WO2018207930A1 - 組換え微生物及び該組換え微生物を用いたピリドキサミン又はその塩の製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • pyridoxine is a raw material that is industrially available at a lower cost than pyridoxal, and pyridoxamine or a salt thereof can be produced at low cost by using pyridoxine as a starting material.
  • the enzyme activity for synthesizing pyridoxamine from pyridoxal includes, for example, pyridoxal as a substrate and necessary amino acids (for example, L-alanine in the case of a protein having an amino acid sequence similar to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2).
  • necessary amino acids for example, L-alanine in the case of a protein having an amino acid sequence similar to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
  • the protein to be tested can be added to the aqueous solution, and the amount of pyridoxamine produced can be measured by quantifying it with high performance liquid chromatography or the like.
  • the nucleotide sequence of the gene can also be designed based on the codon table from the amino acid sequence to be encoded.
  • the designed nucleotide sequence may be obtained by modifying a known nucleotide sequence using a gene recombination technique, or may be obtained by chemically synthesizing the nucleotide sequence. Examples of the method for modifying the nucleotide sequence include site-specific mutagenesis (Kramer, W. and frita, HJ, Methods in Enzymology, vol. 154, P.
  • the gene encoding the pyridoxine oxidase, the gene encoding the pyridoxamine synthase, and the gene encoding the hydrogen peroxide decomposing enzyme are all known nucleotide sequences encoding a polynucleotide having the enzyme activity (for example, it may be a DNA having an unmodified nucleotide sequence of a gene naturally present in an organism such as the microorganism exemplified above, and an enzyme encoded by such a nucleotide sequence It may be a DNA having a nucleotide sequence to which the sequence is modified within a range not losing the enzyme activity (the above-mentioned enzyme activity).
  • the pyridoxine oxidase has a sequence identity of, for example, 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% or more with respect to DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 or the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.
  • the nucleotide sequence may be DNA having a nucleotide sequence encoding a protein having pyridoxine oxidase activity.
  • the gene encoding pyridoxamine synthase is, for example, the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 (the nucleotide sequence of the pyridoxamine-pyruvate transaminase gene of Mesolysobium roti) or the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 (the nucleotide sequence of the pyridoxamine-oxaloacetate transaminase gene of E. coli) Or a DNA having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 or 8 and hybridizing under stringent conditions and encoding a protein having pyridoxamine synthase activity It may be DNA having a nucleotide sequence.
  • SEQ ID NO: 30 nucleotide sequence of gene encoding pyridoxamine-pyruvate transaminase of Erwinia toletana
  • SEQ ID NO: 31 nucleotide sequence of gene encoding pyridoxamine-pyruvate transaminase of Herbiconux ginsengi
  • 80% or more Or 85% or more, or 90% or more, or a nucleotide sequence having 95% or more sequence identity or may be a DNA having a nucleotide sequence encoding a protein having pyridoxamine synthase activity.
  • the 17 nucleotides from the 5 ′ end are an upstream region, and the 18th to 20th nucleotides have a start codon. Therefore, the region from the 18th nucleotide to the 3 ′ end of these nucleotide sequences may be used as a gene region encoding pyridoxamine synthase.
  • the gene encoding pyridoxine oxidase and the gene encoding pyridoxamine synthase are introduced from the outside of the host microorganism, or the expression of the gene endogenous to the host microorganism cell by, for example, replacement of a promoter is performed.
  • the expression of the gene is increased, and the ability to produce pyridoxamine by the combination of the two kinds of enzymes is imparted.
  • any medium can be used as a medium, as long as it contains carbon sources, nitrogen sources, inorganic substances and other nutrients in appropriate amounts.
  • Culturing can be performed in a liquid medium containing the above-described culture components by using a normal culture method such as shaking culture, aeration-agitation culture, continuous culture, or fed-batch culture.
  • the culture conditions for the recombinant microorganism are the same as those for the original host microorganism, and known conditions can be used.
  • a component used for a culture medium a well-known thing can be used.
  • organic extracts such as meat extract, yeast extract, malt extract, peptone, NZ amine and potato
  • carbon sources such as glucose, maltose, sucrose, starch and organic acids
  • nitrogen sources such as ammonium sulfate, urea and ammonium chloride
  • phosphorus Inorganic nutrient sources such as acid salts, magnesium, potassium and iron, and vitamins can be used in appropriate combination.
  • a medium containing a corresponding drug is used, and the selection marker is If it is auxotrophic, use a medium that does not contain the corresponding nutrients.
  • the recombinant microorganism cells may be separated from the medium or the like, and the separated cells may be added to the reaction system.
  • separation means such as filtration or centrifugation can be used.
  • a purification treatment for separating pyridoxine oxidase and pyridoxamine synthase, and hydrogen peroxide-degrading enzyme, if present, from impurities is performed, and a solution containing the enzyme obtained by the purification treatment is added to the reaction system. May be.
  • an extract obtained by extracting the culture with an organic solvent such as methanol or acetonitrile or a mixed solvent of an organic solvent and water may be added to the reaction system.
  • Such purified product or extract may be free from cells of recombinant microorganisms. Even if the microorganism cell does not exist, it can be used for the reaction as long as the enzyme activity remains.
  • the concentration of pyridoxine or a salt thereof in the reaction solution is, for example, 0.1 mM to 500 mM, or 0.4 mM to 200 mM, alternatively 0.5 mM to 100 mM, alternatively 0.8 mM to 50 mM.
  • concentration of pyridoxine or a salt thereof in the reaction solution is not excessively high. That is, the concentration of pyridoxine or a salt thereof in the reaction solution may be controlled so as to maintain, for example, a concentration within the above range.
  • the contact time (reaction time) of the recombinant microorganism, the culture of the recombinant microorganism or the processed product of the recombinant microorganism or the culture with pyridoxine or a salt thereof is determined by the enzyme activities of pyridoxine oxidase and pyridoxamine synthase. Although it is not particularly limited as long as it is maintained, it may be, for example, 30 minutes to 100 hours, or 2 hours to 50 hours. In addition, the reaction may be performed in a batch mode, and may be performed in a semi-batch mode in which one or both of the substrate and the microorganism, the culture or the treated product are added in a plurality of times during the reaction. You may do it by a formula.
  • nucleotide sequence of the DNA fragment introduced into the plasmid was the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9.
  • the resulting plasmid was named pUC18-pno.
  • pno is an abbreviation for pyridoxine-4-oxidase.
  • Example 1 Preparation of ppat-pno expression strain A codon-optimized nucleotide sequence of the pyridoxamine-pyruvate aminotransferase gene derived from Mesorhizobium loti MAFF303099 was synthesized by commissioning to GenScript and having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10 Synthetic DNA was obtained. Using the synthetic DNA as a template, a DNA fragment containing the target gene was amplified by PCR using the oligonucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 14 and the oligonucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 15 as primers.
  • the transformant was cultured on an LB agar medium, and a strain having the target plasmid was selected from ampicillin resistant strains. A plasmid was extracted from the transformant thus obtained.
  • kat is an abbreviation for catalase.
  • nucleotide sequence of the DNA fragment introduced into the plasmid was the base sequence shown in SEQ ID NO: 11.
  • the resulting plasmid was named aspC-pno-kat.
  • Pyridoxine hydrochloride was dissolved in water, adjusted to pH 8.0 with sodium hydroxide, and a substrate solution (1) containing pyridoxine hydrochloride (500 mM) was prepared.
  • L-alanine was dissolved in water and adjusted to pH 8.0 with sodium hydroxide to prepare a substrate solution (2) containing L-alanine (1,000 mM).
  • nucleotide sequence of the DNA fragment introduced into the plasmid was the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 38.
  • the obtained plasmid was designated as pUC18-Hgppat-adh-plr.

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Abstract

ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子を有し、前記ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及び前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子のそれぞれが菌体外から導入された遺伝子であるか又は菌体に内在するがその発現が強化された遺伝子である、組換え微生物、並びに前記組換え微生物を用いてピリドキシン又はその塩からピリドキサミン又はその塩を生産する方法。

Description

組換え微生物及び該組換え微生物を用いたピリドキサミン又はその塩の製造方法
 本開示は、ピリドキサミン又はその塩を生産可能な組換え微生物、及び該組換え微生物を用いたピリドキサミン又はその塩の製造方法に関する。
 ピリドキサミン及びその塩はビタミンBの一種であり、糖化反応阻害作用を有することが知られている。ピリドキサミン及びその塩は例えば、種々の老化反応に関与する最終糖化産物(Advanced Glycation End Products; AGE)の体内への蓄積を阻害する。AGEはタンパク質の糖化によって生成する物質の総称であり、AGEの蓄積は、糖尿病、アテローム性動脈硬化症、慢性腎不全、アルツハイマー型認知症等の疾患を悪化させるとされている。このため、ピリドキサミン及びその塩はAGEの蓄積を防ぐことでこれらの疾患の予防や治療を可能にすると期待される有望な物質である。
 また、ピリドキサミン及びその塩は統合失調症薬としての活性も有することが知られており、その実用化に向けての研究が種々なされている。その他、ピリドキサミン及びその塩の有する種々の生理活性を利用した健康食品や化粧品の開発も進められている。
 ピリドキサミン及びその塩は化学的に合成することが可能である。例えば国際公開第2006/066806号は、アラニンとギ酸を出発物質としてピリドキサミン二塩酸塩を化学的に合成する方法を開示している。また、国際公開第2005/077902号は、ピリドキシンからピリドキサミンを化学的に合成する方法を開示している。
 一方、ピリドキサミンを生物学的に合成することも検討されている。国際公開第2007/142222号はアクロモバクター属等の特定の微生物を用いてピリドキサールからピリドキサミンを得る方法を開示している。また、国際公開第2007/142222号はピリドキシン存在下でアクレモニウム フシジオイデスを培養することにより、一定量がピリドキサールに変換された実験も開示している。
 特開平9-107985号公報はリゾビウム属に属しビタミンB生産能を有する微生物を、好気的条件下、培地中で培養し、生成したビタミンBを培養液から得るビタミンBの製造方法を開示している。
 ビタミンB合成に関する研究としては、国際公開第2004/035010号はバチルス サブティリス(Bacillus subtilis)のyaaD及びyaaEのうち少なくとも一方の活性が親生物よりも増強した生物を培養してビタミンBを製造する方法を開示している。Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic、2010、vol. 67、p. 104-110は配列改変によりL-グルタミン酸を利用可能となるように改変されたピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ(PPAT)を開示している。この改変配列を有するPPATを発現する大腸菌を、飽和量のピリドキサール存在下でインキュベートすることにより、ピリドキサミンを生産することができたことが記載されている。
 しかし、化学的合成によるピリドキサミン合成によっては高い反応収率が得られていない。例えば、国際公開第2006/066806号に記載の方法では、多くの化学反応を経てピリドキサミン二塩酸塩が合成されるため、反応収率は低くなってしまう。また、国際公開第2005/077902号に記載の方法ではピリドキサミンの二量体と三量体が生成し、反応収率もさほど高いものではない。
 一方、特定の種の微生物を用いた方法である国際公開第2007/142222号に記載の方法では、ピリドキサールからピリドキサミンへの変換効率が微生物種によって大きくばらついており、また全体としてはさほど高いものではなかった。また、国際公開第2007/142222号に記載のピリドキシン存在下でのアクレモニウム フシジオイデスの培養実験では、生成物の大部分がピリドキサミンではなくピリドキサールであった。さらに、特開平9-107985号公報の記載においては、生成したビタミンBは、そのほとんどがピリドキソール(ピリドキシン)であり、ピリドキサミンの生成はわずかであった。
 国際公開第2004/035010号では、yaaDやyaaEの遺伝子を高発現させた微生物を培地で培養させることにより、ビタミンBが得られたことを記載しているものの、生成物はピリドキシン、ピリドキサール、ピリドキサミン、ピリドキサミンリン酸などの混合物であって、ピリドキサミンを選択的に得ることはできなかった。
 上記のように、ピリドキサミン又はその塩の化学的合成(例えば国際公開第2006/066806号や国際公開第2005/077902号)は、多くの反応及び精製工程を経るものであって、高い収率が得られていない。また、微生物の中にはピリドキサミン合成能を有するものもいるものの(例えば国際公開第2007/142222号や特開平9-107985号公報)、そうした微生物を新たに発見することは手間がかかり、また、ビタミンB群の中でピリドキサミン又はその塩を選択的に合成することができておらず、高いピリドキサミン生産効率も得られていない。また、このように天然に存在する微生物種から特定の微生物種をスクリーニングするというアプローチからは、ビタミンBを高生産するためにはどの酵素あるいは遺伝子が重要であるかという分子生物学的な情報は得られない。
 さらにビタミンBの生産に対して遺伝子組み換え技術を用いて作製した組換え微生物を用いた例もあるが(国際公開第2004/035010号及びJournal of Molecular Catalysis B: Enzymatic、2010、vol. 67、p. 104-110)、物質生産の際には通常の培地を用いてビタミンBが非選択的に得られたか(国際公開第2004/035010号)、あるいは高価な原料であるピリドキサールを飽和量で用いてピリドキサミンが得られており(Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic、2010、vol. 67、p. 104-110)、ピリドキサミン又はその塩を安価に且つ選択性よく生産することは達成できていない。
 以上のような状況に鑑みて、本開示は、ピリドキシン又はその塩からピリドキサミン又はその塩を高い生産効率で安価に生産できる組換え微生物、及び該組換え微生物を用いてピリドキシン又はその塩からピリドキサミン又はその塩を高い生産効率で安価に生産する方法を提供する。
 本開示は以下の態様を含む。
<1>
 ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子を有し、
 前記ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及び前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子のそれぞれが菌体外から導入された遺伝子であるか又は菌体に内在するがその発現が強化された遺伝子である、組換え微生物。
<2>
 前記ピリドキサミン合成酵素が、ピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ、ピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼ、アスパラギン酸トランスアミナーゼ、又はピリドキサミンリン酸トランスアミナーゼである、<1>に記載の組換え微生物。
<3>
 前記ピリドキシンオキシダーゼが酵素番号EC1.1.3.12で表される、<1>又は<2>に記載の組換え微生物。
<4>
 前記ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子がMicrobacterium luteolumに由来する、<1>~<3>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<5>
 前記ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子が、
 (a)配列番号5のヌクレオチド配列を有するか、
 (b)配列番号5のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキシンオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、
 (c)配列番号1のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、又は
 (d)配列番号1のアミノ酸配列に対して80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つピリドキシンオキシダーゼ活性を有するタンパク質、をコードするヌクレオチド配列を有する、
 <1>~<4>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<6>
 前記ピリドキサミン合成酵素が、下記の部分アミノ酸配列(c)、部分アミノ酸配列(d)、部分アミノ酸配列(e)、部分アミノ酸配列(f)、部分アミノ酸配列(g)及び部分アミノ酸配列(h)のうち少なくとも1つを含み、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有する、<1>~<5>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
(c) X10111213(配列番号39)
  (Xは、L、M、I又はVを表し、
  Xは、H又はQを表し、
  X10は、G、C又はAを表し、
  X11は、E又はDを表し、
  X12は、P又はAを表し、
  X13は、V、I、L又はAを表す)
(d) X1415TPSGTX1617(配列番号40)
  (X14は、H又はSを表し、
  X15は、D又はEを表し、
  X16は、I、V又はLを表し、
  X17は、N又はTを表す)
(e) X18DX19VSX2021(配列番号41)
  (X18は、V、I又はAを表し、
  X19は、A、T又はSを表し、
  X20は、S、A又はGを表し、
  X21は、F、W、又はVを表す)
(f) X222324KCX25GX2627P(配列番号42)
  (X22は、G又はSを表し、
  X23は、P、S又はAを表し、
  X24は、N、G、S、A又はQを表し、
  X25は、L又はMを表し、
  X26は、A、S、C又はGを表し、
  X27は、P、T、S又はAを表す)
(g) X28293031SX32GX3334(配列番号43)
(X28は、G又はDを表し、
  X29は、V又はIを表し、
  X30は、V、T、A、S、M、I又はLを表し、
  X31は、F、M、L、I又はVを表し、
  X32は、S、G、A、T、I、L又はHを表し、
  X33は、R、M又はQを表し、
  X34は、G、R、A、D、H又はKを表す)
(h) X3536RX3738HMGX3940A(配列番号44)
  (X35は、L又はVを表し、
  X36は、T、I、V又はLを表し、
  X37は、I、V又はLを表し、
  X38は、G又はSを表し、
  X39は、P、A又はRを表し、
  X40は、T、V又はSを表す)
<7>
 前記ピリドキサミン合成酵素が酵素番号EC2.6.1.30で表される、<1>~<6>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<8>
 前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子がMesorhizobium lotiに由来する、<1>~<7>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<9>
 前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子が、
 (a)配列番号6及び配列番号25~配列番号31のうちいずれかのヌクレオチド配列を有するか、
 配列番号10のヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域又は配列番号32~配列番号38のうちいずれかのヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域を有するか、
 (b)配列番号6及び配列番号25~配列番号31のうちいずれかのヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNA、又は配列番号10のヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域若しくは配列番号32~配列番号38のうちいずれかのヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、
 (c)配列番号2及び配列番号18~配列番号24のうちいずれかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、又は
 (d)配列番号2及び配列番号18~配列番号24のアミノ酸配列のうち少なくとも1つに対して80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質、をコードするヌクレオチド配列を有する、
 <1>~<8>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<10>
 前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子が、
 (a)配列番号6のヌクレオチド配列を有するか、
 (b)配列番号6のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、
 (c)配列番号2のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、又は
 (d)配列番号2のアミノ酸配列に対して80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質、をコードするヌクレオチド配列を有する、
 <1>~<9>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<11>
 前記ピリドキサミン合成酵素が酵素番号EC2.6.1.31又はEC2.6.1.1で表される、<1>~<5>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<12>
 前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子がEscherichia coliに由来する、<1>~<5>及び<11>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<13>
 前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子が、
 (a)配列番号8のヌクレオチド配列を有するか、
 (b)配列番号8のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、
 (c)配列番号4のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、又は
 (d)配列番号4のアミノ酸配列に対して80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質、をコードするヌクレオチド配列を有する、
 <1>~<5>及び<11>~<12>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<14>
 過酸化水素から酸素を生成する酵素活性を有する過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子をさらに有する、<1>~<13>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<15>
 前記過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子が、菌体外から導入された遺伝子であるか又は菌体に内在するがその発現が強化された遺伝子である、<14>に記載の組換え微生物。
<16>
 前記過酸化水素分解酵素が酵素番号EC1.11.1.6で表される、<14>又は<15>に記載の組換え微生物。
<17>
 前記過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子が、
 (a)配列番号7のヌクレオチド配列を有するか、
 (b)配列番号7のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ過酸化水素から酸素を生成する酵素活性を有するか、
 (c)配列番号3のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、又は
 (d)配列番号3のアミノ酸配列に対して80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つ過酸化水素から酸素を生成する酵素活性を有するタンパク質、をコードするヌクレオチド配列を有する、
 <14>~<16>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<18>
 組換え大腸菌である、<1>~<17>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物。
<19>
 <1>~<18>のうちいずれか1つに記載の組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物と、ピリドキシン又はその塩とを接触させ、酸素存在下においてピリドキサミン又はその塩を生成させる、ピリドキサミン又はその塩の製造方法。
<20>
 前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物が、前記ピリドキシンオキシダーゼ及び前記ピリドキサミン合成酵素を含む、<19>に記載の製造方法。
<21>
 前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物が、さらに過酸化水素分解酵素を含む、<20>に記載の製造方法。
<22>
 前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物が、加熱処理、冷却処理、細胞の機械的破壊、超音波処理、凍結融解処理、乾燥処理、加圧又は減圧処理、浸透圧処理、細胞の自己消化、界面活性剤処理、酵素処理、細胞分離処理、精製処理及び抽出処理からなる群から選択される1つ以上を含む処理による処理物である、<19>~<21>のうちいずれか1つに記載の製造方法。
<23>
 以下の(A)及び(B)のいずれか又は両方を含む、<19>~<22>のうちいずれか1つに記載の製造方法:
(A)前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液に、ピリドキシン又はその塩を連続的に添加又は複数回に分けて添加すること、
(B)前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液中において、前記ピリドキサミン合成酵素によって消費されるアミノ酸のモル濃度がピリドキシン又はその塩のモル濃度に対して1倍以上となるように制御すること。
<24>
 前記ピリドキサミン合成酵素によって消費されるアミノ酸がL-アラニン、D-アラニン、L-グルタミン酸又はD-グルタミン酸である、<23>に記載の製造方法。
 本開示によれば、ピリドキシン又はその塩からピリドキサミン又はその塩を高い生産効率で且つ安価に生産できる組換え微生物、及び該組換え微生物を用いてピリドキシン又はその塩からピリドキサミン又はその塩を高い生産効率で且つ安価に生産する方法が提供される。
試験7におけるピリドキシン塩酸塩濃度、ピリドキサール塩酸塩濃度及びピリドキサミン二塩酸塩濃度の測定結果を示す。 試験8におけるピリドキシン塩酸塩濃度、ピリドキサール塩酸塩濃度及びピリドキサミン二塩酸塩濃度の測定結果を示す。 試験9におけるピリドキシン塩酸塩濃度、ピリドキサール塩酸塩濃度及びピリドキサミン二塩酸塩濃度の測定結果を示す。 配列番号2及び配列番号18~配列番号24の配列のアラインメントを示す。 配列番号2及び配列番号18~配列番号24の配列のアラインメントを示す。
 本開示は、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子を有し、
 前記ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及び前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子のそれぞれが菌体外から導入された遺伝子であるか又は菌体に内在するがその発現が強化された遺伝子である、組換え微生物(以下、本開示に係る組換え微生物という)を提供する。なお、本開示において導入とは、菌体内で発現可能となるように導入することをいう。
 これまで、化学的方法によっても生物学的方法によっても、ピリドキシン又はその塩からピリドキサミン又はその塩を高い生産効率で且つ安価に生産する方法は知られていなかった。ピリドキサミンの構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

 
 しかし、驚くべきことに、上記のような構成を有する組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を用いることにより、ピリドキシン又はその塩からピリドキサミン又はその塩を高い生産効率で且つ安価に生産できることを本発明者は見いだした。その理由は必ずしも明らかではないが、上記2種類の酵素が、それぞれ、菌体外から導入されているか又は菌体に内在するがその発現が強化されていることによって、導入又は強化された遺伝子から酵素を高い発現量で発現することが可能となり、ピリドキシン又はその塩からピリドキサミン又はその塩を生成する過程における各反応の平衡及びこの過程で生み出される副産物等や消費される原料等の量が、上記2種類の酵素の協働的な働きによって、ピリドキシン又はその塩からピリドキサミン又はその塩の生成に有利となるためではないかと推測される。
 さらに、本開示に係る組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を用いた場合には、中間生成物としてピリドキサールをいったん生成していると推測される。しかし、ピリドキサールはアルデヒドであるために反応性が高く、そのため中性付近のpH条件では酵素等の触媒が存在しなくてもアラニン等のアミノ基供与体と自発的に反応して、ピリドキサミン及び副生成物を生成する。このように、ピリドキサールの自発的な反応においては、副生成物が生成し、ピリドキサミン生成の選択性が高くないため、ピリドキサミンの生産効率は高くはならないと考えられる。対照的に、本開示に係る組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を用いた場合には、中間体であるピリドキサールはピリドキサミン合成酵素により速やかにピリドキサミンに変換され、ピリドキサールの蓄積が抑制され、副生成物の生産も抑制される。これにより、高いピリドキサミン生産効率が達成できる。
 このような上記2種類の酵素の協働作用は、これまで見いだされていなかったものであり、これによってピリドキシン又はその塩を用いることにより、化学的合成方法のように多ステップの反応をいちいち行う必要なく、高い生産効率でピリドキサミン又はその塩を製造することが可能となった。しかも、本開示に係る組換え微生物を用いることで、ビタミンB群に含まれる他の物質を大量に副生することを避けることができる。また、ピリドキシンはピリドキサールと比較して工業的に安価に入手可能な原料であり、ピリドキシンを出発物質にできることで、ピリドキサミン又はその塩を安価に製造することが可能となった。
 <ピリドキシンオキシダーゼ>
 ピリドキシンオキシダーゼは、ピリドキシン-4-オキシダーゼとも呼ばれる酵素である。ピリドキシンオキシダーゼは、酵素番号EC1.1.3.12で表される酵素であってもよい。ピリドキシンオキシダーゼは、ピリドキシンを酸素で酸化することにより、ピリドキサールに変換する反応を触媒する酵素活性を有する酵素である。なお、ピリドキサールやピリドキシンは周囲の環境により塩としても存在しうるが、表記の簡略化のため、本開示においては酵素の活性の記載については塩への言及は省略して表記する。ピリドキシンオキシダーゼは、ピリドキシンを酸化する際には、酸素を消費して過酸化水素を生成する。生物に有害な過酸化水素の生成のため、ピリドキシンオキシダーゼをピリドキシンから別の物質を生産するために用いても高い収率は達成できないと考えられてきた。しかし、本開示に係る組換え微生物を用いると、ピリドキシン又はその塩を原料としたピリドキサミン又はその塩の生産が高い生産効率で達成できるという予想外の効果が得られた。
 前記EC1.1.3.12のピリドキシンオキシダーゼは、例えばエンテロバクター クロアカ(Enterobacter cloacae)、メゾリゾビウム ロティ(Mesorhizobium loti)、ミクロバクテリウム ルテオーラム(Microbacterium luteolum)、オクロバクテリウム アンスロピ(Ochrobactrum anthropi)、Psudomonas(シュードモナス)sp.MA-1などに由来するピリドキシンオキシダーゼであってもよい。なお、ミクロバクテリウム ルテオーラムのピリドキシンオキシダーゼは配列番号1のアミノ酸配列を有する。
 <ピリドキサミン合成酵素>
 本開示で用いられるピリドキサミン合成酵素とは、ピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有する任意の酵素を指す。なお、ピリドキサールやピリドキサミンは周囲の環境により塩としても存在しうるが、表記の簡略化のため、本開示においては酵素の活性の記載については塩への言及は省略して表記する。ピリドキサミン合成酵素の例としては、例えば、酵素番号EC2.6.1.30で表されるピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ、EC2.6.1.31で表されるピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼ、EC2.6.1.1で表されるアスパラギン酸トランスアミナーゼ、及びEC2.6.1.54で表されるピリドキサミンリン酸トランスアミナーゼが挙げられる。
 なおEC2.6.1.1で表されるアスパラギン酸トランスアミナーゼは、ピリドキサールリン酸を補酵素とするホロ酵素であり、アスパラギン酸のアミノ基を2-オキソグルタル酸に転移し、グルタミン酸とオキサロ酢酸を生成する酵素活性を有する。当該アスパラギン酸トランスアミナーゼはピリドキサールリン酸と結合していないアポ酵素の状態では、グルタミン酸又はアスパラギン酸のアミノ基をピリドキサールに転移しピリドキサミンを合成することが知られている(JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 1962年1月, Vol.237, No.1, p.127-132)。つまりEC2.6.1.1で表されるアスパラギン酸トランスアミナーゼのアポ酵素の形態がEC2.6.1.31のピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼである。このため、アスパラギン酸トランスアミナーゼは、補酵素であるピリドキサールリン酸が存在しない又は量が少ない場合にはアポ酵素として存在し、ピリドキサミンを合成する。
 ピリドキサミン合成酵素は、ピリドキサール又はその塩からピリドキサミン又はその塩を合成する際に、特定のアミノ酸のアミノ基部分を(=O)に酸化し、当該アミノ基を転移させてピリドキサミン又はその塩を生成する酵素活性を有する。例えば、ピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼはL-アラニン及びD-アラニンのいずれも利用可能であり、ピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼ及びアポ酵素の状態のアスパラギン酸トランスアミナーゼはD-アスパラギン酸、L-アスパラギン酸、D-グルタミン酸、及び、L-グルタミン酸のいずれも利用可能であり、ピリドキサミンリン酸トランスアミナーゼはD-グルタミン酸を利用可能である。
 前記ピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼは、例えば、プロテオバクテリア門、アクチノバクテリア門、スピロヘータ門又はフィルミクテス門に属する微生物に由来するものであってもよい。ピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼは、例えば、メゾリゾビウム ロティ(Mesorhizobium loti)、オクロバクテリウム アンスロピ(Ochrobactrum anthropi)やシュードモナス(Pseudomonas)属(例えば、Pseudomonas sp.MA-1)などに由来するピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼであってもよい。なお、例えば、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼは配列番号2のアミノ酸配列を有する。
 ピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼは、その他、例えば、メソリゾビウム sp.YR577(Mesorhizobium sp. YR577)に由来するピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ(配列番号18のアミノ酸配列を有する)、シュードアミノバクター サリシラトキシダンス(Pseudaminobacter salicylatoxidans)に由来するピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ(配列番号19のアミノ酸配列を有する)、Bauldia litoralisに由来するピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ(配列番号20のアミノ酸配列を有する)、Skermanella stibiiresistensに由来するピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ(配列番号21のアミノ酸配列を有する)、リゾビウム sp.AC44/96(Rhizobium sp. AC44/96)に由来するピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ(配列番号22のアミノ酸配列を有する)、エルウィニア トレタナ(Erwinia toletana)に由来するピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ(配列番号23のアミノ酸配列を有する)、Herbiconiux ginsengiに由来するピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ(配列番号24のアミノ酸配列を有する)であってもよい。
 前記ピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼは、例えば大腸菌(Escherichia coli)、アナウサギ(Oryctolagus cuniculus)やドブネズミ(Rattus norvegicus)などに由来するピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼであってもよい。なお、例えば、Escherichia coliのピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼは配列番号4のアミノ酸配列を有する。前記アスパラギン酸トランスアミナーゼは、例えば大腸菌(Escherichia coli)、トリコデルマ ビリデ(Trichoderma viride)などに由来するアスパラギン酸トランスアミナーゼであってもよい。また、前記ピリドキサミンリン酸トランスアミナーゼは、例えばクロストリジウム ブチリカム(Clostridium butyricum)由来のピリドキサミンリン酸トランスアミナーゼであってもよい。
 <過酸化水素分解酵素>
 本開示に係る組換え微生物は、過酸化水素を分解する酵素活性を有する過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子をさらに有していてもよい。本開示で用いられる過酸化水素分解酵素とは、前記ピリドキシンオキシダーゼがピリドキシンを酸化する際に生成する過酸化水素を分解する酵素活性を有する任意の酵素を指す。過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子をさらに有することにより、生物及び酵素活性に対して有害な過酸化水素の蓄積をより低減でき、ピリドキサミン又はその塩の生産効率のさらなる向上や、反応の継続可能時間の延長の点で有利である。また、過酸化水素分解酵素は酸素を再生する酵素活性を有していてもよい。酸素を再生する酵素活性の存在は、特に低酸素環境下においてピリドキサミン又はその塩の生産を行う場合に、反応系中の酸素の濃度を高めることができ、ピリドキサミン又はその塩の生産効率のさらなる向上の点で有利である。
 このような過酸化水素分解酵素の例としては、酵素番号(EC)1.11.1.1、1.11.1.2、1.11.1.3、1.11.1.5、1.11.1.6、1.11.1.7、1.11.1.8、1.11.1.9、1.11.1.10、1.11.1.11、1.11.1.13、1.11.1.14、1.11.1.16、1.11.1.17、1.11.1.18、1.11.1.19、1.11.1.21又は1.11.1.23で表される酵素が挙げられる。この中でも酵素番号EC1.11.1.6で表されるカタラーゼ及びEC1.11.1.21で表されるカタラーゼペルオキシダーゼが、酸素再生能力という点から好ましく、酵素番号EC1.11.1.6で表されるカタラーゼがさらに好ましい。
 前記過酸化水素分解酵素は、例えばリステリア ゼーリゲリ(Listeria seeligeri)、大腸菌(Escherichia coli)、サッカロミセス セルビシエ(Saccharomyces cerevisiae)などに由来するカタラーゼであってもよい。あるいは、前記過酸化水素分解酵素は、例えば大腸菌(Escherichia coli)などに由来するカタラーゼペルオキシダーゼであってもよい。なお、例えば、Listeria seeligeriのカタラーゼは配列番号3のアミノ酸配列を有する。
 前記ピリドキシンオキシダーゼ、ピリドキサミン合成酵素、及び過酸化水素分解酵素は、いずれも、当該酵素活性を有する既知のアミノ酸配列(例えば、生物中に天然に存在する遺伝子によってコードされるアミノ酸配列、例えば上記例示した微生物等の天然の微生物が有する遺伝子によってコードされるアミノ酸配列)を未改変のまま有するタンパク質であってもよいし、このようなアミノ酸配列に対してその酵素活性(上述の酵素活性)を失わない範囲で配列の改変を加えたアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。このような改変としては、アミノ酸残基の挿入、欠失、置換及びアミノ酸配列N末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のアミノ酸残基の付加が挙げられる。アミノ酸残基の挿入、欠失及び置換のうち1つ以上がある場合は、挿入、欠失及び置換の各々は、存在する場合は、例えば1~30アミノ酸残基、あるいは1~20アミノ酸残基、あるいは1~10アミノ酸残基、あるいは1~5アミノ酸残基であってもよく、アミノ酸残基の挿入、欠失及び置換の総数は例えば1~50アミノ酸残基、あるいは1~30アミノ酸残基、あるいは1~10アミノ酸残基、あるいは1~5アミノ酸残基であってもよい。また、末端に付加されるアミノ酸残基の数としては、存在する場合は一末端当たり例えば1~50アミノ酸残基、あるいは1~30アミノ酸残基、あるいは1~10アミノ酸残基、あるいは1~5アミノ酸残基であってもよい。このような追加のアミノ酸残基は、細胞外への分泌等のためのシグナル配列を形成していてもよい。シグナル配列の例としては、大腸菌のOmpAシグナル配列などが挙げられる。
 あるいは、各酵素は、当該酵素活性を有する既知のアミノ酸配列(例えば、生物中に天然に存在する遺伝子によってコードされるアミノ酸配列)そのものを有するタンパク質、又は当該酵素活性を有する既知のアミノ酸配列(例えば、生物中に天然に存在する遺伝子によってコードされるアミノ酸配列)に対して80%以上、あるいは85%以上、あるいは90%以上、あるいは95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、所望の酵素活性(上述の酵素活性)を有するタンパク質であってもよい。ここで、配列同一性は例えばBLAST(登録商標、National Library of Medicine)プログラムを用いてデフォールトパラメータで評価することができる。
 例えば、ピリドキシンオキシダーゼは、例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよいし、配列番号1のアミノ酸配列に対してアミノ酸残基の置換、欠失、挿入及びアミノ酸配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のアミノ酸残基の付加のうち1つ以上を行ったアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及びアミノ酸配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のアミノ酸残基の付加の程度の例については、上記のとおりである。
 あるいは、ピリドキシンオキシダーゼは、配列番号1のアミノ酸配列を有するタンパク質又は配列番号1のアミノ酸配列に対して例えば80%以上、又は85%以上、又は90%以上、又は95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。
 上記のような、配列番号1のアミノ酸配列に類似するアミノ酸配列を有するタンパク質を使用する場合には、該タンパク質はピリドキシンオキシダーゼとしての活性を有しているべきである。ピリドキシンオキシダーゼ活性は、例えば、酸素存在下で基質としてのピリドキシンの水溶液に試験対象のタンパク質を加え、生成したピリドキサールを高速液体クロマトグラフィーで定量するか、あるいは生成したピリドキサールとトリスヒドロキシメチルアミノメタンのようなアミンとの間でシッフ塩基を形成させ415nm等での吸光度測定などで該シッフ塩基を定量することにより測定できる。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素は、配列番号2及び配列番号18~配列番号24のうちいずれかのアミノ酸配列を有するタンパク質又は配列番号2のアミノ酸配列、配列番号18のアミノ酸配列、配列番号19のアミノ酸配列、配列番号20のアミノ酸配列、配列番号21のアミノ酸配列、配列番号22のアミノ酸配列、配列番号23のアミノ酸配列、及び配列番号24のアミノ酸配列のうち少なくとも1つに対して例えば80%以上、又は85%以上、又は90%以上、又は95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。該タンパク質も、ピリドキサミン合成酵素としての活性を有しているべきである。この場合、ピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性は、例えば、基質としてのピリドキサール及びL-アラニンを含む水溶液に試験対象のタンパク質を加え、生成したピリドキサミンの量を高速液体クロマトグラフィーなどで定量することにより測定できる。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素は、下記の部分アミノ酸配列(c)、部分アミノ酸配列(d)、部分アミノ酸配列(e)、部分アミノ酸配列(f)、部分アミノ酸配列(g)及び部分アミノ酸配列(h)のうち少なくとも1つを含み、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するピリドキサミン合成酵素であってもよい。この場合、ピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性は、例えば、基質としてのピリドキサール及びL-アラニンを含む水溶液に試験対象のタンパク質を加え、生成したピリドキサミンの量を高速液体クロマトグラフィーなどで定量することにより測定できる。
(c) X10111213(配列番号39)
  (Xは、L、M、I又はVを表し、
  Xは、H又はQを表し、
  X10は、G、C又はAを表し、
  X11は、E又はDを表し、
  X12は、P又はAを表し、
  X13は、V、I、L又はAを表す)
(d) X1415TPSGTX1617(配列番号40)
  (X14は、H又はSを表し、
  X15は、D又はEを表し、
  X16は、I、V又はLを表し、
  X17は、N又はTを表す)
(e) X18DX19VSX2021(配列番号41)
  (X18は、V、I又はAを表し、
  X19は、A、T又はSを表し、
  X20は、S、A又はGを表し、
  X21は、F、W、又はVを表す)
(f) X222324KCX25GX2627P(配列番号42)
  (X22は、G又はSを表し、
  X23は、P、S又はAを表し、
  X24は、N、G、S、A又はQを表し、
  X25は、L又はMを表し、
  X26は、A、S、C又はGを表し、
  X27は、P、T、S又はAを表す)
(g) X28293031SX32GX3334(配列番号43)
(X28は、G又はDを表し、
  X29は、V又はIを表し、
  X30は、V、T、A、S、M、I又はLを表し、
  X31は、F、M、L、I又はVを表し、
  X32は、S、G、A、T、I、L又はHを表し、
  X33は、R、M又はQを表し、
  X34は、G、R、A、D、H又はKを表す)
(h) X3536RX3738HMGX3940A(配列番号44)
  (X35は、L又はVを表し、
  X36は、T、I、V又はLを表し、
  X37は、I、V又はLを表し、
  X38は、G又はSを表し、
  X39は、P、A又はRを表し、
  X40は、T、V又はSを表す)
 図4-1及び図4-2には、配列番号2及び配列番号18~配列番号24の配列のアラインメントを示す。図4-1及び図4-2中、MlPPATはMesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼを、MsPPATはMesorhizobium sp. YR577のピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼを、PsPPATはPseudaminobacter salicylatoxidansのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼを、BlPPATはBauldia litoralisのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼを、SsPPATはSkermanella stibiiresistensのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼを、RsPPATはRhizobium sp. AC44/96のピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼを、EtPPATはErwinia toletanaのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼを、HgPPATはHerbiconiux ginsengiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼを表す。部分アミノ酸配列(c)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から65番目~70番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当し、部分アミノ酸配列(d)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から144番目~152番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当し、部分アミノ酸配列(e)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から170番目~176番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当し、部分アミノ酸配列(f)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から194番目~203番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当し、部分アミノ酸配列(g)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から329番目~337番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当し、部分アミノ酸配列(h)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から343番目~353番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当する。部分アミノ酸配列(c)は、タンパク質のN末端から55番目~80番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から56番目~75番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。部分アミノ酸配列(d)は、タンパク質のN末端から134番目~162番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から139番目~157番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。部分アミノ酸配列(e)は、タンパク質のN末端から160番目~186番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から165番目~181番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。部分アミノ酸配列(f)は、タンパク質のN末端から184番目~213番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から189番目~208番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。部分アミノ酸配列(g)は、タンパク質のN末端から319番目~347番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から324番目~342番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。部分アミノ酸配列(h)は、タンパク質のN末端から333番目~363番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から338番目~358番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。本開示において配列同士のアラインメントは、例えばBLAST(登録商標、National Library of Medicine)プログラムを用いてデフォールトパラメータで行うことができる。
 本開示において、酵素Bのアミノ酸配列における「酵素AのN末端からX番目のアミノ酸残基に対応するアミノ酸残基」とは、前記酵素Aのアミノ酸配列を酵素Bのアミノ酸配列に対してアラインメントしたときに、酵素Aのアミノ酸配列のN末端からX番目のアミノ酸残基と対応する酵素Bのアミノ酸配列上のアミノ酸残基を指す。
 図4-1及び図4-2から分かるように、部分アミノ酸配列(c)、部分アミノ酸配列(d)、部分アミノ酸配列(e)、部分アミノ酸配列(f)、部分アミノ酸配列(g)及び部分アミノ酸配列(h)は、一群のピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼの間で高度に保存された領域である。したがって、部分アミノ酸配列(c)~部分アミノ酸配列(h)のうち少なくとも1つを含むピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのバリエーションは、本開示におけるピリドキサミン合成酵素として機能する蓋然性が高いと考えられる。また、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から197番目のリジン残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基はピリドキサールとの結合に重要であり、N末端から68番目のグルタミン酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基は触媒活性に重要であり、N末端から171番目のアスパラギン酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基及びN末端から146番目のトレオニン残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基はピリドキサールとの結合を補助し、N末端から336番目のアルギニン残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基及びN末端から345番目のアルギニン残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基はアミノ酸認識に重要であると考えられており(Journal of Biological Chemistry, 2008, vol. 283, No.2 pp1120-1127)、ピリドキシン合成酵素の機能上、重要な残基である。これらの残基が保存されていれば、本開示におけるピリドキシン合成酵素として機能する蓋然性が高いと考えられる。ただし、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から68番目のグルタミン酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基は、グルタミン酸以外にアスパラギン酸であってもよい。また、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から336番目のアルギニン残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基は、アルギニン以外にメチオニン又はグルタミンであってもよい。
 Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から68番目のグルタミン酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基を含む領域の別の表記として、以下の部分アミノ酸配列(c-1)が挙げられる。ピリドキサミン合成酵素は、部分アミノ酸配列(c)の代わりに部分アミノ酸配列(c-1)を含んでいてもよい。
(c-1)X10111213141516171819(配列番号45)
  Xが、V、L、I又はMを表し、
  Xは、I、L又はVを表し、
  Xは、L、M、I又はVを表し、
  Xは、H又はQを表し、
  Xは、G、C又はAを表し、
  Xは、E又はDを表し、
  Xは、P又はAを表し、
  Xは、V、I、A又はLを表し、
  Xは、L、M、P又はVを表し、
  X10は、G又はAを表し、
  X11は、L又はIを表し、
  X12は、E又はQを表し、
  X13は、A又はGを表し、
  X14は、A又はVを表し、
  X15は、A又はLを表し、
  X16は、A、L、H又はYを表し、
  X17は、S、G又はAを表し、
  X18は、L、F、V又はAを表し、
  X19は、I、F、V又はLを表す。
 部分アミノ酸配列(c-1)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から63番目~81番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当する。部分アミノ酸配列(c-1)は、タンパク質のN末端から53番目~91番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から58番目~86番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。
 Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から146番目のトレオニン残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基を含む領域の別の表記として、以下の部分アミノ酸配列(d-1)が挙げられる。ピリドキサミン合成酵素は、部分アミノ酸配列(d)の代わりに部分アミノ酸配列(d-1)を含んでいてもよい。
(d-1)XTPSGTX1011121314 X1516(配列番号46)
は、V、I、L又はMを表し、
は、V又はIを表し、
は、S、A、V、C又はFを表し、
は、V、I、A、L又はTを表し、
  Xは、C又はVを表し、
  Xは、H、N又はAを表し、
  Xは、H又はSを表し、
  Xは、D又はEを表し、
  Xは、I、V又はLを表し、
  X10は、N又はTを表し、
  X11は、P又はDを表し、
  X12は、I、V、L又はAを表し、
  X13は、D、N、E、A、G、Q、V、R又はPを表し、
  X14は、A、E、Q又はDを表し、
  X15は、I又はLを表し、
  X16は、G又はAを表す。
 部分アミノ酸配列(d-1)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から138番目~158番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当する。部分アミノ酸配列(d-1)は、タンパク質のN末端から128番目~168番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から133番目~163番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。
 Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から171番目のアスパラギン酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基を含む領域の別の表記として、以下の部分アミノ酸配列(e-1)が挙げられる。ピリドキサミン合成酵素は、部分アミノ酸配列(e)の代わりに部分アミノ酸配列(e-1)を含んでいてもよい。
(e-1)XDXVSX101112(配列番号47)
  Xは、G、D又はA
  Xは、A、G、K、T、Q、R又はEを表し、
  Xは、Y、N、L又はFを表し、
  Xは、L、F、M又はVを表し、
  Xは、I、L又はYを表し、
  Xは、V、A又はIを表し、
  Xは、A、S又はTを表し、
  Xは、S、A又はGを表し、
  Xは、F、W又はVを表し、
  X10は、G、A又はLを表し、
  X11は、G又はSを表し、
  X12は、M、V又はLを表す。
 部分アミノ酸配列(e-1)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から165番目~179番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当する。部分アミノ酸配列(e-1)は、タンパク質のN末端から155番目~189番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から160番目~184番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。
 Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から197番目のリジン残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基を含む領域の別の表記として、以下の部分アミノ酸配列(f-1)が挙げられる。ピリドキサミン合成酵素は、部分アミノ酸配列(f)の代わりに部分アミノ酸配列(f-1)を含んでいてもよい。
(f-1)XKCX10GX1112PX13141516171819S(配列番号48)
は、A、S、V又はIを表し、
は、D、G又はAを表し、
は、I、L、F、V又はMを表し、
  Xは、Y、F、L又はCを表し、
  Xは、V又はIを表し、
  Xは、T又はAを表し、
  Xは、G又はSを表し、
  Xは、P、S又はAを表し、
  Xは、N、G、S、Q又はAを表し、
  X10は、L又はMを表し、
  X11は、A、S、C又はGを表し、
  X12は、P、T、S又はAを表し、
  X13は、G、A又はSを表し、
  X14は、L又はVを表し、
  X15は、T、S又はAを表し、
  X16は、M、I、L、V又はFを表し、
  X17は、M、L、V、A又はIを表し、
  X18は、G、A、H又はSを表し、
  X19は、V、I又はAを表す。
 部分アミノ酸配列(f-1)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から188番目~211番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当する。部分アミノ酸配列(f-1)は、タンパク質のN末端から178番目~221番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から183番目~216番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。
 Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から336番目のアルギニン残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基を含む領域の別の表記として、以下の部分アミノ酸配列(g-1)が挙げられる。ピリドキサミン合成酵素は、部分アミノ酸配列(g)の代わりに部分アミノ酸配列(g-1)を含んでいてもよい。
(g-1)XSXGX(配列番号49)
  Xは、Y、F、H又はSを表し、
  X2は、G又はDを表し、
  X3は、V又はIを表し、
  X4は、V、T、A、S、M、I又はLを表し、
  X5は、F、M、L、I又はVを表し、
  X6は、S、G、A、T、I、L又はHを表し、
  X7は、R、M又はQを表し、
  X8は、G、R、A、D、H又はKを表す。
 部分アミノ酸配列(g-1)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から328番目~337番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当する。部分アミノ酸配列(g-1)は、タンパク質のN末端から318番目~347番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から323番目~342番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。
 Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から345番目のアルギニン残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基を含む領域の別の表記として、以下の部分アミノ酸配列(h-1)が挙げられる。ピリドキサミン合成酵素は、部分アミノ酸配列(h)の代わりに部分アミノ酸配列(h-1)を含んでいてもよい。
(h-1)XRXHMGXAX1011(配列番号50)
は、L、Q、K、A、F、Y又はWを表し、
は、G、N、H又はDを表し、
は、K、R又はNを表し、
  Xは、L又はVを表し、
  Xは、T、I、V又はLを表し、
  Xは、I、V又はLを表し、
  Xは、G又はSを表し、
  Xは、P、A又はRを表し、
  Xは、T、V又はSを表し、
  X10は、Q、R、E、K、H、Y又はGを表し、
  X11は、P又はGを表す。
 部分アミノ酸配列(h-1)は、Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼのN末端から340番目~355番目のアミノ酸残基にアラインメント上対応するアミノ酸残基に相当する。部分アミノ酸配列(h-1)は、タンパク質のN末端から330番目~365番目のアミノ酸残基の領域内に存在することが好ましく、N末端から335番目~360番目のアミノ酸残基の領域内に存在することがより好ましい。
 また、ピリドキサミン合成酵素は、例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよいし、配列番号2のアミノ酸配列に対してアミノ酸残基の置換、欠失、挿入及びアミノ酸配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のアミノ酸残基の付加のうち1つ以上を行ったアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及びアミノ酸配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のアミノ酸残基の付加の程度の例については、上記のとおりである。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素は、配列番号2のアミノ酸配列を有するタンパク質又は配列番号2のアミノ酸配列に対して例えば80%以上、又は85%以上、又は90%以上、又は95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。
 上記のような、配列番号2のアミノ酸配列に類似するアミノ酸配列を有するタンパク質を使用する場合には、該タンパク質はピリドキサミン合成酵素としての活性(ピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性、本開示においてはピリドキサミン合成酵素活性ともいう)を有しているべきである。ピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性(ピリドキサミン合成酵素活性)は、例えば、基質としてのピリドキサール及び必要なアミノ酸(配列番号2のアミノ酸配列に類似するアミノ酸配列を有するタンパク質の場合は例えばL-アラニン)を含む水溶液に試験対象のタンパク質を加え、生成したピリドキサミンの量を高速液体クロマトグラフィーなどで定量することにより測定できる。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素は、例えば、配列番号4のアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよいし、配列番号4のアミノ酸配列に対してアミノ酸残基の置換、欠失、挿入及びアミノ酸配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のアミノ酸残基の付加のうち1つ以上を行ったアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及びアミノ酸配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のアミノ酸残基の付加の程度の例については、上記のとおりである。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素は、配列番号4のアミノ酸配列を有するタンパク質又は配列番号4のアミノ酸配列に対して例えば80%以上、又は85%以上、又は90%以上、又は95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。
 上記のような、配列番号4のアミノ酸配列に類似するアミノ酸配列を有するタンパク質を使用する場合には、該タンパク質はピリドキサミン合成酵素としての活性(ピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性、本開示においてはピリドキサミン合成酵素活性ともいう)を有しているべきである。ピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素(ピリドキサミン合成酵素活性)は、例えば、基質としてのピリドキサール及び必要なアミノ酸(配列番号4のアミノ酸配列に類似するアミノ酸配列を有するタンパク質の場合は例えばL-グルタミン酸若しくはL-アスパラギン酸又はその塩)を含む水溶液に試験対象のタンパク質を加え、生成したピリドキサミンの量を高速液体クロマトグラフィーなどで定量することにより測定できる。
 また、過酸化水素分解酵素は、例えば、配列番号3のアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよいし、配列番号3のアミノ酸配列に対してアミノ酸残基の置換、欠失、挿入及びアミノ酸配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のアミノ酸残基の付加のうち1つ以上を行ったアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及びアミノ酸配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のアミノ酸残基の付加の程度の例については、上記のとおりである。
 あるいは、過酸化水素分解酵素は、配列番号3のアミノ酸配列を有するタンパク質又は配列番号3のアミノ酸配列に対して例えば80%以上、又は85%以上、又は90%以上、又は95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質であってもよい。
 上記のような、配列番号3のアミノ酸配列に類似するアミノ酸配列を有するタンパク質を使用する場合には、該タンパク質は過酸化水素分解酵素としての活性を有しているべきである。過酸化水素分解酵素活性は、例えば、基質としての過酸化水素の水溶液に試験対象のタンパク質を加え、過酸化水素量の減少を240nmでの吸光度の減少などを指標として定量することにより測定できる。
 <ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子、ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子、及び過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子>
 ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子は、上述のピリドキシンオキシダーゼをコードする任意の遺伝子であってよい。ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子は、上述のピリドキサミン合成酵素をコードする任意の遺伝子であってよい。過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子は、上述の過酸化水素分解酵素をコードする任意の遺伝子であってよい。これらの遺伝子がコードする酵素は、当該酵素活性を有する既知のアミノ酸配列(例えば、生物中に天然に存在する遺伝子によってコードされるアミノ酸配列)に限られず、前記既知のアミノ酸配列とは異なる改変されたアミノ酸配列を有する酵素であってもよい。
 このような遺伝子は、各酵素を有する微生物として上に例示された微生物(由来となる微生物)が天然に有する遺伝子等の、既知の遺伝子であってもよいし、所望の酵素活性が得られる範囲内において、上述のように当該酵素の既知のアミノ酸配列から改変された改変アミノ酸配列をコードするようにヌクレオチド配列を改変させた遺伝子であってもよい。そのような改変アミノ酸配列の例としては、上記のような、配列番号1~4のアミノ酸配列のいずれかに類似するアミノ酸配列が挙げられる。また、特定のアミノ酸配列をコードする遺伝子のヌクレオチド配列は、コドンの縮重の範囲内で変化させることができる。この場合、組換え微生物の宿主となる微生物において使用頻度が高いコドンを使用した方が、遺伝子の発現効率の点からは好ましい。
 なお、遺伝子のヌクレオチド配列は、コードすべきアミノ酸配列からコドン表を元に設計することもできる。設計したヌクレオチド配列は、既知のヌクレオチド配列を遺伝子組み換え技術を利用して改変することで得てもよいし、ヌクレオチド配列を化学的に合成することで得てもよい。
 ヌクレオチド配列を改変する方法としては、例えば、部位特異的変異法(Kramer,W. and frita,H.J., Methods in Enzymology,vol.154,P.350(1987))、リコンビナントPCR法(PCR Technology,Stockton Press(1989)、特定の部分のDNAを化学合成する方法、遺伝子をヒドロキシアミン処理する方法、遺伝子を保有する菌株を紫外線照射処理、又は、ニトロソグアニジンや亜硝酸などの化学薬剤で処理する方法、市販の突然変異導入キットを使用する方法などが挙げられる。
 例えば、前記ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子、前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子、及び前記過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子は、いずれも、当該酵素活性を有するポリヌクレオチドをコードする既知のヌクレオチド配列(例えば、上記例示した微生物等の生物中に天然に存在する遺伝子が有するヌクレオチド配列)を未改変のまま有するDNAであってもよいし、このようなヌクレオチド配列に対して、コードされる酵素がその酵素活性(上述の酵素活性)を失わない範囲で配列の改変を加えたヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。このような改変としては、ヌクレオチドの挿入、欠失、置換及びヌクレオチド配列5’末端若しくは3’末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加が挙げられる。ヌクレオチドの挿入、欠失及び置換のうち1つ以上がある場合は、挿入、欠失及び置換の各々は、存在する場合は、例えば1~90ヌクレオチド、あるいは1~60ヌクレオチド、あるいは1~30アミノ酸残基、あるいは1~20アミノ酸残基、あるいは1~15ヌクレオチド、あるいは1~10ヌクレオチド、あるいは1~5ヌクレオチドであってもよく、ヌクレオチドの挿入、欠失及び置換の総数は例えば1~100ヌクレオチド、あるいは1~50ヌクレオチド、あるいは1~30ヌクレオチド、あるいは1~10ヌクレオチド、あるいは1~5ヌクレオチドであってもよい。ヌクレオチドの挿入や欠失は局所的には存在していてもよいが、ヌクレオチド配列全体としては大規模なフレームシフトを生じていないことが好ましい。また、末端に付加されるヌクレオチドの数としては、存在する場合は一末端当たり例えば1~150ヌクレオチド、あるいは1~100ヌクレオチド、あるいは1~50ヌクレオチド、あるいは1~30ヌクレオチド、あるいは1~10ヌクレオチド、あるいは1~5ヌクレオチドであってもよい。このような追加のヌクレオチドは、細胞外への分泌等のためのシグナル配列をコードしていてもよい。
 あるいは、各酵素をコードする遺伝子は、当該酵素活性を有するポリヌクレオチドをコードする既知のヌクレオチド配列(例えば、生物中に天然に存在する遺伝子のヌクレオチド配列)そのものを有するDNA、又は前記既知のヌクレオチド配列に対して80%以上、あるいは85%以上、あるいは90%以上、あるいは95%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列を有し、所望の酵素活性(上述の酵素活性)を有する酵素をコードするDNAであってもよい。ここで、配列同一性は例えばBLAST(登録商標、National Library of Medicine)プログラムを用いてデフォールトパラメータで評価することができる。
 あるいは、各酵素をコードする遺伝子は、当該酵素活性を有するポリヌクレオチドをコードする既知のヌクレオチド配列(例えば、生物中に天然に存在する遺伝子のヌクレオチド配列)そのものを有するDNA、又は前記既知のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列を有し、所望の酵素活性(上述の酵素活性)を有する酵素をコードするDNAであってもよい。また、ストリンジェントな条件でのハイブリダイゼーションとは以下のようにして行うことができる。
 ハイブリダイゼーションでは、基準となるヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列又はその部分配列からなるDNAをプローブとして、対象とするDNAに対してハイブリダイゼーションを行い、ストリンジェントな条件下で洗浄後にプローブが対象とする核酸に有意にハイブリダイズしているかを確認する。プローブの長さは例えば連続した20ヌクレオチド以上、好ましくは50ヌクレオチド以上、さらに好ましくは100ヌクレオチド以上、さらに好ましくは200ヌクレオチド以上を用いることができる。基準となるヌクレオチド配列と同じヌクレオチド長を有し、全長に渡って相補的なDNAをプローブとして用いることも好ましい。ハイブリダイゼーションのための条件とは、特定のハイブリダイゼーションシグナルを検出するために当業者が一般的に用いている条件を例示できる。好ましくは、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件とストリンジェントな洗浄条件を意味する。例えば、6×SSC(saline sodium citrate)(1×SSCの組成:0.15M NaCl、0.015Mクエン酸ナトリウム、pH7.0)、0.5%SDS、5×デンハート及び100mg/mlニシン精子DNAを含む溶液中でプローブとともに55℃で一晩保温するという条件等が挙げられる。ついでフィルターを0.2×SSC中42℃で洗浄するなどを例示することができる。ストリンジェントな条件としては、フィルターの洗浄工程における0.1×SSC、50℃の条件であり、更にストリンジェントな条件としては、同工程における0.1×SSC、65℃の条件を挙げることができる。
 例えば、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子は、例えば、配列番号5のヌクレオチド配列(ミクロバクテリウム ルテオーラムのピリドキシンオキシダーゼ遺伝子のヌクレオチド配列)を有するDNAであってもよいし、配列番号5のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキシンオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。
 あるいは、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子は、例えば、配列番号5のヌクレオチド配列を有するDNAであってもよいし、配列番号5のヌクレオチド配列に対してヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列の5’末端若しくは3’末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加のうち1つ以上を行ったヌクレオチド配列であって、ピリドキシンオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。ヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加の程度の例については、上記のとおりである。
 あるいは、ピリドキシンオキシダーゼは、配列番号5のヌクレオチド配列を有するDNA又は配列番号5のヌクレオチド配列に対して例えば80%以上、若しくは85%以上、若しくは90%以上、若しくは95%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列であって、ピリドキシンオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。
 ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子は、例えば、配列番号6のヌクレオチド配列(メゾリゾビウム ロティのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ遺伝子のヌクレオチド配列)又は配列番号8のヌクレオチド配列(大腸菌のピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼ遺伝子のヌクレオチド配列)を有するDNAであってもよいし、配列番号6又は8のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキサミン合成酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子は、例えば、配列番号6又は8のヌクレオチド配列を有するDNAであってもよいし、配列番号6又は8のヌクレオチド配列に対してヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列の5’末端若しくは3’末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加のうち1つ以上を行ったヌクレオチド配列であって、ピリドキサミン合成酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。ヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加の程度の例については、上記のとおりである。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素は、配列番号6又は8のヌクレオチド配列を有するDNA又は配列番号6又は8のヌクレオチド配列に対して例えば80%以上、若しくは85%以上、若しくは90%以上、若しくは95%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列であって、ピリドキサミン合成酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子は、例えば、配列番号6及び配列番号25~配列番号31のうちいずれかのヌクレオチド配列を有するDNAであってもよいし、配列番号6及び配列番号25~配列番号31のうちいずれかのヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキサミン合成酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子は、例えば、配列番号6及び配列番号25~配列番号31のうちいずれかのヌクレオチド配列を有するDNAであってもよいし、配列番号6及び配列番号25~配列番号31のうちいずれかのヌクレオチド配列に対してヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列の5’末端若しくは3’末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加のうち1つ以上を行ったヌクレオチド配列であって、ピリドキサミン合成酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。ヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加の程度の例については、上記のとおりである。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素は、配列番号6及び配列番号25~配列番号31のうちいずれかのヌクレオチド配列を有するDNA、又は配列番号6のヌクレオチド配列、配列番号25(Mesorhizobium sp. YR577のピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のヌクレオチド配列)のヌクレオチド配列、配列番号26(Pseudaminobacter salicylatoxidansのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のヌクレオチド配列)のヌクレオチド配列、配列番号27(Bauldia litoralisのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のヌクレオチド配列)のヌクレオチド配列、配列番号28(Skermanella stibiiresistensのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のヌクレオチド配列)のヌクレオチド配列、配列番号29(Rhizobium sp. AC44/96のピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のヌクレオチド配列)のヌクレオチド配列、配列番号30(Erwinia toletanaのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のヌクレオチド配列)のヌクレオチド配列、及び配列番号31(Herbiconiux ginsengiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のヌクレオチド配列)のヌクレオチド配列のうち少なくとも1つに対して例えば80%以上、若しくは85%以上、若しくは90%以上、若しくは95%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列であって、ピリドキサミン合成酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。
 大腸菌などの原核生物を宿主とした組換え微生物において発現させる場合、発現を容易とするためにコドンを最適化してもよい。例えば、宿主となる原核生物において各アミノ酸をコードするコドンのうち最も使用頻度が高いものを当該アミノ酸のコドンとして高い頻度で使用するようにヌクレオチド配列を改変してもよい。このような観点からは、ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子を含むDNAとして、例えば、配列番号10のヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域又は配列番号32~配列番号38のうちいずれかのヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域を有するDNAを用いてもよいし、配列番号10のヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域又は配列番号32~配列番号38のうちいずれかのヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキサミン合成酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAを用いてもよい。配列番号10のヌクレオチド配列は、その5’末端から17ヌクレオチドは上流領域となっており、18番目のヌクレオチド~20番目のヌクレオチドに開始コドンがある。このため、これのヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域をピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子領域として用いてもよい。同様に、配列番号32~配列番号38のヌクレオチド配列は、いずれも、その5’末端から17ヌクレオチドは上流領域となっており、18番目のヌクレオチド~20番目のヌクレオチドに開始コドンがある。このため、これらのヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域をピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子領域として用いてもよい。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子は、例えば、配列番号10のヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域又は配列番号32~配列番号38のうちいずれかのヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域を有するDNAであってもよいし、配列番号10のヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域又は配列番号32~配列番号38のうちいずれかのヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域に対してヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列の5’末端若しくは3’末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加のうち1つ以上を行ったヌクレオチド配列であって、ピリドキサミン合成酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。ヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加の程度の例については、上記のとおりである。
 あるいは、ピリドキサミン合成酵素は、配列番号10のヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域若しくは配列番号32~配列番号38のうちいずれかのヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域を有するDNA、又は配列番号10のヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域(Mesorhizobium lotiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のコドン最適化ヌクレオチド配列)、配列番号32のヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域(Mesorhizobium sp. YR577のピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のコドン最適化ヌクレオチド配列)、配列番号33のヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域(Pseudaminobacter salicylatoxidansのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のコドン最適化ヌクレオチド配列)、配列番号34のヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域(Bauldia litoralisのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のコドン最適化ヌクレオチド配列)、配列番号35のヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域(Skermanella stibiiresistensのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のコドン最適化ヌクレオチド配列)、配列番号36のヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域(Rhizobium sp. AC44/96のピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のコドン最適化ヌクレオチド配列)、配列番号37のヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域(Erwinia toletanaのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のコドン最適化ヌクレオチド配列)、及び配列番号38のヌクレオチド配列の18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域(Herbiconiux ginsengiのピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードする遺伝子のコドン最適化ヌクレオチド配列)のうち少なくとも1つに対して例えば80%以上、若しくは85%以上、若しくは90%以上、若しくは95%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列であって、ピリドキサミン合成酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。
 過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子は、例えば、配列番号7のヌクレオチド配列(リステリア ゼーリゲリのカタラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列)を有するDNAであってもよいし、配列番号7のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つ過酸化水素分解酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。
 あるいは、過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子は、例えば、配列番号7のヌクレオチド配列を有するDNAであってもよいし、配列番号7のヌクレオチド配列に対してヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列の5’末端若しくは3’末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加のうち1つ以上を行ったヌクレオチド配列であって、過酸化水素分解酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。ヌクレオチドの置換、欠失、挿入及びヌクレオチド配列のN末端若しくはC末端若しくはその両方への追加のヌクレオチドの付加の程度の例については、上記のとおりである。
 あるいは、過酸化水素分解酵素は、配列番号7のヌクレオチド配列を有するDNA又は配列番号7のヌクレオチド配列に対して例えば80%以上、若しくは85%以上、若しくは90%以上、若しくは95%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列であって、過酸化水素分解酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するDNAであってもよい。
 <ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子を有する組換え微生物>
 本開示に係る組換え微生物内において、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子は、それぞれ、菌体に内在するがその発現を強化した遺伝子であってもよいし、菌体外から菌体内へと導入された遺伝子であってもよい。また、菌体に内在するがその発現を強化した遺伝子と、菌体外から菌体内へと導入された遺伝子の両方が組換え微生物内に存在していてもよい。また、本開示に係る組換え微生物内において、菌体に内在するがその発現が強化されたピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子、及び/又は菌体外から菌体内へと導入されたピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子に加えて、さらに、菌体内に内在する発現強化されていない(例えばプロモータ未改変の)ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子が存在していてもよい。同様に、菌体に内在するがその発現が強化されたピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子、及び/又は菌体外から菌体内へと導入されたピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子、に加えて、さらに、菌体内に内在する発現強化されていない(例えばプロモータ未改変の)ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子が存在していてもよい。本開示においては、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子のそれぞれについて、菌体に内在する遺伝子の発現の強化及び菌体外から菌体内への遺伝子の導入のうち1つ以上を行っているため、たとえ菌体内に発現強化されていない遺伝子が元々存在していたとしても、当該発現強化されていない元々の遺伝子による発現量よりも顕著に高い発現量が得られ、これにより高いピリドキサミン生産効率が達成できる。
 本開示に係る組換え微生物が過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子をさらに有する場合には、該過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子は、菌体に内在する遺伝子であってもよいし、菌体に内在するがその発現を強化した遺伝子であってもよいし、菌体外から菌体内へと導入された遺伝子であってもよい。ただし、反応速度が大きくなると過酸化水素の生成量も増大するため、過酸化水素分解酵素の発現量を増やすために、菌体に内在する過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子の発現を強化すること、及び過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子を菌体外から菌体内に導入すること、のうち少なくとも1つを行うことが好ましい。
 言い換えると、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子の各々は、宿主微生物のゲノムに内在するがプロモーターの置換等の操作を行うことによってその発現を強化した遺伝子であってもよいし、プラスミド等のベクターを用いて菌体外から菌体内へと導入された遺伝子であってもよい。これに加えて、組換え前の宿主微生物のゲノムに内在する発現強化されていない遺伝子がさらに存在してもよい。本開示においては、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子のそれぞれを宿主微生物の細胞外から導入するか、あるいはプロモーターの置換等によって宿主微生物の細胞に内在する当該遺伝子の発現を強化することによって、当該遺伝子の発現を上昇させ、前記2種類の酵素の組み合わせによるピリドキサミン生産能力を付与している。ここで、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子の各々については、導入又は発現強化を行う場合には、宿主微生物の細胞外からの導入と、プロモーターの置換等による当該遺伝子発現の強化のうち、一方のみを行ってもよいし、両方を行ってもよい。
 本開示に係る組換え微生物は、過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子を有しても有しなくてもよい。本開示に係る組換え微生物が過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子をさらに有する場合には、過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子は、組換え前の宿主微生物のゲノムに内在する遺伝子であってもよいし、宿主微生物のゲノムに内在するがプロモーターの置換等の操作を行うことによってその発現を強化した遺伝子であってもよいし、プラスミド等のベクターを用いて菌体外から菌体内へと導入された遺伝子であってもよい。過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子について、導入又は発現強化を行う場合には、宿主微生物の細胞外からの導入と、プロモーターの置換等による当該遺伝子発現の強化のうち、一方のみを行ってもよいし、両方を行ってもよい。
 ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子について、上記のような遺伝子発現の上昇を行わなければ、ピリドキサミン又はその塩の高生産のための十分な生産能力は得られない。このため、本開示に係る組換え微生物においては、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子の両方について、それぞれ、菌体外からの導入及び菌体に内在する遺伝子の発現強化の少なくとも一方を行っている。なお、菌体外からの酵素遺伝子の導入は、必ずしも、宿主微生物に存在しない酵素遺伝子を補うための導入に限られず、宿主微生物に内在する酵素遺伝子についても発現を増大させることを目的に行ってもよい。宿主微生物に存在しない酵素遺伝子については、例えばKEGGやBRENDAといった酵素データベースを用いて容易に確認することができる。
 宿主微生物に内在する遺伝子のプロモーターを別のプロモーターで置換することによって当該遺伝子の発現を強化する場合、そのような別のプロモーター(新たに導入するプロモーター)としては宿主微生物中で遺伝子の発現を強化できる(プロモーター置換前よりも強化することができる)ものであれば特に制限はなく、構成型プロモーターでも誘導型プロモーターでもよい。プロモーターの置換は、一般的な遺伝子組み換え技術を用いて行うことができる。なお、宿主微生物に内在するプロモーターの配列は、新たに導入したプロモーターによる発現に実用上問題となる悪影響を与えなければ、部分的にまたは完全に残しておいても構わない。
 宿主微生物が例えば原核生物である場合には、新たに導入するプロモーターとして使用可能なプロモーターの例としては、大腸菌由来のtrpプロモーター、lacプロモーター、GAPDHプロモーター、ラムダファージ由来のPLプロモーター及びPRプロモーターや、枯草菌由来のグルコン酸合成酵素プロモーター(gnt)、アルカリプロテアーゼプロモーター(apr)、中性プロテアーゼプロモーター(npr)、α-アミラーゼプロモーター(amy)等が挙げられる。また、tacプロモーターのように独自に改変又は設計されたプロモーター配列も利用できる。
 宿主微生物が例えば糸状菌である場合には、新たに導入するプロモーターとして使用可能なプロモーターの例としては、セロビオヒドロラーゼ(cbh)プロモーター、エンドグルカナーゼ(egl)プロモーター、キシラナーゼIII(xyn3)プロモーター、U6プロモーター、α-アミラーゼ(amy)プロモーター、などが挙げられる。
 宿主微生物が例えば酵母である場合には、新たに導入するプロモーターとして使用可能なプロモーターの例としては、アルコールデヒドロゲナーゼ(ADH1)プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ(PGK1)プロモーター、ペプチド鎖伸長因子(TEF)プロモーター、グリセロール3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GPD)プロモーター、ガラクトキナーゼ(GAL1)プロモーター、メタロチオネイン(CUP1)プロモーター、抑制性酸性ホスファターゼ(PHO5)プロモーター、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)プロモーターなどが挙げられる。なお、上記プロモーターの配列の由来は宿主微生物となる酵母に限定されない。サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターなどのように、外来のプロモーターを用いてもよい。
 宿主微生物の菌体外から遺伝子(外来(heterogenous)遺伝子)を導入する場合には、その方法としては、菌体内(細胞内)に遺伝子を導入し、該遺伝子にコードされる酵素を発現させることができれば、特に制限はなく、酵素遺伝子を保有するプラスミドによる形質転換、酵素遺伝子のゲノムへの導入、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。遺伝子を導入する際には、該遺伝子を組み込んだ発現ベクターを菌体内に導入してもよい。該発現ベクターは、前記遺伝子のヌクレオチド配列を組み込んだものであれば特に限定されるものではないが、形質転換効率や翻訳効率を向上させるなどの観点より、以下に示すような構成を示すプラスミドベクターやファージベクターであることがより好ましい。
 発現ベクターは、前記遺伝子のヌクレオチド配列を含み、前記宿主微生物を形質転換しうるものであれば特に限定されない。必要に応じて、該ヌクレオチド配列の他に、他の領域を構成するヌクレオチド配列(以下、単に「他の領域」とも言う。)を含んでいてもよい。他の領域としては、例えば、形質転換によって得られる組換え微生物が、所望の酵素を産生するために必要とする制御領域や、自律複製に必要な領域などが挙げられる。
 また、前記組換え微生物の選択を容易にするという観点より、選択マーカーとなりうる選択遺伝子をコードするヌクレオチド配列をさらに含んでいてもよい。
 所望の酵素を産生するために必要となる制御領域としては、プロモーター配列(転写を制御するオペレーター配列を含む。)、リボゾーム結合配列(SD配列)、転写終結配列等を挙げることができる。
 酵母を宿主微生物とした場合に使用可能な発現ベクターは、前記遺伝子のヌクレオチド配列の他に、前記遺伝子の発現効率の観点より、プロモーター配列を含んでいることが好ましい。プロモーター配列としては、酵母を宿主微生物とする形質転換体中で前記遺伝子を発現できるものであればいずれを用いてもよい。例としては、宿主微生物が酵母である場合に新たに導入するプロモーターとして使用可能なプロモーターの例として上に記載したプロモーターが挙げられる。
 また、前記発現ベクターは、分泌シグナルを含んでいてもよい。これにより、組換え微生物が所望の酵素を産生した場合、細胞外に該酵素を分泌することが可能となる。
 分泌シグナルとしては、宿主微生物となる酵母から所望の酵素を分泌できるものであれば、特に限定されない。分泌効率の観点より、αファクターシグナル配列、インベルターゼシグナル配列、酸ホスファターシグナル配列、グルコアミラーゼシグナル配列などを用いることが好ましい。
 以上のようなプロモーター配列や分泌シグナルを有する発現ベクターとしては、具体的にはpRS423、pRS424、YEplac195等が挙げられる。
 糸状菌を宿主微生物とした場合に使用可能な発現ベクターは、前記遺伝子のヌクレオチド配列の他に、前記遺伝子の発現効率の観点より、プロモーター配列を含んでいることが好ましい。プロモーター配列としては、糸状菌を宿主微生物とする形質転換体中で前記遺伝子を発現できるものであればいずれを用いてもよい。例としては、宿主微生物が糸状菌である場合に新たに導入するプロモーターとして使用可能なプロモーターの例として上に記載したプロモーターが挙げられる。
 糸状菌に対して適切な発現ベクターは、van den Hondel,C.A.M. J.J.et al.(1991)In:Bennett,J.W.and Lasure, L.L.(eds.)More gene Manipulations in Fungi.Academic Press,pp.396-428に記載されている。
 また、pUC18、pBR322,pUC100、pSL1180(ファルマシア インク社製)、pFB6及びアスペルギルス(Aspergillus)pRAX、トリコデルマ(Trichoderma)pTEX等のような一般的に用いられる他の発現ベクターを用いることもできる。
 大腸菌、枯草菌、放線菌などの原核生物を宿主微生物とする場合に使用可能な発現ベクターは、前記遺伝子のヌクレオチド配列の他に、前記遺伝子の発現効率の観点より、プロモーター配列を含んでいることが好ましい。また、プロモーター配列の他にリボゾーム結合配列や転写終結配列等を含んでいてもよい。
 プロモーター配列の例としては、宿主微生物が原核生物である場合に新たに導入するプロモーターとして使用可能なプロモーターの例として上に記載したプロモーターが挙げられる。
 リボゾーム結合配列としては、大腸菌由来又は枯草菌由来の配列が挙げられるが、大腸菌や枯草菌等の所望の宿主微生物内で機能する配列であれば特に限定されるものではない。
 前記リボゾーム結合配列としては、例えば、16SリボゾームRNAの3’末端領域に相補的な配列のうち、4ヌクレオチド以上連続したコンセンサス配列をDNA合成により作成した配列などが挙げられる。
 転写終結配列は必ずしも必要ではないが、ρ因子非依存性のもの、例えばリポプロテインターミネーター、trpオペロンターミネーター等が利用できる。
 これら制御領域の発現ベクター上での配列順序は、特に制限されるものではないが、転写効率を考慮すると5’末端側上流からプロモーター配列、リボゾーム結合配列、目的酵素をコードする遺伝子、転写終結配列の順に並ぶことが望ましい。
 宿主微生物が原核生物である場合に使用可能な発現ベクターの具体例としては、大腸菌中での自律複製可能な領域を有しているpBR322、pUC18、Bluescript II SK(+)、pKK223-3、pSC101や、枯草菌中での自律複製可能な領域を有しているpUB110、pTZ4、pC194、ρ11、φ1、φ105等が挙げられる。
 また、2種類以上の宿主微生物内での自律複製が可能な発現ベクターの例として、pHV14、TRp7、YEp7及びpBS7等を発現ベクターとして利用することができる。
 なお、宿主微生物の菌体外から遺伝子を導入する場合には、当該遺伝子は宿主微生物のゲノム中には存在しないヌクレオチド配列を有する遺伝子であってもよいが、宿主微生物のゲノム中に存在するヌクレオチド配列を有する遺伝子であってもかまわない。たとえ、宿主微生物のゲノム中に元々同じ遺伝子が存在していたとしても、菌体外からの遺伝子の導入によりより強い遺伝子発現が得られ、増強された酵素活性によって、ピリドキサミン又はその塩の生産効率をさらに向上することができる。
 菌体外(細胞外)から菌体内(細胞内)へ遺伝子を導入する際に必要なゲノムDNAの調製、DNAの切断及び連結、形質転換、PCR(Polymerase Chain Reaction)、プライマーとして用いるオリゴヌクレオチドの設計、合成等の方法は、当業者によく知られている通常の方法で行うことができる。これらの方法は、Sambrook, J., et al., ”Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition”, Cold Spring Harbor Laboratory Press,(1989)などに記載されている。例えば、コンピテントセルを用いる方法や、エレクトロポレーションを用いる方法が挙げられる。
 宿主微生物としては、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子が存在する場合にこれらを発現可能な微生物であれば、特に限定されない。宿主微生物の例としては、酵母、糸状菌、及び原核生物が挙げられる。酵母の例としては、Saccharomyces cerevisiae等のサッカロミセス(Saccharomyces)属の酵母、Schizosaccharomyces pombe等のシゾサッカロミセス(Schizosaccharomyces)属の酵母、ハンゼヌラ(Hansenula)属の酵母、及びピキア(Pichia)属の酵母、が挙げられる。糸状菌の例としては、Trichoderma reesei若しくはviride等のトリコデルマ(Trichoderma)属糸状菌、Aspergillus niger若しくはoryzae等のアスペルギルス(Aspergillus)属糸状菌、Humicola insolens等のフミコラ(Humicola)属糸状菌、及びAcremonium cellulolyticus若しくはfusidioides等のアクレモニウム(Acremonium)属の糸状菌、が挙げられる。また、原核生物の例としては、Escherichia coli等のエシェリヒア(Escherichia)属細菌、Schewanella sp.AC10等のシェワネラ(Schewanella)属細菌、Mesorhizobium loti等のメゾリゾビウム(Mesorhizobium)属細菌、Rhizobium meliloti等のリゾビウム(Rhizobium)属細菌、Bacillus subtilis等のバチルス(Bacillus)属枯草菌等の枯草菌、Streptomyces lividans等のストレプトマイセス(Streptomyces)属放線菌等の放線菌が挙げられる。
 これらの宿主微生物中に、例えば所望の遺伝子を含む発現ベクターを導入する(形質転換する)ことによって、所望の遺伝子を宿主微生物中に導入することができる。そして、導入された遺伝子は、例えば発現ベクター中に含まれたプロモーターの活性により、得られた組換え微生物中で高発現させることが可能である。
 宿主微生物の細胞に発現ベクター等の組換えDNAを移入する方法としては、例えば宿主微生物が大腸菌の場合には、カルシウム処理によるコンピテントセル法やエレクトロポレーション法などが用いることができる。このようにして得られた組換え微生物は、培養されることにより、導入された遺伝子がコードする酵素を高い発現量で安定に生産することができる。
 また、これらの酵素をコードするDNAは、組換え微生物から取り出すことができ、他の微生物に移入させることも可能である。また、このDNAを鋳型として用いて、PCRにより酵素をコードするDNA断片を増幅し、制限酵素等で処理した後、他のベクターDNA断片と結合させ、宿主微生物に新たに導入することも容易に実施できる。
<ピリドキサミン又はその塩の製造方法>
 一実施形態においては、ピリドキサミン又はその塩の製造方法は、本開示に係る組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物と、ピリドキシン又はその塩とを酸素存在下において接触させて、ピリドキサミン又はその塩を生産させることを含む。
 ピリドキシンの塩の例としては、ピリドキシンと酸との塩が挙げられる。酸の例としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などが挙げられる。ピリドキシンの塩は、例えばピリドキシン塩酸塩である。
 ピリドキサミンの塩の例としては、ピリドキサミンと酸との塩が挙げられる。酸の例としては、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、リン酸、などが挙げられる。医薬としての使用の観点からは、ピリドキサミンの塩は、医薬用途への応用が最も進んでいるピリドキサミン二塩酸塩であることが好ましい。
 なお、このような組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を用いるピリドキサミン又はその塩の製造方法のことを、単に「組換え微生物を用いたピリドキサミン又はその塩の製造方法」とも称する。
 組換え微生物の培養物とは、組換え微生物を培養して得られる、菌体と周囲の培地等からなる産物を指す。酵素が細胞外に分泌される場合には、このような培養物を使用することで、基質と酵素とがより接触しやすくなり、ピリドキサミン又はその塩を生産する効率を向上させることができる。ただし、培養物は使用しなくともよく、例えば、予め調製された乾燥若しくは凍結させた組換え微生物の細胞を、直接反応系に添加してもよい。
 組換え微生物の培養の際には、培地としては、炭素源、窒素源、無機物及びその他の栄養素を適量含有する培地ならば、合成培地又は天然培地のいずれでも使用できる。培養は前記培養成分を含有する液体培地中で、振とう培養、通気攪拌培養、連続培養又は流加培養などの通常の培養方法を用いて行うことができる。
 より具体的には、前記組換え微生物の培養の条件は、元々の宿主微生物の培養条件と同様であり、公知の条件を用いることができる。
 培地に使用する成分としては、公知のものを用いることができる。例えば、肉エキス、酵母エキス、麦芽エキス、ペプトン、NZアミン及びジャガイモ等の有機栄養源、グルコース、マルトース、しょ糖、デンプン及び有機酸等の炭素源、硫酸アンモニウム、尿素及び塩化アンモニウム等の窒素源、リン酸塩、マグネシウム、カリウム及び鉄等の無機栄養源、ビタミン類を適宜組み合わせて使用できる。
 なお、前記選択マーカーを含む発現ベクターにより形質転換した組換え微生物の培養においては、例えば、前記選択マーカーが薬剤耐性である場合には、それに対応する薬剤を含む培地を使用し、前記選択マーカーが栄養要求性である場合には、それに対応する栄養素を含まない培地を使用する。
 培養条件は、前記組換え微生物、培地、培養方法の種類により適宜選択すればよく、組換え微生物が生育し、ピリドキシンオキシダーゼ及びピリドキサミン合成酵素を産生できる条件であれば特に制限はない。
 培地のpHは、例えば4~8の範囲で選べばよく、5~8の範囲であってもよい。
 培養温度は例えば20℃~45℃であり、好ましくは24℃~37℃である。培養は、微生物の種類に応じて、好気的に行ってもよいし、嫌気的に行ってもよい。
 培養期間は例えば1日間~7日間である。培養期間は、目的の酵素の産生量が最大になるように設定してもよい。
 また、前記組換え微生物の処理物とは、組換え微生物が産生するピリドキシンオキシダーゼ及びピリドキサミン合成酵素の活性を失わない範囲で、組換え微生物に対して任意の処理を行った産物を指す。このような処理としては、例えば、加熱処理、冷却処理、機械的破壊、超音波処理、凍結融解処理、乾燥処理、加圧又は減圧処理、浸透圧処理、自己消化、界面活性剤処理及び酵素処理(例えば細胞溶解処理)からなる群から選択される1つ以上を含む処理などが挙げられる。たとえ、このような処理によって組換え微生物自体が死滅したとしても、当該微生物が産生した酵素の活性が残存していれば、反応に用いることが可能である。
 前記培養物の処理物とは、組換え微生物が産生するピリドキシンオキシダーゼ及びピリドキサミン合成酵素の活性を失わない範囲で、組換え微生物の培養物に対して任意の処理を行った産物を指す。このような処理としては、加熱処理、冷却処理、細胞の機械的破壊、超音波処理、凍結融解処理、乾燥処理、加圧又は減圧処理、浸透圧処理、細胞の自己消化、界面活性剤処理、酵素処理(例えば細胞破壊処理)、細胞分離処理、精製処理及び抽出処理からなる群から選択される1つ以上を含む処理が挙げられる。例えば、組換え微生物の細胞を培地等から分離して、分離された細胞を反応系に添加してもよい。このような分離には、濾過又は遠心分離などの手段が使用可能である。あるいは、ピリドキシンオキシダーゼ及びピリドキサミン合成酵素、並びに存在する場合には過酸化水素分解酵素を夾雑物から分離するための精製処理を行い、該精製処理により得られた酵素を含む溶液を反応系に添加してもよい。あるいは、培養物を、メタノールやアセトニトリル等の有機溶媒又は有機溶媒と水との混合溶媒を用いて抽出した抽出物を反応系に添加してもよい。このような精製物又は抽出物は、組換え微生物の細胞を含まないものであってもよい。当該微生物の細胞が存在しなくても、酵素の活性が残存していれば、反応に用いることが可能である。
 上記のような細胞の破砕あるいは溶解処理は、リゾチーム処理、凍結融解、超音波破砕などの公知の方法に従い組換え微生物の細胞膜を破壊することにより、行うことができる。
 本開示に係る組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物と、ピリドキシン又はその塩との接触は、以下のような条件で行うことが好ましい。
 接触は基質としてのピリドキシン又はその塩を含む溶液中で行うことが好ましい。溶液のpHは、ピリドキシンオキシダーゼ及びピリドキサミン合成酵素の酵素活性が維持される限りは特に制限されないが、6.0~9.0であることが好ましく、7.0~8.5であることがより好ましい。溶液の温度も、溶液のpHは、ピリドキシンオキシダーゼ及びピリドキサミン合成酵素の酵素活性が維持される限りは特に制限されないが、20~70℃であることが好ましく、25℃~50℃であることがより好ましい。
 溶液の媒体としては、水もしくは水性媒体、有機溶媒又は水もしくは水性媒体と有機溶媒の混合液が用いられる。水性媒体としては、例えばリン酸緩衝液、HEPES(N-2-ヒドロキシエチルピペラジン-N-エタンスルホン酸)緩衝液、トリス[トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン]塩酸緩衝液等の緩衝液が用いられる。有機溶媒としては反応を阻害しないものであればいずれでもよく、例えばアセトン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド、キシレン、メタノール、エタノール、ブタノール等が用いられる。
 組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物と、ピリドキシン又はその塩との接触は、酸素存在下で行われる。これは、ピリドキシンオキシダーゼがピリドキシン又はその塩を酸化する際に酸素を消費するためである。反応系における酸素濃度としては、例えば、前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物と、ピリドキシン又はその塩とを含む溶液を、大気に開放して、つまり大気と接触させて反応を行う、あるいは、体積比で0.1~20%、0.5~10%、又は1~5%の酸素を含む気体と接触させて反応を行うことができる。そのような溶液における溶存酸素量としては、0.1mg~13mg酸素/L、0.5mg~10mg酸素/L、あるいは1mg~8mg酸素/Lであってもよい。
 なお、前記組換え微生物が酸素を生成可能な過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子を有する場合には、酸素濃度を低減させても、あるいは酸素の供給を低減又は遮断した条件の下でも、反応を行うことができる。例えば、反応系を密閉した条件や反応系を窒素パージ(窒素置換)した条件で反応を行うことも可能である。
 本開示に係る組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物と、ピリドキシン又はその塩との接触は、振盪もしくは攪拌下で行うのが好ましい。例えば、このような接触は溶液中で行うことができる。例えば、前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液に、ピリドキシン又はその塩を基質溶液の形態であるいは固体の形態で添加してもよい。また、前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液には、ピリドキサミン合成酵素によって消費されるアミノ酸をさらに添加してもよい。前記アミノ酸は、ピリドキシン又はその塩を基質溶液に含まれていてピリドキシン又はその塩と共に、前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液に添加されてもよい。また、ピリドキシン又はその塩を基質溶液とは別の基質溶液に含まれて、あるいは固体の形態で、前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液に添加されてもよい。
 反応開始時もしくは反応途中において、反応液のpHを適切な範囲に維持するため、酸やアルカリを添加してもよい。反応溶液に添加可能なアルカリの例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物の他、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウム、リン酸二カリウム、リン酸二ナトリウム、ピロリン酸カリウム、アンモニアなど水に溶解して、液性を塩基性とするものが挙げられる。反応溶液に添加可能な酸の例としては、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、リン酸などが挙げられる。
 上記接触は、例えば、空気雰囲気下で行ってもよく、部分的な脱酸素雰囲気下で行ってもよい。脱酸素雰囲気は、不活性ガスによる置換、減圧、沸騰やこれらを組み合わせることにより達成できる。少なくとも、不活性ガスによる置換、即ち、不活性ガス雰囲気を用いるのが好適である。上記不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、炭酸ガス等を挙げることができ、好ましくは窒素ガスである。ただし、ピリドキシンオキシダーゼがピリドキシンを酸化する際には酸素を消費するので、酸素は除去しない雰囲気の方が好ましい。
 好ましい実施形態では、使用される、組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物は、前記ピリドキシンオキシダーゼ及び前記ピリドキサミン合成酵素を含んでいる。このため、前記接触により、反応溶液中に共に存在している前記ピリドキシンオキシダーゼ及び前記ピリドキサミン合成酵素が協働的に作用し、ピリドキサミン又はその塩を高い生産効率で生産する。なお、前記組換え微生物の処理物若しくは前記培養物の処理物が生きた状態の前記組換え微生物を含んでいることは必須ではないが、反応に関与する物質を代謝により継続的に供給することができるという観点からは、生きた状態の前記組換え微生物を含むことが好ましい。
 組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物の添加時期は、反応開始時に一括で添加しても構わないし、反応中に分割して又は連続して添加しても構わない。同様に、原料となるピリドキサミンも、反応開始時に一括で添加しても構わないし、反応中に分割して又は連続して添加しても構わない。
 反応溶液は、ピリドキサミン合成酵素によりピリドキサミン又はその塩を生成する際に消費されるアミノ酸を含んでいてもよい。このアミノ酸も、反応開始時に一括で添加しても構わないし、反応中に分割して又は連続して添加しても構わない。例えば、ピリドキサミン合成酵素としてピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼを用いる場合には、反応溶液はL-アラニン及びD-アラニンのうち1つ以上を含んでいてもよい。また、ピリドキサミン合成酵素としてピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼ又はアスパラギン酸トランスアミナーゼを用いる場合には、反応溶液はL-アスパラギン酸、D-アスパラギン酸、L-グルタミン酸、及びD-グルタミン酸のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。なお、アミノ酸は周囲の環境によって塩としても存在しうるが、本明細書においては、これらも含めてアミノ酸として記載している。例えばL-グルタミン酸との記載は塩を形成していないL-グルタミン酸だけでなく、塩を形成しているL-グルタミン酸(例えばL-グルタミン酸ナトリウム一水和物)をも包含している。塩を形成している場合の対イオンは、カチオンとしてはナトリウムイオン、カリウムイオンなどが挙げられ、アニオンとしては塩化物イオン、酢酸イオン、硝酸イオンなどが挙げられる。
 ピリドキシン又はその塩の反応溶液中における濃度は、例えば0.1mM~500mMであり、あるいは0.4mM~200mM、あるいは0.5mM~100mM、あるいは0.8mM~50mMであってもよい。ピリドキシン又はその塩の濃度が高くなると、ピリドキシンオキシダーゼの酵素活性が阻害される傾向がある。このため、ピリドキシン又はその塩の反応溶液中における濃度は過剰に高くしすぎない方が好ましい。つまり、ピリドキシン又はその塩の反応溶液中における濃度を、例えば上記範囲内の濃度に維持するように制御してもよい。例えば、本開示に係るピリドキサミン又はその塩の製造方法は、以下の(A)及び(B)のいずれか又は両方を含んでいてもよい:
(A)前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液に、ピリドキシン又はその塩を連続的に添加又は複数回に分けて添加すること、
(B)前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液中において、前記ピリドキサミン合成酵素によって消費されるアミノ酸のモル濃度がピリドキシン又はその塩のモル濃度に対して1倍以上となるように制御すること。
 前記アミノ酸としては、L-アラニン、D-アラニン、L-グルタミン酸、D-グルタミン酸、L-アスパラギン酸、D-アスパラギン酸等が挙げられる。
 このような制御のために、例えば、ピリドキシン又はその塩は反応溶液中に全量を一括で添加するのではなく、複数回に分けて添加してもよい。反応が進行することによりピリドキシンの濃度は低減するため、時間間隔を置いてピリドキシン又はその塩を添加することにより、ピリドキシン又はその塩の濃度が過剰に高くなることを避けることができる。このような逐次添加としては、例えば、0.5時間~10時間の範囲内の時間間隔を置いて、ピリドキシン又はその塩を2回以上、好ましくは3回以上添加することが挙げられる。また、ピリドキシン又はその塩は、反応溶液中に連続的に添加してもよい。連続的な添加の場合にもその添加速度を調整することで、ピリドキシン又はその塩の濃度が過剰に高くなることを避けることができる。この調整のために、反応溶液中のピリドキシン又はその塩の濃度を特定のタイミングで測定してもよいし、連続的にモニターしてもよい。
 また、前記アミノ酸(ピリドキサミン合成酵素によりピリドキサミン又はその塩を生成する際に消費されるアミノ酸)の濃度は、例えば0.1mM~2000mMであり、あるいは0.2mM~1000mMであり、あるいは0.4mM~500mM、あるいは0.5mM~400mM、あるいは1mM~300mM、あるいは2mM~250mMであってもよい。アミノ酸の添加の様式は特に制限されず、全量を一括して添加してもよいし、複数回に分けて添加してもよいし、連続的に添加してもよい。このような逐次添加としては、例えば、0.5時間~10時間の範囲内の時間間隔を置いて、アミノ酸を2回以上、好ましくは3回以上添加することが挙げられる。添加のタイミングは、ピリドキシン又はその塩を複数回に分けて添加する場合には、ピリドキシン又はその塩を添加するタイミングと同時でもよいし、別々に添加してもよい。
 前記アミノ酸(ピリドキサミン合成酵素によりピリドキサミン又はその塩を生成する際に消費されるアミノ酸)の濃度(モル濃度)は、ピリドキシン又はその塩の濃度(モル濃度)よりも高く維持することが好ましい。前記アミノ酸の濃度をピリドキシン又はその塩の濃度よりも高く維持することで、反応の平衡をピリドキサミン又はその塩に有利な方向へとシフトさせることができ、ピリドキサミン又はその塩の生産効率をさらに向上することができる。前記アミノ酸のモル濃度は、ピリドキシン又はその塩のモル濃度よりも1.0倍以上であることが好ましく、1.5倍以上であることがより好ましく、2.0倍以上であることがさらに好ましく、5.0倍以上であることがさらに好ましく、10.0倍以上であってもかまわない。
 前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物と、ピリドキシン又はその塩とを接触させる方法としては、前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物をピリドキシン又はその塩を含む溶液に加え、攪拌しながら反応を進行させる方法、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物をピリドキシン又はその塩を含む溶液に加え、振とうしながら反応を進行させる方法、前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物とピリドキシン又はその塩とを溶液中で充分に混和の後、静置して反応を進行させる方法などが挙げられる。好ましくは、反応効率の観点より、前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物をピリドキシン又はその塩を含む溶液に加え、攪拌しながら反応を進行させる方法が挙げられる。
 反応に使用可能な反応容器としては特に制限はない。好ましくは、添加した前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物とピリドキシン又はその塩を含む溶液とが十分混和されるように攪拌できるとともに、ピリドキシンオキシダーゼ及びピリドキサミン合成酵素の最適温度範囲内に保てるように温度調節機能を有する反応容器であることが好ましい。
 前記組換え微生物、前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物と、ピリドキシン又はその塩との接触時間(反応時間)は、ピリドキシンオキシダーゼ及びピリドキサミン合成酵素の酵素活性が維持される限りは特に制限されないが、例えば30分~100時間であり、あるいは2時間~50時間であってもよい。また、反応はバッチ式で行ってもよく、反応途中で、基質及び前記微生物、前記培養物若しくは前記処理物のうち一方又は両方を複数回に分けて添加するセミバッチ式で行ってもよく、連続式で行ってもよい。セミバッチ式や連続式の場合は、新たな原料及び前記組換え微生物、前記培養物若しくは前記処理物のうち一方又は両方が供給される等の操作が行われるため、反応時間の上限は特に限定はされない。
 上記の方法においては、ピリドキシン又はその塩を原料として本開示に係る組換え微生物若しくは前記培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を用いることにより、化学的合成方法における場合のように煩雑なステップを経ることなく、安価に、ピリドキサミンその塩を高い生産効率で製造することができる。上記の方法により得られたピリドキサミン又はその塩は、例えばその生理活性を利用した製品の製造に用いることができる。例えば、糖尿病、アテローム性動脈硬化症、慢性腎不全、アルツハイマー型認知症等のAGEの蓄積に起因する疾患や統合失調症の予防や治療、健康食品、化粧品といった用途に利用可能である。
 なお、本開示において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示す。
 本開示において、組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
 以下の実施例により実施形態を更に説明するが、本開示は以下の実施例によって何等限定されるものではない。また、実施例の組成物における含有成分量を示す「%」は、特に断らない限り質量基準である。
 <分析条件>
 ピリドキシン塩酸塩、ピリドキサール塩酸塩、ピリドキサミン二塩酸塩は高速液体クロマトグラフィーにより定量した。これらの分析条件は次の通りである。
 
 カラム:Shodex(登録商標) Asahipak ODP-50 6E(昭和電工株式会社)
 ガードカラム:Shodex(登録商標) Asahipak ODP-50G 6A(昭和電工株式会社)
 カラム温度:30℃
 ポンプ流速:1.0ml/min
 溶離液:50mMリン酸緩衝液(pH2.0)
 検出:UV254nm
 比較例1 pno発現株の作成
 Microbacterium luteolum由来ピリドキシン-4-オキシダーゼ遺伝子を大腸菌にコドン最適化したものをGenScript社に委託して合成し、配列番号9のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAを鋳型として用い配列番号12のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチド及び配列番号13のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCRにより目的遺伝子を含むDNA断片を増幅した。この増幅されたDNA断片をBamHI及びSalIで処理し、得られたDNA断片と、pUC18(Takara製)のBamHI及びSalIによる処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号9のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-pnoと命名した。ここで、pnoはピリドキシン-4-オキシダーゼの略称である。
 実施例1 ppat-pno発現株の作成
 Mesorhizobium loti MAFF303099由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化したものをGenScript社に委託して合成し、配列番号10のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAを鋳型として用い配列番号14のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチド及び配列番号15のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCRにより目的遺伝子を含むDNA断片を増幅した。この増幅されたDNA断片をEcoRI及びBamHIで処理し、得られたDNA断片と、比較例1で作製したpUC18-pnoをEcoRI及びBamHIで処理した処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号10に示すヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-ppat-pnoと命名した。ここで、ppatはピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼの略称である。
 実施例2 ppat-pno-kat発現株の作成
 Listeria seeligeri由来カタラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化したものをGenScript社に委託して合成し、配列番号11のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAをSalI及びHindIIIで処理し、得られたDNA断片と、実施例1で作成したpUC18-ppat-pnoをSalI及びHindIIIで処理した処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。ここで、katはカタラーゼの略称である。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号11に示す塩基配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-ppat-pno-katと命名した。
 実施例3 aspC-pno発現株の作成
 Eschrichia coli W3110のゲノムDNAを 鋳型として用い配列番号16のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチド及び配列番号17のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCRによりEscherichia coli W3110由来ピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼ遺伝子を含むDNA断片を増幅した。この増幅されたDNA断片をEcoRI及びBamHIで処理し、得られたDNA断片と、実施例1で作製したpUC18-pnoをEcoRI及びBamHIで処理した処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号8に示すヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-aspC-pnoと命名した。ここで、aspCはピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼの略称である。
 実施例4 aspC-pno-kat発現株の作成
 Listeria seeligeri由来カタラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化したものをGenScript社に委託して合成し、配列番号11のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAをSalI及びHindIIIで処理し、得られたDNA断片と、実施例3で作成したpUC18-aspC-pnoをSalI及びHindIIIで処理した処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。ここで、katはカタラーゼの略称である。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号11に示す塩基配列であることを確認した。得られたプラスミドをaspC-pno-katと命名した。
 試験1 ピリドキシンを原料としたピリドキサミンの製造
 pUC18、比較例1、及び実施例1で作製したプラスミドのそれぞれで形質転換したDH5αを、500mlのバッフル付き三角フラスコ中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地100mlに接種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液を8000rpmで20分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水800μlに懸濁して菌体懸濁液を調製した。
 ピリドキシン塩酸塩及びL-アラニンを水で溶解し、ピリドキシン塩酸塩(200mM)及びL-アラニン(800mM)を含む基質液を調製した。基質液のpHを、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整した。基質液100μlと菌体懸濁液300μlを2.0mlチューブで混合し、チューブは蓋を開けて37℃で6時間、1,000rpmで振とうすることで行った。反応液を一部採取し、上記に示す分析条件で分析した。この結果得られた反応収率を表1に示す。なお、表1に示す収率とは、基質液中のピリドキシン塩酸塩のモル量に対する得られたピリドキサミン二塩酸塩のモル量の比を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

 
 表1に示されたように、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子の両方が細胞外から導入された場合には、ピリドキサミン二塩酸塩が高い生産効率で生産された。また、比較例1で作成したプラスミドを含む形質転換体においては、ピリドキサールとアミノ基供与体との自発的な反応が起こったと推測される。上述のとおり、この自発的反応の場合は副生成物の生成のため、高いピリドキサミン生産効率は得られない。表1の結果においても、比較例1で作成したプラスミドを含む形質転換体を用いた場合は、高いピリドキサミン生産効率は得られていない。
 試験2 ピリドキシンを原料としたピリドキサミンの製造
 pUC18及び実施例3で作製したプラスミドのそれぞれで形質転換したDH5αを、500mlのバッフル付き三角フラスコ中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地100mlに接種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液を8000rpmで20分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水800μlに懸濁して菌体懸濁液を調製した。
 ピリドキシン塩酸塩及びL-グルタミン酸ナトリウム一水和物を水で溶解し、ピリドキシン塩酸塩(200mM)及びL-グルタミン酸ナトリウム一水和物(800mM)を含む基質液を調製した。基質液のpHを、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整した。基質液300μlと菌体懸濁液900μlを2.0mlチューブで混合し、チューブは蓋を開けて37℃で24時間、1,000rpmで振とうすることで行った。反応液を一部採取し、上記に示す分析条件で分析した。この結果得られた反応収率を表2に示す。なお、表2に示す収率とは、基質液中のピリドキシン塩酸塩のモル量に対する得られたピリドキサミン二塩酸塩のモル量の比を表す。
表2
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003

 
 表2に示されたように、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子が細胞外から導入された場合には、ピリドキサミン二塩酸塩が高い生産効率で生産された。
 試験3 ピリドキシンを原料としたピリドキサミンの製造(酸素濃度の検討)
 実施例1で作製したプラスミド(pUC18-ppat-pno)で形質転換したDH5αを、500mlのバッフル付き三角フラスコ中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地100mlに接種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液を8000rpmで20分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水800μlに懸濁して菌体懸濁液を調製した。
 ピリドキシン塩酸塩及びL-アラニンを水で溶解し、ピリドキシン塩酸塩(200mM)及びL-アラニン(800mM)を含む基質液を調製した。基質液のpHを、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整した。基質液100μlと菌体懸濁液300μlを2.0mlチューブで混合した。反応は、チューブの蓋を開けた条件、チューブの蓋を閉めた条件、及び窒素パージした後で蓋を閉めた条件で、37℃で24時間、1,000rpmで振とうすることで行った。反応液を一部採取し、上記に示す分析条件で分析した。この結果得られた反応収率を表3に示す。なお、表3に示す収率とは、基質液中のピリドキシン塩酸塩のモル量に対する得られたピリドキサミン二塩酸塩のモル量の比を表す。
表3
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004

 
 表3に示されたように、ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子が細胞外から導入された組換え微生物を用いてピリドキサミン又はその塩を生産する場合、酸素の供給が制限された条件下よりも酸素の供給が制限されていない条件の方がピリドキサミン又はその塩の収率が高かった。
 試験4 ピリドキシンを原料としたピリドキサミンの製造(過酸化水素分解酵素による効果の検討)
 実施例1で作製したプラスミド(pUC18-ppat-pno)及び実施例2で作製したプラスミド(pUC18-ppat-pno-kat)のそれぞれで形質転換したDH5αを、500mlのバッフル付き三角フラスコ中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地100mlに接種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液を8000rpmで20分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水800μlに懸濁して菌体懸濁液を調製した。
 ピリドキシン塩酸塩及びL-アラニンを水で溶解し、ピリドキシン塩酸塩(200mM)及びL-アラニン(800mM)を含む基質液を調製した。基質液のpHを、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整した。基質液100μlと菌体懸濁液300μlを2.0mlチューブで混合した。反応はチューブの蓋を閉めた条件で37℃で24時間、1,000rpmで振とうすることで行った。反応液を一部採取し、上記に示す分析条件で分析した。pUC18-ppat-pnoで形質転換したDH5αを用いた場合のピリドキサミン二塩酸塩の生成量を1.0とした場合の、pUC18-ppat-pno-katで形質転換したDH5αを用いた場合のピリドキサミン二塩酸塩の生成量の相対値(PM生成速度比)を表4に示す。
表4
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005

 
 表4に示されるように、本開示に係る組換え微生物がさらに過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子を有することで、酸素供給が制限された条件下におけるピリドキサミン又はその塩の生産効率がさらに向上することが分かる。
 試験5 ピリドキシンを原料としたピリドキサミンの製造(過酸化水素分解酵素による効果の検討)
 実施例3で作製したプラスミド(pUC18-aspC-pno)及び実施例4で作製したプラスミド(pUC18-aspC-pno-kat)のそれぞれで形質転換したDH5αを、500mlのバッフル付き三角フラスコ中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地100mlに接種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液を8000rpmで20分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水800μlに懸濁して菌体懸濁液を調製した。
 ピリドキシン塩酸塩及びL-グルタミン酸ナトリウム一水和物を水で溶解し、ピリドキシン塩酸塩(200mM)及びL-グルタミン酸ナトリウム一水和物(800mM)を含む基質液を調製した。基質液のpHを、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整した。基質液100μlと菌体懸濁液300μlを2.0mlチューブで混合した。反応はチューブの蓋を閉めた条件で37℃で24時間、1,000rpmで振とうすることで行った。反応液を一部採取し、上記に示す分析条件で分析した。pUC18-aspC-pnoで形質転換したDH5αを用いた場合のピリドキサミン二塩酸塩の生成量を1.0とした場合の、pUC18-aspC-pno-katで形質転換したDH5αを用いた場合のピリドキサミン二塩酸塩の生成量の相対値(PM生成速度比)を表5に示す。
表5
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006

 
 表5に示されるように、本開示に係る組換え微生物がさらに過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子を有することで、酸素供給が制限された条件下におけるピリドキサミン又はその塩の生産効率がさらに向上することが分かる。
 このように、本開示に係るピリドキサミン又はその塩の製造方法によれば、ピリドキシン又はその塩から高い生産効率で安価にピリドキサミン又はその塩を生産することができることが示された。
 試験6(参考):pnoのピリドキシン濃度の検討
 比較例1で作製したプラスミド(pUC18-pno)で形質転換したDH5αを500mlの試験管中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地2mlに接種し、37℃にて24時間振盪培養した。培養液を13,000rpmで3分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水1,000μlに懸濁して菌体懸濁液を調製した。
 ピリドキシン塩酸塩を水で溶解し、ピリドキシン塩酸塩(500mM)を含む基質液を調製した。この基質液を、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整した。所定量の基質溶液、Tris-HCl(1M)100μl、菌体懸濁液100μl及び水を混合して、ピリドキシン塩酸塩の濃度が表6に示す各濃度である1,000μlの反応液を2.0mlチューブで調製した。反応は、チューブの蓋を閉めて37℃で24時間、1,000rpmで振とうすることで行った。反応液を一部採取し、遠心分離を行い、415nmで吸光度を測定することで、生成したピリドキサール塩酸塩を定量した。各ピリドキシン塩酸塩濃度におけるPL生成量を、ピリドキシン塩酸塩濃度が0.8mMの場合のピリドキサール塩酸塩に対する相対値(PL生成量比)を表6に示す。
表6
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007

 
 表6に示されるように、反応溶液中のピリドキシン塩酸塩の濃度を一定値以上に増加させた場合は、PL生成量比はかえって減少した。つまり、ピリドキシンオキシダーゼの酵素活性に対する阻害が見られた。
 試験7 ピリドキシンを原料としたピリドキサミンの製造(原料を全て全量一括添加)
 実施例1で作製したプラスミド(pUC18-ppat-pno)で形質転換したDH5αを、2000mlのバッフル付き三角フラスコ中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地400mlに接種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液を8000rpmで20分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水10mlに懸濁して菌体懸濁液を調製した。
 ピリドキシン塩酸塩を水で溶解し、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整して、ピリドキシン塩酸塩(500mM)を含む基質液(1)を調製した。L-アラニンを水で溶解し、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整して、L-アラニン(1,000mM)を含む基質液(2)を調製した。100mlバッフル付き三角フラスコに菌体懸濁液4.0ml、基質液(1)4.0ml、基質液(2)2.0mlを添加し、37℃で24時間、200rpmで振とうして反応させた。反応液を一部採取し、ピリドキサミン二塩酸塩の濃度を上記に示す分析条件で分析した。結果を図1に示す。図1~図3において、PNはピリドキシン塩酸塩の濃度を、PLはピリドキサール塩酸塩の濃度を、PMはピリドキサミン二塩酸塩の濃度を表している。また、hrは時間の単位「時間」を表している。
 図1に示されるように、高濃度のピリドキシン塩酸塩及びL-アラニンを最初から全量添加しても、ピリドキサミン二塩酸塩の生産が進行した。
 試験8 ピリドキシンを原料としたピリドキサミンの製造(ピリドキシン塩酸塩及びL-アラニン共に複数回に分けて添加)
 実施例1で作製したプラスミド(pUC18-ppat-pno)で形質転換したDH5αを、2000mlのバッフル付き三角フラスコ中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地400mlに接種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液を8000rpmで20分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水10mlに懸濁して菌体懸濁液を調製した。
 ピリドキシン塩酸塩を水で溶解し、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整して、ピリドキシン塩酸塩(500mM)を含む基質液(1)を調製した。L-アラニンを水で溶解し、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整して、L-アラニン(1,000mM)を含む基質液(2)を調製した。100mlバッフル付き三角フラスコに菌体懸濁液4.0ml、基質液(1)0.5ml及び基質液(2)0.25ml添加し、37℃で200rpmで振とうして反応させた。反応開始後1時間後に基質液(1)0.5ml及び基質液0.25mlをさらに添加した。反応開始後7時間後に基質液(1)0.5ml及び基質液(2)0.25mlをさらに添加した。反応は、反応開始後24時間後まで継続させた。反応液を一部採取し、ピリドキサミン二塩酸塩の濃度を上記に示す分析条件で分析した。結果を図2に示す。この試験ではピリドキシン塩酸塩とL-アラニンとは各回とも等モル添加されている。
 図2に示されるように、比較的多量のピリドキシン塩酸塩であっても、最初から全量は添加せずに複数回に分けて添加した場合には、ピリドキサミン二塩酸塩の生産効率はさらに向上した。これは、複数回に分割した添加により、ピリドキシンの濃度が比較的低濃度に保たれ、ピリドキシンオキシダーゼの活性がより発揮しやすくなるためと推測できる。
 試験9 ピリドキシンを原料としたピリドキサミンの製造(ピリドキシン塩酸塩を複数回に分けて添加且つL-アラニンを一括添加)
 実施例1で作製したプラスミド(pUC18-ppat-pno)で形質転換したDH5αを、2000mlのバッフル付き三角フラスコ中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地400mlに接種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液を8000rpmで20分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水10mlに懸濁して菌体懸濁液を調製した。
 ピリドキシン塩酸塩を水で溶解し、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整して、ピリドキシン塩酸塩(500mM)を含む基質液(1)を調製した。L-アラニンを水で溶解し、水酸化ナトリウムでpH8.0に調整して、L-アラニン(1,000mM)を含む基質液(2)を調製した。100mlバッフル付き三角フラスコに菌体懸濁液4.0ml、基質液(1)を0.5ml及び基質液(2)2.0ml添加し、37℃で200rpmで振とうして反応させた。反応開始後1時間後に基質液(1)0.5mlをさらに添加し、反応開始後7時間後に基質液(1)0.5mlをさらに添加した。反応は、反応開始後24時間後まで継続させた。反応液を一部採取し、ピリドキサミン二塩酸塩の濃度を上記に示す分析条件で分析した。結果を図3に示す。この試験ではピリドキシン塩酸塩のモル濃度よりもL-アラニンのモル濃度の方が常に高く維持されている。
 図2と図3との比較から分かるように、L-アラニンの濃度がピリドキシン塩酸塩の濃度よりも高く維持される場合には、比較的多量のピリドキシン塩酸塩であっても、ピリドキサミン二塩酸塩の生産効率はさらに向上した。これは、ピリドキシン塩酸塩よりも高濃度のL-アラニンの存在により、反応の平衡がピリドキサミン生成にさらに有利になったからではないかと推測される。
 参考例1 ppat発現株の作成
 Mesorhizobium loti MAFF303099由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化したものをGenScript社に委託して合成し、配列番号10のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAを鋳型として用い配列番号51のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチド及び配列番号52のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCRにより目的遺伝子を含むDNA断片を増幅した。この増幅されたDNA断片をEcoRI及びBamHIで処理し、得られたDNA断片と、pUC18(Takara製)のEcoRI及びBamHIによる処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号10のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-ppatと命名した。ここで、ppatはピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子の略称である。
 参考例2.ppat-plr発現株の作成
 Saccharomyces cerevisiae由来ピリドキサールレダクターゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化したものをGenScript社に委託して合成し、配列番号53のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAを鋳型として用い配列番号54のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチド及び配列番号55のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCRにより目的遺伝子を含むDNA断片を増幅した。この増幅されたDNA断片をSalI及びHindIIIで処理し、得られたDNA断片と、参考例1で作製したpUC18-ppatをSalI及びHindIIIで処理した処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号53のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-ppat-plrと命名した。ここで、plrはピリドキサールレダクターゼ遺伝子(ピリドキシンデヒドロゲナーゼに該当)の略称である。
 参考例3 ppat-adh発現株の作成
 Shewanella sp. AC10由来アラニンデヒドロゲナーゼ遺伝子のヌクレオチド配列に、コードするアミノ酸配列においてD198Aとなる変異を導入し、かつ大腸菌にコドン最適化したものをGenScript社に委託して合成し、配列番号56のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAを鋳型として用い配列番号57のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチド及び配列番号58のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCRにより目的遺伝子を含むDNA断片を増幅した。この増幅されたDNA断片をBamHI及びSalIで処理し、得られたDNA断片と、参考例1で作製したpUC18-ppatをBamHI及びSalIで処理した処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。この形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号56のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-ppat-adhと命名した。ここで、adhはアラニンデヒドロゲナーゼ遺伝子の略称である。
 参考例4 ppat-adh-plr発現株の作成
 Shewanella sp. AC10由来アラニンデヒドロゲナーゼ遺伝子のヌクレオチド配列に、コードするアミノ酸配列においてD198Aとなる変異を導入し、かつ大腸菌にコドン最適化したものをGenScript社に委託して合成し、配列番号56のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAを鋳型として用い配列番号57のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチド及び配列番号58のヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCRにより目的遺伝子を含むDNA断片を増幅した。この増幅されたDNA断片をBamHI及びSalIで処理し、得られたDNA断片と、参考例2で作製したpUC18-ppat-plrをBamHI及びSalIで処理した処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。この形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号56のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-ppat-adh-plrと命名した。
 参考例5 adh-plr発現プラスミドの作成
 参考例2で作製したpUC18-ppat-plrをSalI及びHindIIIで処理し、回収したピリドキサールレダクターゼ遺伝子(plr)断片と、参考例3で作製したpUC-ppat-adhをBamHI及びSalIで処理し、回収したアラニンデヒドロゲナーゼ遺伝子(adh)断片とpUC18のBamHI及びHindIIIによる処理物とを、ライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出し、得られたプラスミドをpUC18-adh-plrと命名した。
 参考例6 Msppat-adh-plr発現プラスミドの作成
 Mesorhizobium sp. YR577由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化するようにデザインし、5’末端にEcoRI、3’末端にBamHIを導入した遺伝子をeurofins社に委託して合成し、配列番号32のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAをEcoRI/BamHIで処理し、得られたDNA断片と、参考例5で作製したpUC18-adh-plrをEcoRI及びBamHIで処理したDNA断片とをライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号32のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-Msppat-adh-plrと命名した。
 参考例7 Psppat-adh-plr発現プラスミドの作成
 Pseudaminobacter salicylatoxidans由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化するようにデザインし、5’末端にEcoRI、3’末端にBamHIを導入した遺伝子をeurofins社に委託して合成し、配列番号33のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAをEcoRI/BamHIで処理し、得られたDNA断片と、参考例5で作製したpUC18-adh-plrをEcoRI及びBamHIで処理したDNA断片とをライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号33のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-Psppat-adh-plrと命名した。
 参考例8 Blppat-adh-plr発現プラスミドの作成
 Bauldia litoralis由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化するようにデザインし、5’末端にEcoRI、3’末端にBamHIを導入した遺伝子をeurofins社に委託して合成し、配列番号34のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAをEcoRI/BamHIで処理し、得られたDNA断片と、参考例5で作製したpUC18-adh-plrをEcoRI及びBamHIで処理したDNA断片とをライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号34のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-Blppat-adh-plrと命名した。
 参考例9 Ssppat-adh-plr発現プラスミドの作成
 Skermanella stibiiresistens由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化するようにデザインし、5’末端にEcoRI、3’末端にBamHIを導入した遺伝子をeurofins社に委託して合成し、配列番号35のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAをEcoRI/BamHIで処理し、得られたDNA断片と、参考例5で作製したpUC18-adh-plrをEcoRI及びBamHIで処理したDNA断片とをライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号35のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-Ssppat-adh-plrと命名した。
 参考例10 Rsppat-adh-plr発現プラスミドの作成
 Rhizobium sp. AC44/96由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化するようにデザインし、5’末端にEcoRI、3’末端にBamHIを導入した遺伝子をeurofins社に委託して合成し、配列番号36のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAをEcoRI/BamHIで処理し、得られたDNA断片と、参考例5で作製したpUC18-adh-plrをEcoRI及びBamHIで処理したDNA断片とをライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号36のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-Rsppat-adh-plrと命名した。
 参考例11 Etppat-adh-plr発現プラスミドの作成
 Erwinia toletana由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化するようにデザインし、5’末端にEcoRI、3’末端にBamHIを導入した遺伝子をeurofins社に委託して合成し、配列番号37のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAをEcoRI/BamHIで処理し、得られたDNA断片と、参考例5で作製したpUC18-adh-plrをEcoRI及びBamHIで処理したDNA断片とをライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号37のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-Etppat-adh-plrと命名した。
 参考例12 Hgppat-adh-plr発現プラスミドの作成
 Herbiconiux ginsengi由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子のヌクレオチド配列を大腸菌にコドン最適化するようにデザインし、5’末端にEcoRI、3’末端にBamHIを導入した遺伝子をeurofins社に委託して合成し、配列番号38のヌクレオチド配列を有する合成DNAを得た。該合成DNAをEcoRI/BamHIで処理し、得られたDNA断片と、参考例5で作製したpUC18-adh-plrをEcoRI及びBamHIで処理したDNA断片とをライゲーション ハイ(東洋紡株式会社製)を用いてライゲーションした。このライゲーション産物でエシェリヒア コリDH5α(東洋紡株式会社製)を形質転換した。形質転換体をLB寒天培地で培養し、アンピシリン耐性株の中から目的のプラスミドを有する株を選択した。このようにして得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。
 通常のヌクレオチド配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片のヌクレオチド配列が配列番号38のヌクレオチド配列であることを確認した。得られたプラスミドをpUC18-Hgppat-adh-plrと命名した。
 試験10 ピリドキシンを原料としたピリドキサミンの製造
 参考例6~参考例12で作製したプラスミドのそれぞれで形質転換したDH5αを、500mlのバッフル付き三角フラスコ中のアンピシリン100μg/mlを含むLB培地100mlに接種し、30℃にて24時間振盪培養した。培養液の40mlを取り、5000rpmで5分間遠心分離し、沈殿物として得られた菌体を水0.9mlに懸濁して菌体懸濁液を調整した。
 ピリドキシン塩酸塩及びL-アラニンを水で溶解し、ピリドキシン塩酸塩(500mM)及びL-アラニン(500mM)を含む基質液を調製した。基質液のpHを、25%アンモニア水でpH8.0に調整した。基質液400μl、水500μlと菌体懸濁液100μlを混合し、37℃で1時間反応させた。反応液を一部採取し、上記した分析条件で分析した。結果を表7に示す。なお、表7に示すピリドキサミン生産量とは、参考例4で作製したppat-adh-plr発現株が生産するピリドキサミン二塩酸塩のモル量を100とした相対量で表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表7に示されたように、ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼをコードする遺伝子として、参考例4にて使用したMesorhizobium loti MAFF303099由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子に代えて、Mesorhizobium sp. YR577由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子、Pseudaminobacter salicylatoxidans由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子、Bauldia litoralis 由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子、Skermanella stibiiresistens 由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子、Rhizobium sp. AC44/96由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子、Erwinia toletana由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子、又はHerbiconiux ginsengi 由来ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ遺伝子を導入することによっても、ピリドキシン塩酸塩からピリドキサミン二塩酸塩を生産することができた。これらの参考例は、ピリドキシンデヒドロゲナーゼを用いる例であって、ピリドキシンオキシダーゼを用いるものではないが、これらのピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼが本開示におけるピリドキサミン合成酵素として機能可能であることを示すものである。
 2017年5月12日に出願された日本国特許出願2017-095572号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (23)

  1.  ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及びピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子を有し、
     前記ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子及び前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子のそれぞれが菌体外から導入された遺伝子であるか又は菌体に内在するがその発現が強化された遺伝子である、組換え微生物。
  2.  前記ピリドキサミン合成酵素が、ピリドキサミン-ピルビン酸トランスアミナーゼ、ピリドキサミン-オキサロ酢酸トランスアミナーゼ、アスパラギン酸トランスアミナーゼ、又はピリドキサミンリン酸トランスアミナーゼである、請求項1に記載の組換え微生物。
  3.  前記ピリドキシンオキシダーゼが酵素番号EC1.1.3.12で表される、請求項1又は請求項2に記載の組換え微生物。
  4.  前記ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子がMicrobacterium luteolumに由来する、請求項1~請求項3のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  5.  前記ピリドキシンオキシダーゼをコードする遺伝子が、
     (a)配列番号5のヌクレオチド配列を有するか、
     (b)配列番号5のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキシンオキシダーゼ活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、
     (c)配列番号1のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、又は
     (d)配列番号1のアミノ酸配列に対して80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つピリドキシンオキシダーゼ活性を有するタンパク質、をコードするヌクレオチド配列を有する、
     請求項1~請求項4のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  6.  前記ピリドキサミン合成酵素が、下記の部分アミノ酸配列(c)、部分アミノ酸配列(d)、部分アミノ酸配列(e)、部分アミノ酸配列(f)、部分アミノ酸配列(g)及び部分アミノ酸配列(h)のうち少なくとも1つを含み、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有する、請求項1~請求項5のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
    (c) X10111213(配列番号39)
      (Xは、L、M、I又はVを表し、
      Xは、H又はQを表し、
      X10は、G、C又はAを表し、
      X11は、E又はDを表し、
      X12は、P又はAを表し、
      X13は、V、I、L又はAを表す)
    (d) X1415TPSGTX1617(配列番号40)
      (X14は、H又はSを表し、
      X15は、D又はEを表し、
      X16は、I、V又はLを表し、
      X17は、N又はTを表す)
    (e) X18DX19VSX2021(配列番号41)
      (X18は、V、I又はAを表し、
      X19は、A、T又はSを表し、
      X20は、S、A又はGを表し、
      X21は、F、W、又はVを表す)
    (f) X222324KCX25GX2627P(配列番号42)
      (X22は、G又はSを表し、
      X23は、P、S又はAを表し、
      X24は、N、G、S、A又はQを表し、
      X25は、L又はMを表し、
      X26は、A、S、C又はGを表し、
      X27は、P、T、S又はAを表す)
    (g) X28293031SX32GX3334(配列番号43)
    (X28は、G又はDを表し、
      X29は、V又はIを表し、
      X30は、V、T、A、S、M、I又はLを表し、
      X31は、F、M、L、I又はVを表し、
      X32は、S、G、A、T、I、L又はHを表し、
      X33は、R、M又はQを表し、
      X34は、G、R、A、D、H又はKを表す)
    (h) X3536RX3738HMGX3940A(配列番号44)
      (X35は、L又はVを表し、
      X36は、T、I、V又はLを表し、
      X37は、I、V又はLを表し、
      X38は、G又はSを表し、
      X39は、P、A又はRを表し、
      X40は、T、V又はSを表す)
  7.  前記ピリドキサミン合成酵素が酵素番号EC2.6.1.30で表される、請求項1~請求項6のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  8.  前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子がMesorhizobium lotiに由来する、請求項1~請求項7のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  9.  前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子が、
     (a)配列番号6及び配列番号25~配列番号31のうちいずれかのヌクレオチド配列を有するか、
     配列番号10のヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域又は配列番号32~配列番号38のうちいずれかのヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域を有するか、
     (b)配列番号6及び配列番号25~配列番号31のうちいずれかのヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNA、又は配列番号10のヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域若しくは配列番号32~配列番号38のうちいずれかのヌクレオチド配列における18番目のヌクレオチド~3’末端までの領域と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、
     (c)配列番号2及び配列番号18~配列番号24のうちいずれかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、又は
     (d)配列番号2及び配列番号18~配列番号24のアミノ酸配列のうち少なくとも1つに対して80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質、をコードするヌクレオチド配列を有する、
     請求項1~請求項8のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  10.  前記ピリドキサミン合成酵素が酵素番号EC2.6.1.31又はEC2.6.1.1で表される、請求項1~請求項5のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  11.  前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子がEscherichia coliに由来する、請求項1~請求項5及び請求項10のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  12.  前記ピリドキサミン合成酵素をコードする遺伝子が、
     (a)配列番号8のヌクレオチド配列を有するか、
     (b)配列番号8のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、
     (c)配列番号4のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、又は
     (d)配列番号4のアミノ酸配列に対して80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つピリドキサールからピリドキサミンを合成する酵素活性を有するタンパク質、をコードするヌクレオチド配列を有する、
     請求項1~請求項5及び請求項10~請求項11のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  13.  過酸化水素から酸素を生成する酵素活性を有する過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子をさらに有する、請求項1~請求項11のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  14.  前記過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子が、菌体外から導入された遺伝子であるか又は菌体に内在するがその発現が強化された遺伝子である、請求項13に記載の組換え微生物。
  15.  前記過酸化水素分解酵素が酵素番号EC1.11.1.6で表される、請求項13又は14に記載の組換え微生物。
  16.  前記過酸化水素分解酵素をコードする遺伝子が、
     (a)配列番号7のヌクレオチド配列を有するか、
     (b)配列番号7のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ過酸化水素から酸素を生成する酵素活性を有するか、
     (c)配列番号3のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有するか、又は
     (d)配列番号3のアミノ酸配列に対して80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つ過酸化水素から酸素を生成する酵素活性を有するタンパク質、をコードするヌクレオチド配列を有する、
     請求項13~請求項15のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  17.  組換え大腸菌である、請求項1~請求項16のうちいずれか一項に記載の組換え微生物。
  18.  請求項1~請求項17のうちいずれか一項に記載の組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物と、ピリドキシン又はその塩とを接触させ、酸素存在下においてピリドキサミン又はその塩を生成させる、ピリドキサミン又はその塩の製造方法。
  19.  前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物が、前記ピリドキシンオキシダーゼ及び前記ピリドキサミン合成酵素を含む、請求項18に記載の製造方法。
  20.  前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物が、さらに過酸化水素分解酵素を含む、請求項19に記載の製造方法。
  21.  前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物が、加熱処理、冷却処理、細胞の機械的破壊、超音波処理、凍結融解処理、乾燥処理、加圧又は減圧処理、浸透圧処理、細胞の自己消化、界面活性剤処理、酵素処理、細胞分離処理、精製処理及び抽出処理からなる群から選択される1つ以上を含む処理による処理物である、請求項18~請求項20のうちいずれか一項に記載の製造方法。
  22.  以下の(A)及び(B)のいずれか又は両方を含む、請求項18~請求項21のうちいずれか一項に記載の製造方法:
    (A)前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液に、ピリドキシン又はその塩を連続的に添加又は複数回に分けて添加すること、
    (B)前記組換え微生物若しくは前記組換え微生物の培養物又は前記組換え微生物若しくは前記培養物の処理物を含む溶液中において、前記ピリドキサミン合成酵素によって消費されるアミノ酸のモル濃度がピリドキシン又はその塩のモル濃度に対して1倍以上となるように制御すること。
  23.  前記ピリドキサミン合成酵素によって消費されるアミノ酸がL-アラニン、D-アラニン、L-グルタミン酸又はD-グルタミン酸である、請求項22に記載の製造方法。
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