JPS60241887A - ギ酸脱水素酵素及びその製造方法 - Google Patents

ギ酸脱水素酵素及びその製造方法

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JPS60241887A
JPS60241887A JP9752384A JP9752384A JPS60241887A JP S60241887 A JPS60241887 A JP S60241887A JP 9752384 A JP9752384 A JP 9752384A JP 9752384 A JP9752384 A JP 9752384A JP S60241887 A JPS60241887 A JP S60241887A
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JP
Japan
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formate dehydrogenase
formic acid
temperature
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optimum
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JP9752384A
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Munehiko Donpou
宗彦 鈍宝
Mikio Ooyama
幹男 大山
Tadao Matsubayashi
松林 忠男
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的J 本発明は微生物による新規なギ酸脱水素酵素及びその製
造方法に関し、更に詳しくは、リポマイセス属に馴しメ
タノールを唯一の炭素源として生育しつる酵母を培養し
て、その代蛎産物としてギ酸脱水素酵素を蓄積させて得
られる新規なギ酸脱水素酵素及びその製造方法に関する
ものであり、その目的とするところは安価で大量に得ら
れるメタノールを発酵原料として有効利用り、産業上に
有益なギ酸脱水素酵素を掃供することにある。
[産業上の利用91月 ギ酸脱水素酵素(#素番号r 1.2.1.2.) ’
)はTi「1.反応を触媒する酵素である。
ギ酸脱水素酵素は生物反応での賞賛な補酵素であるNA
DHの再生系の酵素として、又ギ酸の分析等に使用する
ことができる。峙にNADH再生糸のvP素としてe」
5、反応生成物がCO,でちゃ副産物が蓄積しない利点
があり、工業的規模でのN A D H再生系酵素とし
て注目されている。
「従来の技術」 メタノール資化性微生物として知られている酵母には例
えば、カンデイダ(Candlda)属、ノッゼヌラ(
Hanmenula)縞、ビヒア(Plchla )属
、トルロプシス(Toyulopslg )属及びクロ
エケラ(Kloeckera )1’X等の菌株が知ら
れている。
これらの菌株はメタノールの代謝に際してギ酸脱水素酵
素を誘導し、メタノールの酸化反応VCよって生じるギ
酸を酸化する。
史に具体的なギ酸脱水素酵素生産菌としてはカンディダ
ボイデイニ(Candlda boidinl ) (
Eur、 J、 BiochemVol、62 151
(1976)参照)、クロエケラ エスピー(Kloe
ckera ap、 ) (Agric Blol、 
Chem Vow、 38111(1974)参照)、
ビヒアサテバウ(Plchjasatlvum ) (
J、Blochem Vol、 75 1257(19
74)参照)、ピヒアパストリス(Plchia pa
storia )(Agrie Blol Chem 
Vol、47 2547(1983)参照)が既に知ら
れている。
5− 「発明が解決しようとする問題点1 これまでギ酸脱水素酵素を生産する菌株は上鮎の如く知
られている。
ギ酸脱水素酵素は先にも述べたように補酵素であるNA
DHの再生系の#累として注目されているKも拘らず。
工業的規模での利用は行われるには至っていない。この
理由としては 1.既知のギ酸脱水素酵素の比活性が低
いこと2ギ酸及びNAD”K対するギ酸脱水素酵素のK
m値が大きいことなどが考えられ、工業的規模でのNA
DH再生系としてギ酸脱水素酵素を利用することの障害
となっている。
「問題を解決するだめの手段」 本発明者らはメタノールを資化利用し、月っ高活性のギ
酸脱水素酵素生産酵母の分離を広範囲に行つた結果、リ
ポマイセス属の酵母がメタノールを也く資化し、且つ高
活性でギ酸及びHAD+に対するKm値の小さいギ酸脱
水素酵素=6− を生産することを発見し本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、リポマイセス属に桐し、ギ酸脱水素酵素
生産能を有する酵母、好1しくけメタノールを唯一の炭
素源として生育し得る1祥母、yr好捷しくけりボマイ
セス・メタノシルビエンシスを液仕培地に培養し菌体内
に生成蓄積したギ酸脱水素酵素¥素、好壕しくけ(AI
活性、温度範囲:25°(〜60℃、至適湯度:50℃
、p)f範囲:6〜9至適pH: 7.5 (B)分子
irl : 76(100(C)ギ酸に対するKm値5
.64 mM (DI NA D+に対するKm値0.
073mM(E1安定性、温度=55℃以下、pH:6
5〜Z5であるギ酸脱水素酵素を菌から採取することを
特徴とするギ酸脱水素酵素の&l造方法を提供するもの
である。
本発明において使用する酵母は、以下に詳述する如く、
メタノールを唯一の炭素源としてこれを資化することが
好ましいが、ギ酸脱水素酵素を生産するものであればい
ずれでも模い。これらの具体的菌株としては、例えばリ
ボマイセス・メタノシルビエンシス(Llpomyce
m methanosllvlensis)Kよって代
表されるが、この他にもメタノールを資化し、ギ酸脱水
素酵素を生産するりボマイセス属であればいずれでも使
用できる。
又、本発明に用い得る微生物は、前記リボマイセス・メ
タノシルビエンシスに限らず、その自然的又は人為的変
異株であってもメタノールを炭素源として、ギ酸脱水素
酵素生産能を有するリポマイセス属酵母である限り、使
用i:iT能である。
尚、前記リボマイセスーメタノシルビエンシスは既に微
生物受託番号第5489号として昭和55年4月15日
付で工業技術院微生物工業技術研究所へ寄託されており
、その菌学的性質は、特公昭57−28551号公報に
言1シ載されているとおりである。
本発明使用の酵母によるギ酸脱水素酵素生産に使用する
培地としては、主炭素源としてのメタノールと窒素源、
無機物、ビタミン、その他生長促進物質をそれぞれ適量
に含有する培地ならば合成培地又は天然増地のいずれで
も使用できる。
本発明使用の酵母は、培地中の主炭素源であるメタノー
ル濃度が4重−i%まで生育できるが培養方法としては
、培養時の通気によるメタノールの蒸発損失を少なくす
るために培地中のメタノール初濃度をできるだけ低くし
てメタノールの消費に合わせてメタノールを添加し、培
養液中のメタノールを低濃度に保ちながら培養する方法
をとることが好ましい。窒素源としてはアンモニウム塩
、尿素、コーンステイープリカー、酵母エキス、ペプト
ンなどの窒素化合物が用いられる。又、その他の無機塩
としては例えばマグネシウム塩、リン酸塩、カリウム塩
、カルシウム塩、鉄塩9− などが挙げられ、必要に応じてビタミン類などの生育に
必須な物質あるいは生長促進物質を添加することも好せ
しい。
本発明使用酵母の培養条件は、培養温度20〜42℃で
生育可能であるがギ酸脱水素酵素の生成などの点から3
4〜39℃が特に好ましい。又、pH3〜7で生育可能
であるが、pH5,5〜55が好ましく、さらに目的と
する酵母以外の雑菌の汚染のない状態で長期にわたり連
続培養を行ないギ酸脱水素酵素の生産を行なうためKは
、pH4〜5で培養することが特に好ましい。又、培養
方式は、1分培養または連続培養のいずれでも良い。
かくして得られた培養物中のギ酸脱水素酵素は、主に菌
体内に生成されている。従って培養終了液中に生産され
たギ酸脱水素酵素を単離するKは、遠心分離などの手段
によって菌体を集めた後、ダイノミル細胞破砕機等によ
り細胞を破砕し、緩衝液で抽出され、塩析法、溶媒析出
法、カラ10− ムクロマトグラフイーなどにより単離されるが、通常、
細胞、破砕後の抽出液に硫安を50%飽和と々るように
加え生じた沈澱を遠心分離などによって除去し、沈澱゛
を除去した上清にさらに硫安を加え70%飽和とする。
生じた沈澱をギ酸脱水素酵素の安定剤と17での05%
グリセリン及び30mM?−メルカプトエタノールを含
むリン酸ナトリウム酸(1ti#に懸濁後、同バッファ
ーに対して透析し、同バッファーで平衡化したI)EA
E・セファセルカラムに吸着させる。次いで0〜0.4
Mの塩化す) IJウム連緋譲度勾配で浴出し、ギ酸脱
水素酵素活性を含む両分を集める。活性画分を濃縮12
透桁後ノ・イドロキシアパタイト力ラムに吸着させ、0
2Mのリン酸ナトリウム緩衝液で溶出する。活性画分を
7M後、セファデックスG100によるゲル口過を行な
い活性画分を集め@製酵素を得ることができる。ギ酸脱
水素酵素の活性測定は、ギ酸及びNADを反応基質とし
、酵素反応で生じるNADHの340 nmの吸光度の
増加によシ行彦った。反応温度は25℃とし、1分間に
1μmoleのNADHを生成する酵素量を1単位とし
た。
次に実施例を示すことによりさらr(本発明の酵素を詳
細に説明する。
昔実施例1 リボマイセス・メタノンルビエンシスをメタノールをI
+11−の炭素源とした(”I(4)* 8042.4
 & s NH4H2P 045.9 & *KH,P
0.1.1511、MgSO4’7H,01,Og、F
eSO4’7H,00、111、Ca(NOs)z・4
HtOO,171* ビオチン10μg1チアミン塩酸
塩5■、酵母エキス01g、水道水11pH5,5の培
地で培饗して得た湿菌体100gをダイノミルMode
l KDLで破砕し15,000x# 20分間の遠心
により上清にギ酸脱水素酵素約800Uを含む菌体抽出
液を(また。19湿菌体当りのギ酸脱水素酵素活性は8
Uであり、タンパク質1ダ当りの活性、即ち比活性は0
.10U/qタンパク質であった。
この菌体抽出液から硫安塩析、イオン交換クロマトグラ
フィー、ゲル口過分画によって、電気泳動的に単一なバ
ンドとなったギ酸脱水素酵素約100Uを精製標品と1
−て得た。セファデックスGl 00による既知分子量
のタンパク質の溶出位瞳上の比較から本酵素の分子量は
約7<S、000であった。精製酵素の比活性は1.6
7U/Vタンパク質であった。
本例の結果は、リボマイセス・メタノンルビエンシスか
らのギ酸脱水素酵素の生産を証明するものである。
釜実施例2 実施例1で得られた精製ギ酸脱水素酵素(以下本酵素と
呼ぶ)の活性測定を異なるpH値で行ない各pHでの本
酵素の活性を調べた。
16− pH75での活性を100とした時の相対活性として表
わしだ055 8 60 87 6.5 90 70 96 7.5 100 80 99 85 98 90 90 95 66 10.0 32 これらの結果より本酵素の反応至適pHは75で作用範
囲は6〜?であることを示した。
養実施例6 pH7での本酵素の反応至適温度を調べた。50℃での
活性を100とした時の相対活性として表わした。
14− 反応温度(”C) 相対活性 25 28 30 39 35 45 40 62 45 80 50 100 55 99 60 35 65 11 本酵素の反応至適温度は50℃で、作用範囲は25℃〜
60℃であった。
釜実施例4 本酵素のpH7での温度安定性を各温度で10分間前処
理したへ季素の残存活性を調べることにより検討した。
−1ぺ − 前処理温度(’C) 残存活性(%) 無処理 100 25 100 30 100 35 1 DO 4Q I DO 45100 so I DO 551DO 6069 656 本酵素は55℃までは非常に安定であった。
蒼実施例5 本酵素のpH安定性を各pHで4℃24時間前処理した
酵素の残存活性を調べることにより検討した。
=1A− 5050 5570 608B 65 91 70 100 75 93 80 78 85 62 90 45 10.0 32 本酵素はpH6,5〜75の範囲で安定であった釜実施
例6 本酵素のギ酸及びNAD+に対するKm値をギ酸及びN
ADの濃度と反応速度との関係からめたところ、ギ酸に
対しては5.64mM NAD”K対しては0.073
mMと非常に低いKm値をもつことが明らかとなり、N
ADHの再生糸に本酵素を用いる際の優位性が示された
代理人 弁理士 高 橋勝利 17−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(薊 活性 温度範囲:25℃〜60℃、至適温度:50℃pH範囲
    =6〜9、至適pH: 7.5(B) 分子量 約76.000 fc) ギ酸に対するKm値 3、64 mM Q)l NAD K対するKm値 0.073mM (ト))安定性 温度=55℃以下 pa:s5〜75 王妃の性質を有するギ酸脱水素酵素。 2゜ リポマイセス属に属し、ギ酸脱水素酵素生産能を
    有する酵母を液体培地に培養し菌体内に生成蓄積したギ
    酸脱水素酵素を菌体から検取することを%徴とするギ酸
    脱水素酵素の製造方法。 3 ギ酸脱水素酵素が(A)活性温度範囲=25°C〜
    60℃、至適温度:50℃、pH範囲=6〜9、至適p
    Hニア、5、(B)分子量:約76.000(C)ギ酸
    に対するKm値: 5.64 mM(DINADに対す
    るKm値:0.073mM(El安定性温度:55℃以
    下 pH:6.5〜75であることを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載のギ酸脱水素酵素の製造方法。 4 酵母がメタノールを唯一の炭素源として生育しうる
    酵母であることを特徴とする特許請求の範囲第2項また
    は第6項記載のギ酸脱水素酵素の製造方法。 5 #母がリボマイセスQメタノシルビエンシスである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項、第6項または
    第4項記載のギ酸脱水素酵素の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7432095B2 (en) 2001-10-09 2008-10-07 Kaneka Corporation Formate dehydrogenase tolerant to halogen compounds and process for producing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7432095B2 (en) 2001-10-09 2008-10-07 Kaneka Corporation Formate dehydrogenase tolerant to halogen compounds and process for producing the same

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