DE3603257A1 - Thermostabile bilirubin-oxidase und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents
Thermostabile bilirubin-oxidase und verfahren zur herstellung derselbenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine neue Bilirubin-Oxidase und
Verfahren zur Herstellung derselben. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine neue thermostabile Bilirubin-
Oxidase und Verfahren und zur Herstellung dieser Bilirubin-
Oxidase, bei dem man einen Bilirubin-Oxidase erzeugenden
Mikroorganismus der Gattung Bacillus kultiviert
und aus der erhaltenen Kulturbrühe die Bilirubin-
Oxidase isoliert.
Bilirubin-Oxidase ist als Substrat-spezifisches Enzym
für Bilirubin bekannt. Sie katalysiert eine Reaktion,
bei der Biliverdin und Wasser aus Bilirubin und Sauerstoff
gebildet werden. Es sind verschiedene Mikroorganismen
bekannt geworden, welche Bilirubin-Oxidasen
zu erzeugen vermögen, und zwar Mikroorganismen aus der
Gattung Myrothecium [N.Tanaka und S.Murao, Agric.Biol.
Chem., 46, 2499 (1982)], aus der Gattung Schizophyllum
(JP-OS 1 35 886/1984) sowie aus den Gattungen Coprinus,
Trametes. Lenzites, Coriolus, Pholiota, Pleurotus und
Fomitopsis (JP-OS 1 98 971/1984).
Bilirubin-Oxidasen haben in jüngster Zeit zunehmendes
Interesse auf sich gezogen als Reagentien zur Bestimmung
des Bilirubingehalts sowie zur Beseitigung von
Bilirubin, welches in bezug auf andere biochemische
Substanzen in Serumproben auf dem Gebiet der klinischen
Chemie zu Analysefehlern führt. Unter den herkömmlichen
Bilirubin-Oxidaseproben sei das Enzym aus Myrothecium
betrachtet. Es ist während 15 Minuten bei 37°C stabil.
Bei 70°C hat es jedoch nur noch eine geringe Restaktivität
von 20%. Andererseits ist das Enzym aus Schizophyllum
bei bis zu 45°C nur während 10 Minuten stabil.
Die Enzymproben aus anderen Mikroorganismen, z.B. das
Enzym aus Coprinus, zeigt nach 10 Minuten bei 60°C eine
Restaktivität von 90 bis 95%. Alle diese Enzyme zeigen
keine befriedigende thermische Stabilität. Sie erfordern
eine strikte Temperatursteuerung während der Herstellung
und während der Behandlungen. Wenn sie zum
Zwecke einer bestimmten Anwendung immobilisiert werden,
so kann es je nach den Bedingungen des Immobilisierungsverfahrens
zur Desaktivierung kommen. Sie sind
somit in bezug auf ihre Handhabbarkeit nicht voll befriedigend.
Die Erfinder haben eine Anzahl von Untersuchungen durchgeführt.
Es wurde festgestellt, daß ein Mikroorganismus-
Stamm, B-0891, aus dem Boden von Owakidani, Hakonemachi,
Ashigarashimo-gun, Kanagawa-ken, Japan, der zur
Gattung Bacillus gehört, Bilirubin-Oxidase erzeugt, die
eine Reaktion zu katalysieren vermag, bei der Biliverdin
und Wasser aus Bilirubin und Sauerstoff gebildet
werden. Die erhaltene Bilirubin-Oxidase ist bei etwa
70°C stabil.
Somit betrifft die Erfindung eine Bilirubin-Oxidase,
welche thermostabil ist und Substrat-Spezifität mindestens
in bezug auf Bilirubin aufweist und die Reaktion
zur Bildung von Biliverdin und Wasser aus Bilirubin und
Sauerstoff katalysiert. Ferner betrifft die Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung der Bilirubin-Oxidase.
Bei diesem Verfahren wird ein Bilirubin-Oxidase erzeugender
Mikroorganismus der Gattung Bacillus kultiviert
und dann wird die erhaltene Bilirubin-Oxidase aus der
Kulturbrühe isoliert.
Die erfindungsgemäße Bilirubin-Oxidase hat eine vorzügliche
Thermostabilität und somit besteht geringe Gefahr
einer Inaktivierung oder dergl. bei der Immobilisierung,
welche bei einigen Anwendungen durchgeführt wird, oder
während der Handhabung in der klinischen Diagnostik.
Somit ist dieses Enzym leicht handhabbar. Erfindungsgemäß
wird somit eine neue und fortschrittliche Bilirubin-
Oxidase geschaffen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen
näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm der Thermostabilität der erfindungsgemäßen
Bilirubin-Oxidase;
Fig. 2 die optimale Temperatur der erfindungsgemäßen
Bilirubin-Oxidase;
Fig. 3 die pH-Stabilität der erfindungsgemäßen
Bilirubin-Oxidase; und
Fig. 4 den optimalen pH-Wert der erfindungsgemäßen
Bilirubin-Oxidase.
Im folgenden werden bestimmte taxonomische Merkmale des
erfindungsgemäßen Mikroorganismus zur Erzeugung der
neuen Bilirubin-Oxidase angegeben.
(I) Morphologische Merkmale (erhalten nach der Kultivierung
bei 30°C während 24 h auf gewöhnlichem Agar)
(1) Gestalt, Größe und Pleomorphismus der Zellen:
Diskreter oder kurzkettiger Bacillus mit runden Kanten, Größe: 0,5 bis 0,8 × 2,0 bis 40 µm.
Kein Pleomorphismus
(2) Mobilität und Flagellen:
keine.
(3) Spore (Gestalt, Größe, Ort, Schwellung des Mikroorganismenkörpers):
Eine ovale oder zylindrische Spore von 0,5 × 1,0 µm wird zentral gebildet oder an einem Ort in der Nähe des Zentrums. Der Mikroorganismenkörper schwillt durch die Spore nicht an.
(4) Gram-Färbung:
positiv.
(5) Säurefeste Färbung:
negativ.
(II) Wuchstests
(1) Nähragarplattenkultur (28 bis 30°C, 24 h):
Es wird eine kreisförmige, flache und weiche Kolonie gebildet. Die Peripherie ist unregelmäßig und die Oberfläche etwas trocken. Die Farbe ist grauweiß und es wird kein löslicher Farbstoff gebildet.
(2) Nähragar-Schrägkultur (28 bis 30°C, 24 h):
Der Mikroorganismus wächst in Linien und zeigt gutes Wachstum. Die Farbe ist grauweiß und es wird kein löslicher Farbstoff gebildet.
(3) Flüssige Kultur (Peptonlösung, 28 bis 30°C, 24 h):
Das Wachstum ist schwach und es wird ein weichhaariges Präzipitat gebildet.
(4) BCP-Milch (28 bis 30°C, 24 h):
Die Lösung wird alkalisch und peptonisiert.
(1) Gestalt, Größe und Pleomorphismus der Zellen:
Diskreter oder kurzkettiger Bacillus mit runden Kanten, Größe: 0,5 bis 0,8 × 2,0 bis 40 µm.
Kein Pleomorphismus
(2) Mobilität und Flagellen:
keine.
(3) Spore (Gestalt, Größe, Ort, Schwellung des Mikroorganismenkörpers):
Eine ovale oder zylindrische Spore von 0,5 × 1,0 µm wird zentral gebildet oder an einem Ort in der Nähe des Zentrums. Der Mikroorganismenkörper schwillt durch die Spore nicht an.
(4) Gram-Färbung:
positiv.
(5) Säurefeste Färbung:
negativ.
(II) Wuchstests
(1) Nähragarplattenkultur (28 bis 30°C, 24 h):
Es wird eine kreisförmige, flache und weiche Kolonie gebildet. Die Peripherie ist unregelmäßig und die Oberfläche etwas trocken. Die Farbe ist grauweiß und es wird kein löslicher Farbstoff gebildet.
(2) Nähragar-Schrägkultur (28 bis 30°C, 24 h):
Der Mikroorganismus wächst in Linien und zeigt gutes Wachstum. Die Farbe ist grauweiß und es wird kein löslicher Farbstoff gebildet.
(3) Flüssige Kultur (Peptonlösung, 28 bis 30°C, 24 h):
Das Wachstum ist schwach und es wird ein weichhaariges Präzipitat gebildet.
(4) BCP-Milch (28 bis 30°C, 24 h):
Die Lösung wird alkalisch und peptonisiert.
(IV) Erzeugung von Säuren und/oder Gas aus Zuckern
(Basiskulturmedium: Pepton-freies Kulturmedium,
NH4
H2
PO4
1,0 g, KCl 0,2 g, MgSO4
·7H2
O 0,2 g, Hefeextrakt
1,0 g, Agar 3,0 g, BTB (0,2%) 10,0 ml, destilliertes
Wasser 1000 ml, pH 7,2):
Aus den obigen Hauptcharakteristika ergibt sich, daß
der erfindungsgemäße Stamm ein diskreter oder kurzkettiger,
grampositiver, nicht-beweglicher Bacillus mit
abgerundeten Kanten ist. Es handelt sich um einen
Catalase-positiven und Oxidase-positiven Organismus,
welcher aus Glucose fermentativ Säuren erzeugt. Er
wächst bei 50°C und der Guanin- und Cytosin-Gehalt
(GC %) der Nucleinsäure beträgt 44%.
Unter Bezugnahme auf "Bergey's Manual of Determinative
Bacteriology", 8. Auflage (1974), wird der Mikroorganismus
als Stamm der Gattung Bacillus angesehen. Ferner
wurden die Hauptcharakteristika des erfindungsgemäßen
Stamms verglichen mit denjenigen von Bacillus licheniformis,
Bacillus cereus und Bacillus coagulans, bei
denen es sich um ähnliche Mikroorganismen handelt. Dabei
wurde Bezug genommen auf das Handbook Nr. 427 "The
genus Bacillus", und verschiedene Charakteristika von
Bacillus licheniformis zeigen eine gute Übereinstimmung
mit dem Mikroorganismus der Erfindung. Bestimmte Unterschiede
ergeben sich jedoch hinsichtlich der Mobilität
und der Salzfestigkeit. Somit wird angenommen, daß es
sich um einen Stamm von Bacillus licheniformis handelt.
Als Bezeichnung wird daher "Bacillus licheniformis
B-0891" gewählt.
Der Stamm wurde bei dem Fermentation Research Institute,
Agency of Industrial Science and Technology, Ministry
of International Trade and Industry, Japan, unter der
Hinterlegungsnummer BP-952 (FERM BP-952) am 22. Dezember
1984 hinterlegt.
Zur Herstellung von Bilirubin-Oxidase wird der Bilirubin-
Oxidase erzeugende Mikroorganismus nach dem zum
Zwecke der Enzymgewinnung üblichen Verfahren kultiviert.
Es handelt es sich entweder um eine flüssige Kultur
oder um eine feste Kultur. Zur industriellen Durchführung
ist es bevorzugt, Zellen des Bilirubin-Oxidase erzeugenden
Mikroorganismus auf ein Kulturmedium zu
impfen, welches sich für die Produktion eignet, und sodann
unter Rühren submers und unter Belüftung zu kultivieren.
Es kommt eine große Vielzahl verschiedener Kulturmedien,
welche üblicherweise bei Mikroorganismen eingesetzt
werden, zur Gewinnung der Bilirubin-Oxidase in
Betracht. Als Stickstoffquelle kann man jede metabolisierbare
Stickstoffverbindung verwenden. Man kann z.B.
Maisquellflüssigkeit, Pepton, Casein, Sojabohnenmehl,
Hefeextrakt, verschiedene Fleischextrakte oder dergl.
verwenden. Ferner kann man jede metabolisierbare Kohlenstoffquelle
einsetzen, z.B. Melassen, Glucose, Glycerin,
Saccharose, Dextrin und dergl. Ferner kann man verschiedene
anorganische Salze, wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid,
Magnesiumsulfat, primäres Kaliumphosphat
und sekundäres Kaliumphosphat, verwenden. Die Temperatur
wird auf einen Bereich eingestellt, in dem der
Mikroorganismus wächst und Bilirubin-Oxidase erzeugt.
Vorzugsweise liegt die Temperatur im Bereich von 25
bis 30°C. Die Kultivierungszeit hängt von den Bedingungen
ab und beträgt ungefähr 7 bis 8 Tage. Es ist natürlich
erwünscht, die Kultivierung an einem zweckentsprechenden
Punkt abzubrechen, indem man feststellt, wann
die Bilirubin-Oxidase ihr Potenzmaximum erreicht.
Nach beendeter Kultur wird ein übliches Enzym-Gewinnungsverfahren
angewendet, um das Enzym von der Kulturbrühe
zu isolieren und zu reinigen. Das Enzym findet sich
sowohl in den Zellen als auch in der überstehenden
Kulturbrühe. Es wird jedoch gewöhnlich aus Gründen der
Gewinnungseffizienz aus der überstehenden Brühe isoliert,
nachdem die Zellen entfernt wurden. Es ist jedoch
auch möglich, das Enzym nach üblichen Verfahren aus
den Zellen zu gewinnen, und zwar in Kombination mit einer
Gewinnung aus der überstehenden Brühe. Die auf diese
Weise erhaltene, rohe Enzymlösung wird nach üblichen
Reinigungsverfahren, welche bei Proteinen, Enzymen oder
dergl. angewendet werden, isoliert und gereinigt. Man
erhält Bilirubin-Oxidase in gereinigter Form. Beispielsweise
kann man eine Lösung, welche rohe Bilirubin-
Oxidase enthält, einer fraktionierten Fällung unterwerfen,
wobei man von einem organischen Lösungsmittel, wie
Aceton, Methanol oder Ethanol, Gebrauch macht. Oder man
kann ein Aussalz-Verfahren anwenden, wobei man Ammoniumsulfat,
Natriumchlorid oder Aluminiumsulfat einsetzt.
Hierdurch wird das Enzym aus der Lösung ausgefällt, und
es wird in roher Form isoliert.
Erforderlichenfalls kann man das rohe Enzym einer weiteren
Reinigung unterwerfen. Das Präzipitat wird in
einem Lösungsmittel, wie Tris-HCl-Puffer aufgelöst. Die
erhaltene Lösung wird sodann gereinigt, indem man in
zweckentsprechender Weise die folgenden Verfahren kombinieren
kann: Adsorptions-Chromatographie unter Einsatz
von Ionenaustauscherharzen, wie Diethylaminoethylcellulose,
Diethylaminoethyldextrangel oder quaternäres
Aminoethyldextrangel; Adsorptions-Chromatographie
unter Einsatz einer Gelfilterhilfe, wie Dextrangel
oder Polyacrylamidgel. Sodann erfolgt Trocknung
nach bekannten Verfahren, z.B. Lyophilisierung. Man
erhält die Bilirubin-Oxidase in gereinigter Form.
Im folgenden seien die physikalischen und chemischen
Eigenschaften der erhaltenen Bilirubin-Oxidase genannt:
Ein Reaktionsgemisch (1,49 ml) der obigen Zusammensetzung
wird in ein kleines Reagenzglas gegeben. Nach
dem Erhitzen auf 37°C gibt man 0,01 ml einer 10 mM
Bilirubin-Lösung zu, um die Reaktion zu starten. Dann
läßt man 10 min bei 37°C reagieren. Nach der Umsetzung
werden 1,5 ml 1% CPC (N-Cetylpyridiniumchlorid) zugesetzt,
um die Reaktion abzubrechen. Das Reaktionsgemisch
wird sodann einer colorimetrischen Analyse bei
453 nm unterworfen, um die Absorbanz [S] festzustellen.
Als Vergleichsprobe verwendet man ein Reaktionsgemisch
(1,44 ml) des gleichen Typs, wobei jedoch die Enzymlösung
weggelassen wird und 0,01 ml der Bilirubinlösung
eingesetzt werden. Die erhaltene Mischung wird präzise
10 min bei 37°C inkubiert. Danach werden 1,5 ml einer
1% CPC und 0,05 ml der Bilirubin-Oxidase-Lösung nacheinander
zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wird der colorimetrischen
Analyse bei 453 nm zur Bestimmung seiner Absorbanz
[B] unterworfen. Die enzymatische Aktivität errechnet
sich aus folgender Gleichung:
wobei 1 Einheit (E) der enzymatischen Aktivität definiert
ist als Menge des Enzyms, welche 1 µMol Bilirubin/
min unter den beschriebenen Bedingungen oxidiert.
Unter Verwendung von Sauerstoffelektroden wurde die
Spezifität gegenüber verschiedenen Substraten untersucht,
basierend auf der Geschwindigkeit des Sauerstoffverbrauchs.
Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 2.
In jedes der Substrate wurde in einer Menge von
0,1 mM verwendet, während das Enzym in einer Menge von
0,005 E eingesetzt wurde.
Die folgende Reaktion wird katalysiert:
Bilirubin + 1/2 O2 → Biliverdin + H2O.
Die Oxidation von Biliverdin zu einer hellpurpurnen
Substanz gemäß folgender Gleichung findet nur in einem
äußerst geringen Ausmaß statt:
Biliverdin + 1/2 O2 → Hellpurpurne Substanz + H2O.
Nach der Behandlung von Teilen des Enzyms während 10 min
bei verschiedenen Temperaturen im Bereich von 30 bis
100°C werden diese Enzymmengen in Eis-Wasser abgekühlt.
Die Restaktivität wird sodann nach dem enzymatischen
Aktivitätsassay-Verfahren gemessen. Die Ergebnisse finden
sich in Fig. 1. Die Aktivität der Bilirubin-Oxidase
der Erfindung bleibt bis zu etwa 70°C stabil und bei
90°C sind noch mehr als 50% der Aktivität vorhanden.
Man verwendet das Reaktionsgemisch und das Meßverfahren
gemäß dem obigen Assayverfahren (I), wobei der Einfluß
der Temperatur bei verschiedenen Temperaturwerten ermittelt
wurde. Die Ergebnisse finden sich in Fig. 2. Die
optimale Temperatur der Bilirubin-Oxidase der Erfindung
liegt bei etwa 80°C.
Portionen des Enzyms werden 1 v bei 37°C in Pufferlösungen
von verschiedenen pH-Werten inkubiert. Danach wird
die Aktivität nach dem obigen Assayverfahren gemessen
und der Einfluß des pH-Wertes ermittelt. Die Ergebnisse
finden sich in Fig. 3, wobei die Kurven ⊗ - ⊗,
○ - ○, ⚫ -⚫ und ○ - ○ Acetat-Puffer (pH 4,0 bis
6,0) bzw. Dimethylglutarsäure-NaOH-Puffer (pH 7,5 bis
9,0) bzw. Phosphat-Puffer (pH 6,5 bis 8,0) bzw. Tris-
HCl-Puffer (pH 7,5 bis 9,0) bedeuten. Die Bilirubin-
Oxidase der Erfindung ist im pH-Bereich von ungefähr
7 bis 9 stabil.
Der Einfluß des pH-Wertes auf die Aktivität des Enzyms
der Erfindung wird mit Pufferlösungen verschiedener
pH-Werte nach dem obigen Assayverfahren ermittelt. Die
Ergebnisse finden sich in Fig. 4. Die Kurven mit den
Symbolen ⊗ - ⊗, ○ - ○, ⚫ - ⚫ und ○ - ○ bezeichnen
Acetatpuffer (pH 4,0 bis 6,0) bzw. Dimethylglutarsäure-
NaOH-Puvver (pH 7,5 bis 9,0) bzw. Phosphatpuffer
(pH 6,5 bis 8,0) bzw. Tris-HCl-Puffer (pH 7,5 bis 9,0);
der optimale pH-Wert der Bilirubin-Oxidase gemäß der Erfindung
liegt bei etwa pH 8.
Die Bilirubin-Oxidase der Erfindung wird durch die Metallionen
Cu2+, Zn2+ und Mn2+, durch CPC und Kation FB
(Nippon Oils and Fats Co., Ltd.) inhibiert und durch FAD
aktiviert.
Das Molekulargewicht beträgt 50 000 ± 10 000, gemessen
durch Gelfiltration an Sephacryl S-300.
Durch isoelektrische Fokussierungselektrolyse wurde der
isoelektrische Punkt bei etwa pH 3,35 gefunden.
Der Km-Wert beträgt 2,86 × 10-5 M (bei pH 8,0).
In Tabelle 3 wird das erfindungsgemäße Enzym mit den
herkömmlichen Bilirubin-Oxidase-Proben verglichen.
Wie oben erläutert, ist das erfindungsgemäße Enzym von
den bekannten Bilirubin-Oxidasen verschieden, und zwar
in bezug auf verschiedene enzymo-chemische und physio-
chemische Charakteristika. In bezug auf die Thermostabilität
ist anzumerken, daß selbst im Falle der Bilirubin-
Oxidase aus Coprinus, welche die höchste bisher bekannte
Thermostabilität unter den herkömmlichen Bilirubin-
Oxidase-Proben aufweist, die Restaktivität nach einer
10minütigen Behandlung bei 60°C 90 bis 95% beträgt. Demgegenüber
ist die Bilirubin-Oxidase der Erfindung beim
10minütigen Erhitzen auf 70°C stabil und zeigt noch beim
10minütigen Erhitzen auf 90°C eine Restaktivität von
50%. Somit ist die erfindungsgemäße Bilirubin-Oxidase
ein in hohem Maße thermostabiles Enzym. Darüber hinaus
hat das erfindungsgemäße Enzym einen sehr kleinen Km-
Wert von 2,86 × 10-5 M, d.h. seine Reaktivität ist
extrem gut.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels
näher erläutert.
Man verwendet Bacillus licheniformis B-0891 (FERM BP-
952). Ein 500 ml Erlenmeyerkolben wird mit 100 ml eines
Kulturmediums beschickt. Dieses wurde zuvor 20 min bei
120°C sterilisiert und hat einen pH von 7,5. Es enthält
1,0% (Gew./Vol.) Saccharose, 1,0% (Gew./Vol.) Hefeextrakt
(Meast(R); Asahi Breweries, Ltd., Tokyo, Japan), 0,3%
(Gew./Vol.) NaCl, 0,05% (Gew./Vol.) MgSO4 · 7H2O und 0,1%
(Gew./Vol.) K2HPO4. Dieses Medium wird mit dem Mikroorganismus
geimpft. Sodann erfolgt eine Kultivierung
unter Schütteln bei 30°C während 24 h, wobei man eine
Keimkultur erhält. Sodann wird mit dieser Keimkultur ein
Fermentationsgefäß mit einem Fassungsvermögen von 30 l
inokuliert, welches 20 l eines Kulturmediums enthält.
Das Kulturmedium wurde 20 min bei 120°C sterilisiert
und hat einen pH von 7,5. Es enthält 0,1% eines Anti-
Schäummittels (Disfoam CB-442; Nippon Oils and Fats
Co., Ltd.). Es hat die gleiche Zusammensetzung wie das
obige Kulturmedium. Es erfolgt wiederum eine Kultivierung
unter aeroben Bedingungen und unter Rühren bei
30°C und 300 U/min während 8 Tagen und unter einer Belüftung
von 20 l/min. Nach beendeter Kultivierung wird
die Kulturbrühe abzentrifugiert (5000 U/min während
15 min) und die überstehende Flüssigkeit (13,8 l,
200 E) abgetrennt). Sie wird sodann einer Ultrafiltrierung
unterworfen (auf einem Modulapparat), wobei eine
Einengung auf 1,96 l erfolgt. Das erhaltene Konzentrat
wird sodann mit gekühltem Aceton versetzt, dessen Volumenmenge
dem 0,6fachen des Volumens des Konzentrats
entspricht. Dann wird mit 5000 U/min während 15 min
zentrifugiert, wobei die unlöslichen Bestandteile
entfernt. Danach wird das erhaltene Konzentrat wiederum
mit gekühltem Aceton versetzt, und zwar mit der 1,6fachen
Volumenmenge, bezogen auf das Konzentrat. Dabei
fällt eine aktive Fraktion der Bilirubin-Oxidase aus.
Die aktive Bilirubin-Oxidase-Fraktion wird sodann durch
Zentrifugieren (500 U/min während 15 min) abgetrennt
und in 0,2 M Tris-HCl-Puffer aufgelöst. Man erhält eine
Enzymlösung mit einem Volumen von 205 ml (200 E). Sodann
wird ein Celluloseacetat-Röhrchen verwendet und
die Enzymlösung damit über Nacht gegen 15 l 10 mM Tris-
HCl-Puffer (pH 7,5) dialysiert. Sodann wird das Dialysat
an DEAE-Sepharose-CL-6B-Säule (5,0 × 14,5 cm) adsorbiert,
welche zuvor mit dem obigen Puffer abgepuffert
wurde. Die Säule wird sodann zur Dichteabstufung
elutioniert, wobei man mit 0 bis 1,0 molarem Kaliumchlorid
arbeitet. Die Fraktionen mit Enzymaktivität
werden bei den Kaliumchlorid-Konzentrationen von 0,3
bis 0,5 Mol elutioniert. Danach wurden die aktiven
Bilirubin-Oxidase-Fraktionen durch eine Ultrafiltrationsmembran
"XM-50" (Amicon, Corp.) konzentriert,
gefolgt von einer entwicklung mit 10 mM Tris-HCl-Puffer
(pH 7,5) an einer Sephacryl S-200-Säule (3,6 × 80 cm).
Man isoliert die Fraktionen mit Bilirubin-
Oxidase-Aktivität von 580 bis 640 ml und diese werden
sodann lyophilisiert, wobei man 350 mg (90, E)
Bilirubin-Oxidase in Pulverform erhält.
Claims (6)
1. Bilirubin-Oxidase mit Substrat-Spezifität mindestens
gegenüber Bilirubin und mit einer Befähigung zur
Katalysierung einer Umsetzung, bei der Biliverdin und
Wasser aus Bilirubin und Sauerstoff gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bilirubin-Oxidase eine
hohe Thermostabilität aufweist.
2. Bilirubin-Oxidase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie beim Erhitzen während 10 Minuten
auf etwa 70°C thermostabil ist.
3. Bilirubin-Oxidase nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch die folgenden physikalischen und chemischen
Eigenschaften:
- (a) Molekulargewicht: 50 000 ± 10 000 (gemessen durch Gelfiltration an Sephacryl S-300);
- (b) isoelektrischer Punkt: etwa pH 3,35;
- (c) Km-Wert: etwa 2,86 × 10-5 M;
- (d) optimaler pH-Wert: etwa pH 8;
- (e) stabiler pH-Wert: stabil bei etwa pH 7 bis 9;
- (f) optimale Temperatur: etwa 80°C; und
- (g) Thermostabilität: stabil bis zu etwa 70°C.
4. Verfahren zur Herstellung von Bilirubin-Oxidase,
dadurch gekennzeichnet, daß man einen Bilirubin-Oxidase
erzeugenden Mikroorganismus der Gattung Bacillus kultiviert
und sodann aus der erhaltenen Kulturbrühe die
Bilirubin-Oxidase isoliert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Bilirubin-Oxidase erzeugenden Mikroorganismus
der Gattung Bacillus einen Mikroorganismus
der Species Bacillus licheniformis verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Bilirubin-Oxidase erzeugenden Mikroorganismus
Bacillus licheniformis B-0891 (FERM BP-952)
einsetzt.
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JP2578430B2 (ja) * | 1987-06-10 | 1997-02-05 | 旭化成工業株式会社 | 新規なビリルビン.オキシダーゼおよびその製造法 |
EP0320095A3 (de) * | 1987-12-10 | 1989-08-02 | HEALTH & RESEARCH SERVICES INC. | Bilirubinabbauende Enzyme |
JP2856757B2 (ja) * | 1989-03-13 | 1999-02-10 | ユニチカ株式会社 | 総ビリルビンの測定方法および測定用試薬 |
DE4406379A1 (de) * | 1993-03-24 | 1994-09-29 | Boehringer Mannheim Gmbh | Bilirubinoxidase aus Alfalfa und Verwendung des Enzyms |
JP3320307B2 (ja) * | 1996-06-06 | 2002-09-03 | 株式会社エス・ディー・エス バイオテック | フェノール性化合物等の高分子化方法及びその利用 |
JP3734115B2 (ja) * | 1997-02-28 | 2006-01-11 | 日東紡績株式会社 | ビリルビン画分の測定方法 |
AU2003226627A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-18 | Council Of Scientific And Industrial Research | A process for preparation of thermostable enzyme |
US7504243B2 (en) * | 2004-03-19 | 2009-03-17 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Methods for the production of biliverdin |
WO2007103427A2 (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-13 | Wang Xiang H | Medical use of bilirubin and its structural analogues |
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