1995 Fiscal Year Annual Research Report
新規ニコチニル系殺虫剤の基本骨格の酵素的生産-新規脱水素酵素によるピリジン環の位置特異的水酸化反応-
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07556025
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Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
長澤 透 岡山大学, 農学部, 教授 (60115904)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 篤治 京都大学, 農学部, 教授 (40026422)
上田 誠 三菱化学(株), 横浜総合研究所, 主任研究員
中野 秀夫 名古屋大学, 農学部, 助教授 (00237348)
山根 恒夫 名古屋大学, 農学部, 教授 (70026102)
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| Keywords | 位置特異的水酸化反応 / ピリジン環の水酸化 / 3-シアノピリジン / 6-ヒドロキシ-3-シアノピリジン / 2,5-ジヒドロキシピリジン / 6-ヒドロキシニコチン酸モノオキシゲナーゼ |
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| Research Abstract |
ピリジン環の位置特異的水酸化反応について、平成7年度においてはこれまでのところ次のような成果を得ている。
(1)3-シアノピリジンの位置特異的水酸化反応について:以前よるニコチン酸の6位の位置特異的水酸化反応について検討してきたが、最近我々は、ある種の微生物が3-シアノピリジンの6位を特異的に水酸化して、6-ヒドロキシ-3-シアノピリジンを生成蓄積する微生物を見いだした。6-ヒドロキシ-3-シアノピリジンはニコチニル系の殺虫剤合成の基本骨格に化学的に変換することが容易であり、以前報告している6-ヒドロコシニコチン酸よりも応用的に有意義であることから、本水酸化反応を用いた6-ヒドロキシ-3-シアノピリジンの生産研究を試みた。まず高活性菌の検索を系統的に行い、ニコチン酸分解菌の中で、広い基質特異性を示す菌が3-シアノピリジンに作用することを明らかにした。高活性菌体を得るための培養条件の最適化、また反応生成物の生産性た向上させるための反応条件の最適化等を達成した。
(2)6-ヒドロキシニコチン酸モノオキシゲナーゼの精製と本遺伝子のクローニング:以前より検討を加えてきたニコチン酸の6位の水酸化反応に続く、次ステップの反応を酵素レベルで明らかにした。即ち、6-ヒドロキシニコチン酸は次に脱炭酸的に水酸化され、2,5-ジホドロキシピリジンを生成する。本化合物を出発物質として極めて高価な生理活性物質であるδ-アミノレブリン酸に変換することが可能であることから、本酵素を用いて6-ヒドロキシニコチン酸の2,5-ジヒドロキシピリジンへの酵素変換を検討した。また本酵素を精製単離して、FADを補酵素とし、NADPH依存性のモノオキシゲナーゼであることを明らかにした。また本反応の有用性を考慮して、本酵素遺伝子のクローニングを行い、遺伝子の塩基配列の決定と大腸菌での発現に成功した。
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[Publications] Toru Nagasawa: "Microbial Production of Commodity Chemicals" Pure & Appl. Chem.67. 1241-1256 (1995)
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[Publications] Mari Yasuda: "Microbial Hydroxylation of 3-Cyanopyridine to 3-Cyano-6-hydroxypyridine" Biosci. Biotech. Biochem.59. 572-575 (1995)
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[Publications] Katsumi Takayama: "Bioelectrocatalytic Hydroxylation of Nicotinic Acid at an Electrode modified with Immobilized Bacterial Cells of P. fluoroscens in the presence of." J. Electroanalytical Chem.381. 47-53 (1995)
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[Publications] Katsumi Takayama: "Mediated Amperometric Biosensor for Nicotinic Acid Based on Whole-Cells of Pseudomonas fluoreseens" Electroanalysis. (in press). (1996)
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[Publications] 長澤 透: "新タンパク質応用工学(バイオプロセスノ化学工業への導入-その展望と問題点-)" 8 (1996)
