JPH01128785A - 6−ヒドロキシカプロン酸脱水素酵素およびその製造方法 - Google Patents

6−ヒドロキシカプロン酸脱水素酵素およびその製造方法

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JPH01128785A
JPH01128785A JP28528087A JP28528087A JPH01128785A JP H01128785 A JPH01128785 A JP H01128785A JP 28528087 A JP28528087 A JP 28528087A JP 28528087 A JP28528087 A JP 28528087A JP H01128785 A JPH01128785 A JP H01128785A
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acid
tris
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JP28528087A
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Sadayoshi Horiguchi
堀口 貞由
Komaichi Gomi
五味 駒一
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Research Association for Utilization of Light Oil
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、6−ヒドロキシカプロン酸を6−オクツカプ
ロン酸に変換する6−ヒドロキシカプロン酸脱水素酵素
(以下、ROADという)およびその製造方法に関する
ものである。
本明細書において、アミノ酸、ペプチドはIUPACI
UB生fヒ学命名委員会(CBN)で採用された略記法
により表示され1例えば、下記の略号が使用される。な
お、アミノ酸などに関し光学異性体が、1得る場合は、
特に明示しなければL体を示すものとする。
Gln :グルタミン残基 Asp :アスパラギン酸残基 Pro ニブロリン残基 Tyr:チロシン残基 Val:バリン残基 Lys:リジン残基 Glu :グルタミン酸残基 Ala :アラニン残基 Asn :アスパラギン残基 Leu :ロイン/残基 Phe :フェニルアラニン残基 cty ニゲリシン残基 His :ヒスチジン残基 Ser:セリン残基 Thr :スレオニン残基 11e:イソロイシン残基 Trp : )リプトファン残基 Arg :アルギニン残基 Met:メチオニン残基 Cys ニジスティン残基 ILポリデオキシリボヌクレオチドおよびオリゴヌクレ
オチドは、下記の如き略号で表わされるデオキシリボヌ
クレオチドの配列によシ表記する。
A:2′−デオキシアデニル酸残基 C:2′−デオキシシチジル酸残基 G:2′−デオキシグアニル酸残基 T:チミジル酸残基 特にことわらない限り、デオキシリボヌクレオチド配列
の左端は5′端である。
(従来の技術) 1(CA Dは、6−ヒドロキシカプロン酸に作用する
脱水素酵素で、NADを補酵素としてろ一ヒドロキシカ
プロン酸から6−オクソカプロン酸を生成させる。
従来、6−ヒドロキシカプロン1t−6−オクソカブロ
/酸に変換する反応は、ノカルジア(Nocardia
 )属に属する微生物CD、B、Norris、P。
W、Trudgill、Biochem、J、、121
.563−370(1971))およびアシネトバクタ
−(Ac1netobacter  )属に属する微生
物CN、A、Donoghue、P、W、Trudgi
ll、Eur、J。
Biochem、、60.+−7(+975):lによ
ッテ行ワレルことは知られていた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来の報告では、無細胞抽出液を用いて
反応を行わせ、生産物の定性的な同定が行われていたに
すぎなかった。したがって、HCADの存在の確認は行
われておらず、HCADを特定できる諸性質も知られて
いなかった。そのために、HCADの工業的利用は不可
能であった。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、微生物由来のI(CADについて鋭意研
究金型ねた結果、アースロバフタ−(Arthroba
cter )属に属する微生物に、従来確認されていな
かったHCADが存在することを見い出し、さらに、ア
ースロバフタ−(Arthrobacter )属に属
する微生物から、このHCADを単離棺襄し。
性質を明らかにし念。次めで、該微生物からHCADの
遺伝子を単離し、その全塩基配列を決定し、さらに、全
アミノ酸配列を決定した。その後、該遺伝子を発現させ
、HCADが得られることを確認した。
以上の知見により本発明を完成するに至つ之。
本発明は、下記の特性を有し、6−ヒドロキシカプロン
酸から脱水素して6−オクソカプロン酸に変換するHC
ADを提供することにある。
a、p)i7.5〜9.5のトリス−塩酸緩衝液(0,
05M)中での反応最適温度が35〜50C 1)、45Cのトリス−塩酸緩衝fL(0,05M)中
で測定して最適pHが8.5〜9.5 c、4Cの緩衝液中でpl(5,0〜10.5)範囲で
安定 d、  pl(a、oのトリス−塩酸緩衝液(0,05
M)中で25Cまで安定 e、SDSポリアクリルアミド亀気泳動による測定で分
子量が55,000±2,000ダルトンf、ゲルp過
による測定で分子量が70,000±2,000ダルト
ン g1等電点がp H5,0±0.2 h、  N末端アミノ酸配列が下記に示す配列Met−
His−Ala−Phe−Ala−Va 1−Leu−
Pro −Asp−Asp−Pro−Thr−I 1e
−His−Asp−Leu −Glu−Leu−Pro
− 1,b−ヒドロキシカプロン酸脱水素酵素活性が1 m
g当り1〜t0.ooo単位 さらに、本発明の目的は、次式で表わされるアミノ酸配
列 Met−His−Ala−Phe−Ala−Val−L
eu−Pro−Asp −=  e  >  (資) 
 (資)  六  φ  −=  ロ  ψω  −−
m−−・−〜  −k−4>  ―−cbo<<o  
 工  〉  C←  01   1   1   1
   1   1   1   1   1   1 
 .1=   −閃   コ   −   関   飄
   ψ   恥   0  −一   −−00−−
菖   −−− 0<<   −ω  <(5−<:l:L(5=   
>   顎   (1)>    ニ   −   =
  −−恥ω  −−・−−C/)   (L)   
−閃  島  −一  〇  <  工  0<、−2
0>   ←  くQ   :1−−Oψ  −−−C
)   ψψ  −閃  ;C)>   閃  閃  
〇  −地<C5>E−1−一>>   ω  −〇め
  Q   −m   Q   Q、   −−−k 
  :I   コ・−−■  ψ   の   0 0
  〜  =  〇  −国  へ  〉<<   Σ
  Σ  〉  E−1−0υ   −ψ   −−−
0>  −(社)   飄−a)>+!:>ロー   
−閃  −−一  ω  −E+l   ←  φ  
−0〉  く  clllllllllll −〇   −   tA>    コ   −−ロ、 
 −φコニ   −■   拳−−1(L)    >
    閃   rA    閃   XE−4L  
 −国  0 4  ←  (く  し  01  1
’   I   I   I   I   I   I
   )   l   lQ    !    (L)
    tA    >    Ch    e   
−>    Q    >−二−飄−O−一〜−の− 1:LI  E−4−tuogo>o<。
111111111tI Q、O−−コ>QJ :l >>CD ψ  −〜  〜  −−m−++4  −一<−〉〉
   Φ  a−ooo   −・−−閃  −−m−
−ニ ー 0 0 −  へ  =  −−六<  <  に
  −く  ← 工 −−−の  −閃  −’l  
 C/)   −C:   Q)   −一(Ll >
 0.1 、、e (L)−ψ=−二一一  の  −
−高 −閃 に  −−−<>、−5)  ト <> 
 如 のN末端にメチオニンが結合したポリペプチド。
および上記アミノ酸配列のアミン末端に、シグナルペプ
チドの部分もしくは全部が結合し友中間体も包含する。
自然の変異により、または人工の変異により、ポリペプ
チドの主友る活性に変化を与えることなく、ポリペプチ
ドをコードするDNAの構造の一部を変化させることが
可能である。本発明のポリペプチドは、前記アミノ酸配
列を有するポリペプチドの相同変異体(Homolog
ousvariant )に相当する構造を有するポリ
ペプチドも包含する。
さらに、本発明によれば、上記アミノ酸配列全有するH
CADをコードするDNAが提供される。
ま念、次式で表わされる塩基配列 ATG CAT GCG TTCGCT GTCCTC
CCCGATGACCCCACCATT CAT GA
CCTG GAG CTTCCCACG  CCA  
AGCCCT  GAA  GGCCGG  CAGG
TCATCCTG  AAA  GTCGTG  CG
G  GCCGGCGTA TGCCACACCGAT
 ACG CACCTG AGGGAA  GGCGG
T  TACGACGGG  CACTTG  AGC
ATGATT  CAG  TACCCG  ATGG
AG  GTA  GTCGGCGTCGGCGGG 
 GACGTG  ACCGGCGAT  GTG  
CGCCTGATCGGCTGCGGCGAA CGCGAA  GGG  CACGACCCCGAT
  GAA  AAG  TACCTCGGCAGT 
 CGC AAG  GACCGG  GGC GTCCTCGGT  CAC GTCGAG  AAA  GTC TCCGTCCGG  GAA ATCTACCCCTGG TGCCGG  CAG  TGC AACCGT  TGT  GCC” GGT  GTG  GCCCGC TACATCCTT  GTT CTA  GTG  GACATC GAT  GGA  ATCGAT ACG  CTG  GCA  TGCCACAGCG
CCGTG CTCGAA  CCG  GAC TTCGGCGCCGGA GCCATCGCG  ATC CACCGCAACATT GCCGAA  CGCAAC GACATG  GGCGCC CCG  AGCTGG  GCT  GCCTCA 
 GGT  CTCACA  GCCGACAAG  
GTA  CTCCCCGAG  CCG  GTG 
 GTCATCGGCCTT  GGCCTA  AC
GCTCCGCGCCCGG  GGC TGCGCG  GTG  GAT  GTCCTCA
CA  CTG  GCCCGCACCAGCAce 
 GTCCTC U<U  ○ ト ぐ <1 自然■渦により、1f?:、は人工的変異によシ、主た
る活性に変化を与えることなく、DNAの構造およびそ
れから演憚されるポリペプチドの構造の一部を変異せし
めることが可能である。したがって1本発明のDNAは
、前述のすべてのポリペプチドの相同変異体に相当する
構造を有するポリペプチドをコードする塩基配列を含有
することも可能である。
遺伝暗号の縮重にしたがい、遺伝子から生産されるポリ
ペプチドのアミノ酸配列を変えることなく、その遺伝子
の塩基配列の少なくとも一つの塩基を他の種類の塩基に
置換することができる。したがって1本発明のDNAは
まfc、遺伝暗号ハフ重に基づく置換によって変化され
た塩基配列有することも可能である。この場合、上記置
換により得られた塩基配列から演理すれるアミノ酸配列
は前て定義し之式(I)のアミノは配列と一致する。
ざらにtた1本発明によれば、前記DNAと複製可能な
発現ベクターとからなる複製可能な組換DNAが提供さ
れる。該組換DNAは、それによって形質転換された微
生物または細胞中で、ポリペプチドを発現することがで
きる。
さらに1本発明によれば、アースロバフタ−属に属する
微生物を用いる)ICADの製造方法が提供される。
以下、詳細に本発明を説明する。
本発明に用いた材料は1次のようにして入手できる。
[11HCADのN末端DNAプローブ精製された酵素
(HCAD>のN末端アミノ酸配列にもとづいて設計さ
れ之イノシンを含むプローブであシ、配列は以下のとお
りである。
プローブの合成はアプライド・バイオシステムズ(Ap
plied Biosystems )社製の380A
型DNA合成機で行い、メーカーマニュアルにしたがっ
て得られたプローブDNAを精製し、実験書〔マニアテ
イスら(maniatis、E、F、、 et、at、
)、モレキュラークローニング(Mo1ecular 
Cloning ) 。
122頁、1982年〕だしたがって、T、DNAキナ
ーゼおよび〔r−32P]ATPを用いてラベル化して
用いる。
(2)大腸菌での遺伝子発現に用いたtaCプロモータ
ーを持ったプラスミドPKK223−3は、ファルマシ
ア・ジャパン株式会社よシ購入する(カタログ番号27
−4955−01)。
(3)ポリペプチド発現用に用いる大腸菌JM−105
は、ファルマシア・ジャパン株式会社よシ購入する(カ
タログ番号27−1s s o−o 1 )。
(4)その他の試薬類、酵素類は、全て市販のものを使
用する。
本発明において用いられる微生物は、アースロバクター
(Arthrobacter )属に属する微生物であ
シ、このようなものとしては、たとえば、アースロバフ
タ−オキシダンスAK 65−6 (Arthroba
cteroxydans A K 65−6微工研菌寄
第943o号)をあげることができる。
アースロバフタ−・オキシダンスAK65−6の菌学的
性状は次のとおシである。
(a)  形態学的性状 ■細胞の形および大きさ:短桿菌、 0,6 X O,
8〜1μ■細胞の多形性の有無:多形性(分枝等)■運
動性の有無:なし ■胞子の有無:なし ■ダラム染色性:陽性 ■抗酸性:陰性 (b)  培養性状 ■肉汁寒天平板培養:乳白色、クリーム状、生育良好■
肉汁寒天斜面培養二元白色、クリーム状、生育良好■肉
汁液体培養:白色* 0D66G!=、4%生育良好■
肉汁ゼラチン穿刺培養:液化 ■リドマス・ミルク:アルカリ性、0(ヒ(C)  生
理学的性質 ■硝酸塩の還元:陰性 ■脱窒反応:陰性 ■MRテスト:陰性 ■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:陽性 ■デンプンの加水分解二陽性 ■クエン酸の利用:陽性 ■無機窒素源の利用:陽性 [相]色素の生成:生成しない ■ウレアーゼ:陰性 [株]カタラーゼ:陽性 O生育の温度およびpH=20〜3oc、pH6,5〜
8.0or:IR素に対する態度:好気性 ◎O−Fテスト:陰性 O糖類から酸およびガスの生成の有無:(1) L−ア
ラビノース    − (2)D−キシロース     − (3)D−グルコース     士 (4)D−マンノース     士 (5)D−フラクトース    士 (6)D−ガラクトース    − (7)麦芽糖         − (8)ショ循           士(9)乳 塘 
        − uO)トレハロース       − (11)D−ンルビノト     士 αZD−マンニット     ± (131イノジツト       − α褐グリセリン       − +151デンプン        − 本菌は土壌より分離され、化学分類、生理試候ニヨリア
ースロバクター・オキシダンス(Arthro−bac
ter oxydans )と同定されたものである。
すなわち、細胞壁ペプチドグリカンのアミノ酸配列につ
いては、内円吹成ら〔微生物の1ヒ学分類実議法。
学会出版センター(1982))、用本勲ら〔放線菌の
同定実験法1日本放線菌研究会編(1985)〕の方法
にしたがって、菌体脂肪酸組成およびインプレノイドキ
ノンについては、鈴木漣一部ら〔放線菌の同定実験法1
日本放線菌研究会編(1985)]の方法にし友がって
分析し、生理試験については。
駒形和男ら〔微生物の分類と同定(1985)]。
シャーリングら(E、B、Shirling、 Int
、J、5yst。
BaC1erlO1,,16,513−340(196
6)]、 スタックブランドら(E、5tackebr
andt、 5yst、Appl。
Microbiol、、 4.470−486(1,9
83)]の方法にし友がって行った。
これらの結果を既存菌株の試験結果および文献記載[K
、H,5chleifer、 O,Kandler、 
Bacteriol。
Rev、、 34,407(1972)、 K、5uz
uki。
K、Komagata、 Int、J、5yst、Ba
cteriol、、 33 、188(1983)、 
Y、Yamada、 G、Inoue、 Y、Taha
ra。
H,0yaizu、 K、Komagata、 J、G
en、Appl、Microbiol、。
22,203−214(1976)、 M、D、Co1
1ins、 J、Appl。
Bacteriol、、52,457−460(198
2)]と照合した結果、Arthrobacter o
xydansであると同定され、 Arthrobac
ter oxydans AK65−6と命名され念(
表1ないし表4)。
表2  生理試験 ×1普通寒天培地、 ×2硝酸、こはく酸培地、 r:
赤色衣 5  有機化合物の資化性試験 (注)w:弱い生育 表4  糖から酸の生成 次に、該微生物を用いてHCADを製造する方法を説明
する。
アースロバフタ−(Arthrobacter )属て
属する微生物の培養は20〜40C1好ましくは24〜
53Cの範囲で行われる。培養液の初発のpHは6.5
〜8.5.好ましくは6.8〜7.5である。培養iK
は、炭素源としてシクロヘキサノール、シクロヘキサノ
ンあるいはその7昆合物、窒素源としてアンモニウム塩
、硝酸塩1例えば、硫安、塩酸アンモニウム、硝酸ア/
モニウム、燐酸アンモニウム、硝酸カリ、硝酸ナトリウ
ムなどの無機塩、および/またはポリペプトン、カザミ
ノ酸、酵母エキス、コーンスチープリカー肉エキスなど
の有f億栄養源を加える。無機イオンとしては、ナトリ
ウム、カリウム、マグネシウム、鉄、マンガン、亜i1
M、コバルト、カルシウム、燐(’71..クロル、硫
酸などを加える。これらの栄養源は、すべてま友は一部
を組み合わせて用いる。
培養終了後、遠心分離、濾過などによって菌体を集め、
pHを調製した緩衝液等に懸−謁した後。
ホモゲナイズしHCADを含む遠心上清液を得る。
この遠心上清液を粗酵素液とし、これより酵素の一般的
分離精製法、すなわち、硫安塩祈法、除核酸法、イオン
交換樹脂、逆相分配、アフィニティー、ゲル濾過等のク
ロマトグラフィー、電気泳動。
限外p過膜等を用いfca縮法等を組み合わせることに
よって、1(CADを精製することができる。
次に、上記で得られるHCA’Dの性質について述べる
(a)  作用 HCADが補酵素の存在下で6−ヒドロキシカプロン酸
に作用した場合、6−オクソカプロン酸が生成する。す
なわち、下記のよ、うな反応を触媒する。
翰 最適pHおよびpH安定性 種々のpHの緩衝液を用いて測定したHCADの作用p
H範囲はp H6,5〜10.5.最適pHは8.5〜
9.5である。HCADを4Cにおいて、それぞれのp
Hで24時間処理し九場合 p H5,0〜10.5.
好ましくはI) H5,5〜9.5 tD範囲テ安定で
ある。
(C)  最適温度および温度安定性 様々の温度で測定したHCADの作用温度は5〜60C
,最適温度は35〜50Cである。HCADをp H8
,0の緩衝液中において、それぞれの温度で20分間処
理した場合、25Cまで安定である。
(d)  分子量 高速液体クロマトグラフィー(5hodex 803F
)を用いたゲル濾過法によシ求めたHCADの分子量は
 70,000±2,000である。ドデンルIA敵ナ
トリウムを含む電気泳動によ)求めf?−HCADの分
子量は35,000±2,000である。
(e)  等電点 等1点電気泳動法によシ求められたHCADの等電点は
p H5,0±0.2である。
(f)  N末端アミノ酸配列 エドマン分解法により求められ7jHCADのN末端ア
ミノ酸配列は、下記のとおりである。
Met−His−Ala−Phe−Ala−VaI−L
eu−Pro−Asp−Asp−Pro−Thr−I 
1e−)(i 5−Asp−Leu −Glu−Leu
−Pro − (ω 酵素活性測定法 HCADの酵素活性の測定は、NAD存在下で6−ヒド
ロキシカプロン酸を基質として生成するNADHO量を
340 nmの吸光度の増加を追跡することによって測
定される。すなわち、15mM6−ヒドロキシカプロン
歌50μj、−L6mMNAD S OpL、50 m
M トリス−塩酸緩衝液(pH8,5) 235μtお
よび適当に希釈した酵素液5μtをよく混合し、30C
で反応させ、NADHVC基づ(340nmの吸収の増
加を測定した。HCADの活性単位は、30Cで1分間
当りに生成するNADHのマイクロモル数を1単位とし
た。このようにして測定し、’CHCADの酵素活性は
11ng当り1〜10,000u’″′Cある。
次に、HCAD遺伝子のクローニングおよヒ発現方法に
ついて説明する。
(11アース0バクター(Arthrobacter 
)属に属する微生物から常法にしたがって(S D S
、 1 ysozyme。
RNase A 、 protein Kを使用)、全
DNAを調製する。
(2)すでに決定しているHCADのN末端アミノ酸配
列から合成プローブを設計し、該プローブをDNA合成
機を用いて合成する。
(3)上記(11で得られる全DNAを各制限酵素で切
断し、5ourthern blot法にし九がって、
上記(2)で得られる合成プローブに71イプリダイズ
したところ、各レーンに単一バンドが検出されることを
確認する。
(4)上記(11で得られるDNAをPstIで切断し
pUC18ベクターに組み込み、該組換DNAによって
形質転換された大腸菌(E、cOli )につめて。
上記プローブを用いてコロニーハイブリダイゼーション
を行う。
(5)上記で得られたクローンの断片上でHCADがコ
ードされていると思われる領域の塩基配列を解析し、そ
の塩基配列がち決定されるアミノ酸配列が、先に決め7
’CN末端ア末端アミノ酸一致することを確認する。
(6)次に、HCADをコードするDNAを発現ベクタ
ーに組み込み、該組換DNAを宿主中で発現させ、HC
ADの酵素活性を確認する。
(実施例) 以下に実施例をめげて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1 アースロバフタ−オキシダンスAK65−6(Arth
robacter oxydans AK65−6微工
研菌寄第9430号)を表゛Sに示した組成の培養液2
tを含む3を容量のジャーファーメンタ−に植菌し。
30C,24時間、600rpmで攪拌培養した。
表  5 バクトドリプトン      10? イーストエキス     57 食  塩              5tシクロヘキ
サノール     0.52水           
       1 を培養中のpHは、INの塩酸で7
.2にコントロールした。同時にシクロヘキサノールの
消費に合せて、シクロヘキサノールを添加した。全シク
ロヘキサノール添加量は8?であつ之。培養液から遠心
分離によって菌体を集め、約502の湿菌体を得た。5
2の菌体をトリス−塩酸緩衝液(pH8,0) 15m
1K懸濁し1等容のガラスピーズと共にブラウンセルホ
モゲナイザーを用いて4.00 Orpmで1分間、菌
体を破砕した。破砕物を4Cで10,0001で30分
間遠心分離し、上清を得、その上清に。
終d[2%になるようにストレプトマイシン硫酸を加え
、除核酸した後、50mMIJスー塩酸緩衝液(pH8
,0)に対して一昼夜透析し、粗酵素液とし几。粗酵素
液を七ントリコン(アミコン社製)を用いて濃縮した後
 somMト!jスー塩酸緩衝液(pH8,,0)を用
いて高速液体クロマドグシフイー (DEAE−5PW
 : 2,2 t−rrIX 15 crn東洋曹達社
製)にかけ、流速5 rnt/ minで280 nm
の吸光度を追跡しながら、0〜0.5M食塩の直線的濃
度勾配によってHCADを溶出した。活性画分を集め、
七ントリコン(アミコン社製)を用いて濃縮した後、さ
ラニ、高速液体クロマトグラフィー(5hodex P
H814: 7.511+1 X 7,5 CIIM、
昭和電工社製)にかけ比。
5’OmMトリスー塩酸緩衝液(pH8,0)を用いて
、1.8〜OMの硫安の直線的濃度勾配によって溶出し
たところ、HCADの酵素活性は、硫安濃度約OMの位
置に溶出された。この活性画分について、ドデシル硫酸
ナトリウムを含む電気泳動を行ったところ1分子量約5
5,000の単一なバンドが認められた。また、この両
分を高速液体クロマトグラフィー(5hodex 80
3F : 8;ox 30z、昭和電工社製)にかけた
ところ、HCADの活性画分は1分子量約70,000
の位置に溶出され、その酵素活性は125 u / +
すであつtoこの精製された本発明の酵素のN末端アミ
ノ酸配列を、アミノ酸シークエンサー(アプライド バ
イオシステム社製)を用いて分析したところ、以下に示
すような配列であることが判明した。
Met−His−Ala−Phe−Ala−Val−L
eu−Pro −Asp−Asp−Pro−Thr−I
 I e−)(i 5−Asp−Leu −Glu−L
eu−Pro 一 実施例2 アースロバフタ−オキシダンスAK65−6 (微工研
菌寄第9430号)を1007のシクロヘキサノール5
0μ2を含む実施例1の表5に示した組成の培養液で、
60Cで18時間培養し、菌体を得た。菌体を洗浄後、
160m9のリゾチーム、2mtyのプロテアーゼにお
よび10%sD3溶液を用いて溶菌し、フェノール抽出
、フェノール・クロロホルム抽出、イノプロパツール抽
出を繰り返し。
最後にエタノール沈澱を行い、全DNAを得た。
HCADの1〜11番目のN末端アミノ酸配列(Met
−HIs−AJa−Phe−AJa−Val−Leu−
Pro −Asp−Asp−Pro)に基づいて、イノ
シンを含む下記の配列の合成グローブをDNA合成材(
アプライド・バイオシステム社製)を用いて合成し、高
速液体クロマトグラフィーを用いて精製した。
T        T ATGCA  GCITT GCIGTI  TICC
IGATGATCCCCCCC (注)I:イノシン プローブはT、−カイネースおよび”−”[))ATp
を用いて32pでラベル以後の実験に用いた。
上記のようにして得られた全DNAを4種類の制限酵素
(Hindlll、 EcoRI、 BamHI、 P
st I )で切断し、上記のプローブを用いてハイプ
リダイゼイションヲ行ったところ、各レーンに単一のバ
ンドが検出された。全DNAをPstlで切断し、1チ
アガロースゲル電気泳動を行ない、ゲルから3〜d K
b付近のDNAを回収し、pUC−18のPst■サイ
トに組み込み、大腸菌(MB6S)へ導入した。
目的のDNA断片が組み込まれ友プラスミドを含む国体
を得るため、上記のプローブを用いてコロニーへイブリ
ダイゼイションを行ない、約8oo。
個のコロニーから15個の目的のクローンを得た。
このクローンを解析したところ、約3,2 KbのPs
ti断片を含み、そのうちのHindll[、5tu(
断片上がプローブとハイブリダイズする領域が含まれる
ことが判明した。Hi ndllIからBamHIまで
約1,5Kbの断片についてサンガーらの方法[: S
anger F、et。
al、、 Proc、Natl、Acad、Sci、U
S A 74 、5463(1977))KL、たがっ
てDNA塩基配列を決定した。このようにして得られ友
塩基配列から翻訳されるアミノ酸配列と、実施例1で得
られたHCA[>のN末端アミノ酸配列が完全疋一致し
たことにょシ、この塩基配列は、HCADをコードする
DNAであることを確認した。
実施例3 大腸菌内でtacをプロモーターとして、HCADをコ
ードするDNAより、HCADのアミノ騒配列を有する
ポリペプチドを発現させることを目的に。
プラスミドの構築を行なう。
第1図に示すように、プラスミド1)AHCAD 20
μ2を10ユニツトのHlndlllおよびBamHI
で37Cで2時間消化し、1.0%のLow Melt
ing Po1ntのアガロース(BRL社製)電気泳
動で約1.3に塩基対のh−PCIをコードするBin
d [[−BamHI断片を単離する。約4μmの断片
がゲルから電気兆動溶出される。さらに、BstN(で
部分消化し、1.2Kbの塩基対を単離した(約2μ?
)。
前述と同様の方法によって、第1図に示す2個のデオキ
シオリゴヌクレオチド、すなわち、5′−AATTCA
TGCACCGCCACCACCCCC−3’と5’−
GGGGGTGGTGGCGGTGCATG−3’とを
合成し、約100 Pmolの各デオキシオリゴヌクレ
オチドの5′末端をT4キナーゼを用いてリン酸化する
。反応終了後1反応混合物をフェノールを用いて抽出し
、さらにクロロフォルムを用いて抽出した後、オリゴマ
ーを約1μmの約2に塩基対のSmaI断片と合せる。
通常によく行なわれている条件で、10ユニツトのT、
 D N Aリガーゼで前記の断片を4Cで1夜反応さ
せ結合する。反応終了液をエタノール沈澱後、20ユニ
ツトのECORIで37t?、3時間消化し、1%のL
ow Melting Po1ntのアガロース電気泳
動にかけ、約1に塩基対の対の断片を単離する。市販の
゛プラスミドPKK225−31/jrをEcoRi 
、 Bam)IIで消化してフェノール抽出、′クロロ
フォルム抽出、エタノール沈澱をして調製したベクター
0.5μtに、約IK塩基対のHCADの構造遺伝子を
含む両端にEcoRIサイトを持つ之断片をT4 D 
N A IJガーゼを用いて結合する。実験書〔メソッ
ド・イン・エンザイモロジ−(Method in E
nzymology ) 101巻、20頁。
アカデミツク・プレス(Academic Press
 )刊〕にしたがって、大腸菌JM105株を形質転換
し、50μ2/−のアンピシリンを含む寒天培地で培養
して約300個のコロニーを得る。これらの形質転換体
50個からプラスミドDNAを調製し、 EcoRjで
消化したところ、6個が目的の約1に塩基対のEcoR
I断片を含んでいた。塩基配列の解析によシ。
この6個のプラスミドは同一で、tacプロモーター、
合成りNAおよびcDNAの順に、所望のヌクレオチド
配列を有することが確認された。
上記で得られたプラスミドを含有する大腸菌株Esch
erichia coli pAHCADを50μF/
−のアンピシリンを含有するLB培地5〇−中37Cで
一夜培養し、1tの同上の培地に移して、さらに2時間
培養する。イソプロピルβ−ローチオガラクトピラノシ
ド(シグマ社)を終濃度1mMになるように添加し、さ
らに8時間培養を続け1L冷却し、遠心分離によシ菌株
を集める。菌体を冷却遠心して集め、0.04MIJス
ー塩酸緩衝液(pH7,8)500−にS濁し1次いで
、超音波破砕し、冷却遠心して菌体蛋白溶液を得る。な
お。
Escherichia coli pAHCADは受
託できる微生物の範囲外である之め、寄託受託拒否通知
書を受けた。
HCADのDNAを持たないプラスミドPKK223−
3を含有する大腸菌を同様にして培養して得之菌体蛋白
溶液をコントロールとして、この菌体がHCADのi素
活性を有するかどうか検定した。すなわち、15mM6
−ヒドロキシカプロン酸30μi、1.6 mM N 
A D 50 μl、50mM トリス−塩酸緩衝液(
+) H8,5) 235μt、菌体蛋白溶液5μtを
よく混合し、50Cで反応させ、NADHに基づ(34
0nmの吸収の増力口を測定した。
その結果、コントロールの菌体蛋白溶液には酵素活性が
検出されないが、上記で得られtプラスミドを含有する
大腸菌から調製した菌体蛋白溶液のものからは6強い酵
素活性が検出された。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の酵素の高速液体クロマトグラフィー(
DEAE−5PW)からの溶出の様子を示すグラフ、第
2図は本発明の酵素のドデシル硫酸す) IJウムを含
む電気泳動の結果を示す模式図。 第3図は本発明のHCADのポリペプチドをコードする
組換DNA、pHCADの調製方法を示すフローシート
である。 標 準 蛋 白 質 フォスフォリラーゼb −1− 生血溝アルブミシ   −・ オボアルブミシ     −一 カーポニツクア)ヒドラーゼ−・− 大うトリプシシイシヒビターーー 枢−ラクトアルブミ′) へ1 図 精 製 蛋 白 −一分子量35,000

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記の特性を有し、6−ヒドロキシカプロン酸か
    ら脱水素して6−オクソカプロン酸に変換する酵素 a、pH7.5〜9.5のトリス−塩酸緩衝液(0.0
    5M)中での反応最適温度が35〜50℃ b、45Cのトリス−塩酸緩衝液(0.05M)中で測
    定して最適pHが8.5〜9.5 c、4℃の緩衝液中でpH5.0〜10.5の範囲で安
    定 d、pH8.0のトリス−塩酸緩衝液(0.05M)中
    で25℃まで安定 e、SDSポリアクリルアミド電気泳動による測定で分
    子量が35,000±2,000ダルトンf、ゲル濾過
    による測定で分子量が70,000±2,000ダルト
    ン g、等電点がpH5.0±0.2 h、N末端アミノ酸配列が下記に示す配列 【遺伝子配列があります】 i、6−ヒドロキシカプロン酸脱水素酵素活性が1mg
    当り1〜10,000単位
  2. (2)次式で表わされるアミノ酸配列 【遺伝子配列があります】 を有する特許請求の範囲第1項記載の酵素。
  3. (3)次式で表わされるアミノ酸配列 【遺伝子配列があります】 を有する6−ヒドロキシカプロン酸脱水素をコードする
    塩基配列からなるDNA。
  4. (4)次式で表わされる塩基配列 【遺伝子配列があります】 および該塩基配列に相補的な塩基配列からなる群から選
    ばれる少なくとも一つの塩基配列からなる特許請求の範
    囲第5項記載のDNA。
  5. (5)アースロバクター属に属する微生物を培養し、菌
    体から下記の特性を有し、6−ヒドロキシカプロン酸か
    ら脱水素して6−オクソカプロン酸に変換する酵素を採
    取することを特徴とする6−ヒドロキシカプロン酸水素
    酵素の製造方法。 a、pH7.5〜9.5のトリス−塩酸緩衝液(0.0
    5M)中での反応最適温度が35〜50℃ b、45℃のトリス−塩酸緩衝液(0.05M)中で測
    定して最適pHが8.5〜9.5 c、4℃の緩衝液中でpH5.0〜10.5の範囲で安
    定 d、pH8.0のトリス−塩酸緩衝液(0.05M)中
    で25℃まで安定 e、SDSポリアクリルアミド電気泳動による測定で分
    子量が35,000±2,000ダルトンf、ゲル濾過
    による測定で分子量が70,000±2,000ダルト
    ン g、等電点がpH5.0±0.2 h、N末端アミノ酸配列が下記に示す配列 【遺伝子配列が有ります。】 i、6−ヒドロキシカプロン酸脱水素酵素活性が1mg
    当り1〜10,000単位
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