JPS6058068A - Novel amine dehydrogenase and oxidation of amine using it - Google Patents

Novel amine dehydrogenase and oxidation of amine using it

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JPS6058068A
JPS6058068A JP58165820A JP16582083A JPS6058068A JP S6058068 A JPS6058068 A JP S6058068A JP 58165820 A JP58165820 A JP 58165820A JP 16582083 A JP16582083 A JP 16582083A JP S6058068 A JPS6058068 A JP S6058068A
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amine
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蓑田 泰治
Toshio Omori
俊雄 大森
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Abstract

NEW MATERIAL:Amine dehydrogenase M having the following physical and chemical properties. (A) Action and substrate specificity: showing wide substrate specificity, acting on monoamine, diamine, seconary-tertiary amine. Acting on amino group of amine to release ammonia, forming a corresponding aldehyde: (B) the fittest pH is 7-7.5, stable pH is 8-9; (C) action temperature is 20-45 deg.C; (D) being deactivated by heat treatment at 70 deg.C for 5min, being deactivated at <=5.5pH and >=8.5pH; (E) molecular weight; about 42,000; and (F) alkali protein having an isoelectric point of 8.4pH, etc. USE:An enzyme for oxidizing an amine such as long-chain alkylamine, etc. having high molecular weight. PREPARATION:Pseudomonas sp. K95 (FERM-P 7041) is cultivated in a liquid medium preferably under aerobic conditions at 6-10pH at 20-40 deg.C for 18-96hr.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な酵素であるアミンデヒドロゲナーゼM及
びこれを利用するアミン類の酸化方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel enzyme, amine dehydrogenase M, and a method for oxidizing amines using the same.

一般に、アミン類は生物に対して毒性を持っており、そ
の生分解性とか自然に対する影響に問題があった。そこ
でアミン類の無毒化や自然界に残存するアミンの分析等
が望まれていた。
Generally, amines are toxic to living things, and there are problems with their biodegradability and their impact on nature. Therefore, it has been desired to detoxify amines and analyze amines remaining in nature.

しかしながら、アミン類は微生物にとっても毒であり、
アミン類を資化する菌はこれまで例が少ない。
However, amines are also toxic to microorganisms;
Until now, there have been few examples of bacteria that can assimilate amines.

アミン類を資化する菌に含まれる酵素はアミンオキシダ
ーゼとアミンデヒドロゲナーゼが知られているが、これ
らはアミン類を酸化してアルデヒドを生成する。その中
で酵素反応で酸素の関与しないアミンデヒドロゲナーゼ
の報告例は少ない。
Amine oxidase and amine dehydrogenase are known enzymes contained in bacteria that assimilate amines, and these enzymes oxidize amines to generate aldehydes. Among them, there are few reports of amine dehydrogenase, which does not involve oxygen in the enzymatic reaction.

従来、アミンデヒドロゲナーゼとしてはシュードモナス
AMIから産生される酵素等が報告されており(R,R
,Eady et al、 Biochem、J、。
Conventionally, enzymes produced from Pseudomonas AMI have been reported as amine dehydrogenases (R, R
, Eady et al., Biochem, J.

月■ユ245(19θ8);同旦757(1871) 
、これらは低分子のアミン類しか酸化せず、基質特異性
は狭いものであった。更に、長鎖アルキルアミンの如き
分子量の大きいアミン類を酸化するアミンデヒドロゲナ
ーゼはこれまで見当らなかった。
Moon ■ Yu 245 (19θ8); same day 757 (1871)
, these oxidized only low-molecular-weight amines and had narrow substrate specificity. Furthermore, no amine dehydrogenase has been found that oxidizes large molecular weight amines such as long-chain alkyl amines.

本発明者らは、斯かる現状に鑑み、長鎖アルキルアミン
等の分子量の大きいアミン類をも酸化し、基質特異性の
広いアミンデヒドロゲナーゼを探索していたが、特定の
シュードモナス属に属するアミンデヒドロゲナーゼ生産
菌に含まれるアミンデヒドロゲナーゼMが該条件を満た
すことを見出し、本発明を完成した。
In view of the current situation, the present inventors have been searching for amine dehydrogenases that can also oxidize large molecular weight amines such as long-chain alkylamines and have broad substrate specificity. It was discovered that amine dehydrogenase M contained in the producing bacteria satisfies the above conditions, and the present invention was completed.

すなわち、本発明の目的は新規なアミンデヒドロゲナー
ゼを提供することにある。
That is, an object of the present invention is to provide a novel amine dehydrogenase.

更に、もう1つの目的は該アミンデヒドロゲナーゼを利
用してアミン類を酸化する方法を提供することにある。
Furthermore, another object is to provide a method for oxidizing amines using the amine dehydrogenase.

以下、本発明について詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明に用いられるアミンデヒドロゲナーゼMはシュー
ドモナス・エスピー・K 95 (Pseudomon
as sp、 K95)により生産される酵素である。
Amine dehydrogenase M used in the present invention is Pseudomonas sp. K 95 (Pseudomonas sp.
It is an enzyme produced by As sp, K95).

該菌株は本発明者らが土壌より分離したものであって、
微工研菌寄第7041号として工業技術院微生物工業技
術研究所に寄託されており、以下の菌学的性質を有して
いる。
The strain was isolated from soil by the present inventors, and
It has been deposited with the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology as Microbiological Research Institute No. 7041, and has the following mycological properties.

(a)形態 l)細胞の形および大きさ: 桿菌、0.4〜0.8 xl、5 X2.0 #1゜2
)多形性: なし 3)運動性: 運動性があり、極鞭毛を有する4)胞子
: 形成しない 5)ダラム染色性: 陰性 6)抗酸性: #1性 (b)各培地における生育状態 l)肉汁寒天平板培養: 生育は豊富であり、コロニーの色は 緑褐色で、にぶい光沢がある。
(a) Morphology l) Cell shape and size: Bacillus, 0.4-0.8 xl, 5 X2.0 #1゜2
) Pleomorphism: None 3) Motility: Motile and has polar flagella 4) Spores: Not formed 5) Durham staining: Negative 6) Acid-fastness: #1 (b) Growth status in each medium l ) Broth agar plate culture: The growth is abundant, and the colonies are greenish-brown in color and have a dull luster.

2)肉汁寒天斜面培養: 生育は豊富であり、緑褐色の色素を生じる。2) Meat juice agar slant culture: Growth is abundant and produces a greenish-brown pigment.

3)肉汁液体培養: 薄膜を形成し、全体的に混濁を生じる。3) Meat juice liquid culture: Forms a thin film and causes overall turbidity.

4)肉汁ゼラチン穿刺培養: 表層より液化。4) Meat juice gelatin puncture culture: Liquefied from the surface layer.

5)リドマスミルク: 凝固、ペプトン化、共に陽性。5) Lidmus milk: Both coagulation and peptonization were positive.

(C)生理学的性質 1〕硝酸塩の還元: 還元しない 2)脱窒反応: 陰性 3)MRテスト: 陰性 4)VPテスト: 陰性 5)インドールの生成: 陰性 6)硫化水素の生成(TSI寒天): 陰性7〕デンプ
ンの加水分解: #R性 8)クエン酸の利用 Kose rの培地: 利用する Ghristensenの培J1!l: 利用する8)
無機窒素源の利用 硝酸塩: 利用する アンモニウム塩: 利用する 10)色素の生成: 蛍光性色素を生成する。
(C) Physiological properties 1] Nitrate reduction: No reduction 2) Denitrification reaction: Negative 3) MR test: Negative 4) VP test: Negative 5) Indole production: Negative 6) Hydrogen sulfide production (TSI agar) : Negative 7] Hydrolysis of starch: #R property 8) Use of citric acid Kose r's medium: Use of Ghristensen's medium J1! l: Use 8)
Utilizing inorganic nitrogen sources Nitrate: Utilizing ammonium salt: Utilizing 10) Pigment production: Producing fluorescent pigment.

II)ウレアーゼ:l性 12)オキシダーゼ: 陽性 13)カタラーゼ: 陽性 14)生育の範囲: 22〜41”O(最適28〜38℃) p)15.0〜8.5(最適5.0〜7,0)15)酸
素に対する態度: 好気性 1B)OFテスト: O型(酸化型) ** 17)糖類からの酸、ガスの生成 二 に本1ozペプトン水、30℃、14日間培養指示薬:
 5cp(ブロムクレゾールパープル〕以上の菌学的性
質を有する菌について、バージx イ(7)F:ユフル
(Bergey’s Manual of De−te
rminative Bacteriology)第8
版(1975年)にもとづいて検索した結果、本菌株は
シュードモナス属に属することが判明した。
II) Urease: positive 12) Oxidase: positive 13) Catalase: positive 14) Growth range: 22-41"O (optimal 28-38°C) p) 15.0-8.5 (optimal 5.0-7 , 0) 15) Attitude towards oxygen: Aerobic 1B) OF test: O type (oxidized type) ** 17) Production of acids and gases from sugars Second, 1 oz peptone water, 30°C, 14 days Culture indicator:
For bacteria with mycological properties of 5cp (Bromcresol Purple) or higher, Bergey's Manual of De-te
rminative Bacteriology) No. 8
(1975), it was found that this strain belongs to the genus Pseudomonas.

本発明において、アミンデヒドロゲナーゼ生産菌の培養
に用いる培地の栄養源としては、微生物の培養に通常用
いられるものが広く使用され得る。
In the present invention, as the nutrient source for the medium used for culturing the amine dehydrogenase-producing microorganism, a wide variety of nutrients commonly used for culturing microorganisms can be used.

すなわち、炭素源としては炭水化物(たとえばグルコー
ス、グリセロール、フラクトース等)、有機酸(たとえ
ばクエン酸、コハク酸等)、アミノ酸(たとえばグルタ
ミン酸、アスパラギン等)、炭化水素(たとえばn−ド
デカン等)、あるいは脂肪族アミン及び/又は脂肪族ジ
アミン(たとえばヘキシルアミン、ドデシルアミン、ド
デカメチレンジアミン等)などが使用できる。窒素源と
してはアンモニア、無機および有機アンモニウム塩(た
とえば塩化アンモニウム、燐酸アンモニウム、硫酸アン
モニウム、硝酸アンモニウム、コハク酸アンモニウム等
)、含窒素有機物(たとえば尿素、ペプトン、NZアミ
ン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カ
ゼイン加水分解物等)、あるいはアミノ酸(たとえばグ
ルタミン酸、アスパラギン、チロシン等)などが使用で
きる。
That is, carbon sources include carbohydrates (e.g., glucose, glycerol, fructose, etc.), organic acids (e.g., citric acid, succinic acid, etc.), amino acids (e.g., glutamic acid, asparagine, etc.), hydrocarbons (e.g., n-dodecane, etc.), or fats. Group amines and/or aliphatic diamines (eg, hexylamine, dodecylamine, dodecamethylene diamine, etc.) can be used. Nitrogen sources include ammonia, inorganic and organic ammonium salts (e.g. ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium sulfate, ammonium nitrate, ammonium succinate, etc.), nitrogenous organic substances (e.g. urea, peptone, NZ amines, meat extract, yeast extract, corn steep liquor). , casein hydrolyzate, etc.), or amino acids (eg, glutamic acid, asparagine, tyrosine, etc.).

無機塩としては各種燐酸塩、硫酸マグネシウムなどが使
用できる。さらに微量の重金属塩類が使用されるが、天
然物を含む培地では必ずしも添加を必要としない、また
、栄養要求を示す変異株を用いる場合には、当然その栄
養要求を満足させる物質を培地に加えなければならない
As the inorganic salt, various phosphates, magnesium sulfate, etc. can be used. In addition, trace amounts of heavy metal salts are used, but they are not necessarily needed in media containing natural products, and when using mutant strains that exhibit nutritional requirements, it is natural to add substances that satisfy the nutritional requirements to the media. There must be.

培養は通常、振盪または通気撹拌培養などの好気的条件
下に行なうのがよい。水に難溶性の炭素源等を使用する
場合には、ポリオキシエチレンソルビタン等の各種界面
活性剤、あるいはアセトン、エタノール等の有機溶媒を
培地に活力Uすることも可能である。培地のpHは6.
0〜10.0、培養温度は20〜40℃、培養期間は通
常18〜96時間であって、酵素の生産蓄積量が最高に
達する時期を見計らって培養を終了すればよい。
Cultivation is usually preferably carried out under aerobic conditions such as shaking or aerated agitation culture. When using a carbon source that is poorly soluble in water, it is also possible to energize the medium with various surfactants such as polyoxyethylene sorbitan, or organic solvents such as acetone and ethanol. The pH of the medium is 6.
0 to 10.0, the culture temperature is 20 to 40°C, and the culture period is usually 18 to 96 hours, and the culture may be terminated at the time when the amount of enzyme production and accumulation reaches its maximum.

培養菌体からのアミンデヒドロゲナーゼの抽出法につい
ては、一般的な菌体からの酵素の抽出法が適用できる0
例えば、得られた培養液から遠心分離などの方法により
生菌体を採取し、生菌又はその凍結乾燥菌体を磨砕、自
己消化。
Regarding the extraction method of amine dehydrogenase from cultured bacterial cells, a general enzyme extraction method from bacterial cells can be applied.
For example, live bacterial cells are collected from the obtained culture solution by a method such as centrifugation, and the live bacteria or their lyophilized bacterial cells are ground and autolyzed.

音波処理により菌体を破壊し、該酵素を遊離させる。更
に、この菌体処理物を遠心分離等により粗酵素を含む上
清を菌体破片より分離する。
The bacterial cells are destroyed by sonication and the enzyme is released. Furthermore, the supernatant containing the crude enzyme is separated from the bacterial cell fragments by centrifugation or the like.

上記粗酵素は、更にイオン交換樹脂法、DEAEセルロ
ース、 0Mセルロース、 DEAEセファデックスA
−50,QAEセフ 7デy りXA−5g又は5E−
1!77デツクスなどのイオン交換セファデックスやセ
ファデックスG−100、セファデックスG−200な
どのセファデックスやトヨパールHW−55SFな・ど
を用いるゲルろ適法、等電点分画法、アセテート膜蕨粉
、アクリルアミドゲルを用いる電気泳動法、その他害電
点沈殿法などの個々の手段又はこれらの適当な組み合わ
せを適宜利用することによって精製酵素とすることがで
きる。
The above crude enzyme can be further processed by ion exchange resin method, DEAE cellulose, 0M cellulose, DEAE Sephadex A.
-50, QAE Cef 7 Days XA-5g or 5E-
Gel filtration method using ion exchange Sephadex such as 1!77 Dex, Sephadex such as Sephadex G-100, Sephadex G-200, Toyopearl HW-55SF, etc., isoelectric point fractionation method, acetate membrane bracken Purified enzymes can be obtained by using individual methods such as powder, electrophoresis using acrylamide gel, and other methods such as electrophoretic precipitation, or an appropriate combination thereof.

本発明に使用するアミンデヒドロゲナーゼMは必ずしも
純粋である必要はない、すなわち、菌体を破壊した菌体
処理物や菌体処理物より菌体破片を除去した粗酵素も使
用可能である。もちろん、これらの固定化酵素であって
も良い。
The amine dehydrogenase M used in the present invention does not necessarily have to be pure; in other words, it is also possible to use a treated bacterial cell product in which the bacterial cells have been destroyed or a crude enzyme obtained by removing bacterial cell fragments from the treated bacterial cell material. Of course, these immobilized enzymes may also be used.

次に1本発明において使用されるシュードモナス・エス
ピー・に95の生産する新規酵素、アミンデヒドロゲナ
ーゼMの理化学的性質について述べる。
Next, the physicochemical properties of amine dehydrogenase M, a novel enzyme produced by Pseudomonas sp. 95 used in the present invention, will be described.

■作用及び基質特異性: 本酵素は広い基質特異性を示し、モノアミン、ジアミン
のほかに2級アミン、3級アミンにも作用する。アミン
類のアミン基に作用してアンモニアを放出し、対応する
アルデヒドを生成する。
■Action and substrate specificity: This enzyme exhibits broad substrate specificity, acting on secondary amines and tertiary amines in addition to monoamines and diamines. It acts on the amine group of amines to release ammonia and produce the corresponding aldehyde.

RCH,NH,+PMS+H,0 →RCHO+PMSH,十NH3 PMSH,+Oま →PMS+HtO*(非酵素的) *PMS:N−メチルフェナゾニウムメソサルフェート
 (補酵素) ■至適PH及び安定pH範囲: 至適pHは7〜7.5であるが、基質によって変動する
。安定PH範囲は6〜9である。
RCH, NH, +PMS+H, 0 → RCHO + PMSH, 10 NH3 PMSH, + Oma → PMS + HtO* (non-enzymatic) *PMS: N-methylphenazonium mesosulfate (coenzyme) ■Optimal pH and stable pH range: Optimal The pH is 7-7.5, but varies depending on the substrate. Stable pH range is 6-9.

■力価の測定法二 本酵素の活性は本酵素反応において生成したPMSH,
と反応するDCP IFの量を800ts gの吸光度
にて測定した。
■Measurement method of titer The activity of the two enzymes is determined by the PMSH produced in the enzyme reaction,
The amount of DCP IF reacted with was measured at an absorbance of 800 ts g.

CDCPIP:2.8−ジクロロフェノールインドフェ
ノール、ε工21.5X 103)測定に際しては、4
0鱈のトリス−塩酸緩衝液(pH7,3) 、1 dの
KCN 、5+sNのPMS、0.05+al)DCP
IP c7)溶液を用い、1mMの基質及び酵素溶液を
加え、30℃で30〜120分5間反応を行なった。反
応時間1分間当りlルMのアルデヒドを生成させる酵素
量を1単位とする。
CDCPIP: 2.8-dichlorophenolindophenol, ε-21.5X 103) For measurement, 4
0 cod Tris-HCl buffer (pH 7,3), 1 d KCN, 5+sN PMS, 0.05+al) DCP
Using IP c7) solution, 1 mM substrate and enzyme solution were added, and reaction was carried out at 30° C. for 30 to 120 minutes. The amount of enzyme that produces 1M aldehyde per minute of reaction time is defined as 1 unit.

■作用適温の範囲: 作用適温は20〜45℃の範囲内にあり、特に30〜4
0℃付近が最適である。
■ Range of suitable temperature for action: The suitable temperature for action is within the range of 20 to 45℃, especially 30 to 45℃.
The optimum temperature is around 0°C.

(51pH1温度等による失活条件ニ ア0℃、 5分間の熱処理で完全に失活する。(Deactivation conditions such as 51 pH 1 temperature, etc.) It is completely inactivated by heat treatment at 0°C for 5 minutes.

piは5.5以下又は9.5以上で失活する。It is inactivated when pi is less than 5.5 or more than 9.5.

■阻害、活性化および安定化: 1 riMのカルボニル試薬(インニアシト、セミカル
バジド)で阻害され、活性化剤、安定化剤は特にない。
■Inhibition, activation, and stabilization: Inhibited by 1 riM carbonyl reagent (inniacit, semicarbazide), and no activator or stabilizer is used.

■分子量: 5O5−ポリアクリルアミド電気泳動法により測定した
結果、約42000である。
■Molecular weight: As a result of measurement by 5O5-polyacrylamide electrophoresis, it is approximately 42,000.

■等電点: 等電点がpH8,4のアルカリ蛋白質である。■Isoelectric point: It is an alkaline protein with an isoelectric point of pH 8.4.

■精製方法: アミンデヒドロゲナーゼMを含有する粗酵素液に40m
M)リス−塩酸緩衝液(pH7,2)に溶かした硫酸ス
トレプトマイシンを水冷下情下し、30分静置後遠心分
離し、上清を得る。
■Purification method: Add 40m to the crude enzyme solution containing amine dehydrogenase M.
M) Streptomycin sulfate dissolved in lithium-hydrochloric acid buffer (pH 7.2) is cooled with water, allowed to stand for 30 minutes, and then centrifuged to obtain a supernatant.

得られた上清に精製硫安を加え、 PH7,2にて40
%飽和として30分静置後遠心分離し、上清を得る。更
に、精製硫安を加えて701飽和にし、2Nアンモニア
水にてPH7,8に調製する。 30分静置後遠心分離
して沈殿を得、40d トリス−塩# CPH7,2)
 −70!硫安飽和溶液にて沈殿を集め、これを10d
トリス−塩酸緩衝液(pH8,3)に溶かし、−夜透析
する。
Add purified ammonium sulfate to the obtained supernatant and adjust to 40% at pH 7.2.
After standing for 30 minutes at % saturation, centrifugation is performed to obtain a supernatant. Furthermore, purified ammonium sulfate was added to make the mixture saturated with 701, and the pH was adjusted to 7.8 with 2N aqueous ammonia. After standing for 30 minutes, centrifuge to obtain a precipitate, 40d Tris-salt #CPH7,2)
-70! Collect the precipitate with a saturated ammonium sulfate solution, and add it for 10 d.
Dissolve in Tris-HCl buffer (pH 8.3) and dialyze overnight.

10mM トリス−塩酸緩衝液(pH8,3)で平衡化
したDEAE−セルロース(ワットマン社製DE−52
)に上記粗酵素を吸着させ、同緩衝液で沈浄し、0〜1
50 dの食塩水により直線的濃度勾配で溶出し、アミ
ンデヒドロゲナーゼMの活性画分を集め、次いでこのア
ミンデヒドロゲナーゼ画分を10dリン酸ナトリウム緩
衝液(pH8,8)で平衡化したCトセルロース(ワッ
トマン社製CM−52)のカラムに通液し、同緩衝液で
洗浄し、0〜70mMの食塩水により直線的濃度勾配で
溶出し、アミンデヒドロゲナーゼMの活性画分を集めた
DEAE-cellulose (Whatman DE-52) equilibrated with 10mM Tris-HCl buffer (pH 8.3)
) was adsorbed with the above crude enzyme, precipitated with the same buffer solution, and
Elute with a linear concentration gradient with 50 d of saline, collect the active fraction of amine dehydrogenase M, and then collect this amine dehydrogenase fraction with C-tocellulose (equilibrated with 10 d of sodium phosphate buffer (pH 8,8)). The solution was passed through a Whatman CM-52) column, washed with the same buffer, eluted with a linear concentration gradient of 0 to 70 mM saline, and the active fraction of amine dehydrogenase M was collected.

更に、この活性画分をトヨパールHW−55SF(東洋
曹達社製)のカラムに通液してゲルろ過を行ない、40
mM)リス−塩酸緩衝液(pH7,2)にて溶出してア
ミンデヒドロゲナーゼMの酵素的単一標品を得る0本酵
素はディスク電気泳動及びSO8電気泳動的に均一であ
った。
Furthermore, this active fraction was passed through a column of Toyo Pearl HW-55SF (manufactured by Toyo Soda Co., Ltd.) to perform gel filtration.
A single enzymatic preparation of amine dehydrogenase M was obtained by elution with Lis-HCl buffer (pH 7.2). The enzyme was homogeneous by disk electrophoresis and SO8 electrophoresis.

本発明においてアミンデヒドロゲナーゼMをアミン類に
作用させてアミン類を酸化し、相当するアルデヒドを生
成させる。生成したアルデヒドはガスクロマトグラフィ
ーで確認できる。
In the present invention, amine dehydrogenase M is allowed to act on amines to oxidize them and generate corresponding aldehydes. The generated aldehyde can be confirmed by gas chromatography.

本発明の酵素は基質特異性が広く、種々のアミン類に適
用できる。基質として用いるアミン類としては、例えば
1級モノアミンとして、メチルアミン、エチルアミン、
n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、i−ブチルア
ミン、n−ペンチルアミン、i−ペンチルアミン、n−
ヘキシルアミン、n−へブチルアミン、n−オクチルア
ミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ウン
デシルアミン、n−ドデシルアミン、n−テトラデシル
アミンが挙げられる。
The enzyme of the present invention has broad substrate specificity and can be applied to various amines. Examples of amines used as substrates include methylamine, ethylamine, and primary monoamines.
n-propylamine, n-butylamine, i-butylamine, n-pentylamine, i-pentylamine, n-
Examples include hexylamine, n-hebutylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-undecylamine, n-dodecylamine, and n-tetradecylamine.

1級ジアミンとして、エチレンジアミン、プロピレンジ
アミン、ブチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、
ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オ
クタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメ
チレンジアミン、ドデカメチレンジアミンなどが挙げら
れる。
As primary diamines, ethylene diamine, propylene diamine, butylene diamine, pentamethylene diamine,
Examples include hexamethylene diamine, heptamethylene diamine, octamethylene diamine, nonamethylene diamine, decamethylene diamine, and dodecamethylene diamine.

ω−アミノ酸としては、6−7ミノヘキサン酸、8−ア
ミノオクタン酸、11−アミノウンデカン酸、12−ア
ミノドデカン酸などが挙げられる。
Examples of the ω-amino acids include 6-7 minohexanoic acid, 8-aminooctanoic acid, 11-aminoundecanoic acid, and 12-aminododecanoic acid.

置換1級アミンとしては、ベンジルアミン、フェネチル
アミン、チラミン、1−ノルアドレナリン、ヒスタミン
などが挙げられる。
Examples of substituted primary amines include benzylamine, phenethylamine, tyramine, 1-noradrenaline, histamine, and the like.

2級アミンとしては、ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−
ヘキシルアミンなどが挙げられる。
As the secondary amine, di-n-butylamine, di-n-
Examples include hexylamine.

3級アミンとしては、トリエチルアミン、トリーn−ブ
チルアミン、トリーn−ヘキシルアミンなどが挙げられ
る。
Examples of the tertiary amine include triethylamine, tri-n-butylamine, and tri-n-hexylamine.

ポリアミンとしては、スペルミン、スペルミジンなどが
挙げられる。
Examples of polyamines include spermine and spermidine.

反応系における基質としてのアミン類の量は特に制限は
ないが、通常液中濃度として0.01〜lO重量2の範
囲で使用される。
The amount of amines as a substrate in the reaction system is not particularly limited, but it is usually used in a concentration range of 0.01 to 1O2 by weight in the solution.

而して反応に際しては、基質の他に補酵素であるPMS
等の電子受容体を微量添加することが必要である。
During the reaction, in addition to the substrate, PMS, which is a coenzyme, is
It is necessary to add a small amount of electron acceptor such as

反応系における酵素の量は、前記の酵素の分に制限はな
く、それぞれの基質の量比、酵素の活性、その他の条件
によって適宜°変更し得る。
The amount of enzyme in the reaction system is not limited to the amount of the enzyme mentioned above, and can be changed as appropriate depending on the amount ratio of each substrate, enzyme activity, and other conditions.

この反応における反応温度は通常20〜45℃の範囲で
あり、また反応時のpHは6〜8の範囲である。
The reaction temperature in this reaction is usually in the range of 20 to 45°C, and the pH during the reaction is in the range of 6 to 8.

而して反応液中に生成したアルデヒドを単離するには、
シリカゲル、イオン交換樹脂等のカラムクロマトグラフ
ィーなど通常用いられる分離手段を用いて容易に行なう
ことができる。
In order to isolate the aldehyde produced in the reaction solution,
This can be easily carried out using commonly used separation means such as column chromatography using silica gel or ion exchange resin.

本発明の酸化方法は、有害なアミン類の分解や臨床分析
等への応用、更に有用なアルデヒドの製造法への応用な
ど幅広い分野に応用できるものである。
The oxidation method of the present invention can be applied to a wide range of fields, such as decomposition of harmful amines, clinical analysis, and the production of useful aldehydes.

次に、実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらによって限定されるものではない。
Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 シュードモナス・エスピー−K−95株を下記組成の液
体培地20文を仕込んだジャーファーメンタ−にテ30
℃、θ00 rpm、 I VVM(通気量) テ80
時間培養を行なった。
Example 1 Pseudomonas sp. K-95 strain was placed in a jar fermenter containing 20 volumes of liquid medium with the following composition for 30 minutes.
°C, θ00 rpm, I VVM (ventilation volume) Te80
Time culture was performed.

液体培地 組成 Na3 HPO4” 12 Hl 0 1.5 gNa
ffiso4o、e g MgSO4拳 7Ht0 0.1 g FeSO4@ 7H105tsg MnSO4@ 4H105mg ZnSO4m 7 Hl OQ、8 mgCuSO4−
5Hl 0 0.061gNa2Mo04 * 4)1
t0 0.03 mgNap B 407 e 10 
Hto 0.03 tsgCall@ * 2)1BO
f(Omg酵母エキス 5 rag イオン交換水 1文 培養後遠心分離機にて集菌し、更に菌体をフレンチプレ
ス(20000PSI)にて破砕し、超遠心処理して細
胞破片などを除去し、上清を粗酵素画分とした。
Liquid medium Composition Na3 HPO4” 12 Hl 0 1.5 gNa
ffiso4o, e g MgSO4 fist 7Ht0 0.1 g FeSO4@ 7H105tsg MnSO4@ 4H105mg ZnSO4m 7 Hl OQ, 8 mgCuSO4-
5Hl 0 0.061gNa2Mo04 *4)1
t0 0.03 mgNap B 407 e 10
Hto 0.03 tsgCall @ * 2) 1BO
f (Omg yeast extract 5 rag ion-exchanged water 1 sentence) After culturing, collect the bacteria using a centrifuge, then crush the bacteria using a French press (20,000 PSI), perform ultracentrifugation to remove cell debris, and remove the cells. The supernatant was used as a crude enzyme fraction.

次に、粗酵素画分をストレプトマイシン処。Next, the crude enzyme fraction was treated with streptomycin.

理、硫安沈殿(40〜70%画分)、l1EAE−セル
ロースカラムクロマトグラフィー、 Cトセルロースカ
ラムクロマトグラフイー、ゲルろ過(トヨバールHW−
55SF)を行ないアミンデヒドロゲナーゼMを精製し
た。
Ammonium sulfate precipitation (40-70% fraction), 11EAE-cellulose column chromatography, C cellulose column chromatography, gel filtration (Toyobar HW-
55SF) to purify amine dehydrogenase M.

結果を表1、図1.2.3に示した。以上の操作により
ディスク電気泳動、SDS電気電気的動的一となった。
The results are shown in Table 1 and Figure 1.2.3. Through the above operations, disk electrophoresis and SDS electroelectrodynamics were obtained.

実施例2 基質としてn−ヘキシルアルデヒドいた。5 mMのP
MSを含む51mMのリン酸バッファー溶液(pH”0
 ) 100+Jl中にIOBのn−ヘキシルアミン及
びアミンデヒドロゲナーゼM20単位を含む溶液を30
0+Jj容三角フラスコに入れ、30”Oにて120分
反応を行なった。
Example 2 n-hexylaldehyde was used as a substrate. 5 mM P
51mM phosphate buffer solution (pH”0) containing MS
) A solution containing 20 units of IOB n-hexylamine and amine dehydrogenase M in 100+Jl.
The mixture was placed in a 0+Jj Erlenmeyer flask and reacted for 120 minutes at 30"O.

反応終了後、ジエチルエーテルにて抽出し、ガスクロマ
トグラフィーにてn−ヘキシルアルデヒドの定量を行な
ったところ5.7+wg得られた。
After the reaction was completed, extraction was performed with diethyl ether, and n-hexylaldehyde was quantitatively determined by gas chromatography, and 5.7+wg was obtained.

本市はガスクロマトグラフィーにより標品と一致し、n
−ヘキシルアルデヒドであると同定された。
Motoichi confirmed that it matched the standard product by gas chromatography, and n
-Identified as hexylaldehyde.

実施例3 基質として表2に示すような各種アミン類をlsN用い
、4011%(7) ) !J スー塩酸(pH7,3
) 、1 mHのKCN、5mMのPMS 、 0.0
5mMのDCPIP及びアミンデヒドロゲナーゼM1単
位を含む10 ff1nを大型試験管に取り、30℃に
て120分反応を行なった。
Example 3 Various amines shown in Table 2 were used as substrates for lsN, and 4011% (7) )! J Soo-hydrochloric acid (pH 7,3
), 1 mH KCN, 5mM PMS, 0.0
10 ff1n containing 5mM DCPIP and amine dehydrogenase M1 units were placed in a large test tube and reacted at 30°C for 120 minutes.

酵素活性は反応するDCPIP量を800m gの吸光
度によって測定した。表2にドデカメチレンジアミンを
基質とした場合の活性を100 としてその比活性を結
果として示した。
Enzyme activity was measured by absorbance at 800 mg of reacting DCPIP amount. Table 2 shows the specific activity as a result, setting the activity when dodecamethylene diamine as a substrate as 100.

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

図1は実施例1における本酵素のDEAE−セルロース
によるカラムクロマトグラムであり、図2は同じ酵素の
CM−セルロースによるカラムクロマトグラムである。 更に、図3はゲルろ過よるカラムクロマトグラムである
。 特許出願人:花王石鹸株式会社 代 理 人:望 月 孜 部 ロのの−
FIG. 1 is a column chromatogram of the present enzyme in Example 1 using DEAE-cellulose, and FIG. 2 is a column chromatogram of the same enzyme using CM-cellulose. Furthermore, FIG. 3 is a column chromatogram obtained by gel filtration. Patent applicant: Kao Soap Co., Ltd. Agent: Ronono Mochizuki Keibe

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、次の理化学的性質を有するアミンデヒドロゲナーゼ
M。 0作用及び基質特異性: 本酵素は広い基質特異性を示し、モノアミン、ジアミン
のほかに21I&アミン、3級アミンにも作用する。ア
ミン類のアミノ基に作用してアンモニアを放出し、対応
するアルデヒドを生成する。 RCHt N Ht + P M S + Ht O→
RCHO+ P M S H2+ N HsPMSH,
+O,+PMS+Ht O。 (非酵素的) *PMS:N−メチルフェナゾニウムメソサ■至適pH
及び安定PH範囲: 至適PHは7〜7.5であるが、基質によって変動する
。安定PH範囲は6〜8である。 ■力価の測定法: 本酵素の活性は本酵素反応において生成したFMSH,
と反応するDCPIFの量を800ysμの吸光度にて
測定した。 CDCPIP:2.8−ジクロロフェノールインドフェ
ノール、9g21.5XIO’ )測定に際しては、4
0dのトリス−塩#緩衝液(pH7,3) 、1 ta
MのKGN 、5mHのPNS、0.05mNのncp
rp (7)溶液を用い、11N(71基質及び酵素溶
液を加え、30℃で30〜120分間反応を行なった0
反応時M1分間当りlルNのアルデヒドを生成させる酵
素量を1単位とする。 ■作用適温の範H: 作用適温は20〜45℃の範囲内にあり、特に!?n〜
in”t’rm:FF−1s<a:a−taMス−■p
H1温度等による失活条件ニ ア0℃、5分間の熱処理で完全に失活する。 pHは5.5以下又は8.5以上で失活する。 ■阻害、活性化および安定化: 1 mHのカルボニル試薬(イソニアシト、セミカルバ
ジド)で阻害され、活性化剤、安定化剤は特にない。 ■分子量: S[1lS−ポリアクリルアミド電気泳動法により測定
した結果、約42000である。 ■等電点: 等電点がPH8,4のアルカリ蛋白質である。 ■精製方法: アミンデヒドロゲナーゼMを含有する粗酵素液に40m
M1リス−塩酸緩衝液(pH7,2)に溶かした硫酸ス
トレプトマイシンを水冷下滴下し、30分静置後遠心分
離し、上#を得る。 得られた上清に精製硫安を加え、pH7,2にて40X
飽和として30分静置後遠心分離し、上清を得る。更に
、精製硫安を加えて70%飽和にし、2Nアンモニア水
にてpH7,f3に調製する。30分静置後遠心分離し
て沈殿を得、4hM トリス−塩酸CPH7,2) −
70X硫安飽和溶液にて沈殿を集め、これを10dトリ
ス−塩酸緩衝液(pH8,3)に溶かし、−夜透析する
。 10mM トリス−塩酸緩衝液(p)18.3 )で平
衡化したDEAE−セルロース(ワットマン社製DE−
52)に上記粗酵素を吸着させ、同緩衝液で洗浄し、0
〜150 mMの食塩水により直線的濃度勾配で溶出し
、アミンデヒドロゲ、ナーゼMの活性画分を集め、次い
でこのアミンデヒドロゲナーゼ画分を10mMリン酸ナ
トリウム緩衝液(pH8,8)で平衡化したCトセルロ
ース(ワットマン社製0N−52)のカラムに通液し、
同緩衝液で洗浄し、0〜70mMの食塩水により直線的
濃度勾配で溶出し、アミンデヒドロゲナーゼMの活性画
分を集めた。 更に、この活性画分をトヨパールHW−55SF(東洋
曹達社製)のカラムに通液してゲルろ過を行ない、40
履xトリス−塩酸緩衝液(pH7,2)にて溶出してア
ミンデヒドロゲナーゼMの酵素的単一標品を得る0本酵
素はディスク電気泳動及びSDS電気電気的動的一であ
った。 2、 アミン類にアミンデヒドロゲナーゼMを作用させ
ることを#徴とするアミン類の酸化方法。
[Claims] 1. Amine dehydrogenase M having the following physical and chemical properties. 0 action and substrate specificity: This enzyme exhibits broad substrate specificity and acts not only on monoamines and diamines but also on 21I & amines and tertiary amines. It acts on the amino group of amines to release ammonia and generate the corresponding aldehyde. RCHt N Ht + P M S + Ht O→
RCHO+ PMS H2+ N HsPMSH,
+O, +PMS+HtO. (Non-enzymatic) *PMS: N-methylphenazonium mesosa ■Optimal pH
and stable pH range: The optimum pH is 7 to 7.5, but varies depending on the substrate. Stable pH range is 6-8. ■Method for measuring titer: The activity of this enzyme is determined by the FMSH produced in this enzyme reaction,
The amount of DCPIF reacting with was measured at an absorbance of 800 ysμ. CDCPIP: 2.8-dichlorophenolindophenol, 9g21.5XIO') When measuring, 4
0d Tris-salt #buffer (pH 7,3), 1 ta
M KGN, 5 mH PNS, 0.05 mN ncp
Using rp(7) solution, 11N (71 substrate and enzyme solution were added, and the reaction was carried out at 30°C for 30 to 120 minutes.
The amount of enzyme that produces 1 N aldehyde per minute during reaction is defined as 1 unit. ■ Range H of suitable temperature for action: The suitable temperature for action is within the range of 20 to 45°C, especially! ? n~
in"t'rm:FF-1s<a:a-taMsu-■p
Deactivation conditions such as H1 temperature are completely deactivated by heat treatment at near 0°C for 5 minutes. It is inactivated when the pH is below 5.5 or above 8.5. ■Inhibition, activation and stabilization: Inhibited by a carbonyl reagent (isoniacyto, semicarbazide) at 1 mH, and no activator or stabilizer is used. ■Molecular weight: It is approximately 42,000 as measured by S[11S-polyacrylamide electrophoresis method. ■Isoelectric point: It is an alkaline protein with an isoelectric point of PH8.4. ■Purification method: Add 40m to the crude enzyme solution containing amine dehydrogenase M.
Streptomycin sulfate dissolved in M1 lithium-hydrochloric acid buffer (pH 7.2) is added dropwise under water cooling, left to stand for 30 minutes, and then centrifuged to obtain upper #. Purified ammonium sulfate was added to the obtained supernatant and 40X was added at pH 7.2.
After standing for 30 minutes to achieve saturation, centrifugation is performed to obtain a supernatant. Furthermore, purified ammonium sulfate was added to make the mixture 70% saturated, and the pH was adjusted to 7, f3 with 2N aqueous ammonia. After standing for 30 minutes, centrifugation was performed to obtain a precipitate, and 4 hM Tris-HCl CPH7,2) -
The precipitate was collected with a 70X ammonium sulfate saturated solution, dissolved in 10 d Tris-HCl buffer (pH 8,3), and dialyzed overnight. DEAE-cellulose (Whatman DE-
52) was adsorbed with the above crude enzyme, washed with the same buffer, and
The active fraction of amine dehydrogenase, Naase M, was collected by eluting with a linear concentration gradient with ~150 mM saline, and this amine dehydrogenase fraction was then equilibrated with 10 mM sodium phosphate buffer (pH 8.8). The liquid was passed through a column of cellulose C (ON-52 manufactured by Whatman),
It was washed with the same buffer and eluted with a linear concentration gradient of 0 to 70 mM saline to collect the active fraction of amine dehydrogenase M. Furthermore, this active fraction was passed through a column of Toyo Pearl HW-55SF (manufactured by Toyo Soda Co., Ltd.) to perform gel filtration.
A single enzymatic preparation of amine dehydrogenase M was obtained by elution with Tris-HCl buffer (pH 7.2).The enzyme was subjected to disk electrophoresis and SDS electrodynamic analysis. 2. A method for oxidizing amines, which comprises causing amine dehydrogenase M to act on amines.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000018892A1 (en) * 1998-09-25 2000-04-06 Kikkoman Corporation Histamine dehydrogenase, process for producing the same, method for quantitating histamine and quantification reagent
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WO2011031147A1 (en) * 2009-09-11 2011-03-17 Dsm Ip Assets B.V. Preparation of a compound comprising an amine group from an alpha-keto acid
WO2010104390A3 (en) * 2009-03-11 2011-04-21 Dsm Ip Assets B.V. Preparation of alpha-ketopimelic acid

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