JPH0568543A - Alcohol dehydrogease and its production - Google Patents
Alcohol dehydrogease and its productionInfo
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- JPH0568543A JPH0568543A JP3261025A JP26102591A JPH0568543A JP H0568543 A JPH0568543 A JP H0568543A JP 3261025 A JP3261025 A JP 3261025A JP 26102591 A JP26102591 A JP 26102591A JP H0568543 A JPH0568543 A JP H0568543A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は新規な特性を有するアル
コールデヒドロゲナーゼ、およびその製法に関するもの
である。本発明の新規なアルコールデヒドロゲナーゼ
は、例えば産業上有用な中鎖カルボン酸、中鎖アルデヒ
ドの製造に用いることが出来る。また臨床検査の分野に
おいて、広く使用されている酵素免疫測定法に用いる共
役酵素として用いるのに好適な性質を有する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alcohol dehydrogenase having novel properties and a method for producing the same. INDUSTRIAL APPLICABILITY The novel alcohol dehydrogenase of the present invention can be used, for example, for producing industrially useful medium-chain carboxylic acid and medium-chain aldehyde. Further, it has properties suitable for use as a coupling enzyme used in enzyme immunoassay widely used in the field of clinical examination.
【0002】[0002]
【従来の技術】アルコールデヒドロゲナーゼとして広く
知られているのはNADおよびNADP を補酵素とす
るもの(EC1.1.1.1.およびEC1.1.1.
2.)である。一方、フェリシアニド、フェナジンメト
スルフェート、ジクロロフェノールインドフェノールな
どの人工電子受容体を利用するものとしてはピロロキノ
リノキノン(PQQ)を補酵素とするものがある(Amey
ama and Adachi,Methods Enzymol.,89,450-457(198
2))。この酵素はアルコール類に幅広く作用するがアル
デヒド類に作用せず、また菌体から酵素を抽出、精製す
る過程で界面活性剤処理を必要とした。近年、プソイド
モナス・エルギノサ(Pseudomonas aeruginosa)および
プソイドモナス・テストステロス(Pseudomonas testos
teroni)より中級アルコールに作用するアルコールデヒ
ドロゲナーゼが精製されている(B.Groenet al.,Bioche
m.j.,223,921-924(1984)およびB.Groen et al.,Bioche
m.J.234,611-615(1986) )が、これらの酵素はエタノー
ルによく作用するのに対し中鎖アルコールへの基質特異
性という点では充分でなかった。BACKGROUND ART Alcohol dehydrogenase is widely known as one having NAD and NADP as coenzymes (EC 1.1.1.1. And EC 1.1.1.
2. ). On the other hand, there are those that use artificial electron acceptors such as ferricyanide, phenazine methosulfate, and dichlorophenol indophenol, which use pyrroloquinolinoquinone (PQQ) as a coenzyme (Amey
ama and Adachi, Methods Enzymol., 89,450-457 (198
2)). This enzyme acts widely on alcohols, but not on aldehydes, and requires a surfactant treatment in the process of extracting and purifying the enzyme from bacterial cells. Recently, Pseudomonas aeruginosa and Pseudomonas testos
teroni), an alcohol dehydrogenase that acts on intermediate alcohols has been purified (B. Groen et al., Bioche
mj, 223, 921-924 (1984) and B. Groen et al., Bioche.
mJ234,611-615 (1986)), these enzymes act well on ethanol, but their substrate specificity for medium-chain alcohols was not sufficient.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
背景を踏まえ、公知のアルコールデヒドロゲナーゼより
も中鎖アルコールに特異性の高く、またアルデヒドにも
作用し、かつ菌体よりの抽出に界面活性化剤の必要のな
いアルコールデヒドロゲナーゼを見い出そうと種々試み
た。Based on the above background, the present inventors have higher specificity for medium-chain alcohols than known alcohol dehydrogenases, act also on aldehydes, and extract from bacterial cells. Various attempts were made to find alcohol dehydrogenases that do not require detergents.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、土壌よりプソイ
ドモナス属(Pseudomonas )に属する菌株、プソイドモ
ナス・エスピー(Pseudomonas sp. )TE3493から
中鎖アルコールに特異性の高いアルコールデヒドロゲナ
ーゼを見い出し、本発明を完成するに至った。[Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that Pseudomonas sp. TE3493, a strain belonging to Pseudomonas sp. The inventors have found an alcohol dehydrogenase highly specific to chain alcohol and have completed the present invention.
【0005】すなわち本発明は、下記の性質を有する新
規なアルコールデヒドロゲナーゼである。 (a) 作用 下記の反応を触媒する。 アルコール(アルデヒド)+電子受容体 →アルデヒド(カルボン酸)+還元型電子受容体 (b) 基質特異性 炭素数3以上の直鎖脂肪族アルコール、芳香族アルコー
ル、炭素数1以上のアルデヒドに対して著しい特異性を
示す。なお、アルデヒドの炭素数とはアルデヒド基以外
の炭素数をいう。エタノールに対しては前記化合物より
は作用性が低く、メタノール、ポリエチレングリコール
にはほとんど作用しない。 (c) 至適pH:8.4 (d) 分子量:約70,000(ゲル濾過法)That is, the present invention is a novel alcohol dehydrogenase having the following properties. (A) Action It catalyzes the following reaction. Alcohol (aldehyde) + electron acceptor → aldehyde (carboxylic acid) + reduced electron acceptor (b) Substrate specificity For linear aliphatic alcohols having 3 or more carbon atoms, aromatic alcohols, and aldehydes having 1 or more carbon atoms It shows remarkable specificity. The carbon number of the aldehyde refers to the carbon number other than the aldehyde group. It has a lower action on ethanol than the above compounds, and hardly acts on methanol and polyethylene glycol. (C) Optimum pH: 8.4 (d) Molecular weight: about 70,000 (gel filtration method)
【0006】また本発明は、プソイドモナス属に属し、
上記アルコールデヒドロゲナーゼの生産能を有する菌株
を栄養培地にて培養し、該培養物からアルコールデヒド
ロゲナーゼを採取することを特徴とするアルコールデヒ
ドロゲナーゼの製法である。The present invention also belongs to the genus Pseudomonas,
A method for producing alcohol dehydrogenase, which comprises culturing a strain having the ability to produce alcohol dehydrogenase in a nutrient medium and collecting the alcohol dehydrogenase from the culture.
【0007】本発明に用いる微生物は、上記性質を有す
るアルコールデヒドロゲナーゼを産生しうるプソイドモ
ナス属細菌であって、好適な例としてはポソイドモナス
・エスピー( Pseudomonas sp. ) TE3493があげら
れる。プソイドモナス・エスピー( Pseudomonas sp. )
TE3493は土壌中より新たに分離した菌株であり、
その菌学的性質は下記の通りである。The microorganism used in the present invention is a bacterium belonging to the genus Pseudomonas capable of producing alcohol dehydrogenase having the above-mentioned properties, and a preferred example thereof is Pseudomonas sp. TE3493. Pseudomonas sp.
TE3493 is a strain newly isolated from soil,
Its mycological properties are as follows.
【0008】(a) 形態 (1) 菌形:短桿菌 (2) 細胞の大きさ:2.0〜2.5×1.0μm (3) 運動性:あり。 (4) 細胞の多形性:なし。 (5) 胞子の有無:なし。 (6) グラム染色性:陰性。 (7) 抗菌性:陰性。(A) Morphology (1) Bacterial form: short bacillus (2) Cell size: 2.0 to 2.5 × 1.0 μm (3) Motility: Yes (4) Cell polymorphism: None. (5) Presence or absence of spores: None. (6) Gram stainability: negative. (7) Antibacterial property: negative.
【0009】(b) 各培地における生育状態 (1) 肉汁寒天平板培養:30℃,48時間培養で淡
褐色円形のコロニーを形成する。コロニーの周縁は全
縁、もしくは波状であり、隆起状である。表面は滑らか
で光沢を有し、不透明である。色素の生成はない。 (2) 肉汁寒天斜面培養:生育は良好で(1)に同
じ。 (3) 肉汁液体培養:生育は良好で、やや濁り沈さも
少しある。 (4) 肉汁ゼラチン穿刺培養:上部でのみ良好な生育
を示す。ゼラチンは液化しない。 (5) リトマスミルク:色に変化はない。ミルクは固
化する。(B) Growth state in each medium (1) Meat broth agar plate culture: Light brown circular colonies are formed by culture at 30 ° C. for 48 hours. The periphery of the colony is the whole edge, or is wavy and ridged. The surface is smooth, glossy and opaque. No dye formation. (2) Broth agar slope culture: Good growth, same as (1). (3) Broth liquid culture: Growth is good, with some cloudiness and sedimentation. (4) Meat broth gelatin stab culture: Good growth only in the upper part. Gelatin does not liquefy. (5) Litmus milk: No change in color. Milk solidifies.
【0010】(c) 生理学的性質 (1) 硝酸塩の還元:陰性 (2) 脱窒反応:陰性。 (3) MRテスト:陰性。 (4) VPテスト:陰性。 (5) インドールの生成:陰性。 (6) 硫化水素の生成:陰性。 (7) デンプンの加水分解:陰性。 (8) クエン酸の利用:Koser の培地、Christensen
の培地共陽性。 (9) 無機N源の利用:アンモニウム塩は利用する
が、硝酸塩は利用しない。 (10) 色素の生成:色素を生成しない。 (11) ウレアーゼ:陰性。 (12) オキシダーゼ:陽性。 (13) カタラーゼ:陽性。 (14) β−ガラクトシダーゼ:陰性。 (15) アルギニンジヒドラーゼ:陽性。 (16) リジンデカルボキシラーゼ:陰性。 (17) オルニチンデカルボキシラーゼ:陰性。 (18) トリプトファンデアミナーゼ:陰性。 (19) β−グリコシダーゼ:陰性。 (20) 生育の範囲:pH5.0〜10.0で生育。
温度20〜37℃で生育、42℃で生育しない。 (21) 酸素に対する態度:好気性 (22) O−Fテスト:0(酸化) (23) 糖からの酸の生成 L−アラビノース + D−グルコース + D−フラクトース − D−ガラクトース + D−マンノース + D−キシロース − D−ソルビット − D−マンニトール − イノシット − L−ラムノース − サッカロース − マンノース − ラクトース − D−メリビオース − D−アミダクリン − グリセリン − でんぷん −(C) Physiological properties (1) Reduction of nitrate: negative (2) Denitrification reaction: negative. (3) MR test: negative. (4) VP test: negative. (5) Formation of indole: negative. (6) Generation of hydrogen sulfide: negative. (7) Hydrolysis of starch: negative. (8) Utilization of citric acid: Koser's medium, Christensen
The medium is positive. (9) Use of inorganic N source: ammonium salt is used, but nitrate is not used. (10) Dye formation: No dye is formed. (11) Urease: Negative. (12) Oxidase: Positive. (13) Catalase: Positive. (14) β-galactosidase: negative. (15) Arginine dihydrase: positive. (16) Lysine decarboxylase: negative. (17) Ornithine decarboxylase: negative. (18) Tryptophan deaminase: negative. (19) β-glycosidase: negative. (20) Growth range: Grow at pH 5.0 to 10.0.
It grows at a temperature of 20 to 37 ° C and does not grow at 42 ° C. (21) Attitude toward oxygen: aerobic (22) OF test: 0 (oxidation) (23) Production of acid from sugar L-arabinose + D-glucose + D-fructose-D-galactose + D-mannose + D-xylose-D-sorbit-D-mannitol-inosit-L-rhamnose-saccharose-mannose-lactose-D-melibiose-D-amidacrine-glycerin-starch-
【0011】上記菌学的性質の同定のための実験法は主
として長谷川武治編著、改訂版「微生物の分類と同定」
学会出版センター(1985年)によって行った。また
分類同定の基準として「バージッス・マニュアル・オブ
・デタミネイティブ・バクテリオロジー」第8版を参考
にした。The experimental method for identifying the above-mentioned mycological properties is mainly written by Takeharu Hasegawa, revised edition "Classification and Identification of Microorganisms".
It was conducted by the Academic Publishing Center (1985). As the criteria for classification and identification, the 8th edition of the "Bergiss Manual of Detergent Native Bacteriology" was referenced.
【0012】以上の文献および菌学的諸性質から、本菌
はプソイドモナス属に属するとみなされる。さらに、本
菌は種々の性質がプソイドモナス・プチダ(Pseudomona
s putida)とよく一致したが、水溶性蛍光色素を産生し
ないので、本菌株をプソイドモナス・エスピー(Pseudo
monas sp. )TE3493と命名した。なお本菌は工業
技術院微生物工業技術研究所に、微工研菌寄第1229
8号として寄託されている。From the above literature and various mycological properties, this bacterium is considered to belong to the genus Pseudomonas. In addition, the bacterium has various properties, such as Pseudomona.
However, since this strain does not produce a water-soluble fluorescent dye, this strain is pseudomonas sp.
monas sp.) TE3493. This bacterium was submitted to the Institute of Microbial Science and Technology of the Agency of Industrial Science and Technology, Microbiology Research Institute
Deposited as No. 8.
【0013】本発明の酵素を製造するにあたっては、上
記アルコール・デヒドロゲナーゼ生産菌を栄養培地に培
養し、該培養物からアルコール・デヒドロゲナーゼを採
取することにより製造することができる。アルコール・
デヒドロゲナーゼの培養に当たって使用する培地として
は、使用菌株が資化し得る炭素源、窒素源、無機物、そ
の他必要な栄養素を適量含有するものであれば、合成培
地、天然培地いずれも使用出来る。例えば炭素源として
は、グルコース、グリセロール等が使用される。窒素源
としては、例えば、ペプトン類、肉エキス、酵母エキス
等の窒素含有天然物や、塩化アンモニウム、リン酸アン
モニウム等の無機窒素含有化合物が使用される。無機物
としては、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、硫酸マ
グネシウム等が使用される。また、アルコール・デヒド
ロゲナーゼの生産誘導物質として、ノンマルオクタノー
ル等のアルコールを培地中に添加しておくことが望まし
い。The enzyme of the present invention can be produced by culturing the alcohol / dehydrogenase-producing bacterium in a nutrient medium and collecting the alcohol / dehydrogenase from the culture. alcohol·
As the medium used for culturing the dehydrogenase, either synthetic medium or natural medium can be used as long as it contains an appropriate amount of carbon source, nitrogen source, inorganic substance and other necessary nutrients that can be assimilated by the strain used. For example, glucose, glycerol, etc. are used as the carbon source. As the nitrogen source, for example, nitrogen-containing natural products such as peptones, meat extracts, yeast extracts and inorganic nitrogen-containing compounds such as ammonium chloride and ammonium phosphate are used. As the inorganic substance, potassium phosphate, sodium phosphate, magnesium sulfate or the like is used. In addition, it is desirable to add alcohol such as nonmaltanol to the medium as an alcohol / dehydrogenase production inducer.
【0014】培地は通常振とう培養あるいは通気撹拌培
養で行う。培養温度は20〜40℃の範囲で、好ましく
は25〜37℃、培養pHは5〜9の範囲で、好ましく
は7〜8に制御するのが良い。これら以外の条件下でも
使用する菌株が生育すれば実施出来る。培養期間は通常
1〜10日で生育し、菌体内にアルコール・デヒドロゲ
ナーゼが生産蓄積される。The medium is usually shake culture or aeration-agitation culture. The culture temperature is controlled in the range of 20 to 40 ° C, preferably 25 to 37 ° C, and the culture pH is controlled in the range of 5 to 9, preferably 7 to 8. It can be carried out under conditions other than these if the strain to be used grows. The culture period is usually 1 to 10 days for growth, and alcohol dehydrogenase is produced and accumulated in the cells.
【0015】本発明での酵素の精製法は一般に使用され
る精製法を用いれば良い。例えば、抽出法には、超音波
破砕、ガラスビーズを用いる機械的な破砕、フレンチプ
レス、界面活性剤などいずれを用いてもよい。さらに抽
出液については、硫安や、ぼう硝などの塩析法、塩化マ
グネシウムや、塩化カルシウムなどの金属凝集法、プロ
タミンや、ポリエチレンイミンなどの凝集法、さらに
は、DEAE(ジエチルアミノエチル)−セファロー
ス、CM(カルボキシメチル)−セファロースなどのイ
オン交換体クロマト法などにより精製することが出来
る。またこれらの方法で得られた粗酵素液や、精製酵素
液は、例えば、スプレードライや凍結乾燥により、粉末
化出来る。さらには、適当な担体に固定化して、固定化
酵素として使用できる。As the method for purifying the enzyme in the present invention, a generally used purification method may be used. For example, for the extraction method, any of ultrasonic crushing, mechanical crushing using glass beads, French press, surfactant and the like may be used. Further, regarding the extract, ammonium sulfate, salting-out method such as sodium sulfate, magnesium chloride, metal aggregation method such as calcium chloride, protamine, polyethyleneimine aggregation method, further, DEAE (diethylaminoethyl) -sepharose, It can be purified by an ion exchanger chromatography method such as CM (carboxymethyl) -sepharose. The crude enzyme solution and the purified enzyme solution obtained by these methods can be powdered by, for example, spray drying or freeze drying. Further, it can be used as an immobilized enzyme by immobilizing it on a suitable carrier.
【0016】次に本発明の新規なアルコール・デヒドロ
ゲナーゼの活性測定法を示す。 500mM トリス塩酸緩衝液、pH8.4 0.6ml 100mM NH4 Cl 0.1ml 酵素溶液 0.1ml 100mM ノルマルオクタノール 0.1ml 上記反応液を調製した後、25℃で5分間予備加熱す
る。盲検は、基質(ノルマルオクタノール)の代わりに
水を0.1ml加え、上記同様に操作を行った。反応は
フェリシアニドの添加により開始する。一定時間反応さ
せたのち、ジュパノール試薬を0.5ml添加して反応
を停止させ、さらに水3.5mlを加えて20分後に6
60nmで比色する。試験値から盲検値を差し引いた値
(ΔOD)を生成したプルシアンブル−の吸光係数と反
応時間で除すことで、使用した酵素液によって酸化され
た基質量を知ることができる。アルコール・デヒドロゲ
ナーゼの活性の表示は、上記条件下で1分間に1マイク
ロモルの基質を酸化する酵素活性を1単位(U)とす
る。Next, a method for measuring the activity of the novel alcohol dehydrogenase of the present invention will be described. 500 mM Tris-HCl buffer, pH 8.4 0.6 ml 100 mM NH 4 Cl 0.1 ml Enzyme solution 0.1 ml 100 mM Normal octanol 0.1 ml After preparing the above reaction solution, preheat at 25 ° C. for 5 minutes. In the blind test, 0.1 ml of water was added instead of the substrate (normal octanol), and the same operation as above was performed. The reaction is started by the addition of ferricyanide. After reacting for a certain period of time, 0.5 ml of Jupanol reagent was added to stop the reaction, and 3.5 ml of water was added, and after 20 minutes, 6
Colorimetric at 60 nm. By dividing the value (ΔOD) obtained by subtracting the blind value from the test value by the reaction coefficient and the extinction coefficient of Prussian blue produced, the mass of the group oxidized by the enzyme solution used can be known. Regarding the expression of the activity of alcohol dehydrogenase, 1 unit (U) is the enzyme activity that oxidizes 1 μmol of substrate per minute under the above-mentioned conditions.
【0017】本発明のアルコール・デヒドロゲナーゼは
下記の特性を有する。 (1) 作 用 本酵素は下記の反応式のごとく、アルコールまたはアル
デヒドを酸化して、対応するアルデヒドまたはカルボン
酸を生成させるものである。 アルコール(アルデヒド)+電子受容体 → アルデヒド(カルボン酸)+還元型電子受容体The alcohol dehydrogenase of the present invention has the following characteristics. (1) Operation This enzyme oxidizes alcohol or aldehyde to produce the corresponding aldehyde or carboxylic acid as shown in the following reaction formula. Alcohol (aldehyde) + electron acceptor → aldehyde (carboxylic acid) + reduced electron acceptor
【0018】(2) 基質特異性 各種のアルコールおよびアルデヒドを用いた場合の
酵素活性を示した。またノルマルペンタノールを用いた
場合の活性を100として相対活性で示した。 第 1 表 アルコール(アルデヒド) 相対活性 メタノール 2 エタノール 20 ノルマルプロパノール 92 ノルマルブタノール 90 ノルマルペンタノール 100 ノルマルヘキサノール 90 ノルマルヘプタノール 83 ノルマルオクタノール 70 イソプロパノール 8 アリルアルコール 100 ベンジルアルコール 90 フェネチルアルコール 90 アセトアルデヒド 95 ノルマルプロピオンアルデヒド 95 ノルマルブチルアルデヒド 100 ノルマルヘキシルアルデヒド 85 ポリエチレングリコール 0 この結果より、本発明の酵素は中鎖アルコール、芳香族
アルコールのみならず各種アルデヒド類にもよく作用す
る。 電子伝達系として下記の電子受容体に作用しやす
い。 フェリシアニド、フェナジンメトスルフェート、ニトロ
テトラゾリウムブルー、ジクロロフェノールインドフェ
ノール(2) Substrate specificity The enzyme activity when various alcohols and aldehydes were used was shown. Further, the activity when normal pentanol was used was set as 100 and shown as a relative activity. Table 1 Alcohol (aldehyde) Relative activity Methanol 2 Ethanol 20 Normal propanol 92 Normal butanol 90 Normal pentanol 100 Normal hexanol 90 Normal heptanol 83 Normal octanol 70 Isopropanol 8 Allyl alcohol 100 Benzyl alcohol 90 Phenethyl alcohol 95 Normal propione ide 95 95 Normal butyraldehyde 100 Normal hexyl aldehyde 85 Polyethylene glycol 0 From these results, the enzyme of the present invention acts well not only on medium chain alcohols and aromatic alcohols but also on various aldehydes. It easily acts on the following electron acceptors as an electron transfer system. Ferricyanide, phenazine methosulfate, nitrotetrazolium blue, dichlorophenol indophenol
【0019】(3) Km値 エタノール、ノルマルプロパノール、ノルマルペンタノ
ールに対するKm値はそれぞれ2.0mM,0.12m
M,0.09mMであった。(3) Km values Km values for ethanol, normal propanol and normal pentanol are 2.0 mM and 0.12 m, respectively.
It was M and 0.09 mM.
【0020】(4) アンモニウムイオンの影響 本発明の酵素を0〜4mMのアンモニウムイオン存在下
で酵素活性値を測定した。その結果は図1に示す通りで
あって、3mMのアンモニウムイオンにより反応速度は
1.7倍に上昇した。(4) Effect of ammonium ion The enzyme activity of the enzyme of the present invention was measured in the presence of 0 to 4 mM ammonium ion. The results are shown in FIG. 1, and the reaction rate was increased 1.7 times by 3 mM ammonium ion.
【0021】(5) 至適pH 0.1MK−リン酸緩衝液(pH6.0〜8.0)、
0.1Mトリス塩酸緩衝液(pH8.0〜9.0)中で
の酵素活性を測定した。その結果は図2に示す通りであ
って、至適pHは8.4であった。(5) Optimum pH 0.1 MK-phosphate buffer (pH 6.0-8.0),
The enzyme activity was measured in 0.1 M Tris-HCl buffer (pH 8.0 to 9.0). The result is as shown in FIG. 2, and the optimum pH was 8.4.
【0022】(6) 安定pH 本発明の酵素と0.1Mマクルバイン緩衝液(pH5.
0〜6.0)、0.1MK−リン酸緩衝液(pH6.0
〜8.0),0.1Mトリス塩酸緩衝液(pH8.0〜
9.0)、0.1Mホウ酸緩衝液(pH9.0〜12.
0)中で5℃,5日間保存して、その残存活性を測定し
た。その結果は図3に示す通りであって、安定pHは
6.0〜11.0付近であった。(6) Stable pH The enzyme of the present invention and a 0.1 M McClubaine buffer (pH 5.
0-6.0), 0.1M K-phosphate buffer (pH 6.0)
~ 8.0), 0.1 M Tris-HCl buffer (pH 8.0)
9.0), 0.1 M borate buffer (pH 9.0-12.
0) and stored at 5 ° C. for 5 days, and the residual activity was measured. The result is as shown in FIG. 3, and the stable pH was around 6.0 to 11.0.
【0023】(7) 至適温度 各温度における酵素活性を測定した。その結果は図4に
示す通りであって、至適温度は40℃付近であった。(7) Optimum temperature The enzyme activity at each temperature was measured. The results are shown in Fig. 4, and the optimum temperature was around 40 ° C.
【0024】(8) 熱安定性 本発明の酵素を50mMK−リン酸緩衝液(pH7.
0)中で10分間保温した後、残存する酵素活性を測定
した。その結果は図5に示す通りであって、50℃まで
安定であった。(8) Thermostability The enzyme of the present invention was added to a 50 mM K-phosphate buffer solution (pH 7.
After incubating in 0) for 10 minutes, the residual enzyme activity was measured. The results are shown in Fig. 5 and were stable up to 50 ° C.
【0025】(9) 吸収スペクトル 精製酵素は、280、418、523、550nmに特
異的な吸収を示した(図6)。(9) Absorption spectrum The purified enzyme showed specific absorption at 280, 418, 523 and 550 nm (Fig. 6).
【0026】(10) 補欠分子族 本発明の精製酵素を90%メタノール中で一夜撹拌して
補酵素を抽出したのち、低温、減圧下でメタノールを除
去したものを水に溶解して試料とする。これをアポグル
コース脱水素酵素と混合して酵素をホロ酵素に変換した
のち、発現するグルコース脱水素酵素の活性からピロロ
キノリノキノン(PQQ)量を算出する方法によってお
こなった。その結果、酵素1分子当り1分子のPQQが
定量された。よって本酵素はPQQS非共有結合してい
ることが示された。また本発明の酵素のヘム含有をピリ
ジンヘモクロームスペクトルより算出すると酵素1モル
当り1モルのヘムが含まれていた。(10) Prosthetic group The purified enzyme of the present invention was stirred in 90% methanol overnight to extract the coenzyme, and then methanol was removed at low temperature under reduced pressure to dissolve in water to obtain a sample. .. This was mixed with apoglucose dehydrogenase to convert the enzyme into a holoenzyme, and then the amount of pyrroloquinolinoquinone (PQQ) was calculated from the activity of the expressed glucose dehydrogenase. As a result, one molecule of PQQ was quantified per one molecule of enzyme. Therefore, it was shown that this enzyme is non-covalently bound to PQQS. When the heme content of the enzyme of the present invention was calculated from the pyridine hemochrome spectrum, 1 mole of heme was contained per 1 mole of the enzyme.
【0027】(11) 分子量 セファデックスG−200(ファルマシア製)を用いた
ゲル濾過法を行った結果、分子量は約70,000であ
った。SDS−PAGEの結果、分子量は約70,00
0であった。よって新規なアルコールデヒドロゲナーゼ
は分子量70,000の単量体よりなると考えられた。(11) Molecular weight As a result of gel filtration using Sephadex G-200 (Pharmacia), the molecular weight was about 70,000. As a result of SDS-PAGE, the molecular weight was about 70,000.
It was 0. Therefore, the novel alcohol dehydrogenase was considered to consist of a monomer having a molecular weight of 70,000.
【0028】従来のグルコノバクター・サブオキシダン
ス(Gluconobacter suboxydans, Ameyama and Adachi,M
ethods Enzymol.,89,450-457(1982))、プソイドモナス
・テストステロニ、プソイドモナス・エルギノサのアル
コールデヒドロゲナーゼと本発明の酵素を基質特異性、
分子量、補欠分子族PQQの結合様式、ヘム含量、アン
モニウムイオンによる活性化について比較した。グルコ
ノバクター・サブオキシダンスの産生する酵素はエタノ
ール、ノルマルヘキサノール等の短鎖アルコールに作用
するが中鎖アルコール、アルデヒドに作用せず、分子量
85,000、49,000、14,400のサブユニ
ットから成り、PQQと非共有結合し、酵素1分子当
り、ヘムを2分子含み、アンモニウムイオンで活性化さ
れず、本発明の酵素とは基質特異性、分子量、ヘム含有
量、アンモニウムイオンによる活性化の点で異なる。プ
ソイドモナス・テストステロニの産生する酵素はエタノ
ール、ノルマルオクタノール等の低級、中鎖アルコール
や芳香族アルコール、アルデヒドに作用し、分子量6
7,000のモノマーでPQQを持たず、ヘムを1分子
含み、アンモニウムイオンで活性化されず、本発明の酵
素とはエタノールへの作用性、PQQの結合形式、ヘム
含量、アンモニウムイオンによる活性化の点で異なる。
プソイドモナス・エルギノサの産生する酵素はメタノー
ル、エタノール等の短鎖アルコール、中鎖アルコール、
アルデヒドに作用し、分子量101,000、50,0
00のサブユニットから成り、PQQと非共有結合し、
ヘムをふくまず、アンモニウムイオンで活性化され、本
発明の酵素とはメタノール、エタノールへの作用性、分
子量、ヘムの含量の点で異なる。[0028] Conventional Gluconobacter suboxydans, Ameyama and Adachi, M
ethods Enzymol., 89, 450-457 (1982)), Pseudomonas testosteroni, Pseudomonas aeruginosa alcohol dehydrogenase and the enzyme of the present invention with substrate specificity,
The molecular weight, binding mode of prosthetic group PQQ, heme content, and activation by ammonium ion were compared. The enzyme produced by Gluconobacter suboxidans acts on short-chain alcohols such as ethanol and normal hexanol, but does not act on medium-chain alcohols and aldehydes, and has a molecular weight of 85,000, 49,000, 14,400 subunits. Which is non-covalently bonded to PQQ, contains 2 molecules of heme per molecule of enzyme, and is not activated by ammonium ion. The enzyme of the present invention has substrate specificity, molecular weight, heme content, and activation by ammonium ion. Is different. The enzyme produced by Pseudomonas testosteroni acts on lower and medium chain alcohols such as ethanol and normal octanol, aromatic alcohols and aldehydes, and has a molecular weight of 6
It is a monomer of 7,000, has no PQQ, contains one molecule of heme, and is not activated by ammonium ion. The enzyme of the present invention has an action on ethanol, PQQ binding form, heme content, and activation by ammonium ion. Is different.
The enzymes produced by Pseudomonas aeruginosa include short-chain alcohols such as methanol and ethanol, medium-chain alcohols,
Acts on aldehydes and has a molecular weight of 101,000, 50,0
00 subunit, non-covalently bound to PQQ,
It is activated by ammonium ion without wiping heme, and differs from the enzyme of the present invention in the action on methanol and ethanol, the molecular weight, and the content of heme.
【0029】[0029]
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を具体的に示す。 実施例1 ポリペプトン1%、酵母エキス0.5%、NaCl1
0.5%を含む培地(pH7.0)100mlを500
ml坂口フラスコに移し、121℃、15分間オートク
レーブを行った。種菌として、プソイドモナス・エスピ
ー(Pseudomonassp. )TE3493を1白菌耳植菌
し、30℃で2日間培養し、種培養液とした。次にノル
マルオクタノール0.1%、イーストエキストラクト
0.01%、NaNO3 0.02%、(NH4 )2SO
4 0.02%、K2 HPO 0.02%、KH2 PO
0.01%、MgSO4 ・7H2 O 0.02%を含む
培地(pH7.0)61を101ジャーファーメンター
に移し、121℃で15分間オートクレーブを行い、放
冷後、種培養液100mlを移し、300rpm、通気
量21/分、30℃で36時間培養した。培養液を遠心
分離にて集菌し、5mMリン酸緩衝液650mlにけん
濁した。フレンチプレスで処理(1,000kg/cm)
し、遠心分離を行い、上清液654mlを得た。得られ
た粗酵素液のアルコールデヒドロゲナーゼ活性は72U
/mlであった。粗酵素液をさらに超遠心分離を行い上
清液をイオン交換クロマトグラフィー、ハイドロキシア
パタイトクロマトグラフィー、ストロンチウムアパタイ
トクロマトグラフィーの順に分画し、27U/mlの酵
素標品を得た。EXAMPLES The present invention will be specifically described with reference to the following examples. Example 1 Polypeptone 1%, yeast extract 0.5%, NaCl1
500 ml of medium (pH 7.0) containing 0.5%
It was transferred to a ml Sakaguchi flask and autoclaved at 121 ° C. for 15 minutes. As an inoculum, Pseudomonas sp. TE3493 was inoculated with one white bacterium ear and cultured at 30 ° C. for 2 days to obtain a seed culture solution. Next, normal octanol 0.1%, yeast extract 0.01%, NaNO 3 0.02%, (NH 4 ) 2 SO
4 0.02%, K 2 HPO 0.02%, KH 2 PO
0.01%, the medium (pH 7.0) 61 containing MgSO 4 · 7H 2 O 0.02% was transferred to a 101 jar fermentor, performed 15 minutes autoclaving at 121 ° C., after cooling, the seed culture solution 100ml The mixture was transferred and cultured at 300 rpm and an aeration rate of 21 / min at 30 ° C. for 36 hours. The culture broth was collected by centrifugation and suspended in 650 ml of 5 mM phosphate buffer. Processed by French press (1,000kg / cm)
Then, centrifugation was performed to obtain 654 ml of the supernatant. The alcohol dehydrogenase activity of the obtained crude enzyme solution was 72 U.
/ Ml. The crude enzyme solution was further subjected to ultracentrifugation, and the supernatant was fractionated in the order of ion exchange chromatography, hydroxyapatite chromatography, and strontium apatite chromatography to obtain an enzyme preparation of 27 U / ml.
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明では中鎖アルコールおよびアルデ
ヒドを酸化する能力の高いアルコールデヒドロゲナーゼ
が菌体からの抽出に界面活性化剤処理なしで得られる。
かかる性質を有するアルコールデヒドロゲナーゼは産業
上有用な中鎖アルデヒドおよび中鎖カルボン酸の製造に
好適である。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an alcohol dehydrogenase having a high ability to oxidize medium chain alcohols and aldehydes can be obtained by extraction from bacterial cells without treatment with a surfactant.
The alcohol dehydrogenase having such properties is suitable for producing industrially useful medium-chain aldehydes and medium-chain carboxylic acids.
【図1】アンモニウムイオンと本発明酵素の相対活性と
の関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between ammonium ion and the relative activity of the enzyme of the present invention.
【図2】反応pHと本発明酵素の相対活性との関係をし
めすグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between reaction pH and relative activity of the enzyme of the present invention.
【図3】本発明酵素のpH安定性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the pH stability of the enzyme of the present invention.
【図4】反応温度と本発明酵素の相対活性との関係を示
すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between reaction temperature and relative activity of the enzyme of the present invention.
【図5】本発明酵素の温度安定性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the temperature stability of the enzyme of the present invention.
【図6】本発明酵素の吸収スペクトルを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an absorption spectrum of the enzyme of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 一信 山口市吉敷2645−2 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazunobu Matsushita 2645-2 Yoshishiki, Yamaguchi City
Claims (2)
ゲナーゼ。 (a) 作用 下記の反応を触媒する。 アルコール(アルデヒド)+電子受容体 →アルデヒド(カルボン酸)+還元型電子受容体 (b) 基質特異性 炭素数3以上の直鎖脂肪族アルコール、芳香族アルコー
ル、炭素数1以上のアルデヒドに対して著しい特異性を
示す。エタノールに対しては前記化合物よりは作用性が
低く、メタノール、ポリエチレングリコールにはほとん
ど作用しない。 (c) 至適pH:8.4 (d) 安定pH範囲:6.0〜11.0 (e) 分子量:約70,000(ゲル濾過法)1. An alcohol dehydrogenase having the following properties. (A) Action It catalyzes the following reaction. Alcohol (aldehyde) + electron acceptor → aldehyde (carboxylic acid) + reduced electron acceptor (b) Substrate specificity For linear aliphatic alcohols having 3 or more carbon atoms, aromatic alcohols, and aldehydes having 1 or more carbon atoms It shows remarkable specificity. It has a lower action on ethanol than the above compounds, and hardly acts on methanol and polyethylene glycol. (C) Optimum pH: 8.4 (d) Stable pH range: 6.0 to 11.0 (e) Molecular weight: about 70,000 (gel filtration method)
のアルコールデヒドロゲナーゼの生産能を有する菌株を
栄養培地にて培養し、該培養物からアルコールデヒドロ
ゲナーゼを採取することを特徴とするアルコールデヒド
ロゲナーゼの製法。2. A method for producing alcohol dehydrogenase, which comprises culturing a strain belonging to the genus Pseudomonas and having an alcohol dehydrogenase-producing ability according to claim 1 in a nutrient medium, and collecting the alcohol dehydrogenase from the culture.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3261025A JPH0568543A (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Alcohol dehydrogease and its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3261025A JPH0568543A (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Alcohol dehydrogease and its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0568543A true JPH0568543A (en) | 1993-03-23 |
Family
ID=17356004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3261025A Pending JPH0568543A (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Alcohol dehydrogease and its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0568543A (en) |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP3261025A patent/JPH0568543A/en active Pending
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