JPS60203197A - アデノシン一リン酸のアデノシン三リン酸への変換方法 - Google Patents
アデノシン一リン酸のアデノシン三リン酸への変換方法Info
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- JPS60203197A JPS60203197A JP6139784A JP6139784A JPS60203197A JP S60203197 A JPS60203197 A JP S60203197A JP 6139784 A JP6139784 A JP 6139784A JP 6139784 A JP6139784 A JP 6139784A JP S60203197 A JPS60203197 A JP S60203197A
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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
【発明の詳細な説明】
大発明は、アデノシン−リン酸(以下AMPという。)
をアデノシンニリン酸(以下AT11という。)へ変換
する方法に関するものである。
をアデノシンニリン酸(以下AT11という。)へ変換
する方法に関するものである。
生体内において、生命を維持するために故多くの生合成
反応が1(¥素を触媒としで営まれている。
反応が1(¥素を触媒としで営まれている。
それらのうち、特に重要な結合反応を行うに当たっては
、 ATPがエネルギー源又は補助因子として必要であ
る。この際、 ATP L!エネルギー源又は補助因子
として働いたのら、アデノシンニリン酸(以下ADII
という。)又はIPに分解され、消費されてしまうこと
になる。一方111↓J江、牛体内の反応を工業的に工
場内の反応器中で再現しようとする試みが盛んに行わり
、るようになってきている。
、 ATPがエネルギー源又は補助因子として必要であ
る。この際、 ATP L!エネルギー源又は補助因子
として働いたのら、アデノシンニリン酸(以下ADII
という。)又はIPに分解され、消費されてしまうこと
になる。一方111↓J江、牛体内の反応を工業的に工
場内の反応器中で再現しようとする試みが盛んに行わり
、るようになってきている。
これは、近代化学工業の見向しから生体内反応の省エネ
ルギー性、無公害性等が注目さるようになったものであ
り、特にファイン斤ミカルの分す1fにおいて必須の技
術になろうとしており、加水分解反応、異性化反応等の
技術分野においてはすでに実用化が成功している。しか
し、結合反応においては上述のように、 ATPという
高価な物質をエネルギー源又は補助因子として消費する
ために少なくとも経済的には成立ち得ないという問題が
一実用化を妨げている。すなわち、 ’ ATPが消費
された産物であるへ叶、 AMII、特に最低のエネル
ギーレベルに消費されつくしたAMPをATPに再生変
換することがこの問題点を打開する重要な技術となるの
である。
ルギー性、無公害性等が注目さるようになったものであ
り、特にファイン斤ミカルの分す1fにおいて必須の技
術になろうとしており、加水分解反応、異性化反応等の
技術分野においてはすでに実用化が成功している。しか
し、結合反応においては上述のように、 ATPという
高価な物質をエネルギー源又は補助因子として消費する
ために少なくとも経済的には成立ち得ないという問題が
一実用化を妨げている。すなわち、 ’ ATPが消費
された産物であるへ叶、 AMII、特に最低のエネル
ギーレベルに消費されつくしたAMPをATPに再生変
換することがこの問題点を打開する重要な技術となるの
である。
このような観点から、 ATPへ再生変換する技術に関
する研究が種々行われている。例えば、生体内では解糖
系の反応等によりATPの生産が行われているので、こ
れを利用した試みが知られている。
する研究が種々行われている。例えば、生体内では解糖
系の反応等によりATPの生産が行われているので、こ
れを利用した試みが知られている。
すなわち、微生物菌体を用いて消費されたATPの再生
補給するというものなどがある。しかし、これは副反応
の併発、変換効率の悪さ等の点で実用のレベルには達し
ていない。
補給するというものなどがある。しかし、これは副反応
の併発、変換効率の悪さ等の点で実用のレベルには達し
ていない。
一方、耐熱性の11¥素ではないが、 ATP変換酵素
の利用も試のられている。例えば、ホワイトサイズらは
アデノシンを酵素的に変換して得たAMPを動物筋肉の
アデニル酸キナーゼ及び大腸菌の酢酸キナーゼでΔTP
に変換している(ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミ
カル・ソサ:I−ティ、 100 S。
の利用も試のられている。例えば、ホワイトサイズらは
アデノシンを酵素的に変換して得たAMPを動物筋肉の
アデニル酸キナーゼ及び大腸菌の酢酸キナーゼでΔTP
に変換している(ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミ
カル・ソサ:I−ティ、 100 S。
1号、 304 g、 1978年)。さらに、ホワイ
トサイズらは上記両酵素をブロムシアンで固定化し、
AMPからATPへの連続変換を試みているが、安定化
剤非存在下では活性残存率は故パーセンi・以下にずぎ
す、また長1す1安定性もすこぶる悪かったことを幸す
告している(エンザイムエンジニアリング、2巻、 2
17 w、 1974年、イー・ケ−・パイら偏、プレ
ナムプレス)。しかも、固定化酵素を用い、安定化剤を
添加しても2反応に長時間を要し、変換効率もあまり高
くないうえに、化学工業的なレベルでの長時間の運転に
は利用できないものであった。
トサイズらは上記両酵素をブロムシアンで固定化し、
AMPからATPへの連続変換を試みているが、安定化
剤非存在下では活性残存率は故パーセンi・以下にずぎ
す、また長1す1安定性もすこぶる悪かったことを幸す
告している(エンザイムエンジニアリング、2巻、 2
17 w、 1974年、イー・ケ−・パイら偏、プレ
ナムプレス)。しかも、固定化酵素を用い、安定化剤を
添加しても2反応に長時間を要し、変換効率もあまり高
くないうえに、化学工業的なレベルでの長時間の運転に
は利用できないものであった。
本発明者らは、特に最低のエネルギーレベルに分解した
産物である^MPをATPに変i#!再生する技術につ
き、鋭意研究した結果、最JIうノ十育温度が50′”
Cないし85°Cである微生物の産生ずる変換酵素を使
用するに、短時間1高収率で長時間安定してAMPをA
’l’l+に変換できることを見い出しく特開昭58=
1299 Cr 2号)、さらにAMPとA ’I’
I’との混合比を特定の条件に制4i11すると、安価
で、かつ操作性良く。
産物である^MPをATPに変i#!再生する技術につ
き、鋭意研究した結果、最JIうノ十育温度が50′”
Cないし85°Cである微生物の産生ずる変換酵素を使
用するに、短時間1高収率で長時間安定してAMPをA
’l’l+に変換できることを見い出しく特開昭58=
1299 Cr 2号)、さらにAMPとA ’I’
I’との混合比を特定の条件に制4i11すると、安価
で、かつ操作性良く。
長期間安定してへ肝を実質上はとんど100%で/IT
Pに変換できることを見い出し、先に出願した(特開昭
58−209990号)。しかしながら、これらの方法
でも化学工業的レベルでのATPへの連続再生産におけ
る生産性の点でまだ不十分であり、かつ高価な^T11
を触媒として、まだがなり多f71に使用しなけれはな
らず、化学工業的レベルでのATIIへの連続変換には
経済的に不満昆であった。しがも、 ATIIへの変換
率を厳密にili制御するには不十分であった。
Pに変換できることを見い出し、先に出願した(特開昭
58−209990号)。しかしながら、これらの方法
でも化学工業的レベルでのATPへの連続再生産におけ
る生産性の点でまだ不十分であり、かつ高価な^T11
を触媒として、まだがなり多f71に使用しなけれはな
らず、化学工業的レベルでのATIIへの連続変換には
経済的に不満昆であった。しがも、 ATIIへの変換
率を厳密にili制御するには不十分であった。
そこで9本発明者らはこれらの点を改良すべくさらに鋭
意(IIF究した結果、 AMP 濃度を5mM以上に
設定すると、^T11 >H度を116著に低減化でき
、これにより安価で生産性よく、かつ長期間安定にAM
Pを実質上はとんど100%/ITPに変換できること
を見い出し5本発明を完成した。
意(IIF究した結果、 AMP 濃度を5mM以上に
設定すると、^T11 >H度を116著に低減化でき
、これにより安価で生産性よく、かつ長期間安定にAM
Pを実質上はとんど100%/ITPに変換できること
を見い出し5本発明を完成した。
ずなわら1本発明は最適生育温度が50’cないし85
℃である微生物の産生ずるアデノソンー・リン酸をアデ
ノシンニリン酸に変換する酵素又はアデノシンニリン酸
をアデノシンニリン酸に変換する酵素を固定化し、得ら
れたアデノシン−リン酸をアデノシンニリン酸に変換す
る固定化酵素及びアデノシンニリン酸をアデノシンニリ
ン酸に変換する固定化酵素を糾み合わせてアデノシンニ
リン酸をアデノシンニリン酸に変換させるに際し、アデ
ノンンーリン酸の温度を5mM以北に設定することを特
徴とするアデノンンーリン酸のアデノシンニリン酸への
変換方法である。
℃である微生物の産生ずるアデノソンー・リン酸をアデ
ノシンニリン酸に変換する酵素又はアデノシンニリン酸
をアデノシンニリン酸に変換する酵素を固定化し、得ら
れたアデノシン−リン酸をアデノシンニリン酸に変換す
る固定化酵素及びアデノシンニリン酸をアデノシンニリ
ン酸に変換する固定化酵素を糾み合わせてアデノシンニ
リン酸をアデノシンニリン酸に変換させるに際し、アデ
ノンンーリン酸の温度を5mM以北に設定することを特
徴とするアデノンンーリン酸のアデノシンニリン酸への
変換方法である。
本発明は、 AMPをへ旧Jに変換するごとと、ここで
生成したA 11 PをATPに変換するごとがらなり
。
生成したA 11 PをATPに変換するごとがらなり
。
AMPをADPに変換する酵素としては2例えばアデニ
ル酸キナーゼが使用され、この1(W3 AM+1への
リン酸供与体としてATPが使用される。次いで、へ叶
をATPに変換する酵素としては、 (Jljえは酢酸
キナーゼ、カルバミン酸ギナーゼ、クレアーf−ンキナ
−ゼ、3−ボ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等多くのものが使用できる
が、リン酸供与体の価格、 A1’Pへの変換粘性、酵
素の人手の容易さ等を勘案すると、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りを供給すればよいことになる
。このようなシステム化により効率的な1画がはかれる
のもこれら両酵素の利点である。
ル酸キナーゼが使用され、この1(W3 AM+1への
リン酸供与体としてATPが使用される。次いで、へ叶
をATPに変換する酵素としては、 (Jljえは酢酸
キナーゼ、カルバミン酸ギナーゼ、クレアーf−ンキナ
−ゼ、3−ボ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等多くのものが使用できる
が、リン酸供与体の価格、 A1’Pへの変換粘性、酵
素の人手の容易さ等を勘案すると、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りを供給すればよいことになる
。このようなシステム化により効率的な1画がはかれる
のもこれら両酵素の利点である。
以上のように、二種類の変換酵素を使用することにより
AMPをATIIに変換することが可能になるが、これ
ら酵素は最適生育温度が50℃ないし85℃である微生
物の産生ずる酵素であることが必要である。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、バチルス・コアギユランス、バチ
ルス・サーモプロテオリティクス3バチルス・アソ)カ
ルダリウス等のバチルス属の微生物、クロストリジウム
属の微生物、ザーモアクチノマイセス属の微生物、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、ミクロポリスボラ属の微生物、サーーマス・アクア
ティクス、ザーマス・→ノ゛−モフィルス、ザーマス・
フラブス等のサーマス属の微生物。
AMPをATIIに変換することが可能になるが、これ
ら酵素は最適生育温度が50℃ないし85℃である微生
物の産生ずる酵素であることが必要である。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、バチルス・コアギユランス、バチ
ルス・サーモプロテオリティクス3バチルス・アソ)カ
ルダリウス等のバチルス属の微生物、クロストリジウム
属の微生物、ザーモアクチノマイセス属の微生物、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、ミクロポリスボラ属の微生物、サーーマス・アクア
ティクス、ザーマス・→ノ゛−モフィルス、ザーマス・
フラブス等のサーマス属の微生物。
サーモミクロビウム属の微生物等があげられる。
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。なお、これら微生物の中でもアデニル酸キ
ナーゼ、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、比活性が高
い。
も含まれる。なお、これら微生物の中でもアデニル酸キ
ナーゼ、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、比活性が高
い。
本発明において、上記酵素を固定化して使用する。その
ためには、酵素を適当な担体1例えばセルロース、デキ
ストラン、アガロース等のような多U!! 類のyHB
体、ポリスチレン、エチレン−マレイン酸共重合体、架
橋ポリアクリルアミドη二のようなビニルポリマーの誘
導体、L−アラニン−1、−グルタミン酸共重合体、ポ
リアスパラギン酸等のようなポリアミノ酸又はポリアミ
ドの誘導体。
ためには、酵素を適当な担体1例えばセルロース、デキ
ストラン、アガロース等のような多U!! 類のyHB
体、ポリスチレン、エチレン−マレイン酸共重合体、架
橋ポリアクリルアミドη二のようなビニルポリマーの誘
導体、L−アラニン−1、−グルタミン酸共重合体、ポ
リアスパラギン酸等のようなポリアミノ酸又はポリアミ
ドの誘導体。
ガラス、アルミナ、ヒドロキシアパタイト等のような無
機物の誘導体等に結合、包括あるいは吸着せしめれはよ
く、これをカラム等の反応器に充填して使用すればよい
。
機物の誘導体等に結合、包括あるいは吸着せしめれはよ
く、これをカラム等の反応器に充填して使用すればよい
。
本発明で八1Ill)を訂1)に変換するには、 AM
11濃度を5mM以上の濃度に設定することが必要であ
り。
11濃度を5mM以上の濃度に設定することが必要であ
り。
特にHam門〜2Mが好ましく’、 10mM〜500
酵が最適である。そのときに、酢酸キナーゼ反応へのリ
ン酸供与体であるアセチルリン酸を5mM〜500mM
、好ましくはl0mM〜400mM、より好ましくは1
0mM〜300mMとし、上記2種の活性とともに供給
するATPを。
酵が最適である。そのときに、酢酸キナーゼ反応へのリ
ン酸供与体であるアセチルリン酸を5mM〜500mM
、好ましくはl0mM〜400mM、より好ましくは1
0mM〜300mMとし、上記2種の活性とともに供給
するATPを。
AMPn度に応じて下記(イ)式を満足する量だけ充填
層型反応器の一端から供給し5反応器内でAMP−八D
P−・A ’r 11の変換を行わしめればよい。
層型反応器の一端から供給し5反応器内でAMP−八D
P−・A ’r 11の変換を行わしめればよい。
伺
〔ただし、八MPは八VIPの7農度(mM) 、^1
’Pば八TPの濃度(mM)を表し、Tは削〕Pを訂)
」に変換する酵素の固定化酵素活性とAMI+を/II
IPに変換する酵素の固定化酵素活性との比で1以−I
−のIEの数を表す。〕 その際2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、^MP、 ADII、 ATllの各製置
及びATPへの変換率をめることができる。このとき1
反応器中に充填する固定化酵素量としては。
’Pば八TPの濃度(mM)を表し、Tは削〕Pを訂)
」に変換する酵素の固定化酵素活性とAMI+を/II
IPに変換する酵素の固定化酵素活性との比で1以−I
−のIEの数を表す。〕 その際2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、^MP、 ADII、 ATllの各製置
及びATPへの変換率をめることができる。このとき1
反応器中に充填する固定化酵素量としては。
例えばAMP瀉度に応して反応器m1当り0−001
jjj位〜lX105華位、好ましくは0.0巨11位
〜lXl0’j13.位の間の適当な贋を選定すること
かできる。また、流速としては1反応器の大きさ、固定
化酵素量及び4肝深度により異なるか、 (1/l!え
は0.3.r!n/時間〜1×10′′7!/時間、好
ましくは3μI!/時間〜lX1057!/時間の適当
な流」声をが定ずη。
jjj位〜lX105華位、好ましくは0.0巨11位
〜lXl0’j13.位の間の適当な贋を選定すること
かできる。また、流速としては1反応器の大きさ、固定
化酵素量及び4肝深度により異なるか、 (1/l!え
は0.3.r!n/時間〜1×10′′7!/時間、好
ましくは3μI!/時間〜lX1057!/時間の適当
な流」声をが定ずη。
はよい。反応器から溶出した反応液の一部を反応器人口
に循環して戻し、初H!J4に供給していたA ’I’
P液の供給を停止することによって]S続的に/IT
I+を再生産することができる。
に循環して戻し、初H!J4に供給していたA ’I’
P液の供給を停止することによって]S続的に/IT
I+を再生産することができる。
上記のATP再生反応系を実施するための装置としては
、 4.(q7供給部、上記2柿類の変換酵素を含む反
応槽、自動→ノンプリング部2分析装置及び制福1部か
ら構成される装置を具部1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1例えば4田1槽、 A
TP槽、アセチルリン酸相から構成され。
、 4.(q7供給部、上記2柿類の変換酵素を含む反
応槽、自動→ノンプリング部2分析装置及び制福1部か
ら構成される装置を具部1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1例えば4田1槽、 A
TP槽、アセチルリン酸相から構成され。
定型ポンプ等の可変則送液装置と自動調節弁の作動によ
り一定流頃、一定濃度で酵素反応槽に各J、(質を送液
することができる。自動サンプリング部は、酵素反応槽
からの反応液をあらかしめ設定した時間間隔で自動的に
一定量採取し2分析装置に送ることができる。分析装置
はAMP、 ADP、^TPの各濃度を計算し、この値
をもとに制御部はiiJ変尾送液装置と自動調整弁の作
動を制御し、 ATP丙生反応系に供給する4肝、 A
TP及びアセチルリン酸の甲を調整することができる。
り一定流頃、一定濃度で酵素反応槽に各J、(質を送液
することができる。自動サンプリング部は、酵素反応槽
からの反応液をあらかしめ設定した時間間隔で自動的に
一定量採取し2分析装置に送ることができる。分析装置
はAMP、 ADP、^TPの各濃度を計算し、この値
をもとに制御部はiiJ変尾送液装置と自動調整弁の作
動を制御し、 ATP丙生反応系に供給する4肝、 A
TP及びアセチルリン酸の甲を調整することができる。
また1反応器は勿論室温で使用してもよいが+ /I!
!+度を維持する手段を付加する方が好ましい。また2
反応器からの反応液の分析システムとしては、 AMP
、 A叶、^T11を検出ずろ〕f法であれば特に限定
されないが1例えば高速液体クロマ)・グラフ装置を用
いるのが好ましい。さらGこ、固定化1!i#素4I、
性とは、固定化された酵素の活性を表し1例えばアデニ
ル酸キナ−セの場合は八M+’−4−ATI’→2・A
IIPなる方向のマ古性を示し、酢酸キナーゼの場合は
へ〇P十アセチルリン酸−AT11+酢酸なる方向の活
性を示す。この・活性を測定するには、所定量の固定化
酵素1例えば活性の度合に応じて5〜lOμlを、活性
測定用溶液に加え3遊風の酵素と同様にして分光光度計
で吸光度変化として追跡して測定すればよい。酵素活性
1華位とは、30°Cでアデニル酸キナーゼの場合。
!+度を維持する手段を付加する方が好ましい。また2
反応器からの反応液の分析システムとしては、 AMP
、 A叶、^T11を検出ずろ〕f法であれば特に限定
されないが1例えば高速液体クロマ)・グラフ装置を用
いるのが好ましい。さらGこ、固定化1!i#素4I、
性とは、固定化された酵素の活性を表し1例えばアデニ
ル酸キナ−セの場合は八M+’−4−ATI’→2・A
IIPなる方向のマ古性を示し、酢酸キナーゼの場合は
へ〇P十アセチルリン酸−AT11+酢酸なる方向の活
性を示す。この・活性を測定するには、所定量の固定化
酵素1例えば活性の度合に応じて5〜lOμlを、活性
測定用溶液に加え3遊風の酵素と同様にして分光光度計
で吸光度変化として追跡して測定すればよい。酵素活性
1華位とは、30°Cでアデニル酸キナーゼの場合。
1分間に1マイクロモルのADPを生成する里を。
酢酸キナーゼの場合、1分間に1マイクロモルのATP
を生成するダである。
を生成するダである。
本発明に用いられるA 1’ 1)としては、上記反応
による最終変換物であるATI’を循環使用してももら
ろんよい。この場合には、結局リン酸供rう体としては
、アセチルリン酸だけを供給ずわ、ばよいことになる。
による最終変換物であるATI’を循環使用してももら
ろんよい。この場合には、結局リン酸供rう体としては
、アセチルリン酸だけを供給ずわ、ばよいことになる。
本発明の実施にあたって、 AMPをATI)に変換す
るときの温度とし7ては、常l晶付近ないし酵素産生微
生物の最適生育温度の5°C以下に設定するのが好):
己しい。また、計1)をA ’r IIに変換するとき
のpHとしては、中性伺近、ずなわち6.5〜IL 好
ましくは6.5〜9.0.さらに好ましくは7〜8の範
囲が使用される。緩衝液としては、これらのpl+に適
した通常のものを使用することができる。例えば。
るときの温度とし7ては、常l晶付近ないし酵素産生微
生物の最適生育温度の5°C以下に設定するのが好):
己しい。また、計1)をA ’r IIに変換するとき
のpHとしては、中性伺近、ずなわち6.5〜IL 好
ましくは6.5〜9.0.さらに好ましくは7〜8の範
囲が使用される。緩衝液としては、これらのpl+に適
した通常のものを使用することができる。例えば。
7付近ではリン酸塩、イオダゾール塩、I−リス塩酸塩
、コリジン塩、ハルビタ〜ル塩酸塩等をあげることがで
きる。また、アデニル酸キリー−セと酢酸キナーゼの反
応をより効果的に進行さ−Uるために、神々の2価金属
イオンを使用することができイ)。この2価金属イオン
としては2例えばマグ不シウJ、イオン、マンガンイオ
ンが特に1イ(奨される。
、コリジン塩、ハルビタ〜ル塩酸塩等をあげることがで
きる。また、アデニル酸キリー−セと酢酸キナーゼの反
応をより効果的に進行さ−Uるために、神々の2価金属
イオンを使用することができイ)。この2価金属イオン
としては2例えばマグ不シウJ、イオン、マンガンイオ
ンが特に1イ(奨される。
本発明によれは、^旧)から1買1〕への変換において
、 へMP濃度を5mM以−にとすることにより酢酸ギ
リーーセ反応のリン酸供与体であるATp甲を著しく滅
することかでき、しかもA ’l’ Pへの変換率を安
定に維持できる。このことにより、化学工業」−1経済
的に2操作」二、多大の効果をもたらすことが可能とな
った。その−1−、へ田〕深度を5mM以上とすること
により1反応単位時間当り、」11位固定化酵素量当り
の変換された前’p 量(生産性)と、固定化酵素量と
の関係かAMP濃度濃度5思 値となる。このことは、流速や固定化酵素活性に多少の
変化が生じても生産性は常に一定であることを示し.化
学工業上. ATII変換率を長期にわたり安定に維持
することができる。只−だ2本発明でリン酸供↓J体と
してのATPは,充填層型反応2÷;で4肝からA ’
I’ 11に変換されたものでもよいことは利点の一つ
である。さらに、出発It;を灯としては2純枠なAM
P テある必要はなく 、 AMII c.zへup,
A′r++のJJIIわった混合物でもよく.この点
も化学工業」−採用する場合,非常に有利な点である。
、 へMP濃度を5mM以−にとすることにより酢酸ギ
リーーセ反応のリン酸供与体であるATp甲を著しく滅
することかでき、しかもA ’l’ Pへの変換率を安
定に維持できる。このことにより、化学工業」−1経済
的に2操作」二、多大の効果をもたらすことが可能とな
った。その−1−、へ田〕深度を5mM以上とすること
により1反応単位時間当り、」11位固定化酵素量当り
の変換された前’p 量(生産性)と、固定化酵素量と
の関係かAMP濃度濃度5思 値となる。このことは、流速や固定化酵素活性に多少の
変化が生じても生産性は常に一定であることを示し.化
学工業上. ATII変換率を長期にわたり安定に維持
することができる。只−だ2本発明でリン酸供↓J体と
してのATPは,充填層型反応2÷;で4肝からA ’
I’ 11に変換されたものでもよいことは利点の一つ
である。さらに、出発It;を灯としては2純枠なAM
P テある必要はなく 、 AMII c.zへup,
A′r++のJJIIわった混合物でもよく.この点
も化学工業」−採用する場合,非常に有利な点である。
また、最初に述べたような生体内で行われている結合反
応を生体外の化学工業的な反応としてマーlう,いわゆ
るバイオリアクターの稼動がoJ能になる。例えば、生
体内の最も重要な反応であるアミノ酸粘性化酵素による
タンパク′6合成反応やペプチド合成反応などは, A
TPをエネルギー係として必要とし,その1際,使用さ
れる高価なA ’l’ +1は4旧)に消費分解される
ため、生体外でこの反応を行う場合、 IIMPを/I
TIIに変換再生することが実用上不可欠なことであっ
た。本発明によれば、このような反応の実用化が可能に
なり、この価値は工業上計り知れないものがある。
応を生体外の化学工業的な反応としてマーlう,いわゆ
るバイオリアクターの稼動がoJ能になる。例えば、生
体内の最も重要な反応であるアミノ酸粘性化酵素による
タンパク′6合成反応やペプチド合成反応などは, A
TPをエネルギー係として必要とし,その1際,使用さ
れる高価なA ’l’ +1は4旧)に消費分解される
ため、生体外でこの反応を行う場合、 IIMPを/I
TIIに変換再生することが実用上不可欠なことであっ
た。本発明によれば、このような反応の実用化が可能に
なり、この価値は工業上計り知れないものがある。
なお、上のように目的とする1合成反応とATPの再生
反応とを組み合わせる場合、生成AMPを目的生成物、
リン酸供与体の反応生成物(例えば酢酸等)等から分離
するシステムも必要になる。これは、クロマトグラフィ
ー等の技術により可能となり、目的とする反応系、 A
TPの再生系、 AMPの分離系の3者を組み合わせた
化学工業上の1つのシステムとして完成させることにな
る。
反応とを組み合わせる場合、生成AMPを目的生成物、
リン酸供与体の反応生成物(例えば酢酸等)等から分離
するシステムも必要になる。これは、クロマトグラフィ
ー等の技術により可能となり、目的とする反応系、 A
TPの再生系、 AMPの分離系の3者を組み合わせた
化学工業上の1つのシステムとして完成させることにな
る。
本発明は、このようにATPの再生利用に極めて有用に
適用できるものであるが、観点をかえて。
適用できるものであるが、観点をかえて。
AMllを原料としたATPの生産法としてとらえるこ
ともできる。すなわち、 ATPは医薬品としても重要
な物質であり、工業的レベルで生産されている。
ともできる。すなわち、 ATPは医薬品としても重要
な物質であり、工業的レベルで生産されている。
しかし、現行法の発酵法では副産物ができやずいとか、
生産性が悪い等の問題があり、 ATPの価格も高いも
のにならざるをえなかった。しかし1本発明によればこ
のような問題を一挙に排除でき。
生産性が悪い等の問題があり、 ATPの価格も高いも
のにならざるをえなかった。しかし1本発明によればこ
のような問題を一挙に排除でき。
高純度のATPが生産性よく供給できることも可能であ
る。本発明にはこのような目的も包含されている。
る。本発明にはこのような目的も包含されている。
次に1本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
実施例1〜3
アデニル酸キナーゼと酢酸キナーゼは、重版バチルス・
ステアロサーモフィルス由来の標品(住化学工業販売)
を使用した。
ステアロサーモフィルス由来の標品(住化学工業販売)
を使用した。
゛活性化CI+−セファロース4B (ファルマシア社
製)5.0gを洗浄膨潤後、酢酸キナーゼ2000華位
を加えて反応させ、固定化酢酸キナ−セ1035華位を
得た。同様にして250単位のアデニルキナーゼから1
O1−<=位の固定化アデニル酸キナーゼを得た。この
ようにして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再住産用カラム(内径が1.6 cm
で長さが7.5 cm)に充填し、10m門塩化マグネ
シウムを含む100mM00mMイミダゾール塩酸緩衝
液 7.5)に(岩屑した4!L7mM AMP、 0
.25mM へTP+170mMアセナルリン酸を17
0m1/時間の流速でカラムに供給し7た(実施例1)
。このカラムに6J変送液装置〃、電磁弁及びマイクロ
コンピュータ−を設置した。カラム内の温度を30°C
に保った。カラJ、より溶出された反応液中のA111
)、 ADIT、^TP深度を高速液体クロマトグラフ
装置で定電した。同様にして512 、ii’ξ位の固
定化酢酸キナーゼと5 Q−Qx位の固定化アデニル酸
キナーゼを実施例1と同様のカラムに充填し、 10m
M塩化マグネシウムを含む50mMイミタ゛ソ゛−/し
塩西変緩衝ン夜(pH7,5)にン岩屑した22.7m
M八MP、 0.17mM ATP、 78mMアセチ
ルリン酸を185 ml/時間の流速でカラムに供給し
た(実施例2)。また、250華位の固定化酢酸キナ一
ゼと25単位の同定化アデニル酸キナーゼを実施例1と
同様にカラムに充填し、10m旧話化マグソシウムを含
む251イミダヅール塩酸緩衝液(pH7,5)に溶解
した10.1mM AMP、 0.1mM A1’P、
34mMアセチルリン酸を190m1/時間の流速で
カラムに供給した(実施例3)。
製)5.0gを洗浄膨潤後、酢酸キナーゼ2000華位
を加えて反応させ、固定化酢酸キナ−セ1035華位を
得た。同様にして250単位のアデニルキナーゼから1
O1−<=位の固定化アデニル酸キナーゼを得た。この
ようにして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再住産用カラム(内径が1.6 cm
で長さが7.5 cm)に充填し、10m門塩化マグネ
シウムを含む100mM00mMイミダゾール塩酸緩衝
液 7.5)に(岩屑した4!L7mM AMP、 0
.25mM へTP+170mMアセナルリン酸を17
0m1/時間の流速でカラムに供給し7た(実施例1)
。このカラムに6J変送液装置〃、電磁弁及びマイクロ
コンピュータ−を設置した。カラム内の温度を30°C
に保った。カラJ、より溶出された反応液中のA111
)、 ADIT、^TP深度を高速液体クロマトグラフ
装置で定電した。同様にして512 、ii’ξ位の固
定化酢酸キナーゼと5 Q−Qx位の固定化アデニル酸
キナーゼを実施例1と同様のカラムに充填し、 10m
M塩化マグネシウムを含む50mMイミタ゛ソ゛−/し
塩西変緩衝ン夜(pH7,5)にン岩屑した22.7m
M八MP、 0.17mM ATP、 78mMアセチ
ルリン酸を185 ml/時間の流速でカラムに供給し
た(実施例2)。また、250華位の固定化酢酸キナ一
ゼと25単位の同定化アデニル酸キナーゼを実施例1と
同様にカラムに充填し、10m旧話化マグソシウムを含
む251イミダヅール塩酸緩衝液(pH7,5)に溶解
した10.1mM AMP、 0.1mM A1’P、
34mMアセチルリン酸を190m1/時間の流速で
カラムに供給した(実施例3)。
その結果、カラムに各−1(質を供給後、わずかに20
〜30分後にすでに八MPは検出されず、 ATllが
98 、 (1〜98.9%、 ADPが1.1〜2.
0%検出された。このとき1反応1時間当り、使用固定
化アデニル酸キナーゼ活性1華位当りの生産性は、実施
例1で5.6mM、実施例2で5.5mM、実施例3で
5.2mMであった。
〜30分後にすでに八MPは検出されず、 ATllが
98 、 (1〜98.9%、 ADPが1.1〜2.
0%検出された。このとき1反応1時間当り、使用固定
化アデニル酸キナーゼ活性1華位当りの生産性は、実施
例1で5.6mM、実施例2で5.5mM、実施例3で
5.2mMであった。
比較例1〜3
実施例1と同様にして得た固定化酢酸キナ−セ54単位
と固定化アデニル酸キナーゼ5 、3 iii位とをA
TP再生産用カラム(内径が1 、6cmで長さ7.5
cm)に充崩し、 ]OmM塩化マグネシウムを含む2
5mMイミダ・ゾール塩酸i呆j1・青& (pH7,
5)にン容箭′した。3.2mM AMP、 0.3m
M ATP、 11mMアセチルリン酸を52m1/時
間の流速でカラムに供給した(比較例1)。
と固定化アデニル酸キナーゼ5 、3 iii位とをA
TP再生産用カラム(内径が1 、6cmで長さ7.5
cm)に充崩し、 ]OmM塩化マグネシウムを含む2
5mMイミダ・ゾール塩酸i呆j1・青& (pH7,
5)にン容箭′した。3.2mM AMP、 0.3m
M ATP、 11mMアセチルリン酸を52m1/時
間の流速でカラムに供給した(比較例1)。
同様にして、121 貼付の固定化酢酸キナーゼと12
単位の固定化アデニル酸キナーゼを比較例1と同様のカ
ラムに充填し、101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2、
7mM八MP、 0.27 mM ATP、 9.2
mMアセチルすン酸を150 ml/時間の流速でカラ
ムに供給した(比較例2)。また、比較例2と同じカラ
ムに10m M ’A71化マグネシウムを含む25m
Mイミダゾール塩酸手汲’iji’lFl (pl!
7.5)にン岩屑した2、 7mM八Ml’、 0.0
27mMATP、 9.2mMアセチルリン酸を15(
1ml/時間の流速でカラムに供給した(比較例3)。
単位の固定化アデニル酸キナーゼを比較例1と同様のカ
ラムに充填し、101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2、
7mM八MP、 0.27 mM ATP、 9.2
mMアセチルすン酸を150 ml/時間の流速でカラ
ムに供給した(比較例2)。また、比較例2と同じカラ
ムに10m M ’A71化マグネシウムを含む25m
Mイミダゾール塩酸手汲’iji’lFl (pl!
7.5)にン岩屑した2、 7mM八Ml’、 0.0
27mMATP、 9.2mMアセチルリン酸を15(
1ml/時間の流速でカラムに供給した(比較例3)。
その結果、 ATPへの変換率は比較例1では98.5
%、比較例2では98.1%、比較例3では72%であ
り、また生産性は比較例1では2.1mM、比較例2で
は2.4耐1. 比較例3では1.8+nMであった。
%、比較例2では98.1%、比較例3では72%であ
り、また生産性は比較例1では2.1mM、比較例2で
は2.4耐1. 比較例3では1.8+nMであった。
実施例4
実施例1と同様にして得た固定化酢酸キナーゼ121単
位、固定化アデニル酸キナーゼ12ii’j位を前゛P
再生産用カラム(内径が1.6 cmで長さ7.5cm
)に充填し、 01mM塩化マグネシウムを含む25m
Mイミダゾール卑酸緩iJj液(pH7,5)に溶解し
た5、2mM八Hへ、 0.’(17mM ATP、
17.8mMアセチルリン酸を153m1/時間の流速
でカラムに供給した。
位、固定化アデニル酸キナーゼ12ii’j位を前゛P
再生産用カラム(内径が1.6 cmで長さ7.5cm
)に充填し、 01mM塩化マグネシウムを含む25m
Mイミダゾール卑酸緩iJj液(pH7,5)に溶解し
た5、2mM八Hへ、 0.’(17mM ATP、
17.8mMアセチルリン酸を153m1/時間の流速
でカラムに供給した。
その結果、 ATPへの変換率は98.6%に達し、ま
た生産性は4.4mMであった。
た生産性は4.4mMであった。
比較例4
実施例1と同様にして得た固定化酢酸キナーゼ133華
位、固定化アデニル酸キナーゼl;惇jj8位を/IT
I’再生産川再生産川内ラム1.6 cm、 長さが7
.5 cm)に充填し、 10n+M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)
を溶解した4、4mM八門へ、 0.3mM ATP、
15.5mMアセチルリン酸を81m1/時聞及び14
8m1/時間の流速でカラムに供給した。
位、固定化アデニル酸キナーゼl;惇jj8位を/IT
I’再生産川再生産川内ラム1.6 cm、 長さが7
.5 cm)に充填し、 10n+M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)
を溶解した4、4mM八門へ、 0.3mM ATP、
15.5mMアセチルリン酸を81m1/時聞及び14
8m1/時間の流速でカラムに供給した。
その結果、 81m1/時間の流速ではATPへの変換
率は98.0%であったが、生産性はr、8n+Pであ
った。
率は98.0%であったが、生産性はr、8n+Pであ
った。
一方、 148 ml/時間の流速では訂Pへの変換率
は75%となり、生産性も2.5mMと低いことがわか
った。
は75%となり、生産性も2.5mMと低いことがわか
った。
実施例5
実施例1と同様にして得た固定化!111酸キナーゼ8
40単位、固定化アデニル酸キナーゼ84 、trt位
を内径1.6cmで長さ10cmのガラス製カラムに充
填し。
40単位、固定化アデニル酸キナーゼ84 、trt位
を内径1.6cmで長さ10cmのガラス製カラムに充
填し。
10m−塩化マグネシウムと0.04%ナトリウムアジ
ドを含む100mM00mMイミダゾール塩酸緩衝液
7.5)にン岩屑した46.2mM AMP、 0.2
3mMΔTP (ATI)と八MPの濃度比は0.63
%) 、 156mMアセチルリン酸を200m1/時
間の流速でカラムに供給し3反応を開始した。30分後
にカラムからの溶出液(98,5%を含む)を、 AT
IIの代わりに八TPと八MPの濃度比が0.63%と
なるようにカラムに循環供給しr &);j運転を開始
した。
ドを含む100mM00mMイミダゾール塩酸緩衝液
7.5)にン岩屑した46.2mM AMP、 0.2
3mMΔTP (ATI)と八MPの濃度比は0.63
%) 、 156mMアセチルリン酸を200m1/時
間の流速でカラムに供給し3反応を開始した。30分後
にカラムからの溶出液(98,5%を含む)を、 AT
IIの代わりに八TPと八MPの濃度比が0.63%と
なるようにカラムに循環供給しr &);j運転を開始
した。
その結果1反応開始後20日間にはたり、 ATPへの
変換率ハ!18.5〜98.7%、生産性は5.4〜5
.5mMで111移した。
変換率ハ!18.5〜98.7%、生産性は5.4〜5
.5mMで111移した。
代理人 児玉維五
Claims (2)
- (1)最適生育’/lr!r度が50°Cないし85°
Cである微生物の産生ずるアデノシン−リン酸をアデノ
シンニリン酸に変換する酵素又はアデノシンニリン酸を
アデノシンニリン酸に変換する酵素を固定化し、得られ
たアデノシンニリン酸をアデノシンニリン酸に変換する
固定化酵素及びアデノシンニリン酸をアデノシンニリン
酸に変換する固定化酵素を組合せてアデノシンニリン酸
をアデノシンニリン酸に変換させるi際に、アデノシン
−リン酸の温度を5mM以」二に設定することを特徴と
するアデノシン−リン酸のアデノシンニリン酸への変換
方法。 - (2)アデノンンーリン酸をアデノシンニリン酸に変換
する酵素が、アデニル酸キナーゼであり。 アデノシンニリン酸をアデノシンニリン酸に変換する酵
素が、酢酸キナーゼである特許請求の範囲第1項記載の
変換方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6139784A JPS60203197A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | アデノシン一リン酸のアデノシン三リン酸への変換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6139784A JPS60203197A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | アデノシン一リン酸のアデノシン三リン酸への変換方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60203197A true JPS60203197A (ja) | 1985-10-14 |
Family
ID=13169975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6139784A Pending JPS60203197A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | アデノシン一リン酸のアデノシン三リン酸への変換方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60203197A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58209990A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-07 | Kazutomo Imahori | アデノシン一リン酸のアデノシン三リン酸への変換方法 |
-
1984
- 1984-03-29 JP JP6139784A patent/JPS60203197A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58209990A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-07 | Kazutomo Imahori | アデノシン一リン酸のアデノシン三リン酸への変換方法 |
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