WO2001031038A1 - Genetic engineering immobilization of heteromer peptides - Google Patents

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WO2001031038A1
WO2001031038A1 PCT/JP2000/007275 JP0007275W WO0131038A1 WO 2001031038 A1 WO2001031038 A1 WO 2001031038A1 JP 0007275 W JP0007275 W JP 0007275W WO 0131038 A1 WO0131038 A1 WO 0131038A1
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WO
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peptide
chitin
seq
cellulose
heteromeric
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/007275
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Japanese (ja)
Inventor
Atsuo Tanaka
Mitsuyoshi Ueda
Koji Nagao
Original Assignee
Fujisawa Pharmaceutical Co., Ltd.
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujisawa Pharmaceutical Co., Ltd. filed Critical Fujisawa Pharmaceutical Co., Ltd.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K17/00Carrier-bound or immobilised peptides; Preparation thereof
    • C07K17/02Peptides being immobilised on, or in, an organic carrier
    • C07K17/10Peptides being immobilised on, or in, an organic carrier the carrier being a carbohydrate
    • C07K17/12Cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/10Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a carbohydrate
    • C12N11/12Cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/78Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)
    • C12N9/80Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5) acting on amide bonds in linear amides (3.5.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide

Definitions

  • the present invention relates to the immobilization of heteromeric peptides. Specifically, the present invention relates to a heteropeptide fused with a chitin cellulose-binding domain, and a method for immobilizing the heteropeptide to chitin-cellulose. Background art
  • Enzymes may be immobilized by physical adsorption or covalent bonding.
  • a method in which a peptide having a binding activity to a carrier or a certain protein is fused to a target enzyme may be used.
  • cellulose chitin-binding domain eel lulose or chitin binding domain (CBD) j
  • CBD chitin binding domain
  • Cellulose ⁇ chitin is inexpensive, non-toxic, and chemically stable, so it is suitable as a carrier for immobilizing enzymes. It is also easy to process into membrane, powder, bead, etc. In fact, technology has been developed to immobilize enzyme proteins fused with CBD while maintaining their activity (E Ong et al., 1991, Enzyme Microb. Technol.
  • Enzymes composed of heterogeneous proteins composed of multiple subnetts are often industrially important.
  • 7-?-(4-carboxybutanamide) -cephalosporanic acid acylase (abbreviated as "GL-7ACA acylase"), which is a heteroprotein composed of spikelets and subunits, is used.
  • No. 7-Aminocephalosporanic acid (7-ACA) is an important intermediate of cephalo antibiotics, and is based on cephalosporanic acid (CC) produced by microorganisms as a starting material for chemical synthesis or enzymatic reactions.
  • GL-7ACA acylase like benicillin acylase and other cephalosporanic acylases, is an enzyme composed of heteropeptides.After the precursor gene is synthesized by the expression of the enzyme gene, GL-7ACA acylase is a specific enzyme. It is known that peptides are cleaved into multimers by a processing mechanism.
  • An object of the present invention is to provide a heteromerbide fused with a chitin'cellulose binding domain (CBD) and use thereof.
  • the present invention also provides a method for producing the heteromerbide peptide, a method for immobilizing the heteromerbide peptide, and the like. The task is to
  • the present inventors have conducted intensive studies with the example of GL-7ACA acylase, aiming at immobilization of heteropeptides by applying a genetic engineering technique. Specifically, cellulose-chitin binding domain (CBD) was fused to the GL-7ACA acylase gene, this gene was expressed using Escherichia coli as a host, and GL-7ACA acylase was immobilized on chitin beads by the action of CBD. .
  • CBD cellulose-chitin binding domain
  • a gene in which CBD was fused to three different sites of GL-7ACA acylase by genetic engineering was produced, and the expression thereof was attempted. The activity was successfully achieved in the adsorption state.
  • heteropeptide of the present invention can be applied to various other acylases including cyclic lipopeptide acylase which mediates acylation of cyclic lipopeptide.
  • cyclic lipopeptide acylase which mediates acylation of cyclic lipopeptide.
  • the present inventors have prepared a precursor peptide having a chitin-cellulose binding domain so that it can be immobilized on chitin or a cell mouth while maintaining its activity.
  • the present inventors have found that it is possible to produce merbeptides and have completed the present invention.
  • the present invention provides a heteromeric peptide fused with a chitin / cellulose binding domain, a method for producing the heteromeric peptide, a method for immobilizing the heteromeric peptide, and a use of the heteromeric peptide. More specifically,
  • Aminoacylase is 7-/?-(4-carboxybutane amide)
  • the peptide according to (3) which is a rosporan acid acylase
  • the cyclic lipopeptide acylase has the formula:
  • R 1 is Ashiru group
  • R 2 is hydroxy or Ashiruokishi group
  • R 3 is hydrogen or hydroxy group
  • R 4 is hydrogen or hydroxy group
  • R 5 is hydrogen or hydroxy sul Honiruokishi group
  • R 6 is hydrogen Or an acylase that catalyzes the acylation of compound IV represented by the formula (5), (7) the precursor peptide of the heteromeric peptide according to (1),
  • [12] A method of culturing the host cell according to [11] in a medium, and recovering a heteromeric peptide or a precursor of the heteromerbide peptide from the host cell and / or a culture supernatant thereof.
  • step (b) a step of recovering the reaction product in the step (a), a method for producing a reaction product produced by being catalyzed by the immobilized heteropeptide, (16) The chitin in the heteromeric peptide according to (4), the immobilized heteromeric peptide in which the cellulose-binding domain is bound to chitin and / or cellulose,
  • R 1 is Ashiru group
  • R 2 is hydroxy or Ashiruokishi group
  • R 3 is hydrogen or hydroxy group
  • R 4 is hydrogen or hydroxy group
  • R 5 is hydrogen or hydroxy sul Honiruokishi group
  • R 6 is hydrogen Or a compound of the formula (IV) or a salt thereof
  • R 2 , R ⁇ R ⁇ R 5 and R 6 represent the same groups as described above, or a method for producing a compound (III), characterized by obtaining a salt thereof.
  • a chitin / cellulose-binding domain is added to at least one of the subunits constituting the monocephalosporan acylase, and the chitin / cellulose-binding is added. Domain immobilized on chitin and / or cellulose,
  • a chitin / cellulose binding domain is added to at least one of the subunits constituting a catalytic lipopeptide acylase, and the chitin / cellulose binding domain is immobilized on chitin and / or cellulose.
  • R 2 , R 3 , R ⁇ R 5 and R 6 represent the same groups as described above).
  • the present invention relates to a heteromeric peptide in which at least one of the subunits constituting a heteromeric peptide produced by cleavage of a precursor peptide has a chitin / cellulose binding domain added thereto.
  • heteromeric peptide in the present invention means that a single-chain precursor peptide is first synthesized by transcription and translation of a gene encoding the heteromer peptide, and then the precursor peptide is cleaved by processing.
  • chitin 'cellulose binding domain refers to a peptide domain that binds to chitin and / or cellulose. Such a domain is a cellulase
  • the chitin / cellulose binding domain used in the present invention is not limited in its origin as long as it binds to chitin and Z or cellulose.
  • a partial peptide (SEQ ID NO: 22) of chitinase Al (GenBank Ac. No. M57601, J05599) derived from Bacillus acilluscirculans can be mentioned.
  • a peptide domain capable of binding to a high molecular polymer other than the chitin / cellulose binding domain.
  • Substrate binding domains are included.
  • PHA poly (hydroxyalkanoic acid) depolymerase
  • the heteromeric peptide of the present invention is a recombinant protein obtained by using a known gene recombination technique. It can be prepared as a quality. That is, a DNA coding for a chitin'cellulose binding domain is bound to a DNA coding for a subunit of the target heteropeptide so that the reading frame of the protein matches, and the subunit and the chitin are ligated. 'A fusion protein with the cellulose binding domain may be produced.
  • the position where the chitin / cellulose binding domain is fused is not particularly limited as long as the heteromeric peptide is formed and the original activity of the peptide is maintained.
  • a chitin'cellulose binding domain can be added to the N-terminus or C-terminus of a single subunit, or inserted into a subunit polypeptide.
  • any heteromeric peptide generated by cleavage of the precursor peptide can be used.
  • Such peptides include, for example, hormones, cytokines, enzymes, signaling factors, receptors, and the like.
  • Subunits also include those connected by, for example, a disulfide bond.
  • examples of such proteins include, but are not limited to, insulin, insulin receptor, NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptor, HGF (hepatocyte growth factor), and the like.
  • the peptide in which the chitin / cellulose binding domain is added to the natural peptide may be a peptide having a natural amino acid sequence, and the natural peptide may have one or more amino acids. May be a peptide modified by substitution, deletion, addition and / or insertion of a peptide. Such modification of the amino acid sequence can be performed to improve the stability and activity of the heteromer peptide.
  • the heteromeric peptide of the present invention is preferably a protein produced by self-slicing. Self-splicing refers to autonomously cleaving the precursor peptide and generating a heteromer, and expressing the activity of the protein, without relying on the catalysis of other molecules such as protease.
  • Such proteins include intein (Intein; Pietrokovski, S., 1998, Protein Sci. 7: 64-71), N-terminal nucleophilic hydrolase; Ntn) (JA Brannigan et al., 1995, Nature 378: 416-419), and proteins such as maze.
  • intin has a yeast membrane ATPase (Chong, S. et al. 3 1998, J. Biol. Chem., 273: 10567-77; Chong, S. et al., 1996, J. Biol. Chem. 271). : 22159-68), and Pyrococcus kodakaraensis DNA polymerase (Nishioka, M.
  • N-terminal nucleophilic hydrolases include, for example, ⁇ , ⁇ ; bacterial glycosylasparaginase (Liu, Y. et al., 1998, J. Biol. Chem. 273). : 9688-94), Proteasom
  • aminoacylase is an enzyme that catalyzes a reaction that hydrolyzes an acylamino group into an amino group.
  • aminoacylase includes, for example, penicillin acylase (Oh, SJ et al., 1987, Gene 56: 87-97; Verhaert, RM et al., 1997, Appl. Environ. Microbiol. 63: 3412-8 ), Cephalosporan acylase
  • ⁇ - (4-carboxybutaneamide) -cephalosporanate acylase (abbreviated as “GL-7ACA acylase”) is an enzyme with high industrial utility as described above (for example, Ishii, Y. et al., 1995, Eur. J. Biochem. 230: 773-8; Saito, Y. et al., 1996, Annals. NY Acad. Sci. 782: 226-240; see Tsuzuki Katsuaki et al., 1989, Nippon Nogeikagaku Kaishi 63: 1847-1853).
  • GL-7ACA acylase for example, a protein derived from Pseudo marnas as mendocina) C427 strain specified by FERM BP-3425 is preferably used (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-313161).
  • heteromeric peptide of the present invention in which a chitin'cell-mouth binding domain is added to GL-7ACA acylase derived from the C427 strain include, for example, the amino acid set forth in SEQ ID NO: 17, 19, or 21.
  • Heteromeric peptides generated from a precursor peptide consisting of a sequence are preferably used, but are not limited thereto.
  • V22 derived from the genus Pseudomonas (Aramori, I. et al., 1991, J. Fermentation Bioengineering 72: 232-243), and A14 (Aramori, I. et al., 1992, J. Fermentation Bioengineering 73: 185- 192) can also be used o
  • the cyclic lipopeptide acylase is not particularly limited as long as it has an activity of deacylating the acylamino group of the cyclic lipopeptide.
  • the term “cyclic lipopeptide” refers to a compound having a polypeptide ring and having an amino group as a side chain on the ring. The compound may further have another side chain.
  • Examples of the cyclic lipopeptide include a compound represented by the structural formula (IV). This compound includes a FR901379 substance represented by the following structural formula [IVa] (described in JP-A-3-184921).
  • cyclic lipopeptide acylase examples include, for example, a cyclic lipopeptide acylase derived from the genus Sirep topees. Cyclic lipopeptide acylases from the genus are described, for example, in International Publication No. W097 / 32975 and International Patent Application No. PCT / JP00 / 04285.
  • the heteromeric peptide of the present invention in which a chitin / cellulose binding domain is added to a cyclic lipopeptide acylase derived from Streptooyces sp. NO. 6907 (see International Publication No.
  • Heteromeric peptides generated from the precursor peptide having the amino acid sequence described in No. 28 are preferably used, but are not limited thereto.
  • the precursor peptide of the present invention can be a peptide having any amino acid sequence as long as it has chitin'cellulose binding activity and can form a heteromer having the intended activity.
  • the peptide described in the following (b) or (c) can also be used as a precursor peptide in the present invention.
  • a peptide capable of constructing a heteromer having the same includes, for example, site-directed mutagenesis. More specifically, the present invention provides any of the nucleotide sequences described in SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 20 and SEQ ID NO: 27 by using the method, and Can be obtained.
  • the gene encoding the precursor peptide of the present invention includes all of the DNA substantially consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 20 and SEQ ID NO: 27 Or include a part.
  • the gene encoding the precursor peptide of the present invention includes, in addition to the DNA having the above specific nucleotide sequence, a DNA having a nucleotide sequence capable of hybridizing with the DNA having the above specific nucleotide sequence under stringent conditions. including.
  • a condition under which a DNA having a homology of about 60% or more in base sequence can hybridize is referred to as a stringent condition.
  • the gene encoding the precursor peptide of the present invention has at least (1) 60% identity, (2) 70% identity, and (3) 80% identity in the above specific nucleotide sequence.
  • (4) Includes a gene consisting of a nucleotide sequence having 90% identity or (5) 95% identity.
  • the precursor peptide encoded by the gene includes a precursor peptide having chitin'cellulose binding activity and capable of constructing a heteromer having aminoacylase activity.
  • the present invention also relates to a precursor peptide of the above-mentioned heteromeric peptide of the present invention.
  • the present invention also relates to a DM encoding the precursor peptide, an expression vector containing the DNA, and a host cell transformed with the vector.
  • the precursor peptide can be prepared by culturing a host cell transformed with an expression vector containing DM encoding the same in a medium, and collecting the precursor peptide from the culture.
  • the source of the DNA encoding the precursor peptide may be cDNA or It may be nome DNA or synthetic DNA.
  • the DNA encoding the precursor peptide of the present invention includes not only a DNA containing a nucleotide sequence of a natural gene, but also a DNA containing an arbitrary nucleotide sequence based on codon degeneracy.
  • the DNA encoding the chitin'cellulose binding domain is added to the site where the chitin'cellulose binding domain is to be added using known genetic engineering techniques. What is necessary is just to insert so that frames may match. There is no restriction on the position where the chitin / cellulose binding domain is inserted, as long as the heterologous peptide is generated by the expression of the precursor peptide and the original enzyme activity is maintained, and the N-terminal, C-terminal, or intermediate position of each subunit Can be inserted.
  • the chitin'cellulose binding domain can be inserted into at least one optional subunit that makes up the heteromeric peptide. It can also be inserted into multiple subunits.
  • insertion of a chitin'cellulose binding domain at the N-terminus, C-terminus or in the middle of a spleen //? Subunit forms a heteromeric peptide and maintains enzymatic activity .
  • Specific examples of the DNA encoding the precursor peptide of the heteromeric peptide include a DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16, 18, or 20.
  • a DM peptide encoding a precursor of a heteromeric peptide in which a chitin'cellulose binding domain is inserted at the C-terminus of a large subunit of a cyclic lipopeptide acylase derived from Streptomyces sp. NO.
  • Specific examples include, for example, a DNA having the base sequence of SEQ ID NO: 27.
  • the position at which the chitin / cellulose binding domain is inserted is not limited to this, and it can be inserted at the N-terminus, C-terminus, or middle of any subunit.
  • the host cell is not particularly limited, but includes, for example, bacteria.
  • Bacteria include strains belonging to the genus Escherichia (eg, E. coli JM109 ATCC 53323, E. coli HB101 ATCC 33694, E.coii MN102, E.coi / HB101-16 FERM BP-1872, E. coli 294). ATCC 31446) and strains belonging to the genus Bacillus (such as Bacillus subtilis).
  • actinomycetes for example, strains belonging to the genus Streptomyces (Streptomyces), such as Streptomyces lividans, may be mentioned.
  • a strain belonging to the genus Escherichia specifically, E.co/j'HBlOl or E. coli JM109 is preferably used.
  • E. coli for example, NEB ER2566, etc.
  • the DNA encoding T7 RNA polymerase has been integrated into the genome, etc. It is suitable.
  • the expression vector When bacteria, especially E.co, are used as host cells, the expression vector generally encodes at least a promoter--operator region, initiation codon, and amino acid sequence of a precursor of the heteromeric peptide of the present invention. It is composed of DNA, stop codon, one minute and one region, and a replicable unit.
  • the operator-one region contains a promoter, an operator, and a Shine-Dalgarno (SD) sequence (eg, AAGG).
  • the promoter / operator region is a promoter / operator / region which is conventionally used (eg, a PL-promoter of E. co7 /, a trp-promoter, or a T7 promoter). May be included.
  • Suitable initiation codons include methionine codon (ATG).
  • the DNA encoding the precursor peptide of the present invention is not particularly limited as long as it can encode the amino acid sequence of the precursor peptide of the present invention.
  • the DNA encoding the precursor peptide of the present invention can be prepared by a conventional method.
  • a DM synthesizer may be used to synthesize some or all of the DNA and / or to insert the DNA into a suitable vector (such as a plasmid) obtained from a transformant (eg, E. coli).
  • a suitable vector such as a plasmid
  • the complete DNA sequence encoding the precursor of the type heteromeric peptide can be obtained in a suitable manner, for example, by a suitable enzyme (eg, restriction enzyme, alkaline phosphatase, polynucleotide kinase, DNA ligase, DNA polymerase, etc.).
  • a suitable enzyme eg, restriction enzyme, alkaline phosphatase, polynucleotide kinase, DNA ligase, DNA polymerase, etc.
  • stop codon examples include commonly used stop codons (eg, TAG, TGA, etc.).
  • the evening / mine / overnight region includes a natural or synthetic terminator (eg, synthetic fd phage evening / overnight).
  • a replicable unit is a DNA compound capable of replicating its entire DNA sequence in a host cell, and is a natural or artificially modified plasmid (e.g., prepared from a natural plasmid). DNA fragments) and synthetic plasmids.
  • Suitable plasmids include the plasmid pBR322 in E. coli or an artificially modified product thereof (a DNA fragment obtained by treating PBR322 with an appropriate restriction enzyme).
  • the expression vector is composed of a promoter, an initiation codon, a DNA encoding the amino acid sequence of the precursor peptide of the present invention, a termination codon, and an evening / minine region.
  • An example is pET vector (Novagen).
  • an appropriate DNA fragment eg, phosphoric acid, another restriction site, etc.
  • a conventional method eg, digestion with a restriction enzyme, ligation using T4 DNA ligase. It can also be used.
  • Transformants can be prepared by introducing the above-described expression vector into host cells. Introduction (transformation (transfection)) of an expression vector into a host cell can be performed using a conventionally known technique (for example, the Kushner method in the case of E. coli).
  • the heteromeric peptide and / or its precursor peptide of the present invention is The transformant containing the expression vector prepared as described above can be produced by culturing the transformant in a nutrient medium.
  • the nutrient medium consists of a carbon source (eg, glucose, glycerin, mannitol, fructose, lactose, etc.) and an inorganic or organic nitrogen source (eg, ammonium sulfate, ammonium chloride, casein hydrolyzate, yeast extract, polypropylene). Tonnes, pact trypton, beef extract, etc.).
  • a carbon source eg, glucose, glycerin, mannitol, fructose, lactose, etc.
  • an inorganic or organic nitrogen source eg, ammonium sulfate, ammonium chloride, casein hydrolyzate, yeast extract, polypropylene. Tonnes, pact trypton, beef extract, etc.
  • other nutrient sources eg, inorganic salts (eg, sodium or potassium diphosphate, dipotassium hydrogen phosphate, magnesium chloride, magnesium sulfate, calcium chloride), vitamins (eg, vitamins) B
  • Culturing of the transformant is performed by a method known in the art.
  • Culture conditions such as temperature, medium pH and culture time, are selected to maximize the recovery of the desired hetero-peptide or its precursor peptide, usually between pH 5.5 and 8.5 (preferably pH 7 to 7.5) and 5 to 40 ° C (preferably 10 to 30 ° C) for 5 to 50 hours.
  • pH 5.5 and 8.5 preferably pH 7 to 7.5
  • 5 to 40 ° C preferably 10 to 30 ° C
  • these conditions may vary depending on the transformant.
  • the transformed host cell is cultured in a medium, and the heteromeric peptide or the precursor of the heteromeric peptide is recovered from the host cell and / or a culture supernatant thereof, thereby obtaining the heteromeric protein of the present invention.
  • Peptides or precursor peptides of the heteromeric peptides can be produced.
  • E. coli is used as a host, the telomeric peptide of the present invention or its precursor peptide is usually present in the periplasm or cytoplasm of a cultured transformant. Therefore, these peptides can be obtained, for example, by the following method.
  • cells are collected by a conventional method such as filtration and centrifugation, and the cell wall and / or cell membrane of the cells are treated with, for example, ultrasound and / or lysozyme to obtain cell debris.
  • the obtained cell debris is dissolved in an appropriate aqueous solution (eg, 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 500 mM NaCl, 0.1 mM EDTA, 0.1% Triton X-100).
  • an appropriate aqueous solution eg, 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 500 mM NaCl, 0.1 mM EDTA, 0.1% Triton X-100.
  • the heteromeric peptide of the present invention or its precursor peptide is isolated and purified according to a commonly used method.
  • isolation and purification methods include dialysis, gel filtration, affinity column chromatography using a monoclonal antibody against the heteromeric peptide or its precursor peptide of the present invention, and column chromatography on a suitable adsorbent.
  • high performance liquid chromatography is exemplified.
  • the heteromeric peptide immobilized on chitin and / or cellulose is obtained.
  • the cell lysate can be directly mixed with a chitin or cellulose carrier in an appropriate buffer and purified by affinity for chitin or cellulose.
  • the chitin / cellulose carrier may be any crystalline chitin / cellulose, and specific examples include bacteriocellulose, cotton fiber, and chitin'cellulose molded beads.
  • the heteropeptide or the precursor peptide of the heteropeptide of the present invention is fixed by mixing it with a chitin 'cellulose carrier.
  • These carriers are not limited to those composed of a single material, but may be a combination of multiple chitin / cellulose materials or a combination of other materials and a chitin / cellulose carrier. .
  • a high molecular weight polymer binding domain other than the chitin / cellulose binding domain it is possible to use a high molecular weight polymer formed into various forms.
  • the immobilized heteromeric peptide bound to chitin and / or cellulose prepared in this manner can be used for various purposes.
  • the method therefor comprises: (a) a step of bringing a substrate of the heteromeric peptide into contact with the immobilized heteropeptide of the present invention; and (b) a step of collecting a reaction product in the step (a).
  • the combination of the immobilized heteropeptide and its substrate is not particularly limited.
  • a DNA polymerase can be immobilized, and DNA and nucleotides can act on the immobilized heteropolymer to synthesize DNA.
  • various acylases including GL-7ACA acylase can be immobilized to synthesize antibiotic derivatives.
  • Applications other than the production of a substance include, for example, purification of a compound that binds to a heteromeric peptide.
  • the functional analysis of the immobilized heteromeric peptide can also be performed using the peptide.
  • an immobilized heteromeric peptide may be used as a biosensor.
  • the production of a useful substance using the immobilized heteromeric peptide of the present invention is carried out, for example, by using immobilized 7-?-(4-carboxybutanamide) -monocephalosporanase as a compound represented by the formula:
  • R 2 is carboxyalkanol having 3 to 8 carbon atoms or D-glutamyl.
  • the preparation method of cephalosporanic acylase and the immobilization of the acylase can be performed, for example, according to the method described in Examples. It can be carried out.
  • the carboxyalkanol having 3 to 8 carbon atoms in the present invention include those having a straight-chain or branched acyl group, and specifically include carboxyacetyl, carboxypropionyl, and carboxybutyl. Examples thereof include ril, carboxyisobutyryl, carboxyvaleryl, carboxyisovaleryl, carboxybivaloyl, carboxyhexanoyl, and carboxyhepnoyl.
  • Suitable compounds (I) and salts of compound (II) include alkali metal salts (eg, sodium salt, potassium salt, lithium salt).
  • the above compound (I) can be produced in an aqueous medium such as water or a buffer. That is, the production of compound (I) is usually carried out by suspending the immobilized enzyme in an aqueous medium such as water or a buffer containing compound (II).
  • the production of compound (I) can be carried out by appropriately selecting a suitable pH, concentration of compound (II), reaction time and reaction temperature according to the properties of the immobilized enzyme to be used.
  • the pH is usually 6 to 10, preferably 7 to 9
  • the reaction temperature is usually 5 to 40 ° C, preferably 5 to 37 ° C
  • the reaction time is usually 0.5 to 50 hours.
  • the concentration of the compound (II) as a substrate can be suitably selected in the range of 1 to 100 mg Iml.
  • the compound (I) thus produced is purified and isolated from the above reaction mixture by a conventional method.
  • the production of a useful substance using the immobilized heteromeric peptide of the present invention can be performed, for example, by adding an immobilized cyclic lipopeptide acylase to a compound represented by the following formula:
  • R 1 is Ashiru group
  • R 2 is hydroxy or Ashiruokishi group
  • R 3 is hydrogen or hydroxy group
  • R 4 is hydrogen or hydroxy group
  • R 5 is hydrogen or hydroxy sul Honiruokishi group
  • R 6 is hydrogen Or a compound represented by the formula (IV) or a salt thereof:
  • the method for preparing a cyclic lipobeptide acylase to which a chitin / cellulose binding domain has been added, and the immobilization of the acylase can be performed, for example, in accordance with the method described in Examples. In addition, it can be carried out according to the method described in International Publication No. W097 / 32975 and International Patent Application No. PCT / JP00 / 04285.
  • Suitable salts of compound (IV) and compound (III) include conventional non-toxic mono- or di-salts, such as metal salts such as alkali metal salts (eg, sodium salt, potassium salt, etc.), Alkaline earth metal salts (eg, calcium salt, magnesium salt, etc.), ammonium salts, salts with organic bases (eg, trimethylamine salt, triethylamine salt, pyridine salt, picoline salt, dicyclohexylamine salt, ⁇ , ⁇ ) Organic acid addition salts (eg, formate, acetate, trifluoroacetate, maleate, tartrate, methanesulfonate, benzenesulfonate, toluenesulfonate, etc.), inorganic Acid addition salts (eg, hydrochloride, hydrobromide, hydroiodide, sulfate, phosphate, etc.), amino acids (eg, arginine, alpha Salts with sparginic acid, gluta
  • the production of compound (II) can be carried out in an aqueous medium such as water or a buffer. That is, the production of compound (III) is usually carried out by suspending the immobilized enzyme in an aqueous medium such as water or a buffer containing compound (IV).
  • the production of compound (III) can be carried out by appropriately selecting ⁇ , the concentration of compound (IV), the reaction time and the reaction temperature according to the properties of the immobilized enzyme to be used.
  • is usually 5 to 10, preferably ⁇ 6 to 9
  • the reaction temperature is usually 10 to 70 ° C, preferably 30 to 50 ° C
  • the reaction time is usually 0.5 to 50 hours. .
  • the concentration of compound (IV) as a substrate can be suitably selected in the range of 1 to 100 mg / ml.
  • Compound (III) produced in this manner is as described above.
  • the reaction mixture is purified and isolated from the reaction mixture by appropriately combining conventional methods such as concentration under reduced pressure, lyophilization, extraction, pH adjustment, adsorption resin, ion exchange resin, crystallization, and recrystallization.
  • the chitin or cellose carrier subjected to the immobilization reaction in the present invention can be used repeatedly by eluting and regenerating the heteromerbide whose activity has been reduced and newly immobilizing the heteromerbide. It is.
  • Eluents include protein denaturants (eg, guanidine hydrochloride solution, urea solution, etc.), surfactants (eg, sodium dodecyl sulfate solution, etc.), and low polar solvents (eg, demineralized water, depending on the properties of the chitin / cellulose binding domain). , Ethylene glycol solution, etc.), etc., and the re-immobilization of the heteropeptide can be performed in the same manner as when it is not used.
  • protein denaturants eg, guanidine hydrochloride solution, urea solution, etc.
  • surfactants eg, sodium dodecyl sulfate solution, etc.
  • low polar solvents eg, demineralized water, depending on the properties of the chitin / cellulose binding domain.
  • Ethylene glycol solution, etc. etc.
  • FIG. 1 is a diagram showing the structure of an expression plasmid of a peptide (C427 GL-7ACA acylase) fused with a chitin cell-cell binding domain.
  • CBD stands for chitin or cell-site binding domain, spikes and /? Stand for subunits and /? Subunits, respectively, and SP stands for spacer peptide.
  • T7 represents the T7 promoter.
  • FIG. 9 is a photograph showing the results of SDS-PAGE (A) and Western analysis (B) of an E. coli extract using an anti-C427 GL-7ACA acylase polyclonal antibody.
  • FIG. 3 is a photograph showing an SDS-PAGE of a chitin bead extract of a peptide (C427 GL-7ACA acylase) fused with a chitin / cellulose binding domain expressed in E. coli.
  • FIG. 4 is a diagram showing the structure of a plasmid pUAYCBD encoding a cyclic lipopeptide acylase (TA6907 acylase) fused with a chitin / cellulose binding domain.
  • FIG. 5 is a diagram showing the structure of the actinomycete expression plasmid pJAYCBD encoding a cyclic lipopeptide acylase (TA6907 acylase) fused with a chitin / cellulose binding domain.
  • PYS9107K plasmid DNA (JP-A-7-313161) was digested with StuI and ClaI and cut into three fragments, and the cut ends were blunt-ended using Klenow fragment. This was electrophoresed on a 1% agarose gel and 2170 bp containing the ORF of C427 GL-7ACA acylase (JP-A-7-313161; Y. Ishii et al., 1994, J. Fermentation Bioengineering 77: 591-597). The fragment was collected. Separately, pUC19 plasmid DNA was digested with Kpnl, blunt-ended similarly, and fractionated by 1% agarose gel electrophoresis.
  • Both DNA fragments were ligated with T4 DNA ligase and transformed into E. coli DH5 by the calcium method. Screening of ampicillin-resistant bacteria was performed based on the fact that a plasmid DNA purified from E. coli was digested with BamHI and a fragment of about 600 bp was cut out, and the plasmid was inverted in the direction opposite to the pUC19 5-galactosidase gene.
  • C427 A plasmid incorporating the GL-7ACA acylase gene was selected and designated as PUC427.
  • C427 GL-7ACA acylase A plasmid was constructed that ligated and expressed CBD at the 5 'and 5' ends of the DNA encoding the heavy chain.
  • the heavy chain and the CBD were linked at the Kpn I site.
  • pTYB2 From the CBD coding region of pTYB2, an expression plasmid of the IMPACT TM T7 system (manufactured by New England BioLabs) used for peptide purification, a PCR reaction using primers 3 and 4 resulted in an approximately 150 bp The fragment was amplified.
  • pTYB2 carries a CBD derived from the 'sils' circulans chitinase A1 (T. Watanabe et al., 1994, J. Bacterid. 176: 4465-4472; GenBank Accession No. M57601, J05599).
  • C427 GL-7ACA acylase Approximately 600 bp fragment was amplified by PCR using primers 5 and 2 with pUC427 plasmid as a template to introduce a KpnI site at the 5 'end of DNA encoding the heavy chain. did.
  • the amplified CBD fragment was digested with NdeI and KpnI, and the 5 ′ terminal fragment of the C427 GL-7ACA acylase gene was digested with KpnI and BamHI. These were incorporated into £ 188427 plasmid digested with Nde I, 8 & 111 111 to give pETN-427 plasmid ( Figure 1).
  • SEQ ID NO: 16 The nucleotide sequence of the coding region of the fusion protein of pETN-427 plasmid is shown in SEQ ID NO: 16, and the amino acid sequence encoded by this nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 17.
  • SEQ ID NO: 16 1st to 165th position (arrangement (Column number: 1st to 55th in 17) corresponds to CBD.
  • a plasmid was constructed to ligate and express CBD at the third and third ends of the DNA encoding the C427 GL-7ACA acylase chain.
  • the chain and CBD were linked at the Kpn I site.
  • the amplified CBD fragment was digested with SacI and KpnI, and the 3 ′ end fragment of the C427 GL-7ACA acylase gene was digested with KpnI and MluI, respectively. These were incorporated into pUC427 plasmid digested with SacI and Mlul to obtain pUCC-427 plasmid. Furthermore, this plasmid was digested with SacI and NdeI, and incorporated into pET24a plasmid digested with the same restriction enzymes to obtain pETC-427 (FIG. 1).
  • the nucleotide sequence of the coding region of the fusion protein of pETC / 5427 plasmid is shown in SEQ ID NO: 18, and the amino acid sequence encoded by this nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 19. Positions 2077 to 2238 of SEQ ID NO: 18 (positions 693 to 746 of SEQ ID NO: 19) correspond to CBD.
  • a plasmid was constructed to ligate and express CBD 3 amino acids (9 bp) upstream from the 3 end of the DNA encoding the C427 GL-7ACA acylase heavy chain. Both ends of the CBD were closed at the Kpn I site.
  • the fragment was amplified.
  • the amplified CBD fragment was digested with KpnI and incorporated into pET427C «Kp plasmid digested with ⁇ I to obtain ETC-427 plasmid (Fig. L).
  • the nucleotide sequence of the coding region of the fusion protein of pETC-427 plasmid is shown in SEQ ID NO: 20, and the amino acid sequence encoded by this nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 21.
  • Positions 484 to 651 of SEQ ID NO: 20 positions 162 to 217 of SEQ ID NO: 21) correspond to CBD.
  • the nucleotide sequence of the PCR amplified portion was confirmed by a fluorescent labeling cycle sequence method using the primers shown below.
  • Primer 1 (antisense)? (5rev): 5'-CGCCTCGTAGTAGGTGAAGTAG-3 '(SEQ ID NO: 2)
  • Primer 1 (antisense) CBDKp3 5'-CCTTCCTGGGTACCTTGAAGCTGCCACAAG-3 '(SEQ ID NO: 4)
  • Primer 5 (sense) 427Kp5: 5, -GCGTCGCCGGTACCCTGGCCGAGCCGA-3 5 (SEQ ID NO: 5)
  • Primer 1 (sense) Mlu (upver2): 5'-ATGAGCTACGGCAATTCTCG-3 '(SEQ ID NO: 8)
  • Primer 9 (antisense) 427Kp3: 5, -GGTCAGGCGGTMCCTGGCTTGMGTT-3, (SEQ ID NO: 9)
  • Primer 10 (antisense) 427insKp3: 5 in GGCGGGTCGGTACCGCCCAGGGTGCGGCCG GGCGACGCGA-3 '(SEQ ID NO: 10)
  • Primer 11 (sense) 427insKp5: 5'-GCCGCACCGGTACCGAGGGCGACCCGCCGGACCTGG-3, (SEQ ID NO: 11)
  • Primer 12 antisense Nco (under3): 5, -CCGTGATCATGTCGAAATACTGCTCG-3, (SEQ ID NO: 12)
  • Primer 13 sense) T7promoter: 5'-TAATACGACTCACTATAGGG-3 '(SEQ ID NO: 13)
  • Each of the prepared plasmids was transformed into the host E. coli ER2566 strain by the calcium method.
  • One loopful of each transformed strain was inoculated into 1 ⁇ medium in 31 ⁇ / 15 test tubes and cultured at 37 ° C for about 15 hours. Inoculate 1 mL of this culture into a 100 mL I 500 mL flask of LB medium at 30 ° C. . Was cultured until the concentration became 0.5 to 0.6, and IPTG was added thereto so that the concentration became 1 mM. Addition of IPTG induces the expression of the integrated gene.
  • the culture temperature was set to 20 to 25 ° C, and the cells were further cultured for 20 to 40 hours, and 0.2 to 0.5 U / mL—enzyme activity of the culture was expressed. Per 1 mol of 7ACA).
  • the cells were collected by centrifuging the culture at 4,000 rpm for 10 minutes at 5 ° C, and 5 mL of 20 mM Tris-HCl buffer pH 8.5, 500 mM NaC 0.1% Triton X-100 Again.
  • the suspension was crushed three times with an ultrasonic crusher under ice cooling for 1 minute, and then centrifuged at 12,000 rpm at 5 ° C for 10 minutes to obtain a supernatant fraction as an enzyme solubilizing solution.
  • adsorption buffer 20 mM Tris-HCl buffer pH 8.5, 500 mM NaCl, 0.1% Triton X-100 (New England) BioLabs) was added with a solubilized enzyme solution such that the enzyme activity was 0.5 to 5 U / ml. This was mixed by shaking at 5 ° C for 5 hours or more, and the enzyme was adsorbed on chitin beads to obtain enzyme-immobilized beads.
  • Glucuryl-7ACA (substrate) powder is dissolved at a concentration of lOmg / mL in 0.15 MTris-HCl buffer (pH 8.7), and the enzyme-immobilized bead solution is activated to about 1-3 U / mL. It was prepared as follows. In a small test tube, O.lmL of the enzyme-immobilized bead solution was added and mixed with 0.9mL of the substrate solution pre-incubated at 37 ° C for about 5 minutes, and reacted at 37 ° C for 5 minutes. After a lapse of time, 1 mL of 4% acetic acid was added to stop the reaction, and the mixture was diluted three times with ion-exchanged water, and then the 7ACA concentration was quantified by HPLC under the following conditions.
  • the enzyme activity was measured by the activity calculation formula “7ACA concentration ( ⁇ g / ml) ⁇ 6 10/5 / 272.4 ⁇ dilution factor at the time of preparing the enzyme solution”.
  • “6” is the dilution factor after the reaction
  • “10” is the dilution factor of the enzyme solution during the reaction
  • "5" is the reaction time (min.)
  • “272.4” is the 7ACA molecular weight.
  • the immobilized beads were directly treated with SDS-PACE sample buffer and analyzed by SDS-PAGE. As a result, it was confirmed that the beads were highly purified (Fig. 3).
  • the activity of // lactamase which shows the catalytic activity of decomposing the substrate and the product, which is commonly produced by the host Escherichia coli.
  • the solubilized enzyme extracted with 1 mL of 20 mM Tris-HCl buffer pH 8.5, 500 mM NaC 0.1% Triton X-100 (adsorption buffer) The liquid was used as a culture solution sample. Using 1 mL of this solubilized enzyme solution, it was immobilized on chitin beads so that GL-7ACA acylase activity became 0.5 U / mg-dry beads.
  • the 7ACA concentration was quantified by HPLC in the same manner as above, and from the amount of decomposed 7ACA, the activity calculation formula “(Blank 7ACA concentration ( ⁇ g / ml) —sample 7ACA concentration (g / ml)) / 120 / 272.480 x 10/30 "to determine the enzyme activity.
  • “120” is the reaction time (min-)
  • “272.4” is the 7ACA molecular weight
  • "80” is the dilution factor after the reaction
  • “10” is the sample dilution factor during the reaction
  • “30” is the sample preparation for the culture solution. Represents the concentration factor.
  • Streptomices sp. No. 6907 strain (FERM BP-5809; W097 / 32975); this strain is the Institute of Biotechnology, Industrial Technology Institute of the Ministry of International Trade and Industry (1-1-3 Tsukuba East, Ibaraki, Japan) , FR901379 acylase (see W097 / 32975) derived from the original deposit date of March 8, 1996, international deposit date (transferred February 3, 1997); Streptomices in the present invention.
  • This acylase derived from sp. No. 6907 strain is also referred to as “TA6907 acylase”). I do. TA6907 acylase and CBD are linked at the Kpn I site.
  • IMPACT TM T7 system (New England) used for peptide purification as CBD From the CBD coding region of pTYB2, an expression plasmid of Biolabs, a fragment of about 150 bp was obtained by PCR using Primer 14 (SEQ ID NO: 23) and Primer 15 (SEQ ID NO: 24). To amplify. The amplified fragment has a Kpn I site at the 5 'end and a stop codon and a Bajn HI site at the 3' end.
  • SEQ ID NO: 27, position 3337 1 to position 3526 correspond to CBD. Further, this plasmid was digested with Sac I and Bajn HI, and the excised fragment of about 3000 bp was incorporated into an actinomycete vector PIJ702 (see W097 / 32975) digested with Sac I and Bgl II. (Fig. 5).
  • Streptomyces lividans 1326 J. General Microbiology 1983, 129, 2703-2713 according to the method described in Transform with pJAYCBD.
  • One of the obtained transformants is selected and designated as Streptomyces lividans 1326 / pJAYCBD.
  • Primer 1 sense
  • CBDKp5 5'-AAGCCAGGTACCACGACAAATCC-3 '(SEQ ID NO: 23)
  • Primer_2 (antisense) CBDBam3: 5, -MTTCGGGATCCCTATTGAAGCTGCC-3, (SEQ ID NO: 24)
  • Primer 4 (antisense) AcyKp3: 5, -CCGCCCACCGGTACCCCGCCGCTCGTGCAC-3 '(SEQ ID NO: 26)
  • FR901379 acylase activity of the culture Incubate at 30 ° C for 3 days (260 rpm), measure the FR901379 acylase activity of the culture, and confirm the activity to produce FR179642 (desacylated FR901379 substance) (both refer to W097 / 32975) .
  • the acylase activity can be measured as follows.
  • FR901379 100mg / ml FR901379 (see W097 / 32975) 0.1 ml of aqueous solution, phosphate buffer (pH 6.0) 0.1 ml of methanol 0.1 ml, distilled water 0.6 ml, culture solution or immobilized enzyme suspension Add 0.1 ml and react at 37 ° C (125 rpm). After 15 minutes, the reaction is terminated by adding 1 ml of 4% acetic acid and 2 ml of distilled water. Then, the generated FR179642 (desacylated FR901379 substance) is quantified using high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.
  • HPLC high performance liquid chromatography
  • Enzyme-immobilized beads are recovered by centrifugation at 3000 rpm for 10 minutes at 5 ° C, and resuspended in washing buffer (20 mM Tris-HC1 buffer pH 8.5, 500 mM NaC 0.1% Triton X 100). Wash by re-centrifugation twice.
  • CBD fusion acylase shows high adsorption activity to chitin beads. Purification with high purity can be confirmed by directly treating the immobilized beads with SDS-PAGE sample buffer and performing SDS-PAGE analysis.
  • Industrial applicability According to the present invention, a heteropeptide fused with a chitin / cellulose binding domain is provided. According to the present invention, it is possible to immobilize an enzyme which is industrially useful and has a specific processing mechanism while maintaining its activity. Chitin and cellulose are industrially usable carriers, and the heteromeric peptide of the present invention using a chitin-cellulose binding domain exhibiting an adsorption ability is suitable for industrial use.
  • Escherichia coli contains an enzyme, lactamase, which degrades a compound having a cephaloskeleton, and removal of this enzyme was indispensable in the conventional immobilized enzyme method. Can be removed.
  • the product yield was reduced by the adsorption of the substrate and the product on the carrier, but the immobilization method of the present invention does not adsorb the substrate and the product, It is possible to prepare an immobilized heteromeric peptide in high yield.

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Abstract

A method of immobilizing heteromer peptides having a plural number of subunits, which are formed by cutting off precursor peptides, on a chitin or cellulose carrier by expressing a protein carrying a chitin-cellulose binding domain (CBD) fused therewith by using a genetic engineering technique. Heteromer peptides having a chitin-cellulose binding domain fused therewith; and a method of immobilizing these heteromer peptides. These heteromer peptides having a chitin-cellulose binding domain are useful in techniques for immobilizing catalytic enzymes for producing useful substances, etc. The method of immobilizing heteromer peptides is applicable to industrial uses.

Description

明細書 ヘテロマーべプチドの遺伝子工学的固定化  Description Genetic engineering immobilization of heteromerbeptides
技術分野 Technical field
本発明は、 ヘテロマーペプチドの固定化に関する。 具体的には、 キチン 'セル ロース結合ドメインを融合させたヘテロマ一ベプチド、 および該ヘテロマ一ぺプ チドをキチン ·セルロースに固定化する方法に関する。 背景技術  The present invention relates to the immobilization of heteromeric peptides. Specifically, the present invention relates to a heteropeptide fused with a chitin cellulose-binding domain, and a method for immobilizing the heteropeptide to chitin-cellulose. Background art
酵素を担体に固定化することは生物工学的に重要な意味を持っており、 工業、 研究、 および臨床場面において、 担体に固定化された様々な酵素が用いられてい る。 酵素の固定化には、 物理的に吸着させる方法や共有結合により結合させる方 法などがある。 例えば、 遺伝子工学的に酵素を固定化するために、 担体やある種 の蛋白質に結合活性を有するぺプチドを、 目的の酵素に融合させる方法が用いら れる場合がある。 このようなペプチドの例としては、 セルラ一ゼやキチナーゼな どの酵素中に存在するセルロースまたはキチンに特異的に吸着するァフィ二ティ ーぺプチド(以後「セル口ース 'キチン結合ドメイン(eel lulose or chitin binding domain; CBD)j という) が知られている。 セルロースゃキチンは安価で毒性がな く、 また化学的に安定であるため、 酵素を固定化するための担体として適してい る。 また、 膜状、 粉末状、 ビーズ状などの形態に加工することも容易である。 実 際、 CBDを融合させた酵素蛋白質を、 その活性を保ったまま固定化する技術が開発 されている (E. Ong et al . , 1991, Enzyme Microb. Technol . 13 : 59-65)。 また、 セルロース ·キチン結合ドメインは複数の生物の各種酵素から単離 '同定されて おり、 これらは種々の酵素の固定化に利用できることが示されている (例えば P. Tomme et al . , 1996, Ann. N. Y. Acad. Sci. 799 : 418-424参照)。 しかし、 これ まで CBDを用いた固定化が試みられてきた酵素はいずれも単体で働くモノメリッ クな酵素であり、サブュニット構造を持つ酵素を、 CBDを用いて固定化した例は存 在しない。 Immobilization of enzymes on carriers has important biotechnological implications, and various enzymes immobilized on carriers are used in industrial, research, and clinical settings. Enzymes may be immobilized by physical adsorption or covalent bonding. For example, in order to immobilize an enzyme by genetic engineering, a method in which a peptide having a binding activity to a carrier or a certain protein is fused to a target enzyme may be used. Examples of such peptides include affinity peptides that specifically adsorb to cellulose or chitin present in enzymes such as cellulase and chitinase (hereinafter “cellulose” chitin-binding domain (eel lulose or chitin binding domain (CBD) j) Cellulose ゃ chitin is inexpensive, non-toxic, and chemically stable, so it is suitable as a carrier for immobilizing enzymes. It is also easy to process into membrane, powder, bead, etc. In fact, technology has been developed to immobilize enzyme proteins fused with CBD while maintaining their activity (E Ong et al., 1991, Enzyme Microb. Technol. 13: 59-65) In addition, the cellulose-chitin binding domain has been isolated and identified from various enzymes in multiple organisms, and these have been immobilized by various enzymes. Use for Rukoto is shown. (For example P. Tomme et al, 1996, Ann NY Acad Sci 799:.... 418-424 see) However, this Until now, all enzymes that have been attempted to be immobilized using CBD are monomeric enzymes that work alone, and there is no example of immobilizing an enzyme having a subunit structure using CBD.
複数のサブュニッ卜から構成されるへテロマ一からなる酵素は、 工業的にも重 要なものが多い。 例えばこのような酵素としては、 ひおよび サブュニッ 卜から 構成されるへテロマ一蛋白質である 7- ? -(4-カルボキシブタンアミ ド)-セファ ロスポラン酸アシラーゼ (「GL- 7ACAアシラーゼ」 と略す) が挙げられる。 7-アミ ノセファロスポラン酸(7- ACA) は、 セファロ系抗生物質の重要中間体であり、 微 生物により生産されるセファロスポラン酸 (CC) を出発材料として、 化学合成、 あるいは酵素反応の技術を利用して、 工業的に合成、 産生されている。 GL-7ACA アシラーゼは、 CCから 7-ACAの酵素合成法の中間体であるグル夕リル -7-ACAを基質 として、 脱アミノアシル反応を触媒し、 7ACAを産生する工程に利用される。 従つ て、 この酵素を、 活性を保ったまま簡便に固定化する技術を開発することは、 ェ 業的利用の観点から高い有用性を持っている。 GL-7ACAアシラーゼは、ベニシリン アシラーゼ、 他のセファロスポラン酸アシラーゼなどと同様にへテロマ一ぺプチ ドからなる酵素であり、 酵素遺伝子の発現により前駆体べプチドが合成された後 に、 特異的なプロセッシング機構によりべプチドが切断されて多量体となること が知られている。このような酵素は、サブュニッ卜の一方のみを固定したのでは、 活性を発現することができないと考えられていた。 あるいは、 たとえ一方のサブ ュニットを固定し、 他方のサブュニッ トをこれに結合させることによって固定化 したとしても、 工業的な用途に耐えうる安定性は期待できない恐れがあつた。 発明の開示  Enzymes composed of heterogeneous proteins composed of multiple subnetts are often industrially important. For example, as such an enzyme, 7-?-(4-carboxybutanamide) -cephalosporanic acid acylase (abbreviated as "GL-7ACA acylase"), which is a heteroprotein composed of spikelets and subunits, is used. No. 7-Aminocephalosporanic acid (7-ACA) is an important intermediate of cephalo antibiotics, and is based on cephalosporanic acid (CC) produced by microorganisms as a starting material for chemical synthesis or enzymatic reactions. It is industrially synthesized and produced using GL-7ACA acylase is used in the process of catalyzing the deamination of aminoacyl reaction with glucuryl-7-ACA, an intermediate in the enzymatic synthesis of 7-ACA from CC, to produce 7ACA. Therefore, developing a technology to easily immobilize this enzyme while maintaining its activity has high utility from the viewpoint of industrial use. GL-7ACA acylase, like benicillin acylase and other cephalosporanic acylases, is an enzyme composed of heteropeptides.After the precursor gene is synthesized by the expression of the enzyme gene, GL-7ACA acylase is a specific enzyme. It is known that peptides are cleaved into multimers by a processing mechanism. It was thought that such an enzyme would not be able to express its activity if only one of the subunits was immobilized. Or, even if one subunit was fixed and the other subunit was fixed by bonding to it, there was a possibility that stability that could withstand industrial use could not be expected. Disclosure of the invention
本発明は、 キチン 'セルロース結合ドメイン (CBD) を融合させたヘテロマーべ プチドおよびその利用を提供することを課題とする。 また本発明は、 該ヘテロマ 一べプチドの製造方法および該ヘテロマーべプチドを固定化する方法等を提供す ることを課題とする。 An object of the present invention is to provide a heteromerbide fused with a chitin'cellulose binding domain (CBD) and use thereof. The present invention also provides a method for producing the heteromerbide peptide, a method for immobilizing the heteromerbide peptide, and the like. The task is to
本発明者らは、 GL-7ACAアシラーゼを例として、遺伝子工学的な手法を応用した ヘテロマ一ぺプチドの固定化を目指し、鋭意研究を重ねた。具体的には、 GL-7ACA アシラーゼ遺伝子に、 セルロース ·キチン結合ドメイン(CBD )を融合させ、 大腸菌 を宿主としてこの遺伝子を発現させ、 CBDの働きによりキチンビーズに GL-7ACAァ シラーゼを固定化した。本発明において、 GL- 7ACAアシラーゼの 3つの異なる部位 に CBDを遺伝子工学的に融合させた遺伝子を作製し、それらの発現を試みたところ、 すべての融合遺伝子について、 キチンへの特異的な吸着と吸着状態での活性の発 現に成功した。 本発明のへテロマ一ペプチドの作製は、 環状リポペプチドのァシ ル化を媒介する環状リポぺプチドアシラーゼを含む他の様々なアシラーゼ等にも 適用することが可能である 。 これらの事実に基づき本発明者らは、 キチン -セ ルロース結合ドメインを有する前駆体べプチドを調製することにより、 活性を保 持したままキチンまたはセル口一スに固定化が可能なへテ口マーべプチドを製造 することが可能であることを見出し本発明を完成させた。  The present inventors have conducted intensive studies with the example of GL-7ACA acylase, aiming at immobilization of heteropeptides by applying a genetic engineering technique. Specifically, cellulose-chitin binding domain (CBD) was fused to the GL-7ACA acylase gene, this gene was expressed using Escherichia coli as a host, and GL-7ACA acylase was immobilized on chitin beads by the action of CBD. . In the present invention, a gene in which CBD was fused to three different sites of GL-7ACA acylase by genetic engineering was produced, and the expression thereof was attempted. The activity was successfully achieved in the adsorption state. The production of the heteropeptide of the present invention can be applied to various other acylases including cyclic lipopeptide acylase which mediates acylation of cyclic lipopeptide. Based on these facts, the present inventors have prepared a precursor peptide having a chitin-cellulose binding domain so that it can be immobilized on chitin or a cell mouth while maintaining its activity. The present inventors have found that it is possible to produce merbeptides and have completed the present invention.
すなわち本発明は、 キチン ·セルロース結合ドメインを融合させたヘテロマー ペプチド、 該ヘテロマーペプチドの製造方法、 該ヘテロマ一ペプチドを固定化す る方法、 および該ヘテロマ一ペプチドの利用等を提供するものであり、 より具体 的には、  That is, the present invention provides a heteromeric peptide fused with a chitin / cellulose binding domain, a method for producing the heteromeric peptide, a method for immobilizing the heteromeric peptide, and a use of the heteromeric peptide. More specifically,
〔 1〕 前駆体べプチドの切断により生成されるへテロマ一ぺプチドを構成する サブュニッ卜の少なくとも 1つがキチン ·セルロース結合ドメインを付加されて いるへテロマーぺプチド、  [1] a heteromeric peptide in which at least one of the subunits constituting the heteromeric peptide produced by cleavage of the precursor peptide has a chitin / cellulose binding domain added thereto;
〔2〕 ヘテロマ一ぺプチドが自己スプライシングによって生成される蛋白質で ある、 〔 1〕 に記載のペプチド、  (2) the peptide according to (1), wherein the heteropeptide is a protein produced by self-splicing;
〔3〕 自己スプライシングによって生成される蛋白質がアミノアシラーゼであ る、 〔2〕 に記載のぺプチド、  [3] the peptide of [2], wherein the protein produced by self-splicing is an aminoacylase;
〔4〕 アミノアシラーゼが 7—/?— ( 4—カルボキシブタンアミ ド) 一セファ ロスポラン酸アシラーゼである、 〔3〕 に記載のペプチド、 [4] Aminoacylase is 7-/?-(4-carboxybutane amide) The peptide according to (3), which is a rosporan acid acylase,
〔 5〕 自己スプライシングによつて生成される蛋白質が環状リポベプチドァシ ラ一ゼである、 〔2〕 に記載のペプチド、  (5) the peptide according to (2), wherein the protein produced by self-splicing is cyclic lipobeptidase;
〔6〕 環状リポぺプチドアシラーゼが式:  [6] The cyclic lipopeptide acylase has the formula:
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(式中 R1はァシル基、 R2はヒドロキシ基またはァシルォキシ基、 R3は水素また はヒドロキシ基、 R4は水素またはヒドロキシ基、 R5は水素またはヒドロキシスル ホニルォキシ基、 および R6は水素または力ルバモイル基を意味する) で示され る化合物 IVのァシル化を触媒するアシラーゼである、 〔5〕 に記載のペプチド、 〔7〕 〔1〕 に記載のへテロマーペプチドの前駆体ペプチド、 (Wherein R 1 is Ashiru group, R 2 is hydroxy or Ashiruokishi group, R 3 is hydrogen or hydroxy group, R 4 is hydrogen or hydroxy group, R 5 is hydrogen or hydroxy sul Honiruokishi group, and R 6 is hydrogen Or an acylase that catalyzes the acylation of compound IV represented by the formula (5), (7) the precursor peptide of the heteromeric peptide according to (1),
〔8〕前駆体ペプチドが、 以下の (a)、 (b)、 または (c)のいずれかのぺプ チドである 〔 7〕 に記載の前駆体べプチド、  [8] the precursor peptide according to [7], wherein the precursor peptide is any one of the following (a), (b), or (c):
(a)配列番号: 17、 配列番号: 19、 配列番号: 21、 および配列番号: 2 8に記載のアミノ酸配列からなる群から選択されるいずれかのアミノ酸配列を含 むべプチド  (a) a peptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 21, and SEQ ID NO: 28
(b)配列番号: 17、 配列番号: 19、 配列番号: 21、 および配列番号: 2 8に記載のアミノ酸配列からなる群から選択されるいずれかのアミノ酸配列にお いて、 1または数個のアミノ酸が欠失、 置換、 若しくは付加したアミノ酸配列か らなり、 かつキチンまたはセルロースへの結合活性とアミノアシラーゼ活性を有 するヘテロマ一を構成することができるぺプチド (b) SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 21, and SEQ ID NO: 2 Any one of the amino acid sequences selected from the group consisting of the amino acid sequences described in 8, wherein one or more amino acids are deleted, substituted, or added, and binds to chitin or cellulose; That can constitute a heteromer having amino acid activity and aminoacylase activity
(c)配列番号: 16、 配列番号: 18、 配列番号: 20、 および配列番号: 2 7に記載の塩基配列からなる群から選択されるいずれかの塩基配列を有する DN Aとストリンジェントな条件下でハイブリダィズすることができる DNAによつ てコ一ドされ、 かつキチン ·セルロースへの結合活性とアミノアシラーゼ活性を 有するヘテロマーを構成することができるぺプチド  (c) stringent conditions with DNA having any one of the nucleotide sequences selected from the group consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 20, and SEQ ID NO: 27 Peptide that is encoded by DNA that can be hybridized under the same conditions and has a binding activity to chitin / cellulose and an aminoacylase activity
〔9〕 〔8〕 に記載の前駆体ペプチドをコードする DNA、  (9) a DNA encoding the precursor peptide according to (8),
〔10〕 〔9〕 に記載の DNAを含む発現ベクター、  (10) an expression vector comprising the DNA of (9),
〔11〕 〔10〕 に記載の発現ベクターによって形質転換された宿主細胞、 (11) a host cell transformed with the expression vector according to (10),
〔 12〕 〔 11〕に記載の宿主細胞を培地で培養し、宿主細胞および/またはそ の培養上清からへテロマ一ぺプチドまたは該ヘテロマーべプチドの前駆体ぺプチ ドを回収することを特徴とする、 〔 1〕に記載のへテ口マ一ぺプチドまたは該へテ ロマ一ぺプチドの前駆体ぺプチドの製造方法、 [12] A method of culturing the host cell according to [11] in a medium, and recovering a heteromeric peptide or a precursor of the heteromerbide peptide from the host cell and / or a culture supernatant thereof. A method for producing a peptide of the present invention or a precursor peptide of the peptide of the present invention according to (1),
〔13〕 〔1〕に記載のへテロマーべプチドまたは該ヘテロマーべプチドの前駆 体ペプチドを、 キチンおよび/またはセルロースに接触させる工程を含む、 固定 化へテロマーべプチドの製造方法、  (13) a method for producing an immobilized heteromeric peptide, comprising a step of contacting the heteromeric peptide or the heteromeric peptide precursor peptide according to (1) with chitin and / or cellulose,
〔14〕 〔1〕に記載のへテロマーペプチドにおけるキチン 'セルロース結合ド メインがキチンおよび/またはセルロースに結合している固定化へテロマーぺプ チド、  (14) an immobilized heteromeric peptide in which the chitin 'cellulose-binding domain in the heteromeric peptide according to (1) is bound to chitin and / or cellulose;
〔15〕 (a) 〔14〕 に記載の固定化へテロマ一ペプチドに、 該ヘテロマーべ プチドの基質を接触させる工程、 および  [15] (a) contacting the heteromeric peptide substrate with the immobilized heteromeric peptide according to [14], and
(b)工程 (a) における反応生成物を回収する工程、 を含む、 固定化へテロマ 一べプチドに触媒されて生じる反応生成物の製造方法、 〔1 6〕 〔4〕に記載のへテロマーべプチドにおけるキチン 'セルロース結合ド メインがキチンおよび/またはセルロースに結合している固定化へテロマーぺプ チドに、 (b) a step of recovering the reaction product in the step (a), a method for producing a reaction product produced by being catalyzed by the immobilized heteropeptide, (16) The chitin in the heteromeric peptide according to (4), the immobilized heteromeric peptide in which the cellulose-binding domain is bound to chitin and / or cellulose,
式:
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formula:
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(式中、 はァセトキシ、 ヒドロキシまたは水素、 R2は炭素数 3〜 8のカルボ キシアルカノィルまたは D—グル夕ミルを示す) で示される化合物 (I I) または その塩を接触させて、 式: (Wherein is acetoxy, hydroxy or hydrogen, and R 2 is a carboxyalkanol having 3 to 8 carbon atoms or D-glucyl mill), and a salt thereof are contacted with a compound represented by the formula:
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(式中、 はァセトキシ、 ヒドロキシまたは水素を示す)で示される化合物( I ) またはその塩を得ることを特徴とする化合物 (I) の製造法、 (Wherein represents acetoxy, hydroxy or hydrogen), a method for producing a compound (I), characterized by obtaining a compound (I) or a salt thereof,
〔1 7〕 〔6〕に記載のへテロマーべプチドにおけるキチン 'セルロース結合ド メインがキチンおよび/またはセルロースに結合している固定化へテロマ一ぺプ チドに、  (17) The chitin of the heteromeric peptide according to (6), wherein the cellulose-binding domain is immobilized to a chitin and / or cellulose immobilized heteropeptide,
式:
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formula:
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(式中 R1はァシル基、 R2はヒドロキシ基またはァシルォキシ基、 R3は水素また はヒドロキシ基、 R4は水素またはヒドロキシ基、 R5は水素またはヒドロキシスル ホニルォキシ基、 および R6は水素または力ルバモイル基を意味する) で示され る化合物 (IV) またはその塩を接触させて、 式: (Wherein R 1 is Ashiru group, R 2 is hydroxy or Ashiruokishi group, R 3 is hydrogen or hydroxy group, R 4 is hydrogen or hydroxy group, R 5 is hydrogen or hydroxy sul Honiruokishi group, and R 6 is hydrogen Or a compound of the formula (IV) or a salt thereof,
(ΠΙ) (ΠΙ)
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(式中、 R2、 R\ R\ R5および R6は前記と同じ基を意味する) で示される化合物 (III) またはその塩を得ることを特徴とする化合物 (III) の製造法、
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(Wherein R 2 , R \ R \ R 5 and R 6 represent the same groups as described above), or a method for producing a compound (III), characterized by obtaining a salt thereof.
〔18〕 7 - ?- (4一カルボキシブタンアミ ド) 一セファロスポラン酸ァシ ラ一ゼを構成するサブュニヅ卜の少なくとも 1つにキチン ·セルロース結合ドメ ィンを付加し、 該キチン ·セルロース結合ドメインをキチンおよび/またはセル ロースに固定化してなる、  [18] 7-?-(4-monocarboxybutanamide) A chitin / cellulose-binding domain is added to at least one of the subunits constituting the monocephalosporan acylase, and the chitin / cellulose-binding is added. Domain immobilized on chitin and / or cellulose,
式: Formula:
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(式中、 Rtはァセトキシ、 ヒドロキシまたは水素を示す)で示される化合物(I) 製造用の固定化酵素、 (Wherein, R t represents acetoxy, hydroxy or hydrogen), an immobilized enzyme for the production of compound (I),
〔19〕 式:  [19] Formula:
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(式中 R1はァシル基、 R2はヒドロキシ基またはァシルォキシ基、 R3は水素また はヒドロキシ基、 R4は水素またはヒドロキシ基、 R5は水素またはヒドロキシスル ホニルォキシ基、 および R6は水素または力ルバモイル基を意味する) で示され る化合物 (IV) またはその塩のァシル化を触媒する環状リポペプチドアシラーゼ を構成するサブュニッ 卜の少なくとも 1つにキチン■セルロース結合ドメインを 付加し、 該キチン ·セルロース結合ドメインをキチンおよび/またはセルロース に固定化してなる、 式: (Wherein R 1 is an acyl group, R 2 is a hydroxy or acyloxy group, R 3 is hydrogen or Is a hydroxy group, R 4 is a hydrogen or hydroxy group, R 5 is a hydrogen or hydroxysulfonyloxy group, and R 6 is a hydrogen or rubamoyl group). A chitin / cellulose binding domain is added to at least one of the subunits constituting a catalytic lipopeptide acylase, and the chitin / cellulose binding domain is immobilized on chitin and / or cellulose.
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(式中、 R2、 R3、 R\ R5および R6は前記と同じ基を意味する) で示される化合物 (I II) 製造用の固定化酵素、 に関するものである。 (Wherein, R 2 , R 3 , R \ R 5 and R 6 represent the same groups as described above).
本発明は、 前駆体べプチドの切断により生成されるへテロマーべプチドを構成 するサブュニッ 卜の少なくとも 1つがキチン ·セルロース結合ドメインを付加さ れているヘテロマーペプチドに関する。本発明におけるヘテロマーペプチドとは、 該ヘテロマーべプチドをコ一ドする遺伝子の転写および翻訳により、 まず一本鎖 の前駆体べプチドが合成された後、 該前駆体べプチドがプロセッシングにより切 断を受けて生成する、 2つ以上のサブュニットからなるヘテロマ一ぺブチドであ つて、 該ヘテロマーべプチドを構成するサブュニッ トの少なくとも 1つにキチ ン ·セルロース結合ドメインが付加されているヘテロマーべプチドである。 The present invention relates to a heteromeric peptide in which at least one of the subunits constituting a heteromeric peptide produced by cleavage of a precursor peptide has a chitin / cellulose binding domain added thereto. The term “heteromeric peptide” in the present invention means that a single-chain precursor peptide is first synthesized by transcription and translation of a gene encoding the heteromer peptide, and then the precursor peptide is cleaved by processing. Heterogeneous peptide consisting of two or more subunits, which is produced by receiving the heterogeneous peptide, wherein at least one of the subunits constituting the heteromeric peptide is a kit. This is a heteromerbeptide to which a cellulose binding domain is added.
ここで、 「キチン 'セルロース結合ドメイン」 とは、 キチンおよび/またはセル ロースに結合するペプチドドメインを指す。 このようなドメインは、 セルラーゼ Here, “chitin 'cellulose binding domain” refers to a peptide domain that binds to chitin and / or cellulose. Such a domain is a cellulase
(cellulase)、 キシラナーゼ (Xylanase)、 グルカナ一ゼ (Glucanase) およびキ チナーゼ (Chitinase) などの酵素中によく見出される (P. Tomme et al., 1996, Ann. N. Y. Acad. Sci. 799: 418-424; T. Watanabe et al., 1994, J. Bacteriol. 176: 4465-4472 )o本発明で用いられるキチン ·セルロース結合ドメインとしては、 キチンおよび Zまたはセルロースに結合する限りその由来に制限はない。例えば、 バシルス .サ一キュランス ( acilluscirculans) 由来のキチナ一ゼ Al (GenBank Ac. No. M57601, J05599) の部分ペプチド (配列番号: 22) が挙げられる。 ヘテロマーべプチドを担体に固定化するために、 キチン ·セルロース結合ドメ ィン以外の高分子ポリマー結合性のぺプチドドメインを用いることも考えられる このようなペプチドドメインとしては、 ポリマー分子資化酵素の基質結合ドメイ ンが挙げられる。 例えば、 ポリ (ヒドロキシアルカン酸) (PHA) デポリメラーゼ の PHA結合ドメイン (T. Fukui et al., 1988. Biochim. Biophys. Acta 952: 164-171; A. Behrends et al., 1996, FE S Microbiol. Lett. 143: 191-194; M. Shinomiya et al., 1997, FEMS Microbiol. Lett. 154: 98-94) や、 ポリウレ夕 ン (PUR) を分解する酵素 (PURエステラーゼ等) の PUR表面結合ドメイン (T. Nakajima-Kambe et al. , 1999, Appl. Microbiol. Biotechnol. 51: 134 - 140)、 その他の固体ポリエステル分解酵素ファミリ一の基質結合ドメインなどを用いる ことが考えられる。 また、 ポリヒドロキシブチル酸(PHB)デポリメラ一ゼの基質 結合ドメイン (K. Kasuya et al., 1999, Int. J. Biol. Macromol. 24: 329-36) を用いることもできる。 これらのペプチドドメインを用いた場合は、 それぞれの ぺプチドドメインが結合するポリマーを担体としてへテロマ一ぺプチドを固定化 することができる。 (Cellulase), Xylanase, Glucanase and Chitinase (P. Tomme et al., 1996, Ann. NY Acad. Sci. 799: 418- 424; T. Watanabe et al., 1994, J. Bacteriol. 176: 4465-4472) The chitin / cellulose binding domain used in the present invention is not limited in its origin as long as it binds to chitin and Z or cellulose. . For example, a partial peptide (SEQ ID NO: 22) of chitinase Al (GenBank Ac. No. M57601, J05599) derived from Bacillus acilluscirculans can be mentioned. In order to immobilize the heteromer peptide on the carrier, it is also conceivable to use a peptide domain capable of binding to a high molecular polymer other than the chitin / cellulose binding domain. Substrate binding domains are included. For example, the PHA binding domain of poly (hydroxyalkanoic acid) (PHA) depolymerase (T. Fukui et al., 1988. Biochim. Biophys. Acta 952: 164-171; A. Behrends et al., 1996, FES Microbiol Lett. 143: 191-194; M. Shinomiya et al., 1997, FEMS Microbiol. Lett. 154: 98-94) and PUR surface binding of enzymes (such as PUR esterase) that degrade polyurein (PUR). It is conceivable to use domains (T. Nakajima-Kambe et al., 1999, Appl. Microbiol. Biotechnol. 51: 134-140) and other substrate binding domains of the family of solid polyester degrading enzymes. Also, the substrate binding domain of polyhydroxybutyric acid (PHB) depolymerase (K. Kasuya et al., 1999, Int. J. Biol. Macromol. 24: 329-36) can be used. When these peptide domains are used, a heteropeptide can be immobilized using a polymer to which each peptide domain binds as a carrier.
本発明のへテロマーべプチドは、 公知の遺伝子組換え技術を用いて組換え蛋白 質として調製することが可能である。 すなわち、 目的のへテロマ一ペプチドのサ ブュニットをコ一ドする DNAに、キチン 'セルロース結合ドメインをコ一ドする DNA を、 蛋白質の読み枠が一致するように結合し、 該サブユニットと該キチン 'セル ロース結合ドメインとの融合蛋白質を産生させればよい。 キチン ·セルロース結 合ドメインを融合させる位置は、 ヘテロマ一ペプチドが形成され、 かつそのぺプ チド本来の活性が維持される限り特に制限はない。 例えば、 キチン 'セルロース 結合ドメインを 1つのサブュニッ卜の N末端または C末端に付加したり、 サブュ ニットポリべプチド内に挿入したりすることが可能である。 The heteromeric peptide of the present invention is a recombinant protein obtained by using a known gene recombination technique. It can be prepared as a quality. That is, a DNA coding for a chitin'cellulose binding domain is bound to a DNA coding for a subunit of the target heteropeptide so that the reading frame of the protein matches, and the subunit and the chitin are ligated. 'A fusion protein with the cellulose binding domain may be produced. The position where the chitin / cellulose binding domain is fused is not particularly limited as long as the heteromeric peptide is formed and the original activity of the peptide is maintained. For example, a chitin'cellulose binding domain can be added to the N-terminus or C-terminus of a single subunit, or inserted into a subunit polypeptide.
本発明のへテロマ一ぺプチドの由来としては、 前駆体ぺプチドの切断により生 成される任意のへテロマーべプチドを用いることができる。 このようなぺプチド としては、 例えば、 ホルモン、 サイ トカイン、 酵素、 シグナル伝達因子、 受容体 などが含まれる。 サブュニット同士が、 例えばジスルフィ ド結合などにより結合 されているものも含まれる。 このような蛋白質としては、 例えばインスリン、 ィ ンスリン受容体、 NMDA (N-methyl-D-aspartate) 受容体、 HGF (hepatocyte growth factor; 肝細胞増殖因子) などが挙げられるがこれらに制限されない。  As the origin of the heteropeptide of the present invention, any heteromeric peptide generated by cleavage of the precursor peptide can be used. Such peptides include, for example, hormones, cytokines, enzymes, signaling factors, receptors, and the like. Subunits also include those connected by, for example, a disulfide bond. Examples of such proteins include, but are not limited to, insulin, insulin receptor, NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptor, HGF (hepatocyte growth factor), and the like.
天然型べプチドにキチン ·セルロース結合ドメインが付加されるべプチドとし ては、 天然型のアミノ酸配列からなるペプチドであってもよく、 また、 天然型べ プチドのアミノ酸配列が、 1または複数のアミノ酸の置換、 欠失、 付加および/ または挿入により改変されたぺプチドであってもよい。 このようなアミノ酸配列 の改変は、 ヘテロマーべプチドの安定性や活性を向上させるために行われ得る。 本発明のへテロマーべプチドとしては、 好ましくは自己スブライシングにより 生成される蛋白質である。 自己スプライシングとは、 プロテア一ゼなどの他の分 子の触媒作用によらず、 自律的に前駆体べプチドの切断とヘテロマーの生成を行 つて蛋白質の活性を発現することを意味する。  The peptide in which the chitin / cellulose binding domain is added to the natural peptide may be a peptide having a natural amino acid sequence, and the natural peptide may have one or more amino acids. May be a peptide modified by substitution, deletion, addition and / or insertion of a peptide. Such modification of the amino acid sequence can be performed to improve the stability and activity of the heteromer peptide. The heteromeric peptide of the present invention is preferably a protein produced by self-slicing. Self-splicing refers to autonomously cleaving the precursor peptide and generating a heteromer, and expressing the activity of the protein, without relying on the catalysis of other molecules such as protease.
このような蛋白質には、 ィンティン ( Intein; Pietrokovski, S., 1998, Protein Sci . 7: 64-71)、 N末求核型加水分解酵素 (N - terminal nucreophile Hydrolase; Ntn) (J. A. Brannigan et al., 1995, Nature 378: 416-419)、 マ ゼ類等の蛋白質が含まれる。例えば、 ィンティンには、酵母膜 ATPase (Chong, S. et al.3 1998, J. Biol. Chem., 273: 10567-77; Chong, S. et al., 1996, J. Biol. Chem. 271: 22159-68)、 およびピロコッカス · コダカラエンシス (Pyrococcus kodakaraensis) DNA ポリメラ一ゼ (Nishioka, M. et al. , 1998, Nucleic Acids Res. 26: 4409-12) などが含まれる。 また、 N末求核型加水分解酵素には、 例え ίま、 ノ^^;クテ Uァグ Uコシノレアスノ ラギナーゼ (bacterial glycosylasparaginase) (Liu, Y. et al., 1998, J. Biol. Chem. 273: 9688-94)、 プロテアソ一ムSuch proteins include intein (Intein; Pietrokovski, S., 1998, Protein Sci. 7: 64-71), N-terminal nucleophilic hydrolase; Ntn) (JA Brannigan et al., 1995, Nature 378: 416-419), and proteins such as maze. For example, intin has a yeast membrane ATPase (Chong, S. et al. 3 1998, J. Biol. Chem., 273: 10567-77; Chong, S. et al., 1996, J. Biol. Chem. 271). : 22159-68), and Pyrococcus kodakaraensis DNA polymerase (Nishioka, M. et al., 1998, Nucleic Acids Res. 26: 4409-12). In addition, N-terminal nucleophilic hydrolases include, for example, ί, ^^^; bacterial glycosylasparaginase (Liu, Y. et al., 1998, J. Biol. Chem. 273). : 9688-94), Proteasom
(proteasome) (Ditzel, L. et al., 1998, J. Mol. Biol. 279: 1187-91)、 およ びぺニシリンアシラーゼ等が含まれる。 (proteasome) (Ditzel, L. et al., 1998, J. Mol. Biol. 279: 1187-91), and penicillin acylase.
中でも、 本発明における好ましいへテロマ一ぺプチドはアミノアシラ一ゼであ る (Sudhakaran, V. K. et al., 1992, Process Biochemistry 27: 13卜 143)。 ァ ミノアシラーゼとは、 ァシルアミノ基を加水分解してアミノ基とする反応を触媒 する酵素である。 本発明において、 アミノアシラーゼには、 例えばペニシリンァ シラーゼ (Oh, S. J. et al., 1987, Gene 56: 87-97; Verhaert, R. M. et al., 1997, Appl. Environ. Microbiol. 63: 3412-8)、 セファロスポラン酸アシラーゼ Among them, a preferred heteropeptide in the present invention is aminoacylase (Sudhakaran, V. K. et al., 1992, Process Biochemistry 27: 13-143). Aminoacylase is an enzyme that catalyzes a reaction that hydrolyzes an acylamino group into an amino group. In the present invention, aminoacylase includes, for example, penicillin acylase (Oh, SJ et al., 1987, Gene 56: 87-97; Verhaert, RM et al., 1997, Appl. Environ. Microbiol. 63: 3412-8 ), Cephalosporan acylase
(Matsuda, A et al., 1987, J. Bacteriol. 169: 5821-6; Sudhakaran, V. K. et al., 1992, Process Biochemistry 27: 131-143; Aramori, I. et al., 1991, J. Fermentation Bioengineering 72: 232-243)、 および Aculeasin A様の環状リポ ポリペプチドアシラーゼゃェキノカンジン Bデアシラーゼ (ん uia?e/2s/s由来リ ポペプチドアシラーゼ) (Inokoshi, J. et al., 1992, Gene 119: 29-35; 特開平 4-228072; 国際公開番号 W097/32975) のような蛋白質が含まれる。 (Matsuda, A et al., 1987, J. Bacteriol. 169: 5821-6; Sudhakaran, VK et al., 1992, Process Biochemistry 27: 131-143; Aramori, I. et al., 1991, J. Fermentation Bioengineering 72: 232-243), and Aculeasin A-like cyclic lipopolypeptide acylase zekinocandin B deacylase (lipopeptide acylase from uia? E / 2s / s) (Inokoshi, J. et al., 1992, Gene 119 : 29-35; JP-A-4-228072; International Publication No. W097 / 32975).
これらのアミノアシラーゼの中でも、 Ί一 β— (4—カルボキシブタンアミ ド) —セファロスポラン酸アシラーゼ (「GL-7ACAアシラーゼ」 と略す) は、 上述のよ うに工業的有用性の高い酵素である (例えば Ishii, Y. et al., 1995, Eur. J. Biochem. 230: 773-8; Saito, Y. et al., 1996, Annals. N. Y. Acad. Sci. 782: 226-240 ; 都築勝昭ら, 1989, Nippon Nogeikagaku Kaishi 63 : 1847-1853等を参 照)。 GL-7ACAアシラーゼは、例えば FERM BP-3425で特定されるシユードモナス · メンドーシナ Pseudo匪 as mendocina) C427株由来の蛋白質が好適に用いられ る (特開平 7-313161参照)。 C427株由来の GL-7ACAアシラーゼにキチン 'セル口一 ス結合ドメインが付加されている本発明のへテロマ一ぺプチドとしては、 例えば 配列番号: 1 7、 1 9、 または 2 1に記載のアミノ酸配列からなる前駆体べプチ ドから生成されるへテロマ一ペプチドが好適に用いられるが、 これらに制限され ない。 また、 Pseudomonas 属由来の V22 ( Aramori , I . et al ., 1991 , J . Fermentation Bioengineering 72 : 232 - 243)、 および A14 (Aramori , I . et al . , 1992, J. Fermentation Bioengineering 73 : 185-192) などを用いることもでき o Among these aminoacylases, β- (4-carboxybutaneamide) -cephalosporanate acylase (abbreviated as “GL-7ACA acylase”) is an enzyme with high industrial utility as described above ( For example, Ishii, Y. et al., 1995, Eur. J. Biochem. 230: 773-8; Saito, Y. et al., 1996, Annals. NY Acad. Sci. 782: 226-240; see Tsuzuki Katsuaki et al., 1989, Nippon Nogeikagaku Kaishi 63: 1847-1853). As GL-7ACA acylase, for example, a protein derived from Pseudo marnas as mendocina) C427 strain specified by FERM BP-3425 is preferably used (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-313161). Examples of the heteromeric peptide of the present invention in which a chitin'cell-mouth binding domain is added to GL-7ACA acylase derived from the C427 strain include, for example, the amino acid set forth in SEQ ID NO: 17, 19, or 21. Heteromeric peptides generated from a precursor peptide consisting of a sequence are preferably used, but are not limited thereto. In addition, V22 derived from the genus Pseudomonas (Aramori, I. et al., 1991, J. Fermentation Bioengineering 72: 232-243), and A14 (Aramori, I. et al., 1992, J. Fermentation Bioengineering 73: 185- 192) can also be used o
また、 上記の環状リポペプチドアシラーゼとしては、 環状リポペプチドのァシ ルァミノ基を脱ァシル化する活性を有する限り特に制限はない。 本発明において 「環状リポペプチド」 とは、 ポリペプチド環を有し、 該環上に側鎖としてァシル アミノ基を有する化合物を言う。 該化合物は、 さらに他の側鎖を有していてもよ い。 該環状リポペプチドの例としては、 前記構造式 (IV) で示される化合物が挙 げられる。 この化合物には、 下記構造式 [ IVa] で示される FR901379物質 (特開 平 3-184921号公報に記載) が含まれる。 環状リポペプチドアシラーゼとしては、 より具体的には、 例えば Sirep topees属由来の環状リポペプチドアシラーゼが 例示できる。 属由来の環状リポペプチドアシラーゼは、例えば国際 公開番号 W097/32975号公報および国際特許出願番号 PCT/JP00/04285号に記載さ れている。 例えば、 Streptooyces sp. NO. 6907株 (国際公閧番号 W097/32975号 公報参照) 由来の環状リポペプチドアシラーゼにキチン ·セルロース結合ドメィ ンが付加されている本発明のへテロマ一ペプチドとしては、 配列番号: 2 8に記 載のアミノ酸配列からなる前駆体べプチドから生成されるへテロマーべプチドが 好適に用いられるが、 これらに制限されない。
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本発明の前駆体ペプチドは、 キチン 'セルロースへの結合活性を有し、 かつ目 的とする活性を有するヘテロマ一を構成できるものである限り、 任意のアミノ酸 配列からなるペプチドとすることができる。 したがって、 アミノアシラーゼを構 成する前駆体ペプチドとして示した、 (a)配列番号: 17、 配列番号: 19、 配 列番号: 21、 および配列番号: 28に記載のアミノ酸配列からなる群から選択 されるいずれかのアミノ酸配列を含むペプチドに加えて、 たとえば次の (b) ま たは (c) に記載のペプチドも、 本発明における前駆体ペプチドとして利用する ことができる。
The cyclic lipopeptide acylase is not particularly limited as long as it has an activity of deacylating the acylamino group of the cyclic lipopeptide. In the present invention, the term “cyclic lipopeptide” refers to a compound having a polypeptide ring and having an amino group as a side chain on the ring. The compound may further have another side chain. Examples of the cyclic lipopeptide include a compound represented by the structural formula (IV). This compound includes a FR901379 substance represented by the following structural formula [IVa] (described in JP-A-3-184921). More specific examples of the cyclic lipopeptide acylase include, for example, a cyclic lipopeptide acylase derived from the genus Sirep topees. Cyclic lipopeptide acylases from the genus are described, for example, in International Publication No. W097 / 32975 and International Patent Application No. PCT / JP00 / 04285. For example, the heteromeric peptide of the present invention in which a chitin / cellulose binding domain is added to a cyclic lipopeptide acylase derived from Streptooyces sp. NO. 6907 (see International Publication No. W097 / 32975) Heteromeric peptides generated from the precursor peptide having the amino acid sequence described in No. 28 are preferably used, but are not limited thereto.
Figure imgf000016_0001
The precursor peptide of the present invention can be a peptide having any amino acid sequence as long as it has chitin'cellulose binding activity and can form a heteromer having the intended activity. Therefore, (a) selected from the group consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 21, and SEQ ID NO: 28, which were shown as precursor peptides constituting aminoacylase In addition to the peptide containing any one of the above amino acid sequences, for example, the peptide described in the following (b) or (c) can also be used as a precursor peptide in the present invention.
(b) 配列番号: 17、 配列番号: 19、 配列番号: 21、 および配列番号: 28に記載のアミノ酸配列からなる群から選択されるいずれかのアミノ酸配列に おいて、 1または数個のアミノ酸が欠失、 置換、 若しくは付加したアミノ酸配列 からなり、 かつキチン ·セルロースへの結合活性とアミノアシラーゼ活性を有す るへテロマーを構成することができるぺプチド  (b) one or several amino acids in any one of the amino acid sequences selected from the group consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 21, and SEQ ID NO: 28 Having a deletion, substitution, or addition of an amino acid sequence, and capable of forming a heteromer having chitin / cellulose binding activity and aminoacylase activity.
(c)配列番号: 16、 配列番号: 18、 配列番号: 20、 および配列番号: 2 7に記載の塩基配列からなる群から選択されるいずれかの塩基配列を有する DN Aとストリンジェントな条件下でハイブリダィズすることができる DN Aによつ てコードされ、 かつキチン ·セルロースへの結合活性とアミノアシラーゼ活性を 有するヘテロマーを構成することができるぺプチド 人工的に突然変異体を作製する方法としては、 例えば、 部位特異的突然変異 誘発が挙げられる。より具体的には当該方法を用いて配列番号: 1 6、配列番号: 1 8、 配列番号: 2 0、 および配列番号: 2 7に記載の塩基配列に任意の変異を もたらすことにより、 本発明の前駆体べプチドの変異体を得ることができる。 本発明の前駆体ペプチドをコードする遺伝子は、 配列番号: 1 6、 配列番号: 1 8、 配列番号: 2 0、 および配列番号: 2 7に示される塩基配列から実質的に なる D N Aの、 全部または一部を含むものである。 本発明の前駆体ペプチドをコ ードする遺伝子は、 上記特定の塩基配列からなる D N Aに加えて、 ストリンジェ ントな条件において、 上記の特定塩基配列からなる D N Aとハイブリダィズし得 る塩基配列からなる D N Aを含む。 本発明では、 塩基配列において約 6 0 %以上 の相同性を有する D N Aがハイブリダィズし得る条件をストリンジェン卜な条件 という。 ストリンジエンシーはハイブリダィズ反応や洗浄の際の温度、 塩濃度等 を適宜変化させることにより調節することができる。 あるいは本発明の前駆体べ プチドをコードする遺伝子は、上記の特定塩基配列において少なくとも(1 ) 6 0 % の同一性、 (2) 7 0 %の同一性、 (3) 8 0 %の同一性、 (4) 9 0 %の同一性、 または (5) 9 5 %の同一性を有する塩基配列からなる遺伝子を含む。当該遺伝子がコード する前駆体ペプチドは、 キチン 'セルロース結合活性を備え、 かつアミノアシラ ーゼ活性を有するヘテロマーを構築しうる前駆体べプチドを含む。 また本発明は、 上記本発明のへテロマーべプチドの前駆体べプチドに関する。 また、 本発明は、 該前駆体ペプチドをコードする DM、 および該 DNAを含む発現べ クタ一、 該ベクタ一によって形質転換された宿主細胞に関する。 前駆体ペプチド は、これをコードする DMを含む発現ベクターで形質転換された宿主細胞を培地中 で培養し、 該培養物から該前駆体べプチドを回収することによつて調製すること ができる。前駆体べプチドをコードする DNAの由来としては、 cDNAであつても、 ゲ ノム DNAであっても、 また合成 DNAであってもよい。 また、 本発明の前駆体ぺプチ ドをコードする DNAには、 天然型遺伝子の塩基配列を含む DNAのみならず、 コドン の縮重に基づく任意の塩基配列を含む DNAが含まれる。 (c) stringent conditions with DNA having any one of the nucleotide sequences selected from the group consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 20, and SEQ ID NO: 27 Encoded by DNA that can hybridize under the hood, and exhibit binding activity to chitin / cellulose and aminoacylase activity A peptide capable of constructing a heteromer having the same A method for artificially producing a mutant includes, for example, site-directed mutagenesis. More specifically, the present invention provides any of the nucleotide sequences described in SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 20 and SEQ ID NO: 27 by using the method, and Can be obtained. The gene encoding the precursor peptide of the present invention includes all of the DNA substantially consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 20 and SEQ ID NO: 27 Or include a part. The gene encoding the precursor peptide of the present invention includes, in addition to the DNA having the above specific nucleotide sequence, a DNA having a nucleotide sequence capable of hybridizing with the DNA having the above specific nucleotide sequence under stringent conditions. including. In the present invention, a condition under which a DNA having a homology of about 60% or more in base sequence can hybridize is referred to as a stringent condition. The stringency can be adjusted by appropriately changing the temperature and salt concentration during the hybridization reaction and washing. Alternatively, the gene encoding the precursor peptide of the present invention has at least (1) 60% identity, (2) 70% identity, and (3) 80% identity in the above specific nucleotide sequence. (4) Includes a gene consisting of a nucleotide sequence having 90% identity or (5) 95% identity. The precursor peptide encoded by the gene includes a precursor peptide having chitin'cellulose binding activity and capable of constructing a heteromer having aminoacylase activity. The present invention also relates to a precursor peptide of the above-mentioned heteromeric peptide of the present invention. The present invention also relates to a DM encoding the precursor peptide, an expression vector containing the DNA, and a host cell transformed with the vector. The precursor peptide can be prepared by culturing a host cell transformed with an expression vector containing DM encoding the same in a medium, and collecting the precursor peptide from the culture. The source of the DNA encoding the precursor peptide may be cDNA or It may be nome DNA or synthetic DNA. In addition, the DNA encoding the precursor peptide of the present invention includes not only a DNA containing a nucleotide sequence of a natural gene, but also a DNA containing an arbitrary nucleotide sequence based on codon degeneracy.
前駆体べプチドをコ一ドする DNAを構築するには、公知の遺伝子工学的技術を用 いて、 キチン 'セルロース結合ドメインを付加しょうとする部位に、 キチン 'セ ルロース結合ドメインをコードする DNAをフレームが一致するように挿入すれば よい。 前駆体ペプチドの発現によりへテロマ一ペプチドが生成し、 本来の酵素活 性を維持するかぎり、 キチン ·セルロース結合ドメインを挿入する位置に制限は なく、 各サブユニットの N末端、 C末端、 または中間に挿入され得る。 キチン 'セ ルロース結合ドメインは、 ヘテロマーペプチドを構成する少なくとも 1つの任意 のサブユニットに挿入することができる。 また、 複数のサブユニットに対して挿 入することもできる。例えば、 GL- 7ACAアシラーゼにおいては、 ひまたは/?サブュ ニットの N末端、 C末端、 または中間にキチン 'セルロース結合ドメインを挿入す ることにより、 ヘテロマーペプチドが構成され、 酵素活性が維持される。 該へテ ロマーべプチドの前駆体べプチドをコ一ドする DNAとしては、具体的には、例えば 配列番号: 1 6、 1 8、 または 2 0に記載の塩基配列を有する DNAが挙げられる。 また、 例えば、 Streptomyces sp. NO. 6907株由来の環状リポペプチドアシラーゼ の 大サブュニヅトの C末端にキチン 'セルロース結合ドメインが揷入されたへテ ロマーべプチドの前駆体ぺプチドをコ一ドする DMとしては、具体的には、例えば 配列番号: 2 7に記載の塩基配列を有する DNAが挙げられる。 キチン,セルロース 結合ドメインが挿入される位置はこれに限定されず、任意のサブュニッ卜の N末端、 C末端、 または中間に挿入することができる。  To construct the DNA encoding the precursor peptide, the DNA encoding the chitin'cellulose binding domain is added to the site where the chitin'cellulose binding domain is to be added using known genetic engineering techniques. What is necessary is just to insert so that frames may match. There is no restriction on the position where the chitin / cellulose binding domain is inserted, as long as the heterologous peptide is generated by the expression of the precursor peptide and the original enzyme activity is maintained, and the N-terminal, C-terminal, or intermediate position of each subunit Can be inserted. The chitin'cellulose binding domain can be inserted into at least one optional subunit that makes up the heteromeric peptide. It can also be inserted into multiple subunits. For example, in the case of GL-7ACA acylase, insertion of a chitin'cellulose binding domain at the N-terminus, C-terminus or in the middle of a spleen //? Subunit forms a heteromeric peptide and maintains enzymatic activity . Specific examples of the DNA encoding the precursor peptide of the heteromeric peptide include a DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16, 18, or 20. In addition, for example, a DM peptide encoding a precursor of a heteromeric peptide in which a chitin'cellulose binding domain is inserted at the C-terminus of a large subunit of a cyclic lipopeptide acylase derived from Streptomyces sp. NO. Specific examples include, for example, a DNA having the base sequence of SEQ ID NO: 27. The position at which the chitin / cellulose binding domain is inserted is not limited to this, and it can be inserted at the N-terminus, C-terminus, or middle of any subunit.
以下、 組換え DNA技術による調製法について、 その詳細を説明する。宿主細胞と しては特に制限はないが、 例えば細菌が挙げられる。 細菌としては、 ェシエリキ ァ ( scherichia) 属に属する菌株 (例えば E. coli JM109 ATCC 53323, E. coli HB101 ATCC 33694, E. coii MN102, E. coi/ HB101-16 FERM BP-1872, E. coli 294 ATCC 31446など)、 バシラス ( acillus) 属に属する菌株 (バシラス 'サチリス ( Bacillus subtil is) など) などが例示される。 また、 放線菌、 例えばストレブ トマイセス (Streptomyces) 属に属する菌株 (ストレブトマイセス ' リビダンス (Streptomyces l ividans) など) も挙げられる。 例えば、 ェシエリキア属に属す る菌株、 具体的には E. co/j' HBlOlまたは E. coli JM109などが好適に用いられ る。 また、 T7プロモーターが組み込まれた発現べクタ一系を用いて蛋白質を発現 させる場合は、 T7 RNA ポリメラーゼをコードする DNAがゲノムに組み込まれた大 腸菌 (例えば NEB社製の ER2566等) などが好適である。 Hereinafter, details of the preparation method using the recombinant DNA technology will be described. The host cell is not particularly limited, but includes, for example, bacteria. Bacteria include strains belonging to the genus Escherichia (eg, E. coli JM109 ATCC 53323, E. coli HB101 ATCC 33694, E.coii MN102, E.coi / HB101-16 FERM BP-1872, E. coli 294). ATCC 31446) and strains belonging to the genus Bacillus (such as Bacillus subtilis). In addition, actinomycetes, for example, strains belonging to the genus Streptomyces (Streptomyces), such as Streptomyces lividans, may be mentioned. For example, a strain belonging to the genus Escherichia, specifically, E.co/j'HBlOl or E. coli JM109 is preferably used. When a protein is expressed using an expression vector system incorporating the T7 promoter, E. coli (for example, NEB ER2566, etc.) in which the DNA encoding T7 RNA polymerase has been integrated into the genome, etc. It is suitable.
細菌、 特に E. co を宿主細胞として用いる場合、 一般に発現べクタ一は少な くともプロモー夕——オペレーター領域、 閧始コドン、 本発明のへテロマーぺプ チドの前駆体のアミノ酸配列をコードする DNA、終止コドン、 夕一ミネ一夕一領域 および複製可能単位から構成される。  When bacteria, especially E.co, are used as host cells, the expression vector generally encodes at least a promoter--operator region, initiation codon, and amino acid sequence of a precursor of the heteromeric peptide of the present invention. It is composed of DNA, stop codon, one minute and one region, and a replicable unit.
プロモー夕——オペレータ一領域は、 プロモーター、 オペレーター及び Shine-Dalgarno ( SD )配列 (例えば、 AAGGなど) を含むものである。 好ましくは、 プロモ一夕一一オペレーター領域は、 常套的に用いられるプロモー夕一一ォペレ 一夕一領域(例えば、 E. co7/の PL-プロモータ一、 trp-プロモーター、 または T7 プロモー夕一等) を含んでいてもよい。 好適な開始コドンとしては、 メチォニン コドン (ATG) が例示される。  Promoter—The operator-one region contains a promoter, an operator, and a Shine-Dalgarno (SD) sequence (eg, AAGG). Preferably, the promoter / operator region is a promoter / operator / region which is conventionally used (eg, a PL-promoter of E. co7 /, a trp-promoter, or a T7 promoter). May be included. Suitable initiation codons include methionine codon (ATG).
本発明の前駆体ぺプチドをコ一ドする DNAは、本発明の前駆体ぺプチドのァミノ 酸配列をコ一ドしうる DNAであれば特に制限されない。  The DNA encoding the precursor peptide of the present invention is not particularly limited as long as it can encode the amino acid sequence of the precursor peptide of the present invention.
本発明の前駆体べプチドをコードする DNAは、従来の方法で調製することができ る。 例えば、 DM合成機を用いて、 一部のまたは全ての DNAを合成したり、 および /または形質転換体 (例えば、 E, coli) から得られる適切なベクター (プラスミ ド等) に挿入された天然型へテロマーべプチドの前駆体をコ一ドする完全な DNA 配列を適切な方法、 例えば適切な酵素 (例えば、 制限酵素、 アルカリホスファタ ーゼ、 ポリヌクレオチドキナーゼ、 DNAリガーゼ、 DNAポリメラーゼなど) での処 理に加えて、常套の変異方法、例えば、カセット変異法!: Tokunaga, T. et al . , Eur. J. Biochem. Vol . 153, p445-449 ( 1985 )参照〕、 PCR変異法 CHiguchi , R. et al . , Nucleic Ac ids Res . Vol . 16, p7351-7367 ( 1988 )参照〕、 クンケル法 CKunkel , T. A. et al . , Methods Enzymol . Vol . 154, p367 ( 1987)など参照〕 のような適切な 方法でキチン 'セルロース結合ドメインをコ一ドする DNAを付加することによって 調製することができる。 The DNA encoding the precursor peptide of the present invention can be prepared by a conventional method. For example, a DM synthesizer may be used to synthesize some or all of the DNA and / or to insert the DNA into a suitable vector (such as a plasmid) obtained from a transformant (eg, E. coli). The complete DNA sequence encoding the precursor of the type heteromeric peptide can be obtained in a suitable manner, for example, by a suitable enzyme (eg, restriction enzyme, alkaline phosphatase, polynucleotide kinase, DNA ligase, DNA polymerase, etc.). Place In addition to conventional methods, conventional mutation methods, such as the cassette mutation method! Vol. 153, p445-449 (1985)), PCR mutagenesis CHiguchi, R. et al., Nucleic Acids Res. Vol. 16, p7351- 7367 (1988)], and the DNA encoding the chitin 'cellulose binding domain is added by an appropriate method such as the CKunkel method, CKunkel, TA et al., Methods Enzymol. Vol. 154, p367 (1987). Can be prepared.
終止コドンとしては、 常用の終止コドン (例えば、 TAG、 TGAなど) が例示され る。 夕一ミネ一夕一領域としては、 天然または合成のターミネータ一 (例えば、 合成 fdファージ夕ーミネ一夕一など) が挙げられる。  Examples of the stop codon include commonly used stop codons (eg, TAG, TGA, etc.). The evening / mine / overnight region includes a natural or synthetic terminator (eg, synthetic fd phage evening / overnight).
複製可能単位とは、宿主細胞中においてその全 DNA配列を複製することができる 能力をもつ DNA化合物をいい、天然のプラスミ ド、人工的に修飾されたプラスミ ド (例えば、天然のプラスミ ドから調製された DNAフラグメント)および合成プラス ミ ドが含まれる。 好適なプラスミ ドとしては、 E. col iではプラスミ ド pBR322、 も しくはその人工的修飾物(PBR322を適当な制限酵素で処理して得られる DNAフラグ メント) などが挙げられる。  A replicable unit is a DNA compound capable of replicating its entire DNA sequence in a host cell, and is a natural or artificially modified plasmid (e.g., prepared from a natural plasmid). DNA fragments) and synthetic plasmids. Suitable plasmids include the plasmid pBR322 in E. coli or an artificially modified product thereof (a DNA fragment obtained by treating PBR322 with an appropriate restriction enzyme).
発現べクタ一はプロモ一夕一、 開始コドン、 本発明の前駆体ペプチドのァミノ 酸配列をコードする DNA、終止コドンおよび夕一ミネ一夕一領域を連続的かつ環状 に適当な複製可能単位 (プラスミ ド) に連結することによって調製できる。 例え ば、 pETベクター (Novagen社) などが挙げられる。 また、 この際所望により、 常 法 (例えば、 制限酵素での消化、 T4 DNAリガ一ゼを用いるライゲーシヨン) によ り適当な DNAフラグメント(例えば、 リン力一、他のレス卜リクシヨンサイ トなど) を用いることもできる。  The expression vector is composed of a promoter, an initiation codon, a DNA encoding the amino acid sequence of the precursor peptide of the present invention, a termination codon, and an evening / minine region. Can be prepared. An example is pET vector (Novagen). At this time, if desired, an appropriate DNA fragment (eg, phosphoric acid, another restriction site, etc.) can be obtained by a conventional method (eg, digestion with a restriction enzyme, ligation using T4 DNA ligase). It can also be used.
形質転換体 (形質移入体) は、 上述の発現べクタ一を宿主細胞に導入すること により調製できる。発現ベクターの宿主細胞への導入〔形質転換(形質移入)〕は 従来公知の技術 (例えば、 E. col iの場合は Kushner法など) を用いて行うことが できる。本発明のへテロマ一ぺプチドおよび/またはその前駆体ぺプチドは、上記 の如く調製される発現ベクターを含む形質転換体を栄養培地で培養することによ り製造することができる。 Transformants (transfectants) can be prepared by introducing the above-described expression vector into host cells. Introduction (transformation (transfection)) of an expression vector into a host cell can be performed using a conventionally known technique (for example, the Kushner method in the case of E. coli). The heteromeric peptide and / or its precursor peptide of the present invention is The transformant containing the expression vector prepared as described above can be produced by culturing the transformant in a nutrient medium.
栄養培地は、 炭素源 (例えば、 グルコース、 グリセリン、 マンニトール、 フル クトース、 ラクトースなど) および無機窒素もしくは有機窒素源 (例えば硫酸ァ ンモニゥム、 塩化アンモニゥム、 カゼインの加水分解物、 酵母抽出物、 ポリぺプ トン、 パクト トリプトン、 ビーフ抽出物など) を含んでいてもよい。 また所望に より、 他の栄養源 〔例えば、 無機塩 (例えば、 二リン酸ナトリウムまたは二リン 酸カリウム、 リン酸水素二カリウム、 塩化マグネシウム、 硫酸マグネシウム、 塩 化カルシウム)、 ビタミン類 (例えば、 ビタミン B 1 )、 抗生物質 (例えば、 アン ピシリン、 カナマイシン) など〕 を配合していてもよい。  The nutrient medium consists of a carbon source (eg, glucose, glycerin, mannitol, fructose, lactose, etc.) and an inorganic or organic nitrogen source (eg, ammonium sulfate, ammonium chloride, casein hydrolyzate, yeast extract, polypropylene). Tonnes, pact trypton, beef extract, etc.). If desired, other nutrient sources [eg, inorganic salts (eg, sodium or potassium diphosphate, dipotassium hydrogen phosphate, magnesium chloride, magnesium sulfate, calcium chloride), vitamins (eg, vitamins) B 1), antibiotics (for example, ampicillin, kanamycin) and the like.
形質転換体 (形質移入体) の培養は、 当業界において知られている方法により 行われる。 培養条件、 例えば温度、 培地の pH 及び培養時間は、 目的のへテロマ —ぺプチドまたはその前駆体べプチドの回収量が最も高くなるように選択される 通常 pH 5. 5〜8.5 (好適には pH 7〜7.5 )、 5〜40°C (好適には 10〜30°C) で 5 ~50時間行われる。 但し、 これらの条件は形質転換体により変り得る。  Culturing of the transformant (transfectant) is performed by a method known in the art. Culture conditions, such as temperature, medium pH and culture time, are selected to maximize the recovery of the desired hetero-peptide or its precursor peptide, usually between pH 5.5 and 8.5 (preferably pH 7 to 7.5) and 5 to 40 ° C (preferably 10 to 30 ° C) for 5 to 50 hours. However, these conditions may vary depending on the transformant.
形質転換した宿主細胞を培地で培養し、 宿主細胞および/またはその培養上清 からへテロマーべプチドまたは該ヘテロマ一ぺプチドの前駆体ぺプチドを回収す ることによって、 本発明のへテロマ一ぺプチドまたは該ヘテロマ一ぺプチドの前 駆体ペプチドを製造することができる。 E. coli を宿主とした場合、 本発明のテ ロマーべプチドまたはその前駆体べプチドは、 通常培養された形質転換体のペリ ブラズムまたは細胞質内に存在する。 よって、 これらのペプチドは例えば以下の 方法により取得できる。 まず、 濾過および遠心等の常法により細胞を集め、 当該 細胞の細胞壁および/または細胞膜を、 例えば超音波および またはライソザィ ムで処理して細胞破片を得る。次に、 得られる細胞破片を適当な水溶液(例えば、 20 mM Tris-HCl(pH 8.0), 500 mM NaCl , 0. 1 mM EDTA, 0. 1 % Triton X-100) に 溶解する。 そして該溶液から、 天然または合成蛋白質を精製並びに単離するため に一般に用いられる常法に従って本発明のへテロマーべプチドまたはその前駆体 ペプチドを単離、 精製する。 単離、 精製方法としては、 透析、 ゲル濾過、 本発明 のへテロマ一ベプチドまたはその前駆体ぺプチドに対するモノクローナル抗体を 用いたァフィ二ティ一カラムクロマトグラフィー、 適当な吸着材上でのカラムク 口マトグラフィ一、 高速液体クロマトグラフィーなどが例示される。 得られたへ テロマーべプチドまたは該ヘテロマーべプチドの前駆体ぺプチドを、 キチンおよ び/またはセル口ースに接触させることにより、 キチンおよび/またはセルロー スに固定化されたヘテロマ一ペプチドを製造することができる。 また、 好ましく は、 細胞破砕液を適当なバッファ一中にて直接キチンまたはセルロース担体と混 合し、 キチンまたはセルロースに対するァフィ二ティーにより精製することがで ぎる。 The transformed host cell is cultured in a medium, and the heteromeric peptide or the precursor of the heteromeric peptide is recovered from the host cell and / or a culture supernatant thereof, thereby obtaining the heteromeric protein of the present invention. Peptides or precursor peptides of the heteromeric peptides can be produced. When E. coli is used as a host, the telomeric peptide of the present invention or its precursor peptide is usually present in the periplasm or cytoplasm of a cultured transformant. Therefore, these peptides can be obtained, for example, by the following method. First, cells are collected by a conventional method such as filtration and centrifugation, and the cell wall and / or cell membrane of the cells are treated with, for example, ultrasound and / or lysozyme to obtain cell debris. Next, the obtained cell debris is dissolved in an appropriate aqueous solution (eg, 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 500 mM NaCl, 0.1 mM EDTA, 0.1% Triton X-100). And for purifying and isolating natural or synthetic proteins from the solution. The heteromeric peptide of the present invention or its precursor peptide is isolated and purified according to a commonly used method. Examples of the isolation and purification methods include dialysis, gel filtration, affinity column chromatography using a monoclonal antibody against the heteromeric peptide or its precursor peptide of the present invention, and column chromatography on a suitable adsorbent. First, high performance liquid chromatography is exemplified. By contacting the obtained heteromeric peptide or the precursor peptide of the heteromeric peptide with chitin and / or cellulose, the heteromeric peptide immobilized on chitin and / or cellulose is obtained. Can be manufactured. Preferably, the cell lysate can be directly mixed with a chitin or cellulose carrier in an appropriate buffer and purified by affinity for chitin or cellulose.
キチン ·セルロース担体としては、 結晶性キチン ·セルロースであればよく、 具体的には、 バクテリオセルロース、 コットンファイバ一、 キチン 'セルロース 成形ビーズなどが挙げられる。 本発明のへテロマ一ぺプチドまたは該ヘテロマ一 ペプチドの前駆体ペプチドは、 キチン 'セルロース担体へ混合することにより固 定される。これらの担体は、単一の素材からなるもののみならず、複数のキチン · セルロース素材を組み合わせたものや、 あるいは他の素材とキチン ·セルロース 担体との組み合わせによって構成されるものであることもできる。 キチン ·セル ロース結合ドメイン以外の高分子ポリマー結合ドメインを用いた場合も同様に、 様々な形態に成形された高分子ポリマーを用いることが可能である。  The chitin / cellulose carrier may be any crystalline chitin / cellulose, and specific examples include bacteriocellulose, cotton fiber, and chitin'cellulose molded beads. The heteropeptide or the precursor peptide of the heteropeptide of the present invention is fixed by mixing it with a chitin 'cellulose carrier. These carriers are not limited to those composed of a single material, but may be a combination of multiple chitin / cellulose materials or a combination of other materials and a chitin / cellulose carrier. . Similarly, when a high molecular weight polymer binding domain other than the chitin / cellulose binding domain is used, it is possible to use a high molecular weight polymer formed into various forms.
このようにして調製された、 キチンおよび/またはセルロースに結合している 固定化へテロマーペプチドは、 種々の目的に使用することができる。 例えば、 物 質代謝に関わる酵素が固定化された本発明の固定化へテロマ一ぺプチドを利用し て、種々の有用物質の製造を行うことが考えられる。 そのための方法は、 (a )本 発明の固定化へテロマ一ぺプチドに、 該ヘテロマ一ぺプチドの基質を接触させる 工程、 および (b ) 工程 (a ) における反応生成物を回収する工程、 を含む。 固定化へテロマ一ぺプチドとその基質との組み合わせに特に制限はないが、 例 えば、 DNAポリメラーゼを固定化し、 これに DNAとヌクレオチドを作用させて、 DNA の合成を行わせることができる。また、 GL- 7ACAアシラーゼを含む各種アシラーゼ を固定化し、 抗生物質の誘導体の合成を行わせることもできる。 The immobilized heteromeric peptide bound to chitin and / or cellulose prepared in this manner can be used for various purposes. For example, it is conceivable to produce various useful substances by using the immobilized heteropeptide of the present invention in which an enzyme involved in substance metabolism is immobilized. The method therefor comprises: (a) a step of bringing a substrate of the heteromeric peptide into contact with the immobilized heteropeptide of the present invention; and (b) a step of collecting a reaction product in the step (a). Including. The combination of the immobilized heteropeptide and its substrate is not particularly limited. For example, a DNA polymerase can be immobilized, and DNA and nucleotides can act on the immobilized heteropolymer to synthesize DNA. In addition, various acylases including GL-7ACA acylase can be immobilized to synthesize antibiotic derivatives.
物質の製造以外の用途としては、 たとえば、 ヘテロマ一ペプチドに結合する化 合物の精製に用いることができる。 また、 固定化したヘテロマ一ペプチドを用い て、 該ペプチドの機能解析を行うこともできる。 さらに、 固定化へテロマーぺプ チドをバイオセンサーとして用いてもよい。  Applications other than the production of a substance include, for example, purification of a compound that binds to a heteromeric peptide. In addition, the functional analysis of the immobilized heteromeric peptide can also be performed using the peptide. Further, an immobilized heteromeric peptide may be used as a biosensor.
本発明の固定化へテロマーペプチドを用いた有用物質の製造は、 例えば、 固定 化された 7— ?— ( 4—カルボキシブタンアミ ド) 一セファロスポラン酸ァシラ —ゼに、 式:  The production of a useful substance using the immobilized heteromeric peptide of the present invention is carried out, for example, by using immobilized 7-?-(4-carboxybutanamide) -monocephalosporanase as a compound represented by the formula:
(I I)(I I)
Figure imgf000023_0001
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(式中、 はァセトキシ、 ヒドロキシまたは水素、 R2は炭素数 3〜8のカルボ キシアルカノィルまたは D—グルタミルを示す。)で示される化合物(I I) または その塩を接触させて、 式: (Wherein, is acetoxy, hydroxy or hydrogen, and R 2 is carboxyalkanol having 3 to 8 carbon atoms or D-glutamyl).
Figure imgf000023_0002
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(式中、 は前記と同意義である。) で示される化合物 (I) またはその塩を得 ることを特徴とする化合物 (I ) を製造するために好適に用いられうる。 (Wherein is as defined above) or a salt thereof, which can be suitably used for producing a compound (I).
キチン ·セルロース結合ドメインを付加された 7— ?— ( 4—カルボキシブ夕 ンアミ ド) —セファロスポラン酸アシラーゼの調製方法、 および該アシラーゼの 固定化は、 例えば実施例に記載された方法に順じて行うことができる。 本発明でいう炭素数 3〜 8のカルボキシアルカノィルとしては、 直鎖状または 分枝状のァシル基を有しているものが挙げられ、具体的にはカルボキシァセチル、 カルボキシプロピオニル、 カルボキシブチリル、 カルボキシイソプチリル、 カル ボキシバレリル、 カルボキシイソバレリル、 カルボキシビバロイル、 カルボキシ へキサノィル、 カルボキシヘプ夕ノィル等が例示される。 7-?-(4-carboxybutanamide) to which chitin / cellulose binding domain is added—the preparation method of cephalosporanic acylase and the immobilization of the acylase can be performed, for example, according to the method described in Examples. It can be carried out. Examples of the carboxyalkanol having 3 to 8 carbon atoms in the present invention include those having a straight-chain or branched acyl group, and specifically include carboxyacetyl, carboxypropionyl, and carboxybutyl. Examples thereof include ril, carboxyisobutyryl, carboxyvaleryl, carboxyisovaleryl, carboxybivaloyl, carboxyhexanoyl, and carboxyhepnoyl.
化合物 (I) および化合物 (I I) の適当な塩としては、 アルカリ金属塩(例えば、 ナトリウム塩、 カリウム塩、 リチウム塩) が挙げられる。  Suitable compounds (I) and salts of compound (II) include alkali metal salts (eg, sodium salt, potassium salt, lithium salt).
上記化合物(I)の製造は、水または緩衝液のような水性媒質中で行うことがで きる。 即ち、 化合物 (I) の製造は、 通常、 化合物 (I I) を含む水または緩衝液の ような水性媒質中に固定化酵素を懸濁させることによって行われる。  The above compound (I) can be produced in an aqueous medium such as water or a buffer. That is, the production of compound (I) is usually carried out by suspending the immobilized enzyme in an aqueous medium such as water or a buffer containing compound (II).
化合物 (I) の製造は、 用いる固定化酵素の性質に応じて適宜好適な pH、 化合 物(I I) の濃度、 反応時間および反応温度を選択して行うことができる。 pHは通 常 6〜10、 好ましくは pH 7〜9、 反応温度は通常 5〜40°C、 好ましくは 5〜37°C、 反応時間は通常 0.5〜50時間である。  The production of compound (I) can be carried out by appropriately selecting a suitable pH, concentration of compound (II), reaction time and reaction temperature according to the properties of the immobilized enzyme to be used. The pH is usually 6 to 10, preferably 7 to 9, the reaction temperature is usually 5 to 40 ° C, preferably 5 to 37 ° C, and the reaction time is usually 0.5 to 50 hours.
反応混液中、 基質としての化合物 ( I I) の濃度は、 1〜: 100 mg I mlの範囲で好 適に選択することができる。 このようにして製造される化合物(I) は、 上記反応 混液から慣用の方法で精製、 単離される。  In the reaction mixture, the concentration of the compound (II) as a substrate can be suitably selected in the range of 1 to 100 mg Iml. The compound (I) thus produced is purified and isolated from the above reaction mixture by a conventional method.
また、本発明の固定化へテロマーべプチドを用いた有用物質の製造は、例えば、 固定化された環状リポペプチドアシラーゼに、 式: Further, the production of a useful substance using the immobilized heteromeric peptide of the present invention can be performed, for example, by adding an immobilized cyclic lipopeptide acylase to a compound represented by the following formula:
Figure imgf000025_0001
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(式中 R1はァシル基、 R2はヒドロキシ基またはァシルォキシ基、 R3は水素また はヒドロキシ基、 R4は水素またはヒドロキシ基、 R5は水素またはヒドロキシスル ホニルォキシ基、 および R6は水素または力ルバモイル基を意味する) で示され る化合物 ( IV) またはその塩を接触させて、 式: (Wherein R 1 is Ashiru group, R 2 is hydroxy or Ashiruokishi group, R 3 is hydrogen or hydroxy group, R 4 is hydrogen or hydroxy group, R 5 is hydrogen or hydroxy sul Honiruokishi group, and R 6 is hydrogen Or a compound represented by the formula (IV) or a salt thereof:
(III) (III)
Figure imgf000025_0002
(式中、 R2、 l R4、 R5および R6は前記と同じ基を意味する) で示される化合物 (I II) またはその塩を得ることを特徴とする化合物 (I I I) を製造するために好 適に用いられうる。
Figure imgf000025_0002
(Wherein, R 2 , l R 4 , R 5 and R 6 represent the same groups as described above), or a compound (III) characterized by obtaining a salt thereof. It can be suitably used for
キチン ·セルロース結合ドメインを付加された環状リポベプチドアシラーゼの 調製方法、 および該アシラーゼの固定化は、 例えば実施例に記載された方法に順 じて行うことができる。 また、 国際公開番号 W097/32975 号公報および国際特許 出願番号 PCT/JP00/04285 に記載の方法に順じて行うことができる。  The method for preparing a cyclic lipobeptide acylase to which a chitin / cellulose binding domain has been added, and the immobilization of the acylase can be performed, for example, in accordance with the method described in Examples. In addition, it can be carried out according to the method described in International Publication No. W097 / 32975 and International Patent Application No. PCT / JP00 / 04285.
化合物(IV) および化合物 (III) の適当な塩としては、 慣用の無毒性のモノま たはジ塩であって、 金属塩、 例えばアルカリ金属塩 (例えばナトリウム塩、 カリ ゥム塩等)、 アルカリ土類金属塩 (例えばカルシウム塩、 マグネシウム塩等)、 ァ ンモニゥム塩、 有機塩基との塩 (例えば、 トリメチルァミン塩、 トリェチルアミ ン塩、 ピリジン塩、 ピコリン塩、 ジシクロへキシルァミン塩、 Ν,Ν' -ジペンジルェ チレンジァミン塩等) 等、 有機酸付加塩 (例えばギ酸塩、 酢酸塩、 トリフルォロ 酢酸塩、 マレイン酸塩、 酒石酸塩、 メタンスルホン酸塩、 ベンゼンスルホン酸塩、 トルエンスルホン酸塩等)、 無機酸付加塩(例えば塩酸塩、 臭化水素酸塩、 ヨウ化 水素酸塩、 硫酸塩、 リン酸塩等)、 アミノ酸(例えばアルギニン、 ァスパラギン酸、 グルタミン酸等) との塩等が挙げられる。  Suitable salts of compound (IV) and compound (III) include conventional non-toxic mono- or di-salts, such as metal salts such as alkali metal salts (eg, sodium salt, potassium salt, etc.), Alkaline earth metal salts (eg, calcium salt, magnesium salt, etc.), ammonium salts, salts with organic bases (eg, trimethylamine salt, triethylamine salt, pyridine salt, picoline salt, dicyclohexylamine salt, Ν, Ν) Organic acid addition salts (eg, formate, acetate, trifluoroacetate, maleate, tartrate, methanesulfonate, benzenesulfonate, toluenesulfonate, etc.), inorganic Acid addition salts (eg, hydrochloride, hydrobromide, hydroiodide, sulfate, phosphate, etc.), amino acids (eg, arginine, alpha Salts with sparginic acid, glutamic acid and the like).
上記化合物(I II)の製造は、水または緩衝液のような水性媒質中で行うことが できる。 即ち、 化合物 (II I) の製造は、 通常、 化合物 (IV) を含む水または緩衝 液のような水性媒質中に固定化酵素を懸濁させることによって行われる。  The production of compound (II) can be carried out in an aqueous medium such as water or a buffer. That is, the production of compound (III) is usually carried out by suspending the immobilized enzyme in an aqueous medium such as water or a buffer containing compound (IV).
化合物 ( III) の製造は、 用いる固定化酵素の性質に応じて適宜好適な ρΗ、 化 合物 (IV) の濃度、 反応時間および反応温度を選択して行うことができる。 ρΗ は通常 5 ~ 1 0、 好ましくは ρΗ 6〜9、 反応温度は通常 1 0〜7 0 °C、 好ましく は 3 0〜5 0 °C、 反応時間は通常 0 . 5〜 5 0時間である。  The production of compound (III) can be carried out by appropriately selecting ρΗ, the concentration of compound (IV), the reaction time and the reaction temperature according to the properties of the immobilized enzyme to be used. ρΗ is usually 5 to 10, preferably ρΗ 6 to 9, the reaction temperature is usually 10 to 70 ° C, preferably 30 to 50 ° C, and the reaction time is usually 0.5 to 50 hours. .
反応混液中、 基質としての化合物 ( IV) の濃度は、 1〜1 0 0mg / mlの範囲で 好適に選択することができる。 このようにして製造される化合物(I I I) は、 上記 反応混液から慣用の方法、 例えば減圧濃縮、 凍結乾燥、 抽出、 pH調整、 吸着樹脂、 イオン交換樹脂、 晶析、 再結晶等の方法を適宜組み合わせて精製、 単離される。 本発明における固定化反応に供したキチンまたはセル口ース担体は、 活性が低 下したヘテロマーべプチドを溶離再生し、 新たにヘテロマ一ぺプチドを固定化す ることにより、 繰り返し使用することが可能である。 溶離剤としては、 キチン · セルロース結合ドメインの性質に応じて、 蛋白質変性剤 (例えばグァニジン塩酸 塩溶液、 尿素溶液など)、 界面活性剤(例えばドデシル硫酸ナトリゥム溶液など)、 低極性溶剤 (例えば脱塩水、 エチレングリコール溶液など) 等から選択でき、 へ テロマ一ペプチドの再固定化は、 未使用の場合と同様の方法で行うことが可能で ある。 In the reaction mixture, the concentration of compound (IV) as a substrate can be suitably selected in the range of 1 to 100 mg / ml. Compound (III) produced in this manner is as described above. The reaction mixture is purified and isolated from the reaction mixture by appropriately combining conventional methods such as concentration under reduced pressure, lyophilization, extraction, pH adjustment, adsorption resin, ion exchange resin, crystallization, and recrystallization. The chitin or cellose carrier subjected to the immobilization reaction in the present invention can be used repeatedly by eluting and regenerating the heteromerbide whose activity has been reduced and newly immobilizing the heteromerbide. It is. Eluents include protein denaturants (eg, guanidine hydrochloride solution, urea solution, etc.), surfactants (eg, sodium dodecyl sulfate solution, etc.), and low polar solvents (eg, demineralized water, depending on the properties of the chitin / cellulose binding domain). , Ethylene glycol solution, etc.), etc., and the re-immobilization of the heteropeptide can be performed in the same manner as when it is not used.
なお本明細書において引用された全ての先行技術文献は、 参照として本明細書 に組み入れられる。 図面の簡単な説明  All prior art documents cited in the present specification are incorporated herein by reference. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 キチン 'セル口一ス結合ドメインを融合させたぺプチド(C427 GL-7ACA アシラーゼ)の発現プラスミ ドの構造を示す図である。 CBDはキチンまたはセル口 ース結合ドメイン、ひおよび/?はそれぞれひサブュニットおよび/?サブュニット、 SPはスぺ一サ一ペプチドを表す。 T7は T7 プロモーターを表す。  FIG. 1 is a diagram showing the structure of an expression plasmid of a peptide (C427 GL-7ACA acylase) fused with a chitin cell-cell binding domain. CBD stands for chitin or cell-site binding domain, spikes and /? Stand for subunits and /? Subunits, respectively, and SP stands for spacer peptide. T7 represents the T7 promoter.
図 2は、 キチン 'セルロース結合ドメインを融合させたぺプチド(C427 GL-7ACA アシラーゼ) の発現プラスミ ド (pETSS427、 pETNひ 427、 pETC ?427 および pETC α427) または空べクタ一 (pET24a) を導入した大腸菌抽出物の SDS-PAGE ( A ) および抗 C427 GL-7ACAアシラーゼポリクロ一ナル抗体を用いたウエスタン解析 ( B ) の結果を示す写真である。  Figure 2 shows the expression plasmid (pETSS427, pETN-427, pETC-427 and pETCα427) or empty vector (pET24a) of peptide (C427 GL-7ACA acylase) fused with chitin'cellulose binding domain. FIG. 9 is a photograph showing the results of SDS-PAGE (A) and Western analysis (B) of an E. coli extract using an anti-C427 GL-7ACA acylase polyclonal antibody.
図 3は、 大腸菌で発現させたキチン ·セルロース結合ドメインを融合させたぺ プチド (C427 GL- 7ACAアシラーゼ) のキチンビーズ抽出物の SDS-PAGE を示す写 真である。 図 4は、 キチン ·セルロース結合ドメインを融合させた環状リポペプチドァシ ラ一ゼ (TA6907アシラーゼ) をコードするプラスミ ド pUAYCBDの構造を示す図で ある。 FIG. 3 is a photograph showing an SDS-PAGE of a chitin bead extract of a peptide (C427 GL-7ACA acylase) fused with a chitin / cellulose binding domain expressed in E. coli. FIG. 4 is a diagram showing the structure of a plasmid pUAYCBD encoding a cyclic lipopeptide acylase (TA6907 acylase) fused with a chitin / cellulose binding domain.
図 5は、 キチン ·セルロース結合ドメインを融合させた環状リポぺプチドアシ ラーゼ(TA6907アシラーゼ) をコードする放線菌発現プラスミ ド pJAYCBDの構造 を示す図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 5 is a diagram showing the structure of the actinomycete expression plasmid pJAYCBD encoding a cyclic lipopeptide acylase (TA6907 acylase) fused with a chitin / cellulose binding domain. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
次に、 本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、 本発明は下記実施例 に限定されるものではない。  Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[実施例 1 ] CBD融合 GL-7ACAアシラーゼ発現プラスミ ドの構築  [Example 1] Construction of CBD fusion GL-7ACA acylase expression plasmid
PUC427の構築 Construction of PUC427
PYS9107Kプラスミ ド DNA (特開平 7-313161) を、 Stu Iおよび Cla lで消化して 3 つの断片に切断し、 切断末端をクレノウフラグメントを用いて平滑化した。 これ を 1 %のァガロースゲルで電気泳動し、 C427 GL- 7ACAアシラーゼ (特開平 7- 313161 ; Y. Ishi i et al ., 1994, J. Fermentation Bioengineering 77: 591-597) の ORFを含む 2170 bpのフラグメントを分取した。 これとは別に、 pUC19プラスミ ド DNAを Kpn lで消化した後に、 同様に平滑末端化し、 1 %ァガロースゲル電気泳 動により分取した。両 DNAフラグメントを、 T4 DNAリガーゼでライゲ一シヨンし、 大腸菌 DH5ひにカルシウム法にてトランスフォーメーションした。大腸菌から精製 したプラスミ ド DNAを Bam HI で消化した場合に、 約 600 bpの断片が切り出され ることを指標としてアンピシリン耐性菌をスクリ一ニングし、 pUC19の5 -ガラク トシダーゼ遺伝子と逆の向きに C427 GL-7ACAアシラーゼ遺伝子が組み込まれて いるプラスミ ドを選択し、 PUC427とした。  PYS9107K plasmid DNA (JP-A-7-313161) was digested with StuI and ClaI and cut into three fragments, and the cut ends were blunt-ended using Klenow fragment. This was electrophoresed on a 1% agarose gel and 2170 bp containing the ORF of C427 GL-7ACA acylase (JP-A-7-313161; Y. Ishii et al., 1994, J. Fermentation Bioengineering 77: 591-597). The fragment was collected. Separately, pUC19 plasmid DNA was digested with Kpnl, blunt-ended similarly, and fractionated by 1% agarose gel electrophoresis. Both DNA fragments were ligated with T4 DNA ligase and transformed into E. coli DH5 by the calcium method. Screening of ampicillin-resistant bacteria was performed based on the fact that a plasmid DNA purified from E. coli was digested with BamHI and a fragment of about 600 bp was cut out, and the plasmid was inverted in the direction opposite to the pUC19 5-galactosidase gene. C427 A plasmid incorporating the GL-7ACA acylase gene was selected and designated as PUC427.
PETSS427の構築 Construction of PETSS427
大腸菌をホストとして、 さまざまな遺伝子産物を高発現することで知られてい る pETシステム(Novagen社製)プラスミ ドに、分泌シグナルを除いた C427 GL-7ACA アシラーゼ遺伝子を組み込んだ。 Known for high expression of various gene products using E. coli as a host The C427 GL-7ACA acylase gene excluding the secretion signal was incorporated into a pET system (Novagen) plasmid.
ひ鎖の 5,末端に閧始コドンである ATG配列を導入するため、 pUC427プラスミ ド DNAをテンプレートとし、 プライマー 1、 2、 および pfu DNAポリメラーゼを用いた PCR反応で約 600 bpの断片を増幅した。 得られた断片を Bam HI および Nde I で 切断し、 同様の制限酵素で切断した PUC427 に組み込み PUCSS427 を得た。 さら に、 このプラスミ ドを Sac I および Nde I で切断し、 同様の制限酵素で切断し た pET24aプラスミ ドに組み込んで pETSS427を構築した (図 1 )。 pETSS427プラス ミ ドの融合蛋白質のコード領域の塩基配列を配列番号: 1 4に、 この塩基配列が コードするアミノ酸配列を配列番号: 1 5に示す。  To introduce the ATG sequence, which is the initiation codon at the 5 'end of the heavy chain, an approximately 600 bp fragment was amplified by PCR using primers 1, 2, and pfu DNA polymerase using pUC427 plasmid DNA as a template. . The obtained fragment was digested with BamHI and NdeI and incorporated into PUC427 digested with the same restriction enzymes to obtain PUCSS427. Furthermore, this plasmid was digested with SacI and NdeI, and incorporated into pET24a plasmid digested with similar restriction enzymes to construct pETSS427 (FIG. 1). The nucleotide sequence of the coding region of the fusion protein of pETSS427 plasmid is shown in SEQ ID NO: 14, and the amino acid sequence encoded by this nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 15.
pETNひ 427の構築 Construction of pETN 427
C427 GL- 7ACAアシラーゼ ひ鎖をコードする DNAの 5,末端に CBDを連結発現する プラスミ ドを構築した。 ひ鎖と CBDは Kpn Iサイ 卜で連結した。  C427 GL-7ACA acylase A plasmid was constructed that ligated and expressed CBD at the 5 'and 5' ends of the DNA encoding the heavy chain. The heavy chain and the CBD were linked at the Kpn I site.
CBDとして、 ペプチド精製用に用いられる IMPACT™ T7 system (New England BioLabs社製)の発現用プラスミ ドである pTYB2の CBDコード領域より、 プライマー 3、 および 4を用いた PCR反応により、 約 150 bpの断片を増幅した。 pTYB2は、 ノ、' シルス 'サーキュランス ( acillus circulans) キチナーゼ A1由来の CBDを保持し ている ( T. Watanabe et al ., 1994, J. Bacterid . 176 : 4465-4472 ; GenBank Accession No. M57601 , J05599)。 C427 GL-7ACAアシラーゼ ひ鎖をコードする DNA の 5'末端に Kpn Iサイ トを導入するため、 pUC427プラスミ ドをテンプレートとし てプライマー 5、 および 2を用いた PCR反応により約 600 bpの断片を増幅した。増 幅した CBD断片を Nde I、 Kpn Iで、 C427 GL-7ACAアシラーゼ遺伝子の 5'末端断片 を Kpn I、 Bam HIでそれぞれ消化した。これらを Nde I、 8&111 111で消化した £188427 プラスミ ドに組み込み、 pETNひ 427プラスミ ドとした (図 1 )。 pETNひ 427プラスミ ドの融合蛋白質のコード領域の塩基配列を配列番号: 1 6に、 この塩基配列がコ —ドするアミノ酸配列を配列番号: 1 7に示す。配列番号: 1 6の 1位〜 165位(配 列番号: 1 7の 1位〜 55位) が CBDに相当する。 From the CBD coding region of pTYB2, an expression plasmid of the IMPACT ™ T7 system (manufactured by New England BioLabs) used for peptide purification, a PCR reaction using primers 3 and 4 resulted in an approximately 150 bp The fragment was amplified. pTYB2 carries a CBD derived from the 'sils' circulans chitinase A1 (T. Watanabe et al., 1994, J. Bacterid. 176: 4465-4472; GenBank Accession No. M57601, J05599). C427 GL-7ACA acylase Approximately 600 bp fragment was amplified by PCR using primers 5 and 2 with pUC427 plasmid as a template to introduce a KpnI site at the 5 'end of DNA encoding the heavy chain. did. The amplified CBD fragment was digested with NdeI and KpnI, and the 5 ′ terminal fragment of the C427 GL-7ACA acylase gene was digested with KpnI and BamHI. These were incorporated into £ 188427 plasmid digested with Nde I, 8 & 111 111 to give pETN-427 plasmid (Figure 1). The nucleotide sequence of the coding region of the fusion protein of pETN-427 plasmid is shown in SEQ ID NO: 16, and the amino acid sequence encoded by this nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 17. SEQ ID NO: 16 1st to 165th position (arrangement (Column number: 1st to 55th in 17) corresponds to CBD.
pETC ?427の構築 Construction of pETC? 427
C427 GL-7ACAアシラーゼ ?鎖をコ一ドする DNAの 3,末端に CBDを連結発現するプ ラスミ ドを構築した。 鎖と CBDは Kpn Iサイ 卜で連結した。  A plasmid was constructed to ligate and express CBD at the third and third ends of the DNA encoding the C427 GL-7ACA acylase chain. The chain and CBD were linked at the Kpn I site.
CBDとして、 ペプチド精製用に用いられる IMPACT™ T7 system (New England BioLabs社製)の発現用プラスミ ドである pTYB2の CBDコード領域より、プライマ一 6、 および 7を用いた PCR反応により、 約 150 bpの断片を増幅した。 C427 GL-7ACA アシラーゼ ?鎖をコードする DNAの 3'末端に Kpn Iサイ トを導入するため、 pUC427 プラスミ ドをテンプレートとしてプライマー 8、 および 9を用いた PCR反応により 約 150 bpの断片を増幅した。 増幅した CBD断片を Sac I、 Kpn Iで、 C427 GL-7ACA アシラーゼ遺伝子の 3'末端断片を Kpn I、Mlu Iでそれぞれ消化した。これらを Sac I、 Mlu lで消化した pUC427プラスミ ドに組み込み、 pUCC ?427プラスミ ドを得た。 さらに、 このプラスミ ドを Sac Iおよび Nde Iで切断し、 同様の制限酵素で切断 した pET24aプラスミ ドに組み込み、 pETC ?427を得た (図 1 )。 pETC/5427プラスミ ドの融合蛋白質のコード領域の塩基配列を配列番号: 1 8に、 この塩基配列がコ 一ドするアミノ酸配列を配列番号: 1 9に示す。配列番号: 1 8の 2077位〜 2238 位 (配列番号: 1 9の 693位〜 746位) が CBDに相当する。  From the CBD coding region of pTYB2, the expression plasmid of the IMPACT ™ T7 system (New England BioLabs) used for peptide purification, a PCR reaction using primers 1 and 6 resulted in a CBD of approximately 150 bp. Fragment was amplified. To introduce a KpnI site at the 3 'end of the DNA encoding the C427 GL-7ACA acylase-chain, a fragment of about 150 bp was amplified by PCR using primers 8 and 9 with pUC427 plasmid as a template. . The amplified CBD fragment was digested with SacI and KpnI, and the 3 ′ end fragment of the C427 GL-7ACA acylase gene was digested with KpnI and MluI, respectively. These were incorporated into pUC427 plasmid digested with SacI and Mlul to obtain pUCC-427 plasmid. Furthermore, this plasmid was digested with SacI and NdeI, and incorporated into pET24a plasmid digested with the same restriction enzymes to obtain pETC-427 (FIG. 1). The nucleotide sequence of the coding region of the fusion protein of pETC / 5427 plasmid is shown in SEQ ID NO: 18, and the amino acid sequence encoded by this nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 19. Positions 2077 to 2238 of SEQ ID NO: 18 (positions 693 to 746 of SEQ ID NO: 19) correspond to CBD.
pETCひ 427の構築 Construction of pETC 427
C427 GL-7ACAアシラーゼひ鎖をコードする DNAの 3,末端から、 3アミノ酸 ( 9 bp) 上流に CBDを連結発現するプラスミ ドを構築した。 CBDの両端は、 Kpn Iサイ トで連 ?π口した。  A plasmid was constructed to ligate and express CBD 3 amino acids (9 bp) upstream from the 3 end of the DNA encoding the C427 GL-7ACA acylase heavy chain. Both ends of the CBD were closed at the Kpn I site.
CBD連結部位に Kpn Iサイ トを導入するため、 pUC427プラスミ ドをテンプレート としてプライマ一 1、 および 10を用いた PCR反応により増幅した約 600 bpの断片 と、 プライマー 11、 および 12を用いて増幅した約 500 bpの断片を調製した。 こ れらの断片を、 Nde I と Kpn I、 Kpn I と Nco I でそれぞれ消化し、 Nde Iおよ び Nco Iで切断した pETSS427プラスミ ドに組み込み、 pET427Cひ Kpを得た。 CBDとして、 ペプチド精製用に用いられる IMPACT™ T7 system (New England BioLabs社製)の発現用プラスミ ドである pTYB2の CBDコード領域より、 プライマー 6、 および 4を用いた PCR反応により、 約 150 bpの断片を増幅した。 増幅した CBD 断片を Kpn I消ィ匕し、 Κρη Iで消化した pET427C «Kpプラスミ ドに組み込み、 ETC ひ 427プラスミ ドを得た(図 l )。pETCひ 427プラスミ ドの融合蛋白質のコード領域 の塩基配列を配列番号: 2 0に、 この塩基配列がコードするアミノ酸配列を配列 番号: 2 1に示す。 配列番号: 2 0の 484位〜 651位 (配列番号: 2 1の 162位 〜 217位) が CBDに相当する。 To introduce the Kpn I site into the CBD junction site, an approximately 600 bp fragment amplified by PCR using primers 1 and 10 using pUC427 plasmid as a template and primers 11 and 12 An approximately 500 bp fragment was prepared. These fragments were digested with NdeI and KpnI, respectively with KpnI and NcoI, and incorporated into pETSS427 plasmid cut with NdeI and NcoI to obtain pET427C and Kp. From the CBD coding region of pTYB2, an expression plasmid of the IMPACT ™ T7 system (New England BioLabs) used for peptide purification, a PCR reaction using primers 6 and 4 resulted in an approximately 150 bp CBD. The fragment was amplified. The amplified CBD fragment was digested with KpnI and incorporated into pET427C «Kp plasmid digested with ΚρηI to obtain ETC-427 plasmid (Fig. L). The nucleotide sequence of the coding region of the fusion protein of pETC-427 plasmid is shown in SEQ ID NO: 20, and the amino acid sequence encoded by this nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 21. Positions 484 to 651 of SEQ ID NO: 20 (positions 162 to 217 of SEQ ID NO: 21) correspond to CBD.
配列の確認 Check the sequence
PCR増幅部分の塩基配列は、以下に示すプライマ一を用いて、蛍光標識サイクル シークェンス法により確認した。  The nucleotide sequence of the PCR amplified portion was confirmed by a fluorescent labeling cycle sequence method using the primers shown below.
PETSS427 PETSS427
プライマー 2 (アンチセンス) ? ( 5rev )  Primer 2 (antisense)? (5rev)
プライマ一 13 (センス) T7promoter  Primer 13 (sense) T7promoter
pETNひ 427 pETN 427
プライマ一 2 (アンチセンス) ? ( 5rev)  Primer 2 (antisense)? (5rev)
プライマー 13 (センス) T7promoter  Primer 13 (sense) T7promoter
プライマー 5 (センス) 427Kp5  Primer 5 (sense) 427Kp5
pETCひ 427 pETCh 427
プライマー 13 (センス) T7promoter  Primer 13 (sense) T7promoter
プライマー 2 (アンチセンス) ? ( 5rev)  Primer 2 (antisense)? (5rev)
プライマ一 12 (アンチセンス) Nco(under3 )  Primer 12 (antisense) Nco (under3)
プライマー 4 (アンチセンス) CBDKp3  Primer 4 (antisense) CBDKp3
pETC ?427 pETC? 427
プライマ一 6 (センス) CBDKp5  Primer 1 (sense) CBDKp5
プライマー 8 (センス) Mlu(upver2) プライマー配列 Primer 8 (sense) Mlu (upver2) Primer sequence
用いたプライマー配列を以下に示す。  The primer sequences used are shown below.
プライマー 1 (センス) 427Nd5: 5, -GCGTCGCCGGTACCCTGGCCGAGCCGA-3' (配列番号: 1) Primer 1 (sense) 427Nd5: 5, -GCGTCGCCGGTACCCTGGCCGAGCCGA-3 '(SEQ ID NO: 1)
プライマ一 2 (アンチセンス) ?(5rev): 5' -CGCCTCGTAGTAGGTGAAGTAG-3' (配列番 号: 2) Primer 1 (antisense)? (5rev): 5'-CGCCTCGTAGTAGGTGAAGTAG-3 '(SEQ ID NO: 2)
プライマー 3 (センス) CBDNd5: 5'-TGAACTCACATATGACGACAAATCCTGGTG-3' (配列番 号: 3) Primer 3 (sense) CBDNd5: 5'-TGAACTCACATATGACGACAAATCCTGGTG-3 '(SEQ ID NO: 3)
プライマ一 4 (アンチセンス) CBDKp3: 5'-CCTTCCTGGGTACCTTGAAGCTGCCACAAG-3' (配列番号: 4) Primer 1 (antisense) CBDKp3: 5'-CCTTCCTGGGTACCTTGAAGCTGCCACAAG-3 '(SEQ ID NO: 4)
プライマ一 5 (センス) 427Kp5: 5, -GCGTCGCCGGTACCCTGGCCGAGCCGA-35 (配列番号: 5) Primer 5 (sense) 427Kp5: 5, -GCGTCGCCGGTACCCTGGCCGAGCCGA-3 5 (SEQ ID NO: 5)
プライマ一 6 (センス) CBDKp5: 5'-TGAACTCAGGTACCACGACAAATCCTGGTG-35 (配列番 号: 6) Primers one 6 (sense) CBDKp5: 5'-TGAACTCAGGTACCACGACAAATCCTGGTG-3 5 ( SEQ ID NO: 6)
プライマ一 7(アンチセンス) CBDSTP3:5,- TCATTGMGCTGCCACMGGC- 3,(配列番号: 7) Primer 7 (antisense) CBDSTP3: 5, -TCATTGMGCTGCCACMGGC-3, (SEQ ID NO: 7)
プライマ一 8 (センス) Mlu(upver2): 5' -ATGAGCTACGGCAATTCTCG-3' (配列番号: 8) Primer 1 (sense) Mlu (upver2): 5'-ATGAGCTACGGCAATTCTCG-3 '(SEQ ID NO: 8)
プライマ一 9 (アンチセンス) 427Kp3: 5, -GGTCAGGCGGTMCCTGGCTTGMGTT- 3, (配 列番号: 9 ) Primer 9 (antisense) 427Kp3: 5, -GGTCAGGCGGTMCCTGGCTTGMGTT-3, (SEQ ID NO: 9)
プライマ一 10 (アンチセンス) 427insKp3: 5に GGCGGGTCGGTACCGCCCAGGGTGCGGCCG GGCGACGCGA-3' (配列番号 : 10) Primer 10 (antisense) 427insKp3: 5 in GGCGGGTCGGTACCGCCCAGGGTGCGGCCG GGCGACGCGA-3 '(SEQ ID NO: 10)
プライマ一 11 (センス) 427insKp5: 5' -GCCGCACCGGTACCGAGGGCGACCCGCCGGACCTGG -3, (配列番号: 1 1) Primer 11 (sense) 427insKp5: 5'-GCCGCACCGGTACCGAGGGCGACCCGCCGGACCTGG-3, (SEQ ID NO: 11)
プライマ一 12 (アンチセンス) Nco(under3):5,-CCGTGATCATGTCGAAATACTGCTCG-3, (配列番号: 12) プライマ一 13 (センス) T7promoter: 5' -TAATACGACTCACTATAGGG-3' (配列番号: 1 3 ) Primer 12 (antisense) Nco (under3): 5, -CCGTGATCATGTCGAAATACTGCTCG-3, (SEQ ID NO: 12) Primer 13 (sense) T7promoter: 5'-TAATACGACTCACTATAGGG-3 '(SEQ ID NO: 13)
[実施例 2 ] 組換え菌の培養法 [Example 2] Culture method of recombinant bacteria
調製したそれぞれのプラスミ ドは、 カルシウム法により、 ホストである大腸菌 ER2566株にトランスフォーメーションした。それそれの形質転換株 1白金耳量を、 3 1^ / 15 試験管の1^培地に植菌し、 37°Cで約 15時間培養した。 この培養液 1 mL を、 100 mL I 500 mLフラスコの LB培地に植菌し、 30°Cで 。。が 0.5〜0.6になる まで培養し、 ここで、 l mM濃度となるように IPTGを加えた。 IPTGの添加により、 組み込んだ遺伝子の発現が誘導される。誘導開始後、培養温度を 20〜25°Cとして、 さらに 20〜40時間培養し、 0.2〜0.5 U / mL—培養液の酵素活性を発現した(l imit は、 Gい 7ACAを基質として 1分間に 1 〃molの 7ACAを生成する酵素量をいう)。  Each of the prepared plasmids was transformed into the host E. coli ER2566 strain by the calcium method. One loopful of each transformed strain was inoculated into 1 ^ medium in 31 ^ / 15 test tubes and cultured at 37 ° C for about 15 hours. Inoculate 1 mL of this culture into a 100 mL I 500 mL flask of LB medium at 30 ° C. . Was cultured until the concentration became 0.5 to 0.6, and IPTG was added thereto so that the concentration became 1 mM. Addition of IPTG induces the expression of the integrated gene. After the induction was started, the culture temperature was set to 20 to 25 ° C, and the cells were further cultured for 20 to 40 hours, and 0.2 to 0.5 U / mL—enzyme activity of the culture was expressed. Per 1 mol of 7ACA).
培養終了後、 培養液を 5°C、 4000 rpmで 10分間遠心することにより菌体を回収し、 5 mLの 20 mM Tris-HCl緩衝液 pH 8.5、 500 mM NaC 0. 1 % Triton X-100に再懸 濁した。懸濁液を超音波破碎機で、氷冷下、 1分破砕を 3回繰り返した後、 5°C 12000 rpmで 10分間遠心し、 酵素可溶化溶液として上澄画分を得た。  After completion of the culture, the cells were collected by centrifuging the culture at 4,000 rpm for 10 minutes at 5 ° C, and 5 mL of 20 mM Tris-HCl buffer pH 8.5, 500 mM NaC 0.1% Triton X-100 Again. The suspension was crushed three times with an ultrasonic crusher under ice cooling for 1 minute, and then centrifuged at 12,000 rpm at 5 ° C for 10 minutes to obtain a supernatant fraction as an enzyme solubilizing solution.
[実施例 3 ] キチンビーズへの酵素固定化法 [Example 3] Method of immobilizing enzyme on chitin beads
菌体懸濁および吸着用緩衝液 (以下、 吸着緩衝液とする ; 20 mM Tris-HCl緩衝 液 pH 8.5、 500 mM NaCl、 0.1 % Triton X-100) で平衡化、 分散したキチンビー ズ (New England BioLabs社製) に、 酵素活性が 0.5〜5 U/ ml の濃度となるよう に可溶化酵素液を添加した。 これを、 5°Cで 5時間以上振盪混合し、 酵素をキチン ビーズに吸着させ、 酵素固定化ビーズを得た。  Chitin beads equilibrated and dispersed with a buffer for cell suspension and adsorption (hereinafter referred to as adsorption buffer; 20 mM Tris-HCl buffer pH 8.5, 500 mM NaCl, 0.1% Triton X-100) (New England) BioLabs) was added with a solubilized enzyme solution such that the enzyme activity was 0.5 to 5 U / ml. This was mixed by shaking at 5 ° C for 5 hours or more, and the enzyme was adsorbed on chitin beads to obtain enzyme-immobilized beads.
酵素固定化ビーズは、 5°Cで、 3000 rpm、 10分間遠心沈降させ回収し、 吸着緩衝 液による再懸濁、 再遠心回収を 2回繰り返すことにより洗浄した。 [実施例 4] 固定化酵素の性質 The enzyme-immobilized beads were collected by centrifugation at 3000 rpm for 10 minutes at 5 ° C, and washed twice by resuspension with an adsorption buffer and re-centrifugation twice. [Example 4] Properties of immobilized enzyme
pETN«427、 pETCひ 427、 pETC ? 427形質転換大腸菌からの可溶化酵素液を吸着、 回収、 洗浄した固定化ビーズのァシラーゼ活性を測定した。  The acylase activity of the immobilized beads that had been adsorbed, recovered, and washed with a solubilized enzyme solution from E. coli transformed with pETN «427, pETC-427, and pETC-427 was measured.
グル夕リル- 7ACA (基質) 末を、 0.15 MTris-HCl緩衝液 (pH8.7) に lOmg/mL の濃度に溶解し、 酵素固定化ビーズ液を、 約 1~3 U / mLの活性になるように調 製した。小試験管内で、 37°C、約 5分間プレインキュペートした基質液 0.9mLに 酵素固定化ビーズ液 O.lmLを添加混合し、 37°Cで 5分間反応した。 時間経過後、 lmLの 4%酢酸を添加し、 反応を停止させ、 イオン交換水でさらに 3倍に希釈後、 HPLCにて以下の条件で 7ACA濃度を定量した。  Glucuryl-7ACA (substrate) powder is dissolved at a concentration of lOmg / mL in 0.15 MTris-HCl buffer (pH 8.7), and the enzyme-immobilized bead solution is activated to about 1-3 U / mL. It was prepared as follows. In a small test tube, O.lmL of the enzyme-immobilized bead solution was added and mixed with 0.9mL of the substrate solution pre-incubated at 37 ° C for about 5 minutes, and reacted at 37 ° C for 5 minutes. After a lapse of time, 1 mL of 4% acetic acid was added to stop the reaction, and the mixture was diluted three times with ion-exchanged water, and then the 7ACA concentration was quantified by HPLC under the following conditions.
7ACA HPLC定量法 7ACA HPLC quantification method
カラム : ODS (Lichrospher RP-18) 5 m 4 ø x 250 mm Column: ODS (Lichrospher RP-18) 5 m 4 ø x 250 mm
移動相: 5 mM へキサンスルホン酸ナトリウム Mobile phase: 5 mM sodium hexanesulfonate
0.1 M クェン酸 0.1 M cunic acid
14.4% ァセトニトリル 14.4% acetonitrile
希釈液: 0.05 M クェン酸— 0.1 リン酸 2ナトリゥム緩衝液 (pH 3.0) 流量: 1.1 mL / min. Diluent: 0.05 M citrate-0.1 sodium phosphate buffer (pH 3.0) Flow rate: 1.1 mL / min.
検出: UV 254 nra Detection: UV 254 nra
注入量: 5 μ.1 Injection volume: 5 μ.1
生成した 7ACAの量から、 活性計算式 「7ACA濃度 (〃g/ml) x6 10/5/272.4 x酵素液調製時希釈倍数」 により酵素活性を測定した。 ここで "6"は反応後希釈 倍数、 "10" は反応時酵素液希釈倍数、 "5"は反応時間 (min. )、 "272.4" 7AC A 分子量を表す。  From the amount of the generated 7ACA, the enzyme activity was measured by the activity calculation formula “7ACA concentration (〃g / ml) × 6 10/5 / 272.4 × dilution factor at the time of preparing the enzyme solution”. Here, "6" is the dilution factor after the reaction, "10" is the dilution factor of the enzyme solution during the reaction, "5" is the reaction time (min.), And "272.4" is the 7ACA molecular weight.
その結果、 pETNひ 427、 pETCひ 427、 pETC ? 427形質転換大腸菌からの可溶化酵素 液を吸着、 回収、 洗浄した固定化ビーズでは、 約 0.9/mg-dryビーズの活性が確 認された一方で、 PETSS427形質転換大腸菌からの固定化ビーズでは、 活性は確認 されなかった(表 1)。 また、 固定化する前の酵素可溶化溶液を用いて同様の活性 測定を行った結果、 酵素の発現活性は、 キチンビーズへの吸着の前後でほとんど 変化しないことも分かった。 表 1 As a result, the activity of about 0.9 / mg-dry beads was confirmed in the immobilized beads that had adsorbed, recovered, and washed the solubilized enzyme solution from E. coli transformed with pETN-427, pETC-427, and pETC-427. No activity was confirmed with immobilized beads from E. coli transformed with PETSS427 (Table 1). In addition, the same activity was obtained using the enzyme solubilization solution before immobilization. As a result of the measurement, it was found that the expression activity of the enzyme hardly changed before and after adsorption to chitin beads. table 1
キチンビーズへの結合能  Binding ability to chitin beads
U I mg- dryビ- -ズ  U I mg- dry beads
PETSS427 0  PETSS427 0
ρΕΤΝ 427 0.86  ρΕΤΝ 427 0.86
pETCy5427 0.86  pETCy5427 0.86
pETCひ 427 0.85  pETC 427 0.85
各形質転換大腸菌からの可溶化酵素液を、 抗 C427 GL-7ACAアシラーゼポリクロ ーナル抗体を含むゥサギ血清を用いたウエスタンブロッテイング法により検出し たところ、 pETNひ 427、 pETCひ 427、 および pETC ? 427形質転換大腸菌の発現酵素 では、 C427 GL-7ACAアシラーゼのひ鎖、 鎖と CBDの連結が予想できるバンドのシ フ卜がそれぞれ確認されたが、 PETSS427形質転換大腸菌の場合では、 バンドのシ フトは確認されなかった (図 2 )。 When the solubilized enzyme solution from each transformed E. coli was detected by Western blotting using egret serum containing anti-C427 GL-7ACA acylase polyclonal antibody, pETN-427, pETC-427, and pETC-427 were detected. In the expression enzyme of the transformed Escherichia coli, the shift of the band that can be expected to link the heavy chain of the C427 GL-7ACA acylase and the CBD to the CBD was confirmed, but in the case of the PETSS427 transformed E. coli, the band shift Not confirmed (Figure 2).
このことから、 キチンビーズへの吸着は、 C427 GL-7ACAアシラーゼに連結した CBDの働きによるものであることが明らかとなった。  This revealed that the adsorption to chitin beads was due to the action of CBD linked to C427 GL-7ACA acylase.
さらに、 固定化ビーズを、 SDS- PACEサンプル緩衝液で直接処理し、 SDS- PAGE分 析を行ったところ、 高純度に精製されていることが確認された (図 3 )。  Furthermore, the immobilized beads were directly treated with SDS-PACE sample buffer and analyzed by SDS-PAGE. As a result, it was confirmed that the beads were highly purified (Fig. 3).
また、 ホスト大腸菌が並産する、 基質、 生成物の分解触媒作用を示す/?ラク夕 マーゼ活性を測定した。 まず、 30 mLの培養液から回収した菌体を破砕し、 20 mM Tris-HCl 緩衝液 pH 8.5、 500 mM NaC 0. 1 % Triton X- 100 (吸着緩衝液) 1 mL で抽出した可溶化酵素液を培養液サンプルとした。 この可溶化酵素液 1 mL を用 いて、 GL-7ACAアシラーゼ活性が 0.5 U/mg- dryビーズとなるようにキチンビーズ に固定化した。 これを吸着緩衝液 1 mL に懸濁して、 固定化後サンプルとした。 次に、 7ACA (基質) 末を、 0.15 M リン酸緩衝液 pH 8.0 に 10 mg / mLの濃度にな るよう溶解して、 これを基質液とした。基質液 9 mLに対して、 培養液サンプルま たは固定化後サンプルまたはブランクとして吸着緩衝液を 1 mL添加混合し、 25°C で 120分間振盪反応した。 時間経過後、 反応液 0.25 mLを 1 mLの 4%酢酸溶液に 添加し、 反応を停止させ、 イオン交換水で、 これを 20 mLまでメスアップした。 In addition, the activity of // lactamase, which shows the catalytic activity of decomposing the substrate and the product, which is commonly produced by the host Escherichia coli, was measured. First, the cells recovered from a 30 mL culture were disrupted, and the solubilized enzyme extracted with 1 mL of 20 mM Tris-HCl buffer pH 8.5, 500 mM NaC 0.1% Triton X-100 (adsorption buffer) The liquid was used as a culture solution sample. Using 1 mL of this solubilized enzyme solution, it was immobilized on chitin beads so that GL-7ACA acylase activity became 0.5 U / mg-dry beads. This was suspended in 1 mL of the adsorption buffer and used as a sample after immobilization. Next, 7ACA (substrate) powder was dissolved in 0.15 M phosphate buffer pH 8.0 to a concentration of 10 mg / mL, and this was used as a substrate solution. For 9 mL of substrate solution, culture medium sample Alternatively, after immobilization, 1 mL of an adsorption buffer was added and mixed as a sample or blank, and the mixture was shaken at 25 ° C for 120 minutes. After a lapse of time, 0.25 mL of the reaction solution was added to 1 mL of a 4% acetic acid solution to stop the reaction, and the solution was made up to 20 mL with ion-exchanged water.
7ACA濃度を HPLCにて上記と同様に定量し、分解した 7ACAの量から、活性計算式「(ブ ランク 7ACA濃度(〃g / ml )—サンプル 7ACA濃度( g / ml ) ) /120/272.4 80 x 10/30」により酵素活性を測定した。ここで、 " 120"は反応時間(min - )、 "272.4" は 7ACA分子量、 "80"は反応後希釈倍数、 " 10"は反応時サンプル希釈倍数、 "30" は培養液に対するサンプル調整時濃縮倍数を表す。 The 7ACA concentration was quantified by HPLC in the same manner as above, and from the amount of decomposed 7ACA, the activity calculation formula “(Blank 7ACA concentration (〃g / ml) —sample 7ACA concentration (g / ml)) / 120 / 272.480 x 10/30 "to determine the enzyme activity. Here, "120" is the reaction time (min-), "272.4" is the 7ACA molecular weight, "80" is the dilution factor after the reaction, "10" is the sample dilution factor during the reaction, and "30" is the sample preparation for the culture solution. Represents the concentration factor.
その結果、 酵素固定化ビーズ液中に/?ラク夕マーゼ活性は認められず、 C427 GL-7ACAァシラーゼが高純度に精製されていることが判明した (表 2 )。 表 2  As a result, no enzyme activity was observed in the enzyme-immobilized beads, indicating that C427 GL-7ACA acylase was highly purified (Table 2). Table 2
ラク夕マ- -ゼ ¾性 (mU 1 ml )  Raku-Yu-Men-Zero (mU 1 ml)
培養液 固定化後  Culture medium After fixation
pETNひ 427 0.88 < 0. 10  pETN 427 0.88 <0.10
pETC ? 427 1 .31 < 0. 10  pETC? 427 1.31 <0.10
pETCひ 427 1 .56 < 0. 10  pETC 427 1 .56 <0.10
[実施例 5 ] CBD融合環状リポベプチドアシラーゼ発現形質転換体の構築 [Example 5] Construction of CBD-fused cyclic lipobeptidoacylase-expressing transformant
Streptomices sp. No. 6907株 (FERM BP-5809 ; W097/32975号公報;当該株は通 商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所 (日本国茨城県つくば巿東 1丁目 1 番 3号) に寄託されている、 原寄託日平成 8年 3月 8日、 国際寄託日 (移管) 平 成 9年 2月 3日) 由来の FR901379アシラーゼ (W097/32975号公報参照;本発明に おいて Streptomices sp. No. 6907株由来の当該アシラーゼを 「TA6907アシラー ゼ」 とも称す) の C末端側にバシルス 'サーキュランス由来の CBDが連結された蛋 白質を、 放線菌をホストとして発現するプラスミ ドを構築する。 TA6907アシラー ゼと CBDとは Kpn I サイ 卜で連結する。  Streptomices sp. No. 6907 strain (FERM BP-5809; W097 / 32975); this strain is the Institute of Biotechnology, Industrial Technology Institute of the Ministry of International Trade and Industry (1-1-3 Tsukuba East, Ibaraki, Japan) , FR901379 acylase (see W097 / 32975) derived from the original deposit date of March 8, 1996, international deposit date (transferred February 3, 1997); Streptomices in the present invention. This acylase derived from sp. No. 6907 strain is also referred to as “TA6907 acylase”). I do. TA6907 acylase and CBD are linked at the Kpn I site.
CBDとして、 ペプチド精製用に用いられる IMPACT™ T7 system (New England Biolabs社製)の発現用プラスミ ドである pTYB2の CBDコード領域より、 プライマ一 14 (配列番号: 2 3 )、 およびブライマー 15 (配列番号: 2 4 ) を用いた PCR反応 により、 約 150bpの断片を増幅する。 増幅された断片の 5'末端には Kpn Iサイ ト、 3'末端には、 終止コドンと Bajn HIサイ 卜が導入されている。 pSB (W097/32975号公 報参照) 中の TA6907アシラーゼコード領域より、 ユニークサイ トである Not Iサイ 卜から 3'末端までの約 900bpの断片を、 プライマ一 16 (配列番号: 2 5 )および 17 (配列番号: 2 6 ) を用いた PCR反応により増幅する。増幅された断片の 3'末端に は Kpn Iサイ 卜が導入されている。 IMPACT ™ T7 system (New England) used for peptide purification as CBD From the CBD coding region of pTYB2, an expression plasmid of Biolabs, a fragment of about 150 bp was obtained by PCR using Primer 14 (SEQ ID NO: 23) and Primer 15 (SEQ ID NO: 24). To amplify. The amplified fragment has a Kpn I site at the 5 'end and a stop codon and a Bajn HI site at the 3' end. From the TA6907 acylase coding region in pSB (see the publication of W097 / 32975), a fragment of about 900 bp from the unique site Not I site to the 3 'end was obtained from Primer 16 (SEQ ID NO: 25) and Amplification is performed by PCR reaction using No. 17 (SEQ ID NO: 26). A KpnI site has been introduced at the 3 'end of the amplified fragment.
pSBを Not Iおよび Bam HIで消化し、 約 5000bpの断片を得る。 増幅した CBD断片を Bam HIと Kpn I、 TA6907アシラーゼの 3,末端断片を Kpn Iおよび Not Iで消化し、 得 られる 3つの DNA断片を 3ピースライゲ一シヨンにより繋ぎ、 pUAYCBDを得る(図 4 )c pUAYCBDのアシラーゼコード領域を含む Sac I サイ トから Bam HI サイ 卜までの 塩基配列を配列番号: 2 7に、 この DNAによりコードされる CBDを融合した TA6907 アシラーゼの閧始コドンと予想される 9 5 3番目からの翻訳アミノ酸配列を配列 番号: 2 8に示す。配列番号: 2 7の 3 3 7 1位〜 3 5 2 6位(配列番号: 2 8 の 8 0 7位〜 8 5 8位) が CBDに相当する。 さらに、 このプラスミ ドを Sac Iおよ び Bajn HIで消化し、 切り出した約 3000bpの断片を Sac Iおよび Bgl I Iで消化した放 線菌用ベクター PIJ702 (W097/32975号公報参照) に組み込み、 pJAYCBDを得る (図 5 )。 Digest pSB with Not I and Bam HI to obtain a fragment of approximately 5000 bp. The amplified CBD fragments Bam HI and Kpn I, TA6907 acylase 3, was digested terminal fragment with Kpn I and Not I, 3 pieces of DNA obtained connecting the three Pisuraige one Chillon, obtain PUAYCBD (Figure 4) c The nucleotide sequence from the Sac I site to the Bam HI site containing the pUAYCBD acylase coding region is shown in SEQ ID NO: 27, which is predicted to be the initiation codon of TA6907 acylase fused with the CBD encoded by this DNA. The translated amino acid sequence from the third position is shown in SEQ ID NO: 28. SEQ ID NO: 27, position 3337 1 to position 3526 (SEQ ID NO: 28, position 807 to position 858) correspond to CBD. Further, this plasmid was digested with Sac I and Bajn HI, and the excised fragment of about 3000 bp was incorporated into an actinomycete vector PIJ702 (see W097 / 32975) digested with Sac I and Bgl II. (Fig. 5).
rGenetic Manipulation oi Streptomyces. A Laboratory Manual . The John Innes Foudation, Norwich, UK, 1985. j に記載されている方法に従って、 ストレ プトマイセス · リ ビダンス 1326株 (J. General Microbiology 1983, 129, 2703-2713)を pJAYCBDで形質転換する。得られた形質転換株のうち 1株を選択し、 ストレプトマイセス · リビダンス 1326/ pJAYCBDとする。  rGenetic Manipulation oi Streptomyces. A Laboratory Manual. Streptomyces lividans 1326 (J. General Microbiology 1983, 129, 2703-2713) according to the method described in Transform with pJAYCBD. One of the obtained transformants is selected and designated as Streptomyces lividans 1326 / pJAYCBD.
プライマー配列 Primer sequence
用いたプライマー配列を以下に示す。 プライマ— 1 (センス) CBDKp5 : 5' -AAGCCAGGTACCACGACAAATCC-3' (配列番号: 2 3 ) The primer sequences used are shown below. Primer 1 (sense) CBDKp5: 5'-AAGCCAGGTACCACGACAAATCC-3 '(SEQ ID NO: 23)
プライマ _2 (アンチセンス) CBDBam3 : 5, -MTTCGGGATCCCTATTGAAGCTGCC-3, (配 列番号: 2 4 ) Primer_2 (antisense) CBDBam3: 5, -MTTCGGGATCCCTATTGAAGCTGCC-3, (SEQ ID NO: 24)
プライマ— 3 (センス) AcyNot5 : 5' -CCAATGCGGAGCGGCCGCTGACCGGGTACG-3' (配列 番号: 2 5 ) Primer 3 (sense) AcyNot5: 5'-CCAATGCGGAGCGGCCGCTGACCGGGTACG-3 '(SEQ ID NO: 25)
プライマ— 4 (アンチセンス) AcyKp3 : 5, - CCGCCCACCGGTACCCCGCCGCTCGTGCAC-3' (配列番号: 2 6 ) Primer 4 (antisense) AcyKp3: 5, -CCGCCCACCGGTACCCCGCCGCTCGTGCAC-3 '(SEQ ID NO: 26)
[実施例 6 ] 形質転換株の培養および FR901379アシラーゼの発現 [Example 6] Culture of transformed strain and expression of FR901379 acylase
5%シュクロース、 1%グルコース、 0.3%酵母エキス (Difco社)、 0.5%バクト ペプトン (Difco社)、 0.3%肉エキス (Difco社)、 5mM MgCl2、 0.5%グリシン、 50 /g/ml のチォストレプトン (pH 6.5) からなる培地 10ml を 100ml容三角フラス コに入れ、 形質転換株ストレブトマイセス · リビダンス 1326/ pJAYCBDの 5誦角の 菌体を植菌する。 30°C、 3日間 (260rpm)培養し、 その培養液の FR901379アシラー ゼ活性を測定し、 FR179642 (脱ァシル化した FR901379物質) (いずれも W097/32975 号公報参照) を生成する活性を確認する。 5% sucrose, 1% glucose, 0.3% yeast extract (Difco Co.), 0.5% Bacto peptone (Difco Co.), 0.3% meat extract (Difco Co.), 5 mM MgCl 2, 0.5% glycine, the 50 / g / ml Transfer 10 ml of medium consisting of thiostrepton (pH 6.5) into a 100-ml triangular flask, and inoculate the cells of the transformant Streptomyces lividans 1326 / pJAYCBD at the 5 recitation angles. Incubate at 30 ° C for 3 days (260 rpm), measure the FR901379 acylase activity of the culture, and confirm the activity to produce FR179642 (desacylated FR901379 substance) (both refer to W097 / 32975) .
当該ァシラ一ゼ活性は以下のようにして測定することができる。  The acylase activity can be measured as follows.
<アシラーゼ活性の測定 > <Measurement of acylase activity>
100mg/ml FR901379 (W097/32975号公報参照) 水溶液 0.1ml、 リン酸緩衝液 (pH 6.0) O . lmls メタノール 0.1ml、 蒸留水 0.6mlからなる溶液に、 培養液もしくは、 固定化酵素懸濁液 0. 1ml を加え、 37°C (125rpm) で反応させる。 15分後、 4%酢 酸 1ml と蒸留水 2ml を添加することで、 反応を終了させる。 そして、 生成した FR179642 (脱ァシル化した FR901379物質) を高速液体クロマトグラフ (HPLC) を 用いて、 以下の条件で定量する。  100mg / ml FR901379 (see W097 / 32975) 0.1 ml of aqueous solution, phosphate buffer (pH 6.0) 0.1 ml of methanol 0.1 ml, distilled water 0.6 ml, culture solution or immobilized enzyme suspension Add 0.1 ml and react at 37 ° C (125 rpm). After 15 minutes, the reaction is terminated by adding 1 ml of 4% acetic acid and 2 ml of distilled water. Then, the generated FR179642 (desacylated FR901379 substance) is quantified using high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.
カラム ; Kaseisorb LC P0 Super (4.6 廳 I .D. x 250 腿) (東京化成社) カラム温度; 50°C Column: Kaseisorb LC P0 Super (4.6 K. I.D. x 250 thighs) (Tokyo Kasei) Column temperature; 50 ° C
溶離液;蒸留水:メタノール: リン酸 = 960: 40: 1  Eluent; distilled water: methanol: phosphoric acid = 960: 40: 1
流速; 1 ml/min  Flow rate: 1 ml / min
検出; UV-215 nm  Detection; UV-215 nm
[実施例 7 ] 酵素の調製とキチンビーズへの酵素固定化 [Example 7] Preparation of enzyme and immobilization of enzyme on chitin beads
( 1 ) 発酵液の調製  (1) Preparation of fermentation broth
500mL容フラスコに 50mLのチォストレプトン (50〃g/mL) を含む PM- 1培地 (6% 日食 #3600、 3%脱脂大豆粉、 0.5%CaC03、 0.005%チォス トレプトン、 pH無修正) を入れ、 形質転換株ストレプトマイセス ' リビダンス 1326/ pJAYCBD の 5腿角 の菌体を植菌した後、 30°Cで 3日間培養する。 その 2.5mLを 50mLの SG培地 (8% マルトース、 3%脱脂大豆粉、 3%脱脂小麦胚芽、 0.5%CaC03、 0. 005%チォストレ プトン、 pH無修正) を入れた 500mL容フラスコに植菌し、 30°Cで 3日間培養する。500mL flask in a 50mL Chio thiostrepton (50〃G / mL) containing PM- 1 medium (6% eclipse # 3600, 3% defatted soybean flour, 0.5% CaC0 3, 0.005% Chiosu Toreputon, pH unmodified) After inoculating the transformant Streptomyces' lividans 1326 / pJAYCBD at the 5 thigh angle, culture at 30 ° C for 3 days. Inoculated the 2.5 mL SG medium 50 mL (8% maltose, 3% defatted soy flour, 3% defatted wheat germ, 0.5% CaC0 3, 0. 005 % Chiosutore Easthampton, pH unmodified) in 500mL flask containing the And incubate at 30 ° C for 3 days.
( 2 ) CBDを融合した FR901379アシラーゼのキチンビーズへの固定化 (2) Immobilization of FR901379 acylase fused with CBD to chitin beads
発酵液 24mL に 4M KC1を 8mL加え、 4°Cで一晩放置した後、 遠心 (10, 000rpm, 10分間)により得られた上清を KC1抽出液とする。水に分散したキチンビーズ (New England BioLabs社製)に、 酵素活性が 0.5〜5 U の濃度となるように可溶化酵素 液を添加する。 これを、 5°Cで、 5時間以上振盪混合し、 酵素をキチンビーズに吸 着させる。 酵素固定化ビーズは、 5°Cで、 3000rpm、 10分間遠心沈降させ回収し、 洗浄用緩衝液 (20mM Tris- HC1緩衝液 pH8.5、 500mM NaC 0. 1% TritonX 100) に よる再懸濁、 再遠心回収を 2回繰り返すことにより洗浄する。  Add 8 mL of 4M KC1 to 24 mL of the fermentation broth, leave at 4 ° C overnight, and use the supernatant obtained by centrifugation (10,000 rpm, 10 minutes) as the KC1 extract. Add the solubilized enzyme solution to chitin beads (New England BioLabs) dispersed in water so that the enzyme activity is 0.5 to 5 U. This is mixed by shaking at 5 ° C for 5 hours or more to allow the enzyme to be absorbed on the chitin beads. Enzyme-immobilized beads are recovered by centrifugation at 3000 rpm for 10 minutes at 5 ° C, and resuspended in washing buffer (20 mM Tris-HC1 buffer pH 8.5, 500 mM NaC 0.1% Triton X 100). Wash by re-centrifugation twice.
CBD融合アシラーゼは、 キチンビーズに対して高い吸着活性を示す。高純度に精 製されていることは、 固定化ビーズを、 SDS-PAGEサンプル緩衝液で直接処理し、 SDS- PAGE分析を行うことで確認することができる。 産業上の利用の可能性 本発明により、 キチン ·セルロース結合ドメインを融合させたヘテロマ一ぺプ チドが提供された。 本発明により、 工業的に有用であって、 特異なプロセシング 機構を持つ酵素を、 活性を保持したまま固定化することが可能となる。 キチンや セルロースは工業的にも利用可能な担体であり、 これに吸着能を示すキチン ·セ ルロース結合ドメインを用いた本発明のへテロマーべプチドは、 工業的利用に適 している。 キチン ·セルロース結合ドメインのキチン ·セルロースへの吸着は特 異的であるが故に、 吸着した酵素は高純度に精製されている。 従って、 通常の酵 素固定化技術に比べ、 酵素の精製が不要であるという点でも優位である。 特に、 大腸菌中には、 セファロ骨格の化合物を分解する酵素の/?ラクタマーゼが存在し ており、 従来の固定化酵素法では、 この酵素の除去が不可欠であつたが、 本発明 の方法では簡便に除去できる。 また、 従来のイオン交換担体への固定化法では、 担体への基質、 生成物の吸着により生成物収率が低下したが、 本発明の固定化方 法は基質、 生成物の吸着はないため、 高い収率で固定化へテロマーペプチドを調 製することが可能である。 CBD fusion acylase shows high adsorption activity to chitin beads. Purification with high purity can be confirmed by directly treating the immobilized beads with SDS-PAGE sample buffer and performing SDS-PAGE analysis. Industrial applicability According to the present invention, a heteropeptide fused with a chitin / cellulose binding domain is provided. According to the present invention, it is possible to immobilize an enzyme which is industrially useful and has a specific processing mechanism while maintaining its activity. Chitin and cellulose are industrially usable carriers, and the heteromeric peptide of the present invention using a chitin-cellulose binding domain exhibiting an adsorption ability is suitable for industrial use. Since the adsorption of chitin / cellulose binding domain to chitin / cellulose is specific, the adsorbed enzyme is purified to high purity. Therefore, it is also superior in that enzyme purification is not required as compared with ordinary enzyme immobilization technology. In particular, Escherichia coli contains an enzyme, lactamase, which degrades a compound having a cephaloskeleton, and removal of this enzyme was indispensable in the conventional immobilized enzyme method. Can be removed. In addition, in the conventional method of immobilizing on an ion-exchange carrier, the product yield was reduced by the adsorption of the substrate and the product on the carrier, but the immobilization method of the present invention does not adsorb the substrate and the product, It is possible to prepare an immobilized heteromeric peptide in high yield.

Claims

請求の範囲 前駆体べプチドの切断により生成されるへテロマーべプチドを構成するサ ブュニットの少なくとも 1つがキチン ·セルロース結合ドメインを付加され ているヘテロマーぺプチド。 Claims A heteromeric peptide in which at least one of the subunits constituting the heteromeric peptide generated by cleavage of the precursor peptide has a chitin / cellulose binding domain added thereto.
ヘテロマーべプチドが自己スプライシングによって生成される蛋白質であ る、 請求項 1に記載のペプチド。  2. The peptide according to claim 1, wherein the heteromeric peptide is a protein produced by self-splicing.
自己スプライシングによって生成される蛋白質がァミノアシラーゼである、 請求項 2に記載のぺプチド。  3. The peptide according to claim 2, wherein the protein produced by self-splicing is an aminoacylase.
アミノアシラーゼが 7— ( 4—カルボキシブタンアミ ド) 一セファロ スポラン酸アシラーゼである、 請求項 3に記載のぺプチド。  4. The peptide according to claim 3, wherein the aminoacylase is 7- (4-carboxybutanamide) monocephalosporanate acylase.
自己スプライシングによつて生成される蛋白質が環状リポベプチドアシラ —ゼである、 請求項 2に記載のぺプチド。  3. The peptide according to claim 2, wherein the protein produced by self-splicing is cyclic lipobeptidylase.
環状リポぺプチドアシラーゼが式:  The cyclic lipopeptide acylase has the formula:
Figure imgf000041_0001
Figure imgf000041_0001
(式中 R1はァシル基、 R2はヒドロキシ基またはァシルォキシ基、 R3は水素 またはヒドロキシ基、 R4は水素またはヒドロキシ基、 R5は水素またはヒドロ キシスルホニルォキシ基、 および R6は水素または力ルバモイル基を意味す る) で示される化合物 IVのァシル化を触媒するアシラーゼである、 請求項 5 に記載のぺプチド。 (Wherein R 1 is an acyl group, R 2 is a hydroxy group or an acyloxy group, and R 3 is hydrogen Or a hydroxyl group, R 4 represents hydrogen or a hydroxy group, R 5 represents a hydrogen or a hydroxysulfonyloxy group, and R 6 represents a hydrogen or a rubamoyl group. The peptide according to claim 5, which is:
7. 請求項 1に記載のへテロマーべプチドの前駆体ぺプチド。  7. A precursor peptide of the heteromeric peptide according to claim 1.
8. 前駆体ペプチドが、 以下の (a)、 (b)、 または (c)のいずれかのぺプチ ドである請求項 7に記載の前駆体べプチド。  8. The precursor peptide according to claim 7, wherein the precursor peptide is any one of the following (a), (b), and (c):
(a)配列番号: 17、 配列番号: 19、 配列番号: 21、 および配列番号: 28に記載のアミノ酸配列からなる群から選択されるいずれかのアミノ酸配 列を含むぺプチド  (a) a peptide comprising any one of the amino acid sequences selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 21, and SEQ ID NO: 28
(b)配列番号: 17、 配列番号: 19、 配列番号: 21、 および配列番号: 28に記載のアミノ酸配列からなる群から選択されるいずれかのアミノ酸配 列において、 1または数個のアミノ酸が欠失、 置換、 若しくは付加したアミ ノ酸配列からなり、 かつキチンまたはセルロースへの結合活性とアミノアシ ラーゼ活性を有するヘテロマーを構成することができるペプチド  (b) in any one of the amino acid sequences selected from the group consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 21, and SEQ ID NO: 28, wherein one or several amino acids are A peptide consisting of a deleted, substituted, or added amino acid sequence and capable of forming a heteromer having chitin or cellulose binding activity and aminoacylase activity
( c)配列番号: 16、 配列番号: 18、 配列番号: 20、 および配列番号: 27に記載の塩基配列からなる群から選択されるいずれかの塩基配列を有す る DNAとストリンジェン卜な条件下でハイブリダィズすることができる D N Aによってコードされ、 かつキチン ·セルロースへの結合活性とァミノァ シラ一ゼ活性を有するへテ口マ一を構成することができるぺプチド  (c) a stringent DNA with any of the nucleotide sequences selected from the group consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 20, and SEQ ID NO: 27 A peptide that is encoded by DNA that can hybridize under the conditions and that has a binding activity to chitin / cellulose and an aminosylase activity
9. 請求項 8に記載の前駆体べプチドをコードする D N A。  9. A DNA encoding the precursor peptide of claim 8.
10. 請求項 9に記載の DNAを含む発現ベクター。  10. An expression vector comprising the DNA according to claim 9.
11. 請求項 10に記載の発現べクタ一によって形質転換された宿主細胞。  11. A host cell transformed by the expression vector according to claim 10.
12. 請求項 11に記載の宿主細胞を培地で培養し、 宿主細胞および/またはそ の培養上清からへテロマーべプチドまたは該ヘテロマーべプチドの前駆体ぺプ チドを回収することを特徴とする、 請求項 1に記載のへテロマ一ベプチドまた は該ヘテロマーべプチドの前駆体べプチドの製造方法。 12. A method comprising culturing the host cell according to claim 11 in a medium, and recovering a heteromeric peptide or a precursor peptide of the heteromeric peptide from the host cell and / or a culture supernatant thereof. The heteromeric peptide of claim 1 or Is a method for producing a precursor peptide of the heteromer peptide.
1 3 . 請求項 1に記載のへテロマーペプチドまたは該ヘテロマ一ペプチドの前駆 体ペプチドを、 キチンおよび/またはセルロースに接触させる工程を含む、 固 定化ヘテロマーべプチドの製造方法。  13. A method for producing an immobilized heteromer peptide, comprising a step of contacting the heteromeric peptide or the precursor peptide of the heteromeric peptide according to claim 1 with chitin and / or cellulose.
1 4 . 請求項 1に記載のへテロマ一ペプチドにおけるキチン ·セルロース結合ド メインがキチンおよび/またはセルロースに結合している固定化へテロマ一ぺ プチド。  14. An immobilized heteromeric peptide, wherein the chitin / cellulose binding domain in the heteropeptide of claim 1 is bound to chitin and / or cellulose.
1 5 . ( a ) 請求項 1 4に記載の固定化へテロマーペプチドに、 該ヘテロマーべ プチドの基質を接触させる工程、 および  15. (a) contacting the heteromeric peptide substrate with the immobilized heteromeric peptide according to claim 14; and
( b ) 工程 (a ) における反応生成物を回収する工程、 を含む、 固定化へテロ マーべプチドに触媒されて生じる反応生成物の製造方法。  (b) A method for producing a reaction product produced by being catalyzed by an immobilized heteromeric peptide, comprising a step of collecting the reaction product in the step (a).
1 6 . 請求項 4に記載のへテロマーべプチドにおけるキチン ·セルロース結合ド メインがキチンおよび/またはセルロースに結合している固定化へテロマ一ぺ プチドに、  16. The immobilized heteromeric peptide in which the chitin / cellulose binding domain in the heteromeric peptide according to claim 4 is bound to chitin and / or cellulose,
式:  Formula:
Figure imgf000043_0001
Figure imgf000043_0001
(式中、 R iはァセトキシ、 ヒドロキシまたは水素、 R2は炭素数 3〜 8のカル ボキシアルカノィルまたは D—グル夕ミルを示す) で示される化合物 (I I) ま たはその塩を接触させて、 式: (Wherein R is acetooxy, hydroxy or hydrogen, and R 2 is carboxyalkanol having 3 to 8 carbon atoms or D-glucamyl), or a salt thereof. Contact, the formula:
Figure imgf000043_0002
Figure imgf000043_0002
(式中、 はァセトキシ、 ヒドロキシまたは水素を示す) で示される化合物 ( I ) またはその塩を得ることを特徴とする化合物 (I) の製造法。(Wherein, represents acetoxy, hydroxy or hydrogen) A process for producing a compound (I), which comprises obtaining (I) or a salt thereof.
. 請求項 6に記載のへテロマ一ペプチドにおけるキチン 'セルロース結合ド メインがキチンおよび/またはセルロースに結合している固定化へテロマーべ プチドに、 The immobilized heteromeric peptide in which the chitin 'cellulose binding domain in the heteropeptide according to claim 6 is bound to chitin and / or cellulose,
式: Formula:
Figure imgf000044_0001
Figure imgf000044_0001
(式中 R1はァシル基、 R2はヒドロキシ基またはァシルォキシ基、 R3は水素ま たはヒドロキシ基、 R4は水素またはヒドロキシ基、 R5は水素またはヒドロキシ スルホニルォキシ基、 および R6は水素または力ルバモイル基を意味する) で 示される化合物 (IV) またはその塩を接触させて、 式:
Figure imgf000045_0001
(Wherein R 1 is an acyl group, R 2 is a hydroxy or acyloxy group, R 3 is a hydrogen or hydroxy group, R 4 is a hydrogen or hydroxy group, R 5 is a hydrogen or hydroxy sulfonyloxy group, and R 6 Represents hydrogen or a valvamoyl group) by contacting the compound (IV) or a salt thereof represented by the formula:
Figure imgf000045_0001
(式中、 R2、 R\ R4、 R5および R6は前記と同じ基を意味する) で示される化合 物 (III) またはその塩を得ることを特徴とする化合物 (III) の製造法。 (Wherein R 2 , R \ R 4 , R 5 and R 6 represent the same groups as described above) or a salt thereof, to produce a compound (III) Law.
18. 7 -/3- (4—カルボキシブタンアミ ド) 一セファロスポラン酸アシラー ゼを構成するサブュニッ卜の少なくとも 1つにキチン ·セルロース結合ドメィ ンを付加し、 該キチン ·セルロース結合ドメインをキチンおよび/またはセル ロースに固定化してなる、 18.7- / 3- (4-carboxybutanamide) A chitin / cellulose binding domain is added to at least one of the subunits constituting monocephalosporanic acylase, and the chitin / cellulose binding domain is converted to chitin and cellulose. / Or immobilized on cellulose,
式:  Formula:
(I)(I)
Figure imgf000045_0002
Figure imgf000045_0002
(式中、 1^はァセトキシ、 ヒドロキシまたは水素を示す) で示される化合物 (I) 製造用の固定化酵素。 (Wherein 1 ^ represents acetoxy, hydroxy or hydrogen). An immobilized enzyme for producing compound (I).
19. 式:
Figure imgf000046_0001
19. Formula:
Figure imgf000046_0001
(式中 R1はァシル基、 R2はヒドロキシ基またはァシルォキシ基、 R3は水素ま たはヒドロキシ基、 R4は水素またはヒドロキシ基、 R5は水素またはヒドロキシ スルホニルォキシ基、 および R6は水素または力ルバモイル基を意味する) で 示される化合物 (IV) またはその塩のァシル化を触媒する環状リポペプチドァ シラーゼを構成するサブュニッ卜の少なくとも 1つにキチン ·セルロース結合 ドメインを付加し、 該キチン ·セルロース結合ドメインをキチンおよび/また はセルロースに固定化してなる、 式: (Wherein R 1 is an acyl group, R 2 is a hydroxy or acyloxy group, R 3 is a hydrogen or hydroxy group, R 4 is a hydrogen or hydroxy group, R 5 is a hydrogen or hydroxy sulfonyloxy group, and R 6 Represents a hydrogen or a valvamoyl group). A chitin / cellulose binding domain is added to at least one of the subunits constituting the cyclic lipopeptide acylase which catalyzes the acylation of the compound (IV) or a salt thereof, · The cellulose binding domain is immobilized on chitin and / or cellulose.
Figure imgf000047_0001
Figure imgf000047_0001
(式中、 R2、 R3、 R\ R5および R6は前記と同じ基を意味する) で示される化合 物 (III) 製造用の固定化酵素。 (Wherein, R 2 , R 3 , R \ R 5 and R 6 represent the same groups as described above). (III) An immobilized enzyme for production.
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