工業用触媒として期待される新規ラクトナーゼの基礎解析と機能開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12660075
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 片岡 道彦 京都大学, 農学研究科, 助教授 (90252494)
• 研究分担者: 小川 順 京都大学, 農学研究科, 助手 (70281102) ; 清水 昌 京都大学, 農学研究科, 教授 (70093250)
• キーワード: ラクトン化合物 / ラクトナーゼ / ハロペルオキシダーゼ

研究概要

Agrobacterium tumefaciensおよびAcinetobacter calcoaceticusが、新規なラクトナーゼを生産することを見出した。A.tumefaciensのラクトナーゼは、すでに報告しているFusarium oxysporumのラクトナーゼと全く逆の立体選択性を有しており、また、A.calcoaceticusのラクトナーゼは、ラクトン環加水分解能以外にハロペルオキシダーゼ活性をも有するユニークな多機能酵素であることがわかった。これらのラクトナーゼは、今後、有用物質生産プロセスにおいて利用できることが期待される。さらに、これらのラクトナーゼに関して、遺伝子工学的手法を用いて、コードする遺伝子のクローニングを行った結果、ともに遺伝子全長のクローニングに成功した。それぞれの遺伝子からの推定アミノ酸配列をデータベース中のタンパク質と比較した結果、A.tumefaciensのラクトナーゼは1次構造上新規な酵素であることが明らかとなった。また、A.calcoaceticusのラクトナーゼはセリン残基を活性中心にもつセリンヒドロラーゼファミリーに属する酵素であることがわかった。現在、これらの遺伝子を大量発現させた大腸菌を用いて、有用化合物の生産プロセスに応用すべく研究を進めている。さらに、これらのラクトナーゼの生理学的意義を調べるために、ラクトナーゼ遺伝子周辺の遺伝子構造を明らかにするとともに、ラクトナーゼ遺伝子欠失株を調製して検討を行った。これによりラクトナーゼの生理的意義が明らかとなりつつある。

研究成果

• [文献書誌] M.Kataoka et al.: "3,4-Dihydrocoumarin hydrolase with haloperoxidase activity from Acinetobacter calcoaceticus F46"Eur.J.Biochem.. 267. 3-10 (2000)
• [文献書誌] M.Kataoka et al.: "Purification and characterization of a novel lactonohydrolase from Agrobacterium tumefaciens"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 1255-1262 (2000)
• [文献書誌] 片岡道彦 他: "組換え大腸菌を利用した光学活性化合物の生産プロセス"化学と生物. 38. 313-318 (2000)
• [文献書誌] 片岡道彦: "立体選択性を示す生体触媒の機能解析と光学活性化合物生産への応用"農化誌. 74. 1097-1105 (2000)
• [文献書誌] Liu,J.-Q.et al.: "Diversity of microbial threonine aldolases and their application"J.Molec.Catal.B : Enzymatic. 10. 107-115 (2000)
• [文献書誌] Liu,J-Q.et al.: "Gene cloning and overproduction of low-specificity D-threonine aldolase from Alcaligenes xylosoxidans and its application for production of a key intermediate for Parkinsonism drug"Appl.Microbiol.Biotechnol.. 54. 44-51 (2000)
• [文献書誌] J.Ogawa et al.: "Stereoselective biocatalysis"Marcel Dekker, Inc, NY,. 932 (2000)
• [文献書誌] S.Shimizu: "Biotechnology,vol.10"VCH, Weinheim(in press). (2001)