DE2637671C3 - Verfahren zur Herstellung von Kreatinin-Desimidase auf mikrobiologischem Wege - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Kreatinin-Desimidase auf mikrobiologischem WegeInfo
- Publication number
- DE2637671C3 DE2637671C3 DE2637671A DE2637671A DE2637671C3 DE 2637671 C3 DE2637671 C3 DE 2637671C3 DE 2637671 A DE2637671 A DE 2637671A DE 2637671 A DE2637671 A DE 2637671A DE 2637671 C3 DE2637671 C3 DE 2637671C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- creatinine
- atcc
- desimidase
- enzyme
- phosphate buffer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/78—Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/34—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/90—Enzymes; Proenzymes
- G01N2333/914—Hydrolases (3)
- G01N2333/978—Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/814—Enzyme separation or purification
- Y10S435/815—Enzyme separation or purification by sorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/83—Arthrobacter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/84—Brevibacterium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/843—Corynebacterium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/874—Pseudomonas
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
Kreatinin ist ein Stoffwechselabfallprodukt, das durch nichtenzymatische Entwässerung von Kreatin
gebildet wird. Kreatin entsteht aus Kreatinphosphorsäure,
einer der Energiequellen für die Muskelkontraktion.
Kreatin wird in vivo nicht verwertet, sondern als Stoffwechselendprodukt mit dem Urin ausgeschieden.
Kreatinin tritt im Blut in einer Normalkonzentration von etwa 0,7 bis 1,5 mg/100 ml Serum auf. Die Kreatinin-Bestimmung
im Blut und im Urin ist ein wertvolles diagnostisches Hilfsmittel zur Erkennung von
Nierenkrankheiten, wie akute und chronische Nephritis und andere Störungen, z. B. Obstruktion
der Urethra, Quecksilbervergiftung und Naphrose.
J. Szulmajster, J. Bacteriology, Bd. 75 (1958),
Seite 633 und Biochimica Biophysica Acta, Bd. 30 (1958), Seile 154, hat über das Auftreten von Kreatinin-Desimidase
(EC 3.5.4.21) in Mikroorganismenzellen von Clostridium paraputrificum berichtet. Das Enzym
ist katalysiert die hydrolytische Spaltung von Kreatinin zu N-Methylhydantoin und Ammoniak.
Mikroorganismen der Gattung Clostridium sind jedoch anaerob, so daß zur Herstellung dieses Enzyms
lange Fermentationszeiten erforderlich sind und das Mikroorganismenwachstum und somit die Enzymausbeuten
nur gering sind. Es war daher bis jetzt nicht möglich, die Herstellung von Kreatinin-Desimidase
im großtechnischen Maßstab durchzuführen.
Es wurde auch berichtet, daß Stämme von aeroben Mikroorganismen der Gattung Pseudomonas eine Spaltung
von Kreatinin bewirken können. Jedoch sind bisher keine derartigen Mikroorganismen bekannt, die
in der Lage sind, ein Enzym zu bilden, das die Hydrolyse von Kreatinin zu N-Methylhydantoin und Ammoniak
katalysiert. Ferner ist es bisher nicht gelungen, ein spezielles Enzym, das die vorgenannte Reaktion
katalysiert, zu isolieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leistungsfähiges neues Verfahren zur Herstellung von
Kreatinin-Desimidase auf mikrobiologischem Wege zu schaffen. Diese Aufgabe wird gemäß den vorslehenden
Patentansprüchen gelöst
Die erfindungsgemäß hergestellte Kreatinin-Desimidase läßt sich gut für automatisierte, quantitative Kreatininbestimmungen
verwenden. Die Kreatininmenge in einer Probe läßt sich leicht und rasch bestimmen,
ίο indem man die Menge an N-Methylhydantoin oder Ammoniak, die durch die katalytische Wirkung des
Enzyms gebildet worden ist, mißt.
Als Mikroorganismen, die Kreatinin-Desimidase bilden, werden im erfindungsgemäßen Verfahren folgende
Stämme verwendet:
(1) Brevibacterium ammoniagenes KY 3462,
(2) Brevibacterium divaricatum KY 3810,
(3) Corynebacterium lilium KY 3509,
(4) Corynebacterium glutamicum KY 3801,
(5) Pseudomonas ovalis KY 4651,
(6) Pseudomonas cruciviae KY 3961,
(7) Arthrobacter ureafaciens KY 3152,
(8) Arthrobacter histidinolovorans KY 3158.
r> Die mikrobiologischen Eigenschaften der Spezies (1), (6) und (7) sind in Bergeys Manual of Determinative
Bacteriology, 7. Auflage, Seite 499, 114 bzw. 610 beschrieben. Die mikrobiologischen Eigenschaften
der Spezies (2) finden sich in der Japanischen Patent-
JO Veröffentlichung 20 294/63 und die der Spezies (3)
in der US-PS 30 87 863. Ferner sind die mikrobiologischen Eigenschaften der Spezies (4) in J. Gen. Appl.
Microbiol., Bd. 13, (1967), Seite 279-301, die der Spezies (5) in Bergeys Manual of Determinative Bac-
)-. teriology, 8. Auflage, Seite 222, und die der Spezies (8) in J. Bioi. Chem., Bd. 209, (1954), Seite 829, beschrieben.
Die vorerwähnten Stämme sind beim Fermentation Research Institute, Agency of Industrial Science and
Technology, Tokyo, Japan, unter den Hinterlegungsnummern FERM-P 3207, 3208, 3209, 3210, 3211, 3212,
3213 bzw. 3214 hinterlegt.
Ferner sind diese Stämme bei der American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, V. St. A.,
unter den Hinterlegungsnummern ATCC 31 169, 14020, 15990,31 170,31 171,31 172, 7562 bzw. 11442
hinterlegt.
Zur Züchtung der erfindungsgemäß verwendeten Mikroorganismen können synthetische oder natürliche
Medien verwendet werden, die Kohlenstoff- und Stickstoffquellen, anorganische Salze und andere Nährstoffe,
die von dem jeweiligen Stamm verwertet werden können, enthalten.
Beispiele für Kohlenstoffquellen sind Kohlenhydrate, wie Glucose, Fructose, Saccharose, Maltose, Mannose, Stärke, Stärkehydrolysatflüssigkeit und Melassen, Zuckeralkohole, wie Glycerin, Sorbit und Mannit, organische Säuren, wie Essigsäure, Milchsäure, Brenztraubensäure, Fumarsäure und Citronensäure,
Beispiele für Kohlenstoffquellen sind Kohlenhydrate, wie Glucose, Fructose, Saccharose, Maltose, Mannose, Stärke, Stärkehydrolysatflüssigkeit und Melassen, Zuckeralkohole, wie Glycerin, Sorbit und Mannit, organische Säuren, wie Essigsäure, Milchsäure, Brenztraubensäure, Fumarsäure und Citronensäure,
bo Alkohole, wie Methanol und Äthanol, Glykole, wie Äthylenglykol und Propylenglykol, Aminosäuren und
Kohlenwasserstoffe, wie n-Hexadecan.
Beispiele für Stickstoffquellen sind Ammoniak, anorganische und organische Ammoniumsalze, wie Am-
hr) moniumchlorid, Ammoniumcarbonat, Ammoniumphosphat,
Ammoniumnitrat und Ammoniumacetat, Harnstoff, Aminosäuren und andere stickstoffhaltige
Verbindungen sowie stickstoffhaltige organische Ma-
terialien, wie Pepton, Fleischextrakt, Maisquellflüssigkeit,
Caseinhydrolysat, Chrysalishydrolysat, Fischmehl,
angedautes Fischmehl, entfettete Sojabohnen und das entsprechende angedaute Produkt.
Beispiele für anorganische Salze sind Kaliumdi- >
hydrogenphosphat, Dikaliumhydrogenphosphat, Kaliumchlorid,
Magnesiumsulfat, Mangansulfat, Eisen(II)-sulfat,
Natriumchlorid und Calciumcarbonat.
Es wurde festgestellt, daß es sich bei der Kreatinin-Desimidase
um ein adaptives Enzym handelt Infolgedessen läßt sich die Ausbeute an Kreatinin-Desimidase
beim erfindungsgemäßen Verfahren beträchtlich steigern, indem man Kreatinin oder ein kreatininhaltiges
natürliches Material, wie Fischextrakt, oder Rinderextrakt, dem Medium als Enzyminduktor zusetzt. Be- i·-,
sonders gute Ergebnisse erhält man durch Zusatz von Kreatinin in einer Menge von 0,05 bis 2% (Uewicht/Vo.'umen)
zum Medium.
Im allgemeinen wird die Züchtung bei Temperaturen von 28 bis 33 (durchgeführt. Während der Züchtung _'«
wird ein pH-Wert von 6,5 bis 8,5 aufrechterhalten. Die Züchtung wird so lange fortgesetzt, bis sich das
Enzym gebildet hat und in der Gärflüssigkeit nachzuweisen ist Im allgemeinen beträgt die Züchtungsdauer 20 bis 30Stunden. Unter diesen Bedingungen >
> reichert sich in der Gärflüssigkeit und/oder in den Mikroorganismenzellen eine beträchtliche Menge an
Krealinin-Desimidase an.
Zur Gewinnung des Enzyms werden die Mikroorganismenzellen nach üblichen Verfahren unter Bildung j»
eines Zellextrakts aufgebrochen, beispielsweise durch Ultraschallzcrkleincrung, Zcrmahlcn, mechanischen
Druck oder Autolyse. Die Extraktion der Kreatinin-Desimidase aus der Gärflüssigkeit und dem Zellextrakt
wird auf folgende Weise durchgeführt: Zunächst wird π durch Zusatz von Salzen, wie Ammoniumsulfat oder
Natriumsulfat, oder Lösungsmitteln, wie Aceton, Methanol, oder Äthanol, ein Niederschlag gebildet.
Bei der Verwendung von Ammoniumsulfat wird der Anteil, der bei 40prozentiger Ammoniumsuifatsättigung
gelöst ist und bei 70prozentiger Sättigung ausfällt, gewonnen. Bei der Verwendung von Aceton
wird der Anteil gewonnen, der bei einer 60prozentigen Acetonkonzentration ausfällt.
Der auf diese Weise erhaltene Niederschlag wird -n
anschließend der Dialyse oder der Gelfiltration unterworfen, um das im Niederschlag enthaltene Salz oder
Lösungsmittel zu entfernen. Für die Dialyse wird eine entsprechende Dialysemembran, wie eine aus regenerierter
Cellulose bestehende Folie, Blasenmembran >o oder Kollodiummembran, verwendet. Eine bevorzugte
Dialyscflüssigkeit besteht aus 0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0. Für die Gelfiltration wird vorzugsweise
ein mit Epichlorhydrin vernetztes Dextran Typ G-25 oder G-50 (vgl. Firmenprospekt Sephadex, Gel- r>->
filtration in theory and practice, 1975) zusammen mit 0,01 m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 verwendet.
Zur Entfernung der Nucleinsäuren aus der Membran wird eine wäßrige Protaminlusung (mit einem Protamingehalt,
der etwa Vm des Proteingehalts der Flüssig- -,n
keit innerhalb der Membran entspricht) tropfenweise unter Rühren zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wird
zur Bildung eines Niederschlags etwa 30 Minuten bei 0 bis 4 ( stehengelassen. Der entstandene Niederschlag
wird abzentrifugierl (10 000 g, 20 min), und der r> Überstand wird gewonnen.
Anschließend wird der Überstand auf eine mit DEAE-Cellulosc gepackte Säule, die vorher mit 0,01-m
Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 äquilibriert worden ist, gegeben. Sodann wird die Säule zur Elution von
unreinem Protein mit 0,01-m Phosphatpuffer versetzt Die Elution wird unter Anwendung eines Konzentrationsgradienten
durchgeführt, wobei zunächst 0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 und am Schluß
0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 mit 0,3-m NaCI verwendet wird. Das Eluat wird in Fraktionen
aufgefangen. Die Kreatinin-Desimidase-Aktivität in den einzelnen Fraktionen wird auf die nachstehend
beschriebene Weise gemessen. Die aktiven Fraktionen werden vereinigt. Die vereinigte Lösung wird zur Bildung
eines Niederschlags mit der doppelten Volumenmenge Aceton versetzt. Der Niederschlag wird abzentrifugiert
und der Dialyse unterworfen. Die im Innern der Membran befindliche Flüssigkeit wird gefriergetrocknet.
Man erhält gereinigte Kreatinin-Desimidase in Pulverform.
Die enzymatische Aktivität der Kreatinin-Desimidase wird berechnet, nachdem man die bei Verwendung
von Kreatinin als Substrat gebildete und gemäß dem Indophenol-Verfahren bestimmte Ammoniakmenge
ermittelt hat. Dazu werden beispielsweise 0,5 ml einer lprozentigen wäßrigen Kreatinin-hydrochlorid-Lösung,
0,5 ml eines 0,1-m Phosphatpuffers vom pH-Wert 7,5, 0,4 ml Wasser und 0,1ml einer Enzymlösung
vermischt und zehn Minuten bei 37 C inkubiert. Das Gemisch wird mit 1 ml Phenol-Lösung (hergestellt
durch Lösen von 5,0 g Phenol und 25 mg Nitroprussidnatrium in Wasser bei einem Gesamtvolumen
von 500 ml) versetzt. Das erhaltene Gemisch wird gerührt. Dieses Gemisch wird mit 1 ml einer
alkalischen Natriumhypochloritlösung (hergestellt durch Lösen von 2,5 g Natriumhydroxid in etwa 300 ml
Wasser, Versetzen mit 1,25 ml Natriumhypochlorit mit einem Gehalt an 10 Prozent wirksamem Chlor und
Verdünnen des Gemisches auf ein Gesamtvolumen von 500 ml) versetzt. Das Gemisch wird gerührt und
sodann 20 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. Die Absorption bei 630 nm wird mit Hilfe
eines photoelektrischen Kolorimeters gemessen. Zur Kontrolle wird der gleiche Vorgang unter Verwendung
einer Enzymlösung, die vorher 5 Minuten auf 100 C erwärmt worden ist, wiederholt. Die Absorption der
Konlrollösung bei 630nm wird von der Absorption
der zu untersuchenden Lösung bei 630 nm abgezogen. Getrennt davon wird eine Eichkurve für die Ammoniak-Konzentration
und die Absorption bei 630 nm hergestellt. Aus der Differenz der Absorptionswerte
ergibt sich die Menge an gebildetem Ammoniak. Daraus läßt sich wiederum die enzymatische Aktivität
der Probe berechnen.
Als 1 Einheit der enzymatischen Aktivität ist die Enzymmenge definiert, die bei 37 C und einem pH-Wert
von 7,5 innerhalb einer Minute 1 uMol Kreatinin zersetzt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Kreatinin-Desimidase zeigt eine charakteristische
Reaktion mit Kreatinin und katalysiert die Spaltung von Kreatinin zu N-Methylhydantoin und Ammoniak.
Das Enzym reagiert nicht mit Kreatin, Kreatininphosphorsäure, Harnstoff, Arginin, Glutaminsäure,
Canavanin, Glutamin, Cytosin und Guanin.
Bei der Gelfiltration (vgl. Biochemical Journal, Bd. 96 (1965), Seite 595) unter Verwendung von mit Epichlorhydrin
vernetzten! Dextran Typ G-200 ergibt sich für die Krealinin-Desimidase ein Molekulargewicht
von etwa 200 000.
Das pH-Optimum des Enzyms nach zehnminütiger Behandlung bei 37 C liegt bei 8. Bei einer dreißigminütigen
Behandlung bei 30 C ist das Enzym im pH-Bereich von 4,0 bis 9,0 stabil. Das Temperaturoptimum
für eine zehnminütige Umsetzung beim pH-Wert 8,0 liegt nahe 50 C Das Enzym erweist sich bei
einer dreißigminütigen Behandlung beim pH-Wert 7,0 bis zu 50 C als stabil und verliert bei 55 C etwa
20 Prozent seiner Aktivität.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Enzyms wird durch Schwernietallionen, wie Cu2+, Hg2+ und Ag+
und p-Chlormercuribenzoesäure in einer Konzentration von 1 millimoiar gehemmt Somit ist anzunehmen,
daß eine SH-G»uppe an der Enzymwirkung beteiligt ist.
Die auf die vorstehende Weise erhaltene Kreatinin-Desimidase ist insbesondere zur quantitativen Bestimmung
von Kreatinin geeignet Dazu wird beispielsweise eine kreatininhaltige Probe bei 30 bis 50 C
etwa 10 bis 30 min mit einem Phospha^puffer, der 0,1
bis 1,0 mg/ml K reatinin-Desimidase enthält, umgesetzt Dabei wird das Kreatinin zu N-Methylhydantoin
und Ammoniak hydrolysiert. Die Menge an gebildetem N-Methylhydantoin oder gebildetem Ammoniak
wird gemessen.
Die Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.
Eine Kultur von Brevibacterium ammoniagenes
KY 3462, FERM-P Nr. 3207, ATCC 31 169. wird in 10 Liter Nährmedium, das sich in einem 30 Liter
fassenden Glasfermenter befindet, überimpft. Das Nährmedium enthält 2 g/dl Glucose, 0,5 g/dl Kreatinin-hydrochlorid,
0,1 g/dl K2HPO4,0,05 g/dl MgSO4 ·
7H2O, 0,05 g/dl KCl und 0,1 g/dl Hefeextrakt und weist einen pH-Wert von 7,5 auf. Die Züchtung wird
24 Stunden unter Belüftung und unter Rühren bei 30 C durchgeführt. Anschließend werden 10 Liter der
Gärflüssigkeit in einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge zentrifugiert. Dabei werden etwa 100 g Mikroorganismenzellen
gewonnen. Die Zellen werden mit 5 Liter 0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 gewaschen
und sodann in 2 Liter 0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 suspendiert. Die Zellsuspension wird
gemahlen. Nach dem Zermahlen wird das Produkt 20 Minuten bei 20 000 g in einer Kühlzentrifuge zentrifugiert.
Bei der Ammoniumsulfatfällung erhält man aus dem Überstand bei 40- bis 70prozentiger Sättigung
etwa 30 g Niederschlag. Die Ausbeute in bezug auf die Aktivität an Kreatinin-Desimidase im Niederschlag
beträgt 80%. Die spezifische Aktivität istaufdas 3fache
erhöht. Der Niederschlag wird anschließend in 500 ml 0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 gelöst. Die
Lösung wird 48 Stunden in einem Schlauch aus regenerierter Cellulose gegen 20 Liter 0,01-m Phosphatpuffer
vom pH-Wert 7,0 dialysiert, wobei die Dialysefiüssigkeit jeweils nach 12 Stunden gewechselt wird.
Anschließend versetzt man zur Entfernung von Nucleinsäuren jeweils 1 Liter des Dialysats unter Rühren
allmählich mit 100 ml piner 3prozentigen wäßrigen Protaminlösung. Das erhaltene Gemisch wird zur Bildung
eines Niederschlags 30 Minuten bei 0 bis 4 C stehengelassen. Derauf diese Weise gebildete Niederschlag
wird 20 Minuten bei 10000g abzentrifugiert. Die Ausbeute in bezug auf die im Überstand enthaltene
Kreatinin-Desimidase beträgt 90%, und die spezifische Aktivität wird auf das 2fache gesteigert. Der
Überstand wird über eine mit 1 kg DEAE-Cellulose gepackte Säule, die vorher mit 0,01-m Phosphatpuffer
vom pH-Wert 7,0 behandelt worden ist, gegeben, um die Kreatinin-Desimidase zu adsorbieren. Die Säule
wird sodann mit 0,01-m vor.i Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 gewaschen, um unreine Proteine zu entfernen.
Anschließend wird die Säule mit Phosphatpuffer unter Anwendung eines Konzentrationsgradienten
von 0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 bis 0,1-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 mit einem
ίο Gehalt an 0,3-m NaCl eluiert Die Fraktionen mit
einer Aktivität an Kreatinin-Desimidase werden in einem einzigen Maximum eluiert Die aktiven Fraktionen
werden vereinigt und zur Bildung eines Niederschlags mit der 2fachen Volumenmenge Aceton versetzt.
Der Niederschlag wird 20Minuten bei 10000g abzentrifugiert und in 100 ml vollentsalztem Wasser
gelöst. Die Lösung wird in einem Schlauch aus regenerierter Cellulose gegen 0,01-m Phosphatpuffer vom
pH-Wert 7,0 dialysiert Das Dialysat wird gefriergetrocknet Man erhält etwa 1 g gereinigte Kreatinin-Desimidase
mit einer spezifischen Aktivität von 2,5 Einheiten/mg. Die Gesamtausbeute in bezug auf
die Aktivität an Kreatinin-Desimidase beträgt 56% und die Steigerung der spezifischen Aktivität etwa
das 60fache.
Corynebacterium lilium KY 3509, FERM-P Nr. 3209, ATCC 15 990, wird in einem Nährmedium, das 3 ml/dl
Fleischextrakt (mit einem Gehalt an etwa 3,3 g/dl Kreatinin) 0,5 g/dl Pepton und 0,5 g/dl Glucose enthält
und einen pH-Wert von 7,5 aufweist, gezüchtet Die Züchtung wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
durchgeführt Man erhält etwa lSOgMikroorganismen-
r> zellen. Die Zellen werden gemäß Beispiel 1 extrahiert und gereinigt Man erhält 1,5 g gereinigte Kreatinin-Desimidase
mit einer spezifischen Aktivität von 1,5 Einheiten/mg. Die Ausbeute beträgt 55 Prozent.
Pseudomonas ovalis KY 4651, FERM-P Nr. 3211, ATCC 31 171 wird in einem Nährmedium gezüchtet,
das 3g/d! Fleischextrakt, 0,5 g/dl Pepton und 0,3 g/d! Glucose enthält und einen pH-Wert von 7,5 aufweist.
Die Züchtung wird gemäß Beispiel 1 durchgeführt Man erhält 180g Mikroorganismenzellen. Nach Extraktion
und Reinigung gemäß Beispiel 1 erhält man 2 g gereinigte Kreatinin-Desimidase mit einer spezifischen
Aktivität von 1,0 Einheiten/mg. Die Ausbeute beträgt 57 Prozent.
Arthrobacterureafaciens KY 3152, FLRM-PNr. 3213, ATCC 7562 wird gemäß Beispiel 1 gezüchtet. Man
erhält 150 g Mikroorganismenzellen. Nach Extraktion und Reinigung gemäß Beispiel 1 erhält man 0,5 g gereinigte
Kreatinin-Desimidase mit einer spezifischen Aktivität von 2,0 Einheiten/mg. Die Ausbeute beträgt
57 Prozent.
Aus 10 Liter Gärfiüssigkeit, die durch Züchtung
pemäß Beispiel 1 erhalten worden ist, werden durch kontinuierliche Zentrifugation 9,5 l.iu:r Überstand gewonnen.
Der Überstand ergibt bei der Ammoniumsulfatfällung bei 40- bis 70prozentiger Sättigung 5 g
Niederschlag. Die Ausbeute in be^ugaufdie im Niederschlag
enthaltene K resünin-Desimidase beträgt 80 Pro-
zer.t. Die spezifische Aktivität ist auf das 3fache gesteigert.
Der Niederschlag wird in 100 ml 0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 gelöst. Die Lösung wird
48 Stunden in einem Schlauch aus regenerierter Cellulose gegen 20 Liter 0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert
7,0 dia)ysiert. Die Dialyseflüssigkeit wird jeweils nach 12 Stunden ausgewechselt. Anschließend werden
200 nil des Dialysats gemäß Beispiel 1 der Nucleinsäurefällung,
Säulenchromatographie an DEAE-CeIIulose, Acetonfällung und Gefriertrocknung unterworfen.
Man erhält etwa 120 mg gereinigte Kreatinin-Desimidase mit einer spezifischen Aktivität von
2,0 Einheiten/mg. Die Ausbeute beträgt 52%.
Die in der Tabelle angegebenen Stämme werden auf jeweils 50 ml eines Nährmediums der gleichen Zusammensetzung
wie in Beispiel 1, das sich in 500-ml-Sakaguchi-Kolben
befindet, überimpft und 24 Stunden unter Schütteln bei 30 C gezüchtet. Die Gärfiüssigkeiten
werden jeweils 20 Minuten bei 10 000 g in einer Kühlzentrifuge zentrifugiert, und die Mikroorganismenzellen
werden gewonnen. Jeweils 0,5 g der Zellen werden mit 50 ml 0,01-m Phosphatpuffer vom
pH-Wert 7,0 gewaschen und sodann in 10 ml 0,01-m Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 suspendiert. Die ZeIlsuspsnsionen
werden jeweils 20 Minuten mit Hilfe einer Ultraschallvorrichtung behandelt und anschließend
20 Minuten bei 20000 g in einer Kühlzentrifuge zentrifugiert. Im Überstand wird jeweils die Aktivität
an Kreatinin-Desimidase und die Proteinkonzentration gemessen.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt. Tabelle
5 | Stämme | Kreatinin-Desimidase- | Einheiten/ |
Aktivitäl | mg | ||
Einheiten/ | Zucht | ||
mg | masse*) | ||
IU | Protein | 0,185 | |
Brevibacterium | 0,042 | 0,093 | |
ammoniagenes KY 3462 | |||
15 | Brevibacterium | 0,012 | 0,175 |
divaricatum KY 3810 | |||
Corynebacterium lilium | 0,040 | 0,073 | |
KY 3509 | |||
20 | Corynebacterium | 0,010 | 0,112 |
glutamicum KY 3801 | |||
Pseudomonas ovalis | 0,016 | 0,062 | |
KY 4651 | |||
Pseudomonas cruciviae | 0,011 | 0,120 | |
25 | KY 3961 | ||
Arthrobacter ureafaciens | 0,025 | 0,060 | |
KY 3152 | |||
Arthrobacter | 0,020 | ||
JO | histidinolovorans KY 3158 | ||
*) Aktivität/ml Zuchtmasse (Gärflüssigkeit plus Zellen).
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Kreatinin-Desimidase
auf mikrobiologischem Wege, dadurch gekennzeichnet, i;.aß man Brevibacterium ammoniagenes
ATCC 31 169, Brevibacterium divaricatum ATCC 14 020, Corynebacterium lilium
ATCC 15 990, Corynebacterium glutamicum ATCC 31 170, Pseudomonas ovalis ATCC 31 171,
Pseudomonas cruciviae ATCC 31 172, Arthrobacter
ureafaciens ATCC 7562 oder Arthrobacter histidinolovorans ATCC 11442 in einem Kreatinin
enthaltenden Nährmedium 20 bis 30 Stunden bei einer Temperatur von 28 bis 33 C und einem
pH-Wert von 6,5 bis 8,5 züchtet und die entstandene Kreatinin-Desimidase aus den Zellen isoliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kreatinin-Desimidase isoliert,
indem man die Mikroorganismenzellen unter Bildung eines ZeJlextrakts aufbricht und das Zellextrakt
unter Gewinnung eines gereinigten Enzyms der Fällung, Adsorption und Desorption unterwirft.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kreatinin-Desimidase aus
der Gärflüssigkeit durch Fällung, Adsorption und Desorption unter Gewinnung eines gereinigten
Enzyms gewinnt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10347375A JPS5228391A (en) | 1975-08-28 | 1975-08-28 | Method of quantitative analysis of creatinine |
JP10945275A JPS5234976A (en) | 1975-09-11 | 1975-09-11 | Preparation of creatinine-desimidase |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2637671A1 DE2637671A1 (de) | 1977-03-10 |
DE2637671B2 DE2637671B2 (de) | 1978-11-09 |
DE2637671C3 true DE2637671C3 (de) | 1979-07-26 |
Family
ID=26444112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2637671A Expired DE2637671C3 (de) | 1975-08-28 | 1976-08-20 | Verfahren zur Herstellung von Kreatinin-Desimidase auf mikrobiologischem Wege |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4087329A (de) |
AU (1) | AU504596B2 (de) |
CA (1) | CA1066211A (de) |
DE (1) | DE2637671C3 (de) |
DK (1) | DK374676A (de) |
ES (2) | ES450823A1 (de) |
FR (1) | FR2322200A1 (de) |
GB (1) | GB1515805A (de) |
IT (1) | IT1069699B (de) |
NL (1) | NL7609184A (de) |
NO (1) | NO762825L (de) |
SE (2) | SE436575B (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4245050A (en) * | 1976-11-19 | 1981-01-13 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Process for the preparation of choline oxidase by fermentation |
US4275164A (en) * | 1979-11-05 | 1981-06-23 | Eastman Kodak Company | Process and nutrient medium for growing microorganism |
US4275166A (en) * | 1979-11-05 | 1981-06-23 | Eastman Kodak Company | Process for the recovery of intracellular enzyme |
US4276377A (en) * | 1979-11-05 | 1981-06-30 | Eastman Kodak Company | Creatinine iminohydrolase free from urease activity |
DE3406770A1 (de) * | 1984-02-24 | 1985-08-29 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Nucleosidtriphosphat-abhaengige 1-methylhydantoinase und ihre verwendung |
US5045465A (en) * | 1989-08-14 | 1991-09-03 | Eastman Kodak Company | Fermentation process for creatinine iminohydrolase |
IL99272A0 (en) * | 1990-08-23 | 1992-07-15 | Exogene Corp | Expression vectors for expression of native and heterologous genes in coryneform and a method for expressing bacterial hemoglobin in coryneform |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2122255C3 (de) * | 1971-05-05 | 1987-01-22 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Verfahren zur spezifischen Bestimmung von Creatinin |
US4039384A (en) * | 1975-04-05 | 1977-08-02 | Noda Institute For Scientific Research | Creatinine amidohydrolase and creatine amidinohydrolase and process for producing them |
-
1976
- 1976-08-03 US US05/711,207 patent/US4087329A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-08-05 GB GB32698/76A patent/GB1515805A/en not_active Expired
- 1976-08-16 NO NO762825A patent/NO762825L/no unknown
- 1976-08-17 SE SE7609154A patent/SE436575B/xx unknown
- 1976-08-18 NL NL7609184A patent/NL7609184A/xx not_active Application Discontinuation
- 1976-08-19 ES ES450823A patent/ES450823A1/es not_active Expired
- 1976-08-19 CA CA259,447A patent/CA1066211A/en not_active Expired
- 1976-08-19 DK DK374676A patent/DK374676A/da unknown
- 1976-08-20 AU AU17023/76A patent/AU504596B2/en not_active Expired
- 1976-08-20 DE DE2637671A patent/DE2637671C3/de not_active Expired
- 1976-08-20 FR FR7625437A patent/FR2322200A1/fr active Granted
- 1976-08-27 IT IT69099/76A patent/IT1069699B/it active
-
1977
- 1977-08-11 ES ES461550A patent/ES461550A1/es not_active Expired
-
1982
- 1982-03-10 SE SE8201497A patent/SE8201497L/sv unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE7609154L (sv) | 1977-03-01 |
IT1069699B (it) | 1985-03-25 |
DK374676A (da) | 1977-03-01 |
NL7609184A (nl) | 1977-03-02 |
AU504596B2 (en) | 1979-10-18 |
ES450823A1 (es) | 1977-12-01 |
DE2637671A1 (de) | 1977-03-10 |
GB1515805A (en) | 1978-06-28 |
SE8201497L (sv) | 1982-03-10 |
FR2322200A1 (fr) | 1977-03-25 |
ES461550A1 (es) | 1978-12-01 |
CA1066211A (en) | 1979-11-13 |
US4087329A (en) | 1978-05-02 |
AU1702376A (en) | 1978-02-23 |
DE2637671B2 (de) | 1978-11-09 |
NO762825L (de) | 1977-03-01 |
SE436575B (sv) | 1985-01-07 |
FR2322200B1 (de) | 1979-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2614114B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kreatininamidohydrolase | |
DE2637671C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kreatinin-Desimidase auf mikrobiologischem Wege | |
DE3307607C2 (de) | ||
DE2167078C2 (en) | Amylase prepn - for prodn of maltose from starch | |
DE68915584T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Difruktose-Dianhydrid III. | |
DE2757980C2 (de) | ||
DE2842940C2 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Sarcosin-Oxidase | |
DE3024915C2 (de) | ||
DE3600563A1 (de) | Waermebestaendige sarcosinoxidase n und verfahren zu deren herstellung | |
DE3247703C2 (de) | Verfahren zur Gewinnung von L-Threonin | |
DE2733273C3 (de) | Endonucleasen und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE3878421T2 (de) | Verfahren zur herstellung von carnitin. | |
DE2645548C3 (de) | Endonucleasen und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DD222631A5 (de) | Verfahren zur gewinnung von n-carbamoylsarcosin-amidohydrolase | |
DE3041744C2 (de) | ||
DE2107461A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von alkali schem Dextranase Enzym | |
DE2751879C2 (de) | ||
DE2659878C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kreatinamidinohydrolase | |
DE2164018B2 (de) | Verfahren zur biotechnischen herstellung von uricase | |
DE2431297C3 (de) | Biochemisches Verfahren zur Herstellung einer extrazellulären ß- Galactosidase, welche säureaktiv und säurestabil ist | |
DE68912504T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von optisch aktiver beta-Halomilchsäure oder Glycidsäure. | |
EP0089640B1 (de) | L(+)-Tartrat-Dehydrogenase, Verfahren zu deren Herstellung sowie Verfahren und Reagens zur Bestimmung von L(+)-Tartrat und D(+)-Malat | |
DE3020646C2 (de) | ||
AT368187B (de) | Verfharen zur herstellung von glycerinkinase | |
DE3432570A1 (de) | Verfahren zur mikrobiologischen herstellung von aldose-1-epimerase |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: TAUCHNER, P., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. HEUNEMANN, D., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. RAUH, P., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. HERMANN, G., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. SCHMIDT, J., DIPL.-ING. JAENICHEN, H., DIPL.-BIOL. DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE TREMMEL, H., RECHTSANW., 8000 MUENCHEN |