JPH02156892A - 光学活性α−ヒドロキシカルボン酸の製造法 - Google Patents

光学活性α−ヒドロキシカルボン酸の製造法

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JPH02156892A
JPH02156892A JP63311030A JP31103088A JPH02156892A JP H02156892 A JPH02156892 A JP H02156892A JP 63311030 A JP63311030 A JP 63311030A JP 31103088 A JP31103088 A JP 31103088A JP H02156892 A JPH02156892 A JP H02156892A
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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、一般式 %式% (式中R,はアルキル基、アリール基、アラルキル基ま
たはアリールオキシル基、R2は低級アルキル基、CI
〜4(メチル基、エチル基等)を示す)で表わされるヒ
ドロキシカルボン酸エステルを不斉加水分解するエステ
ラーゼ(エステラーゼと略す)遺伝子DNAをベクター
プラスミドに連結した組換え体プラスミドを宿主微生物
に導入した形質転換微生物による、一般式 %式% (II) RI−CH−COOH (式中R1はアルキル基、アリール基、アラルキル基ま
たはアリールオキシル基を示す)で表わされる光学活性
ヒドロキシカルボン酸の製造法に関する。
[従来の技術] 光学活性α−ヒドロキシカルボン酸誘導体の簡便な製造
法として、エステル加水分解能を有する菌を用いてラセ
ミ体エステルより製造する方法が知られている(特開昭
63−63397号)。しかし、同様の方法を光学活性
α−ヒドロキシカルボン酸の製造に利用した例はない。
本発明の特徴は、光学活性α−ヒドロキシカルボン酸を
微生物(及び酵素)を変換反応を利用し製造すること、
かつ遺伝子工学的手法により活性を増幅した菌を用いる
ことにある。
〔発明が解決しようとする課題〕
遺伝子組換えの方法でクローン化されたエステラーゼ遺
伝子によるヒドロキシカルボン酸エステルの不斉加水分
解では、菌体内に多数の遺伝子を存在させることができ
るため微生物の触媒能力を従来の方法に比して飛躍的に
増大させることが期待できる。そこで、本発明者らは鋭
意研究を行いシュードモナス・フルオレッセンス(p3
B(Idomonasf 1uorescens)のエ
ステラーゼ遺伝子をニジエリシア・コリ (Esche
richia coli)のベクタープラスミドpUc
18およびpUc19に挿入して組換えプラスミドを得
、これをEscherichia coliに導入する
ことによりエステラーゼ遺伝子を発現させて本発明を完
成するに至った。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の、一般式 %式% (式中、R1はアルキル基、アリール基、アラルキル基
またはアリールオキシル基、R2は低級アルキル基、0
1〜4(メチル基、エチル基等)で表わされるヒドロキ
シカルボン酸エステルに、微生物由来の該ヒドロキシカ
ルボン酸エステルを不斉加水分解するエステラーゼの遺
伝子DNAをベクタープラスミドに連結した組換え体プ
ラスミドをで形質転換された形質転換微生物の菌体また
は菌体処理物を作用させて、一般式 (式中、R1はアルキル基、アリール基、アラルキル基
またはアリールオキシル基)で表わされる光学活性ヒド
ロキシカルボン酸を製造する方法である。
式■のヒドロキシカルボン酸は光学活性を有する種々の
生理活性物質を合成するための原料として利用されてい
る。
そして、上記組換え体プラスミドは下記で表わされるア
ミノ酸配列またはその一部の配列を含むエステラーゼ活
性を持ったベブタイドをコードするDNA遺伝子を含む
ものである。
Met  Thr  Glu Pro  Ala  Asp Leu  Gly  Ala Ala  Glu  Ala Arg Phe Val Val  Thr  l1e Trp Tyr Asp Ser  Ile  5er Lys Thr Val Arg Thr Gly Ala Gly Phe His  Thr  Ala Gly Gly  Val Thr  Phe  Asp Gln  Gln  Arg Gin Tyr Asp 八rg  Ser  Ala Val  Thr  Val His  Glu  Val Gly Ala Trp Pro  Leu  l1e Ala  Cys  Val Asp  Arg Tyr Leu Gln Glu Leu  Pro  Gln ^sn  Gly Gly 11e  Lys  Ala Leu  Glu  Glu Thr Asp Leu 11e  Asp  Thr Ser Gin  Gly Phe Lys  Lys lie  Ala  Leu Asn  Asp  Leu lie  Pro  Thr Glu  Val  Val Tyr Glu His Thr Trp Gin Leu  Pro  Gln 1611  Ala  Glu Leu  Gln  Pr。
11e  Trp  Leu Asp  Phe  Leu Thr  Leu  Leu Ala  Pro  Thr Tyr  Glu  Met Met  Ser  Pr。
Leu  Glu  Thr 11e  Glu  Thr Ser Arg  l1e Gly  Ala  Val Trp Glu  Gly Ser Thr Tyr Gln  Leu  5er Leu  Cys  Leu Gin  Asn  Ala Leu  Lys  Gly Glu  Tyr  Pr。
Glu  Ile  His 八rg  Leu  Arg Ala  Lys His Gly Pro  Val Ser  Thr Arg  Pr。
Pro  Ser ^1a  Arg Ser  Ala Gln  Gin Phe  Leu Val  Phe Pro  Leu 八Ia  Pr。
八la  5er His Gly Met Gly Arg Gly Met Gly Asp  Ile 更に、エステラーゼ活性を持ったベプタイドをコードす
るDNA配列の例としては下記のものが挙げられる。
ATG  ACCGAA  CCCTTG  ATT 
 CTT  CAG  CCCGCCAAGCCA  
GCA  GACGCCTGCGTT  ATCTGG
  CTG  CAT  GGCCTG  GGCGC
CGAT  CGCTACGACTTCCTG  CC
G  GTGGCCGAA GCG CTG CAG 
GAA ACCTTG CTG AGCACCCGCT
TT GTT TTG CCCCAG GCCCCCA
CG CGCCCGGTG  ACG  ATT  A
AT  GGCGGCTACGAG  ATG  CC
G  AGCTGG TACGACATCAAG GC
CATG AGCCCG GCCCGTTCG  AT
CAGCCTG  GAA  GAA  CTG  G
AA  ACG  TCG  GC八へAA  ACG
  GTT  ACG  GACCTG  ATCGA
G  ACA  CAA  CAGAGA ACCGG
A ATA GACACT TCG CGA ATT 
TTCCTCGCT GGT TTT TCT CAA
 GGCGGCGCCGTG GTT TTTCACA
CCGCG  TTCAAG  AAA  TGG  
GAG  GGG  CCCTTGGGCGGT  G
TG  ATCGCCCTCTCCACCTAT  G
CG  CCCACCTTCGAT  AAT  GA
CCTG  CAA  TTA  TCCGCCAGC
CAG  CAA  CGCATCCCT  ACG 
 CTCTGCCTG  CACGGCCAG  TA
CGACGAA  GTG  GTG  CAG  A
ACGCCATG  GGCCGCAGCGCCTAC
GAG  (、AT  TTG  Aへ^ GGCCG
T  GGTGTCACCGTG  ACA  TGG
  CAG  GAA  TACCCA  ATG  
GGCCACGAA  GTG  TTA  CCCC
へへ GAG  ATA  CACGAT  ATCG
GCGCCTGG  CTG  GCT  GAA  
CGG  CTG  CGC本発明におけるPseud
omonas fluorescens I F030
81のエステラーゼ遺伝子のEscherichia 
coliへのクローニングは次のようにして行われる。
Pseudomonas fluorescensより
Thomasらの方法(Cantoni and Da
vies ed、  ”Proceduresin  
Nucleic  Ac1d  Re5earch  
”  Vol、1  p535.Harperand 
Row、New York(1966))にしたがって
染色体DNAを調製する。これを制限酵素EcoRIで
完全分解しDNA断片を得る。一方、ベクタープラスミ
ドpUc18を同酵素で切断する。pUc18はそのマ
ルチクローニング部位にのみ一ケ所のEcoRI切断部
位を有する。EcoRI切断により直線状となったpU
、c18とPseudomonas fluoresc
ens I F 03081からのDNA断片とを混ぜ
、T4DNAリガーゼで末端を結合させることにより雑
種DNAを形成させる。これを、あらかじめCaCl2
処理により外来DNAを受は入れやすくした宿主微生物
のEscherichia coli K−12株の一
つであるJM109株に導入する。ptJc18を含む
JM109株をアンピシリンとIPTGSXGa 1を
含むLB寒天培地で増殖させるとJM109株内で発現
されたβ−ガラクトシダーゼ活性によりXGa 1が切
断され青色のコロニーを形成する。ここでpUc18の
マルチクローニング部位に外来DNA断片が挿入された
場合はβ−ガラクトシダーゼ活性は発現されずコロニー
は無色になる。従って、Pseudomonasf l
 uorescens由来のエステラーゼ遺伝子を発現
する形質転換株を選び出すために、アンピシリンとIP
TC;、XGa 1を含むLB寒天培地において無色の
コロニーを選択し、そのうちでエステラーゼ活性を発現
する株をスクリーニングする。エステラーゼ遺伝子を持
つEscherichia coli J M2O3株
の検索は以下のように行う。10mM )リス−HC1
(pH7,5)、0.01%ブロモクレゾールパープル
、1%(±)−β−アセチルチオ−α−メチルプロピオ
ン酸メチルを染み込ませた口紙にコロニーを移し室温に
て数時間放置する。エステラーゼ活性を持つコロニーは
酸を生成しコロニー付近のpHは低下する。pH指示薬
であるブロモクレゾールパープルは青紫色から黄色に変
化するため、肉眼観察によりエステラーゼ遺伝子を持つ
株を得ることが出来る。
この形質転換株から再びプラスミドDNAを取り出し、
これを種々の制限酵素で切断し、より小さなりNA断片
を持つプラスミドを作成する。これらのプラスミドによ
って形質転換された株のエステラーゼ活性の有無によっ
て、エステラーゼ遺伝子の位置を知ることが出来る。本
発明では、エステラーゼ遺伝子をpUc19上の1ac
UV5プロモーターの支配化におくことにより、形質転
換株のエステラーゼ活性を親株のPseudomona
s fluorescens I F 03081の持
つ活性に対し飛躍的に上げることが出来る。
本発明のエステラーゼ遺伝子の供与微生物としてはシュ
ードモナス属の微生物の他にニジエリシア属、スタフィ
ロコッカス属、アルカリ土類金属、ストレプトマイセス
属、ノカルデイア属、マイコバクテリア属、トルロプシ
ス属、バシルス属、アスペルギルス属、キャンディダ属
、ポツリチス属、オフィロルス属、ケトミウム属または
タラトスポリウム属に属する微生物が挙げられ、具体的
にはそれぞれニジエリシア・コリI F 013500
 、スタフィロコッカス・アウレウスI F 0127
32 、ストレプトマイセス・グリセウスI F 03
355、ノカルデイア・エルスロポリスT F 012
538 、マイコバクテリウム・フレイI F 013
160 、ストレプトマイセス・タラブリゲルスI F
 013307、トルロプシス・グロベンギエセリI 
F 00659、バチルス・ズブチリス・パール・ニガ
ーIF○3108、アスペルギルス・ソージャエT A
 M2703、キャンディダ・ルゴーザI F 007
50.ポツリチス・シネリア■AM5126、オフィロ
ラス・ミャビアヌスIAM8053、ケトミウム・セミ
スピレールI F 08363、及びタラトスボリウム
・レシナエー・ファーアペラネウムHU T5050が
挙げられる。
本発明で用いるベクターは例えばp U C1B+ p
 UCl3及びM13m p 18であって、その制限
酵素地図は第1図、第2図及び第3図の通りである。こ
れらはいずれも宝酒造株式会社から購入することができ
る。形質転換される微生物としては、Esche−ri
chia colt J M2O3株が挙げられ、これ
も宝酒造株式会社から購入することができる。また、形
質転換され得る微生物としては上記Escher ic
h 1acoli J M2O3株 の他に酵母、枯草
菌、放線菌等が挙げられる。
前記式■及びHの化合物の置換基R1のためのアルキル
基としては例えばメチル基、エチル基などが、アラルキ
ル基としては例えばベンジル基が、アリール基としては
例えばフェニル基が、アリールオキシル基としては例え
ばフェノキジル基がそれぞれ挙げられ、そして、ヒドロ
キシカルボン酸エステル(1)としては、例えばマンデ
ル酸メチル、乳酸メチル等が挙げられる。
本発明の形質転換微生物は、これを含む培養液、分離し
た菌体または菌体処理物として用いられる。
これら形質転換微生物の培養は、通常は液体培養で行わ
れるが、固体培養によっても行うことができる。培地と
しては、例えばLB培地が用いられる。培養は10〜5
0°Cの温度で、pH2〜11の範囲で行われる。微生
物の生育を促進させるために通気撹拌を行ってもよい。
加水分解反応を行うに際しては、培養の開始時又は途中
で培地にヒドロキシカルボン酸エステル(I)を添加し
てもよく、あらかじめ微生物を培養したのち培養液にヒ
ドロキシカルボン酸エステル(1)を添加してもよい。
また増殖した微生物の菌体を遠心分離等により採取し、
これをヒドロキシカルボン酸エステルを含む反応媒体に
加えてもよい。この場合菌体は取り扱い上の便宜から、
乾燥菌体例えば凍結乾燥菌体、噴霧乾燥菌体又は有機溶
媒例えばアセトン、トルエン等で処理した菌体、あるい
は菌体破壊物、菌体抽出物等の菌体処理物を用いること
もできる。反応媒体としては例えばイオン交換水又は緩
衝液が用いられる。反応媒体又は培養液中のヒドロキシ
カルボン酸エステルの濃度は0.01〜50重量%が好
ましい。ヒドロキシカルボン酸エステルは水に懸濁した
状態で加えることもできる。メタノール、アセトンなど
の有機溶媒を反応液に加えてエステルの溶解性を向上さ
せることもできる。反応液のpHは2〜11、好ましく
は5〜8の範囲である。反応が進行するに伴い生成した
ヒドロキシカルボン酸により反応液のpHが低下してく
るが、この場合は適当な中和剤で最適pHに維持するこ
とが好ましい。反応温度は5〜50°Cである。
反応液又は培養液からの生成物の分離精製は、通常の方
法例えば抽出、再結晶、カラムクロマトグラフィ等によ
り行うことができる。
参考例1 (組換え体プラスミドの調製) 1) 染色体DNAの調製: 200m1のLB培地(1%バタトトリプトン、0.5
%バクトイ−ストエキス、0.5%NaC1)にPse
ud。
monas fluorescens  I F 03
081株を植菌し、−夜培養を行った。培養後、遠心分
離によって菌体を集める。菌体を30m1のS S C
(0,15M NaC1,15mMクエン酸ナトリウム
)、25%ショ糖、10mMEDTAに懸濁し、12m
gのリゾチームを加えた後数分間放置し、3dの10%
SDSを加え撹拌する。37°CIO分間インキュベー
トした後、24■のプロナーゼEを加え引き続き37°
Cにて90分間インキュベートした。これに等容の水及
び2倍容のフェノール(10mMTRI 5−HCI(
pH8)、1mMEDTAで飽和)を加えゆっくり撹拌
した。室温にて遠心にかけ、水層を取り、再度同フェノ
ールによる抽出を行った。得た水層に等容のクロロホル
ム(0,4%のイソアミルアルコールを含む)を加えゆ
っくり撹拌した。遠心復水層を取り再度同クロロホルム
による抽出を行った。水層に等容のエーテルを加え抽出
操作を行った。水層を取り残存するエーテルを窒素ガス
により除いた後、RNa s eAを50μg/dにな
るように加え37°C30分間インキュベートし、更に
上記プロナーゼEを100μg/dになるように加え3
7°C30分間インキュベートした。その後、先に述べ
たようにフェノール抽出を2回、クロロホルム抽出を2
回、エーテル抽出を1回行い、窒素ガス通気によりエー
テルを除いた。水層に2.5倍容のエタノールを加え遠
心によりDNAを回収し乾燥後水に溶解した。
2) エステラーゼ遺伝子を含む組換え体プラスミドの
作成:・ 上で得た染色体DNAに制限酵素EcoRIを作用させ
染色体DNA断片を得た。一方、プラスミドpUc18
にも同制限酵素を作用させ直鎖上のプラスミドを得た。
T4リガーゼを用い4°C−夜反応させることにより、
両DNA断片の結合を行った。
3) 組換え体プラスミドのEscherichia 
coliへの導入: Escherichia colt J M2O3株を
LB培地で37°C2−3時間培養した後集菌し、水冷
した50mM CaC1z溶液に懸濁した。遠心集菌後
、氷冷した50mM CaC1z溶液に再度懸濁し、水
中で30分間静置した。約100−200μ!を試験管
に取り2)で得た組換えプラスミドを加え水中で30分
間静置した。37°c2分間加熱しLB培地を1111
/加え37’C60分間振盪した。
100ufをLB寒天培地(100μg/Inlアンピ
シリン、0.5mM  I PTG、 0.2%XGa
 lを含む)にひろげ37°Cで一夜保ちコロニーを形
成させた。
青色を呈していない無色のコロニーについて、下記の方
法でエステラーゼ遺伝子を含む組換えプラスミドが導入
されている形質転換株を選択した。
10mM )リス−HC1(pH7,5)、0.01%
ブロモクレゾールパープル、1%(±)−β−アセチル
チオ−α−メチルプロピオン酸メチルを染み込、ませた
口紙にコロニーを移し室温にて数時間放置する。
エステラーゼ活性を持つコロニーは酸を生成しコロニー
付近のpHは低下する。pH指示薬であるブロモクレゾ
ールパープルは青紫色から黄色に変化するため、肉眼観
察によりエステラーゼ遺伝子を持つ株を得ることが出来
る。
こうして得られた形質転換微生物(微工研条寄第146
8号)を増殖させ、BirnboimとDoryの方法
(Nuc Ac1d Res、  7.1513〜15
23(1979))に従いプラスミドを調製し、これに
各種制限酵素を作用させその切断部位を決定した(第4
図)。このプラスミドDNAをpFY501 と命名し
た。
参考例2  Escherichia coli形質転
換株によるエステラーゼの発現 1)(±)−β−アセチルチオ−α−メチルプロピオン
酸メチルの不斉加水分解: 上記の形質転換株をアンピシリン50μg/−を含む5
00−のLB培地にて37°C−夜振盪培養した後、遠
心分離により菌体を得た。この菌体全量を2%(±)−
β−アセチルチル−α−メチルプロピオン酸メチル15
0dに懸濁して、0.IN NaOHでpH7,0に制
御しながら、30°Cにて5時間反応を行った。反応終
了後、菌体を遠心分離により除き、上清より未反応のβ
−アセチルチオ−α−メチルプロピオン酸メチルを酢酸
エチルで抽出除去した。
次いで抽出残液の水層のpHを希硫酸で2.0以下に下
げた後、β−アセチルチオ−α−メチルプロピオン酸を
酢酸エチルで抽出した。そしてその抽出液に無水硫酸ナ
トリウムを加えて脱水処理したのち溶媒を蒸発除去し、
油状物を得た。一部を取り水で希釈後HPLCによりβ
−アセチルチオ−α−メチルプロピオン酸を定量した。
また一部はクロロホルムに溶解し、デジタル自動旋光度
計(日本分光製DIP−360型)で旋光度を測定した
。
その結果、目的の生成物は270■得られ、比旋光度は
[α]6°=−48.6 (C=1.10CHct:+
で親株(Pseudomonas fluoresce
ns IF03081株)による生成物の比旋光度−4
8,1とほぼ同等であった。
なお、対照実験としては、ベクタープラスミド(pUc
18)による形質転換株を用いたが反応中のNaOH消
費はなかったし、また目的の生成物も得られなかった。
2) プラスミドpFY501上のエステラーゼ遺伝子
の位置及び新しいプラスミドの作成と形質転換株におけ
るエステラーゼ活性の増幅:pFY501上のエステラ
ーゼ遺伝子の位置を明らかにするため、まずpFY50
1を各制限酵素で切断し、得られた親株由来のDNA断
片をpUC18に結合させ、Escherichia 
coli J M2O3株に導入した。その中で、4.
9KbHindI[[断片を含むプラスミドpFY50
3の導入された形質転換株がエステラーゼ活性を保持し
ていた(第5図A)。
更に詳細に検討した結果、4.9KbHindII[断
片の2.2KbSmaI断片中にエステラーゼ遺伝子の
存在することが確認された(第5図B)。この2.2K
bSmal断片を持つプラスミドpFY513のエステ
ラーゼ活性がイソプロピルβ−D−チオガラクトピラノ
シド(和光純薬製;略称IPTG)により誘導されるこ
とから、エステラーゼ遺伝子はベクタ一部分にあるIa
cUV5プロモーター支配下におかれていることが明ら
かとなった。また、このことよりエステラーゼ遺伝子の
方向が確認された。
さらにSma I断片の一端からExonucleas
e III +Mung Bean Nuclease
 (宝酒造製TAKARAキロシーケンス用プリージョ
ンキット使用)を用いてエステラーゼ遺伝子の5″ f
 lanking領域を削り取りpFY520(第6図
)を作成した。このプラスミドpFY520を含む形質
転換株(微工研条寄第1469号)もエステラーゼ遺伝
子を持ち、また1acUV5プロモーター支配下にあっ
た。
ρFY520を含む形質転換株について、0.2mMI
PTG存在下で培養した以外は上記1)と同様な方法に
よりエステラーゼ活性を定量した結果、下記に示した通
りpFY501形質転換株の約19倍の比活性を持つこ
とが明らかとなった。
形質転換株     比活性〔ユニ7 )/g乾燥菌体
]E、coli JM109/pFY501     
 260E、coli JM109/pFY520  
   4900但し、前述の反応条件下において、初期
1時間に於ける目的の酸1 mgを生成する酵素量を1
ユニツトと定義した。
第5図において、(A)活性の有無は実施例1で述べた
ように、ブロモクレゾールパープルの、色の変化を口紙
上で観察することにより求めた。
(A)pFY503(第6図参照)とpFY508はそ
れぞれpFY501からの4.9 K bおよび2.7
 K bHindII[断片をpUc18のHindI
[I切断部位に挿入することにより作成した。pFY5
06とρFY509はpFY501をそれぞれHind
I[[、XhoIで切断後、セルフライゲーションによ
り作成した。
(B)pFY513はpFY503の2.2 K b 
S m a■断片をpUc18のSma I切断部位に
挿入することにより作成した。pFY510とpFY5
12はpFY503を゛それぞれ5ail、PstIで
切断後セルフライゲーションにより作成した(第6図参
照) 参考例3 エステラーゼ遺伝子の塩基配列の決定と予想
されるアミノ酸配列 プラスミドpFY520から更にHincII−3ma
r領域を欠失したプラスミドpFY525を作成したが
(第6図)、このpFY525の形質転換株も参考例2
の1)に示した方法で試験したところ、エステラーゼ活
性を保持していた。そこで、pFY525に含まれる親
株由来のDNA断片の全塩基配列を、M13ファージベ
クターを用いたChainterminater法(S
anger、F、5cience 214.1205−
1210(1981) )により決定した。その結果、
この親株由来の約IKbのDNA断片の塩基配列は第8
回に示した通りであった。この塩基配列中にはエステラ
ーゼ遺伝子をコードしていると想定されるOpenre
ading frameはただ一つしか存在しないこと
、またPstl切断部位より上流を欠いたpFY512
はエステラーゼ活性を持たないこと(第5図B)および
前述したエステラーゼ遺伝子の方向により、この0pe
n reading frameがエステラーゼ遺伝子
をコードしており、これから予想されるアミノ酸配列ま
たはその一部が目的のエステラーゼのアミノ酸配列であ
ることが、明らかとなった。
実施例1  pcFOO5の作成 プラスミドpcFOO5は以下のようにして得られた(
第7図)。pFY520を制限酵素NaeIで切断し、
切断部分に制限酵素旧ndIII リンカ−を挿入した
。こうして得られたプラスミドpcFOO1を制限酵素
旧ndIIIで切断し、エステラーゼ遺伝子を含む薬a
oobpのDNA断片を得た。この断片をHindII
Iで切断したプラスミドベクターPUC18に挿入した
。こうして得られたプラスミドpCF005においては
、エステラーゼ遺伝子はベクターpUc18由来の1a
cUV5プロモーター支配下にある。
実施例2 組換え体プラスミドpcFOO5のEscherich
iacoliへの導入 Escherichia coli J M2O3株を
LB培地で37°C2−3時間培養した後集菌し、氷冷
した50mM CaC1z溶液に懸濁した。遠心集菌後
、水冷した50mM CaCIz溶液に再度懸濁し、水
中で30分間静置した。約100−200μlを試験管
に取り実施例1で得た組換えプラスミドpcFOO5を
加え水中で30分間静置した。
37°C2分間加熱しLB培地を1rn1加え37°C
60分間振盪した。100μffiをLB寒天培地(l
oOug/mlアンピシリンを含む)にひろげ37°C
で一夜保ちコロニーを形成させた。
微生物のEscherichia coli J M1
09/ p CF 005は微工研条寄第2166号と
して寄託されている。
実施例3 J M109/ p F Y525およびJ M 10
9/ p CF 005によるマンデル酸メチルの不斉
加水分解Escherichia coli J M1
09/ p F Y525およびJM109/ p C
F 005を100/dのLB培地(0,1mMのIP
TG(イソプロピル−β−チオガラクトシド)を含む)
で37°C115時間培養後、菌体を遠心により回収し
た。遺伝子供与菌であるPseudomonas fl
uorescensI F 03081は、100dの
肉エキス培地で25°C140時間培養後、同様にして
菌体を回収した。これらを冷水に懸濁し、その一部を反
応に用いた。
1戚の0.1 Mりん酸ナトリウム緩衝液(pH7,0
)1%D、L−マンデル酸メチルに菌体?A濁液を加え
、30°Cで反応を行った。反応液の菌体濃度はE、c
oli  J M109/ pF Y525およびJ 
M109/ pCF005については0.35111g
/mL  I F 03081については5.0mg/
mに設定した(いずれも乾燥重量)。
途中50μ2のサンプリングを数回行い450μgの0
.2N塩酸に加えることにより反応を停止させた。
反応停止後、基質および生成物を高速液体クロマトグラ
フィー(HPLC)により分析し、マンデル酸メチルか
らマンデル酸への変換率を算出した。
(条件) カラム: ODS−80TM (東ソー■)溶 媒:メ
タノール;水;りん酸; (5015010,025)
温度:40°C 流速:1戚/min 検 出: 254nm また、生成物(マンデル酸)立体異性はCHIRALP
ACK−WHカラム(ダイセル化学工業■)を用いたH
PLCにより分析した。その結果、L−マンデル酸メチ
ルが選択的に加水分解されることがわかった。
(条件) 溶 媒:0.25mM硫酸銅 流速: l In1/min 検 出: 254nm 第1表に変換率および生成したマンデル酸の光学純度の
経時変化を示す。
また、−分間に1μmo+のマンデル酸を生成する活性
を1ユニツトとすると、J M109/ p F Y5
25およびJ M109/ p CFOO5、I F 
03081の比活性はそれぞれ1.1.1.4.0.0
08ユニット/■乾燥菌体となった。
第1表 第2表 実施例4 J M109/ p CFOO5による乳酸エステルの
不斉加水分解 実施例2と同様にした得られた菌体を反応に用いた。1
In1.の0. I Mりん酸ナトリウム緩衝液(pH
7,0)−1%D、L乳酸メチルに菌体懸濁液を加え、
30″C1時間反応を行った。反応後、実施例3と同様
にして分析を行った。ODSカラムでの検出には210
nmを使用した。
実施例5 酵素の精製 Escherichia colt J M109/ 
p CF 005を3LのLB培地(0,1mMのIP
TGを含む)で37°C115時間培養後、菌体を遠心
により回収した。冷水で2回洗浄した後、約20gの湿
菌体が得られた。菌体を20mMのTris塩酸緩衝液
(p H8)で懸濁し、セルミル(Edmund Bj
ihler社製、直径0.1mrnのグラスビーズ使用
)を用いて破壊した。遠心により膜画分を除き、可溶性
画分を20mMTris塩酸緩衝液(pH8)に対して
透析した後イオン交換クロマトグラフィーにより分画し
た。イオン交換体は同緩衝液で平衡化したDEAEセル
ロファイン(生化学工業■)を用い、エステラーゼの溶
出にはO−0,8M塩化ナトリウム濃度匂配を用いた。
活性画分を濃縮しゲル濾過カラム(東ソー■、G300
0SW)を用いたHPLCによりさらに精製した。溶媒
としては50mMりん酸ナトリウム緩衝液(pH7,0
)を使用した。
こうして得られたエステラーゼをSDSゲル電気泳動で
分析したところ、はぼ単一のバンドを示した。精製エス
テラーゼは以下の実験に用いられた。
実施例6 精製エステラーゼによる乳酸エステルの不斉加水分解 ldの0.1 M )リス塩酸緩衝液(pH7,5)−
1%D、L乳酸メチル(あるいは乳酸エチル)に1Mg
の精製エステラーゼを加え、30°C130時間反応さ
せた。反応後、実施例2と同様にして分析を行った。O
DSカラムでの検出には波長210nmを用いた。
L−乳酸エステルが選択的に加水分解をうけL〜乳酸が
生成した。第3表に反応30時間後の変換率および生成
した乳酸の光学純度を示す。
第3表 実施例7 精製エステラーゼによる乳酸メチルの不斉加水分解 1成の0.1Mりん酸ナトリウム緩衝液(pH7,0)
−1%D、L乳酸メチルに1Mgの精製エステラーゼを
加え、30°C130時間反応させた。反応後、実施例
5と同様にして分析を行った。結果を第4表に示す。
第4表 実施例8 精製エステラーゼによるマンデル酸メチルの不斉加水分
解 1 mlの0.1 Mりん酸ナトリウム緩衝液(pH7
,0)−1%D、Lマンデル酸メチルに1Mgの精製エ
ステラーゼを加え、30″Cで反応を行った。途中40
μ!のサンプリングを数回行い450μlの0.2 N
塩酸に加えることにより反応を停止させた。分析は実施
例3と同様にして行った。第5表に変換率及び生成した
マンデル酸の光学純度の経時変化を示す。
第5表 〔発明の効果〕 本発明により得られる組換え体プラスミドpFY501
、pFY520、pF Y525 、p CFOO5お
よびこれにより形質転換されたEscherichia
 col、i形質転換株は、ヒドロキシカルボン酸エス
テル(1)を不斉加水分解するエステラーゼ遺伝子を含
有する。そして、pcFO05等の形質転換株のエステ
ラーゼ活性はその親株のそれに比して飛躍的に増大させ
ることができた。更に、この形質転換株の菌体またはそ
の処理物をヒドロキシカルボン酸エステル(1)に作用
させて光学活性カルボン酸を効率的に得ることができた
。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は、それぞれベクター pU
 C18,pU C19及びM13m p 18の制限
酵素地図を示す。第4図はエステラーゼ遺伝子を含むプ
ラスミドpFY501の制限酵素地図を示す。第5図は
pFY501より作成された欠失プラスミドとエステラ
ーゼ活性を示す。第6図は本発明において使用される主
要プラスミドの作成過程を示す。 第7図はプラスミドpcFO05作成過程を示す。 第8図はpFY525中の親株由来DNAの全塩基配列
とその中に含まれる0pen reading fra
meがら予想されるエステラーゼのアミノ酸配列を示す
。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中R_2はアルキル基、アリール基、アラルキル基
    またはアリールオキシル基、R_2は低級アルキル基C
    _1_〜_4(メチル基、エチル基等)を示す)で表わ
    されるヒドロキシカルボン酸エステルに、微生物由来の
    該ヒドロキシカルボン酸エステルを不斉加水分解するエ
    ステラーゼの遺伝子DNAをベクタープラスミドに連結
    した組換え体プラスミドで形質転換された形質転換微生
    物の培養液、菌体または菌体処理物を作用させることを
    特徴とする、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中R_1はアルキル基、アリール基、アラルキル基
    またはアリールオキシル基を示す)で表わされる光学活
    性ヒドロキシカルボン酸の製造法。
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