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JP2001314191A - Method for racemizing N-acyl-amino acids and method for producing optically active amino acids - Google Patents

Method for racemizing N-acyl-amino acids and method for producing optically active amino acids

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JP2001314191A
JP2001314191A JP2001051279A JP2001051279A JP2001314191A JP 2001314191 A JP2001314191 A JP 2001314191A JP 2001051279 A JP2001051279 A JP 2001051279A JP 2001051279 A JP2001051279 A JP 2001051279A JP 2001314191 A JP2001314191 A JP 2001314191A
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JP
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acyl
amino acid
amino acids
protein
racemase
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Japanese (ja)
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Akikazu Matsuyama
彰収 松山
Shinji Tokuyama
真治 徳山
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Daicel Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】幅広い基質に対してラセミ化活性を持つラセマ
ーゼを用いたN−アシル−アミノ酸のラセミ化方法、お
よび光学活性アミノ酸の製造方法の提供。 【解決手段】Sebekia benihanaに由来するN-アシルアミ
ノ酸ラセマーゼ(NAAR)によるラセミ化方法と、この方法
に基づく光学活性アミノ酸の製造方法が提供された。N
−アシルアラニン、N−アシル−アスパラギン酸、N−
アシル−ロイシン、あるいはN−アシル−バリンといっ
たアシルアミノ酸においても、これらを基質として効率
的なラセミ化を触媒することができる。更に光学活性ア
ミノ酸の製造に応用した場合には、医薬品原料などとし
て有用な光学活性アミノ酸を効率的に得ることができ
る。
[PROBLEMS] To provide a method for racemizing N-acyl-amino acids using a racemase having racemizing activity for a wide range of substrates, and a method for producing optically active amino acids. A racemization method using N-acylamino acid racemase (NAAR) derived from Sebekia benihana and a method for producing an optically active amino acid based on the method are provided. N
-Acylalanine, N-acyl-aspartic acid, N-
Acyl amino acids such as acyl-leucine or N-acyl-valine can also be used as a substrate to catalyze efficient racemization. Furthermore, when applied to the production of optically active amino acids, optically active amino acids useful as raw materials for pharmaceuticals and the like can be efficiently obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ラセマーゼによる
N−アシル−アミノ酸のラセミ化方法、更にL−アミノ
アシラーゼ、あるいはD−アミノアシラーゼを作用させ
てそれぞれに対応する光学活性アミノ酸を製造する方法
に関する。
The present invention relates to a method for racemizing N-acyl-amino acids by racemase, and further to a method for producing an optically active amino acid corresponding to each by reacting with L-aminoacylase or D-aminoacylase. .

【0002】[0002]

【従来の技術】N−アシル−アミノ酸ラセマーゼ(以下
NAARと省略する)は、アミノ酸には作用せず、N−アシ
ル−アミノ酸を特異的にラセミ化する酵素である。Stre
ptomyces属、Amycolatopsis属、あるいはSebekia属など
の放線菌にNAAR活性を持つ酵素が見出されている(特許
第2712331号)。また、アシルアミノ酸ラセマー
ゼ生産菌としてアミコラトプシス・スピーシーズTS−
1−60とそれを用いた製造方法(特開平6−2056
68)、その菌株由来であるアシルアミノ酸ラセマーゼ
をコードするDNA断片等(特開平4−365482)
が知られている。しかしながら、単離精製され、その基
質特異性が明らかにされたNAARは、ストレプトミセス・
スピーシーズY-53とアミコラトプシス・スピーシーズ
TS−1−60に由来する2種類の酵素のみである。こ
れら基質特異性を明らかにされたNAARは、いずれも実質
的に作用するアシルアミノ酸が限定されている。ストレ
プトミセス・スピーシーズY−53に由来するNAARの活
性は、N−アシルメチオニンに対する活性を100とし
た場合にN−アシルロイシン、N−アシルフェニルアラ
ニン、N−アシルバリンに対しては50以上だが、N−
アシルトリプトファン、N−アシルアラニン、N−アシ
ルアスパラギン酸に対しては50未満である。またアミ
コラトプシス・スピーシーズTS−1−60に由来する
NAARの活性は、N−アシルメチオニンに対する活性を1
00とした場合に、N−アシルフェニルアラニン、N−
アシルバリンに対しては50以上だがN−アシルトリプ
トファン、N−アシルアラニン、N−アシルアスパラギ
ン酸、N−アシルロイシンに対しては50未満である。
更に本発明者らは、既にセベキア・ベニハナ(Sebekia b
enihana)に由来するNAARの遺伝子の単離と組み換え体の
発現に成功している(生物工学会大会・1999年度大
会講演要旨集p.166)。しかしS. benihanaがN−アシル
−L−メチオニンに対するN−アシル−アミノ酸ラセマ
ーゼ活性を持つことは知られているものの、酵素の基質
特異性に関する具体的な知見はない。
2. Description of the Related Art N-acyl-amino acid racemase (hereinafter referred to as N-acyl-amino acid racemase)
NAAR) is an enzyme that does not act on amino acids and specifically racemizes N-acyl-amino acids. Stre
An enzyme having NAAR activity has been found in actinomycetes such as the genus ptomyces, the genus Amycolatopsis, and the genus Sebekia (Japanese Patent No. 2712331). Amycolatopsis species TS- is also known as an acylamino acid racemase producing bacterium.
1-60 and a manufacturing method using the same (JP-A-6-2056)
68), a DNA fragment encoding an acylamino acid racemase derived from the strain (JP-A-4-365482)
It has been known. However, NAAR that has been isolated and purified and whose substrate specificity has been revealed is a Streptomyces
Only two enzymes derived from Species Y-53 and Amycolatopsis species TS-1-60. In all of these NAARs whose substrate specificity has been clarified, acyl amino acids that act substantially are limited. The activity of NAAR derived from Streptomyces species Y-53 is 50 or more with respect to N-acylleucine, N-acylphenylalanine, and N-acylvaline when the activity with respect to N-acylmethionine is 100, but N-
Less than 50 for acyltryptophan, N-acylalanine, N-acylaspartic acid. Also derived from Amycolatopsis species TS-1-60
The activity of NAAR indicates that the activity on N-acylmethionine is 1
00, N-acylphenylalanine, N-
It is 50 or more for acylvaline, but less than 50 for N-acyltryptophan, N-acylalanine, N-acylaspartic acid and N-acylleucine.
Furthermore, the present inventors have already found that Sebekia benihana
enihana) has been successfully isolated and expressed in recombinant form (Abstracts of the Annual Meeting of the Society of Biotechnology, 1999, p.166). However, although it is known that S. benihana has N-acyl-amino acid racemase activity on N-acyl-L-methionine, there is no specific knowledge on the substrate specificity of the enzyme.

【0003】アシルアミノ酸のラセミ化は、光学活性ア
ミノ酸の製造における重要な工程である。酵素は高い触
媒機能をもつだけでなく、基質特異性、反応特異性とと
もに、立体特異性を示す。酵素の立体特異性は、いくつ
かの例外はあるものの、ほとんど絶対的といえる。さ
て、近年における研究の精密化に伴い、医薬品、農薬、
飼料、香料などの分野で光学活性体を扱うことの重要性
が増している。光学異性体は生理活性をまったく異にす
る場合があるため、それらを特異的に得るための技術は
重要である。たとえばサリドマイドは、D(R)体は催奇
形性を持たないが、L(S)体には強い催奇形性がある。
そのラセミ体を実用に供したことが、サリドマイドによ
る薬害事件を引き起こす原因となった。更に対掌体の一
方のみが有効な生理活性を示す場合、両者の共存によっ
て、もう一方の異性体が単に活性を持たないという問題
のみならず、有効な対掌体に対して競合阻害をもたら
す。その結果、ラセミ体の生物活性が有効な対掌体に対
して1/2以下に激減してしまうこともある。従って、光
学的に純粋な対掌体をいかにして入手(合成または分
割)するかは、産業上重要な課題となっている。
[0003] Racemization of acyl amino acids is an important step in the production of optically active amino acids. Enzymes not only have a high catalytic function, but also exhibit stereospecificity as well as substrate specificity and reaction specificity. The stereospecificity of the enzyme is almost absolute, with some exceptions. By the way, with the refinement of research in recent years, medicines, pesticides,
The importance of handling optically active substances in fields such as feeds and flavors is increasing. Since optical isomers may have completely different physiological activities, techniques for specifically obtaining them are important. For example, in thalidomide, the D (R) form has no teratogenicity, but the L (S) form has strong teratogenicity.
The practical use of the racemate caused thalidomide to cause phytotoxicity. Furthermore, when only one of the enantiomers exhibits an effective bioactivity, the coexistence of both causes not only the problem that the other isomer does not have any activity, but also a competitive inhibition on the effective enantiomer. . As a result, the biological activity of the racemate may be drastically reduced to less than 1/2 that of the effective enantiomer. Therefore, obtaining (synthesizing or resolving) an optically pure enantiomer is an important industrial issue.

【0004】この課題に対して、ラセミ体を合成した上
で、それを効果的に光学分割する手法が広く用いられて
いる。しかし合成後の分割による手法では、常に目的と
しない対掌体を副生成物として合成することになるの
で、原料の有効利用という点では問題を残す。たとえ回
収された副生成物を原料として再生するとしても、常に
一定量の副生成物の合成を繰り返すことには変わりは無
い。したがって、副生成物や多量の廃液を生じない酵素
法による光学分割が注目されている。酵素法による光学
分割は、酵素の特異性を利用して、必要な対掌体を特異
的に生成させる方法である。不要な対掌体の合成を低く
抑えることができるので、光学的な純度に優れた生成物
を容易に得ることができる。また、原料の有効利用の点
でも有利である。光学分割を利用するにしろ、酵素的に
特定の対掌体を特異的に合成するにしろ、いずれにせ
よ、基質となるラセミ体を合成するにはラセマーゼの作
用が有用である。すなわち、アシルアミノ酸のラセミ化
を触媒するには、NAARが必要となる。
[0004] To solve this problem, a method of synthesizing a racemic body and then effectively resolving it has been widely used. However, in the method based on the division after the synthesis, an enantiomer that is not intended is always synthesized as a by-product, so that there remains a problem in terms of effective utilization of the raw materials. Even if the recovered by-product is recycled as a raw material, the synthesis of a fixed amount of by-product is always repeated. Therefore, optical resolution by an enzymatic method that does not generate by-products and a large amount of waste liquid has attracted attention. The optical resolution by the enzymatic method is a method for specifically generating a necessary enantiomer using the specificity of an enzyme. Since synthesis of unnecessary enantiomers can be suppressed to a low level, a product having excellent optical purity can be easily obtained. It is also advantageous in terms of effective utilization of raw materials. Regardless of whether optical resolution is used or a specific enantiomer is specifically synthesized enzymatically, the action of racemase is useful for synthesizing a racemate as a substrate. That is, NAAR is required to catalyze the racemization of acyl amino acids.

【0005】たとえばD-トリプトファンは、医薬品原料
などとして重要なD-アミノ酸の一つである。D-トリプト
ファンは、N-アシル-DL-トリプトファンの脱アシル化に
よって得ることができる。しかし、N-アシルトリプトフ
ァンをラセミ化してN-アシル-DL-トリプトファンを効率
良く触媒することができるラセマーゼは知られていな
い。同様に、N−アシルアラニン、N−アシル−アスパ
ラギン酸、N−アシル−ロイシン、あるいはN−アシル
−バリンといったアシルアミノ酸においても、これらを
基質として効率的なラセミ化を触媒することができるラ
セマーゼは知られていない。
[0005] For example, D-tryptophan is one of the important D-amino acids as a raw material for pharmaceuticals. D-tryptophan can be obtained by deacylation of N-acyl-DL-tryptophan. However, a racemase that can racemize N-acyltryptophan to efficiently catalyze N-acyl-DL-tryptophan is not known. Similarly, in the case of acyl amino acids such as N-acylalanine, N-acyl-aspartic acid, N-acyl-leucine, or N-acyl-valine, a racemase that can catalyze efficient racemization using these as a substrate is unknown.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、幅広い基質
に対してラセミ化活性を持つラセマーゼを用いたN−ア
シル−アミノ酸のラセミ化方法、およびこの方法を利用
した光学活性アミノ酸の製造方法の提供を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for racemizing N-acyl-amino acids using a racemase having racemizing activity on a wide range of substrates, and a method for producing optically active amino acids using this method. Providing is an issue.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
の解決のために、幅広い基質に対して有効なラセマーゼ
の探索を進めた。そして、本発明者らが先に報告したセ
ベキア・ベニハナ(Sebekia benihana)に由来するNAAR
が、N−アシル−アミノ酸の工業的なラセミ化に利用可
能な基質特異性を備えていることを見出し本発明を完成
した。すなわち本発明は、以下に示す特定の基質特異性
を備えたNAARによるN−アシル−アミノ酸のラセミ化方
法、並びにこのラセミ化方法に基づく光学活性アミノ酸
の製造方法に関する。 〔1〕ラセマーゼまたはその処理物を光学活性N−アシ
ル−アミノ酸に作用させ、該N−アシル−アミノ酸をラ
セミ化する工程を含むN−アシル−アミノ酸のラセミ化
方法において、前記ラセマーゼが次の(a)〜(c)の
いずれかに記載のタンパク質からなるN−アシル−アミ
ノ酸ラセマーゼであることを特徴とするラセミ化方法。 (a)配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタン
パク質。 (b)配列番号:2に記載のアミノ酸配列において、1
若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/
または付加したアミノ酸配列からなり、下記(1)およ
び(2)に記載の理化学的性質を有するタンパク質。 (c)配列番号:1に記載の塩基配列からなるDNAとス
トリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌク
レオチドによってコードされるタンパク質であって、下
記(1)および(2)に記載の理化学的性質を有するN
−アシル−アミノ酸ラセマーゼ活性を有するタンパク
質。 (1)作用:N−アシル−アミノ酸に作用してラセミ化
する。 (2)基質特異性:N−アシル−アミノ酸のうち、特に
N−アシルアラニン、N−アシル−アスパラギン酸、N
−アシル−ロイシン、N−アシル−バリン、N−アシル
−トリプトファンのそれぞれのN−アシル−アミノ酸に
対して少なくとも相対活性でN−アシル−メチオニンを
100とした場合に50以上の活性がある。 〔2〕ラセマーゼ産生菌またはその処理物を光学活性N
−アシル−アミノ酸に作用させ、該N−アシル−アミノ
酸をラセミ化する工程を含むN−アシル−アミノ酸のラ
セミ化方法において、前記ラセマーゼ産生菌が次の
(a)〜(d)のいずれかに記載のポリヌクレオチドが
コードするタンパク質を発現可能に保持した形質転換体
であることを特徴とするラセミ化方法。 (a)配列番号:1に記載の塩基配列におけるタンパク
質コード領域を含むポリヌクレオチド。 (b)配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタン
パク質をコードするポリヌクレオチド。 (c)配列番号:1に記載の塩基配列からなるDNAとス
トリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌク
レオチドであって、下記(1)および(2)に記載の理
化学的性質を有するN−アシル−アミノ酸ラセマーゼ活
性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド。 (d)配列番号:2に記載のアミノ酸配列において1若
しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/ま
たは付加したアミノ酸配列からなり、下記(1)および
(2)に記載の理化学的性質を有するN−アシル−アミ
ノ酸ラセマーゼ活性を有するタンパク質をコードするポ
リヌクレオチド。 (1)作用:N−アシル−アミノ酸に作用してラセミ化
する。 (2)基質特異性:N−アシル−アミノ酸のうち、特に
N−アシルアラニン、N−アシル−アスパラギン酸、N
−アシル−ロイシン、N−アシル−バリン、N−アシル
−トリプトファンのそれぞれのN−アシル−アミノ酸に
対して少なくとも相対活性でN−アシル−メチオニンを
100とした場合に50以上の活性がある。 〔3〕N−アシル−アミノ酸がN−アシルアラニン、N
−アシル−アスパラギン酸、N−アシル−ロイシン、N
−アシル−バリン、およびN−アシル−トリプトファン
からなる群から選択される少なくとも1つのN−アシル
−アミノ酸である〔1〕または〔2〕に記載のN−アシ
ル−アミノ酸のラセミ化方法。 〔4〕D−またはL−アミノアシラーゼの共存下で、N
−アシル−DL−アミノ酸を基質として〔1〕または
〔2〕に記載のラセミ化方法を行うことを特徴とするD
−またはL−アミノ酸の製造方法。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted a search for a racemase which is effective for a wide range of substrates. And NAAR derived from Sebekia benihana reported earlier by the present inventors
Have a substrate specificity that can be used for industrial racemization of N-acyl-amino acids, and completed the present invention. That is, the present invention relates to a method for racemizing an N-acyl-amino acid with NAAR having the following specificity of a substrate, and a method for producing an optically active amino acid based on the racemization method. [1] In a method for racemizing an N-acyl-amino acid, comprising the step of allowing a racemase or a processed product thereof to act on an optically active N-acyl-amino acid and racemizing the N-acyl-amino acid, the racemase comprises the following ( A racemization method comprising an N-acyl-amino acid racemase comprising the protein according to any one of (a) to (c). (A) a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (B) In the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 1
Or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or
Or a protein comprising an added amino acid sequence and having the physicochemical properties described in (1) and (2) below. (C) a protein encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and a physicochemical property described in the following (1) and (2) N with
A protein having an acyl-amino acid racemase activity. (1) Action: acts on N-acyl-amino acid to cause racemization. (2) Substrate specificity: among N-acyl-amino acids, especially N-acylalanine, N-acyl-aspartic acid,
N-acyl-leucine, N-acyl-valine, and N-acyl-tryptophan have at least 50 or more relative activities to N-acyl-amino acids of N-acyl-methionine, respectively. [2] A racemase-producing bacterium or a processed product thereof is treated with an optically active N
A method of racemizing an N-acyl-amino acid, the method comprising the step of acting on an acyl-amino acid to racemize the N-acyl-amino acid, wherein the racemase-producing bacterium is one of the following (a) to (d): A racemization method, characterized in that the transformant is a transformant that retains a protein encoded by the polynucleotide described in an expressible manner. (A) a polynucleotide comprising the protein coding region in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1; (B) a polynucleotide encoding a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (C) a polynucleotide which hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and which has the physicochemical properties described in (1) and (2) below. -A polynucleotide encoding a protein having amino acid racemase activity. (D) consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids have been substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and has the physicochemical properties described in (1) and (2) below. A polynucleotide encoding a protein having a property of N-acyl-amino acid racemase activity. (1) Action: acts on N-acyl-amino acid to cause racemization. (2) Substrate specificity: among N-acyl-amino acids, especially N-acylalanine, N-acyl-aspartic acid,
N-acyl-leucine, N-acyl-valine, and N-acyl-tryptophan have at least 50 or more relative activities to N-acyl-amino acids of N-acyl-methionine, respectively. [3] N-acyl-amino acid is N-acylalanine,
-Acyl-aspartic acid, N-acyl-leucine, N
The method for racemizing an N-acyl-amino acid according to [1] or [2], which is at least one N-acyl-amino acid selected from the group consisting of -acyl-valine and N-acyl-tryptophan. [4] In the presence of D- or L-aminoacylase, N
D), wherein the racemization method described in [1] or [2] is performed using an acyl-DL-amino acid as a substrate.
Or a method for producing an L-amino acid.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明は、次の(a)〜(c)の
いずれかに記載のタンパク質からなるNAARによるN−ア
シル−アミノ酸のラセミ化方法を提供する。 (a)配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタン
パク質。 (b)配列番号:2に記載のアミノ酸配列において、1
若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/
または付加したアミノ酸配列からなり、下記(1)およ
び(2)に記載の理化学的性質を有するタンパク質。 (c)配列番号:1に記載の塩基配列からなるDNAとス
トリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌク
レオチドによってコードされるタンパク質であって、下
記(1)および(2)に記載の理化学的性質を有するN
−アシル−アミノ酸ラセマーゼ活性を有するタンパク
質。 (1)作用:N−アシル−アミノ酸に作用してラセミ化
する。 (2)基質特異性:N−アシル−アミノ酸のうち、特に
N−アシルアラニン、N−アシル−アスパラギン酸、N
−アシル−ロイシン、N−アシル−バリン、N−アシル
−トリプトファンのそれぞれのN−アシル−アミノ酸に
対して少なくとも相対活性でN−アシル−メチオニンを
100とした場合に50以上の活性がある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention provides a method for racemizing N-acyl-amino acids by NAAR comprising a protein described in any of the following (a) to (c). (A) a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (B) In the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 1
Or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or
Or a protein comprising an added amino acid sequence and having the physicochemical properties described in (1) and (2) below. (C) a protein encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and a physicochemical property described in the following (1) and (2) N with
A protein having an acyl-amino acid racemase activity. (1) Action: acts on N-acyl-amino acid to cause racemization. (2) Substrate specificity: among N-acyl-amino acids, especially N-acylalanine, N-acyl-aspartic acid,
N-acyl-leucine, N-acyl-valine, and N-acyl-tryptophan have at least 50 or more relative activities to N-acyl-amino acids of N-acyl-methionine, respectively.

【0009】配列番号:2に記載のアミノ酸配列からな
るNAARは、セベキア・ベニハナ(Sebekia benihana)から
単離することができる。S.benihanaは、たとえばIFO 14
309として入手することができる。より具体的には、S.b
enihanaを公知の方法によって培養し、その培養物よりN
AARを精製することができる。例えば、菌体を破砕後、
プロタミン硫酸沈澱を行い、その遠心分離上清を硫酸ア
ンモニウムを用いて塩析し、更に、陰イオン交換クロマ
トグラフィー、疎水クロマトグラフィー、アフィニティ
ークロマトグラフィー、ゲルろ過などを組み合わせるこ
とにより、精製することができる。S.benihana IFO 143
09より精製されたNAARは、次の理化学的性質、および酵
素学的性質(3)〜(6)を有する。 (3)分子量:SDS−PAGEによる分子量約440
00、ゲルろ過による分子量約340000 (4)阻害剤:PCMBに阻害される。 (5)作用適温の範囲:至適温度は40−60℃であ
る。 (6)安定pHの範囲:pH7.5から10の範囲で安
定である。
The NAAR having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 can be isolated from Sebekia benihana. S.benihana is, for example, IFO 14
Available as 309. More specifically, Sb
enihana is cultured by a known method, and N
AAR can be purified. For example, after crushing the cells,
Protamine sulfate precipitation is performed, and the centrifuged supernatant is salted out using ammonium sulfate, and further purified by a combination of anion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, affinity chromatography, gel filtration and the like. S.benihana IFO 143
The NAAR purified from 09 has the following physicochemical and enzymatic properties (3) to (6). (3) Molecular weight: about 440 molecular weight by SDS-PAGE
00, molecular weight about 340000 by gel filtration (4) Inhibitor: Inhibited by PCMB. (5) Range of optimal temperature for operation: The optimal temperature is 40-60 ° C. (6) Stable pH range: stable in the pH range of 7.5 to 10.

【0010】本発明におけるNAARは、NAARをコードする
ポリヌクレオチドの発現によって得られる組み換え体を
用いることもできる。本発明におけるNAARは、前記
(b)あるいは(c)として記載したタンパク質からな
るNAARを含む。S.benihana IFO 14309より精製されたNA
ARのアミノ酸配列(配列番号:2)に対して、1若しく
は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または
付加したアミノ酸配列からなるタンパク質は、配列番
号:2のアミノ酸配列からなるNAARに近い酵素活性を示
す可能性が高い。したがって、このようなアミノ酸配列
からなるタンパク質の中から、本発明に利用することが
できるNAAR変異体を選択することは、当業者が日常的に
行っていることである。
[0010] As the NAAR in the present invention, a recombinant obtained by expressing a polynucleotide encoding the NAAR can also be used. The NAAR in the present invention includes a NAAR consisting of the protein described as (b) or (c) above. NA purified from S.benihana IFO 14309
A protein consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids have been substituted, deleted, inserted, and / or added to the amino acid sequence of AR (SEQ ID NO: 2) is a NAAR consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. It is likely to show an enzyme activity close to. Therefore, those skilled in the art routinely select a NAAR mutant that can be used in the present invention from a protein having such an amino acid sequence.

【0011】更に、配列番号:1に記載の塩基配列から
なるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズ
するポリヌクレオチドによってコードされるタンパク質
であって、前記(1)および(2)に記載の理化学的性
質を有するタンパク質は、本発明におけるNAARとして利
用することができる。S.benihana IFO 14309より単離さ
れたNAARをコードするDNAに対してストリンジェントな
条件下でハイブリダイズすることができるポリヌクレオ
チドによってコードされるタンパク質には、前記NAARと
類似の酵素活性を持つタンパク質が多く含まれる。これ
らの酵素の中から本発明の方法に用いることができるNA
AR変異体を選択することは、当業者が日常的に行ってい
ることである。
[0011] Furthermore, a protein encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, wherein the protein is a physicochemical compound described in (1) or (2) above. A protein having specific properties can be used as NAAR in the present invention. A protein encoded by a polynucleotide capable of hybridizing under stringent conditions to a DNA encoding NAAR isolated from S. benihana IFO 14309 includes a protein having an enzyme activity similar to that of the NAAR. Are included. NA that can be used in the method of the present invention from among these enzymes
Selecting AR mutants is a routine matter for those skilled in the art.

【0012】本発明のNAAR変異体の選択において、N−
アシル−アミノ酸に対するラセマーゼ活性は、次のよう
にして測定することができる。Tris-HCL緩衝液(pH 7.5
-50mM)、塩化コバルト−1.0mM、N−アシル−アミノ酸
−20 mM及び酵素を含む反応液を、30℃で5分間反応し、
100℃で5分間加熱し、反応を停止した。反応停止後、3U
のL-アミノアシラーゼを加え、再び30℃で1時間反応さ
せた。1時間後、100℃で3分間加熱し反応を停止させ
た。反応停止後、遠心分離(15000rpm、10分間、4℃)
し、TNBS法により生成したアミノ酸を測定した。1U
は、1分間に1μmolのN−アシル−アミノ酸をラセミ
化する酵素量とする。また、タンパク質の定量は、バイ
オラッド製タンパク質アッセイキットを用いた色素結合
法により行う。TNBS法は、以下のようにして行った。ま
ず0.5mlのアミノ酸を含むサンプルに0.5mlの100mM Na2B
4O7を加え、これに、20μlの110mM TNBS(Trinitrobenz
enesulfonic acid)溶液を加え、素早く攪拌した。5分
後に、1.5mMのNa2SO3を含む100mM NaHPO4を2ml加え、呈
色反応を停止させ、420nmにおける吸光度を測定した。
In selecting the NAAR mutant of the present invention, N-
Racemase activity for acyl-amino acids can be measured as follows. Tris-HCL buffer (pH 7.5
-50 mM), a reaction solution containing cobalt chloride-1.0 mM, N-acyl-amino acid-20 mM and an enzyme was reacted at 30 ° C. for 5 minutes,
The reaction was stopped by heating at 100 ° C. for 5 minutes. After stopping the reaction, 3U
Of L-aminoacylase was added and reacted at 30 ° C. again for 1 hour. One hour later, the reaction was stopped by heating at 100 ° C. for 3 minutes. After stopping the reaction, centrifuge (15000 rpm, 10 minutes, 4 ° C)
Then, the amino acids generated by the TNBS method were measured. 1U
Is the amount of enzyme capable of racemizing 1 μmol of N-acyl-amino acid per minute. The protein is quantified by a dye binding method using a Bio-Rad protein assay kit. The TNBS method was performed as follows. First, add 0.5 ml of 100 mM Na 2 B to a sample containing 0.5 ml of amino acids.
4 O 7 was added, and 20 μl of 110 mM TNBS (Trinitrobenz
enesulfonic acid) solution and stirred quickly. After 5 minutes, a 100 mM NaHPO 4 containing 1.5mM of Na 2 SO 3 was added 2 ml, to stop the color reaction and the absorbance was measured at 420 nm.

【0013】なお本発明のNAARの変異体を得るにあた
り、ストリンジェントな条件でハイブリダイズできるポ
リヌクレオチドとは、プローブDNAが、たとえば ECL
direct nucleic acid labeling and detection system
(Amersham Pharmaica Biotech社製)を用いて、マニュ
アルに記載の条件(wash:42℃、0.5x SSCを含むprimar
ywash buffer)において、ハイブリダイズするDNAを
指す。プローブDNAには、配列番号:1に記載された塩
基配列中の任意の少なくとも20個、好ましくは少なく
とも30個、たとえば40、60または100個の連続
した配列を一つ、または複数選択したDNAを用いること
ができる。
The polynucleotide which can be hybridized under stringent conditions for obtaining the mutant of the NAAR of the present invention is defined as a probe DNA, for example, ECL
direct nucleic acid labeling and detection system
(Amersham Pharmaica Biotech) using the conditions described in the manual (wash: 42 ° C, primar containing 0.5x SSC)
ywash buffer). As the probe DNA, a DNA obtained by selecting one or a plurality of any at least 20, preferably at least 30, for example, 40, 60 or 100 continuous sequences in the base sequence described in SEQ ID NO: 1 Can be used.

【0014】配列番号:1に示す塩基配列は、S.beniha
na IFO 14309より単離されたNAARをコードするDNAの塩
基配列である。このようなDNAは、S.benihanaのゲノム
ライブラリーやcDNAライブラリーを鋳型とするPCRによ
って得ることができる。PCRに必要なプライマーは、配
列番号:1に示す塩基配列に基づいて当業者が設計する
ことができる。あるいは、この塩基配列から選択された
塩基配列を持つDNAプローブで、ゲノムライブラリーや
cDNAライブラリーをスクリーニングすることにより得
ることもできる。PCRやプローブのハイブリダイゼーシ
ョンによる遺伝子のクローニング方法は公知である。
The nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 is S. beniha
na This is the nucleotide sequence of DNA encoding NAAR isolated from IFO 14309. Such DNA can be obtained by PCR using a genomic library or cDNA library of S. benihana as a template. Primers required for PCR can be designed by those skilled in the art based on the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. Alternatively, it can be obtained by screening a genomic library or a cDNA library with a DNA probe having a base sequence selected from this base sequence. Methods for cloning a gene by PCR or hybridization of a probe are known.

【0015】すなわち、セベキア属に属し、N−アシル
−アミノ酸ラセマーゼ生産能を有する微生物を培養し、
細胞壁分解酵素によりスフェロプラストとし、通常の方
法(例えば J.Biol.Chem.268,26212-26219(1993),Me
th.Cell.Biol.29,39-44(1975))によりゲノムDNA
を調製する。微生物としては、S.benihana IFO 14309を
用いることができる。調製した染色体DNAを適当な制
限酵素(HindIII,EcoRI,BamHI,Sau3AIなど)により
完全もしくは部分消化し、2〜8 kb程度のDNA断片と
する。このゲノムDNAに対して、配列番号:1に基づい
て設計したプローブを用いてサザンハイブリダイゼーシ
ョンを行い、目的のDNA断片とハイブリットを形成さ
せる。ハイブリッドを形成した複数のDNA断片を回収
し、大腸菌の発現ベクターに導入する。得られた組換え
プラスミドで大腸菌(エシェリヒア・コリ JM109株な
ど)を形質転換してゲノムライブラリーを作成する。発
現ベクターとしては、pUC18(宝酒造製)、pKK223-3
(ファルマシア製)、pET誘導体(宝酒造など)、ある
いはpMAL-p2(NEB製)などを用いることができる。ゲノ
ムライブラリーに対し、同じプローブを用いてコロニー
ハイブリダイゼーションによって陽性コロニーを得る。
陽性コロニーからプラスミドを抽出し制限酵素切断して
インサートDNAを得る。同じプローブでサザンハイブリ
ダイゼーションを行い、インサートDNAとプローブをハ
イブリットを形成させることによって目的の遺伝子を確
認できる。更にインサートの塩基配列を決定して配列番
号:1に示す塩基配列と照合すれば、目的とする遺伝子
が単離できたことを確認できる。得られたDNAは、適
当な発現ベクターに組み込み、宿主細胞へ形質転換する
ことによって、該DNAがコードするNAARの高発現株を
得ることができる。このような高発現株を、本発明によ
る光学活性アミノ酸の製造に用いることができる。
That is, a microorganism belonging to the genus Sevecchia and capable of producing N-acyl-amino acid racemase is cultured,
The spheroplasts are converted to spheroplasts by a cell wall degrading enzyme and used in a usual method (for example, J. Biol. Chem. 268, 26212-26219 (1993), Me.
th. Cell. Biol. 29, 39-44 (1975))
Is prepared. As the microorganism, S. benihana IFO 14309 can be used. The prepared chromosomal DNA is completely or partially digested with a suitable restriction enzyme (HindIII, EcoRI, BamHI, Sau3AI, etc.) to obtain a DNA fragment of about 2 to 8 kb. This genomic DNA is subjected to Southern hybridization using a probe designed based on SEQ ID NO: 1, to form a hybrid with a target DNA fragment. The plurality of hybridized DNA fragments are recovered and introduced into an E. coli expression vector. Escherichia coli (such as Escherichia coli JM109 strain) is transformed with the obtained recombinant plasmid to prepare a genomic library. Expression vectors include pUC18 (Takara Shuzo), pKK223-3
(Manufactured by Pharmacia), pET derivatives (such as Takara Shuzo), or pMAL-p2 (manufactured by NEB) can be used. Positive colonies are obtained from the genomic library by colony hybridization using the same probe.
Plasmids are extracted from positive colonies and cut with restriction enzymes to obtain insert DNA. The target gene can be confirmed by performing Southern hybridization with the same probe and forming a hybrid between the insert DNA and the probe. Further, by determining the base sequence of the insert and comparing it with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, it can be confirmed that the target gene has been isolated. The obtained DNA is integrated into an appropriate expression vector, and transformed into a host cell, whereby a highly expressing strain of NAAR encoded by the DNA can be obtained. Such a highly expressed strain can be used for producing an optically active amino acid according to the present invention.

【0016】NAARの高発現株からは、NAARを精製するこ
とができる。すなわち、NAARの発現を誘導する条件下で
前記高発現株を培養し、酵素遺伝子を発現させる。培養
菌体を集菌、破砕し、得られた上清を粗酵素液とし酵素
反応に用いることができる。あるいは前記のような方法
によって、精製NAARとすることもできる。粗酵素液のNA
AR活性は次のようにして決定することができる。すなわ
ち、粗酵素液、基質のN-アセチル-D-メチオニンと共にL
-アミノアシラーゼを共存させ、30℃で5〜60時間反応さ
せ、L-メチオニンの生成量を測定することでN−アシル
−アミノ酸ラセマーゼ活性を測定する。1分間に1μmole
のL-メチオニンが生成するのに必要な酵素量を1Uとす
る。メチオニンの生成は、薄層クロマトグラフィー(TL
C)によって定性的に確認することもできる。
[0016] NAAR can be purified from a strain highly expressing NAAR. That is, the high expression strain is cultured under conditions that induce NAAR expression, and the enzyme gene is expressed. Cultured cells can be collected and crushed, and the resulting supernatant can be used as a crude enzyme solution for the enzyme reaction. Alternatively, purified NAAR can be obtained by the method described above. NA of crude enzyme solution
AR activity can be determined as follows. That is, L along with the crude enzyme solution and the substrate N-acetyl-D-methionine.
-N-acyl-amino acid racemase activity is measured by reacting at 30 ° C. for 5 to 60 hours in the presence of -aminoacylase and measuring the amount of L-methionine produced. 1 μmole per minute
The amount of the enzyme required to produce L-methionine is 1 U. Methionine formation was determined by thin-layer chromatography (TL
It can also be qualitatively confirmed by C).

【0017】なお、上記クローニングに際して遺伝子源
として使用されるN−アシル−アミノ酸ラセマーゼ生産
能を有する微生物としては、N−アシル−アミノ酸ラセ
マーゼ生産能を有するセベキア属に属するすべての菌
株、突然変異株、変種などを含む。それらのうち特に好
ましい菌株は、セベキア・ベニハナ(Sebekia benihana)
種などがあげられる。また、大腸菌における発現ベクタ
ー、例えば、pUC18、pKK223-3、pET、pMAL-p2などを用
い、プロモーターの下流に順方向にオープンリーディン
グフレームを連結すれば、セベキア属由来のN−アシル
−アミノ酸ラセマーゼを直接もしくは融合タンパク質と
して発現可能である。
The microorganism having N-acyl-amino acid racemase-producing ability used as a gene source at the time of cloning includes all strains, mutants, and strains belonging to the genus Seveccia having N-acyl-amino acid racemase-producing ability. Including variants. Among them, particularly preferred strains are Sebekia benihana.
Seeds and the like. In addition, an expression vector in E. coli, for example, pUC18, pKK223-3, pET, pMAL-p2, etc., using an open reading frame downstream of the promoter in the forward direction, N-acyl-amino acid racemase derived from the genus Seveccia It can be expressed directly or as a fusion protein.

【0018】本発明は、前記NAARを利用したN−アシル
−アミノ酸のラセミ化方法である。前記NAAR、その高発
現株を含む培養物、あるいはそれらの処理物を、N−ア
シル−アミノ酸を含む反応溶液と接触させることによ
り、目的とする酵素反応を行わせることができる。すな
わち、水中もしくは水に溶解しにくい有機溶媒、たとえ
ば、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、クロロホル
ム、n−ヘキサンなどの有機溶媒中、もしくは、水性媒
体との2相混合系により行うことができる。本発明によ
るラセミ化方法は、固定化酵素、膜リアクターなどを利
用して行うことも可能である。なお、酵素と反応溶液の
接触形態はこれらの具体例に限定されるものではない。
反応溶液とは、基質を酵素活性の発現に望ましい環境を
与える適当な溶媒に溶解したものである。本発明におけ
るNAARを含む微生物の処理物には、具体的には界面活性
剤やトルエンなどの有機溶媒処理によって細胞膜の透過
性を変化させた微生物、あるいはガラスビーズや酵素処
理によって菌体を破砕した無細胞抽出液やそれを部分精
製したものなどが含まれる。一方NAARの処理物とは、NA
ARを公知の方法により不溶性の担体に固定化したものが
含まれる。なお、本発明におけるNAARは、精製酵素に限
定されず、粗精製物等として用いることもできる。
The present invention is a method for racemizing N-acyl-amino acids using the above NAAR. The target enzyme reaction can be carried out by bringing the culture containing the NAAR or its highly expressing strain or the treated product thereof into contact with a reaction solution containing an N-acyl-amino acid. That is, the reaction can be carried out in an organic solvent hardly soluble in water or water, for example, an organic solvent such as ethyl acetate, butyl acetate, toluene, chloroform, n-hexane, or a two-phase mixed system with an aqueous medium. The racemization method according to the present invention can be carried out using an immobilized enzyme, a membrane reactor, or the like. The contact form between the enzyme and the reaction solution is not limited to these specific examples.
The reaction solution is a solution obtained by dissolving a substrate in an appropriate solvent that provides a desired environment for the expression of enzyme activity. The processed product of the microorganism containing NAAR in the present invention is, specifically, a microorganism in which the permeability of the cell membrane is changed by treatment with an organic solvent such as a surfactant or toluene, or by crushing cells by treatment with glass beads or an enzyme. Includes cell-free extracts and partially purified ones. On the other hand, the processed material of NAAR is NA
It includes those in which AR is immobilized on an insoluble carrier by a known method. Note that NAAR in the present invention is not limited to a purified enzyme, and can be used as a crudely purified product or the like.

【0019】本発明によるN−アシル−アミノ酸のラセ
ミ化方法におけるN−アシル−アミノ酸としては、例え
ば下記一般式(1)に示すような化合物を挙げることが
できる。 一般式(1) (式中、Xは置換基を有してもよいカルボン酸由来のア
シルを、Rは置換基を有しても良い炭素数1−20のア
ルキルを示す)
The N-acyl-amino acid in the method for racemizing an N-acyl-amino acid according to the present invention includes, for example, compounds represented by the following general formula (1). General formula (1) (In the formula, X represents an acyl derived from a carboxylic acid which may have a substituent, and R represents an alkyl having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent.)

【0020】N−アシル−アミノ酸のアシル基(X)に
関し、これらのアシル基は置換基(ハロゲン、アルキ
ル、アルコキシなど)を有していて良く、ホルミル、ア
セチル、クロロアセチルなどのアルカノイル、ベンゾイ
ル、p−クロロベンゾイルなどのベンゾイル、フェニル
アセチル、フェニルプロピオニルなどのアリールアルカ
ノイルなどのカルボン酸アシルが挙げられる。また、R
で表わされるアルキルとして直鎖状または分枝状のアル
キル、ヒドロキシルアルキル、C1−3アルキルチオ、
チオール、フェニル、ヒドロキシフェニルもしくはイン
ドリルで置換されたC1-4アルキルおよびアミノ、カル
ボキシル、グアニジルもしくはイミダゾリルなどで置換
されたC1−4アルキルなどが挙げられる。更に具体的
には、特に反応性が高い、N−アシルアラニン、N−ア
シル−アスパラギン酸、N−アシル−ロイシン、N−ア
シル−バリン、N−アシル−トリプトファンが好適に用
いられる。
Regarding the acyl group (X) of the N-acyl-amino acid, these acyl groups may have a substituent (halogen, alkyl, alkoxy, etc.), and include alkanoyl such as formyl, acetyl, chloroacetyl, benzoyl, Benzoyl such as p-chlorobenzoyl; acyl carboxylate such as arylalkanoyl such as phenylacetyl and phenylpropionyl. Also, R
Linear or branched alkyl, hydroxylalkyl, C1-3alkylthio,
C1-4 alkyl substituted with thiol, phenyl, hydroxyphenyl or indolyl and C1-4 alkyl substituted with amino, carboxyl, guanidyl or imidazolyl and the like can be mentioned. More specifically, N-acylalanine, N-acyl-aspartic acid, N-acyl-leucine, N-acyl-valine, and N-acyl-tryptophan, which are particularly reactive, are preferably used.

【0021】本発明のラセミ化反応は、反応温度4−6
0℃、好ましくは10−40℃、pH3−11、好まし
くはpH6−9、基質濃度0.01−90%、好ましく
は0.1−30%で行うことができる。反応収率は50
−100%で進行する場合が多い。また、基質は反応開
始時に一括して添加することも可能であるが、反応液中
の基質濃度が高くなりすぎないように連続的、もしくは
非連続的に添加することが望ましい。
The racemization reaction of the present invention is carried out at a reaction temperature of 4-6.
The reaction can be carried out at 0 ° C., preferably 10-40 ° C., pH 3-11, preferably pH 6-9, at a substrate concentration of 0.01-90%, preferably 0.1-30%. Reaction yield is 50
It often progresses at -100%. The substrate can be added all at once at the start of the reaction, but it is preferable to add the substrate continuously or discontinuously so that the substrate concentration in the reaction solution does not become too high.

【0022】加えて本発明は、前記NAARとL−アミノア
シラーゼ若しくはD−アミノアシラーゼとの組み合わせ
による光学活性アミノ酸の製造方法に関する。すなわち
先に述べたNAAR、または該酵素を産生する微生物もしく
はその処理物をN−アシル−アミノ酸に作用させ、更に
L−アミノアシラーゼ若しくはD−アミノアシラーゼを
作用させることにより、反応産物である光学活性アミノ
酸を製造することができる。本発明による光学活性アミ
ノ酸の製造方法は、水中もしくは水に溶解しにくい有機
溶媒、たとえば、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、
クロロホルム、n−ヘキサンなどの有機溶媒中、もしく
は、水性媒体との2相混合系により行うことができる。
本発明の反応は、固定化酵素、膜リアクターなどを利用
して行うことも可能である。本発明に基づくラセミ化方
法によれば、例えばアシラーゼを用いた光学活性アミノ
酸の製造において廃棄される残存原料を再利用しうるこ
とから、工業的な利用において有利である。
[0022] In addition, the present invention relates to a method for producing an optically active amino acid by combining the above NAAR with L-aminoacylase or D-aminoacylase. That is, the above-described NAAR, or a microorganism producing the enzyme or a processed product thereof is allowed to act on an N-acyl-amino acid, and then L-aminoacylase or D-aminoacylase is acted on, thereby obtaining an optically active reaction product. Amino acids can be produced. The method for producing an optically active amino acid according to the present invention comprises an organic solvent that is hardly soluble in water or water, for example, ethyl acetate, butyl acetate, toluene,
The reaction can be carried out in an organic solvent such as chloroform or n-hexane or in a two-phase mixed system with an aqueous medium.
The reaction of the present invention can be carried out using an immobilized enzyme, a membrane reactor, or the like. The racemization method according to the present invention is advantageous in industrial use because, for example, a residual raw material discarded in the production of an optically active amino acid using acylase can be reused.

【0023】本発明による光学活性アミノ酸の製造方法
は、反応温度4−60℃、好ましくは10−40℃、p
H3−11、好ましくはpH6−9、基質濃度0.01
−90%、好ましくは0.1−30%で行うことができ
る。反応収率は50−100%で進行する場合が多い。
また、基質は反応開始時に一括して添加することも可能
であるが、反応液中の基質濃度が高くなりすぎないよう
に連続的、もしくは非連続的に添加することが望まし
い。生成する光学活性アミノ酸の精製は、菌体、タンパ
ク質の遠心分離、膜処理などによる分離、溶媒抽出、晶
析などを適当に組み合わせることにより行うことができ
る。たとえば、D−トリプトファンでは、微生物菌体を
含む反応液を遠心分離し、微生物菌体を除いた後、限外
濾過によりタンパク質を除去し、その濾液を脱水濃縮す
ることによって析出し、ろ別分離することで簡単に精製
することができる。
The method for producing an optically active amino acid according to the present invention comprises a reaction temperature of 4 to 60 ° C., preferably 10 to 40 ° C., p.
H3-11, preferably pH 6-9, substrate concentration 0.01
It can be carried out at -90%, preferably 0.1-30%. The reaction yield often proceeds at 50-100%.
The substrate can be added all at once at the start of the reaction, but it is preferable to add the substrate continuously or discontinuously so that the substrate concentration in the reaction solution does not become too high. The resulting optically active amino acid can be purified by appropriately combining bacterial cells, protein, centrifugation, separation by membrane treatment, solvent extraction, crystallization, and the like. For example, in the case of D-tryptophan, a reaction solution containing microbial cells is centrifuged to remove the microbial cells, proteins are removed by ultrafiltration, the filtrate is dehydrated and concentrated, and the precipitate is separated by filtration. Can be easily purified.

【0024】[0024]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 [実施例1]N−アシル−アミノ酸ラセマーゼのクロー
ニング Amycolatopsis sp. TS-1-60由来のN−アシル−アミノ
酸ラセマーゼ遺伝子の塩基配列を元にオリゴヌクレオチ
ドプローブを作成した。そして、5種類の制限酵素で部
分切断したSebekia benihana IFO14309の染色体DNAに対
し、作成したプローブを用いてサザンハイブリダイゼー
ションを行ったところ、約5kbpのSma I断片および約4.5
kbpのSph I断片とハイブリットを形成することが確認で
きた。そこで約5kbpのSma I断片を回収し、プラスミド
ベクターであるpUC18のSma Iサイトに連結後、大腸菌DH
5α株に形質転換し、ゲノムライブラリーを作成した。
ゲノムライブラリーに対し、同じプローブを用いてコロ
ニーハイブリダイゼーションを行った結果、約1000個の
コロニーのうち1個の陽性コロニーが得られた。このコ
ロニーからプラスミドを抽出し制限酵素Sma Iで切断し
た結果、約5kbpのインサートDNAが確認できた。同じプ
ローブでサザンハイブリダイゼーションを行ったとこ
ろ、約5kbpのインサートDNAとプローブがハイブリット
を形成することが確認できた。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto. [Example 1] Cloning of N-acyl-amino acid racemase An oligonucleotide probe was prepared based on the base sequence of the N-acyl-amino acid racemase gene derived from Amycolatopsis sp. TS-1-60. Then, when Southern hybridization was performed on the chromosomal DNA of Sebekia benihana IFO14309 partially cut with five types of restriction enzymes using the prepared probe, a Sma I fragment of about 5 kbp and about 4.5 kbp were obtained.
It was confirmed that a hybrid was formed with the kbp SphI fragment. Then, a Sma I fragment of about 5 kbp was recovered and ligated to the Sma I site of plasmid vector pUC18.
The strain was transformed into 5α strain to prepare a genomic library.
As a result of performing colony hybridization on the genomic library using the same probe, one positive colony out of about 1000 colonies was obtained. As a result of extracting a plasmid from this colony and cutting with a restriction enzyme SmaI, an insert DNA of about 5 kbp was confirmed. When Southern hybridization was performed with the same probe, it was confirmed that the insert DNA of about 5 kbp and the probe formed a hybrid.

【0025】次に、N−アシル−アミノ酸ラセマーゼ遺
伝子の特定化を行った。まず約5kbpのSma I染色体DNA断
片についてダイデオキシ法により全塩基配列を決定し
た。放線菌遺伝子はGC含量が約70%と全生物種の中でも
非常に高く、また、コドンの3文字目のGC含量が100%近
くになるという特徴を利用すると、決定した塩基配列の
中からコドンの3文字目のGC含量が100%近くになる領域
を調べることによりORFの位置を推定することができ
た。GC含量を調べた結果、この断片中に3つのORF/ORF
1、ORF2、ORF3が存在することが推定された。その中の1
つのORFであるORF2にオリゴヌクレオチドプローブと相
同性を示す配列が見つかり、またORF2がAmycolatopsis
sp. TS-1-60由来のN−アシル−アミノ酸ラセマーゼ遺
伝子と相同性を示した。このORF2は1104bpからなり、36
8個のアミノ酸をコードしていた。開始コドンはATGであ
り、開始コドン上流にSD配列と思われる配列がみられ
た。まず開始コドンの位置に制限酵素Nde Iサイト、終
止コドン下流に制限酵素Bgl IIサイトを持つプライマー
を作製し、ORF2をPCR法により増幅した。得られたPCR増
幅断片を制限酵素Nde I、Bgl IIで切断後、発現ベクタ
ーであるpET-3cのT7プロモーター下流に連結し、発現ベ
クターpET-NRを作製した。
Next, the N-acyl-amino acid racemase gene was specified. First, the entire nucleotide sequence of the approximately 5 kbp Sma I chromosomal DNA fragment was determined by the dideoxy method. The actinomycete gene has a GC content of about 70%, which is extremely high among all species, and the characteristic that the GC content of the third letter of the codon is close to 100% makes it possible to determine the codon in the determined base sequence. The position of the ORF could be estimated by examining the region where the GC content of the third letter of the above became close to 100%. As a result of examining the GC content, three ORFs / ORFs were found in this fragment.
It was presumed that 1, ORF2 and ORF3 were present. One of them
A sequence showing homology to the oligonucleotide probe was found in two ORFs, ORF2, and ORF2 was found to be Amycolatopsis
It showed homology with the N-acyl-amino acid racemase gene from sp. TS-1-60. This ORF2 consists of 1104 bp, 36
It encoded eight amino acids. The initiation codon was ATG, and a sequence presumed to be an SD sequence was found upstream of the initiation codon. First, a primer having a restriction enzyme Nde I site at the start codon and a restriction enzyme Bgl II site downstream of the stop codon was prepared, and ORF2 was amplified by PCR. The obtained PCR-amplified fragment was digested with restriction enzymes Nde I and Bgl II, and ligated downstream of the T7 promoter of the expression vector pET-3c to prepare an expression vector pET-NR.

【0026】作製したpET-NRを大腸菌BL21(DE3)株に形
質転換し、形質転換体でのORF2の発現を試みた。発現タ
ンパクの不溶化をさけるため、形質転換体を28℃、終濃
度0.01mMのIPTG誘導下で培養を行った。培養菌体を集
菌、破砕し、得られた上清を粗酵素液とし酵素反応に用
いた。酵素反応については粗酵素液、基質のN-アセチル
-D-メチオニンと共にL-アミノアシラーゼを共存させ、3
0℃で5〜60時間反応させた。この反応系では、L-メチオ
ニンの生成量を測定することでNAAR活性を測定した。酵
素活性の定義は、1分間に1μmoleのL-メチオニンが生成
した場合を1Uとした。なお、メチオニンの生成の確認の
みの場合は、TLCを用いて行った。生成したアミノ酸の
量をTNBS法によっておこなった。TNBS法は、0.5mlのア
ミノ酸を含むサンプルに0.5mlの100mM Na2B4O7を加え、
これに、20μlの110mM TNBS(Trinitrobenzenesulfonic
acid)溶液を加え、素早く攪拌した。5分後に、1.5mM
のNa2SO3を含む100mM NaHPO4を2ml加え、呈色反応を停
止させ。420nmにおける吸光度を測定した。
The prepared pET-NR was transformed into Escherichia coli BL21 (DE3) strain, and expression of ORF2 in the transformant was attempted. To avoid insolubilization of the expressed protein, the transformant was cultured at 28 ° C. under the induction of IPTG at a final concentration of 0.01 mM. The cultured cells were collected and disrupted, and the obtained supernatant was used as a crude enzyme solution for the enzyme reaction. For enzyme reaction, crude enzyme solution, substrate N-acetyl
L-aminoacylase coexists with -D-methionine,
The reaction was performed at 0 ° C. for 5 to 60 hours. In this reaction system, NAAR activity was measured by measuring the amount of L-methionine produced. The enzyme activity was defined as 1 U when 1 μmole of L-methionine was produced in 1 minute. In addition, in the case of only confirming the production of methionine, TLC was used. The amount of the generated amino acids was determined by the TNBS method. The TNBS method adds 0.5 ml of 100 mM Na 2 B 4 O 7 to a sample containing 0.5 ml of amino acids,
To this, add 20 μl of 110 mM TNBS (Trinitrobenzenesulfonic
acid) solution and stirred quickly. After 5 minutes, 1.5 mM
2 ml of 100 mM NaHPO 4 containing Na 2 SO 3 was added to stop the color reaction. The absorbance at 420 nm was measured.

【0027】[実施例2]形質転換体からのN−アシル
−アミノ酸ラセマーゼの精製 〈方法〉 ・粗酵素液の調整:大腸菌形質転換体を30℃、24h(培
養開始後4hで終濃度0.01mM IPTG添加)培養させた。培
養液を回収し得られた湿菌体50gを160mlの50mM Tris-HC
l(pH7.5)に懸濁し、超音波破砕(190W、40min)を行っ
た(200ml)。菌体破砕液を遠心分離(18,000rpm、4
℃、30mim)し、得られた上清190mlを粗酵素液とした。 ・硫安分画-1回目:粗酵素液に80%飽和硫安溶液(in 50
mM Tris-HCl(pH7.5))を加え、終濃度25%飽和(13%W/
V)とした後、4℃で16h静置した。16h後、遠心分離(8,
500rpm、4℃、30mim)を行い、上清250mlが得られた。
Example 2 Purification of N-acyl-amino acid racemase from transformants <Method> Preparation of crude enzyme solution: E. coli transformants were incubated at 30 ° C. for 24 hours (final concentration 0.01 mM at 4 hours after the start of culture). (IPTG added). 50 g of the wet bacterial cells obtained by collecting the culture solution are mixed with 160 ml of 50 mM Tris-HC.
l (pH 7.5) and sonicated (190 W, 40 min) (200 ml). Centrifuge the cell lysate (18,000 rpm, 4
C., 30 mim), and 190 ml of the obtained supernatant was used as a crude enzyme solution. -Ammonium sulfate fractionation 1st: 80% saturated ammonium sulfate solution (in 50
mM Tris-HCl (pH 7.5)) and a final concentration of 25% saturation (13% W /
After V), it was left still at 4 ° C. for 16 hours. After 16h, centrifuge (8,
500 rpm, 4 ° C., 30 mim) to obtain 250 ml of the supernatant.

【0028】・Butyl-Toyopearl 650M-1回目:硫安分画
で得られた上清250mlを25%飽和(13%W/V)硫安溶液
(in 50mM Tris-HCl(pH7.5))であらかじめ平衡化した1
80mlのButyl-Toyopearl 650Mカラムに通し、洗浄後、
硫安濃度グラジエント(25%飽和→0%)をつけながら5
倍量(900ml)の50mM Tris-HCl(pH7.5)により、吸着タ
ンパク質を溶出した。N−アシル−アミノ酸ラセマーゼ
活性が確認できたフラクションを回収した(280ml)。 ・硫安分画-2回目:Butyl-Toyopearl 650M-1回目で回収
したサンプルを透析し、385mlのサンプルが得られた。
この385mlのサンプルに80%飽和硫安溶液(in 50mM Tri
s-HCl/pH7.5)を加え、終濃度25%飽和(13%W/V)とし
た後、4℃で16h静置した。16h後、遠心分離(8,500rp
m、4℃、30mim)を行い、上清545mlが得られた。 ・Butyl-Toyopearl 650M-2回目:硫安分画で得られた上
清545mlを25%飽和(13%W/V)硫安溶液であらかじめ平
衡化した180mlのButyl-Toyopearl 650Mカラムに通し、
洗浄後、グラジエント(25%飽和→0%)をつけながら5
倍量(900ml)の50mM Tris-HCl(pH7.5)により、吸着タ
ンパク質を溶出した。N−アシル−アミノ酸ラセマーゼ
活性が確認できたフラクションを回収した(200ml)。
Butyl-Toyopearl 650M-1st time: 250 ml of the supernatant obtained from the ammonium sulfate fraction is equilibrated in advance with a 25% saturated (13% W / V) ammonium sulfate solution (in 50 mM Tris-HCl (pH 7.5)). 1
After passing through an 80 ml Butyl-Toyopearl 650M column and washing,
5 while adding ammonium sulfate concentration gradient (25% saturation → 0%)
The adsorbed protein was eluted with twice the volume (900 ml) of 50 mM Tris-HCl (pH 7.5). The fraction in which N-acyl-amino acid racemase activity was confirmed was collected (280 ml). -Ammonium sulfate fractionation-second time: The sample collected in the first time of Butyl-Toyopearl 650M was dialyzed to obtain a 385 ml sample.
80% saturated ammonium sulfate solution (in 50mM Tri
After adding s-HCl / pH7.5) to a final concentration of 25% saturation (13% W / V), the mixture was allowed to stand at 4 ° C. for 16 hours. After 16h, centrifuge (8,500rp
m, 4 ° C., 30 mim) to obtain 545 ml of supernatant. -Butyl-Toyopearl 650M 2nd time: Pass 545 ml of the supernatant obtained from the ammonium sulfate fractionation through a 180 ml Butyl-Toyopearl 650M column pre-equilibrated with a 25% saturated (13% W / V) ammonium sulfate solution.
After washing, apply a gradient (25% saturation → 0%)
The adsorbed protein was eluted with twice the volume (900 ml) of 50 mM Tris-HCl (pH 7.5). The fraction in which N-acyl-amino acid racemase activity was confirmed was collected (200 ml).

【0029】・Superose 12HR Butyl-Toyopearl 650M-2回目で回収したサンプルを透析
し、280mlのサンプルが得られた。あらかじめ0.15M塩化
ナトリウムを含む50mM Tris-HCl(pH7.5)で平衡化させた
Superose 12HRに、このサンプルのうち200μlを通した
(流速0.5mim/ml)。N−アシル−アミノ酸ラセマーゼ
活性が確認できた1.9mlのサンプルが得られた。総活性
および総蛋白質量は全体量280mlの値に換算した。上記
のNAARの精製の概要を表1に、また精製の結果を図1と
図2(Butyl-Toyopearl 650Mによるクロマトグラム)、
および図3(精製前後のSDS-PAGE)に示した。Butyl-To
yopearl 650Mによる2回の精製およびSuperose12HRによ
る精製を経て、最終的にNAARをほぼ純粋なタンパク質と
して精製できることが確認できた。
Superose 12HR Butyl-Toyopearl 650M The sample collected in the second round was dialyzed to obtain a 280 ml sample. Equilibrated in advance with 50 mM Tris-HCl (pH 7.5) containing 0.15 M sodium chloride
200 μl of this sample was passed through a Superose 12HR (flow rate 0.5 mim / ml). A 1.9 ml sample having N-acyl-amino acid racemase activity confirmed was obtained. Total activity and total protein content were converted to values for the total volume of 280 ml. Table 1 shows the outline of the above NAAR purification, and FIG. 1 and FIG. 2 (chromatograms by Butyl-Toyopearl 650M) showing the results of the purification.
And FIG. 3 (SDS-PAGE before and after purification). Butyl-To
After two purifications with yopearl 650M and a purification with Superose12HR, it was confirmed that NAAR could be finally purified as almost pure protein.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[実施例3]N−アシル−アミノ酸ラセマ
ーゼの分子量測定 1.分子量の測定 (1)ゲルろ過法と(2)SDS-ポリアクリルアミドゲル
電気泳動法(SDS-PAGE)によって、NAARの分子量を測定
した。 (1)ゲルろ過法 あらかじめ0.2Mの塩化ナトリウムを含むリン酸緩衝液
(50mM、pH7.0)で平衡化させたTSKgel G3000SWXLカラ
ム(東ソー製、7.8mmID x 30cm )に供し、20mlの同緩
衝液を流速0.5 ml/minで溶出させた。分子量マーカーに
は、MW-Marker proteins(HPLC)(オリエンタル酵母社
製):グルタメートデヒドロゲナーゼ(290,000)、ラ
クテートデヒドロゲナーゼ(142,000)、エノラーゼ(6
7,000)、ミオキナーゼ(32,000)、チトクロームC(1
2,400)を用いた。この結果、本酵素の分子量は、約34
0,000であることが示唆された(図4)。
Example 3 Measurement of molecular weight of N-acyl-amino acid racemase 1. Measurement of molecular weight The molecular weight of NAAR was determined by (1) gel filtration and (2) SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Was measured. (1) Gel filtration method The solution was applied to a TSKgel G3000SWXL column (Tosoh, 7.8 mmID x 30 cm) equilibrated with a phosphate buffer (50 mM, pH 7.0) containing 0.2 M sodium chloride in advance, and 20 ml of the same buffer was used. Was eluted at a flow rate of 0.5 ml / min. The molecular weight markers include MW-Marker proteins (HPLC) (manufactured by Oriental Yeast): glutamate dehydrogenase (290,000), lactate dehydrogenase (142,000), enolase (6
7,000), myokinase (32,000), cytochrome C (1
2,400). As a result, the molecular weight of this enzyme was about 34
It was suggested to be 0,000 (FIG. 4).

【0032】(2)SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳
動法 SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法は Laemmli法
(Laemmli, U.K.: Nature,227 ,pp680)に従い、ミニゲ
ルスラブ電気泳動装置(日本エイドー社製)を用いて、
電気泳動をおこなった。ゲルには、ポリアクリルアミド
ゲル(12%)を用いた。試料は、酵素液と同量の試料
処理液(4% SDS(sodium dodecyl sulfate)、20% グリ
セロール、10% 2-ME、0.005% BPB(Bromo phenol Blu
e)を含む125mM Tris・HCl(pH 6.8)緩衝液)を混合
し、ブロックヒーターを用い、100℃で約5分間加熱し、
室温まで冷却したもの10μlを電気泳動に供した。検
出はCBB-Rを用いた染色法によった。分子量マーカーに
は、SDS-PAGE Molecular WeightStandards,Low Range
(ホスホリラーゼb:97,400、アルブミン:66,200、オ
ブアルブミン:45,000、カルボニックアンヒドラーゼ:
31,000、トリプシンインヒビター:21,500、リゾチー
ム:14,400、BIO RAD社製)を用いた。この結果、NAAR
の分子量は、約44,000であることが示唆された(図
5)。ゲルろ過による分子量は約340,000であることか
ら、NAARが8量体として存在している可能性が示唆され
た。
(2) SDS-polyacrylamide gel electrophoresis The SDS-polyacrylamide gel electrophoresis is based on a Laemmli method (Laemmli, UK: Nature, 227, pp680) using a mini gel slab electrophoresis apparatus (manufactured by Nippon Aido). make use of,
Electrophoresis was performed. As the gel, a polyacrylamide gel (12%) was used. The sample was prepared in the same amount as the enzyme solution (4% sodium dodecyl sulfate (SDS), 20% glycerol, 10% 2-ME, 0.005% BPB (Bromo phenol Blu
e) containing 125 mM Tris · HCl (pH 6.8) buffer), and heat at 100 ° C. for about 5 minutes using a block heater.
10 μl of the solution cooled to room temperature was subjected to electrophoresis. Detection was performed by a staining method using CBB-R. SDS-PAGE Molecular Weight Standards, Low Range
(Phosphorylase b: 97,400, albumin: 66,200, ovalbumin: 45,000, carbonic anhydrase:
31,000, trypsin inhibitor: 21,500, lysozyme: 14,400, manufactured by BIO RAD). As a result, NAAR
Was suggested to have a molecular weight of about 44,000 (FIG. 5). The molecular weight determined by gel filtration was about 340,000, suggesting that NAAR may be present as an octamer.

【0033】[実施例4]N-アシルアミノ酸ラセマーゼ
の酵素活性測定法 N-アシルアミノ酸ラセマーゼの活性は以下に述べる方法
で測定した。まず、以下の反応液を作製した。 N-アセチル-D-アミノ酸(100mM) 100μl(20mM) 塩化コバルト(100mM) 5μl(1mM) Tris-HCl(0.5M /pH7.5) 50μl(50 mM) 滅菌蒸留水 295μl 合計 450μl この反応液に50μlの酵素液を加えて500μlとし、30℃
で5分間(活性が低い場合は数十分)反応させた後、100
℃で3分間加熱し反応を停止させた。反応停止後、3UのL
-アミノアシラーゼを加え、再び30℃で1時間反応させ
た。1時間後、100℃で3分間加熱し反応を停止させた。
反応停止後TNBS法により、生成したL-メチオニンを測定
した。酵素活性は、N-アセチル-D-メチオニンからN-ア
セチル-L-メチオニンが1分間に1μmole生成された場合
を1unit(U)と定義した。
[Example 4] Method for measuring enzyme activity of N-acylamino acid racemase The activity of N-acylamino acid racemase was measured by the method described below. First, the following reaction solutions were prepared. N-acetyl-D-amino acid (100 mM) 100 µl (20 mM) Cobalt chloride (100 mM) 5 µl (1 mM) Tris-HCl (0.5 M / pH7.5) 50 µl (50 mM) Sterile distilled water 295 µl Total 450 µl 50 µl in this reaction solution Add 500 μl of enzyme solution to 30 ℃
5 minutes (several tens of minutes if the activity is low)
The reaction was stopped by heating at 3 ° C. for 3 minutes. After stopping the reaction, 3U L
-Aminoacylase was added, and the reaction was performed again at 30 ° C. for 1 hour. One hour later, the reaction was stopped by heating at 100 ° C. for 3 minutes.
After stopping the reaction, the generated L-methionine was measured by the TNBS method. The enzyme activity was defined as 1 unit (U) when 1 μmole of N-acetyl-L-methionine was generated from N-acetyl-D-methionine per minute.

【0034】[実施例5]N-アシルアミノ酸ラセマーゼ
の至適温度及び熱安定性 作用至適温度は酵素活性測定法における反応温度を25℃
〜70℃まで変化させ、反応後生成したL-メチオニンを測
定して求めた。本酵素の熱安定性は、酵素液を所定の温
度で30分間加熱させた後、直ちに氷冷し残存する活性を
酵素活性測定法に従って測定し求めた。酵素活性は至適
温度、熱安定性とも30℃の場合を100とし、相対活性で
示した。結果は図6(至適温度)、および図7(熱安定
性)に示した。NAARの至適温度は40−60℃であっ
た。
Example 5 Optimum temperature and thermostability of N-acylamino acid racemase The optimum temperature for the action was 25 ° C. in the enzyme activity measurement method.
The temperature was changed to 7070 ° C., and L-methionine produced after the reaction was measured and determined. The thermostability of this enzyme was determined by heating the enzyme solution at a predetermined temperature for 30 minutes, immediately cooling it with ice, and measuring the remaining activity according to the enzyme activity measurement method. Enzyme activity is shown as relative activity with 100 at the case of 30 ° C for both the optimum temperature and the thermostability. The results are shown in FIG. 6 (optimal temperature) and FIG. 7 (thermal stability). The optimal temperature for NAAR was 40-60 ° C.

【0035】[実施例6]N-アシルアミノ酸ラセマーゼ
の至適pH及びpH安定性 作用至適pHは酵素活性測定法における緩衝溶液として、
ビストリス塩酸緩衝溶液(pH5.0〜7.0)、トリス塩酸緩
衝溶液(pH7.0〜10.0)を用い、30℃、30分間反応し活
性を求めた。pH安定性は所定のpHの緩衝液(作用至適pH
と同様)に酵素液を加え(20倍希釈)、一晩放置後、
酵素活性を酵素活性測定法に従って測定し求めた。酵素
活性はそれぞれpH7.5の場合を100とし、相対活性で示し
た。結果は図8(至適pH)、および図9(pH安定性)に
示した。NAARは、pH7.5から10の範囲で安定であ
った。
[Example 6] Optimum pH and pH stability of N-acylamino acid racemase The optimum pH for the action was determined as a buffer solution in the enzyme activity measurement method.
Using a bistris hydrochloride buffer solution (pH 5.0 to 7.0) and a Tris hydrochloride buffer solution (pH 7.0 to 10.0), the reaction was performed at 30 ° C. for 30 minutes to determine the activity. The pH stability is determined by using a buffer solution of the specified pH (optimal pH
Add the enzyme solution (20 times dilution) and leave it overnight
The enzyme activity was measured and determined according to the enzyme activity measurement method. Enzyme activities were shown as relative activities, with the case of pH 7.5 as 100. The results are shown in FIG. 8 (optimal pH) and FIG. 9 (pH stability). NAAR was stable in the pH range of 7.5 to 10.

【0036】[実施例7]N-アシルアミノ酸ラセマーゼ
の基質特異性 基質特異性は、反応液中の基質を変え、酵素活性測定法
に従って測定し求めた。酵素活性はN-アセチル-D-メチ
オニンの場合を100とし、相対活性で示した。 NAARが幅広いN−アセチル−アミノ酸に作用してラセミ
化する活性を持つことが確認された。特にN−アセチル
アラニン、N−アセチル−アスパラギン酸、N−アセチ
ル−ロイシン、N−アセチル−バリン、N−アセチル−
トリプトファンのそれぞれのN−アセチル−アミノ酸に
対して少なくとも相対活性でN−アセチル−メチオニン
を100とした場合に50以上の活性があることが確認
された。この基質特異性に基づいて、後に述べるような
酵素反応を構築した。
[Example 7] Substrate specificity of N-acylamino acid racemase The substrate specificity was determined by changing the substrate in the reaction solution and measuring according to the enzyme activity measurement method. The enzymatic activity was shown as a relative activity with N-acetyl-D-methionine as 100. It was confirmed that NAAR acts on a wide range of N-acetyl-amino acids to have racemizing activity. In particular, N-acetylalanine, N-acetyl-aspartic acid, N-acetyl-leucine, N-acetyl-valine, N-acetyl-
It was confirmed that the relative activity of tryptophan with respect to each N-acetyl-amino acid was at least 50 when N-acetyl-methionine was defined as 100. Based on this substrate specificity, an enzymatic reaction as described below was constructed.

【0037】[実施例8]N-アシルアミノ酸ラセマーゼ
の金属イオンの影響 酵素活性測定法において、反応液中に添加する塩化コバ
ルト(最終濃度1mM)を除き、各種の金属塩を最終濃度
1mMになるように添加し、無添加の場合をコントロール
として30℃、5分間の反応後、生成したL-メチオニンを
測定しN-アシルアミノ酸ラセマーゼに対する各種金属イ
オンの影響を調べた。酵素活性はCo添加の場合を100
とし、相対活性で示した。結果は表2に示した。Coに
活性化の効果があった。
[Example 8] Influence of metal ions on N-acylamino acid racemase In the enzyme activity measurement method, various metal salts were added to the final concentrations except for cobalt chloride (final concentration 1 mM) added to the reaction solution.
The reaction was carried out at 30 ° C. for 5 minutes, and the produced L-methionine was measured to examine the influence of various metal ions on N-acylamino acid racemase. The enzyme activity was 100 when Co was added.
And expressed as relative activity. The results are shown in Table 2. Co had an activating effect.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】[実施例9]N-アシルアミノ酸ラセマーゼ
の阻害剤の影響 酵素活性測定法において、各種酵素阻害剤を反応液中の
最終濃度がそれぞれ1mMになるように加え、無添加の場
合をコントロールとして30℃、10分間反応を行い酵素に
対する阻害剤の影響を調べた。なお、反応中に用いたL-
アミノアシラーゼは阻害剤の影響がないように過剰に加
えた。酵素活性は無添加の場合を100として相対活性で
示した。なお、EDTAについては、反応液中の最終濃度が
5mMのものも同様に調べた。結果を表3に示した。NAAR
は、Monoiodoacetic acid、PCMB、EDTAに阻害
された。
[Example 9] Influence of N-acylamino acid racemase inhibitor In the enzyme activity measurement method, various enzyme inhibitors were added so that the final concentrations in the reaction solution became 1 mM, respectively, and the case where no enzyme inhibitor was added was controlled. At 30 ° C. for 10 minutes to examine the effect of the inhibitor on the enzyme. In addition, L- used during the reaction
Aminoacylase was added in excess so as not to be affected by the inhibitor. Enzyme activity was shown as a relative activity with the case of no addition as 100. For EDTA, the final concentration in the reaction solution is
5 mM was also examined. The results are shown in Table 3. NAAR
Was inhibited by Monoiodoacetic acid, PCMB and EDTA.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】[実施例10]N−アシル−アミノ酸ラセ
マーゼによるN−アシル−アミノ酸のラセミ化 100mMリン酸カリウム緩衝液(pH6.5)、N−アシ
ル−アミノ酸ラセマーゼ1U、0.5%N−アセチル−
L−トリプトファン若しくはN−アセチル−D−トリプ
トファンを含む反応液中で、30℃で終夜反応させた。ラ
セミ化はHPLC法によって反応液中のトリプトファン
の光学純度を測定することによって確認した。N−アシ
ル−トリプトファンの光学純度を次のようにして求め
た。反応液からN−アシル−トリプトファンをメチルエ
チルケトンで抽出し、脱溶媒した後、光学分割カラムを
用いた液体クロマトグラフィーにより分析した。光学分
割カラムは、ダイセル化学工業株式会社製CHIRALPAKW
Hを用い、0.25mM硫酸銅水溶液を溶離液として、室温で
測定した。(流速:1ml/分、検出:254nm)で定量及び
光学純度を測定しその結果、本発明によって生成したN
−アセチル−トリプトファンは原料がN−アセチル−L
−トリプトファンの場合もN−アセチル−D−トリプト
ファンの場合も反応終了後の光学純度がほぼ0%eeでラ
セミ体であった。
Example 10 Racemization of N-acyl-amino acid with N-acyl-amino acid racemase 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5), 1 U of N-acyl-amino acid racemase, 0.5% N-acetyl −
The reaction was carried out at 30 ° C. overnight in a reaction solution containing L-tryptophan or N-acetyl-D-tryptophan. Racemization was confirmed by measuring the optical purity of tryptophan in the reaction solution by HPLC. The optical purity of N-acyl-tryptophan was determined as follows. N-acyl-tryptophan was extracted from the reaction solution with methyl ethyl ketone, desolvated, and analyzed by liquid chromatography using an optical resolution column. The optical resolution column is CHIRALPAKW manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
H was measured at room temperature using a 0.25 mM copper sulfate aqueous solution as an eluent. (Flow rate: 1 ml / min, detection: 254 nm) and the quantification and optical purity were measured.
-Acetyl-tryptophan is made of N-acetyl-L
In the case of -tryptophan and N-acetyl-D-tryptophan, the optical purity after the completion of the reaction was almost 0% ee and a racemic form.

【0042】[実施例11]N−アシル−アミノ酸ラセ
マーゼとD−アミノアシラーゼによるD−アミノ酸製造 100mMリン酸カリウム緩衝液(pH6.5)、N−アシ
ル−アミノ酸ラセマーゼ1U、D−アミノアシラーゼ1
U、15%N−アセチル−DL−トリプトファンを含む
反応液100ml中で、30℃で終夜反応させた。反応が
進行するにつれ生成D−トリプトファンは水層を飽和
し、過飽和分は水層中に析出してきたが、反応は続行し
た。水層に析出してきたD−トリプトファンはろ別分離
し、水洗乾燥した。(収率70%)生成したD−トリプ
トファンの光学純度を次のようにして求めた。ダイセル
化学工業株式会社製CHIRALPAKWHを用い、0.25mM硫酸
銅水溶液を溶離液として、室温で測定した。(流速:1m
l/分、検出:254nm)その結果、本発明によって生成し
たD−トリプトファンは光学純度がほぼ100%eeであ
った。
Example 11 Production of D-amino acid using N-acyl-amino acid racemase and D-aminoacylase 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5), 1 U of N-acyl-amino acid racemase, 1 U of D-aminoacylase 1
The reaction was carried out overnight at 30 ° C. in 100 ml of a reaction solution containing U and 15% N-acetyl-DL-tryptophan. As the reaction proceeded, the produced D-tryptophan saturated the aqueous layer, and the supersaturated portion was deposited in the aqueous layer, but the reaction continued. D-tryptophan precipitated in the aqueous layer was separated by filtration, washed with water and dried. (Yield 70%) The optical purity of the produced D-tryptophan was determined as follows. Using CHIRALPAKWH manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., measurement was performed at room temperature using a 0.25 mM copper sulfate aqueous solution as an eluent. (Flow rate: 1m
1 / min, detection: 254 nm) As a result, D-tryptophan produced according to the present invention had an optical purity of almost 100% ee.

【0043】[実施例12]N−アシル−アミノ酸ラセ
マーゼとL−アミノアシラーゼによるL−アミノ酸製造 100mMリン酸カリウム緩衝液(pH6.5)、N−アシ
ル−アミノ酸ラセマーゼ1U、L−アミノアシラーゼ
(シグマ社製)1U、15%N−アセチル−DL−トリ
プトファンを含む反応液100ml中で、30℃で終夜反
応させた。反応が進行するにつれ生成L−トリプトファ
ンは水層を飽和し、過飽和分は水層中に析出してきた
が、反応は続行した。水層に析出してきたL−トリプト
ファンはろ別分離し、水洗乾燥した。(収率70%)生
成したL−トリプトファンの光学純度を次のようにして
求めた。ダイセル化学工業株式会社製CHIRALPAKWHを
用い、0.25mM硫酸銅水溶液を溶離液として、室温で測定
した。(流速:1ml/分、検出:254nm)その結果、本発
明によって生成したL−トリプトファンは光学純度がほ
ぼ100%eeであった。
Example 12 Production of L-amino acid using N-acyl-amino acid racemase and L-aminoacylase 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5), 1 U of N-acyl-amino acid racemase, L-aminoacylase (Sigma) The reaction was carried out overnight at 30 ° C. in 100 ml of a reaction solution containing 1 U of 15% N-acetyl-DL-tryptophan. As the reaction proceeded, the produced L-tryptophan saturated the aqueous layer, and the supersaturated portion precipitated in the aqueous layer, but the reaction continued. L-tryptophan precipitated in the aqueous layer was separated by filtration, washed with water and dried. (Yield 70%) The optical purity of the produced L-tryptophan was determined as follows. Using CHIRALPAKWH manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., measurement was performed at room temperature using a 0.25 mM copper sulfate aqueous solution as an eluent. (Flow rate: 1 ml / min, detection: 254 nm) As a result, the optical purity of L-tryptophan produced by the present invention was almost 100% ee.

【0044】[0044]

【発明の効果】工業的生産に有利なN−アシル−アミノ
酸ラセマーゼが示された。本酵素を利用することによ
り、N−アシル−アミノ酸のラセミ化方法とD−アミノ
アシラーゼ、若しくはL−アミノアシラーゼと組み合わ
せることによって光学純度の高い光学活性アミノ酸の効
率的な生産方法が提供された。光学活性アミノ酸は、医
薬品の製造における中間体として有用である。
The N-acyl-amino acid racemase which is advantageous for industrial production has been shown. By using this enzyme, a method for efficiently producing an optically active amino acid having high optical purity was provided by combining a method for racemizing an N-acyl-amino acid with D-aminoacylase or L-aminoacylase. Optically active amino acids are useful as intermediates in the manufacture of pharmaceuticals.

【0045】[0045]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> DAICEL Chemical Industries LTD. <120> Methods for Racemization of N-acyl-amino acid, and manufacturing of optical active amino acid. <130> D1-A0003Y1 <140> <141> <150> JP 2000-60358 <151> 2000-03-01 <160> 2 <170> PatentIn Ver. 2.0 <210> 1 <211> 1104 <212> DNA <213> Sebekia benihana <220> <221> CDS <222> (1)..(1104) <400> 1 atg aaa atc acc gga gtg gag ctg cgc cgg atc gcg atg ccg ctg gtc 48 Met Lys Ile Thr Gly Val Glu Leu Arg Arg Ile Ala Met Pro Leu Val 1 5 10 15 gcg ccg ttc cgc acg tcg ttc ggc acc gag cac gac agg gac gtc ctc 96 Ala Pro Phe Arg Thr Ser Phe Gly Thr Glu His Asp Arg Asp Val Leu 20 25 30 ctg gtc aga gtg gtc acc ccc gat gcc gag ggg tgg ggc gag tgc gtg 144 Leu Val Arg Val Val Thr Pro Asp Ala Glu Gly Trp Gly Glu Cys Val 35 40 45 gcg atg tcg gag ccg ctc tac tcc tcc gag tac gtc gac gga gcc gcc 192 Ala Met Ser Glu Pro Leu Tyr Ser Ser Glu Tyr Val Asp Gly Ala Ala 50 55 60 gcg gtg atc cgc cgc ttc ctg ctg ccc gcg ctg ccc gac aac gtc gac 240 Ala Val Ile Arg Arg Phe Leu Leu Pro Ala Leu Pro Asp Asn Val Asp 65 70 75 80 gcg tac ggc gtg ggc cac gcc ctc gag ccg atc aag ggc cac cgc atg 288 Ala Tyr Gly Val Gly His Ala Leu Glu Pro Ile Lys Gly His Arg Met 85 90 95 gcc aag gcg gcg ctg gag acg gcc gtg ctc gac gcc cag ctg agg gcc 336 Ala Lys Ala Ala Leu Glu Thr Ala Val Leu Asp Ala Gln Leu Arg Ala 100 105 110 tcg ggc gag tcg ttc ggc cag ttc ctc ggc gcc acg agg gac agg gtg 384 Ser Gly Glu Ser Phe Gly Gln Phe Leu Gly Ala Thr Arg Asp Arg Val 115 120 125 ccg tgc ggg gtg tcg gtc ggc atc atg gac tcc atc ccg cag ctg ctc 432 Pro Cys Gly Val Ser Val Gly Ile Met Asp Ser Ile Pro Gln Leu Leu 130 135 140 gag gcg gtg gag ggc tat ctg gac gag ggc tac gtc agg atc aag ctg 480 Glu Ala Val Glu Gly Tyr Leu Asp Glu Gly Tyr Val Arg Ile Lys Leu 145 150 155 160 aag atc gag ccc ggc tgg gac gtc gag ccg gtg cgc gcg gtc agg gag 528 Lys Ile Glu Pro Gly Trp Asp Val Glu Pro Val Arg Ala Val Arg Glu 165 170 175 cgg ttc ggc gac gag gtg ttg ctg cag gtc gac gcg aac gcc gcc tac 576 Arg Phe Gly Asp Glu Val Leu Leu Gln Val Asp Ala Asn Ala Ala Tyr 180 185 190 acc ctg gtc gac gcc cag cag ctg gcc agg ctc gac gac ttc ggc ctg 624 Thr Leu Val Asp Ala Gln Gln Leu Ala Arg Leu Asp Asp Phe Gly Leu 195 200 205 ctg ctg atc gag cag ccg ctg gcg aac gac gac ctg gtg cag cac gcc 672 Leu Leu Ile Glu Gln Pro Leu Ala Asn Asp Asp Leu Val Gln His Ala 210 215 220 gag ctg gcc aag cgc ctg cgc acc ccg atc tgc ctg gat gag tcg atc 720 Glu Leu Ala Lys Arg Leu Arg Thr Pro Ile Cys Leu Asp Glu Ser Ile 225 230 235 240 gag tcg gcc gag cac gcg gcg gcc gcc atc tcg ctc aag gcc tgc tcg 768 Glu Ser Ala Glu His Ala Ala Ala Ala Ile Ser Leu Lys Ala Cys Ser 245 250 255 atc gtc aac atc aag ccg ggc agg atc ggc gga tac ctg gag gcg cgg 816 Ile Val Asn Ile Lys Pro Gly Arg Ile Gly Gly Tyr Leu Glu Ala Arg 260 265 270 cgc atc cac gac ctg tgc agg gcg cac ggc atc gcg gtg tgg tgc ggg 864 Arg Ile His Asp Leu Cys Arg Ala His Gly Ile Ala Val Trp Cys Gly 275 280 285 ggc atg ctg gag acg ggc ctc ggc agg gcc gcc aac gtg gcg ctg gcc 912 Gly Met Leu Glu Thr Gly Leu Gly Arg Ala Ala Asn Val Ala Leu Ala 290 295 300 gcg ctg ccc ggc ttc acc ctg ccg ggc gac acc tca ggc tcg cgc cgt 960 Ala Leu Pro Gly Phe Thr Leu Pro Gly Asp Thr Ser Gly Ser Arg Arg 305 310 315 320 tac tac gcc acc gac atc acc gag ccc ttc gag ctc gac ggc ggc cac 1008 Tyr Tyr Ala Thr Asp Ile Thr Glu Pro Phe Glu Leu Asp Gly Gly His 325 330 335 ctc acc gtg ccg tcg ggc ccc ggc ctg ggc gtc gat ccc gtc aag gag 1056 Leu Thr Val Pro Ser Gly Pro Gly Leu Gly Val Asp Pro Val Lys Glu 340 345 350 atc ctc gag gag gtc acc acc tcg acg gag tgg atc ccg ctc ggc tga 1104 Ile Leu Glu Glu Val Thr Thr Ser Thr Glu Trp Ile Pro Leu Gly 355 360 365 <210> 2 <211> 367 <212> PRT <213> Sebekia benihana <400> 2 Met Lys Ile Thr Gly Val Glu Leu Arg Arg Ile Ala Met Pro Leu Val 1 5 10 15 Ala Pro Phe Arg Thr Ser Phe Gly Thr Glu His Asp Arg Asp Val Leu 20 25 30 Leu Val Arg Val Val Thr Pro Asp Ala Glu Gly Trp Gly Glu Cys Val 35 40 45 Ala Met Ser Glu Pro Leu Tyr Ser Ser Glu Tyr Val Asp Gly Ala Ala 50 55 60 Ala Val Ile Arg Arg Phe Leu Leu Pro Ala Leu Pro Asp Asn Val Asp 65 70 75 80 Ala Tyr Gly Val Gly His Ala Leu Glu Pro Ile Lys Gly His Arg Met 85 90 95 Ala Lys Ala Ala Leu Glu Thr Ala Val Leu Asp Ala Gln Leu Arg Ala 100 105 110 Ser Gly Glu Ser Phe Gly Gln Phe Leu Gly Ala Thr Arg Asp Arg Val 115 120 125 Pro Cys Gly Val Ser Val Gly Ile Met Asp Ser Ile Pro Gln Leu Leu 130 135 140 Glu Ala Val Glu Gly Tyr Leu Asp Glu Gly Tyr Val Arg Ile Lys Leu 145 150 155 160 Lys Ile Glu Pro Gly Trp Asp Val Glu Pro Val Arg Ala Val Arg Glu 165 170 175 Arg Phe Gly Asp Glu Val Leu Leu Gln Val Asp Ala Asn Ala Ala Tyr 180 185 190 Thr Leu Val Asp Ala Gln Gln Leu Ala Arg Leu Asp Asp Phe Gly Leu 195 200 205 Leu Leu Ile Glu Gln Pro Leu Ala Asn Asp Asp Leu Val Gln His Ala 210 215 220 Glu Leu Ala Lys Arg Leu Arg Thr Pro Ile Cys Leu Asp Glu Ser Ile 225 230 235 240 Glu Ser Ala Glu His Ala Ala Ala Ala Ile Ser Leu Lys Ala Cys Ser 245 250 255 Ile Val Asn Ile Lys Pro Gly Arg Ile Gly Gly Tyr Leu Glu Ala Arg 260 265 270 Arg Ile His Asp Leu Cys Arg Ala His Gly Ile Ala Val Trp Cys Gly 275 280 285 Gly Met Leu Glu Thr Gly Leu Gly Arg Ala Ala Asn Val Ala Leu Ala 290 295 300 Ala Leu Pro Gly Phe Thr Leu Pro Gly Asp Thr Ser Gly Ser Arg Arg 305 310 315 320 Tyr Tyr Ala Thr Asp Ile Thr Glu Pro Phe Glu Leu Asp Gly Gly His 325 330 335 Leu Thr Val Pro Ser Gly Pro Gly Leu Gly Val Asp Pro Val Lys Glu 340 345 350 Ile Leu Glu Glu Val Thr Thr Ser Thr Glu Trp Ile Pro Leu Gly 355 360 365[Sequence List] SEQUENCE LISTING <110> DAICEL Chemical Industries LTD. <120> Methods for Racemization of N-acyl-amino acid, and manufacturing of optical active amino acid. <130> D1-A0003Y1 <140> <141> <150 > JP 2000-60358 <151> 2000-03-01 <160> 2 <170> PatentIn Ver. 2.0 <210> 1 <211> 1104 <212> DNA <213> Sebekia benihana <220> <221> CDS <222 > (1) .. (1104) <400> 1 atg aaa atc acc gga gtg gag ctg cgc cgg atc gcg atg ccg ctg gtc 48 Met Lys Ile Thr Gly Val Glu Leu Arg Arg Ile Ala Met Pro Leu Val 1 5 10 15 gcg ccg ttc cgc acg tcg ttc ggc acc gag cac gac agg gac gtc ctc 96 Ala Pro Phe Arg Thr Ser Phe Gly Thr Glu His Asp Arg Asp Val Leu 20 25 30 ctg gtc aga gtg gtc acc ccc gat gcc gag ggg tgg tgc gtg 144 Leu Val Arg Val Val Thr Pro Asp Ala Glu Gly Trp Gly Glu Cys Val 35 40 45 gcg atg tcg gag ccg ctc tac tcc tcc gag tac gtc gac gga gcc gcc 192 Ala Met Ser Glu Pro Leu Tyr Ser Ser Glu Tyr Val Asp Gly Ala Ala 50 55 60 gcg gtg atc cgc cgc ttc ctg ctg ccc gcg ctg ccc gac aac gtc gac 240 Ala V al Ile Arg Arg Phe Leu Leu Pro Ala Leu Pro Asp Asn Val Asp 65 70 75 80 gcg tac ggc gtg ggc cac gcc ctc gag ccg atc aag ggc cac cgc atg 288 Ala Tyr Gly Val Gly His Ala Leu Glu Pro Ile Lys Gly His Arg Met 85 90 95 gcc aag gcg gcg ctg gag acg gcc gtg ctc gac gcc cag ctg agg gcc 336 Ala Lys Ala Ala Leu Glu Thr Ala Val Leu Asp Ala Gln Leu Arg Ala 100 105 110 tcg ggc gag tcg ttc ggc cac ggc gcc acg agg gac agg gtg 384 Ser Gly Glu Ser Phe Gly Gln Phe Leu Gly Ala Thr Arg Asp Arg Val 115 120 125 ccg tgc ggg gtg tcg gtc ggc atc atg gac tcc atc ccg cag ctg ctc 432 Pro Cys Gly Gly Ile Met Asp Ser Ile Pro Gln Leu Leu 130 135 140 gag gcg gtg gag ggc tat ctg gac gag ggc tac gtc agg atc aag ctg 480 Glu Ala Val Glu Gly Tyr Leu Asp Glu Gly Tyr Val Arg Ile Lys Leu 145 150 155 aag atc gag ccc ggc tgg gac gtc gag ccg gtg cgc gcg gtc agg gag 528 Lys Ile Glu Pro Gly Trp Asp Val Glu Pro Val Arg Ala Val Arg Glu 165 170 175 cgg ttc ggc gac gag gtg gg gcc tac 576 Arg Phe Gly Asp Glu Val Leu Leu Gln Val Asp Ala Asn Ala Ala Tyr 180 185 190 acc ctg gtc gac gcc cag cag ctg gcc agg ctc gac gac ttc ggc ctg 624 Thr Leu Val Asp Ala Gln Gln Leu Ala Asg Leu As Phe Gly Leu 195 200 205 ctg ctg atc gag cag ccg ctg gcg aac gac gac ctg gtg cag cac gcc 672 Leu Leu Ile Glu Gln Pro Leu Ala Asn Asp Asp Leu Val Gln His Ala 210 215 220 gag ctg gcc ag cgc acc ccg atc tgc ctg gat gag tcg atc 720 Glu Leu Ala Lys Arg Leu Arg Thr Pro Ile Cys Leu Asp Glu Ser Ile 225 230 235 240 gag tcg gcc gag cac gcg gcg gcc gcc atc tcg ctc aag gcc tgc Acg Glu Gc G768 Gc His Ala Ala Ala Ala Ile Ser Leu Lys Ala Cys Ser 245 250 255 atc gtc aac atc aag ccg ggc agg atc ggc gga tac ctg gag gcg cgg 816 Ile Val Asn Ile Lys Pro Gly Arg Ile Gly Gly Tyr Leu Glu Ala Arg 260 265 270 cgc atc cac gac ctg tgc agg gcg cac ggc atc gcg gtg tgg tgc ggg 864 Arg Ile His Asp Leu Cys Arg Ala His Gly Ile Ala Val Trp Cys Gly 275 280 285 ggc atg ctg gag acg ggc gc gc cc gc gc gc gc gc cccgcg ctg gcc 912 Gly Met Leu Glu Thr Gly Leu Gly Arg Ala Ala Asn Val Ala Leu Ala 290 295 300 gcg ctg ccc ggc ttc acc ctg ccg ggc gac acc tca ggc tcg cgc cgt 960 Ala Leu Pro Gly Phe Thr Thr Thr Ser Gly Ser Arg Arg 305 310 315 320 tac tac gcc acc gac atc acc gag ccc ttc gag ctc gac ggc ggc cac 1008 Tyr Tyr Ala Thr Asp Ile Thr Glu Pro Phe Glu Leu Asp Gly Gly His 325 330 335 335 ctc acc gtg ccg tcg ggc ccc ggc ctg ggc gtc gat ccc gtc aag gag 1056 Leu Thr Val Pro Ser Gly Pro Gly Leu Gly Val Asp Pro Val Lys Glu 340 345 350 atc ctc gag gag gtc acc acctcc acg gag tgg atc ccg ctc ggc tga Leu Glu Glu Val Thr Thr Ser Thr Glu Trp Ile Pro Leu Gly 355 360 365 <210> 2 <211> 367 <212> PRT <213> Sebekia benihana <400> 2 Met Lys Ile Thr Gly Val Glu Leu Arg Arg Ile Ala Met Pro Leu Val 1 5 10 15 Ala Pro Phe Arg Thr Ser Phe Gly Thr Glu His Asp Arg Asp Val Leu 20 25 30 Leu Val Arg Val Val Thr Pro Asp Ala Glu Gly Trp Gly Glu Cys Val 35 40 45 Ala Met Ser Glu Pro Leu Tyr Ser Ser Glu Tyr Val A sp Gly Ala Ala 50 55 60 Ala Val Ile Arg Arg Phe Leu Leu Pro Ala Leu Pro Asp Asn Val Asp 65 70 75 80 Ala Tyr Gly Val Gly His Ala Leu Glu Pro Ile Lys Gly His Arg Met 85 90 95 Ala Lys Ala Ala Leu Glu Thr Ala Val Leu Asp Ala Gln Leu Arg Ala 100 105 110 Ser Gly Glu Ser Phe Gly Gln Phe Leu Gly Ala Thr Arg Asp Arg Val 115 120 125 Pro Cys Gly Val Ser Val Gly Ile Met Asp Ser Ile Pro Gln Leu Leu 130 135 140 Glu Ala Val Glu Gly Tyr Leu Asp Glu Gly Tyr Val Arg Ile Lys Leu 145 150 155 160 Lys Ile Glu Pro Gly Trp Asp Val Glu Pro Val Arg Ala Val Arg Glu 165 170 175 Arg Phe Gly Asp Glu Val Leu Leu Gln Val Asp Ala Asn Ala Ala Tyr 180 185 190 Thr Leu Val Asp Ala Gln Gln Leu Ala Arg Leu Asp Asp Phe Gly Leu 195 200 205 Leu Leu Ile Glu Gln Pro Leu Ala Asn Asp Asp Leu Val Gln His Ala 210 215 220 Glu Leu Ala Lys Arg Leu Arg Thr Pro Ile Cys Leu Asp Glu Ser Ile 225 230 235 240 Glu Ser Ala Glu His Ala Ala Ala Ala Ile Ser Leu Lys Ala Cys Ser 245 250 255 Ile Val Asn Ile Lys Pro Gly Arg Ile Gly Gly Tyr Leu Glu Ala Arg 260 265 270 Arg Ile His Asp Leu Cys Arg Ala His Gly Ile Ala Val Trp Cys Gly 275 280 285 Gly Met Leu Glu Thr Gly Leu Gly Arg Ala Ala Asn Val Ala Leu Ala 290 295 300 Ala Leu Pro Gly Phe Thr Leu Pro Gly Asp Thr Ser Gly Ser Arg Arg 305 310 315 320 Tyr Tyr Ala Thr Asp Ile Thr Glu Pro Phe Glu Leu Asp Gly Gly His 325 330 335 Leu Thr Val Pro Ser Gly Pro Gly Leu Gly Val Asp Pro Val Lys Glu 340 345 350 Ile Leu Glu Glu Val Thr Thr Ser Thr Glu Trp Ile Pro Leu Gly 355 360 365

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

【図1】NAAR発現ベクターで形質転換した大腸菌から得
られた粗酵素液のButyl-Toyopearl650Mによる1回目の
クロマトグラムである。縦軸(左)は280nmにおける吸
光度、および縦軸(右)は(NH4)2SO4濃度(%)を、横軸は
フラクションナンバーを示す。
FIG. 1 is a first chromatogram of Butyl-Toyopearl 650M of a crude enzyme solution obtained from Escherichia coli transformed with a NAAR expression vector. The vertical axis (left) shows the absorbance at 280 nm, the vertical axis (right) shows the (NH 4 ) 2 SO 4 concentration (%), and the horizontal axis shows the fraction number.

【図2】NAAR発現ベクターで形質転換した大腸菌から得
られた粗酵素液のButyl-Toyopearl650Mによる2回目の
クロマトグラムである。縦軸(左)は280nmにおける吸
光度、および縦軸(右)は(NH4)2SO4濃度(%)を、横軸は
フラクションナンバーを示す。
FIG. 2 is a second chromatogram of crude enzyme solution obtained from Escherichia coli transformed with a NAAR expression vector using Butyl-Toyopearl 650M. The vertical axis (left) shows the absorbance at 280 nm, the vertical axis (right) shows the (NH 4 ) 2 SO 4 concentration (%), and the horizontal axis shows the fraction number.

【図3】NAAR発現ベクターで形質転換した大腸菌から得
られた粗酵素液の精製過程におけるSDS−PAGEの
結果を示す写真である。レーン1:粗酵素液(菌体破砕
液上清)、レーン2:Butyl-Toyopearl 650M1回目、レ
ーン3:Butyl-Toyopearl 650M2回目、レーン4:Supe
rrose 12HR、M:分子量マーカー
FIG. 3 is a photograph showing a result of SDS-PAGE in a purification process of a crude enzyme solution obtained from Escherichia coli transformed with a NAAR expression vector. Lane 1: Crude enzyme solution (supernatant of cell lysate), Lane 2: First time of Butyl-Toyopearl 650M, Lane 3: Second time of Butyl-Toyopearl 650M, Lane 4: Supe
rrose 12HR, M: molecular weight marker

【図4】ゲルろ過による分子量測定の結果を示すグラ
フ。縦軸は分子量(kDa)を、横軸は溶出体積(ml)を示
す。
FIG. 4 is a graph showing the results of molecular weight measurement by gel filtration. The vertical axis indicates molecular weight (kDa), and the horizontal axis indicates elution volume (ml).

【図5】SDS−PAGEによる分子量測定の結果を示
すグラフ。縦軸はいずれも分子量(kDa)を、横軸は相対
移動度を示す。
FIG. 5 is a graph showing the results of molecular weight measurement by SDS-PAGE. The vertical axis indicates the molecular weight (kDa), and the horizontal axis indicates the relative mobility.

【図6】NAARの至適温度の解析結果を示すグラフであ
る。縦軸は相対活性(%)を示し、横軸は温度を示す。
FIG. 6 is a graph showing an analysis result of an optimum temperature of NAAR. The vertical axis indicates relative activity (%), and the horizontal axis indicates temperature.

【図7】NAARの熱安定性の解析結果を示すグラフであ
る。縦軸は相対活性(%)を示し、横軸は温度を示す。
FIG. 7 is a graph showing an analysis result of thermal stability of NAAR. The vertical axis indicates relative activity (%), and the horizontal axis indicates temperature.

【図8】NAARの至適pHの解析結果を示すグラフである。
縦軸は相対活性(%)を示し、横軸はpHを示す。
FIG. 8 is a graph showing the results of analyzing the optimum pH of NAAR.
The vertical axis indicates relative activity (%), and the horizontal axis indicates pH.

【図9】NAARのpH安定性の解析結果を示すグラフであ
る。縦軸は相対活性(%)を示し、横軸はpHを示す。
FIG. 9 is a graph showing an analysis result of pH stability of NAAR. The vertical axis indicates relative activity (%), and the horizontal axis indicates pH.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12R 1:19) C12N 15/00 ZNAA Fターム(参考) 4B024 AA03 BA71 BA75 CA03 CA09 DA06 GA11 4B050 CC03 DD02 EE10 LL01 LL05 4B064 AE03 AE04 AE05 AE06 AE17 AE34 CA02 CA21 CB30 CC03 CD12 DA01 DA16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12R 1:19) C12N 15/00 ZNAA F-term (Reference) 4B024 AA03 BA71 BA75 CA03 CA09 DA06 GA11 4B050 CC03 DD02 EE10 LL01 LL05 4B064 AE03 AE04 AE05 AE06 AE17 AE34 CA02 CA21 CB30 CC03 CD12 DA01 DA16

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ラセマーゼまたはその処理物を光学活性N
−アシル−アミノ酸に作用させ、該N−アシル−アミノ
酸をラセミ化する工程を含むN−アシル−アミノ酸のラ
セミ化方法において、前記ラセマーゼが次の(a)〜
(c)のいずれかに記載のタンパク質からなるN−アシ
ル−アミノ酸ラセマーゼであることを特徴とするラセミ
化方法。 (a)配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタン
パク質。 (b)配列番号:2に記載のアミノ酸配列において、1
若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/
または付加したアミノ酸配列からなり、下記(1)およ
び(2)に記載の理化学的性質を有するタンパク質。 (c)配列番号:1に記載の塩基配列からなるDNAとス
トリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌク
レオチドによってコードされるタンパク質であって、下
記(1)および(2)に記載の理化学的性質を有するN
−アシル−アミノ酸ラセマーゼ活性を有するタンパク
質。 (1)作用:N−アシル−アミノ酸に作用してラセミ化
する。 (2)基質特異性:N−アシル−アミノ酸のうち、特に
N−アシルアラニン、N−アシル−アスパラギン酸、N
−アシル−ロイシン、N−アシル−バリン、N−アシル
−トリプトファンのそれぞれのN−アシル−アミノ酸に
対して少なくとも相対活性でN−アシル−メチオニンを
100とした場合に50以上の活性がある。
(1) A method for producing racemase or a processed product thereof using an optically active N
A method of racemizing an N-acyl-amino acid, the method comprising the step of acting on an acyl-amino acid to racemize the N-acyl-amino acid;
A racemization method comprising an N-acyl-amino acid racemase comprising the protein according to any one of (c). (A) a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (B) In the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 1
Or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or
Or a protein comprising an added amino acid sequence and having the physicochemical properties described in (1) and (2) below. (C) a protein encoded by a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and a physicochemical property described in the following (1) and (2) N with
A protein having an acyl-amino acid racemase activity. (1) Action: acts on N-acyl-amino acid to cause racemization. (2) Substrate specificity: among N-acyl-amino acids, especially N-acylalanine, N-acyl-aspartic acid,
N-acyl-leucine, N-acyl-valine, and N-acyl-tryptophan have at least 50 or more relative activities to N-acyl-amino acids of N-acyl-methionine, respectively.
【請求項2】ラセマーゼ産生菌またはその処理物を光学
活性N−アシル−アミノ酸に作用させ、該N−アシル−
アミノ酸をラセミ化する工程を含むN−アシル−アミノ
酸のラセミ化方法において、前記ラセマーゼ産生菌が次
の(a)〜(d)のいずれかに記載のポリヌクレオチド
がコードするタンパク質を発現可能に保持した形質転換
体であることを特徴とするラセミ化方法。 (a)配列番号:1に記載の塩基配列におけるタンパク
質コード領域を含むポリヌクレオチド。 (b)配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなるタン
パク質をコードするポリヌクレオチド。 (c)配列番号:1に記載の塩基配列からなるDNAとス
トリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌク
レオチドであって、下記(1)および(2)に記載の理
化学的性質を有するN−アシル−アミノ酸ラセマーゼ活
性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド。 (d)配列番号:2に記載のアミノ酸配列において1若
しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/ま
たは付加したアミノ酸配列からなり、下記(1)および
(2)に記載の理化学的性質を有するN−アシル−アミ
ノ酸ラセマーゼ活性を有するタンパク質をコードするポ
リヌクレオチド。 (1)作用:N−アシル−アミノ酸に作用してラセミ化
する。 (2)基質特異性:N−アシル−アミノ酸のうち、特に
N−アシルアラニン、N−アシル−アスパラギン酸、N
−アシル−ロイシン、N−アシル−バリン、N−アシル
−トリプトファンのそれぞれのN−アシル−アミノ酸に
対して少なくとも相対活性でN−アシル−メチオニンを
100とした場合に50以上の活性がある。
2. A racemase-producing bacterium or a treated product thereof is allowed to act on an optically active N-acyl-amino acid to produce the N-acyl-amino acid.
In a method for racemizing an N-acyl-amino acid comprising a step of racemizing an amino acid, the racemase-producing bacterium holds a protein encoded by the polynucleotide according to any one of the following (a) to (d) so that it can be expressed: Racemization method, characterized in that it is a transformed transformant. (A) a polynucleotide comprising the protein coding region in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1; (B) a polynucleotide encoding a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (C) a polynucleotide which hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and which has the physicochemical properties described in (1) and (2) below. -A polynucleotide encoding a protein having amino acid racemase activity. (D) consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids have been substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and has the physicochemical properties described in (1) and (2) below. A polynucleotide encoding a protein having a property of N-acyl-amino acid racemase activity. (1) Action: acts on N-acyl-amino acid to cause racemization. (2) Substrate specificity: among N-acyl-amino acids, especially N-acylalanine, N-acyl-aspartic acid,
N-acyl-leucine, N-acyl-valine, and N-acyl-tryptophan have at least 50 or more relative activities to N-acyl-amino acids of N-acyl-methionine, respectively.
【請求項3】N−アシル−アミノ酸がN−アシルアラニ
ン、N−アシル−アスパラギン酸、N−アシル−ロイシ
ン、N−アシル−バリン、およびN−アシル−トリプト
ファンからなる群から選択される少なくとも1つのN−
アシル−アミノ酸である請求項1または2に記載のN−
アシル−アミノ酸のラセミ化方法。
3. An at least one N-acyl-amino acid selected from the group consisting of N-acylalanine, N-acyl-aspartic acid, N-acyl-leucine, N-acyl-valine, and N-acyl-tryptophan. N-
The N- according to claim 1 or 2, which is an acyl-amino acid.
A racemization method for acyl-amino acids.
【請求項4】D−またはL−アミノアシラーゼの共存下
で、N−アシル−DL−アミノ酸を基質として請求項1
または2に記載のラセミ化方法を行うことを特徴とする
D−またはL−アミノ酸の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein an N-acyl-DL-amino acid is used as a substrate in the presence of D- or L-aminoacylase.
Or a method for producing a D- or L-amino acid, which comprises performing the racemization method described in 2.
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