アセチル基転移酵素によるアミン類から高付加価値のあるアセチルアミド類の生産

• 研究課題/領域番号: 18780057
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 竹中 慎治 神戸大学, 大学院農学研究科, 助教 (40314512)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,650千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 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

研究概要

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。

研究成果

• [雑誌論文] Gene cloning and characterization of arylamine N-acetyltransferase from Bacillus cereus strain 10-L-2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Takenaka, S., Cheng, M., Mulyono, Koshiya, A., Murakami, S., and Aoki, K.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 107 ページ: 27-32
  • NAID: 110007042020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene cloning and characterization of arylamine N-acetyltransferase from Bacillus cereus strain 10-L-2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Takenaka S, Chang M, Mulyono, Koshiya A, Murakami S, Aoki K.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience Bioengineering 107 ページ: 27-32
  • NAID: 110007042020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacillus cereus strain 10-L-2 produces two arylamine N-acetyltransferases that transform 4-phenylenediamine into 4-aminoacetanilide (2007)
  • 著者名/発表者名: Mulyono, Takenaka, S., Sasano, Y., Murakami, S., and Aoki, K
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 103 ページ: 147-154
  • NAID: 110006239223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbial transformation of aniline derivatives: regioselective biotransformation and detoxification of 2-phenylenediamine by Bacillus cereus strain Pda-1 (2006)
  • 著者名/発表者名: Takenaka, S., Mulyono, Sasano, Y., Takahashi, Y., Murakami, S. and Aoki, K.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 102 ページ: 21-27
  • NAID: 110004762560
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbial Transformation of Aniline derivatives : Resioselective Biotransformation and Detoxification of 2-Phenylenediamine by Bacillus cereus Strain PDa-1 (2006)
  • 著者名/発表者名: Shinji Takenaka et al.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 102・1 ページ: 21-27
• [雑誌論文] Baciillus cereus Strain 10-L-2 Produces Two Arylamine N-Acetyltransferases That Transform 4-Phenylenediamine into 4-Aminoacetanilide (2006)
  • 著者名/発表者名: Mulyono et al.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 103・2 ページ: 147-154
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 竹中 慎治、村上 周一郎、青木 健次
  • 学会等名: 日本農芸化学会2008年度大会 講演要旨集、p. 112
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2008-10-23
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 竹中慎治, 村上周一郎, 青木健次
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] Degradation of Aromatic and Nitrogenous Compounds by Thermotolerant Microorganisms (2007)
  • 著者名/発表者名: Takenaka, S., Kuntiya, A., Seesuriyacha, S., Klayranug, S., and Aoki, K
  • 学会等名: JSPS-NRCT Core University Program (1998-2008) on development of thermotolerant microbial resources and their applications, Abs., p 182-183
  • 発表場所: タイ
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 竹中慎治、高橋由佳、Mulyono、村上周一郎、青木健次
  • 学会等名: 日本農芸化学会2007年度大会講演要旨集、p. 165
  • 発表場所: 東京農業大学
• [学会発表] Microbial transformation of aniline derivatives: biotransformation and detoxification of phenylenediamines by Bacillus cereus (2006)
  • 著者名/発表者名: Takenaka, S., Kuntiya, A., Seesuriyachan, P., Klayraung, S., Murakami, S., and Aoki, K
  • 学会等名: The 5th JSPS-NRCT,joint seminar on development of thermotolerant microbial resources and their applications, Abs., p. 54
  • 発表場所: タイ
  • 年月日: 2006-11-11
• [学会発表] 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,
  • 著者名/発表者名: Mulyono, Takenaka, S., Murakami, S., and Aoki, K.
  • 学会等名: Japan Society of Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry,Abs., p. 8.