Production of acetylamides from amines by acetyltransferase

• Project/Area Number: 18780057
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: TAKENAKA Shinji Kobe University, 大学院農学研究科, 助教 (40314512)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,650,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2008: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2006: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 微生物酵素 / フェニレンジアミン / アリルアミンN-アセチルトランスフェラーゼ / アセチル化反応 / Bacillus cereus / Baclllus cereus

Research Abstract

フェニレンジアミンを代謝するBacillus cereus Pda-1および10-L-2株由来のアリルアミン N-アミノアセチルトランスフェラーゼを用いてアミン類からアセチルアミド類への変換反応の検討、同酵素の精製と特性解析、同酵素のクローニングおよび解析、大腸菌形質転換株による同酵素遺伝子の発現を行った。
同酵素の類縁酵素はこれまでに生体内での役割について詳細に解析されてきたが、物質生産を目指した研究報告はなかった。
生産特性、酵素の特性解析、形質転換株での発現などを試みた。本酵素は、単環式アミン類だけでなく多環式アミン類に対して幅広く活性を示した。
また、フェニレンジアミン類については、同化合物の2つのアミノ基のうち片方のみを位置選択的にアセチル化した。つづいて、大腸菌形質転換株にて同遺伝子を発現させ、親株由来の同酵素と基質特異性を含めて特性を比較し、安定性当は似通っていたが、基質特異性について相違を見出した。
形質転換株を利用して、アミン類からアセチルアミド類への変換反応の検討をおこなった。さらに、変換反応に要するアセチル基供与体を検索し、アセチルCoAの代わりにアセトアニリド類を代替物として利用可能であると出した。

Research Products

• [Journal Article] Gene cloning and characterization of arylamine N-acetyltransferase from Bacillus cereus strain 10-L-2 (2009)
  • Author(s): Takenaka, S., Cheng, M., Mulyono, Koshiya, A., Murakami, S., and Aoki, K.
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering 107 Pages: 27-32
  • NAID: 110007042020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gene cloning and characterization of arylamine N-acetyltransferase from Bacillus cereus strain 10-L-2 (2009)
  • Author(s): Takenaka S, Chang M, Mulyono, Koshiya A, Murakami S, Aoki K.
  • Journal Title: Journal of Bioscience Bioengineering 107 Pages: 27-32
  • NAID: 110007042020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bacillus cereus strain 10-L-2 produces two arylamine N-acetyltransferases that transform 4-phenylenediamine into 4-aminoacetanilide (2007)
  • Author(s): Mulyono, Takenaka, S., Sasano, Y., Murakami, S., and Aoki, K
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering 103 Pages: 147-154
  • NAID: 110006239223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microbial transformation of aniline derivatives: regioselective biotransformation and detoxification of 2-phenylenediamine by Bacillus cereus strain Pda-1 (2006)
  • Author(s): Takenaka, S., Mulyono, Sasano, Y., Takahashi, Y., Murakami, S. and Aoki, K.
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering 102 Pages: 21-27
  • NAID: 110004762560
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microbial Transformation of Aniline derivatives : Resioselective Biotransformation and Detoxification of 2-Phenylenediamine by Bacillus cereus Strain PDa-1 (2006)
  • Author(s): Shinji Takenaka et al.
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering 102・1 Pages: 21-27
• [Journal Article] Baciillus cereus Strain 10-L-2 Produces Two Arylamine N-Acetyltransferases That Transform 4-Phenylenediamine into 4-Aminoacetanilide (2006)
  • Author(s): Mulyono et al.
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering 103・2 Pages: 147-154
• [Presentation] アニリン誘導体の微生物代謝(第39報)Bacillus cereus 10-L-2株由来アリルアミン N-アセチルトランスフェラーゼ遺伝子の解析および大腸菌での発現 (2008)
  • Author(s): 竹中 慎治、村上 周一郎、青木 健次
  • Organizer: 日本農芸化学会2008年度大会 講演要旨集、p. 112
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2008-10-23
• [Presentation] アニリン誘導体の微生物代謝(第39報)Bacillus cereus10-L-2株由来アリルアミンN-アセチルトランスフェラーゼ遺伝子の解析および大腸菌での発現 (2008)
  • Author(s): 竹中慎治, 村上周一郎, 青木健次
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-03-26
• [Presentation] Degradation of Aromatic and Nitrogenous Compounds by Thermotolerant Microorganisms (2007)
  • Author(s): Takenaka, S., Kuntiya, A., Seesuriyacha, S., Klayranug, S., and Aoki, K
  • Organizer: JSPS-NRCT Core University Program (1998-2008) on development of thermotolerant microbial resources and their applications, Abs., p 182-183
  • Place of Presentation: タイ
• [Presentation] アニリン誘導体の微生物代謝(第37報)Bacillus cereusによる芳香族アミン類からアセトアニリド類への変換 (2007)
  • Author(s): 竹中慎治、高橋由佳、Mulyono、村上周一郎、青木健次
  • Organizer: 日本農芸化学会2007年度大会講演要旨集、p. 165
  • Place of Presentation: 東京農業大学
• [Presentation] Microbial transformation of aniline derivatives: biotransformation and detoxification of phenylenediamines by Bacillus cereus (2006)
  • Author(s): Takenaka, S., Kuntiya, A., Seesuriyachan, P., Klayraung, S., Murakami, S., and Aoki, K
  • Organizer: The 5th JSPS-NRCT,joint seminar on development of thermotolerant microbial resources and their applications, Abs., p. 54
  • Place of Presentation: タイ
  • Year and Date: 2006-11-11
• [Presentation] Microbial metabolism of aniline derivatives. XXXVI. Characterization and sequence analysis of arylamine N-acetyltransferase from Bacillus cereus 10-L-2, 447th Conference of Kansai branch,
  • Author(s): Mulyono, Takenaka, S., Murakami, S., and Aoki, K.
  • Organizer: Japan Society of Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry,Abs., p. 8.