微生物の新規代謝系「環状イミド代謝系」の解析と応用

微生物新型代谢系统“环状酰亚胺代谢系统”的分析与应用

• 批准号: 09760083
• 负责人: 小川 順
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09760083/
• 关键词: Cyclic imide; Imidase; Half-amide; Half-amidase; Amidase; Phtalimide; Pyruvate; Regiospecific biotrausformation; Cyelie imide; Phthalimide; Cycloheximide; Regio specific biotrausformation

微生物に見出した新規な環状イミド代謝系の有用性を探ること、および、環状イミド代謝系を用いた有用物質生産プロセスを構築することを目的とし、その酵素系の解析、さらには、微生物界における有用環状イミド変換反応の探索を行い、以下の結果を得た。(1) 芳香族環状イミドや、バルキーな置換基を有する環状イミドを変換する活性を探索した結果、フタルイミド、シクロヘキシミドを代謝変換する微生物を多数見いだした。また、フタルイミド変換微生物の一種をArthrobacter ureafaciensと同定した。(2) フタルイミド変換菌Arthrobacter ureafaciens o-86を用い、有用物質生産プロセスとして2,3-ピリジンジカルボキシイミドの部位選択的加水分解反応を検討した結果、基質分子内の等価な2つのアミド結合のうちの一方を特異的に加水分解し、有用な3-カルバミルピコリン酸を生産することを確認した。また、部位選択性を向上させる至適反応条件として、低pH(pH4.5〜5.5)、水-有機溶媒二相系(水-シクロヘキサノン)が効果的であることを見いだした。(3) 環状イミド代謝系の最終産物であり有用性の高い有機酸であるピルビン酸を、安価な環状イミド代謝中間体であるフマル酸から環状イミド代謝系酵素を利用して生産するプロセスの構築を検討した結果、グルタルイミド資化性菌Pseudomonas sp.g31が至適反応条件下、100mMのフマル酸から94mMのピルビン酸を生成することを見いだした。また、効率生産には、通気撹拌が必要であることを見いだした。

The following results were obtained from the study of the usefulness of new cyclic metabolism systems in microorganisms, the analysis of enzyme systems, and the study of useful cyclic metabolism systems in microorganisms. (1)Aromatic ring type, ring type, ring type A species of Arthrobacter ureafaciens was identified. (2)The results of the investigation of the hydrolysis reaction at the selected sites of the matrix molecule were confirmed. One of the isoforms of the matrix molecule was specifically hydrolyzed. The production of useful substances was confirmed. In addition, the selectivity of the site is increased to the optimum reaction condition, and the pH value is low (pH 4.5 ~ 5.5). The water-organic solvent two-phase system (water-organic solvent system) is effective. (3)The final product of cyclic metabolism system is available as high organic acid, stable cyclic metabolic intermediate, and the construction of cyclic metabolic system enzyme is discussed. The production of cyclic metabolic system enzyme from 100mM to 94mM is discussed in detail. It's necessary to mix the ingredients.

项目成果

J.Ogawa & S.Shimizu: "Microbial Enzymes : New Industrial Applications from Traditional Screening Methods" Trends Biotechnol.17(1). 13-21 (1999)

小川

Koga,S.et al: "Nucleoside Oxidase,a Hydrogen Peroxide-Forming Oxidase,from Elovobacterium meuiugosepticum" Appl.Environ.Microbiol. 63. 4282-4286 (1997)

Koga，S.et al：“核苷氧化酶，一种过氧化氢形成氧化酶，来自 Elovobacter meuiugosepticum”Appl.Environ.Microbiol。

Ogawa,J.et al: "Imidase,a dihydropyrimidiuase-like enjyme involved in the metabolism of cyclic imides" Eur.J.Biochem. 243. 332-327 (1997)

Okawa,J.et al：“酰亚胺酶，一种参与环状酰亚胺代谢的二氢嘧啶酶样酶”Eur.J.Biochem。

Shimizu,S.et al: "Screening of Novel Microbial Enjyrnes for the Production of Biologically and chemically Vseful Compounds" Adv.Biochem.Eng./Biotechuol. 58. 45-87 (1997)

Shimizu,S.et al：“用于生产生物和化学有用化合物的新型微生物酶的筛选”Adv.Biochem.Eng./Biotechuol。

S.-X.Xie et al.: "(S)-3-Pentyu-s-ol Production through Microbial Enzyme-catalyzed,Highly Enantioselective Hydrolysis of Racemic 3-Peutyn-2-ol Esters." Biotechnol.Lett.20(10). 935-938 (1998)

S.-X.Xie 等人：“通过微生物酶催化的外消旋 3-Peutyn-2-ol 酯的高度对映选择性水解生产 (S)-3-Pentyu-s-ol”。