼの共役反応に関連しないことは、膜
反応器中(10) で、110時間以上フェニルぎルベートからのT、−フ
ェニルアラニンの連続的形成を、使用した分子量を拡大
したNADHを蟻酸デヒPロゲナーぜで再生しながら立
証することができた。 接触反応の反応速度は、Hに相応して測定した。 還元的アミン化では最高、HB、5であシ、酸化的脱ア
ミノでは約、H10,5tで上昇する。最高反応速度け
NADHの濃度的0.3 ミIJモル/lで認められる
。反応速度は少なくともアンモニウムイオン0.5モル
までの増加するアンモニウムイオン濃度と共に上昇する
。これに対して、芳香族α−ケトカルゼン酸もしくは芳
香族L−アミノカルゼン酸の基質濃度がそのKM値に比
べて低い場合、反応速度は基質濃度と直線的な相関関係
を有する。この事実は、L−フエ二に75ニン、L−チ
ロシン、L−ドリフトファン、フェニルビル−q−ト及
びヒドロキシフェニルピルベートを測定するための簡単
な動力学的試験に利用することができる。D−フェニル
アラニンUL−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼに
よって変換されずかつ他方ではL−フェニルアラニンの
酸化的脱アミノの阻害剤である。酵素膜反応器中でフェ
ニルピルベートの還元的アミン化によジ生成したL−フ
ェニルアラニンヲ偏光分析又はD−AOD(D−アミノ
酸−オキシダーゼ: Boehringer Mann
heim社〕の変換により光学的純度について試験した
。両方の試験により生成物中にD−フェニルアラニンに
よる不純化は検出されなかった。生成物の少なくとも9
9.99 %がL−異性体から成っていた。 ブレピー々クテリウム種D 5M2448を酵母エキス
上で培養する場合、その粗製エキスは芳香族もしくはヘ
テロ芳香族、更にまた脂肪族の一連のα−ケトカルヂン
酸を相応α−アミノカルゼン酸に変換するのを触媒する
。 この広範な、変換可能な基質のスペクトルから、これら
の成長条件下に粗製エキス中に数種の酵素活性が存在す
ることを予測することができる。 硫酸アンモニウムで分別沈殿し、次いで降下する傾斜量
の硫酸アンモニウムを用いて塩析条件下にクロマトグラ
フィ処理することによシ、TJ −yエニルアラニンー
デヒドロゲナーゼが52倍富化される。このクロマトグ
ラフィによシ、−々チルスス7エリクス(Bacill
us 8phae −rlcus )からのL−ロイシ
ン−デヒドロゲナーゼと同様に相応する脂肪族α−ケト
ヵルヂン酸ヲT、 −0イシン、L−ノルロイシン4T
J−一々リン、L−ノル/々リン及びL−インロイシン
に変換するのを触媒するデヒドロゲナーゼが分離する。 更に、クロマトグラフィによシ精製したL−フェニルア
ラニン−デヒドロゲナーゼh* 相応する芳香族α−ケ
トカルゼン酸をL−7エニルアラニン、L−チロシン及
びL−トリプトファンに並びに2−ヶ)−4−(メチル
メルカプト)−酪酸をL−メチオニンに還元的にアミノ
化するのを触媒する。他の冥験で、フェニル熱性ブドウ
酸、p−ヒドロキシフェニル伸性ブドウ酸、インドリル
熱性ブドウ酸及び2−ケト−4−(メチルメルカプト)
−酪酸の還元的アミ(13〕 ノ化が同じ酵素蛋白で触媒されることが明らかである。 そのために、一方では種々のα−アミノカルゼン酸の存
在において培養することにより種々のデヒドロゲナーゼ
活性を誘発することを試験する。この目的のために、麦
芽エキス1%、グルコース0.5憾、チアミン2μt/
l hKHzPO40,2%及び濃度1%の種々のα
−アミノカルゼン酸を含む培地中のブレビ2々クテリウ
ム種DSM2448を使用する。培地のpH値は7.4
に調節する。細胞を30℃で24時間成長させた後採取
し、超音波で砕解しかつ各々の抽出液中で光学試験によ
りα−ケトカルゼン酸6種の還元的アミノ化を試験する
。インドリル伸性ブドウ酸からのT、 −)リプトファ
ンの形成は、この基質により光学試験が妨害されるので
アミノ酸分析器で試験する。結果を表1に掲載する。 (14) ◆ 還元的アミン化に使用したα−ケトカルジン酸: ■ フェニル伸性ブドウ酸 2 p−ヒドロキシフェニル帰件ブドウ酸32−ヶ)−
4−(メチルメルカプト)−酪酸 4 インドリル伸性ブドウ酸 52−ケトヘキサン酸 62−ケト−4−メチルペンタン酸 ◆※ 培地中の濃度は僅かに0.5% nb−測定せず 該表から、ブレビバクテリウムfliD8M2448が
2種の誘導可能々L−アミノ酸−デヒドロゲナーゼ、即
ちL−ロイシンーデヒドロゲ−)−−ゼ及びL−フェニ
ルアラニン−デヒドロゲナーゼを生産することが明らか
である。L−ロイシン−デヒドロゲナーゼは試験したα
−ケトカルジン酸のうち2−ケトヘキサン酸及び2−ケ
ト−4−メチルペンタン酸を変換しかつL−C1G) ノルロイシン、L−一々リン、L−インロイシン及びL
−ロイシンにより誘導される。L−7エニルアラニンー
デヒドロゲナーゼはフェニル伸性ブドウ酸、p−ヒドロ
キシフェニル伸性ブドウ酸、インドリル照性ブドウ酸及
び2−ケト−4−(メチルメルカプト)−酪酸を変換し
かつL−フェニルアラニン、D−フェニルアラニン、D
、I、−7xニル7ラニン、L−ヒスチジン及U TJ
−”yエニルーアラニンーメチルエステルによシ誘導
される。これらの結果は、両方のL−アミノ酸−デヒド
ロゲナーゼをクロマトグラフィによシ分離するための実
験と一致する。 更に、52℃で加熱変性することにょシ粗製エキス中に
存在する種々のデヒドロゲナーゼ活性の差異のある失活
化を達成することを試験した。その際に、この条件下で
2−ケトヘキサン酸及び2−ケト−4−メチルペンタン
酸の還元的アミノ化を触媒する酵素が均一な動力学的経
過によって急速に失活化することが明らかになった。他
方、フェニル伸性ブドウ酸、p−ヒト(17) ロキシフェニル伴性ブドウ酸、インドリル伸性ゾドウ酸
及び2−ケト−4−(メチルメルカプト)−酪酸を触媒
する酵素は52℃に90分間加熱した後で50%より高
い残留活性を有する高い熱安定性を示す。この場合にも
、試験したすべての基質に関して同じ失活化の動力学的
経過が認められ、それ故これらの変換が同じ蛋白質によ
り触媒されていると結論することができる。 L−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼの分子量はア
ンドリスウス法〔′”Meth、Bioche −mi
cal Analysis”、18巻、1〜53頁(1
970年)〕により〕セファクリルー8300スーJR
ファイン(5ephacryl −83005uper
−fine ) でゲル濾過により測定し、130
000±10000ダルトンと決定した。展開剤として
はリン酸カリウム緩衝剤50ミリモルk 、H7,5
及び塩化ナトリウム100ミリモルを使用した。 L−フェニルアラニン−デヒドロ)y’f−42ヲ安定
化するため、展開剤に恢酸アンモニウムを5(18) 係−溶液が得られるように添加した。使用した標準蛋白
(カタラーゼ、牛血清アルブミン、卵アルブミン及びキ
モトリプシノゲン)を同じ条件下にクロマトグラフィ処
理した。ゲル濾過の条件下にL−フェニルアラニン−デ
ヒドロゲナーゼの解離は66000±5000ダルトン
で認められた。 本発明によるL フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼ
は公知の方法でアンモニウムイオンの存在で及び補酵素
としてのN A D Hと共にフェニル無性ブドウ酸、
p−ヒドロキシフェニル伸性ブFつ酸、インドリル熱性
ブドウ酸又は2−ケドー4−
クテリウム及び一部はアミノ酸生産者として知られてい
る類縁風の一連の種々の菌株に、ゾレビ/々クテリウム
種D8 M2448がL−フェニルアラニン−デヒドロ
ゲナーゼを形成する条件を適用しかつフェニル無性ブド
ウ酸をアンモニウムイオン及びNADHの存在において
還元的にアミノ化する能力について試験した。いずれの
場合モI、−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼを検
出することはできなかった。 本発明によるL−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼ
を取得するに当υ、ゾレビ/々クテリウム種T) S
M 2448 を、炭素及び窒素の供給源、チアミン
、鉱物塩並びに誘導質を含有する水性培地中で、H6,
5〜7.5及び温度25〜32℃で好気培養し、細胞物
質を分離しかつ酵素を細胞から単離する。例えば、誘導
質としてはL−フェニルアラニン、D−フェニルアラニ
ン、D、L、−フェニルアラニン、D、L−フェニルア
ラニンエステル又はL−ヒスチジンを使用す(9) ることかできる。 本発明によるL−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼ
は従来の方法、例えば超音波処理又は湿式摩砕によシ細
胞を砕解しかつ不溶性の細胞フラグメントを分離するこ
とによシ溶解形で取得する。酵素活性は、光度測定試験
で、NAD Hの吸光度の低下(340nmで)を測定
して確定する。試験2々ツチは塩化アンモニウム0.7
モル(アンモニアで、)T8.5に調節)、 NADH
O,20ミIJモル、フェニルピルベート及び限定量の
酵素を含有する。酵素活性は国際単位(U)で記載し、
その際に1単位は1分間当シにNA、DH1μモル減少
させることを表わす。計算には340 nmでモル吸光
係数6.22 X 10”を使う。 既に触媒として粗製エキスを使っても、消費NADHI
モル当シTJ −フェニルアラニン0.92モルが試験
条件下にアミノ酸分析器で検出される。その際に、次い
でフェニルピルベートのアミノ基置換が起るグルタミン
酸デヒドロゲナーゼの共役反応に関連しないことは、膜
反応器中(10) で、110時間以上フェニルぎルベートからのT、−フ
ェニルアラニンの連続的形成を、使用した分子量を拡大
したNADHを蟻酸デヒPロゲナーぜで再生しながら立
証することができた。 接触反応の反応速度は、Hに相応して測定した。 還元的アミン化では最高、HB、5であシ、酸化的脱ア
ミノでは約、H10,5tで上昇する。最高反応速度け
NADHの濃度的0.3 ミIJモル/lで認められる
。反応速度は少なくともアンモニウムイオン0.5モル
までの増加するアンモニウムイオン濃度と共に上昇する
。これに対して、芳香族α−ケトカルゼン酸もしくは芳
香族L−アミノカルゼン酸の基質濃度がそのKM値に比
べて低い場合、反応速度は基質濃度と直線的な相関関係
を有する。この事実は、L−フエ二に75ニン、L−チ
ロシン、L−ドリフトファン、フェニルビル−q−ト及
びヒドロキシフェニルピルベートを測定するための簡単
な動力学的試験に利用することができる。D−フェニル
アラニンUL−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼに
よって変換されずかつ他方ではL−フェニルアラニンの
酸化的脱アミノの阻害剤である。酵素膜反応器中でフェ
ニルピルベートの還元的アミン化によジ生成したL−フ
ェニルアラニンヲ偏光分析又はD−AOD(D−アミノ
酸−オキシダーゼ: Boehringer Mann
heim社〕の変換により光学的純度について試験した
。両方の試験により生成物中にD−フェニルアラニンに
よる不純化は検出されなかった。生成物の少なくとも9
9.99 %がL−異性体から成っていた。 ブレピー々クテリウム種D 5M2448を酵母エキス
上で培養する場合、その粗製エキスは芳香族もしくはヘ
テロ芳香族、更にまた脂肪族の一連のα−ケトカルヂン
酸を相応α−アミノカルゼン酸に変換するのを触媒する
。 この広範な、変換可能な基質のスペクトルから、これら
の成長条件下に粗製エキス中に数種の酵素活性が存在す
ることを予測することができる。 硫酸アンモニウムで分別沈殿し、次いで降下する傾斜量
の硫酸アンモニウムを用いて塩析条件下にクロマトグラ
フィ処理することによシ、TJ −yエニルアラニンー
デヒドロゲナーゼが52倍富化される。このクロマトグ
ラフィによシ、−々チルスス7エリクス(Bacill
us 8phae −rlcus )からのL−ロイシ
ン−デヒドロゲナーゼと同様に相応する脂肪族α−ケト
ヵルヂン酸ヲT、 −0イシン、L−ノルロイシン4T
J−一々リン、L−ノル/々リン及びL−インロイシン
に変換するのを触媒するデヒドロゲナーゼが分離する。 更に、クロマトグラフィによシ精製したL−フェニルア
ラニン−デヒドロゲナーゼh* 相応する芳香族α−ケ
トカルゼン酸をL−7エニルアラニン、L−チロシン及
びL−トリプトファンに並びに2−ヶ)−4−(メチル
メルカプト)−酪酸をL−メチオニンに還元的にアミノ
化するのを触媒する。他の冥験で、フェニル熱性ブドウ
酸、p−ヒドロキシフェニル伸性ブドウ酸、インドリル
熱性ブドウ酸及び2−ケト−4−(メチルメルカプト)
−酪酸の還元的アミ(13〕 ノ化が同じ酵素蛋白で触媒されることが明らかである。 そのために、一方では種々のα−アミノカルゼン酸の存
在において培養することにより種々のデヒドロゲナーゼ
活性を誘発することを試験する。この目的のために、麦
芽エキス1%、グルコース0.5憾、チアミン2μt/
l hKHzPO40,2%及び濃度1%の種々のα
−アミノカルゼン酸を含む培地中のブレビ2々クテリウ
ム種DSM2448を使用する。培地のpH値は7.4
に調節する。細胞を30℃で24時間成長させた後採取
し、超音波で砕解しかつ各々の抽出液中で光学試験によ
りα−ケトカルゼン酸6種の還元的アミノ化を試験する
。インドリル伸性ブドウ酸からのT、 −)リプトファ
ンの形成は、この基質により光学試験が妨害されるので
アミノ酸分析器で試験する。結果を表1に掲載する。 (14) ◆ 還元的アミン化に使用したα−ケトカルジン酸: ■ フェニル伸性ブドウ酸 2 p−ヒドロキシフェニル帰件ブドウ酸32−ヶ)−
4−(メチルメルカプト)−酪酸 4 インドリル伸性ブドウ酸 52−ケトヘキサン酸 62−ケト−4−メチルペンタン酸 ◆※ 培地中の濃度は僅かに0.5% nb−測定せず 該表から、ブレビバクテリウムfliD8M2448が
2種の誘導可能々L−アミノ酸−デヒドロゲナーゼ、即
ちL−ロイシンーデヒドロゲ−)−−ゼ及びL−フェニ
ルアラニン−デヒドロゲナーゼを生産することが明らか
である。L−ロイシン−デヒドロゲナーゼは試験したα
−ケトカルジン酸のうち2−ケトヘキサン酸及び2−ケ
ト−4−メチルペンタン酸を変換しかつL−C1G) ノルロイシン、L−一々リン、L−インロイシン及びL
−ロイシンにより誘導される。L−7エニルアラニンー
デヒドロゲナーゼはフェニル伸性ブドウ酸、p−ヒドロ
キシフェニル伸性ブドウ酸、インドリル照性ブドウ酸及
び2−ケト−4−(メチルメルカプト)−酪酸を変換し
かつL−フェニルアラニン、D−フェニルアラニン、D
、I、−7xニル7ラニン、L−ヒスチジン及U TJ
−”yエニルーアラニンーメチルエステルによシ誘導
される。これらの結果は、両方のL−アミノ酸−デヒド
ロゲナーゼをクロマトグラフィによシ分離するための実
験と一致する。 更に、52℃で加熱変性することにょシ粗製エキス中に
存在する種々のデヒドロゲナーゼ活性の差異のある失活
化を達成することを試験した。その際に、この条件下で
2−ケトヘキサン酸及び2−ケト−4−メチルペンタン
酸の還元的アミノ化を触媒する酵素が均一な動力学的経
過によって急速に失活化することが明らかになった。他
方、フェニル伸性ブドウ酸、p−ヒト(17) ロキシフェニル伴性ブドウ酸、インドリル伸性ゾドウ酸
及び2−ケト−4−(メチルメルカプト)−酪酸を触媒
する酵素は52℃に90分間加熱した後で50%より高
い残留活性を有する高い熱安定性を示す。この場合にも
、試験したすべての基質に関して同じ失活化の動力学的
経過が認められ、それ故これらの変換が同じ蛋白質によ
り触媒されていると結論することができる。 L−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼの分子量はア
ンドリスウス法〔′”Meth、Bioche −mi
cal Analysis”、18巻、1〜53頁(1
970年)〕により〕セファクリルー8300スーJR
ファイン(5ephacryl −83005uper
−fine ) でゲル濾過により測定し、130
000±10000ダルトンと決定した。展開剤として
はリン酸カリウム緩衝剤50ミリモルk 、H7,5
及び塩化ナトリウム100ミリモルを使用した。 L−フェニルアラニン−デヒドロ)y’f−42ヲ安定
化するため、展開剤に恢酸アンモニウムを5(18) 係−溶液が得られるように添加した。使用した標準蛋白
(カタラーゼ、牛血清アルブミン、卵アルブミン及びキ
モトリプシノゲン)を同じ条件下にクロマトグラフィ処
理した。ゲル濾過の条件下にL−フェニルアラニン−デ
ヒドロゲナーゼの解離は66000±5000ダルトン
で認められた。 本発明によるL フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼ
は公知の方法でアンモニウムイオンの存在で及び補酵素
としてのN A D Hと共にフェニル無性ブドウ酸、
p−ヒドロキシフェニル伸性ブFつ酸、インドリル熱性
ブドウ酸又は2−ケドー4−
【メチルメルカプト】−酪
酸を相応するL−α−アミノカルゼン酸に変換するため
に使用することができる。この新規酵素は、酵素法で水
溶液中でフェニル無性ブドウ酸又は、−ヒドロキシフェ
ニル熱性ブドウ酸もしくはTJ −フェニルアラニン又
はL−チロシンの濃度を測定するために使用することも
できる。この測定は非常に簡単に実施することができる
:NADHの吸光度の変化を340 nmで追跡し、相
応する検量線から濃度を読み取る。 次に、本発明を実施例により詳説する。特に記載のない
限11」は「重量%」を表わす。 例1 : T、−フェニルアラニンーデヒドロケナーゼ
生産菌のスクリーニング ブラウンシュヴアイク(Braunschweig )
地方の異なる場所からの14種の土壌試料を滅菌塩
溶液(Na(M O,9係)で懸濁し、その水性の上澄
みのアリコートを固体培地を含むK) +J皿上に塗抹
しかつペトリ皿を27℃で2〜3日間恒温保持した。培
地は次のように調製した:L−フェニルアラニン102
、K2HPO4・3H204,8t 、 K2HPO4
1,5S’、M2SO4・7H200,2?、0aOz
2−2)T2O2+v、ZnSO4−7H200,4W
、Fe015 ’ 6H200,2W及び寒天20.を
脱イオン水に溶解してizとし。 、H値を7.2に調節しかつ滅菌する。冷却後、シュレ
ーゲル(Schlegel )による滅菌ビタミン溶液
1rntを加えかつこの培地を滅菌ペトリ皿中に注いだ
。順調な成長を示す細菌を数回の稀釈塗抹を介して精製
した。顕微鏡で均一に観察される菌株を10 Orpm
の回転振盪機上、27′Cでシカーネ(5chikan
e ) 2個を備えた500−一三角フラスコ中の液
体培地1oo−中で成長させた。液体培地は寒天を含ま
ないことを除いて前記の組成を有していた。2〜3日後
に振盪フラスコの内容物を遠心しかつ沈殿をリン酸カリ
ウム緩衝剤0.05モル(、H7,4) で洗浄した
。細胞の上澄みと沈殿を超音波で5分間で砕解した。不
溶細胞成分を遠心分離しかつ上澄みを酵素源として試験
した。14個の土壌試料から、唯一の炭素−窒素源とし
てのL−フェニルアラニン上で成長しfc菌株57個を
単離した。 そのうちの1つの菌株(ブレビバクテリウム種DSM2
44B)が所望の酵素活性を示した。光度測定試験を酵
素の検出に利用した。試験−々ツチトシて0.7モル塩
化アンモニウム/アンモニア緩衝液(pH8,5)、N
ADH0,1ミリモル、フェニルピルベート10ミリモ
ル及ヒ限定量の(2工) 酵素(1試験当り蛋白質10〜20μ、)を使用した。 340 nmでNAD)Iの吸光度の低下を測定した。 得られた数値から、試験をフェニルピルベートを添加せ
ずに行なった場合に得られたゼロ値を差引い7’j、酵
素活性は国際単位で表わし、10はNADH1μモル/
分の減少を表わす。 プレビー々クテリウム種D8M2448は時間と共にコ
ツコイド形(kokkoide Form )に変化す
るダラム陽性の短稈に成長する。細胞は非運動性で、胞
子を形成しない。成長は全く好気性である。グルコース
からは酸は形成されない。カタラーゼ−及びニトレート
還元は正、尿素分解は正、ゼラチン−、カゼイン−及び
殿粉分解は負、H2S形成は負、41℃の成長は負であ
る細胞壁はメン−ジアミノピメリン酸を含有する細胞壁
の糖としてアラビノース、マンノース及びガラクトース
が見出される。 9142 : T、 −フェニルアラニン−デヒドロゲ
ナーゼの製造 (22) 酵素を製造するために、ブレビ/々クテリウム種DSM
24.48を次の培地中で増殖し7?1.ニゲルコース
5.酵母エキスs、麦芽エキス102、L−フェニルア
ラニン102、KH2PO43、。固体培地を脱イオン
水に溶解して1tとし、この溶液の、H値を7.2
に調節しかつそれを121℃、過圧1−々−ルで15分
間滅菌した。 培養は培地loom/を装入したシツカーネ2個を有す
る500−一三角フラスコ中で行なった。 滅菌培地に、■白金耳借のブレビバクテリウム種DSM
2448を斜面寒天試験管から採シ、接種した。この培
養培地を20〜23時間120rpmの回転振盪機上2
7℃で培養した。成長した培養培地を遠心しく 5oo
o、で工5分間)、沈殿をリン酸カリウム緩衝液(、H
7,4) 0.05モルで懸濁させた。再度遠心分離し
、このようにして得られた洗浄沈殿をリン酸カリウム緩
衝剤(,87,4) 0.05モル中で懸濁させ、その
故細胞湿潤物雀1.当り緩衝液4−を使用した。 この懸濁液を3藺−チップ(5pltce )を備えた
超音波機(MSB、150ワツト、MK2)で、水浴中
で冷却しながら1分間曝射を5回行ない、この際に懸濁
液を冷却するために小力くとも1分間休憩した。遠心分
離(10分間、12000、で)後に、一般に蛋白質1
〜21n9/1n!、及びL−フェニルアラニン−デヒ
ドロゲナーゼ3〜6U /−を含有する粗製抽出物が得
られた。これは=18℃で貯蔵することができ、1t月
後でも活性の低下は認められガい。所望の場合には、低
分子成分を粗製抽出物から透析沖過又はセファデックス
G−25カラムを介してゲルクロマトグラフィにより常
用の作業法により除去することもできる。生育する間の
酵素形成の進行は1.5を一醗酵槽(Biolafit
te)中で追跡した。 菌株は生成培地中で生育し、接種には24時間経過した
前培培養培地30−を使用した。 生育条件=30℃、通気量60t/h、400rpmの
タービン形攪拌機 試料中で、 a)培養物の光学密度(混濁〕を578 nmで生育の
尺度として測定し、 11)細胞の遠心分離後に培地中のL−フェニルアラニ
ン含量をアミノ酸分析器で測定し、C)遠心分離した細
胞を砕解しかつ懸濁液(粗製抽出物)中でPheDHの
活性(U/m/)及び蛋白質含量(■/−)を測定し、
それにより比酵素活性(U/Wq)及び培養物IL当り
のPhe D Hの容量活性を計算した。 この結果を第1図に記載する。 酵素は早い成長期に形成され、活性の発生と共に培養物
中のL−Phe含量は低下する。最大活性はこの成長条
件下に30〜35時間後に達成され、更に進行すると酵
素含量は約50幅に低下する(65時間〕。 例3ニア0を規模での製造 例2による製造培地681を醗酵槽(容量100 t%
Fabrikat Giovanola Freres
SAMonthey )中120℃で滅菌しかつ冷却
後に前培養培地(24時間成長させたもの)21を接種
した。培養を30℃で、通気量1 vvm及びり(25
) 一ビン形攪拌機の回転数20 Orpmで行なった。 24時間の生育後、細胞を遠心処理によシ採取した。合
計して、全酵素含−1%1−77000単位の細菌湿潤
物質5.9Kgが得られた。この細胞のアリコートヲ例
2によシ砕解しかつL−フェニルアラニン−デヒドロゲ
ナーゼの活性を測定した。 砕解した試料は和製抽出物中で死活Q1.6[J/m9
を示した。 例4:L−フェニルアラニンーデヒドロケナーゼの誘導 ブレビ/々クテリウム種D 5M2448を麦芽エキス
1%、グルコース0.5係、チアミン2μt/l、KH
2PO40,3%及びそれぞれ#度1憾の種々のアミノ
酸を含む培地中で生育した。更に、L−フェニルアラニ
ン−メチルエステル(培地中の濃度0.5%)を誘導質
として試験した。培養開始前の培地の、Hは7.4であ
った。回転式振盪機(120rpm )上、30℃で2
4時間生育させた後で、細胞を遠心し、超音波で砕解し
かつそれぞれの抽出物を用いて光学試験でα−(26) ケトカルデン酸5種の還元的アミノ化を試験した。 更に、インドリルピルベートからのL−トリプトファン
の形成をアミノ酸分析器で追跡した。 供給可能な品質のインドリルピルペー) (Fi −r
ma 8igma )は340 nm で非常に高い吸
収性を有しておシ、それ放光学的試験を適用することは
できガかった。 結果は前記の表1に掲載されている。結果から、プレビ
ー々クテリウム種DSM2448には誘導可能なアミノ
酸−デヒドロゲナーゼ2種が存在することが明らかであ
る。L−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼはフェニ
ルビルヘート、p−ヒドロキシフェニルピルベート、イ
ンドリルピルベート及び2−ケト−4−(メチルメルカ
プト)−ブチレートを相応するL−アミノ酸のフェニル
アラニン、チロシン、トリプトファン及ヒメチオニンに
変換する。このL−フェニA/ 75ニンーデヒドロゲ
ナーゼはL−フェニルアラニン、D−フェニルアラニン
、ラセミ体のり、L−フェニルアラニン、L−フェニル
アラニン−メチルエステル及びL−ヒスチジンヲ通して
誘導される。D−フェニルアラニンが非常に良好な誘導
質であることが注目される。更に、L−ヒスチジンld
、T、−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼがイミダ
ゾリル弾性ブドウ酸を実際には基質として変換しないが
、誘導質として作用することが認められる。 例5 : L−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼの
精製 ブレビ−々クテリウム種D S M 24484.の超
音波砕解、次の遠心により得られた粗製抽出物20m1
に攪拌下に硫酸アンモニウムを401飽和まで加えかつ
4℃で1時間攪拌した。沈殿した蛋白質を150009
で30分間遠心分離した。 上澄み(17,5rJ)を40%硫酸アンモニウム溶液
で平衡化したセファクリル−8300カラム(2,5X
85crn)上に注いだ。この条件下でアミノ酸−デ
ヒドロゲナーゼはセファクリルカラムに結合する。億酸
アンモニウムa度t40係飽和から10%への傾斜を適
用して低下させる際に、デヒドロゲナーゼも溶離する。 まず初めに約32%の硫酸アンモニウムでL−ロイシン
−デヒドロゲナーゼが溶離する。明らかにそれとは別に
硫酸アンモニウム約26憾でI、−フェニルアラニン−
デヒドロゲナーゼが溶離する。 その溶出液は3.6−の両分で捕集される。L −フェ
ニルアラニン−デヒドロゲナーゼを含有スる両分を一緒
にし、YM5膜を介して限外沖過によシ濃縮する。その
精製を表2に掲載する。 この酵素は硫酸アンモニウム20%の存在で4Lで長時
間安定に貯蔵することができる。 (29〕 例6:L−フェニルアラニンーデヒドロケナーゼの精製 例5の別法によシブレビー々クテリウム種DBM244
8を工業的規模でガラスピーズミル中で砕解することが
できる。例として細胞270tをダイノミルKDL型(
Dyne−M目1 ’rVpKDI、)中で砕解しかつ
細胞残分を水性の2相系によシ分離した(西ドイツ国特
許第2639129号明細書)。使用した系は、細胞2
0%ン、ポリエチレングリコール1540 18%シ
及びリン酸カリウム(pH8,0) 7%lの組成を有
していた。D−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼを
完全にポリエチレングリコール分の多い上層(1073
d)中に抽出することができた。 酵素含有上層を、硫酸アンモニウム30%を添加したリ
ン酸カリウム緩衝物質(pH7,5) 50ミリモルで
稀釈しかつアミコン中空繊維ノぞトローネ(H2P50
)によシ透析濾過し、その際異種蛋白質及びポリエチ
レングリコール1540を除去した。透析炉液(250
fnt)を、硫酸アンモニウム40%を飽和させたリン
酸カリウム緩衝物質(pH7,5) 50ミリモルで平
衡化したセファロース4Bカラム(5X20α〕に加え
た。 この緩衝液(1t)で洗浄することによシ蛋白質の主要
量がこのカラムから溶出し、この条件下でT、 −フェ
ニルアラニン−デヒドロゲナーゼはカラムに結合した。 この酵素を例5に相応して傾斜法を適用して溶離し、次
いで濃縮した。この方法による精製について表3に掲載
する。 例7:反応速度とpHとの相関関係 フェニルピルベートをL−フェニルアラニンーデヒドロ
ゲナーぜの存在においてL−フェニルアラニンに還元的
にアミノ化する際の反応速度を反応溶液の、H値との関
係で試験した。試験−々ツチは次の組成を有していた: 異なるpH値で塩化アンモニウム溶液中のN A D
H0,1ミリモル、フェニルピルベート10ミリモル及
び制限量の酵素(例2による粗裏抽出物、■試験当シ蛋
白質20μ、)。選択した。H値6.75〜9.0は試
験−々ツチを一緒にする前に塩化アンモニウム溶液0.
7モルにアンモニアもしくは塩酸を添加することにより
調節した。 第2図・に反応速度を、H値の関数としてプロットした
。至適、Hは8.5である。 L−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼによシ触媒し
gL−フェニルアラニンの酸化的脱アミノの反応速度も
同様に、H値との相関関係で試験した。試験I々ラッチ
次の組成を有してい72:: (34) 異なる。H値でグリシン/ N a 01.−ell(
liHlto、1モル中のL−フェニルアラニン4.0
ミ9モル及びNAD+3ミリモル。範囲6.0〜10
.5の、H値は試験2々ツチを一緒に混合する前にグリ
シン/Na1l緩衝液に塩酸又はカセイソーダを添加し
て調節した。 この結果も同様に第2図に記載した。 逆反応はpH10,5まで上昇する。 例8:反応速度と基質濃度の相関関係 フェニルピルベートをL−フェニルアラニンに還元的に
アミノ化する際に、NADHに対するその反応速度の相
関関係を次の試験−々ツチで試験し部 塩化アンモニウム/アンモニア緩衝液(、H8,5)
0.7モル、フェニルピルベート10ミリモル、制限量
の酵素(例2による粗製抽出物。 1試験肖り蛋白質20μ?)。試験/−!′ツテ中のN
ADH濃度は範囲0.025〜0.35ミリモルで変動
させた。 最適匁反応速度は0.3ミリモルで達成されることが明
らかになった。NADHOKM値は0.064ミリモル
である。 フェニルピルベートQL−フェニルアラニンに還元的に
アミノ化する際にその反応速度とアンモニウムイオン濃
度の相関関係を次の試験−々ツテで試験した: フェニルビルベ−)toミlJモル、NADHO02ミ
リモル、限定量の酵素(例2による粗製抽出物、■試験
当シ蛋白質20μ、)。、H値をアンモニアで8.5に
調節した塩化アンモニウム緩衝液を使用した。試験中の
塩化アンモニウムモル濃度は範囲0.095〜0.7モ
ルで変化させた。 反応速度が塩化アンモニウム少なくとも0.5モルまで
上昇したことが明らかになった。塩化アンモニウム0.
7モルは阻害作用せず、それ故酵素試験に最適である。 種々のα−ケトカルゼン酸の還元的アミノ化をケト酸濃
度との相関関係において試験した。 そのため次の試験−々ツチを使用した:塩化アンモニウ
ム/アンモニア緩衝i(、H8,5) 0.7モル、N
ADHo、2ミリモル、限定量の酵素(例5により精製
した蛋白質lμ?)。 ケト酸濃度はその都度範囲0.01〜30ミリモルで変
化させた。 開始反応速度(Δ吸光度34.0 nm 7分)をミバ
エリス・メンテンにより評価する。得られたKM−及び
Vmax−値を表4に記載した。基質インドリルピルベ
ートの場合には光学的試験が妨害されるので、インドリ
ルピルベートをL−トリシト7アンに還元的にアミノ化
する際に形成されたL−トリシト7アンを時間の関数と
してアミノ酸分析器で測定した( Biotronik
BO6000%積分器Biotronikを具備、Sy
st−eml、1カラムプログラムで、標準溶液として
Firma Pierce のアミノ酸標準■を使用
した)。 (37) 表 4 精製PheDH(蛋白質0.055119/m/ )で
のKM値及びVmax値 フェニルピルベート 0.11
1.82P−ヒドロキシフェニル 0.24
1.75ぎルペート 2−ケト−4−(メチル 3.0
1.08メルカプト)−ブチレート インドリルピルベート 8.0
0.44L−フェニルアラニンの酸化的脱アミノ反応の
反応速度とNAD十濃度との相関関係を次の試験/々ラ
ッチ試験し7?1.: グリシy−NaO2/Na0H(、Hl O,7)0.
1モル、L−フェニルアラニン4 ミリモル、限定量の
酵素(例6により精製した蛋白質20μ?)。 (38) NAD十濃度は範囲0.1〜5.0ミリモルで変化させ
た。濃度3ミリモルで至適変換率が達成されることが明
らかである。 酸化的脱アミノの反応速度とL−フェニルアラニン濃度
との相関関係は次の試験/々マツチ試験し九ニ ゲリシンーNaO1/NaOH緩衝液(pH10,3)
0.1モル、NAD+3ミリモル、限定量の酵素(例6
により精製し次蛋白質20 fig )。フェニルアラ
ニン濃度は範囲0.3〜15ミリモルで変化させた。 反応で生じるN A、 D Hを340皿 で測定した
。開始反応速度をミバエリス・メンテンによす評価した
。フェニルアラニンのKM値は0.8ミリモルであシ、
最大反応速度は1.02U/INiである。 例9:類縁α−ケトカルゼン酸の還元的アミノ化による
’l、−lニールアラニン、L−チロシン%L−トリプ
トファン及びL−メチオニンの製造 還元的アミノ化で消費したNADHを再生するため、反
応?マツチに過剰量の蟻酸アンモニウム及び酵素の蟻酸
デヒドロゲナーゼ(E、0゜1.2.1.2)を添加し
、これがホルミエートをCO2に酸化する際にNAD+
をNADHに還元する。 一連のα−ケトカルボン酸の還元的アミノ化を比較条件
下に試験した。その際、試験/々マツチ均一に蟻酸アン
モニウム(pH8,5) 400 ミリモル、NADH
o、3ミリモル、蟻酸デヒドロゲナーゼ[Kroner
及びその他による製剤(1982)、”J 、 O
hem、 Teeh、 Biotechnol、’32
巻、130〜137頁)0.60/m/、L−フェニル
アラニン−デヒドロゲナーゼo、so/ゴ、α−ケトカ
ルゼン酸25ミリモルを含有していた。全容量は3−で
あった。アミノ酸分析器で生成物の形成を追跡した。そ
の結果を表5vc m 括した。フェニルピルベート、
p−ヒドロキシフェニルピルベート、インドリルビルヘ
ート及び2−ケト−4−(メチルメルカプト)−ブチレ
ートは良好に変換される。これに対して、イミダゾリル
ピルベートは冥際に基質として有用ではない。 (41) 例10 : T、−フェニルアラニンの連続的製造フェ
ニルビルヘ−)75.うのフェニルアラニンの連続合成
は1分子量を拡大した、ポリエチレンf リコール(P
EG)に結合したNADHの使用下に酵素膜反応器中で
可能である。PEG−NADHは西ドイツ国特許第28
41414号明細書によシ製造する。変性した補酵素並
びに使用した酵素の蟻酸デヒドロゲナーゼ及びL−フェ
ニルアラニン−デヒドロゲナーゼは限外濾過膜Y M5
(Firma Am1con の製品、Witte
n在)によシ反応器中に残シ、反応溶液の低分子成分、
未反応基質及び形成しfcL−フェニルアラニンは連続
的に溶液から除去される。限外炉液が反応器から流出す
るのと同じ量で溜めからフェニルピルベートと蟻酸アン
モニウムを後配量して、反応器の容量を一定に保持する
。反応器の容量はlO−であシ、PEG−NADHの濃
度0.3ミリモル、蟻酸デヒドロゲナーゼ20単位及び
L−フェニルアラニンーデヒドロゲナーゼ20単位を反
応器中に注加した。基質溶液は蟻酸アンモニウム(pH
8,3) 400 ミlJモル及びフェニルピルベート
(ナトリウム塩)20ミリモルを含有していた。 反応溶液をチューブポンプによ多連続的に30−7時間
で膜を介してポンプ処理した。限外炉液約4−/時間が
得られた。これは滞留時間2.5時間に相当する。この
実験構成で110時間テフェニル♂ルピン酸ナトリウム
9.8ミリモル(1,83、)を処理した。限外ろ液を
分画捕集し、L−フェニルアラニン含量をアミノ酸分析
器で測定した。110時間で平均して装入シタフェニル
ピルベートの70係がL−フェニルアラニンに変換され
、−緒にした限外ろ液中KL−フェニルアラニン6.9
ミリモル(1,14f)が測定された。この例で得られ
た反応生成物は比較的簡単にn裂することができる。そ
れというのもその溶液は未反応のフェニルピルベートと
蟻酸アンモニウムで不純化されているに過ぎないからで
ある。限外ろ液(450*tl h L−フェニルアラ
ニン1.149 )を凍結乾燥し。 0.5モル蟻酸5o−で採シ、その12.5−を身オン
交換体力うA (Bjorad AG 50WX8、
メツシュ200〜400.H十型*lX10crn)
上に注いだ。カラムを0.5モル蟻酸100m7!で洗
った。この条件下に7工ニルピルペートカ結合した。塩
化鉄(I[)溶液(7,5憾、、H2,5,436nm
で吸収を測定)との呈色反応にょシ、洗浄溶液20〜2
5−の通過後にフェニルピルベートがカラムから除去さ
れたことを明らかにすることができた。L−フェニルア
ラニンを5%−ピリジン溶液を用いてイオン交換体から
溶離した。 この条件下ではアンモニウムイオンはイオン交換体に結
合して残シ、それ故溶出液中のL−フェニルアラニンの
検出はニンヒドリンで可能である。交換体は4N−塩酸
で処理することにょシ再生しかつ脱イオン水で洗浄技に
再び使用する。フェニルアラニンを含有する溶出液を合
しかつ真空中回転式蒸発器で濃縮乾固した。ピリジンを
完全に除去するために数回水で採った。 このようにしてL−フェニルアラニン1.12 。 (45〕 が単離し、これを更に分析的測定に使用した。 アミノ酸分析ニアミノ酸分析器から5例1゜からの生成
物がT−−フェニルアラニン以外に他のアミノ酸を含有
していないことが明らかとなった。 旋光性:測定にパーキン・エルマー・ボラリメータ(P
erkin −Elmer Polarimeter
) 型241を使用した。測定は436 nmでpH
2,1及び30℃で実施した。L−フェニルアラニンに
よる標準曲線は旋光度とm度5〜1ooミリモルとの直
線的関係を示す。例10で合成した試料の旋光度は71
ミリモル溶液(濃度測定はアミノ酸分析器を介する)中
で−0,371’であった。標準曲線との比較によシ、
光学的に純粋なL−フェニルアラニンが得られたことが
明らかである。 D−アミノ酸オキシダーゼ(D−AOD )にょるD−
アミノ酸に関する試験:豚の腎からのD−A OD (
Boehrlnger Mannheim Gmb H
社の製品)はD−アミノ酸に対して特異的である。D(
46) アミノ酸のD−AOD[よる酸化で生成する過酸化水素
は酵素ペルオキシダーゼによシ白色色素に変化する。D
−フェニルアラニンによる標率列を作成する。これは範
囲0.01〜0.35ミリモルで吸光度差とD−フェニ
ルアラニンの濃度との間に直線関係を示す。検出限界は
0.005ミリモルである。使用した試料(例10によ
るL−フェニルアラニン55ミリモル)ハこの試験では
不活性であった。それ故、D−フェニルアラニンによる
不純化は0.01 %より低い。
酸を相応するL−α−アミノカルゼン酸に変換するため
に使用することができる。この新規酵素は、酵素法で水
溶液中でフェニル無性ブドウ酸又は、−ヒドロキシフェ
ニル熱性ブドウ酸もしくはTJ −フェニルアラニン又
はL−チロシンの濃度を測定するために使用することも
できる。この測定は非常に簡単に実施することができる
:NADHの吸光度の変化を340 nmで追跡し、相
応する検量線から濃度を読み取る。 次に、本発明を実施例により詳説する。特に記載のない
限11」は「重量%」を表わす。 例1 : T、−フェニルアラニンーデヒドロケナーゼ
生産菌のスクリーニング ブラウンシュヴアイク(Braunschweig )
地方の異なる場所からの14種の土壌試料を滅菌塩
溶液(Na(M O,9係)で懸濁し、その水性の上澄
みのアリコートを固体培地を含むK) +J皿上に塗抹
しかつペトリ皿を27℃で2〜3日間恒温保持した。培
地は次のように調製した:L−フェニルアラニン102
、K2HPO4・3H204,8t 、 K2HPO4
1,5S’、M2SO4・7H200,2?、0aOz
2−2)T2O2+v、ZnSO4−7H200,4W
、Fe015 ’ 6H200,2W及び寒天20.を
脱イオン水に溶解してizとし。 、H値を7.2に調節しかつ滅菌する。冷却後、シュレ
ーゲル(Schlegel )による滅菌ビタミン溶液
1rntを加えかつこの培地を滅菌ペトリ皿中に注いだ
。順調な成長を示す細菌を数回の稀釈塗抹を介して精製
した。顕微鏡で均一に観察される菌株を10 Orpm
の回転振盪機上、27′Cでシカーネ(5chikan
e ) 2個を備えた500−一三角フラスコ中の液
体培地1oo−中で成長させた。液体培地は寒天を含ま
ないことを除いて前記の組成を有していた。2〜3日後
に振盪フラスコの内容物を遠心しかつ沈殿をリン酸カリ
ウム緩衝剤0.05モル(、H7,4) で洗浄した
。細胞の上澄みと沈殿を超音波で5分間で砕解した。不
溶細胞成分を遠心分離しかつ上澄みを酵素源として試験
した。14個の土壌試料から、唯一の炭素−窒素源とし
てのL−フェニルアラニン上で成長しfc菌株57個を
単離した。 そのうちの1つの菌株(ブレビバクテリウム種DSM2
44B)が所望の酵素活性を示した。光度測定試験を酵
素の検出に利用した。試験−々ツチトシて0.7モル塩
化アンモニウム/アンモニア緩衝液(pH8,5)、N
ADH0,1ミリモル、フェニルピルベート10ミリモ
ル及ヒ限定量の(2工) 酵素(1試験当り蛋白質10〜20μ、)を使用した。 340 nmでNAD)Iの吸光度の低下を測定した。 得られた数値から、試験をフェニルピルベートを添加せ
ずに行なった場合に得られたゼロ値を差引い7’j、酵
素活性は国際単位で表わし、10はNADH1μモル/
分の減少を表わす。 プレビー々クテリウム種D8M2448は時間と共にコ
ツコイド形(kokkoide Form )に変化す
るダラム陽性の短稈に成長する。細胞は非運動性で、胞
子を形成しない。成長は全く好気性である。グルコース
からは酸は形成されない。カタラーゼ−及びニトレート
還元は正、尿素分解は正、ゼラチン−、カゼイン−及び
殿粉分解は負、H2S形成は負、41℃の成長は負であ
る細胞壁はメン−ジアミノピメリン酸を含有する細胞壁
の糖としてアラビノース、マンノース及びガラクトース
が見出される。 9142 : T、 −フェニルアラニン−デヒドロゲ
ナーゼの製造 (22) 酵素を製造するために、ブレビ/々クテリウム種DSM
24.48を次の培地中で増殖し7?1.ニゲルコース
5.酵母エキスs、麦芽エキス102、L−フェニルア
ラニン102、KH2PO43、。固体培地を脱イオン
水に溶解して1tとし、この溶液の、H値を7.2
に調節しかつそれを121℃、過圧1−々−ルで15分
間滅菌した。 培養は培地loom/を装入したシツカーネ2個を有す
る500−一三角フラスコ中で行なった。 滅菌培地に、■白金耳借のブレビバクテリウム種DSM
2448を斜面寒天試験管から採シ、接種した。この培
養培地を20〜23時間120rpmの回転振盪機上2
7℃で培養した。成長した培養培地を遠心しく 5oo
o、で工5分間)、沈殿をリン酸カリウム緩衝液(、H
7,4) 0.05モルで懸濁させた。再度遠心分離し
、このようにして得られた洗浄沈殿をリン酸カリウム緩
衝剤(,87,4) 0.05モル中で懸濁させ、その
故細胞湿潤物雀1.当り緩衝液4−を使用した。 この懸濁液を3藺−チップ(5pltce )を備えた
超音波機(MSB、150ワツト、MK2)で、水浴中
で冷却しながら1分間曝射を5回行ない、この際に懸濁
液を冷却するために小力くとも1分間休憩した。遠心分
離(10分間、12000、で)後に、一般に蛋白質1
〜21n9/1n!、及びL−フェニルアラニン−デヒ
ドロゲナーゼ3〜6U /−を含有する粗製抽出物が得
られた。これは=18℃で貯蔵することができ、1t月
後でも活性の低下は認められガい。所望の場合には、低
分子成分を粗製抽出物から透析沖過又はセファデックス
G−25カラムを介してゲルクロマトグラフィにより常
用の作業法により除去することもできる。生育する間の
酵素形成の進行は1.5を一醗酵槽(Biolafit
te)中で追跡した。 菌株は生成培地中で生育し、接種には24時間経過した
前培培養培地30−を使用した。 生育条件=30℃、通気量60t/h、400rpmの
タービン形攪拌機 試料中で、 a)培養物の光学密度(混濁〕を578 nmで生育の
尺度として測定し、 11)細胞の遠心分離後に培地中のL−フェニルアラニ
ン含量をアミノ酸分析器で測定し、C)遠心分離した細
胞を砕解しかつ懸濁液(粗製抽出物)中でPheDHの
活性(U/m/)及び蛋白質含量(■/−)を測定し、
それにより比酵素活性(U/Wq)及び培養物IL当り
のPhe D Hの容量活性を計算した。 この結果を第1図に記載する。 酵素は早い成長期に形成され、活性の発生と共に培養物
中のL−Phe含量は低下する。最大活性はこの成長条
件下に30〜35時間後に達成され、更に進行すると酵
素含量は約50幅に低下する(65時間〕。 例3ニア0を規模での製造 例2による製造培地681を醗酵槽(容量100 t%
Fabrikat Giovanola Freres
SAMonthey )中120℃で滅菌しかつ冷却
後に前培養培地(24時間成長させたもの)21を接種
した。培養を30℃で、通気量1 vvm及びり(25
) 一ビン形攪拌機の回転数20 Orpmで行なった。 24時間の生育後、細胞を遠心処理によシ採取した。合
計して、全酵素含−1%1−77000単位の細菌湿潤
物質5.9Kgが得られた。この細胞のアリコートヲ例
2によシ砕解しかつL−フェニルアラニン−デヒドロゲ
ナーゼの活性を測定した。 砕解した試料は和製抽出物中で死活Q1.6[J/m9
を示した。 例4:L−フェニルアラニンーデヒドロケナーゼの誘導 ブレビ/々クテリウム種D 5M2448を麦芽エキス
1%、グルコース0.5係、チアミン2μt/l、KH
2PO40,3%及びそれぞれ#度1憾の種々のアミノ
酸を含む培地中で生育した。更に、L−フェニルアラニ
ン−メチルエステル(培地中の濃度0.5%)を誘導質
として試験した。培養開始前の培地の、Hは7.4であ
った。回転式振盪機(120rpm )上、30℃で2
4時間生育させた後で、細胞を遠心し、超音波で砕解し
かつそれぞれの抽出物を用いて光学試験でα−(26) ケトカルデン酸5種の還元的アミノ化を試験した。 更に、インドリルピルベートからのL−トリプトファン
の形成をアミノ酸分析器で追跡した。 供給可能な品質のインドリルピルペー) (Fi −r
ma 8igma )は340 nm で非常に高い吸
収性を有しておシ、それ放光学的試験を適用することは
できガかった。 結果は前記の表1に掲載されている。結果から、プレビ
ー々クテリウム種DSM2448には誘導可能なアミノ
酸−デヒドロゲナーゼ2種が存在することが明らかであ
る。L−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼはフェニ
ルビルヘート、p−ヒドロキシフェニルピルベート、イ
ンドリルピルベート及び2−ケト−4−(メチルメルカ
プト)−ブチレートを相応するL−アミノ酸のフェニル
アラニン、チロシン、トリプトファン及ヒメチオニンに
変換する。このL−フェニA/ 75ニンーデヒドロゲ
ナーゼはL−フェニルアラニン、D−フェニルアラニン
、ラセミ体のり、L−フェニルアラニン、L−フェニル
アラニン−メチルエステル及びL−ヒスチジンヲ通して
誘導される。D−フェニルアラニンが非常に良好な誘導
質であることが注目される。更に、L−ヒスチジンld
、T、−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼがイミダ
ゾリル弾性ブドウ酸を実際には基質として変換しないが
、誘導質として作用することが認められる。 例5 : L−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼの
精製 ブレビ−々クテリウム種D S M 24484.の超
音波砕解、次の遠心により得られた粗製抽出物20m1
に攪拌下に硫酸アンモニウムを401飽和まで加えかつ
4℃で1時間攪拌した。沈殿した蛋白質を150009
で30分間遠心分離した。 上澄み(17,5rJ)を40%硫酸アンモニウム溶液
で平衡化したセファクリル−8300カラム(2,5X
85crn)上に注いだ。この条件下でアミノ酸−デ
ヒドロゲナーゼはセファクリルカラムに結合する。億酸
アンモニウムa度t40係飽和から10%への傾斜を適
用して低下させる際に、デヒドロゲナーゼも溶離する。 まず初めに約32%の硫酸アンモニウムでL−ロイシン
−デヒドロゲナーゼが溶離する。明らかにそれとは別に
硫酸アンモニウム約26憾でI、−フェニルアラニン−
デヒドロゲナーゼが溶離する。 その溶出液は3.6−の両分で捕集される。L −フェ
ニルアラニン−デヒドロゲナーゼを含有スる両分を一緒
にし、YM5膜を介して限外沖過によシ濃縮する。その
精製を表2に掲載する。 この酵素は硫酸アンモニウム20%の存在で4Lで長時
間安定に貯蔵することができる。 (29〕 例6:L−フェニルアラニンーデヒドロケナーゼの精製 例5の別法によシブレビー々クテリウム種DBM244
8を工業的規模でガラスピーズミル中で砕解することが
できる。例として細胞270tをダイノミルKDL型(
Dyne−M目1 ’rVpKDI、)中で砕解しかつ
細胞残分を水性の2相系によシ分離した(西ドイツ国特
許第2639129号明細書)。使用した系は、細胞2
0%ン、ポリエチレングリコール1540 18%シ
及びリン酸カリウム(pH8,0) 7%lの組成を有
していた。D−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼを
完全にポリエチレングリコール分の多い上層(1073
d)中に抽出することができた。 酵素含有上層を、硫酸アンモニウム30%を添加したリ
ン酸カリウム緩衝物質(pH7,5) 50ミリモルで
稀釈しかつアミコン中空繊維ノぞトローネ(H2P50
)によシ透析濾過し、その際異種蛋白質及びポリエチ
レングリコール1540を除去した。透析炉液(250
fnt)を、硫酸アンモニウム40%を飽和させたリン
酸カリウム緩衝物質(pH7,5) 50ミリモルで平
衡化したセファロース4Bカラム(5X20α〕に加え
た。 この緩衝液(1t)で洗浄することによシ蛋白質の主要
量がこのカラムから溶出し、この条件下でT、 −フェ
ニルアラニン−デヒドロゲナーゼはカラムに結合した。 この酵素を例5に相応して傾斜法を適用して溶離し、次
いで濃縮した。この方法による精製について表3に掲載
する。 例7:反応速度とpHとの相関関係 フェニルピルベートをL−フェニルアラニンーデヒドロ
ゲナーぜの存在においてL−フェニルアラニンに還元的
にアミノ化する際の反応速度を反応溶液の、H値との関
係で試験した。試験−々ツチは次の組成を有していた: 異なるpH値で塩化アンモニウム溶液中のN A D
H0,1ミリモル、フェニルピルベート10ミリモル及
び制限量の酵素(例2による粗裏抽出物、■試験当シ蛋
白質20μ、)。選択した。H値6.75〜9.0は試
験−々ツチを一緒にする前に塩化アンモニウム溶液0.
7モルにアンモニアもしくは塩酸を添加することにより
調節した。 第2図・に反応速度を、H値の関数としてプロットした
。至適、Hは8.5である。 L−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼによシ触媒し
gL−フェニルアラニンの酸化的脱アミノの反応速度も
同様に、H値との相関関係で試験した。試験I々ラッチ
次の組成を有してい72:: (34) 異なる。H値でグリシン/ N a 01.−ell(
liHlto、1モル中のL−フェニルアラニン4.0
ミ9モル及びNAD+3ミリモル。範囲6.0〜10
.5の、H値は試験2々ツチを一緒に混合する前にグリ
シン/Na1l緩衝液に塩酸又はカセイソーダを添加し
て調節した。 この結果も同様に第2図に記載した。 逆反応はpH10,5まで上昇する。 例8:反応速度と基質濃度の相関関係 フェニルピルベートをL−フェニルアラニンに還元的に
アミノ化する際に、NADHに対するその反応速度の相
関関係を次の試験−々ツチで試験し部 塩化アンモニウム/アンモニア緩衝液(、H8,5)
0.7モル、フェニルピルベート10ミリモル、制限量
の酵素(例2による粗製抽出物。 1試験肖り蛋白質20μ?)。試験/−!′ツテ中のN
ADH濃度は範囲0.025〜0.35ミリモルで変動
させた。 最適匁反応速度は0.3ミリモルで達成されることが明
らかになった。NADHOKM値は0.064ミリモル
である。 フェニルピルベートQL−フェニルアラニンに還元的に
アミノ化する際にその反応速度とアンモニウムイオン濃
度の相関関係を次の試験−々ツテで試験した: フェニルビルベ−)toミlJモル、NADHO02ミ
リモル、限定量の酵素(例2による粗製抽出物、■試験
当シ蛋白質20μ、)。、H値をアンモニアで8.5に
調節した塩化アンモニウム緩衝液を使用した。試験中の
塩化アンモニウムモル濃度は範囲0.095〜0.7モ
ルで変化させた。 反応速度が塩化アンモニウム少なくとも0.5モルまで
上昇したことが明らかになった。塩化アンモニウム0.
7モルは阻害作用せず、それ故酵素試験に最適である。 種々のα−ケトカルゼン酸の還元的アミノ化をケト酸濃
度との相関関係において試験した。 そのため次の試験−々ツチを使用した:塩化アンモニウ
ム/アンモニア緩衝i(、H8,5) 0.7モル、N
ADHo、2ミリモル、限定量の酵素(例5により精製
した蛋白質lμ?)。 ケト酸濃度はその都度範囲0.01〜30ミリモルで変
化させた。 開始反応速度(Δ吸光度34.0 nm 7分)をミバ
エリス・メンテンにより評価する。得られたKM−及び
Vmax−値を表4に記載した。基質インドリルピルベ
ートの場合には光学的試験が妨害されるので、インドリ
ルピルベートをL−トリシト7アンに還元的にアミノ化
する際に形成されたL−トリシト7アンを時間の関数と
してアミノ酸分析器で測定した( Biotronik
BO6000%積分器Biotronikを具備、Sy
st−eml、1カラムプログラムで、標準溶液として
Firma Pierce のアミノ酸標準■を使用
した)。 (37) 表 4 精製PheDH(蛋白質0.055119/m/ )で
のKM値及びVmax値 フェニルピルベート 0.11
1.82P−ヒドロキシフェニル 0.24
1.75ぎルペート 2−ケト−4−(メチル 3.0
1.08メルカプト)−ブチレート インドリルピルベート 8.0
0.44L−フェニルアラニンの酸化的脱アミノ反応の
反応速度とNAD十濃度との相関関係を次の試験/々ラ
ッチ試験し7?1.: グリシy−NaO2/Na0H(、Hl O,7)0.
1モル、L−フェニルアラニン4 ミリモル、限定量の
酵素(例6により精製した蛋白質20μ?)。 (38) NAD十濃度は範囲0.1〜5.0ミリモルで変化させ
た。濃度3ミリモルで至適変換率が達成されることが明
らかである。 酸化的脱アミノの反応速度とL−フェニルアラニン濃度
との相関関係は次の試験/々マツチ試験し九ニ ゲリシンーNaO1/NaOH緩衝液(pH10,3)
0.1モル、NAD+3ミリモル、限定量の酵素(例6
により精製し次蛋白質20 fig )。フェニルアラ
ニン濃度は範囲0.3〜15ミリモルで変化させた。 反応で生じるN A、 D Hを340皿 で測定した
。開始反応速度をミバエリス・メンテンによす評価した
。フェニルアラニンのKM値は0.8ミリモルであシ、
最大反応速度は1.02U/INiである。 例9:類縁α−ケトカルゼン酸の還元的アミノ化による
’l、−lニールアラニン、L−チロシン%L−トリプ
トファン及びL−メチオニンの製造 還元的アミノ化で消費したNADHを再生するため、反
応?マツチに過剰量の蟻酸アンモニウム及び酵素の蟻酸
デヒドロゲナーゼ(E、0゜1.2.1.2)を添加し
、これがホルミエートをCO2に酸化する際にNAD+
をNADHに還元する。 一連のα−ケトカルボン酸の還元的アミノ化を比較条件
下に試験した。その際、試験/々マツチ均一に蟻酸アン
モニウム(pH8,5) 400 ミリモル、NADH
o、3ミリモル、蟻酸デヒドロゲナーゼ[Kroner
及びその他による製剤(1982)、”J 、 O
hem、 Teeh、 Biotechnol、’32
巻、130〜137頁)0.60/m/、L−フェニル
アラニン−デヒドロゲナーゼo、so/ゴ、α−ケトカ
ルゼン酸25ミリモルを含有していた。全容量は3−で
あった。アミノ酸分析器で生成物の形成を追跡した。そ
の結果を表5vc m 括した。フェニルピルベート、
p−ヒドロキシフェニルピルベート、インドリルビルヘ
ート及び2−ケト−4−(メチルメルカプト)−ブチレ
ートは良好に変換される。これに対して、イミダゾリル
ピルベートは冥際に基質として有用ではない。 (41) 例10 : T、−フェニルアラニンの連続的製造フェ
ニルビルヘ−)75.うのフェニルアラニンの連続合成
は1分子量を拡大した、ポリエチレンf リコール(P
EG)に結合したNADHの使用下に酵素膜反応器中で
可能である。PEG−NADHは西ドイツ国特許第28
41414号明細書によシ製造する。変性した補酵素並
びに使用した酵素の蟻酸デヒドロゲナーゼ及びL−フェ
ニルアラニン−デヒドロゲナーゼは限外濾過膜Y M5
(Firma Am1con の製品、Witte
n在)によシ反応器中に残シ、反応溶液の低分子成分、
未反応基質及び形成しfcL−フェニルアラニンは連続
的に溶液から除去される。限外炉液が反応器から流出す
るのと同じ量で溜めからフェニルピルベートと蟻酸アン
モニウムを後配量して、反応器の容量を一定に保持する
。反応器の容量はlO−であシ、PEG−NADHの濃
度0.3ミリモル、蟻酸デヒドロゲナーゼ20単位及び
L−フェニルアラニンーデヒドロゲナーゼ20単位を反
応器中に注加した。基質溶液は蟻酸アンモニウム(pH
8,3) 400 ミlJモル及びフェニルピルベート
(ナトリウム塩)20ミリモルを含有していた。 反応溶液をチューブポンプによ多連続的に30−7時間
で膜を介してポンプ処理した。限外炉液約4−/時間が
得られた。これは滞留時間2.5時間に相当する。この
実験構成で110時間テフェニル♂ルピン酸ナトリウム
9.8ミリモル(1,83、)を処理した。限外ろ液を
分画捕集し、L−フェニルアラニン含量をアミノ酸分析
器で測定した。110時間で平均して装入シタフェニル
ピルベートの70係がL−フェニルアラニンに変換され
、−緒にした限外ろ液中KL−フェニルアラニン6.9
ミリモル(1,14f)が測定された。この例で得られ
た反応生成物は比較的簡単にn裂することができる。そ
れというのもその溶液は未反応のフェニルピルベートと
蟻酸アンモニウムで不純化されているに過ぎないからで
ある。限外ろ液(450*tl h L−フェニルアラ
ニン1.149 )を凍結乾燥し。 0.5モル蟻酸5o−で採シ、その12.5−を身オン
交換体力うA (Bjorad AG 50WX8、
メツシュ200〜400.H十型*lX10crn)
上に注いだ。カラムを0.5モル蟻酸100m7!で洗
った。この条件下に7工ニルピルペートカ結合した。塩
化鉄(I[)溶液(7,5憾、、H2,5,436nm
で吸収を測定)との呈色反応にょシ、洗浄溶液20〜2
5−の通過後にフェニルピルベートがカラムから除去さ
れたことを明らかにすることができた。L−フェニルア
ラニンを5%−ピリジン溶液を用いてイオン交換体から
溶離した。 この条件下ではアンモニウムイオンはイオン交換体に結
合して残シ、それ故溶出液中のL−フェニルアラニンの
検出はニンヒドリンで可能である。交換体は4N−塩酸
で処理することにょシ再生しかつ脱イオン水で洗浄技に
再び使用する。フェニルアラニンを含有する溶出液を合
しかつ真空中回転式蒸発器で濃縮乾固した。ピリジンを
完全に除去するために数回水で採った。 このようにしてL−フェニルアラニン1.12 。 (45〕 が単離し、これを更に分析的測定に使用した。 アミノ酸分析ニアミノ酸分析器から5例1゜からの生成
物がT−−フェニルアラニン以外に他のアミノ酸を含有
していないことが明らかとなった。 旋光性:測定にパーキン・エルマー・ボラリメータ(P
erkin −Elmer Polarimeter
) 型241を使用した。測定は436 nmでpH
2,1及び30℃で実施した。L−フェニルアラニンに
よる標準曲線は旋光度とm度5〜1ooミリモルとの直
線的関係を示す。例10で合成した試料の旋光度は71
ミリモル溶液(濃度測定はアミノ酸分析器を介する)中
で−0,371’であった。標準曲線との比較によシ、
光学的に純粋なL−フェニルアラニンが得られたことが
明らかである。 D−アミノ酸オキシダーゼ(D−AOD )にょるD−
アミノ酸に関する試験:豚の腎からのD−A OD (
Boehrlnger Mannheim Gmb H
社の製品)はD−アミノ酸に対して特異的である。D(
46) アミノ酸のD−AOD[よる酸化で生成する過酸化水素
は酵素ペルオキシダーゼによシ白色色素に変化する。D
−フェニルアラニンによる標率列を作成する。これは範
囲0.01〜0.35ミリモルで吸光度差とD−フェニ
ルアラニンの濃度との間に直線関係を示す。検出限界は
0.005ミリモルである。使用した試料(例10によ
るL−フェニルアラニン55ミリモル)ハこの試験では
不活性であった。それ故、D−フェニルアラニンによる
不純化は0.01 %より低い。
第1図は培養物の光学密度、L−フェニルアラニン含量
並びにL−フェニルアラニンデヒドロゲナーゼの容量活
性及びその比酵素活性を時間に対する関数としてプロッ
トして示すグラフ、第2図1dL−フェニルアラニンデ
ヒドロゲナーゼの存在においてフェニルビルペー)をL
−フェニルアラニンにもしくはその逆方向に反応させた
際の反応速度をpH値の関数としてプロットして示すグ
ラフである。 (47ン 第1頁の続き 0発 明 者 ヴオルフガング・ロイヒテンベルガー ドイツ連邦共和国ブルーフケ− ベル・ゲシュヴイスターーショ ルーシュトラーセ1 ■出 願 人 ゲゼルシャフト・フユア・ビオテヒノロ
ギツシエ・フォルシュ ング・ミツト・ベシュレンクテ ル・ハフラング(ゲー・ベー・ エフ) ドイツ連邦共和国ブラウンシュ ヴアイク・シュテツクハイム・ マツシエローダー・ヴ工−り1
並びにL−フェニルアラニンデヒドロゲナーゼの容量活
性及びその比酵素活性を時間に対する関数としてプロッ
トして示すグラフ、第2図1dL−フェニルアラニンデ
ヒドロゲナーゼの存在においてフェニルビルペー)をL
−フェニルアラニンにもしくはその逆方向に反応させた
際の反応速度をpH値の関数としてプロットして示すグ
ラフである。 (47ン 第1頁の続き 0発 明 者 ヴオルフガング・ロイヒテンベルガー ドイツ連邦共和国ブルーフケ− ベル・ゲシュヴイスターーショ ルーシュトラーセ1 ■出 願 人 ゲゼルシャフト・フユア・ビオテヒノロ
ギツシエ・フォルシュ ング・ミツト・ベシュレンクテ ル・ハフラング(ゲー・ベー・ エフ) ドイツ連邦共和国ブラウンシュ ヴアイク・シュテツクハイム・ マツシエローダー・ヴ工−り1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、a)フェニル帰性ブドウ酸をアンモニウムイオンの
存在でかつ補酵素としてのNADHと共にL−フェニル
アラニンに還元的にアミノ化するのを触媒し、 b)他のケトカルビン酸を相応するα−アミノカルゼン
酸に、特にp−ヒドロキシフェニル然性ブドウ酸をL−
チロシンに、インドリル焦性ブドウ酸をL−)リプドア
アンに及び2−ケト−4−1(メチルメルカプト)−酪
酸をL−メチオニンにアンモニウムイオンの存在でかつ
補酵素としてのNADHと共に還元的にアミノ化するの
を触媒し、c)L−フェニルアラニン、L−チロシン、
L−トリプトファン及びL−メチオニンを(1〕 補酵素としてのNAD+ と酸化的に脱アミノ反応する
のを触媒し、 d)還元的アミノ化の至適、H範囲が8.5±1であシ
、及び e)酸化的脱アミノ反応の至適、H範囲が10±1であ
る という性質を特徴とする微生物学的に製造し* TJ
−フェニルアラニンーデヒドロケナーセ。 2、 、 ) フェニル焦性フドウ酸をアンモニウムイ
オンの存在でかつ補酵素としてのNADHと共GCL−
フェニルアラニンに還元的にアミノ化するのを触媒し、 b)他のケトカルビン酸を相応するd−アミノカルヂン
酸にアンモニウムイオンの存在でかつ補酵素としてのN
ADHと共に還元的にアミノ化するのを触媒し、 c)L−フェニルアラニン、L−チロシン。 T、 −)リプドアアン及びL−メチオニンを補酵素と
してのNAD+と酸化的に脱アミノ反応するのを触媒し
、 (2) d)還元的アミノ化の至適、H範囲が8.5±1であシ
、及び e)酸化的脱アミノ反応の至適、H範囲が10±1であ
る という性質を有するL−7エニルアラニンーデヒドロゲ
ナーゼを取得する方法において、ブレビ/々クテリウム
種DSM2448を炭素及び窒素の供給源、チアミン、
鉱物塩並びに誘導質を含有する水性培地中で、H6,5
〜7.5及び温度25〜32℃で好気培養し、細胞物質
を分離しかつ酵素を細胞から単離することを特徴とする
L−フェニルアラニン−デヒドロゲナーゼの取得法。 3、 誘導質としてL−7エニルアラニン、D−フェニ
ルアラニン、D、L−7エニルアラニン、D、L−フェ
ニルアラニンエステル又はL−ヒスチジンを使用する特
許請求の範囲第2項記載の方法。 4、細胞を機械的に砕解し、不溶の細胞砕片を分離しか
つ更に酵素を公知方法で富化する特(3〕 許請求の範囲第2項又は第3項記載の方法。 5、 酵素の富化を分画塩析により行なう特許請求の範
囲第4項記載の方法。 6、 酵素の富化をクロマトグラフィ分離法によシ行力
う特許請求の範囲第4項記載の方法。 7、 a ) フェニル伸性ブドウ酸をアンモニウムイ
オンの存在でかつ補酵素としてのNADHト共にL−フ
ェニルアラニンに還元的にアミン化するのを触媒し、 b)他のケトカルゼン酸を相応するα−アミノカルゼン
酸にアンモニウムイオンの存在でかつ補酵素としてのN
ADHと共に還元的にアミノ化するのを触媒し、 c)T、−フェニルアラニン、L−チロシン、T、 −
)リプドアアン及びL−メチオニンを補酵素としてのN
kD+と酸化的に脱アミノ反応するのを触媒し、 d)還元的アミノ化の至適、H範囲が8.5±1であシ
、及び e)酸化的脱アミノ反応の至適、H範囲が(4) 10±1である という性質を有するL−フェニルアラニン−デヒドロゲ
ナーゼを用いてフェニル伸性ブドウ酸、p−ヒドロキシ
フェニル照性ブドウ酸、インドリル弾性ブドウ酸又は2
−ケト−4−(メチルメルカプト)−酪酸を相応するL
−α−アミノカルゼン酸に酵素的に変換することを特徴
とするL−α−アミノヵルヂン酸の製法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833307095 DE3307095A1 (de) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | Mikrobiologisch hergestellte l-phenylalanin-dehydrogenase, verfahren zu ihrer gewinnung und ihre verwendung |
DE33070954 | 1983-03-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59198972A true JPS59198972A (ja) | 1984-11-10 |
Family
ID=6192136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59037384A Pending JPS59198972A (ja) | 1983-03-01 | 1984-03-01 | 微生物学的に製造したL−フエニルアラニン−デヒドロゲナ−ゼ、その取得法及びL−α−アミノカルボン酸の製法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4590161A (ja) |
EP (1) | EP0120208B1 (ja) |
JP (1) | JPS59198972A (ja) |
CA (1) | CA1209933A (ja) |
DE (2) | DE3307095A1 (ja) |
DK (1) | DK142184A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4849345A (en) * | 1985-04-17 | 1989-07-18 | Sagami Chemical Research Center | L-phenylalanine dehydrogenase and use thereof |
US4970157A (en) * | 1986-08-12 | 1990-11-13 | Sagami Chemical Research Center | Isolated phenylalanine dehydrogenase gene and process for production of phenylalanine dehydrogenase |
WO2010067578A1 (ja) | 2008-12-09 | 2010-06-17 | 株式会社カネカ | 新規なアミノ酸脱水素酵素、およびl-アミノ酸、2-オキソ酸、又はd-アミノ酸の製造方法 |
JP2015512381A (ja) * | 2012-03-23 | 2015-04-27 | ノバルティス アーゲー | スピロインドロンおよびこれらの中間体を調製するための化学プロセス |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3446304A1 (de) * | 1984-12-19 | 1986-07-10 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur gewinnung von phenylalanin-dehydrogenase enthaltenden mikroorganismen, mikroorganismen, die in ihnen enthaltene phenylalanin-dehydrogenase und deren verwendung zur herstellung von l-(alpha)-aminosaeuren |
JPS62151191A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-07-06 | Kuraray Co Ltd | L−フエニルアラニンの製法 |
DE3621839A1 (de) * | 1986-06-28 | 1988-01-07 | Degussa | Mikrobiologisch hergestellte (alpha)-acetylaminozimtsaeure-acylase, verfahren zu ihrer gewinnung und ihre verwendung |
US5139943A (en) * | 1989-06-13 | 1992-08-18 | Genencor International, Inc. | Processes for the recovery of microbially produced chymosin |
US5151358A (en) * | 1989-06-13 | 1992-09-29 | Genencor International, Inc. | Processes for the recovery of naturally produced chymosin |
DE4127648C1 (ja) * | 1991-08-21 | 1993-01-14 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt, De | |
DE4141351A1 (de) * | 1991-12-14 | 1993-06-17 | Basf Ag | Stabile pulverfoermige vitamin- und/oder carotinoid-praeparate und verfahren zu deren herstellung |
CN113429238A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-09-24 | 甘肃省农业科学院旱地农业研究所 | 一种有机肥及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3036958A (en) * | 1959-03-17 | 1962-05-29 | Ajinomoto Kk | Process for producing l-tryptophan from 3-indolepyruvic acid |
CH537904A (de) * | 1969-08-16 | 1973-06-15 | Sankyo Co | Verfahren zur Herstellung von L-3,4-Dihydroxyphenylalaninderivaten |
DE2930070A1 (de) * | 1979-07-25 | 1981-02-19 | Biotechnolog Forschung Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen enzymatischen umwandlung von wasserloeslichen alpha -ketocarbonsaeuren in die entsprechenden aminosaeuren |
JPS5814199B2 (ja) * | 1979-10-31 | 1983-03-17 | 味の素株式会社 | L−フエニルアラニンの製造法 |
-
1983
- 1983-03-01 DE DE19833307095 patent/DE3307095A1/de not_active Withdrawn
-
1984
- 1984-01-24 DE DE8484100707T patent/DE3477400D1/de not_active Expired
- 1984-01-24 EP EP84100707A patent/EP0120208B1/de not_active Expired
- 1984-02-24 US US06/583,325 patent/US4590161A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-02-29 DK DK142184A patent/DK142184A/da not_active Application Discontinuation
- 1984-03-01 JP JP59037384A patent/JPS59198972A/ja active Pending
- 1984-03-01 CA CA000448621A patent/CA1209933A/en not_active Expired
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4849345A (en) * | 1985-04-17 | 1989-07-18 | Sagami Chemical Research Center | L-phenylalanine dehydrogenase and use thereof |
US4970157A (en) * | 1986-08-12 | 1990-11-13 | Sagami Chemical Research Center | Isolated phenylalanine dehydrogenase gene and process for production of phenylalanine dehydrogenase |
WO2010067578A1 (ja) | 2008-12-09 | 2010-06-17 | 株式会社カネカ | 新規なアミノ酸脱水素酵素、およびl-アミノ酸、2-オキソ酸、又はd-アミノ酸の製造方法 |
US9267116B2 (en) | 2008-12-09 | 2016-02-23 | Kaneka Corporation | Amino acid dehydrogenase, and process for producing L-amino acid, 2-oxo acid or D-amino acid |
JP2015512381A (ja) * | 2012-03-23 | 2015-04-27 | ノバルティス アーゲー | スピロインドロンおよびこれらの中間体を調製するための化学プロセス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK142184A (da) | 1984-09-02 |
DE3307095A1 (de) | 1984-09-06 |
CA1209933A (en) | 1986-08-19 |
DE3477400D1 (en) | 1989-04-27 |
EP0120208B1 (de) | 1989-03-22 |
US4590161A (en) | 1986-05-20 |
EP0120208A3 (en) | 1986-07-02 |
EP0120208A2 (de) | 1984-10-03 |
DK142184D0 (da) | 1984-02-29 |
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