JP2005328781A - New phospholipase c - Google Patents

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Daisuke Sugimori
大助 杉森
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Nagase Chemtex Corp
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Nagase Chemtex Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a new phospholipase C (PLC) derived from a new microorganism. <P>SOLUTION: The new phospholipase C is derived from Pseudomonas sp. KS3.2 strain (FERM P-19732). The phospholipase C has high specificity to phosphatidylcholine, and low activity to other phospholipids, and comprises a subunit having about 17-19 kDa molecular weight. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、新規なホスホリパーゼCに関する。より詳細には、新規な微生物に由来する新規なホスホリパーゼCに関する。   The present invention relates to a novel phospholipase C. More particularly, it relates to a novel phospholipase C derived from a novel microorganism.

ホスホリパーゼC[EC 3.1.4.3](以下、PLCという)は、リン脂質に作用し、そのリン酸エステル結合を加水分解し、1,2−ジアシルグリセリド(以下、1,2−DGという)とホスホリル塩基とを遊離する加水分解酵素である。PLCは、パン製造などの食品工業やセラミド製造などの油脂工業における有用性が報告されている(特許文献1および2)。また、近年では、細胞生物学の分野において、シグナル伝達系の研究が広く行われ、研究用試薬としてのPLCの需要も高まっている。このように、PLCは工業用酵素および研究用試薬としての開発が強く望まれている。   Phospholipase C [EC 3.1.4.3] (hereinafter referred to as PLC) acts on phospholipids, hydrolyzes its phosphate ester bond, and 1,2-diacylglyceride (hereinafter referred to as 1,2-DG) and phosphoryl. It is a hydrolase that liberates bases. PLC has been reported to be useful in the food industry such as bread production and the oil and fat industry such as ceramide production (Patent Documents 1 and 2). In recent years, signal transduction systems have been widely studied in the field of cell biology, and the demand for PLC as a research reagent is also increasing. Thus, development of PLC as an industrial enzyme and research reagent is strongly desired.

これまでに、動物の肝臓や脾臓由来のPLC、クロストリジウム・ペルフリオンゲンス(Clostridium perfriongens)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、シュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluorescens)、シュードモナス・シュイルキリエンシス(Pseudomonas schuylkilliensis)などの微生物由来のPLCなどが知られている(非特許文献1〜5)。しかし、動物内臓由来のPLCは、原料となる臓器の供給や酵素精製の煩雑さ、宗教上の理由などのため、工業化に至っていない。微生物由来PLCについては、病原性に関連する研究は行われているが、工業利用を目的とする研究はほとんど行われていない(非特許文献1)。工業利用については、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)由来のPLCが報告されているが(特許文献3)、その至適pHが2〜5と低いため、実際には利用しにくい。
特開平8−266213号公報 特開平6−61247号公報 特開2000−166543号公報 Titball R.W.、「Microbiol. Rev.」,1993年,57巻,pp.347-366 Crevel I.U.S.ら、「Eur. J. Biochem.」,1994年,224巻,pp.845-852 Ivanov A.ら、「Microbiologica」,1996年,19巻,pp.113-121 Osamu Doiら、「Biochim. Biophys. Acta」,1971年,248巻,pp.234-244 荒井基夫ら、「日本農芸化学会誌」,1974年,48巻,pp.409-415
So far, PLC derived from animal liver and spleen, Clostridium perfriongens, Bacillus cereus, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas schuylkilliensis PLC derived from microorganisms such as) are known (Non-Patent Documents 1 to 5). However, PLCs derived from animal internal organs have not been industrialized due to the complicated supply of organs as raw materials, complicated enzyme purification, and religious reasons. For microorganism-derived PLCs, research related to pathogenicity has been conducted, but research for industrial use has hardly been conducted (Non-patent Document 1). As for industrial use, PLC derived from Aspergillus niger has been reported (Patent Document 3), but since its optimum pH is as low as 2 to 5, it is actually difficult to use.
JP-A-8-266213 JP-A-6-61247 JP 2000-166543 A Titball RW, "Microbiol. Rev.", 1993, 57, pp.347-366 Crevel IUS et al., “Eur. J. Biochem.”, 1994, 224, pp.845-852 Ivanov A. et al., “Microbiologica”, 1996, 19, pp. 113-121 Osamu Doi et al., “Biochim. Biophys. Acta”, 1971, 248, pp.234-244 Motoo Arai et al., “Journal of Japanese Society for Agricultural Chemistry”, 1974, 48, pp.409-415

本発明は、新規なホスホリパーゼC(PLC)を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a novel phospholipase C (PLC).

本発明者らは、種々の油脂分解菌についてPLC活性を有するかどうかを検討した結果、シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株がホスファチジルコリンに対して特異的に加水分解活性を有するPLCを産生し得ることを発見した。本菌は、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに、FERM P−19732として寄託されている。   As a result of investigating whether or not various oil-degrading bacteria have PLC activity, the present inventors have found that Pseudomonas sp. KS3.2 strain has a PLC having hydrolytic activity specifically for phosphatidylcholine. It was discovered that it can be produced. This bacterium is deposited as FERM P-19732 at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.

本発明は、以下の(1)〜(8)の特性を有する新規ホスホリパーゼCを提供する:
(1)作用:リン脂質に作用し、そのリン酸エステル結合を加水分解して、1,2−ジアシルグリセリドおよびホスホリル塩基を遊離する;
(2)基質特異性:ホスファチジルコリンに対して特異的に作用するが、ホスファチジン酸、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、およびスフィンゴミエリンにはほとんど作用せず、そしてp−ニトロフェニルホスホリルコリンに対しては実質的に作用しない;
(3)最適pH:7.2;
(4)安定pH:8.2〜8.8;
(5)最適温度:約50℃;
(6)安定温度:20℃以下;
(7)阻害:カルシウムを除く金属イオン、フェニルメタンスルホニルフルオリド、ジチオトレイトール、2−メルカプトエタノール、SDS、およびEDTAにより阻害されるが、ヨードアセトアミドによって阻害されない;および
(8)分子量:約17kDa〜19kDa(SDS−PAGE)。
The present invention provides a novel phospholipase C having the following characteristics (1) to (8):
(1) Action: acts on phospholipids and hydrolyzes its phosphate ester bond to release 1,2-diacylglycerides and phosphoryl bases;
(2) Substrate specificity: Acts specifically on phosphatidylcholine but has little effect on phosphatidic acid, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, and sphingomyelin, and on p-nitrophenylphosphorylcholine Has virtually no effect;
(3) Optimal pH: 7.2;
(4) Stable pH: 8.2 to 8.8;
(5) Optimal temperature: about 50 ° C .;
(6) Stable temperature: 20 ° C. or lower;
(7) Inhibition: inhibited by metal ions excluding calcium, phenylmethanesulfonyl fluoride, dithiothreitol, 2-mercaptoethanol, SDS, and EDTA, but not iodoacetamide; and (8) Molecular weight: about 17 kDa ~ 19 kDa (SDS-PAGE).

好適な実施態様では、上記ホスホリパーゼCは、シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株(FERM P−19732)由来である。   In a preferred embodiment, the phospholipase C is derived from Pseudomonas sp. KS3.2 strain (FERM P-19732).

本発明はまた、ホスホリパーゼC生産能を有する、シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株(FERM P−19732)を提供する。   The present invention also provides Pseudomonas sp. KS3.2 strain (FERM P-19732) having the ability to produce phospholipase C.

本発明によれば、リン脂質として最も多く存在するホスファチジルコリン(レシチン)に対して特異的に作用するPLC、ならびに該PLCを産生し得るシュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株が提供される。   According to the present invention, there is provided a PLC that specifically acts on phosphatidylcholine (lecithin) that is most abundant as a phospholipid, and a Pseudomonas sp. KS3.2 strain that can produce the PLC. .

(ホスホリパーゼCを産生する菌株)
本発明のシュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株は、本発明者らによって土壌より得た256菌株の油脂分解菌を、PLC活性についてスクリーニングすることにより得られた菌種であり、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに、平成16年3月11日にFERM P−19732として寄託されている。
(Strain producing phospholipase C)
The Pseudomonas sp. KS3.2 strain of the present invention is a strain obtained by screening 256 strains of oil-degrading bacteria obtained from the soil by the present inventors for PLC activity, and independently. Deposited as FERM P-19732 on March 11, 2004 at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.

上記シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株は、以下の菌学的諸性質を有する:
細胞の形および大きさ:桿菌、0.7〜0.8×1.5〜2.0μm
グラム染色性:−
胞子形成:−
運動性:+
コロニー形態:円形、全縁滑らか、低凸状、光沢あり、黄色(培地:Nutrient Agar;24時間培養)
培養温度:28℃:+、37℃:−、42℃:−、45℃:−
カタラーゼ:+
オキシダーゼ:−
ウレアーゼ:−
酸/ガス産生(グルコース):−/−
O/Fテスト:−/−
嫌気条件下での生育性:−
MacConkey寒天培地での生育性:+
King's B寒天培地上での蛍光色素産生:+
その他の生理学的性質:以下の表1に示す。
The Pseudomonas sp. KS3.2 strain has the following mycological properties:
Cell shape and size: Neisseria gonorrhoeae, 0.7-0.8 × 1.5-2.0 μm
Gram staining:-
Sporulation:-
Mobility: +
Colony morphology: round, smooth all edges, low convex, shiny, yellow (medium: Nutrient Agar; 24 hours culture)
Culture temperature: 28 ° C: +, 37 ° C:-, 42 ° C:-, 45 ° C:-
Catalase: +
Oxidase:-
Urease:-
Acid / gas production (glucose):-/-
O / F test:-/-
Growth under anaerobic conditions:-
Viability on MacConkey agar medium: +
Fluorescent dye production on King's B agar medium: +
Other physiological properties: shown in Table 1 below.

Figure 2005328781
Figure 2005328781

化学分類学的性質:16S rRNA遺伝子の全長塩基配列(1528bp:配列番号1)の相同性検索では、シュードモナス・モンテイリ(Pseudomonas monteilii)に対して99.3%、およびシュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)KT2440に対して99.2%の相同性を有する。   Chemical taxonomic properties: In the homology search of the full-length base sequence of 16S rRNA gene (1528 bp: SEQ ID NO: 1), 99.3% against Pseudomonas monteilii and Pseudomonas putida KT2440 With 99.2% homology.

(本発明のホスホリパーゼC)
本発明のホスホリパーゼC(PLC)は、シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)に属する微生物から産生されるものであり、シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株から産生されるものが好ましい。また、後述のように、これらの組換え酵素も利用できる。この場合、産生されたPLCは、菌体内に蓄積されてもよいが、好ましくは菌体外に分泌される。
(Phospholipase C of the present invention)
The phospholipase C (PLC) of the present invention is produced from a microorganism belonging to Pseudomonas sp., And preferably produced from Pseudomonas sp. KS3.2 strain. Further, as described later, these recombinant enzymes can also be used. In this case, the produced PLC may be accumulated in the cells, but is preferably secreted outside the cells.

(シュードモナス・エスピー由来のPLCの製造)
本発明のPLCは、以下のような、通常用いられる培養手段により製造され得る。
(Manufacturing of Pseudomonas sp.-derived PLC)
The PLC of the present invention can be produced by the following commonly used culture means.

上記のシュードモナス・エスピーに属する微生物を、レシチンを含有する適切な培地中で、20〜35℃、好ましくは28℃前後で好気条件下において、1〜5日、好ましくは1〜3日培養する。レシチンを含有する適切な培地としては、例えば、レシチン含有ブイヨン培地が挙げられる。   The microorganism belonging to Pseudomonas sp. Is cultured in an appropriate medium containing lecithin for 1 to 5 days, preferably 1 to 3 days under aerobic conditions at 20 to 35 ° C., preferably around 28 ° C. . An example of a suitable medium containing lecithin is a lecithin-containing broth medium.

得られた培養液から濾過または遠心分離により菌体を除去し、濾液または上清を得る。こうして得られた濾液または上清を、例えば、硫安による塩析、エタノール、アセトンなどによる溶媒沈澱法、限外濾過法、イオン交換クロマトグラフィーなどの当業者が通常用いる酵素精製方法に供することよって、PLCが精製され得る。   Bacteria are removed from the obtained culture solution by filtration or centrifugation to obtain a filtrate or supernatant. The filtrate or supernatant thus obtained is subjected to enzyme purification methods commonly used by those skilled in the art, such as salting out with ammonium sulfate, solvent precipitation with ethanol, acetone, etc., ultrafiltration, ion exchange chromatography, etc. The PLC can be purified.

例えば、シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株を、レシチン含有ブイヨン培地中、好気的な条件下で培養し、得られた培養液から菌体を分離除去し、培養上清を得る。次いで、この培養上清を硫安分画し、陰イオン交換クロマトグラフィー(例えば、DEAE-Sepharose Fast Flowカラム(Amersham Biosciences Corp.製))、次いで疎水性相互作用クロマトグラフィー(例えば、Phenyl-Sepharose High performanceカラム(Amersham Biosciences Corp.製))によって精製することにより、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(以下、SDS−PAGEという)にて分子量約17〜19kDaの精製酵素を得ることができる。   For example, Pseudomonas sp. Strain KS3.2 is cultured in a lecithin-containing broth medium under aerobic conditions, and the cells are separated and removed from the obtained culture solution to obtain a culture supernatant. . The culture supernatant is then fractionated with ammonium sulfate, anion exchange chromatography (eg, DEAE-Sepharose Fast Flow column (Amersham Biosciences Corp.)), and then hydrophobic interaction chromatography (eg, Phenyl-Sepharose High performance). By purifying with a column (manufactured by Amersham Biosciences Corp.), a purified enzyme having a molecular weight of about 17 to 19 kDa can be obtained by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (hereinafter referred to as SDS-PAGE).

(PLCの活性測定法)
リン脂質(代表的には、ホスファチジルコリン)を基質として、酵素反応により遊離するリン酸を定量することによって測定する。具体的には、酵素液10μL、0.2%(w/v)L−α−ホスファチジルコリン(以下、PCという)、0.285%(v/v)Triton X-100、および46mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)を含む酵素反応液300μLを、37℃にて10分間インキュベートし、反応液を100℃で10分間加熱し、反応を停止させる。煮沸した酵素を用いて、同様に基質と緩衝液とをインキュベートし、加熱して反応を停止させたものを、ブランクとする。反応終了後、この反応液10μLをアルカリホスファターゼ溶液(0.2units アルカリホスファターゼ、1mM MgCl2、0.1mM ZnCl2、50mM グリシン-NaOH緩衝液(pH9.6))190μLに添加し、37℃にて20分間脱リン酸化反応を行う。遊離したリン酸を定量することにより、PLC活性を求める。PLCの1Uは、1分間に1μmolのホスホリル塩基を遊離する酵素量である。
(Measurement of PLC activity)
Using phospholipid (typically phosphatidylcholine) as a substrate, the measurement is performed by quantifying the phosphate released by the enzymatic reaction. Specifically, 10 μL of enzyme solution, 0.2% (w / v) L-α-phosphatidylcholine (hereinafter referred to as PC), 0.285% (v / v) Triton X-100, and 46 mM Tris-HCl buffer (pH 8. Incubate 300 μL of the enzyme reaction solution containing 0) at 37 ° C. for 10 minutes, and heat the reaction solution at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction. Using the boiled enzyme, the substrate and the buffer solution are similarly incubated, and the reaction is stopped by heating to make a blank. After completion of the reaction, 10 μL of this reaction solution was added to 190 μL of alkaline phosphatase solution (0.2 units alkaline phosphatase, 1 mM MgCl 2 , 0.1 mM ZnCl 2 , 50 mM glycine-NaOH buffer (pH 9.6)) at 37 ° C. for 20 minutes. Perform dephosphorylation. PLC activity is determined by quantifying the released phosphoric acid. 1U of PLC is the amount of enzyme that liberates 1 μmol of phosphoryl base per minute.

なお、ホスファチジン酸を基質とする場合は、上記のように酵素反応した後、アルカリホスファターゼ処理せずに、直ちに遊離したリン酸を定量する。また、人工リン脂質であるp−ニトロフェニルホスホリルコリン(以下、pNPPC)を基質とする場合は、酵素液50μLを酵素反応液1.45mL(3.6mM pNPPC、50mM Tris-HCl緩衝液(pH7.2))に添加し、50℃にて10分間インキュベートした後、遊離のp−ニトロフェノールを定量する。この場合も、PLCの1Uは、1分間に1μmolのp−ニトロフェノールを遊離する酵素量である。   When phosphatidic acid is used as a substrate, the phosphoric acid liberated is quantified immediately after the enzymatic reaction as described above, without being treated with alkaline phosphatase. In addition, when p-nitrophenylphosphorylcholine (hereinafter referred to as pNPPC), which is an artificial phospholipid, is used as a substrate, 50 μL of the enzyme solution is 1.45 mL of enzyme reaction solution (3.6 mM pNPPC, 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.2)). And incubated at 50 ° C. for 10 minutes before quantifying free p-nitrophenol. Again, 1U of PLC is the amount of enzyme that liberates 1 μmol of p-nitrophenol per minute.

(シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株由来のPLCの理化学的性質)
本発明のシュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株由来のPLCの理化学的性質は、以下の(1)〜(8)のとおりである。
(Physicochemical properties of PLC derived from Pseudomonas sp. KS3.2)
The physicochemical properties of the PLC derived from Pseudomonas sp. KS3.2 strain of the present invention are as follows (1) to (8).

(1)作用
リン脂質に作用し、そのリン酸エステル結合を加水分解して、1,2−ジアシルグリセリドおよびホスホリル塩基を遊離する。
(1) Action It acts on phospholipids and hydrolyzes its phosphate bond to release 1,2-diacylglycerides and phosphoryl bases.

(2)基質特異性
ホスファチジルコリンに対して特異的に作用するが、ホスファチジン酸、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、およびスフィンゴミエリンにはほとんど作用せず、そしてp−ニトロフェニルホスホリルコリンに対しては実質的に作用しない(実施例6参照)。
(2) Substrate specificity Acts specifically on phosphatidylcholine but has little effect on phosphatidic acid, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, and sphingomyelin, and on p-nitrophenylphosphorylcholine Substantially does not work (see Example 6).

(3)最適pH:7.2
本酵素について、pH4〜11の終濃度46mMの種々の緩衝液中で37℃にて10分間反応させて相対活性を測定すると、図1に示すように最適pHは7.2である。
(3) Optimal pH: 7.2
When the relative activity of this enzyme was reacted at 37 ° C. for 10 minutes in various buffers having a final concentration of 46 mM at pH 4 to 11, the optimum pH was 7.2 as shown in FIG.

(4)安定pH:8.2〜8.8
本酵素について、pH4〜12の終濃度45mMの種々の緩衝液中、5℃にて3時間インキュベートした後、pH7.2、50℃での残存活性を測定すると、図2に示すように安定pHは8.2〜8.8である。
(4) Stable pH: 8.2 to 8.8
About this enzyme, after incubating at 5 ° C. for 3 hours in various buffers having a final concentration of 45 mM at pH 4 to 12, the residual activity at pH 7.2 and 50 ° C. was measured. As shown in FIG. Is 8.2 to 8.8.

(5)最適温度:約50℃
本酵素について、20〜70℃の温度で、0.01%(v/v)Triton X-100および0.2mM 硫酸アンモニウムを含む終濃度46mMのTris-HCl緩衝液(pH7.2)中、10分間反応させて相対活性を測定すると、最適温度は、図3に示すように約50℃である。
(5) Optimal temperature: about 50 ° C
This enzyme was reacted at a temperature of 20 to 70 ° C. for 10 minutes in a final concentration of 46 mM Tris-HCl buffer (pH 7.2) containing 0.01% (v / v) Triton X-100 and 0.2 mM ammonium sulfate. When relative activity is measured, the optimum temperature is about 50 ° C. as shown in FIG.

(6)安定温度:20℃以下
本酵素について、4〜70℃の温度で、終濃度46mMのTris-HCl緩衝液(pH7.2)中30分間インキュベートした後、pH7.2、50℃での残存活性を測定すると、図4に示すように安定温度は20℃以下である。
(6) Stable temperature: 20 ° C. or less The enzyme was incubated at a temperature of 4 to 70 ° C. for 30 minutes in a Tris-HCl buffer solution (pH 7.2) having a final concentration of 46 mM, and then at pH 7.2 and 50 ° C. When the residual activity is measured, the stable temperature is 20 ° C. or less as shown in FIG.

(7)阻害
本酵素は、カルシウムを除く金属イオン、フェニルメタンスルホニルフルオリド、ジチオトレイトール、2−メルカプトエタノール、SDS、およびEDTAにより阻害されるが、ヨードアセトアミドによって阻害されない(実施例7参照)。
(7) Inhibition This enzyme is inhibited by metal ions other than calcium, phenylmethanesulfonyl fluoride, dithiothreitol, 2-mercaptoethanol, SDS, and EDTA, but not iodoacetamide (see Example 7). .

(8)分子量:約17kDa〜19kDa(SDS−PAGE)(実施例3参照)。   (8) Molecular weight: about 17 kDa to 19 kDa (SDS-PAGE) (see Example 3).

(PLCの使用形態)
本発明のPLCは、ホスファチジルコリン(レシチン)に対して高い基質特異性を有する。したがって、リン脂質の除去などに利用され得る。
(Usage of PLC)
The PLC of the present invention has high substrate specificity for phosphatidylcholine (lecithin). Therefore, it can be used for removing phospholipids.

本発明のPLCの使用形態としては、(i)PLC産生菌体を通常の方法で固定化したもの、(ii) PLC産生菌体を機械的、酵素的、もしくは界面活性剤や有機溶剤などで処理したもの、またはそれらを固定化したもの、(iii) PLC産生菌体を破砕して破砕残渣を除去したもの、またはそれを固定化したもの、(iv)酵素精製物、またはそれを固定化したもの、(v) PLC産生菌培養液またはPLC産生菌体を除去した培養上清、またはそれを濃縮、乾燥、および/あるいは固定化したものなどが挙げられる。固定化は、ポリアクリルアミド、アルギン酸カルシウム、カラギーナン、イオン交換担体、キトサンビーズなど、当業者が一般に用いる通常の固定化方法で行われる。   As the usage form of the PLC of the present invention, (i) a PLC-producing cell is immobilized by a normal method, (ii) the PLC-producing cell is mechanically, enzymatically, surfactant or organic solvent, etc. Treated, or those immobilized, (iii) pulverized PLC-producing cells to remove crushing residues, or immobilized from it, (iv) enzyme purified product, or immobilize it (V) a culture medium from which a PLC-producing bacterium has been removed or a culture supernatant from which a PLC-producing microbial cell has been removed, or a product obtained by concentrating, drying and / or immobilizing it. The immobilization is performed by an ordinary immobilization method generally used by those skilled in the art, such as polyacrylamide, calcium alginate, carrageenan, ion exchange carrier, chitosan beads and the like.

(実施例1:PLC産生微生物のスクリーニング)
PLC産生菌は、1%レシチン乳化普通ブイヨン寒天培地[1%(w/v)大豆レシチン、0.5%(w/v)胆汁末、1%(w/v)extract beef、1%(w/v)バクトペプトン、0.5%(w/v)NaCl、1.5%(w/v)寒天、pH7.2]中で生育する際に、菌体外に放出されるPLCによってコロニー周囲に光沢のない白濁ハローを形成する。これを利用して、土壌より得た256菌株の油脂分解菌について、一次スクリーニングを行った。各菌株を、上記1%レシチン乳化普通ブイヨン寒天培地を用いて28℃にて培養し、白濁状ハローを形成した29菌株を選抜した。
(Example 1: Screening of PLC-producing microorganisms)
1% lecithin emulsified normal bouillon agar [1% (w / v) soybean lecithin, 0.5% (w / v) bile powder, 1% (w / v) extract beef, 1% (w / v ] When growing in bactopeptone, 0.5% (w / v) NaCl, 1.5% (w / v) agar, pH 7.2], the cloudy white halo around the colony due to the PLC released outside the cells Form. Utilizing this, primary screening was performed on 256 strains of oil-degrading bacteria obtained from soil. Each strain was cultured at 28 ° C. using the above 1% lecithin emulsified ordinary bouillon agar medium, and 29 strains that formed a cloudy halo were selected.

次いで、二次スクリーニングを行った。選抜された29菌株を、1%レシチン含有普通ブイヨン培地[1%(w/v)extract beef、1%(w/v)バクトペプトン、1%(w/v)大豆レシチン、0.5%(w/v)NaCl、0.025%(w/v)antifoam SI、pH7.2]100mL中で、166rpmで振盪しながら28℃にて24時間培養した。遠心分離(18760×g、5分間)により得られた培養上清20μLを、レシチン乳化寒天プレート[0.3%(w/v)大豆レシチン、9mM CaCl2・2H2O、2.73mM タウロコール酸ナトリウム、47mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)、1.5%(w/v)寒天]に設けたウェルに入れ、37℃にて24時間インキュベートし、ウェル周囲に白濁ハローを形成した19菌株を選抜した。 A secondary screen was then performed. The selected 29 strains were treated with 1% lecithin-containing normal broth medium [1% (w / v) extract beef, 1% (w / v) bactopeptone, 1% (w / v) soy lecithin, 0.5% (w / v v) NaCl, 0.025% (w / v) antifoam SI, pH 7.2] The cells were cultured at 28 ° C. for 24 hours with shaking at 166 rpm in 100 mL. 20 μL of the culture supernatant obtained by centrifugation (18760 × g, 5 minutes) was added to lecithin emulsified agar plate [0.3% (w / v) soybean lecithin, 9 mM CaCl 2 · 2H 2 O, 2.73 mM sodium taurocholate, 47 mM. In a well provided in Tris-HCl buffer (pH 8.0), 1.5% (w / v) agar], the plate was incubated at 37 ° C. for 24 hours, and 19 strains that formed a cloudy halo around the well were selected.

さらに、19菌株について三次スクリーニングを次のように行った。選抜された19菌株を、1%レシチン含有普通ブイヨン培地100mL中で、166rpmで振盪しながら28℃にて24時間培養した後、遠心分離(18760×g、5分間)により培養上清を得た。各菌株の培養上清30μL、0.2%(w/v)PC、9mM CaCl2・2H2O、2.34mM デオキシコール酸ナトリウム、41mM Tris-HCl緩衝液 (pH8.0)を含む酵素反応液300μLを、37℃にて30分間インキュベートした。反応液を、100℃で5分間加熱し、反応を停止させた後、等容量のクロロホルム/メタノール(2:1、v/v)を添加して1分間激しく振盪した。17860×gで4℃にて5分間の遠心分離後、クロロホルム層について、石油エーテル/ジエチルエーテル/酢酸(7:3:0.025、v/v)を展開溶媒とする薄層クロマトグラフィー(TLC)を行った。ヨウ素蒸気により、生成物である1,2−ジアシルグリセリド(以下、1,2−DGという)を検出した。一方、反応液の乾燥濃縮物について、n-ブタノール/エタノール/酢酸/水(8:2:1:3、v/v)を展開溶媒とするTLCを行い、もう1つの生成物であるホスホリルコリンの検出を行った。このようにして、1,2−DGおよびホスホリルコリンの生成の有無を検討した結果、KS3.2という1菌株が、PLCを菌体外に産生していることがわかった。 Furthermore, the tertiary screening was performed for 19 strains as follows. The selected 19 strains were cultured in 100 mL of a normal bouillon medium containing 1% lecithin for 24 hours at 28 ° C. with shaking at 166 rpm, and then a culture supernatant was obtained by centrifugation (18760 × g, 5 minutes). . 30 μL of culture supernatant of each strain, 300 μL of enzyme reaction solution containing 0.2% (w / v) PC, 9 mM CaCl 2 · 2H 2 O, 2.34 mM sodium deoxycholate, 41 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) And incubated at 37 ° C. for 30 minutes. The reaction was heated at 100 ° C. for 5 minutes to stop the reaction, and then an equal volume of chloroform / methanol (2: 1, v / v) was added and shaken vigorously for 1 minute. After centrifugation at 17860 × g for 5 minutes at 4 ° C., the chloroform layer was subjected to thin layer chromatography (TLC) using petroleum ether / diethyl ether / acetic acid (7: 3: 0.025, v / v) as a developing solvent. went. The product 1,2-diacylglyceride (hereinafter referred to as 1,2-DG) was detected by iodine vapor. On the other hand, TLC using n-butanol / ethanol / acetic acid / water (8: 2: 1: 3, v / v) as a developing solvent was performed on the dried concentrate of the reaction solution, and another product, phosphorylcholine, was obtained. Detection was performed. Thus, as a result of examining the presence or absence of the production | generation of 1, 2-DG and phosphorylcholine, it turned out that 1 strain | stump | stock called KS3.2 is producing PLC out of a microbial cell.

(実施例2:シュードモナス・エスピーKS3.2株の性状)
KS3.2株の生理性状試験を、株式会社エムシーアイエムビー・ジャパンに委託して行った。その結果、KS3.2株は、上記のような生理性状を有していた。さらに、16S rRNA遺伝子の全長塩基配列(1528bp:配列番号1)を、株式会社エムシーアイエムビー・ジャパンに委託して解析した。検索アルゴリズムとしてBLASTを用いて日本DNAデータバンクの全DNAデータベースに対する相同性検索を行った結果、シュードモナス・モンテイリ(Pseudomonas monteilii)に対して99.3%、およびシュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)KT2440に対して99.2%の相同性が認められた。以上より、KS3.2株は、シュードモナスに属する新規な菌株であることが明らかになった。そこで、本発明のPLC産生菌を、シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株と命名し、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに、平成16年3月11日にFERM P−19732として寄託した。
(Example 2: Properties of Pseudomonas sp. KS3.2 strain)
The physiological property test of KS3.2 strain was commissioned to MC Japan Co., Ltd. As a result, the KS3.2 strain had the physiological properties as described above. Furthermore, the full-length base sequence (1528 bp: SEQ ID NO: 1) of the 16S rRNA gene was analyzed by consigning to MC Japan Ltd. As a result of homology search for all DNA databases of Japan DNA Data Bank using BLAST as a search algorithm, 99.3% for Pseudomonas monteilii and Pseudomonas putida KT2440 99.2% homology was observed. From the above, it became clear that the KS3.2 strain is a novel strain belonging to Pseudomonas. Therefore, the PLC-producing bacterium according to the present invention is named Pseudomonas sp. KS3.2 strain, and is registered with the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology on March 11, 2004. Deposited as -19732.

(実施例3:PLCの精製)
(a)培養
シュードモナス・エスピーKS3.2株を、500mLバッフルフラスコ中の1%レシチン含有普通ブイヨン培地(100mL×5)に1白金耳植菌し、166rpmで振盪しながら28℃にて48時間培養した。培養液を遠心分離(15200×g、15分間)して、培養上清440mLを得た。
(Example 3: Purification of PLC)
(A) Culture Pseudomonas sp. KS3.2 was inoculated with 1 platinum ear in a normal bouillon medium containing 1% lecithin (100 mL × 5) in a 500 mL baffle flask and cultured at 28 ° C. for 48 hours while shaking at 166 rpm. did. The culture solution was centrifuged (15200 × g, 15 minutes) to obtain 440 mL of culture supernatant.

(b)硫安分画
培養上清に、終濃度10mMとなるように0.5M Tris-HCl緩衝液(pH8.0)を添加した後、氷冷下で硫酸アンモニウムを35%飽和量に達するまで添加し、溶解させた。4℃にて3時間攪拌した後、遠心分離(18780×g、20分間)により上清を回収した。得られた上清に対して、80%飽和量に達するまで硫酸アンモニウムを添加し、4℃にて一晩攪拌した。遠心分離(18780×g、20分間)により沈殿物を得、10mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)を加えて懸濁した後、同緩衝液を用いて4℃にて16時間透析した。
(B) Ammonium sulfate fraction After adding 0.5 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) to the culture supernatant to a final concentration of 10 mM, add ammonium sulfate under ice-cooling until 35% saturation is reached. , Dissolved. After stirring at 4 ° C. for 3 hours, the supernatant was collected by centrifugation (18780 × g, 20 minutes). Ammonium sulfate was added to the obtained supernatant until reaching 80% saturation, and the mixture was stirred overnight at 4 ° C. A precipitate was obtained by centrifugation (18780 × g, 20 minutes), suspended in 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), and dialyzed with the same buffer at 4 ° C. for 16 hours.

(c)陰イオン交換クロマトグラフィー
透析後、終濃度0.1%(w/v)Triton X-100を加えて凝集物を可溶化した。次いで、遠心分離(20000×g、15分間)後、0.45μmフィルターで濾過して不溶物を除去した。濾液を、10mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)で平衡化したDEAE-Sepharose Fast Flowカラム(25×80mm、Amersham Biosciences Corp.)に供し、同緩衝液で洗浄後(流速3.0mL/分、カラムベッド体積の3倍量)、0〜1MのNaClの直線グラジエント(流速3.0mL/分、カラムベッド体積の10倍量)により溶出した。
(C) Anion exchange chromatography After dialysis, a final concentration of 0.1% (w / v) Triton X-100 was added to solubilize the aggregate. Subsequently, the mixture was centrifuged (20000 × g, 15 minutes) and then filtered through a 0.45 μm filter to remove insoluble matters. The filtrate was applied to a DEAE-Sepharose Fast Flow column (25 × 80 mm, Amersham Biosciences Corp.) equilibrated with 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), washed with the same buffer (flow rate: 3.0 mL / min, Elution was performed with a linear gradient of 0 to 1 M NaCl (flow rate: 3.0 mL / min, 10 times the column bed volume).

溶出画分については、タンパク質濃度およびPLC活性を、以下のようにして測定した。タンパク質濃度は、ウシ血清アルブミンを標準タンパク質として用い、BCAタンパク質アッセイキット(Pierce Biotechnology)を用いて測定した。PLC活性は、まず、溶出液10μL、0.2%(w/v)PC、0.285%(v/v)Triton X-100、および46mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)を含む酵素反応液300μLを、37℃にて10分間インキュベートし、反応液を100℃で10分間加熱し、反応を停止させた。次いで、この反応液10μLをアルカリホスファターゼ溶液[0.2units アルカリホスファターゼ、1mM MgCl2、0.1mM ZnCl2、50mM グリシン-NaOH緩衝液(pH9.6)]190μLに添加し、37℃にて20分間脱リン酸化反応を行い、遊離したリン酸を、Biomol Green試薬(BIOMOL Research Laboratories)を用いて定量することにより、PLC活性を求めた。ブランクは、煮沸した溶出液を用いて、同様に処理した。PLCの1Uは、1分間に1μmolのホスホリル塩基を遊離する酵素量である。PLCの溶出プロファイルを図5に示す。 For the eluted fraction, protein concentration and PLC activity were measured as follows. The protein concentration was measured using BCA protein assay kit (Pierce Biotechnology) using bovine serum albumin as a standard protein. For PLC activity, first, 300 μL of enzyme reaction solution containing 10 μL of eluate, 0.2% (w / v) PC, 0.285% (v / v) Triton X-100, and 46 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) was used. The mixture was incubated at 37 ° C. for 10 minutes, and the reaction solution was heated at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction. Next, 10 μL of this reaction solution was added to 190 μL of alkaline phosphatase solution [0.2 units alkaline phosphatase, 1 mM MgCl 2 , 0.1 mM ZnCl 2 , 50 mM glycine-NaOH buffer (pH 9.6)] and dephosphorized at 37 ° C. for 20 minutes. An oxidation reaction was performed, and the released phosphoric acid was quantified using a Biomol Green reagent (BIOMOL Research Laboratories) to determine PLC activity. The blank was treated in the same manner using the boiled eluate. 1U of PLC is the amount of enzyme that liberates 1 μmol of phosphoryl base per minute. The elution profile of PLC is shown in FIG.

(d)疎水性相互作用クロマトグラフィー
上記陰イオン交換クロマトグラフィーによるPLC活性画分を集め、終濃度が0.5M 硫酸アンモニウムおよび0.1%(w/v)Triton X-100となるようにそれぞれを添加した後、0.5M 硫酸アンモニウムおよび0.1%(w/v)Triton X-100を含む10mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)で平衡化したPhenyl-Sepharose High performanceカラム(15×120mm、Amersham Biosciences Corp.)に供した。同緩衝液で洗浄した後(流速3.0mL/分、カラムベッド体積の3倍量)、0.5〜0M硫酸アンモニウムの直線グラジエントにより(流速2.2mL/分、カラムベッド体積の10倍量)溶出した。溶出画分について、タンパク質濃度およびPLC活性を上記と同様に測定した。PLC活性画分は、疎水性の強いタンパク質が溶出する画分であった。PLCの溶出プロファイルを図6に示す。
(D) Hydrophobic interaction chromatography After collecting the PLC active fractions by the above anion exchange chromatography and adding each to a final concentration of 0.5 M ammonium sulfate and 0.1% (w / v) Triton X-100 On a Phenyl-Sepharose High performance column (15 x 120 mm, Amersham Biosciences Corp.) equilibrated with 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.5 M ammonium sulfate and 0.1% (w / v) Triton X-100 Provided. After washing with the same buffer (flow rate: 3.0 mL / min, 3 times the column bed volume), elution was performed with a linear gradient of 0.5 to 0 M ammonium sulfate (flow rate: 2.2 mL / min, 10 times the column bed volume). For the eluted fraction, protein concentration and PLC activity were measured in the same manner as described above. The PLC active fraction was a fraction from which a highly hydrophobic protein was eluted. The elution profile of PLC is shown in FIG.

(e)SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)
上記疎水性相互作用クロマトグラフィーによるPLC活性画分について、15%(w/v)ポリアクリルアミドを用いて、Laemmliの方法(Nature,1970年,227巻,pp.680-685)に準じてSDS−PAGEを行った。分子量マーカーとして、SDS-PAGE Molecular Weight Standard, Broad Range(BIO-RAD)を用い、ゲルは、銀染色キット(BIO-RAD)を用いて染色した。なお、PLC活性は、基質としてPCを用い、pH8.0および37℃にて測定した。PLCの精製の結果を表2に示し、SDS−PAGEの写真を図7に示す。レーン1は分子量マーカー、レーン2は精製PLC(50ngのタンパク質)である。
(E) SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE)
About the PLC active fraction by the above-mentioned hydrophobic interaction chromatography, SDS- is used according to Laemmli's method (Nature, 1970, Vol. 227, pp. 680-685) using 15% (w / v) polyacrylamide. PAGE was performed. As a molecular weight marker, SDS-PAGE Molecular Weight Standard, Broad Range (BIO-RAD) was used, and the gel was stained using a silver staining kit (BIO-RAD). The PLC activity was measured at pH 8.0 and 37 ° C. using PC as a substrate. The results of purification of PLC are shown in Table 2, and a photograph of SDS-PAGE is shown in FIG. Lane 1 is a molecular weight marker and Lane 2 is purified PLC (50 ng protein).

Figure 2005328781
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48時間培養上清を出発材料として、比活性は107倍まで精製することができ、回収率は36%であった。精製試料をSDS−PAGEにより分析した結果、図7に示すように、約18.6kDaおよび約17.5kDaの位置にバンドが検出された。2本のバンドのうち、約18.6kDaがメジャーバンドであった。しかし、これらのバンドはゲル濾過クロマトグラフィーを用いても全く分離されなかった。すなわち、これらの分子量の画分には溶出されず、非常に大きな分子量の位置(ほぼ素通り画分の付近)で溶出し、凝集していると考えられた。このことから、本発明のPLCは、少なくとも約18.6kDaまたは約17.5kDaのサブユニットからなると推定される。この分子量は、既知のPLCの分子量(約28.5〜78kDa)とは全く異なっている。なお、本発明のPLCは、SDS−PAGEのゲルのタンパク質染色に一般的に使用されるクーマシーブリリアントブルーでは、染色されなかった。   Using 48-hour culture supernatant as a starting material, the specific activity could be purified up to 107 times, and the recovery rate was 36%. As a result of analyzing the purified sample by SDS-PAGE, as shown in FIG. 7, bands were detected at positions of about 18.6 kDa and about 17.5 kDa. Of the two bands, about 18.6 kDa was the major band. However, these bands were not separated at all using gel filtration chromatography. That is, it was not eluted in these molecular weight fractions, but was eluted and aggregated at a very large molecular weight position (almost in the vicinity of the pass-through fraction). From this, it is estimated that the PLC of the present invention consists of subunits of at least about 18.6 kDa or about 17.5 kDa. This molecular weight is completely different from the known PLC molecular weight (about 28.5-78 kDa). The PLC of the present invention was not stained with Coomassie Brilliant Blue, which is commonly used for protein staining of SDS-PAGE gels.

次いで、活性画分を集めて、−20℃で保存して、以下の実施例に用いた。   The active fractions were then collected and stored at −20 ° C. and used in the following examples.

(実施例4:PLC活性に対するpHの影響)
上記実施例3で得た精製酵素について、PCを基質としてpH4〜11の終濃度46mMの種々の緩衝液中で37℃にて10分間反応させて相対活性を測定した。図1に示すように最適pHは7.2であった。また、pH4〜12の終濃度45mMの種々の緩衝液中、5℃にて3時間インキュベートした後、終濃度46mMのTris-HCl緩衝液(pH7.2)中で50℃にて10分間反応させ、残存活性を測定して、pH安定性を検討した。図2に示すように、pH8.2〜8.8では安定であったが、他のpH領域では失活することがわかった。非特許文献5によれば、シュードモナス・シュイルキリエンシス由来のPLCは、pH7〜10では全く失活しないと報告されている。したがって、本発明のPLCは、pH安定性が低いと思われる。
(Example 4: Effect of pH on PLC activity)
The purified enzyme obtained in Example 3 was reacted for 10 minutes at 37 ° C. in various buffers having a final concentration of 46 mM at pH 4 to 11 using PC as a substrate, and the relative activity was measured. As shown in FIG. 1, the optimum pH was 7.2. Incubate for 3 hours at 5 ° C in various buffer solutions with a final concentration of 45 mM at pH 4-12, and then react for 10 minutes at 50 ° C in a Tris-HCl buffer solution (pH 7.2) with a final concentration of 46 mM. Residual activity was measured to examine pH stability. As shown in FIG. 2, it was stable at pH 8.2 to 8.8, but deactivated in other pH ranges. According to Non-Patent Document 5, it is reported that the Pseudomonas sylkiriensis-derived PLC does not deactivate at pH 7-10. Therefore, the PLC of the present invention seems to have low pH stability.

(実施例5:PLC活性に対する温度の影響)
上記実施例3で得た精製酵素について、PCを基質として、20〜70℃の温度で、終濃度46mMのTris-HCl緩衝液(pH7.2)中、10分間反応させて相対活性を測定した。最適温度は、図3に示すように約50℃であった。次いで、4〜70℃の温度で、0.01%(v/v)Triton X-100および0.2mM 硫酸アンモニウムを含む終濃度46mMのTris-HCl緩衝液(pH7.2)中30分間インキュベートした後、終濃度46mMのTris-HCl緩衝液(pH7.2)中で50℃にて10分間反応させ、残存活性を測定して温度安定性を検討した。図4に示すように、20℃以上では失活することがわかった。シュードモナス・シュイルキリエンシス由来のPLCは、60℃にて30分間の処理では全く失活しないと報告されており、一方、非特許文献4では、シュードモナス・フルオレセンスA−3−1由来のPLCは、pH6.8での5分間の処理では30℃において相対活性で約70%まで失活することが報告されている。このことから、本発明のPLCは、比較的温度安定性が低いと思われる。
(Example 5: Effect of temperature on PLC activity)
The purified enzyme obtained in Example 3 was reacted for 10 minutes in a Tris-HCl buffer solution (pH 7.2) with a final concentration of 46 mM at a temperature of 20 to 70 ° C. using PC as a substrate, and the relative activity was measured. . The optimum temperature was about 50 ° C. as shown in FIG. Next, after incubation for 30 minutes in a final concentration of 46 mM Tris-HCl buffer (pH 7.2) containing 0.01% (v / v) Triton X-100 and 0.2 mM ammonium sulfate at a temperature of 4 to 70 ° C., the final concentration The reaction was carried out in 46 mM Tris-HCl buffer (pH 7.2) at 50 ° C. for 10 minutes, and the residual activity was measured to examine the temperature stability. As shown in FIG. 4, it turned out that it deactivates at 20 degreeC or more. It has been reported that Pseudomonas sylquiriensis-derived PLC is not inactivated at all by treatment at 60 ° C. for 30 minutes, whereas in Non-Patent Document 4, it is derived from Pseudomonas fluorescens A-3-1. PLC has been reported to be deactivated to about 70% relative activity at 30 ° C. by treatment at pH 6.8 for 5 minutes. From this, it is considered that the PLC of the present invention has relatively low temperature stability.

(実施例6:PLCの基質特異性)
本発明のPLCの基質特異性について検討した。酵素液10μL、0.2%(w/v)基質、0.285%(v/v)Triton X-100、および46mM Tris-HCl緩衝液(pH7.2)を含む酵素反応液300μLを、50℃にて10分間インキュベートし、反応液を100℃で10分間加熱し、反応を停止させた。反応終了後、この反応液10μLをアルカリホスファターゼ溶液[0.2units アルカリホスファターゼ、1mM MgCl2、0.1mM ZnCl2、50mM グリシン-NaOH緩衝液(pH9.6)]190μLに添加し、37℃にて20分間脱リン酸化反応を行い、Biomol Green試薬(BIOMOL Research Laboratories)を用いて定量することにより、PLC活性を求めた。PLCの活性は、1分間に1μmolのホスホリル塩基を遊離する酵素量を1Uとした。なお、ホスファチジン酸を基質とする場合は、上記と同様に酵素反応した後、アルカリホスファターゼ処理せずに、直ちに遊離したリン酸を定量した。また、p−ニトロフェニルホスホリルコリン(pNPPC)を基質とする場合は、酵素液50μLを酵素反応液1.45mL[3.6mM pNPPC、50mM Tris-HCl緩衝液(pH7.2)]に添加し、50℃にて10分間インキュベートした後、遊離p−ニトロフェノールの400nmにおける吸光度を測定し、モル吸光係数(14700M-1cm-1)を用いて遊離p−ニトロフェノール量を求めた。結果を表3に示す。
(Example 6: Substrate specificity of PLC)
The substrate specificity of the PLC of the present invention was examined. Enzyme solution 300 μL containing 10 μL enzyme solution, 0.2% (w / v) substrate, 0.285% (v / v) Triton X-100, and 46 mM Tris-HCl buffer (pH 7.2) was added at 50 ° C. The reaction was stopped for 10 minutes by heating at 100 ° C. for 10 minutes. After completion of the reaction, 10 μL of this reaction solution was added to 190 μL of alkaline phosphatase solution [0.2 units alkaline phosphatase, 1 mM MgCl 2 , 0.1 mM ZnCl 2 , 50 mM glycine-NaOH buffer (pH 9.6)] at 37 ° C. for 20 minutes. The dephosphorylation reaction was performed, and the PLC activity was determined by quantification using Biomol Green reagent (BIOMOL Research Laboratories). The amount of the enzyme that releases 1 μmol of phosphoryl base per minute was defined as 1 U for the activity of PLC. When phosphatidic acid was used as a substrate, the phosphoric acid liberated was quantified immediately after the enzymatic reaction as described above without being treated with alkaline phosphatase. When p-nitrophenylphosphorylcholine (pNPPC) is used as a substrate, 50 μL of the enzyme solution is added to 1.45 mL of enzyme reaction solution [3.6 mM pNPPC, 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.2)], and the mixture is heated to 50 ° C. After incubation for 10 minutes, the absorbance of free p-nitrophenol at 400 nm was measured, and the amount of free p-nitrophenol was determined using the molar extinction coefficient (14700 M −1 cm −1 ). The results are shown in Table 3.

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本発明のPLCは、ホスファチジルコリン(PC)に対して最も高い活性を示した。他のリン脂質に対する活性は低く、そして人工基質pNPPCに対してはほとんど活性を示さなかった。既知のPLCは、PCおよびホスファチジルエタノールアミンの両方ともに対して活性を示すことが知られている。したがって、本発明のPLCは、既知のPLCに比べてPCに対して高い特異性を有する、新規なPLCであることが、さらに明確になった。   The PLC of the present invention showed the highest activity against phosphatidylcholine (PC). Activity against other phospholipids was low and showed little activity against the artificial substrate pNPPC. Known PLCs are known to be active against both PC and phosphatidylethanolamine. Therefore, it was further clarified that the PLC of the present invention is a novel PLC having high specificity for PC as compared with the known PLC.

(実施例7:PLCに対する各種化合物の影響)
PCを基質とし、以下の表4に記載の種々の化合物を添加して、pH7.2および50℃にて、上記実施例6と同様の手順でPLCの活性を測定した。添加物を加えない場合の活性を100%として、相対活性を求めた。結果を表4に示す。
(Example 7: Influence of various compounds on PLC)
Using PC as a substrate, various compounds described in Table 4 below were added, and the activity of PLC was measured at pH 7.2 and 50 ° C. in the same procedure as in Example 6 above. Relative activity was determined by setting the activity when no additive was added as 100%. The results are shown in Table 4.

Figure 2005328781
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本発明のPLCは、Cu2+、Fe2+、Hg2+により強い阻害を受けたため、SH基を有すると考えられる。さらに、タンパク質のジスルフィド結合の還元切断剤であるジチオトレイトールおよび2−メルカプトエタノールによって阻害を受けるが、SH基の修飾保護剤であるヨードアセタミドでは阻害されなかった。したがって、本発明のPLCは、活性中心にSH基を有するチオール酵素ではなく、立体構造および活性の保持に、ジスルフィド基が関与していると考えられる。また、Mg2+およびCa2+では活性化されず、既知のPLCとは異なっていた。フェニルメタンスルホニルフルオリド(PMSF)により強く阻害されるため、酵素活性には活性セリンが関与すると考えられる。また、本発明のPLCは、SDSによって強く阻害され、これはシュードモナス・シュイルキリエンシス由来のPLCと同様である。さらに、EDTAによっても強い阻害を受けているので、酵素活性に金属イオンが必要である可能性がある。このように、本発明のPLCは、各種化合物の影響についても、既知のPLCとは異なる特徴を示した。 The PLC of the present invention is considered to have an SH group because it is strongly inhibited by Cu 2+ , Fe 2+ , and Hg 2+ . Furthermore, it was inhibited by dithiothreitol and 2-mercaptoethanol, which are reductive cleavage agents of protein disulfide bonds, but was not inhibited by iodoacetamide, a modified protective agent for SH groups. Therefore, it is considered that the PLC of the present invention is not a thiol enzyme having an SH group at the active center but a disulfide group is involved in maintaining the steric structure and activity. Moreover, it was not activated by Mg 2+ and Ca 2+ and was different from the known PLC. Since it is strongly inhibited by phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF), it is considered that active serine is involved in the enzyme activity. In addition, the PLC of the present invention is strongly inhibited by SDS, which is the same as that derived from Pseudomonas sylkiriensis. Furthermore, since it is also strongly inhibited by EDTA, metal ions may be required for enzyme activity. As described above, the PLC of the present invention exhibited characteristics different from those of known PLCs with respect to the influence of various compounds.

本発明のPLCは、リン脂質の中で最も存在比率が高いホスファチジルコリン(レシチン)に対する基質特異性が高いので、食品工業、油脂工業などに有用である。具体的には、例えば、食品工業においては、パンの製造過程でPLCを加えるとふっくらとしたパンを製造でき、ならびに、食用油やセラミドの製造においては、品質低下防止のためのリン脂質の除去に有用である。また、ホスファチジルコリンなどのリン脂質を基質とする種々のリン酸エステルの合成にも利用できる。あるいは、レシチンを豊富に含む鶏卵およびリン脂質を含む皮脂の付着による汚れを除去するための洗剤としての利用や、パルプ製造時の木材ピッチの除去も可能である。さらに、シグナル伝達系の研究などの研究用試薬としても利用され得る。   The PLC of the present invention has high substrate specificity for phosphatidylcholine (lecithin), which has the highest abundance ratio among phospholipids, and thus is useful in the food industry, the fat and oil industry, and the like. Specifically, for example, in the food industry, when PLC is added during bread production, plump bread can be produced, and in the production of edible oils and ceramides, removal of phospholipids to prevent quality degradation Useful for. It can also be used to synthesize various phosphate esters using phospholipids such as phosphatidylcholine as substrates. Alternatively, it can be used as a detergent for removing stains due to adhesion of chicken eggs rich in lecithin and sebum containing phospholipids, and removal of wood pitch during pulp production. Furthermore, it can be used as a reagent for research such as research on signal transduction systems.

種々のpHにおける本発明のPLCの相対活性を示すグラフである。2 is a graph showing the relative activity of the PLC of the present invention at various pHs. 種々のpHにおいて5℃にて3時間インキュベートした場合の、本発明のPLCの残存活性を示すグラフである。It is a graph which shows the residual activity of PLC of this invention when it incubates at 5 degreeC at various pH for 3 hours. pH7.2での種々の温度における本発明のPLCの相対活性を示すグラフである。2 is a graph showing the relative activity of the PLC of the invention at various temperatures at pH 7.2. pH7.2での種々の温度において30分間インキュベートした場合の、本発明のPLCの残存活性を示すグラフである。It is a graph which shows the residual activity of PLC of this invention when it incubates for 30 minutes at various temperature with pH7.2. 本発明のシュードモナス・エスピーKS3.2株由来のPLCの精製過程における、DEAE-Sepharose Fast Flowカラムクロマトグラフィーの溶出プロファイルを示すグラフである。It is a graph which shows the elution profile of DEAE-Sepharose Fast Flow column chromatography in the purification process of PLC derived from Pseudomonas sp. KS3.2 strain | stump | stock of this invention. 本発明のシュードモナス・エスピーKS3.2株由来のPLCの精製過程における、Phenyl Sepharoseカラムクロマトグラフィーの溶出プロファイルを示すグラフである。It is a graph which shows the elution profile of Phenyl Sepharose column chromatography in the purification process of PLC derived from Pseudomonas sp. KS3.2 strain | stump | stock of this invention. 本発明の精製PLCのSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動の写真である。It is a photograph of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis of the purified PLC of the present invention.

Claims (3)

以下の(1)〜(8)の特性を有する新規ホスホリパーゼC:
(1)作用:リン脂質に作用し、そのリン酸エステル結合を加水分解して、1,2−ジアシルグリセリドおよびホスホリル塩基を遊離する;
(2)基質特異性:ホスファチジルコリンに対して特異的に作用するが、ホスファチジン酸、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、およびスフィンゴミエリンにはほとんど作用せず、そしてp−ニトロフェニルホスホリルコリンに対しては実質的に作用しない;
(3)最適pH:7.2;
(4)安定pH:8.2〜8.8;
(5)最適温度:約50℃;
(6)安定温度:20℃以下;
(7)阻害:カルシウムを除く金属イオン、フェニルメタンスルホニルフルオリド、ジチオトレイトール、2−メルカプトエタノール、SDS、およびEDTAにより阻害されるが、ヨードアセトアミドによって阻害されない;および
(8)分子量:約17kDa〜19kDa(SDS−PAGE)。
Novel phospholipase C having the following characteristics (1) to (8):
(1) Action: acts on phospholipids and hydrolyzes its phosphate ester bond to release 1,2-diacylglycerides and phosphoryl bases;
(2) Substrate specificity: Acts specifically on phosphatidylcholine but has little effect on phosphatidic acid, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, and sphingomyelin, and on p-nitrophenylphosphorylcholine Has virtually no effect;
(3) Optimal pH: 7.2;
(4) Stable pH: 8.2 to 8.8;
(5) Optimal temperature: about 50 ° C .;
(6) Stable temperature: 20 ° C. or lower;
(7) Inhibition: inhibited by metal ions excluding calcium, phenylmethanesulfonyl fluoride, dithiothreitol, 2-mercaptoethanol, SDS, and EDTA, but not iodoacetamide; and (8) Molecular weight: about 17 kDa ~ 19 kDa (SDS-PAGE).
シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株(FERM P−19732)由来である、請求項1に記載のホスホリパーゼC。   The phospholipase C of Claim 1 which is derived from Pseudomonas sp. KS3.2 strain (FERM P-19732). ホスホリパーゼC生産能を有する、シュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)KS3.2株(FERM P−19732)。   Pseudomonas sp. KS3.2 strain (FERM P-19732) having the ability to produce phospholipase C.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1995313A1 (en) * 2006-03-10 2008-11-26 Mitsubishi-Kagaku Foods Corporation Novel phospholipase c
US8241876B2 (en) 2008-01-07 2012-08-14 Bunge Oils, Inc. Generation of triacylglycerols from gums
US8460905B2 (en) 2007-09-11 2013-06-11 Bunge Oils, Inc. Enzymatic degumming utilizing a mixture of PLA and PLC phospholipases with reduced reaction time
US8956853B2 (en) 2007-01-30 2015-02-17 Bunge Oils, Inc. Enzymatic degumming utilizing a mixture of PLA and PLC phospholipases
CN112522363A (en) * 2019-09-18 2021-03-19 丰益(上海)生物技术研发中心有限公司 Improved method and product for detecting enzymatic activity of phospholipase C
WO2022050387A1 (en) * 2020-09-04 2022-03-10 大助 杉森 Novel enzyme specific to phosphatidylglycerol

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1995313A1 (en) * 2006-03-10 2008-11-26 Mitsubishi-Kagaku Foods Corporation Novel phospholipase c
EP1995313A4 (en) * 2006-03-10 2010-04-07 Mitsubishi Kagaku Foods Corp Novel phospholipase c
US7993874B2 (en) 2006-03-10 2011-08-09 Mitsubishi-Kagaku Foods Corporation Phospholipase C enzyme(s)
EP2368978A1 (en) * 2006-03-10 2011-09-28 Mitsubishi-Kagaku Foods Corporation Novel phospholipase C enzyme(s)
US8956853B2 (en) 2007-01-30 2015-02-17 Bunge Oils, Inc. Enzymatic degumming utilizing a mixture of PLA and PLC phospholipases
US8460905B2 (en) 2007-09-11 2013-06-11 Bunge Oils, Inc. Enzymatic degumming utilizing a mixture of PLA and PLC phospholipases with reduced reaction time
US8241876B2 (en) 2008-01-07 2012-08-14 Bunge Oils, Inc. Generation of triacylglycerols from gums
US8541211B2 (en) 2008-01-07 2013-09-24 Bunge Oils, Inc. Generation of triacylglycerols
CN112522363A (en) * 2019-09-18 2021-03-19 丰益(上海)生物技术研发中心有限公司 Improved method and product for detecting enzymatic activity of phospholipase C
WO2022050387A1 (en) * 2020-09-04 2022-03-10 大助 杉森 Novel enzyme specific to phosphatidylglycerol

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