JP2000270882A - 新規微生物およびそれを用いるl−アミノ酸の製法 - Google Patents
新規微生物およびそれを用いるl−アミノ酸の製法Info
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- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
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Abstract
ゼ活性を有する、新規組換え微生物を提供する。また該
微生物を用いた工業的有利なL-アミノ酸の製法を提供
する。さらに、これらを利用したN−置換アミノ酸誘導
体および2−オキソイミダゾリジン誘導体の製法を提供
する。 【解決手段】 宿主微生物中で機能するプロモータの下
流に、パラコッカス属に属する微生物由来のフェニルア
ラニン・トランスアミナーゼをコードするDNAが組込
まれた組換えプラスミドを、エシェリシア・コリである
宿主微生物中に含有せしめた組換え微生物であって、該
プロモータとフェニルアラニン・トランスアミナーゼの
翻訳開始コドンとの間の塩基配列が配列番号5に示され
た配列である、組換え微生物。該微生物を利用したL−
アミノ酸の製法。また、N−置換アミノ酸誘導体および
2−オキソイミダゾリジン誘導体の製法。
Description
・トランスアミナーゼ生産能を有する新規組換え微生物
および該微生物を用いるL-アミノ酸の製法に関する。
活性を有するパラコッカス属等の微生物を利用して、L
−アミノ酸をオキソ酸化合物から酵素的に製造する方法
が知られていた。具体的には例えば、L−フェニルアラ
ニンをフェニルピルビン酸から製造する方法(Applied
Biochemistry and Biotechnology、第11巻、第367頁、1
985年)や医薬として有用な2−オキソイミダゾリジン
誘導体(塩酸イミダプリルなど)の製造中間体であるL
−2−アミノ−4−フェニル酪酸を、2−オキソ−4−
フェニル酪酸から製造する方法(特開昭60−1563
94号)が知られていた。
からフェニルアラニン・トランスアミナーゼをコードす
る遺伝子が単離されており、これを含む組換えプラスミ
ドを宿主大腸菌に導入した組換え微生物が報告されてい
る(Oueら、J.Biochem.、第121巻、第161−171頁、1997
年;Takagiら、Biotechnology and Applied Biochemist
ry、第13巻、第112-119頁、1991年;特開平1−153
084号)。前記組換え微生物は、親株であるパラコッ
カス・デニトリフィカンスよりも高いフェニルアラニン
・トランスアミナーゼ生産能を有していた。
造に利用するためには、さらに高いフェニルアラニン・
トランスアミナーゼ生産能を有する微生物の育種が望ま
れていた。
フェニルアラニン・トランスアミナーゼ活性を有する、
新規組換え微生物を提供することにある。また該微生物
を用いた工業的有利なL-アミノ酸の製法を提供するこ
とにある。さらに、これらを利用したN−アルキル化ア
ミノ酸エステルおよび2−オキソイミダゾリジン誘導体
の製法を提供することにある。
した結果、トランスアミナーゼ発現プラスミドから、パ
ラコッカス・デニトリフィカンスに由来するフェニルア
ラニン・トランスアミナーゼ翻訳領域の上流域に存在し
たロダニース様蛋白質翻訳領域を除去するとともに特定
塩基配列に置きかえることにより、組換え微生物のトラ
ンスアミナーゼ生産能が顕著に高まることを見出し、本
発明を完成した。
するプロモータの下流に、パラコッカス属に属する微生
物由来のフェニルアラニン・トランスアミナーゼをコー
ドするDNAが組込まれた組換えプラスミドを、エシェ
リシア・コリである宿主微生物中に含有せしめた組換え
微生物であって、該プロモータとフェニルアラニン・ト
ランスアミナーゼの翻訳開始コドンとの間の塩基配列が
配列番号5に示された配列である、組換え微生物であ
る。
を、アミノ供与体の存在下に一般式(II)
で示されるオキソ酸化合物に作用させることを特徴とす
る、一般式(I)
で示されるL-アミノ酸(L−2−アミノ−4−フェニ
ル酪酸等)の製法である。
ノ−4−フェニル酪酸から、N−置換アミノ酸誘導体、
さらに2−オキソイミダゾリジン誘導体またはその薬理
学的に許容しうる塩を製造する方法である。
属微生物由来のフェニルアラニン・トランスアミナーゼ
を発現するためのプラスミド(以下、トランスアミナー
ゼ発現プラスミドと称する)を、エシェリシア・コリの
宿主微生物中に導入することにより得られる。
ェニルアラニン・トランスアミナーゼをコードするDN
Aが、プロモータの下流に機能的に連結されており、フ
ェニルアラニン・トランスアミナーゼが該プロモータの
調節の下に発現する。
ーゼ発現プラスミドは、パラコッカス属微生物由来のフ
ェニルアラニン・トランスアミナーゼをコードするDN
Aがプロモータの下流に組込まれた組換えプラスミドで
あって、該プロモータとフェニルアラニン・トランスア
ミナーゼの翻訳開始コドンとの間の領域は配列番号5に
示された塩基配列を有する。
ルアラニン・トランスアミナーゼを産生する能力を有す
る微生物であれば限定されず、例えば、パラコッカス・
デニトリフィカンス等が挙げられる。
コードするDNAとしては、パラコッカス属微生物由来
のフェニルアラニン・トランスアミナーゼ遺伝子の中の
フェニルアラニン・トランスアミナーゼをコードする翻
訳領域を用いることができる。
ニン・トランスアミナーゼ遺伝子は、例えば、文献(タ
カギら、Biotechnology and Applied Biochemistry、第
13巻、第112−119頁、1991年)記載の方法と同様に、シ
ョットガンクローニングによりパラコッカス属微生物か
ら以下のようにして単離することができる。
Aを調製する。これを適当な制限酵素で処理(Sau3AIに
よる部分切断等)した後、適当なベクタープラスミドの
プロモータ下流(pLG339のBamHI切断部位、
pUC18のマルチクローニングサイト等)に連結す
る。ついで、得られた組換えプラスミドを用いて、宿主
大腸菌を形質転換する。宿主大腸菌として、例えばアス
パラギントランスアミナーゼ酸及び芳香族アミノ酸トラ
ンスアミナーゼの同時欠損変異を有し、該欠損変異に基
いてフェニルアラニン要求性を示す菌株(例えばエシェ
リシア・コリDG30株(Journal of Bacteriology、
第130巻、第441−444頁、1987年)を用いれば、目的遺
伝子を含む組換えプラスミドが導入された菌株は、L−
フェニルアラニンを含まない最小培地で、L−フェニル
アラニン要求性が相補された菌株として容易に選択でき
る。
菌体を用いて、フェニルアラニン・トランスアミナーゼ
活性を測定することにより、組換えプラスミド上に目的
遺伝子が含まれていることを確認することができる。
ニン・トランスアミナーゼ遺伝子は、上記のような方法
により単離できるほか、既知の塩基配列情報を利用し
て、取得することもできる。
121巻、第161−171頁、1997年)及び後記配列表の配列
番号1には、パラコッカス・デニトリフィカンス(パラ
コッカス・デニトリフィカンス IFO12442)か
ら単離したフェニルアラニン・トランスアミナーゼ遺伝
子を含む染色体断片の塩基配列が開示され、同文献及び
後記配列表の配列番号2には、当該フェニルアラニン・
トランスアミナーゼのアミノ酸配列が開示されている。
マーやプローブを設計し、これらを用いるPCR(Poly
merase chain reaction)法、コロニーハイブリダイゼ
ーション法などを適宜組み合わせて、DNAライブラリ
ーから、パラコッカス属微生物由来のフェニルアラニン
・トランスアミナーゼ遺伝子を取得できる。
生物の染色体DNAを用い、例えば、「Molecul
ar Cloning」(Sambrook, J., Fritsch, E.
F.およびManiatis, T.著、Cold Spring Harbor Laborat
ory Pressより1989年に発刊)に記載の方法により
調製できる。
由来のフェニルアラニン・トランスアミナーゼ遺伝子の
塩基配列を決定し、翻訳領域を同定できる。この翻訳領
域を含むDNA断片を切り出して、フェニルアラニン・
トランスアミナーゼをコードするDNAとして用いるこ
とができる。
コードするDNAとしては、具体的には、例えば配列番
号1の第1024〜2205番目の塩基からなる塩基配
列を含むDNAが挙げられるが、これに限定されない。
05番目の塩基で示される塩基配列を有するDNAと、
ストリンジェントな条件下のハイブリダイゼーション
(すなわち6×SSCまたはこれと同等の塩濃度のハイ
ブリダイゼーション溶液中、50〜60℃の温度条件
下、約16時間ハイブリダイゼーションを行い、6×S
SCまたはこれと同等の塩濃度の溶液等で必要に応じて
予備洗浄を行った後、1×SSCまたはこれと同等の塩
濃度の溶液中で洗浄を行うこと)によりハイブリダイズ
し得るDNAであって、フェニルアラニントランスアミ
ナーゼ活性を有する蛋白質をコードするDNAが挙げら
れる。
コードするDNAは、自然界に存在するフェニルアラニ
ン・トランスアミナーゼ遺伝子の翻訳領域を用いること
もできるが、その一部の塩基配列を改変したものであっ
てもよい。ひとつのアミノ酸をコードするコドンは各々
1〜6種類知られており、塩基配列を改変する際は、通
常、コードするアミノ酸配列に変更が生じないように設
計される。設計した塩基配列を持つDNAは、化学合成
したDNAの連結、DNAの断片化と結合、部位特異的
変異導入法(site specific mutagenesis)(Proceedin
gs of NationalAcademy of Sciences、第81巻、第5662
〜5666頁、1984年)等を組み合わせることによって取得
できる。
コードするDNAを、適当なベクタープラスミド中のプ
ロモータ下流に連結することにより、トランスアミナー
ゼ発現プラスミドを得ることができる。この際、該プロ
モータとフェニルアラニン・トランスアミナーゼの翻訳
開始コドンとの間の塩基配列が、特定の配列、すなわち
後記配列表の配列番号5に示された配列となるようにす
ればよい。
アミナーゼの翻訳開始コドンとの間の塩基配列は、フェ
ニルアラニン・トランスアミナーゼをコードするDNA
の制限酵素処理などによるDNA断片化、断片化したD
NAの結合、化学合成したリンカーDNAの連結、部位
特異的変異導入法、PCR法等を適宜組合わせることに
よって、後記配列表の配列番号5に示された塩基配列と
なるように構築することができる。
(エシェリシア・コリ)中で機能し得るプロモータであ
ればよく、特に限定されない。このようなプロモーター
としては、例えばlacプロモーター(大腸菌ラクトー
スオペロンのプロモーター)が挙げられる。lacプロ
モーターの塩基配列を後記配列表の配列番号3に示し
た。
大腸菌(エシェリシア・コリ)中で複製可能なプラスミ
ドであれば特に限定されない。このようなベクタープラ
スミドとしては、例えばpBluescriptSK
(+)(Stratagene社製)、pLG339(Gene、第1
8巻、第335頁、1982年、ATCC37131)、pUC
18(Gene、第33巻、第103頁、1985年、ATCC
37253)等が挙げられる。このうち、pUC18がとり
わけ好ましい。
常の形質転換法により宿主微生物となるエシェリシア・
コリに導入することにより、本発明の組換え微生物を取
得できる。このような宿主微生物は特に限定されない
が、例えば、エシェリシア・コリDH5株、エシェリシ
ア・コリJM109株、エシェリシア・コリHB101
株(Journal of molecular biology、第41巻、第45
9頁、1969年、ATCC33694)、エシェリシア・コリ
JM109株(蛋白質・核酸・酵素、第29巻、第29
4頁、1981年)等が挙げられる。このうち、エシェ
リシア・コリHB101株が好ましい。
アラニン・トランスアミナーゼの高発現が実現する。フ
ェニルアラニン・トランスアミナーゼ活性は、フェニル
ピルビン酸、2−オキソ−4−フェニル酪酸などを基質
とし、L−グルタミン酸、L−アスパラギン酸などをア
ミノ供与体として含む反応溶液中、微生物菌体を酵素源
として添加し、公知の方法により測定できる。
処理物を利用した酵素反応により、オキソ酸化合物(フ
ェニルピルビン酸または2−オキソ−4−フェニル酪
酸)からL−アミノ酸(L−フェニルアラニンまたはL
−2−アミノ−4−フェニル酪酸)を製造することがで
きる。
該微生物の処理物を、アミノ供与体の存在下に、一般式
(II)
で示されるオキソ酸化合物に作用させることにより、一
般式(I)
で示されるL-アミノ酸を製造できる。
等)及びそれらの処理物(洗浄菌体、乾燥菌体、培養上
清、菌体破砕物、菌体自己消化物、菌体抽出物等)は、
フェニルアラニン・トランスアミナーゼ活性を有するも
のであればよく、その形態は特に限定されない。
る。例えば、炭素源、窒素源、有機栄養源、無機塩類な
どを含む通常の栄養培地のpHを5.0〜9.0に調整し、これ
に微生物を接種したのち10〜45℃、好ましくは28〜37℃
で、好気的に培養すればよい。本発明の微生物の含有す
る発現プラスミドにおいて、トランスアミナーゼがla
cプロモータの制御下に発現するよう構築されている場
合には、培地中にラクトース、IPTG(イソプロピル
−1−チオ−β−D−ガラクトシド)などの酵素誘導物
質を添加することが、トランスアミナーゼ発現を高める
ために望ましい。
により生菌体を得ることができる。また、生菌体を生理
食塩水等で洗浄することにより洗浄菌体を得ることがで
き、生菌体や洗浄菌体等を凍結乾燥またはアセトン乾燥
することにより乾燥菌体を得ることができる。また、生
菌体、洗浄菌体等を種々の物理化学的方法(例えば、超
音波、フレンチプレス、浸透圧、凍結融解、アルミナ破
壊、溶菌酵素、界面活性剤または有機溶媒等で処理)で
処理することにより、菌体の破砕物を得ることができ、
これら菌体や細胞の破砕物からろ過または遠心分離など
により固形物を除去することによって菌体の抽出物を得
ることができる。
与体は、遊離の形でも塩の形でも反応系に供することが
できる。
ラギン酸、L−グルタミン酸が挙げられ、L−グルタミ
ン酸が好ましい。アミノ供与体は、オキソ酸化合物1モ
ルに対して通常1〜3モル、とりわけ1.3〜1.5モ
ル使用するのが好ましい。
アミナーゼの安定性を考慮して40℃未満で行うのが好
ましいが、とりわけ28〜37℃で実施するのが好ましく、
また、そのpHは7〜9となるよう調整するのが好まし
い。また、上記酵素反応に際しては、臭化セチルトリメ
チルアンモニウム、臭化セチルピリジニウム等の界面活
性剤を反応液中に0.001〜0.1%程度になるよう添加して
おくことにより酵素反応を促進させることもできる。
とにより反応進行率を100%にまで高めることができ
る。反応液中に生成した目的L−アミノ酸の分離精製
は、通常のイオン交換樹脂法やその他の公知方法を単独
で、或いは組合せて容易に行うことができる。
2−アミノ−4−フェニル酪酸)から、既知の方法(米
国特許第4542234、同第4344949、特開昭
59−181247、特開昭60−13715、特開昭
63−174955および特開昭63−174956記
載の方法等)により、N−置換アミノ酸誘導体へ導くこ
とができる。
アミノ−4−フェニル酪酸をエステル化した後、α位に
脱離基を有するα−置換カルボン酸又はα−置換カルボ
ン酸エステル化合物と反応させて、一般式(III)
アラルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表
す。R2は、低級アルキル基、アラルキル基またはアリ
ール基を示す。R3は、水素原子、低級アルキル基、ア
ラルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表
す。)で示される化合物を得、ついでR3が水素原子で
ない場合には、所望により、該化合物を接触還元及び/
又は酸処理(好ましくは接触還元)することにより置換
基R3を除去することにより、N−置換アミノ酸誘導体
を得ることができる。
て、R1、R2又はR3で示される低級アルキル基(炭素
数1〜4のアルキル基)としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−
ブチル基、tert−ブチル基などが挙げられる。アラルキ
ル基としては、ベンジル基、α−フェネチル基、β−フ
ェネチル基などが挙げられる。シクロアルキル基として
は、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプ
チル基などが挙げられる。アリール基としては、無置換
フェニル基、アルキル基置換フェニル基(トリル基
等)、ハロゲン原子・ニトロ基置換フェニル基などが挙
げられる。
て、R1がエチル基、R2がメチル基であることが好まし
い。
酸エステル化合物がα位に有する脱離基としては、ハロ
ゲン原子(塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など)、ス
ルホニルオキシ基(脂肪族置換スルホニルオキシ基、芳
香族置換スルホニルオキシ基、ハロスルホニルオキシ基
等)が挙げられる。
(ACE)阻害剤の共通な合成中間体として有用なN−
置換アミノ酸誘導体であるN−〔(1S)−エトキシカ
ルボニル−3−フェニルプロピル〕−L−アラニンなど
を製造できる。
ニル−3−フェニルプロピル〕−L−アラニンはさら
に、特開昭62−48696記載の方法により、酸塩化
物(例えば、塩化ギ酸の反応性誘導体(ホスゲンな
ど))と反応させることによって、下式
る。
化合物(L−アミノ酸、N−置換アミノ酸誘導体)は、
遊離の形であってもよく、或いは塩の形であってもよ
い。かかる塩としては、無機酸塩(塩酸塩、臭化水素酸
塩、硫酸塩、リン酸塩等)および有機酸塩(コハク酸
塩、マレイン酸塩、フマール酸塩、メタンスルホン酸塩
等)が挙げられる。
誘導体から、既知の方法(特開昭58−203971記
載の方法等)により、2−オキソイミダゾリジン誘導体
またはその薬理学的に許容しうる塩へ導くことができ
る。
−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピル〕−L−
アラニンを、その活性エステル体に変換した後、一般式
(IV)
ル基置換低級アルキル基を表す。)で示される2−オキ
ソイミダゾリジン−4−カルボン酸誘導体と縮合反応さ
せ、得られた化合物をさらに、酸処理及び/又は接触還
元(好ましくは酸処理)して置換基R4を除去して、下
式
合物をその薬理的に許容し得る塩とすることにより、2
−オキソイミダゾリジン誘導体またはその薬理学的に許
容しうる塩を製造できる。かかる塩としては、無機酸塩
(塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、リン酸塩など)、ア
ルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩
等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウ
ム塩等)、有機酸塩(コハク酸塩、マレイン酸塩、フマ
ール酸塩、メタンスルホン酸塩など)、有機塩基との塩
(リジン塩、オルニチン塩等)が挙げられる。
−フェニルプロピル〕−L−アラニンの活性エステル体
とは、そのカルボキシル基における反応性誘導体を意味
する。このような活性エステル体は、例えば前記化合物
を、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール又は1−ヒドロ
キシコハク酸イミドと、縮合剤(ジシクロヘキシルカル
ボジイミド等)の存在下で反応させることにより得られ
る。
アルキル基としては、tert−ブチル基などが挙げられ
る。フェニル基置換低級アルキル基としては、ベンジル
基などが挙げられる。このうちR4は、ベンジル基であ
ることが好ましい。
(4S)−1−メチル−3−{(2S)−2−〔N−
((1S)−1−エトキシカルボニル−3−フェニルプ
ロピル)アミノ〕プロピオニル}−2−オキソイミダゾ
リジン−4−カルボン酸塩酸塩)など、アンジオテンシ
ン変換酵素(ACE)阻害剤として有用な2−オキソイ
ミダゾリジン誘導体またはその薬理学的に許容しうる塩
を製造することができる。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
明示がない限り、「モレキュラークローニング(Molecu
lar Cloning)」(Sambrook, J., Fritsch, E.F.及びMan
iatis, T. 著、Cold Spring Harbor Laboratory Press
より1989年に発刊)に記載の方法により行うか、ま
たは、市販の試薬やキットを用いる場合には市販品の指
示書に従って使用した。
ミドpPAP243及びこれを含む大腸菌形質転換株の
取得 (1)発現プラスミドpPAP142の調製 タカギらの文献(Biotechnology and Applied Biochemi
stry、第13巻、112-119頁、1991年;特開平1−153
084)記載の方法に従って、パラコッカス・デニトリ
フィカンス(Paracoccus denitrificans IFO12442)の
染色体DNAからトランスアミナーゼ遺伝子(フェニル
アラニントランスアミナーゼ遺伝子)を含むDNA断片
を単離し、これを含む組換え発現プラスミドpPAP1
42を得た。
伝子を含むパラコッカス・デニトリフィカンス染色体D
NA断片(約2.2kb)が、ベクタープラスミドpU
C18のlacプロモータ下流に連結されている。この
染色体DNA断片の塩基配列を後記配列表の配列番号1
に示し、この染色体DNA断片にコードされるトランス
アミナーゼのアミノ酸配列を後記配列表の配列番号2に
示した。この染色体DNA断片中、トランスアミナーゼ
遺伝子翻訳領域(配列番号1の第1024〜2205番
目の塩基に相当する塩基配列を有する)の上流には、パ
ラコッカス・デニトリフィカンス由来の、プロモータ領
域と、ロダニース様蛋白質をコードする領域(配列番号
1の第166〜927番目の塩基に相当する塩基配列を
有する)が存在する。
列番号3で示した塩基配列を有する)とパラコッカス由
来トランスアミナーゼ遺伝子翻訳領域(配列番号1の第
1024〜2205番目の塩基に相当する塩基配列を有
する)との間の塩基配列は、後記配列表の配列番号4に
示した通りである。配列番号4の第237〜998番目
の塩基に相当する塩基配列は、ロダニース様蛋白質をコ
ードする領域の塩基配列である。
パラコッカス・デニトリフィカンス由来のトランスアミ
ナーゼ遺伝子はベクター中のlacプロモータによって
発現すると考えられる。
ッカス(パラコッカス・デニトリフィカンス)由来染色
体DNA断片中の、遺伝子源本来のプロモータ領域とロ
ダニース様蛋白質をコードする領域を欠失させ、大腸菌
でのトランスアミナーゼの発現に必要な領域のみを残し
たプラスミドを、以下のようにして構築した。(構築方
法の概略図を図1に示した。)まず、pPAP142を
鋳型とするPCR(polymerase chain reaction)によ
り、pPAP142中のトランスアミナーゼ翻訳域N末
端側(177bp)とその上流非翻訳域の一部(95b
p)を含む断片を増幅した。
配列表の配列番号9及び配列番号10に示した塩基配列
を有する合成オリゴヌクレオチドを各々センスプライマ
ー及びアンチセンスプライマーとして用いた。
部分配列(配列番号1の第929〜958番目の塩基に
相当)のN末側を一部改変してKpnI認識部位が生成
されるように設計した。また、アンチセンスプライマー
の配列は、トランスアミナーゼ翻訳域中の部分配列(配
列番号1の第1171〜1200番目の塩基に相当)に
基づいて設計した。
ラスミド pPAP142、各4μMのプライマー、1.0単位の
DNAポリメラーゼ、5μlの10倍緩衝液、各5μl(2m
M)のデオキシNTPおよび30.5μlの水からなる混合
液を用いて、94℃で30秒、55℃で30秒、72℃
で1分の工程を、30回繰り返すことにより行った。反
応後、反応液をアガロースゲル電気泳動に供し、目的と
するPCR産物のDNA断片(約300bp)をゲル中
から回収した。
pBluescriptSK(+)(Stratagene社製)
のEcoRVで切断部位に挿入し、プラスミドpBSK
1を得た。pBSK1中のEcoRI−KpnI−Ec
oRI断片の塩基配列を決定し、PCRで得たDNAが
目的とする正しい配列を有していることを確認した。
で切断し、得られた約150bpのDNA断片をpPA
P142のEcoRI切断断片(約3800bp:アン
ピシリン耐性遺伝子、lacプロモータ及びトランスア
ミナーゼ遺伝子の3’末端側を含む)と連結して、組換
え発現プラスミドpPAP243を得た。
流にパラコッカス由来トランスアミナーゼ遺伝子の翻訳
領域及び3’非翻訳領域が正方向に連結されており、p
PAP142におけるパラコッカス由来のプロモータ領
域とロダニース様蛋白質をコードする領域が欠失してい
る。
タ(配列番号3で示した塩基配列を有する)とパラコッ
カス由来トランスアミナーゼ遺伝子翻訳領域(配列番号
1の第1024〜2205番目の塩基に相当する塩基配
列を有する)との間の塩基配列は、配列番号5で示した
通りである。
大腸菌形質転換株の取得 前項(2)で得た発現プラスミドpPAP243を、エシ
ェリシア・コリ(Escherichia coli)
HB101株に導入し、形質転換株 HB101(p
PAP243)を得た。
ミドpPAP243を含む大腸菌形質転換株の培養物の
トランスアミナーゼ活性 前記実施例1(3)で得たトランスアミナーゼ発現プラス
ミドpPAP243を導入した形質転換株HB101
(pPAP243)(実施例1(3))のトランスアミナ
ーゼ活性を測定した。
域などを除く前の発現プラスミドpPAP142(実施
例1(1))、ロダニース様蛋白質をコードする領域など
は除かれているがプロモータ(lac)とトランスアミ
ナーゼ翻訳領域との間の配列がpPAP243とは異な
る対照発現プラスミドpPAP1416(後記参考例1
(1))、pPAP1417(後記参考例1(2))及びp
PAPSD61(後記参考例1(3))について、これら
を導入した形質転換株のトランスアミナーゼ活性を測定
・比較した。
活性の測定は、以下のように行った。LBG寒天培地
(1%バクトトリプトン、0.5%イーストエキストラ
クト、0.5%NaCl、2%グルコース、2%寒天)
で前培養した菌を一白金耳、生理食塩水4.5mlに懸
濁した後0.5mlを生産用培地(1%乳糖、0.2%
ブドウ糖、0.5%L−グルタミン酸ナトリウム、2%
コーンスチープリカー、2%ミーストN、0.3%リン
酸第1カリウム、0.7%リン酸第2カリウム、0.1
%硫酸アンモニウム、0.025%硫酸マグネシウム・
7水和物、0.03%カラリン、アンピシリン200μ
g/mlを含む培地(pH7.0))50mlに植菌
し、37℃にて26.5時間振とう培養した。培養後、
培養液0.2mlを採取し、洗浄用液(0.01%臭化
セチルトリメチルアンモニウム、0.9%塩化ナトリウ
ム)4mlに添加して30℃、30分間インキュベート
した。これを遠心分離した後上清4mlを除去し、残っ
た菌体について、トランスアミナーゼ活性を測定した。
ン・トランスアミナーゼ活性)は、2−オキソ−4−フ
ェニル酪酸を基質とし、L−グルタミン酸をアミノ供与
体として、以下のように測定した。
(0.25M 2−オキソ−4−フェニル酪酸カリウム、0.3
75M L−グルタミン酸ナトリウムおよび0.125M ピリ
ドキサール−5’−リン酸)0.8mlを添加し、30
℃で30分反応させた後、1N塩酸4mlを添加して反
応停止させた。これを蒸留水で適宜希釈した後、HPL
C(Nucleosil 10C18カラム(4×250mm、MAC
HEREY−NAGEL社製)、移動相40mMリン酸
カリウム(pH2.5)/CH3CN[9/1]、流速1
ml/分、検出波長254nm)にて、反応生成物L−
2−アミノ−4−フェニル酪酸を測定・定量した。
101株に導入した形質転換株は、ロダニース様蛋白質
をコードする領域などを除く前の発現プラスミドpPA
P142を導入した株の約2.1倍の高い活性を示し
た。
様蛋白質をコードする領域などは除かれているがプロモ
ータとトランスアミナーゼ翻訳領域との間の配列がpP
AP243とは異なる発現プラスミド、pPAP141
6、pPAP1417及びpPAPSD61を各々導入
した形質転換株では、pPAP243を導入した株の約
1/2以下の活性しか認められなかった。
酪酸の製造 生産用培地(1%乳糖、0.2%ブドウ糖、0.5%L
−グルタミン酸ナトリウム、2%コーンスチープリカ
ー、2%ミーストN、0.3%リン酸第1カリウム、
0.7%リン酸第2カリウム、0.1%硫酸アンモニウ
ム、0.025%硫酸マグネシウム・7水和物、0.0
3%カラリンを含む培地(pH7.0))100ml
に、前記実施例1の(3)で得た大腸菌形質転換株HB
101(pPAP243)を1白金耳植種し、37℃で
26時間培養する。この培養液に2−オキソ−4−フェ
ニル酪酸カリウム4.33g、L−グルタミン酸ナトリ
ウム5.07gおよびピリドキサルリン酸2.65mg
を添加後、アンモニア水でpH8.8に調整し、更に3
0℃で26.5時間静置して酵素反応を行う。2時間お
よび5時間反応後に、それぞれ2−オキソ−4−フェニ
ル酪酸カリウム2.16gとL−グルタミン酸ナトリウ
ム2.54g(pH8.8)を添加して反応を行う。反
応後、コットンフィルターでろ過を行い、HClで溶解
後、活性炭処理して、5N NaClでpH5.5に調
整する。かくして収率約88%で光学活性体L−2−ア
ミノ−4−フェニル酪酸の結晶を得ることができる。
ラスミドの調製 プロモータとトランスアミナーゼ翻訳領域との間の配列
がpPAP143とは異なる発現プラスミドpPAP1
416、pPAP1417及びpPAPSD61を以下
のように調製した。
を、制限酵素KpnIおよびMluIで切断し、得られ
たDNA断片(3890bp:アンピシリン耐性遺伝
子、lacプロモータ及びトランスアミナーゼ翻訳領域
を含む)にリンカーDNA(KpnI−MluIリンカ
ーDNA:配列番号6の第70〜84番目の塩基に相
当)を連結して閉環し発現プラスミドpPAP1416
を得た(調製方法の概略を図2に示した。)。リンカー
DNAは、381A型DNA合成機(アプライドバイオ
システム社製)を用いてホスホアミダイト法によって合
成したものを用いた(以下、同)。
は、プロモータ(lac)及びパラコッカス由来トラン
スアミナーゼ遺伝子の翻訳領域を含み、プロモータ(l
ac)とトランスアミナーゼ翻訳領域との間の塩基配列
は、配列番号6で示した通りである。
を、制限酵素KpnIおよびMluIで切断した後、M
Bヌクレアーゼ(Mung bean nuclease)で処理して末端
平滑化した。得られたDNA断片(約3890bp:ア
ンピシリン耐性遺伝子、lacプロモータ及びトランス
アミナーゼ翻訳領域を含む)にリンカーDNA(Kpn
I−平滑末端リンカーDNA:配列番号7の第70〜8
8番目の塩基に相当)を連結して閉環し発現プラスミド
pPAP1417を得た(調製方法の概略を図2に示し
た。)。
は、プロモータ(lac)及びパラコッカス由来トラン
スアミナーゼ遺伝子の翻訳領域を含み、プロモータ(l
ac)とトランスアミナーゼ翻訳領域との間の塩基配列
は、配列番号7に示した通りである。
を、制限酵素KpnIおよびMluIで切断し、得られ
たDNA断片(約3.9kb:アンピシリン耐性遺伝
子、lacプロモータ及びトランスアミナーゼ翻訳領域
を含む)にリンカーDNA(KpnI−MluIリンカ
ーDNA:配列番号8の第69〜78番目の塩基に相
当)を連結して閉環し発現プラスミドpPAPSD61
を得た。
は、プロモータ(lac)及びパラコッカス由来トラン
スアミナーゼ遺伝子の翻訳領域を含み、プロモータ(l
ac)とトランスアミナーゼ翻訳領域との間の塩基配列
は、配列番号8で示した通りである。
ナーゼ発現組換え微生物と比較して顕著に高いトランス
アミナーゼ発現能及び生産能を有する。また、本発明の
微生物は、トランスアミナーゼ以外のパラコッカス・デ
ニトリフィカンス由来蛋白質を発現しない点でも有利で
ある。
ミノ酸(L−2−アミノ−4−フェニル酪酸など)を工
業的有利に製造できる。また、本新規微生物を用いるこ
とにより、L-アミノ酸を経由してN−置換アミノ酸誘
導体アルキル及び2−オキソイミダゾリジン誘導体また
はその薬理学的に許容しうる塩を工業的有利に製造でき
る。
ミナーゼ遺伝子翻訳領域の5’上流の一部分が融合した
配列(Sequence of the fusion of a portionof a vect
or and 5' upstream part of the Paracoccus transami
nase gene coding region)
トランスアミナーゼ遺伝子翻訳領域の5’上流の一部分
が融合した配列(Sequence of the fusion ofa portion
of a vector,a linker,and 5' upstream part of the
Paracoccus transaminase gene coding region)
ally synthesized primer sequence)
243の作製方法概略を示す模式図。
P1416及びpPAP1417の作製方法概略を示す
模式図。
Claims (12)
- 【請求項1】 宿主微生物中で機能するプロモータの下
流に、パラコッカス属に属する微生物由来のフェニルア
ラニン・トランスアミナーゼをコードするDNAが組込
まれた組換えプラスミドを、エシェリシア・コリである
宿主微生物中に含有せしめた組換え微生物であって、該
プロモータとフェニルアラニン・トランスアミナーゼの
翻訳開始コドンとの間の塩基配列が配列番号5に示され
た配列である、組換え微生物。 - 【請求項2】 パラコッカス属に属する微生物が、パラ
コッカス・デニトリフィカンスである請求項1記載の微
生物。 - 【請求項3】 該プロモータがlacプロモーターであ
る、請求項1記載の組換え微生物。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載の微生
物を用いて、フェニルアラニン・トランスアミナーゼを
生産する方法。 - 【請求項5】 請求項1〜3のいずれか1項記載の微生
物または該微生物の処理物を、アミノ供与体の存在下
に、一般式(II) 【化1】 (但し、式中、nは1または2を表す。)で示されるオ
キソ酸化合物に作用させることを特徴とする、一般式
(I) 【化2】 (但し、nは前記と同一意味を有する。)で示されるL
-アミノ酸の製法。 - 【請求項6】 アミノ供与体が、L−アスパラギン酸又
はL−グルタミン酸である請求項5記載の製法。 - 【請求項7】 オキソ酸化合物が2−オキソ−4−フェ
ニル酪酸でありL−アミノ酸がL−2−アミノ−4−フ
ェニル酪酸である、請求項5記載の製法。 - 【請求項8】 請求項7記載の製法によりL−2−アミ
ノ−4−フェニル酪酸を得、該化合物をエステル化した
後、α位に脱離基を有するα−置換カルボン酸又はα−
置換カルボン酸エステル化合物と反応させて、一般式
(III) 【化3】 (但し、式中、R1は、低級アルキル基、アラルキル
基、シクロアルキル基またはアリール基を表す。R
2は、低級アルキル基、アラルキル基またはアリール基
を示す。R3は、水素原子、低級アルキル基、アラルキ
ル基、シクロアルキル基またはアリール基を表す。)で
示される化合物を得、ついでR3が水素原子でない場合
には、所望により、該化合物を接触還元及び/又は酸処
理することにより置換基R3を除去することを特徴とす
る、N−置換アミノ酸誘導体の製法。 - 【請求項9】 R1がエチル基、R2がメチル基である請
求項8記載の製法。 - 【請求項10】 N−置換アミノ酸誘導体が、N−
〔(1S)−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピ
ル〕−L−アラニンである請求項9記載の製法。 - 【請求項11】 請求項10記載の製法によりN−
〔(1S)−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピ
ル〕−L−アラニンを得、該化合物をさらに酸塩化物と
反応させて、下式 【化4】 で示される化合物に変換することを特徴とするN−置換
アミノ酸誘導体の製法。 - 【請求項12】 請求項10記載の製法により得たN−
〔(1S)−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピ
ル〕−L−アラニンを、その活性エステル体(カルボキ
シル基における反応性誘導体)に変換した後、一般式
(IV) 【化5】 (但し、R4は低級アルキル基又はフェニル基置換低級
アルキル基を表す。)で示される2−オキソイミダゾリ
ジン−4−カルボン酸誘導体と縮合反応させ、得られた
化合物をさらに酸処理および/又は接触還元して置換基
R4を除去して、下式 【化6】 で示される化合物を得、所望により、該化合物をその薬
理的に許容し得る塩とすることを特徴とする、2−オキ
ソイミダゾリジン誘導体またはその薬理学的に許容しう
る塩の製法。
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WO2003014057A1 (fr) * | 2001-08-08 | 2003-02-20 | Tanabe Seiyaku Co., Ltd. | Procedes de production d'acide halogenophenylpyruvique et d'halogenophenylalanine optiquement active |
JP2006160678A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Ohara Yakuhin Kogyo Kk | 2−オキソイミダゾリジン誘導体の製造方法 |
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- 2000-01-20 JP JP2000011171A patent/JP4505917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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