DE2167120C2 - Verfahren zur Gewinnung von löslicher Creatin-amidinohydrolase - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von löslicher Creatin-amidinohydrolase

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DE2167120C2 DE19712167120 DE2167120A DE2167120C2 DE 2167120 C2 DE2167120 C2 DE 2167120C2 DE 19712167120 DE19712167120 DE 19712167120 DE 2167120 A DE2167120 A DE 2167120A DE 2167120 C2 DE2167120 C2 DE 2167120C2
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creatinine
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Hans-Ulrich Prof. Dr.Rer.Nat. Bergmeyer
Johanna Gramsall
Guenter Dr.Rer.Nat. 8890 Aichach Holz
Michael Dr.Phil. Nelboeck- Hochstetter
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Boehringer Mannheim GmbH
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/78Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)

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Description

C ri.\itinin .
S.iniisin
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zur Gewinnung von löslicher Creatin-amidinohydrolase die Mikroorganismen Alcaligenes spec. WS 51 400 (DSM 717) oder Penicillium WS 90 001 (DSM 718) verwendet werden.
Alcaligenes spec. WS 51400 besitzt folgende Eigenschaften: Strikt oxidative gramnegative Kurzstäbchen mit peritricher Begeißelung. Die Keime sind schwach oxidase-positiv, alkalisieren Lackmusmilch und sind zur Denitrifikation befähigt. Ferner wurden folgende Eigenschaften festgestellt:
In der klinischen Chemie, besonders für die Funktionsdiagnostik der Niere, spielt die Bestimmung der Zwischen- und Endprodukte des Eiweißstoffwechsels eine wichtige Rolle. Hierzu zählen auch Creatinin und Creatin. Die Bestimmung von Creatinin wurde daher schon wiederholt beschrieben. Die meis'er der bekannten Methoden basieren auf der nichtenzymati sehen Jaffe-Reaktion, die jedoch den Nachteil hat. unspezifisch zu sein.
Weiter wurde bereits eine spezifische mikrobiologische Bestimmungsmethode mit isolierten Bakterien beschrieben, wobei gewaschene Zellsuspensionen zur C'ealinin-messung verwendet wurden und die Bildung von Harnstoff und Ammoniak als Maß der Enzymwir kung herangezogen wurde. Lösliche, zum ( reatinin ab bau befähigte Enzymextrakte konnten dabei jedoch nicht erhalten werden. Voraussetzung fur die Schaffung einer spezifischen Creatinin bestimmung mn Hilfe von Enzymen war jedoch die Auffindung von geeigneten, löslichen Enzymen, welche spezifische und meßbare Umsetzungen des Crcatinins katalvsieren können.
Roche. Lacombe und Girard (BBA b. 210. 1450) charakterisierten in zwei Pscudomomisarten Creatin ase. Crcanninase und eine Glykocyaminase als spezifische Enzyme die aus ihren Substraten .ius der Guanidinognippc Harnstoff in I reihen set/ten Weiter ivurdf von Akumaisii und Mitarbeiter (Enzymolojria. I"). Seilen 122. ISH. 17). N1JI) in irdbaklerien ein als C'rcjlinnmtjse bezeichnetes Ln/ym. welches die Gleich gewichtseuistellung zuiu-hcn ( realinin und Crealm bewirken soll, festgestellt Hierbei wird folgender Abbau ties C realinins vermutet
Wachstum bei 4 C
Wachstum bei 41 C Gelatineverflüssigung -
Tributyrinspaltung Eigelbreaktion
Pigmentbildung
Vergärung von:
Arabinose +
Glucose +
Maltose ( +
Cellobiose ( +
Trehalose +
2-Ketogluconat +
Mannit (+
In der gleichzeitig nnier Jer nternen Nummer 1741» eingereichten Patentanmeldung ρ 1I 22 24K wird cm Verfahren /.iir Irunimng und Ciuwmmiiig von /wui mi lin/ynicfi beschrieben, die erstmals aufgefunden und isoliert wurden, welche an diesem Abbauweg entscheidend beteiligt sind. Die Enzyme wurden mis Mikroorga lusitien isoliert. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Auffindung von Mikroorganismen, well/he sich als », Atisgangsmalerial für die Gewinnung des dort bcschrie heilen neuen Fn/vms ( reatin amuimolivdrolase in löslicher Γιιππ denen
m-Inosit
Glykollat
Pelargonat
Adipat
p-Hydroxybeozoat
Phenylacetai
Valin
Arginin
'^-Aminovälenii
Tryptophan
Betain
Hipparat
Acetamid
Benzylamin
Nach den gegenwärtigen Kenntnissen gehören die Keime zur Familie Achromobacteriaceae und sind mit großer Wahrscheinlichkeit zur Gattung Alcaligenes zu κι stellen.
Bei WS 90 0O1 handelt es sich um einen Pilz der Gattung Penicillium.
Um das gewünschie l-.n/ym in den crfindungsgemäß zu verwendenden Mikroorganismen adaptiv anzureiti ehern, werden diese vorzugsweise unter Zusatz von Creatinin /um Wachstumsmedium gezüchtet. Beide Mikroorganismen werden vorteilhaft auf einem Nährboden wachsengelasscn. der Glucose oder Glycerin als Kohlenstoffquellc. Creatinin sowie Salze und Vitamine 41) in der in der Mikrobiologie bekannten Menge und Zusammensetzung enthält. Ein besonders geeignetes Nährmedium weist folgende Zusammensetzung auf:
0.5 Gew. % Gluii'seoder Glycerin.
0.5 Gew. % Crcaimin.
0.08 Gew.-% Ammonuimsulfat.
0.02 Gew % M.ignesinmsiilfathydral.
1 isensulfatspiircn.
C alt mim hloridspurcn.
Manganstilfalspiircii
'" (Uli (.fvv % tierextrakt
Nicotinsäure
! In.ι min ρ amiiiohciizoesäuri·
Vitamin H„ |e I mg
Hiiitiii
0.1 mg
gelost in in/IO Kalniinphosph.il puffer, pll b (Pilz) bzw pH ?(Alcaligeiu-s)
Die Stammet h.iltiing del beiden Mikroorganismen geschichl in iibiiclv.'r Weise ,ml Agarscliragrohrclieii durch /,iiiiii/ vun 2% Agar /ti einem yuuigiiüteit Nährboden, vorzugsweise dem oben angegebenen Niilirbodcn, derii noch 5 ntM einer ö,Ö5%igcn iJromthi molblaiitösung zugesetzt wird. Unier den bcvor/tigicn Wathsttimsbcdingungcn schlägt dieser Indikator bei dem erfiiidtmgsgemaßeii Pilz nach 4 bis 6 Tagen, bei dem !iiiktemim in 2 bis J lagen deutlich ins alkalische Gebiet um. bedingt durch den C realinin C realin-Abbau. Creatinin verbrauchende Mikroorganismen, die den
Abbau nicht nach dem obengenannten Stoffwechselschema mit den obengenannten Enzymen bewerkstelligen, zeigen diese Alkalisierung nicht.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Mikroorganismen ermöglichen die wirtschaftliche Gewinnung der Creatin-amidinohydrolase aus der aus ihrem Aufschluß erhaltenen wasserlöslichen Eiweißfraktion, wie in der oben erwähnten, gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung näher beschrieben ist.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter.
Beispiel 1
Anreicherung von aktivem Pilzmycel in Submers-Schüttelkuitur
21 eines Nährbodens mit 1 Gew.-°/o Glucose, 0,5 Gew.-°/o Creatinin, 0,08 Gew.-% Ammoniumsulfat, 0,02 Gew.-% Magnesiumsulfatheptahydrat, 0,05 Gew.-% Hefeeit.'rakt, je 1 mg Nicotinsäure, Thiamin-paminobenzoesäuie und Vitamin B&. 0,1 mg Biotin, Eisensulfat, Calciumchlorid und Mangansulfat in Spuren, in 0,10 M Kaliumphosphat-puffer, pH 6, werden in einem geeigneten Schüttelkolben mit 200 ml einer 48 Stunden alten Vorkullur von Penicillium WS 90 001 beimpft und in einem Schüttelapparat 4 Tage kultiviert. Der Creatinin-gehalt sinkt in dieser Zeit von 0,5% auf knapp 0,1 °/o, und die Glucose ist bis zu diesem Zeitpunkt nahezu verbraucht. Der pH-Wert steigt dabei auf 7,5 bis 8,0. Man erhält so 3 bis 4 g WS 90 001 Trockengewicht/l Kulturlösung mi· 1 bis 1,5 IU/g Trockengewicht Creatin-amidinohydrolase.
Beispiel 2
In einem geeigneten Kulturgefäß · urden 15 I des in Beispiel I beschriebenen Mediums mit 13 I gut bewach-
sener Vorkultur von Alcaligenes spec. WS 51 400 bei kräftiger Durchlüftung kultiviert. Dabei wird während der gesamten Kulturdauer der pH-Wert konstant auf 7,0 gehalten. Der Creatinin- und der Glucose-gehalt werden laufend verfolgt. Der Creatinin-verbrauch vollzieht sich hauptsächlich im zweiten Drittel der Logphase, während Glucose zunächst abgebaut wird. Die Kultur wird bei 30°C gehalten. Nach 35 Stünden können 1,5 g/I Kuhurlösung Bakterientrockenmasse geerntet werden. Die spezifische Aktivität an Creatinamidinohydrolyse beträgt 40 IU/g Trockengewicht.
Beispiel 3
Es wird wie in Beispiel 2 beschrieben, Alcaligenes spec. WS 51 400 im Arbeitsvolumen von 60 I kultiviert. Sobald das gewünschte Wachstumsstadium erreicht ist, wird begonnen, frischen Nährboden dem Kulturgefäß zuzuführen und in gleichem Maß bewachsene Kulturlösung dem Kulturgefäß zu entnehmen. Die Verdünnungsrate (Fließgeschwindigkeit/Arbeitsvolumen) beträgt hierbei 0,13 bis 0,18, vorzugsweise 0,16. Pro Stunde werden 5001 Luft durchgeleitet. Man erhält so in kontinuierlicher Züchtung eine Ausbeute von 3 bis 5 g/l Bakterientrockenmass'-· mit einer spezifischen Aktivität, wie sie nach dem in Beispiel 2 beschriebenen batch-Verfahren erhalten wird.
Der Alcaligenes spec. WS 51 400 eignet sich gut zur kontinuierlichen Züchtung, wie vorstehend beschrieben wurde.
Beide Mikroorganismen sind in der Sammlung des Bakteriologischen Instituts der Technischen Universität München in Weihenstephan hinterlegt und wurden in die DSM überführt.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verwendung von Alcaligenes spec. WS 51 400 (= DSM 717) oder Penicillium WS 90 001 (= DSM 718) zur Gewinnung von löslicher Creatin-amidinohydrolase.
2. Verwendung von in Anspruch 1 genannten Mikroorganismen, die auf einem Creatinin enthaltenden Nährmedium wachsengelassen wurde, für den Zweck von Anspruch 1.
3. Verwendung von in Anspruch 1 genannten Mikroorganismen, die auf einem Glucose oder Glycerin neben Creatinin, Salze und Vitamine enthaltenden Nährmedium gezüchtet wurden, für den Zweck von Anspruch I.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4445084A1 (de) * 1993-12-17 1995-06-22 Kikkoman Corp Neue Kreatinamidinohydrolase und Verfahren zu ihrer Herstellung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4445084A1 (de) * 1993-12-17 1995-06-22 Kikkoman Corp Neue Kreatinamidinohydrolase und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE4445084B4 (de) * 1993-12-17 2006-02-09 Kikkoman Corp., Noda Neue Kreatinamidinohydrolase und Verfahren zu ihrer Herstellung

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