説明

D−スレオニンアルドラーゼの製造法

【課題】D−スレオニンアルドラーゼ産生微生物はアリスロバクター(Arthrobacter)属細菌、シュードモナス(Pseudomonas)属細菌、アルカリゲネス(Alcaligenes)属細菌、キサントモナス(Xanthomonas)属以外知られておらず、新たなD−スレオニンアルドラーゼ産生微生物によるD−スレオニンアルドラーゼの製造方法が必要である。
【解決手段】ゴルドニア(Gordonia)属、バリオボラックス(Varioborax)属、又はクリセオバクテリウム(Chryseobacterium)属に属するD−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物を栄養培地に培養し、培養物からD−スレオニンアルドラーゼを採取することを特徴とするD−スレオニンアルドラーゼの製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ゴルドニア(Gordonia)属、バリオボラックス(Varioborax)属又はクリセオバクテリウム(Chryseobacterium)属に属し、D−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物を栄養培地に培養し、培養物からD−スレオニンアルドラーゼを採取することを特徴とするD−スレオニンアルドラーゼの新規製造方法に関する。
D−スレオニンアルドラーゼはD−スレオニンをグリシンとアセトアルデヒドに可逆的に分解する酵素であり、DL−β−ヒドロキシアミノ酸の光学分割、逆反応を利用したグリシンとアルデヒドからのD−β−ヒドロキシアミノ酸類の製造に用いる事が出来る。
【背景技術】
【0002】
D−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物としては、アリスロバクター(Arthrobacter)属細菌、シュードモナス(Pseudomonas)属細菌、アルカリゲネス(Alcaligenes)属細菌(以上、特許文献1参照)、キサントモナス(Xanthomonas)属細菌(特許文献2参照)が知られている。D−スレオニンアルドラーゼを採取する方法に関しては非特許文献3にアリスロバクターエスピー(Arthrobacter sp.)DK−38からのD−スレオニンアルドラーゼの精製方法が記載されている。
【0003】
また、天然にD−スレオニンアルドラーゼを産生しうる前記微生物からD−スレオニンアルドラーゼ遺伝子を取り出し、大腸菌等へ形質転換体したものを用いる事も可能である。特許文献3にはキサントモナス(Xanthomonas)属細菌のD−スレオニンアルドラーゼ遺伝子とその利用方法が記載されている。特許文献4にはキサントモナス(Xanthomonas)属細菌のD−スレオニンアルドラーゼ遺伝子の塩基配列とその利用法が記載されている。非特許文献1にはアリスロバクター・エスピー(Arthrobacter sp.)DK−38のD−スレオニンアルドラーゼ遺伝子の取得方法、組換え大腸菌の作成方法、及び組み換え大腸菌からのD−スレオニンアルドラーゼ取得方法が記載されてる。非特許文献2ではアルカリゲネス キシロソキシダンス(Alcaligenes xylosoxidans)からのD−スレオニンアルドラーゼ遺伝子の取得方法、組換え大腸菌の作成方法、及び組み換え大腸菌からのD−スレオニンアルドラーゼ取得方法が記載されてる。
【0004】
D−スレオニンアルドラーゼを利用したDL−β−ヒドロキシアミノ酸の光学分割法としては、特許文献5にDL−スレオニンにD−スレオニンアルドラーゼを作用させL−スレオニンを得る方法(スレオニンの分割方法)が開示されている。特許文献6にはD−スレオニンアルドラーゼとL−アロスレオニンアルドラーゼをラセミ−3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)セリン誘導体に作用させL−スレオ−ラセミ−3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)セリン誘導体を得る方法が開示されている。特許文献7にはD−スレオニンアルドラーゼをラセミ−3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)セリン誘導体に作用させL−3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)セリン誘導体を得る方法が開示されている。特許文献8にはラセミ−β−ヒドロキシアミノ酸にD−スレオニンアルドラーゼを作用させL−β−ヒドロキシアミノ酸を得る方法が開示されている。特許文献9にはラセミ−β−ヒドロキシアミノ酸にD−スレオニンアルドラーゼとL−アロスレオニンアルドラーゼを作用させL−スレオ−β−ヒドロキシアミノ酸を得る方法が開示されている。
【0005】
D−スレオニンアルドラーゼの逆反応を利用したD−β−ヒドロキシアミノ酸の製造法については、特許文献10にはグリシンと、ホルムアルデヒド又は飽和アルキルアルデヒドをD−スレオニンアルドラーゼの存在下反応させD−β−ヒドロキシアミノ酸を得る方法が開示されている。特許文献11にはグリシンと、置換脂肪族アルデヒド、脂環式アルデヒド、芳香族アルデヒド、又は複素環式アルデヒドをD−スレオニンアルドラーゼの存在下反応させD−β−ヒドロキシアミノ酸を得る方法が開示されている。特許文献12ではグリシン金属錯体とアルデヒドをD−スレオニンアルドラーゼの存在下反応させD−β−ヒドロキシアミノ酸を得る方法が開示されている。
【0006】
【特許文献1】特公昭64−011279号公報
【特許文献2】特公平6−75505号公報
【特許文献3】特許第2923654号明細書
【特許文献4】特許第3174355号明細書
【特許文献5】特開昭58−216691号公報
【特許文献6】特許第3078597号明細書
【特許文献7】特許第3078599号明細書
【特許文献8】特開平6−125786号公報
【特許文献9】特許第3240011号明細書
【特許文献10】特公平2−257号公報
【特許文献11】特許第3006615号明細書
【特許文献12】特許第2721536号明細書
【非特許文献1】ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー 1998年 273巻 27号 16678〜16685項
【非特許文献2】アプライド マイクロバイオロジー アンド バイオテクノロジー 2000年 54巻 44〜51項
【非特許文献3】ヨーロピアン ジャーナル オブ バイオケミストリー 1997年 248巻 385〜393項
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
D−スレオニンアルドラーゼ産生微生物としては、アリスロバクター(Arthrobacter)属細菌、シュードモナス(Pseudomonas)属細菌、アルカリゲネス(Alcaligenes)属細菌、キサントモナス(Xanthomonas)属以外知られておらず、新たなD−スレオニンアルドラーゼ産生微生物によるD−スレオニンアルドラーゼの製造方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意研究の結果、新たにゴルドニア(Gordonia)属、バリオボラックス(Varioborax)属、又はクリセオバクテリウム(Chryseobacterium)属に属する微生物がD−スレオニンアルドラーゼを産生することを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、
【0009】
(1)ゴルドニア(Gordonia)属に属し、D−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物を栄養培地に培養し、培養物からD−スレオニンアルドラーゼを採取することを特徴とするD−スレオニンアルドラーゼの製造方法、
(2)バリオボラックス(Varioborax)属に属し、D−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物を栄養培地に培養し、培養物からD−スレオニンアルドラーゼを採取することを特徴とするD−スレオニンアルドラーゼの製造方法、
(3)クリセオバクテリウム(Chryseobacterium)属に属し、D−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物を栄養培地に培養し、培養物からD−スレオニンアルドラーゼを採取することを特徴とするD−スレオニンアルドラーゼの製造方法、
(4)ゴルドニア・エスピーNK−420(Gordonia sp.NK−420、独立行政法人産業総合研究所特許生物寄託センター寄託FERM P−20010)株又はその変異株、
(5)バリオボラックス・エスピーNK−910(Varioborax sp.NK−910、独立行政法人産業総合研究所特許生物寄託センター寄託FERM P−20011)株又はその変異株、
(6)クリセオバクテリウム・エスピーNK−1620(Chryseobacterium sp.NK−1620、独立行政法人産業総合研究所特許生物寄託センター寄託FERM P−20012)株又はその変異株、
に関する。
【発明の効果】
【0010】
本発明の製造方法によれば、新たなD−スレオニンアルドラーゼ産生微生物による大量且つ安価に簡便な方法でD−スレオニンアルドラーゼを製造する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明において使用される微生物としては、ゴルドニア(Gordonia)属、バリオボラックス(Varioborax)属、又はクリセオバクテリウム(Chryseobacterium)属に属し、D−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物であれば特に限定されないが、例えばゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.)NK−420(FERM P−20010)、バリオボラックス・エスピー(Varioborax sp.)NK−910(FERM P−20011)、クリセオバクテリウム・エスピー(Chryseobacterium sp.)NK−1620(FERM P−20012)があげられる。尚、これらの微生物は独立行政法人産業総合研究所特許生物寄託センターへ寄託されている。
【0012】
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.)NK−420(FERM P−20010)、バリオボラックス・エスピー(Varioborax sp.)NK−910(FERM P−20011)、クリセオバクテリウム・エスピー(Chryseobacterium sp.)NK−1620(FERM P−20012)の菌学的諸性質を表1に示す。
【0013】

【0014】

【0015】
上記の菌学的諸性質を下記の文献、特に文献2)を参考に検討した結果、NK−420株:coryneform bacteria、NK−910株:グラム陰性桿菌、NK−1620株:Flavobacteriaと同定された。
【0016】
1)BARROW,and FELTHAM:Cowan and Steel’s Manual for the Identification of Medical Bacteria.3rd editon.1993,Cambridge University Press.
2)HOLT,KRIEG,SNEATH,STALEY and WILLIAMS:Bergey’s manual of Determinative Bacteriology.9 editon.1994.Baltiomore:Williams and Wilkins.
3)Gordonia属の参考文献:LIONS,STEINBUCHEL,SPROR,and KROPPENSTEDT:Gordonia polyisoprenivorans sp. nov.,a rubber−degrading actinomycete isolated from an automobile tyre. Int.J.Syst.Bacteriol.,1999,49,1785−1791.
4)Variovorax属の参考文献:WILLIAMS,DELEY,GULLIS,and KERSTERS:Comamonadaceae,a
new familiy encompassing the acidovorans rRNA complex,including Variovorax paradoxus gen.nov.comb.nov.,for Alcaligenes paradoxus(Davis)1969,Int.J.Syst.Bateriol.1991,41,445−450.
5)Chryseobacterium属の参考文献:VANDAMME,BERNARDET,SEGERS,KERSTERS,and HOLMES:New perspectives in the classification of the flavobacetria:description of Chryseobacterium gen.nov.,Bergeyella gen.nov.,and Empedobacter nom.rev. Int.J.Syst.Bacteriol.,1994,44,827−831.
【0017】
また、本発明の菌株について、16SリボソーマルRNAの塩基配列相同性を配列解析(GenBank/EMBL/DDBJでの相同性検索)により検討したところ、NK−420株はゴルドニア ポリイソプレニボランズ(Gordonia polyisoprenivorans)に最も高い相同性98.3%を示した。NK−910株はバリオボラックス パラドキサス(Variovorax paradoxus)に最も高い相同性98.9%を示した。NK−1620株はクリセオバクテリウム グレウム(Chryseobacterum gleum)に最も高い相同性97.3%を示した。
【0018】
従って、菌学的性質及び16SリボソーマルRNAの塩基配列解析結果から、それぞれNK−420株はゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.)、NK−910株はバリオボラックス・エスピー(Varioborax sp.)、NK−1620株はクリセオバクテリウム・エスピー(Chryseobacterium sp.)と同定された。
【0019】
本発明に用いられるゴルドニア(Gordonia)属、バリオボラックス(Varioborax)属、又はクリセオバクテリウム(Chryseobacterium)属に属する菌株は、他のゴルドニア(Gordonia)属、バリオボラックス(Varioborax)属、又はクリセオバクテリウム(Chryseobacterium)属の菌株と同様、その性状が変化しやすい。例えば、紫外線、エックス線及び薬品などを用いる人工的な変異手段で容易に変異しうるものである。このように得られたどのような変異株であっても本発明の対象とするD−スレオニンアルドラーゼ生産能を有するものは、全て本発明に使用することが出来る。
【0020】
これらの微生物の培養方法は増殖可能なら特に限定されないが一般的な細菌の培養方法を用いればよい。例えば、炭素源として、グルコース、フラクトース、ラクトース、マルトース、シュークロース等の糖類、グルタミン酸、スレオニン等のアミノ酸類、或いはフマル酸、リンゴ酸、コハク酸等の有機酸、もしくはグリセリン、窒素源として硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、尿素など、有機栄養源として酵母エキス、トリプトン、肉エキス、コーンスティープリカー、麦芽エキスなど、そして無機塩として塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、リン酸水素カリウムなどを含み、pH4から10に調整した培地に微生物を接種し、20〜60℃で1〜3日間好気的に培養すればよい。
【0021】
これらの微生物においてD−スレオニンアルドラーゼは主に菌体内に生成蓄積されるので、酵素源として利用する場合は培養物として、或いは湿菌体、又は乾燥菌体として利用する事が出来る。また、菌体より酵素を取り出し精製して利用しても良い。この場合は、物理的方法又は生化学的方法などの公知の方法により菌体を破壊して得られる無細胞抽出液から、硫安などの塩析、アセトンなどの溶媒沈殿、DEAEセファデックスなどのイオン交換体やヒドロキシアパタイトなどの吸着剤などを用いた種々のクロマトグラフィーなどを適宜組み合わせて精製する事が出来る。
【0022】
D−スレオニンアルドラーゼは、D−スレオニンをグリシンとアセトアルデヒドに分解する性質があり、これをDL−スレオニンの分割反応に利用する事により、高価な分割剤を利用しない安価なL−スレオニン製造法を提供しうる。
また、D−スレオニンアルドラーゼは、D−スレオニン以外のD−β−ヒドロキシアミノ酸に対する活性を有する場合もあり、D−スレオニン以外のD−β−ヒドロキシアミノ酸の分割反応にも有用である。また、D−スレオニンアルドラーゼの反応は可逆反応であるので逆反応を利用する事によりグリシンとアセトアルデヒドからD−スレオニンを合成する事が可能であり、更にはグリシンと各種アルデヒドの組み合わせによりD−β−ヒドロキシアミノ酸の合成にも有用である。
【実施例】
【0023】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。実施例において%は重量%を意味する。
【0024】
実施例1
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.)NK−420(FERM P−20010)を、トリプトン1%、酵母エキス0.5%、塩化ナトリウム1%からなるpH7.0の培地5mLにそれぞれ接種し、30℃で24時間振とう培養した。培養液から遠心分離により菌体を集め、生理食塩水で3回洗浄後、D−スレオニン18mM含む100mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)2mLにそれぞれ懸濁し、30℃で6時間反応させた。反応液から遠心分離により菌体を除いたのち、その一部をHPLC分析し生成したグリシンを定量した。その結果、反応液中に1.3mMのグリシンが生成していた事からD−スレオニンアルドラーゼ活性が確認された。
【0025】
実施例2
バリオボラックス・エスピー(Varioborax sp.)NK−910(FERM P−20011)を実施例1と同様の方法で培養し、培養液から遠心分離により菌体を集め、生理食塩水で3回洗浄後、D−スレオニン18mM含む100mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)2mLにそれぞれ懸濁し、30℃で6時間反応させた。反応液から遠心分離により菌体を除いたのち、その一部をHPLC分析し生成したグリシンを定量した。その結果、反応液中に12.9mMのグリシンが生成していた事からD−スレオニンアルドラーゼ活性が確認された。
【0026】
実施例3
クリセオバクテリウム・エスピー(Chryseobacterium sp.)NK−1620(FERM P−20012)を実施例1と同様の方法で培養し、培養液から遠心分離により菌体を集め、生理食塩水で3回洗浄後、D−スレオニン18mM含む100mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)2mLにそれぞれ懸濁し、30℃で6時間反応させた。反応液から遠心分離により菌体を除いたのち、その一部をHPLC分析し生成したグリシンを定量した。その結果、反応液中に0.2mMのグリシンが生成していた事からD−スレオニンアルドラーゼ活性が確認された。
【産業上の利用可能性】
【0027】
DL−β−ヒドロキシアミノ酸の光学分割、逆反応を利用したD−β−ヒドロキシアミノ酸類の製造に用いる事が出来る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゴルドニア(Gordonia)属に属し、D−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物を栄養培地に培養し、培養物からD−スレオニンアルドラーゼを採取することを特徴とするD−スレオニンアルドラーゼの製造方法。
【請求項2】
バリオボラックス(Varioborax)属に属し、D−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物を栄養培地に培養し、培養物からD−スレオニンアルドラーゼを採取することを特徴とするD−スレオニンアルドラーゼの製造方法。
【請求項3】
クリセオバクテリウム(Chryseobacterium)属に属し、D−スレオニンアルドラーゼを産生しうる微生物を栄養培地に培養し、培養物からD−スレオニンアルドラーゼを採取することを特徴とするD−スレオニンアルドラーゼの製造方法。
【請求項4】
ゴルドニア・エスピーNK−420(Gordonia sp.NK−420、独立行政法人産業総合研究所特許生物寄託センター寄託FERM P−20010)株又はその変異株。
【請求項5】
バリオボラックス・エスピーNK−910(Varioborax sp.NK−910、独立行政法人産業総合研究所特許生物寄託センター寄託FERM P−20011)株又はその変異株。
【請求項6】
クリセオバクテリウム・エスピーNK−1620(Chryseobacterium sp.NK−1620、独立行政法人産業総合研究所特許生物寄託センター寄託FERM P−20012)株又はその変異株。

【公開番号】特開2006−25644(P2006−25644A)
【公開日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−206366(P2004−206366)
【出願日】平成16年7月13日(2004.7.13)
【出願人】(000004086)日本化薬株式会社 (921)
【Fターム(参考)】