JP2006025688A - New thermostable amp deaminase and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規な耐熱性を有するAMPデアミナーゼ及びその製造法に関し、詳細には65℃まで安定な新規なAMPデアミナーゼ及びその製造法に関する。 The present invention relates to a novel heat-resistant AMP deaminase and a method for producing the same, and more particularly to a novel AMP deaminase stable up to 65 ° C. and a method for producing the same.
AMPデアミナーゼは、アデニルデアミナーゼ、AMPアミノヒドロラーゼ等とも呼ばれ、5'-アデニル酸を加水分解的に脱アミノして5'-イノシン酸とアンモニアを生成する反応を触媒する。AMPデアミナーゼは動物生体組織に広く存在し、これまでに様々な種の様々な組織から分離されている(非特許文献1、特許文献1参照)。一方、主に工業的利用の見地から、微生物由来のAMPデアミナーゼの探索が精力的に行われてきた。特に、糸状菌由来AMPデアミナーゼに関する研究は多く、アスペルギルス・メレウスのAMPデアミナーゼ等、一部のAMPデアミナーゼについては、酵母エキスの製造における旨味増強などを目的としてその工業的な利用が図られている。現在、酵母エキスの製造においては、旨味増強のためにAMPデアミナーゼとヌクレアーゼとが併用されている。
しかし、一般にヌクレアーゼの至適温度は約65℃である一方、現在使用されているアスペルギルス・メレウス由来のAMPデアミナーゼの至適温度は約50℃で65℃付近では著しく活性が低下する。したがって、製造上、高温で同時に二つの酵素を作用させることは不可能であり、ヌクレアーゼ処理とAMPデアミナーゼ処理とを別個の工程として行わざるを得ず、製造工程が煩雑であった。また、製造過程において処理温度をAMPデアミナーゼの反応温度である約50℃に一旦下げる工程が必要となるため、雑菌汚染を有効に防止できないという問題があった。 However, in general, the optimum temperature of nuclease is about 65 ° C., whereas the optimum temperature of AMP deaminase derived from Aspergillus mereus currently used is about 50 ° C., and the activity is remarkably reduced at around 65 ° C. Therefore, in production, it is impossible to cause two enzymes to act simultaneously at a high temperature, and nuclease treatment and AMP deaminase treatment must be performed as separate steps, and the production process is complicated. In addition, since a process for lowering the treatment temperature to about 50 ° C., which is the reaction temperature of AMP deaminase, is required in the production process, there is a problem that contamination with various bacteria cannot be effectively prevented.
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ヌクレアーゼと同時に使用でき、製造工程の短縮化と酵素の処理工程を高温により行うことにより雑菌汚染を有効に防止することができる65℃で利用可能な耐熱性に優れるAMPデアミナーゼ及びその製造法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be used at the same time as nuclease. It can be used at 65 ° C., which can effectively prevent contamination by shortening the production process and treating the enzyme at a high temperature. It is an object of the present invention to provide an AMP deaminase having excellent heat resistance and a method for producing the same.
本発明者らは上記の事情に鑑み、耐熱性に優れたAMPデアミナーゼを微生物に求めてスクリーニングを実施した結果、土壌より新たに採取した微生物が熱安定性の高いAMPデアミナーゼを生産していることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は下記の理化学的性質を有する耐熱性AMPデアミナーゼを要旨とする。
(1)基質特異性:5'-アデニル酸+H2O→5'-イノシン酸+NH3の反応を触媒する。
(2)安定温度:65℃まで安定である。
(3)至適pH:6.0付近である。
(4)分子量:85,000±3,000(SDS-PAGEによる)、88,000±3,000(ゲルろ過による)である。
In light of the above circumstances, the present inventors conducted screening for microorganisms for AMP deaminase with excellent heat resistance, and as a result, microorganisms newly collected from soil produced AMP deaminase with high thermal stability. As a result, the present invention has been completed.
That is, the gist of the present invention is a thermostable AMP deaminase having the following physicochemical properties.
(1) Substrate specificity: Catalyze the reaction of 5′-adenylic acid + H 2 O → 5′-inosinic acid + NH 3 .
(2) Stable temperature: Stable up to 65 ° C.
(3) Optimal pH: around 6.0.
(4) Molecular weight: 85,000 ± 3,000 (by SDS-PAGE), 88,000 ± 3,000 (by gel filtration).
上記の耐熱性AMPデアミナーゼ生産能を有する微生物を栄養培地で培養し、培養液中に耐熱性AMPデアミナーゼを産生せしめ、これを採取することを特徴とする耐熱性AMPデアミナーゼの製造法を要旨とする。 Summary of the method for producing thermostable AMP deaminase characterized in that the above-mentioned microorganisms capable of producing thermostable AMP deaminase are cultured in a nutrient medium, and thermostable AMP deaminase is produced in the culture medium and collected. .
上記の耐熱性AMPデアミナーゼ及び耐熱性AMPデアミナーゼの製造法において、アスペルギルス属に属する微生物、アスペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)、あるいはアルペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)N0.4(FERM P-20075)としても良い。 In the production method of the above-mentioned thermostable AMP deaminase and thermostable AMP deaminase, a microorganism belonging to the genus Aspergillus, Aspergillus fumigatus, or Aspergillus fumigatus N0.4 (FERM P-20075) may be used. .
上記の理化学的性質を有する耐熱性AMPデアミナーゼ生産能を有するアスペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)No.4(FERM P-20075)を要旨とする。 The gist is Aspergillus fumigatus No. 4 (FERM P-20075) having the above-mentioned physicochemical properties and the ability to produce thermostable AMP deaminase.
本発明の耐熱性AMPデアミナーゼは、65℃でも活性が高いので、かかる高温下での反応が望まれる用途に好適である。例えば、酵母エキスの製造過程において使用するヌクレアーゼなど、高温下で作用させる他の酵素と同時に作用させることができ、製造工程の短縮化と酵素反応を雑菌汚染のおそれの少ない状況下での実施ができる。 Since the thermostable AMP deaminase of the present invention has high activity even at 65 ° C., it is suitable for applications where a reaction at such a high temperature is desired. For example, it can be operated simultaneously with other enzymes that act at high temperatures, such as nucleases used in the production process of yeast extract, and the production process can be shortened and the enzyme reaction can be carried out in a situation where there is little risk of contamination. it can.
本発明の耐熱性AMPデアミナーゼは、上記の(1)基質特異性:5'-アデニル酸+H2O→5'-イノシン酸+NH3の反応を触媒する、(2)安定温度:65℃まで安定である、(3)至適pH:6.0付近である、(4)分子量:85,000±3,000(SDS-PAGEによる)、88,000±3,000(ゲルろ過による)という理化学的性質を有し、特に耐熱性に優れる。ここで、「65℃まで安定である」とは、リン酸緩衝液でpH6.0に調整した酵素溶液を65℃で30分処理したときに、未処理の場合の酵素活性を基準(100%)として80%以上の活性が残存することをいう。 The thermostable AMP deaminase of the present invention catalyzes the reaction of (1) substrate specificity: 5′-adenylic acid + H 2 O → 5′-inosinic acid + NH 3 , (2) stable temperature: stable to 65 ° C. (3) Optimal pH: around 6.0, (4) Molecular weight: 85,000 ± 3,000 (according to SDS-PAGE), 88,000 ± 3,000 (according to gel filtration), especially in heat resistance Excellent. Here, "stable up to 65 ° C" means that the enzyme activity adjusted to pH 6.0 with phosphate buffer at 65 ° C for 30 minutes is the standard (100% ) Means that 80% or more of the activity remains.
上記の理化学的性質を有する耐熱性AMPデアミナーゼを生産する限り、生産する微生物に限定はないが、アスペルギルス属に属する微生物が好ましく、アスペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)がより好ましい。また、新たに土壌から採取された下記の菌学的性質を有する微生物が最も好ましい。 As long as the thermostable AMP deaminase having the above physicochemical properties is produced, the microorganism to be produced is not limited, but a microorganism belonging to the genus Aspergillus is preferable, and Aspergillus fumigatus is more preferable. Further, a microorganism having the following mycological properties newly collected from soil is most preferable.
各種培地における生育
(1)ポテトデキストロース寒天斜面
40℃、45℃で生育、粉状〜ベルベット状、表面は暗緑色。
(2)麦芽エキス寒天平板
集落表面は、ビロード状〜羊毛状。最初白色、分生子が多数形成されると暗緑色、集落表面は薄い黄色。
(3)ツァペック・ドックス寒天平板
暗緑、緑濃色、灰緑色、25℃で生育良好。
形態
(1)菌糸:白色(無色)
(2)分生子頭:放線状又は円柱状、直径16〜40μm
(3)分生子柄:160〜320μm長、直径4〜10μm
(4)頂嚢:直径12〜28μm、フラスコ型、へさじ型、淡緑色、通常、上部1/2くらいよりフィアライドを形成する。
(5)フィアライド:単列で互いに並列に並んでいる、4〜6x2μm。
(6)分生子:直径2〜3μm、球形〜亜球形、粗面だが突起はない。
(7)メトレ:形成されない。
(8)閉子嚢殻:形成されない。
Growth in various media (1) Potato dextrose agar slope
Grows at 40 ° C and 45 ° C, powder to velvet, surface is dark green.
(2) Malt extract agar plate The settlement surface is velvety to wooly. Initially white, dark green when many conidia are formed, the village surface is pale yellow.
(3) Czapek Docs agar plate Dark green, deep green, grayish green, good growth at 25 ° C.
Form (1) Mycelium: White (colorless)
(2) Conidial head: actuated or cylindrical, diameter 16-40μm
(3) Conidial pattern: 160-320 μm long, 4-10 μm in diameter
(4) Apical sac: 12 to 28 μm in diameter, flask-type, spatula-type, light green, usually forming phialide from about the upper half.
(5) Fear ride: 4-6 × 2 μm arranged in parallel in a single row.
(6) Conidia: 2 to 3 μm in diameter, spherical to subspherical, rough surface but no protrusions.
(7) Metre: Not formed.
(8) Closure capsular shell: not formed.
ポテトデキストロース寒天培地、麦芽エキス寒天培地で暗緑色のスラント表面を形成する。分生子頭は、放射状又は円柱状であって、こん棒状ではない。又、フィアライドは、厳密に単列で互いに並行に並んでいる。閉子嚢殻は、形成されない。本菌株は、以上の特徴と下記の参考文献を参照した結果、アスペルギルス・フミガタス(Aspergillu
fumigatus)と同定され、アスペルギルス・フミガタス(Aspergillu fumigatus)No.4と命名した。
A dark green slant surface is formed with potato dextrose agar and malt extract agar. The conidia head is radial or cylindrical and not a club. In addition, the phialides are strictly arranged in parallel in a single row. A closed crust is not formed. As a result of referring to the above characteristics and the following references, this strain was found to have Aspergillus fumigatus (Aspergillu
fumigatus) and named Aspergillu fumigatus No.4.
参考文献
(1)カビ検査マニュアルカラー図譜 2002年 298〜299頁(2002年3月29日発行)発行元:株式会社テクノシステム
(2)菌類図鑑 下巻 1018〜1021頁(1980年2月20日発行)発行元:講談社
(3)Identification of Common Aspergillus Species Maren A.Klich 2002年 50〜51頁 CBS UTRECHT
References (1) Mold Inspection Manual Color Chart 2002 298-299 pages (issued March 29, 2002) Publisher: Technosystem Co., Ltd. (2) Fungal Encyclopedia Volume 1018-1021 (issued February 20, 1980) Publisher: Kodansha (3) Identification of Common Aspergillus Species Maren A. Klich 2002 50-51 CBS UTRECHT
本菌株は、次の通り寄託されている。
寄託機関名:茨城県つくば市東1−1−1中央第6
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
寄託日:平成16年6月3日、
寄託番号 第20075号(FERM P-20075 )
This strain is deposited as follows.
Depositary institution name: Tsukuba City, Ibaraki Prefecture 1-1-1 Central 6th
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Deposit Center Date of deposit: June 3, 2004
Deposit No. 20075 (FERM P-20075)
本発明の耐熱性AMPデアミナーゼは、上記の理化学的性質を有するAMPデアミナーゼ生産能を有する微生物を栄養培地で培養し、培養液中に耐熱性AMPデアミナーゼを産生せしめ、これを採取することにより製造できる。 The thermostable AMP deaminase of the present invention can be produced by culturing a microorganism having the above-mentioned physicochemical properties with the ability to produce AMP deaminase in a nutrient medium, producing the thermostable AMP deaminase in the culture solution, and collecting it. .
本発明の耐熱性AMPデアミナーゼを生産する上記のアスペルギルス属に属する各微生物の培養は常法を用いて行うことができる。培地は、グルコース、シュクロース、ゲンチオビオース、可溶性デンプン、グリセリン、デキストリン、糖蜜、有機酸等の炭素源、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、あるいは、ポリペプトン、酵母エキス、コーンスティープリカー、カゼイン加水分解物、ふすま、肉エキス等の窒素源、必要に応じてカリウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、リン酸塩、マンガン塩、鉄塩、亜鉛塩等の無機塩(無機イオン)を含むものを用いることができる。アスペルギルス属に属する微生物の生育を促進するために、ビタミン、アミノ酸などを添加した培地を用いることもできる。培地のpHは、例えば5.0〜8.0、好ましくは5.5〜7.5に調整する。培養温度は、例えば15℃〜65℃の範囲であり、好ましくは30℃〜60℃の範囲であり、更に好ましくは40℃〜55℃の範囲である。培養時間は、特に限定されないが、例えば3日以上である。培養法は、例えば振盪培養法、ジャーファーメンターによる好気的深部培養法を利用できる。なお、上述した各種の培養条件などは培養する対象に応じて適宜変更され、本発明の耐熱性AMPデアミナーゼが生産される条件であれば、その条件等は特に限定されない。 The culture of each microorganism belonging to the genus Aspergillus that produces the thermostable AMP deaminase of the present invention can be carried out using a conventional method. Medium is glucose, sucrose, gentiobiose, soluble starch, glycerin, dextrin, molasses, organic acid and other carbon sources, ammonium sulfate, ammonium carbonate, ammonium phosphate, ammonium acetate, or polypeptone, yeast extract, corn steep liquor, casein Nitrogen sources such as hydrolysates, bran and meat extracts, and those containing inorganic salts (inorganic ions) such as potassium, magnesium, sodium, phosphate, manganese, iron, and zinc salts as required Can be used. In order to promote the growth of microorganisms belonging to the genus Aspergillus, a medium supplemented with vitamins, amino acids and the like can also be used. The pH of the medium is adjusted to, for example, 5.0 to 8.0, preferably 5.5 to 7.5. The culture temperature is, for example, in the range of 15 ° C to 65 ° C, preferably in the range of 30 ° C to 60 ° C, and more preferably in the range of 40 ° C to 55 ° C. The culture time is not particularly limited, but is, for example, 3 days or longer. As the culture method, for example, a shaking culture method or an aerobic deep culture method using a jar fermenter can be used. The various culture conditions described above are appropriately changed depending on the subject to be cultured, and the conditions are not particularly limited as long as the thermostable AMP deaminase of the present invention is produced.
本発明の耐熱性AMPデアミナーゼは、アスペルギルス属に属する微生物を所望時間培養した後に得た培養液又は菌体より分離できる。培養液から、例えば培養上清をろ過、遠心処理して不溶物を除去した後、硫酸プロタミン処理、透析、各種クロマトグラフィーなどを組み合わせるなど公知の精製法を用いて精製された耐熱性AMPデアミナーゼを得ることができるが、硫酸プロタミン処理の後、疎水性クロマトグラフィー及びゲルろ過を用いて行うことが好ましい。他方、菌体内から分離する場合、例えば菌体を加圧処理、超音波処理などによって破砕した後、上記と同様に精製を行うことにより精製されたAMPデアミナーゼを得ることができる。尚、ろ過、遠心処理などによって予め培養液から菌体を回収した後、上記一連の工程(菌体の破砕、分離、精製)を行ってもよい。尚、各精製工程では原則としてAMPデアミナーゼ活性を指標として分画を行うことができる。 The thermostable AMP deaminase of the present invention can be separated from a culture solution or cells obtained after culturing a microorganism belonging to the genus Aspergillus for a desired time. For example, after filtering and centrifuging the culture supernatant to remove insolubles from the culture solution, heat-stable AMP deaminase purified using a known purification method such as a combination of protamine sulfate treatment, dialysis, various chromatographies, etc. Although it can be obtained, it is preferable to carry out using hydrophobic chromatography and gel filtration after the protamine sulfate treatment. On the other hand, when the cells are separated from the cells, for example, after the cells are crushed by pressure treatment, ultrasonic treatment, etc., purified AMP deaminase can be obtained by performing purification in the same manner as described above. In addition, after collect | recovering a microbial cell from a culture solution previously by filtration, a centrifugation process, etc., you may perform said series of processes (crushing, isolation | separation, refinement | purification of a microbial cell). In each purification step, in principle, fractionation can be performed using AMP deaminase activity as an index.
次いで、本発明を実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to a following example.
〔参考例〕(耐熱性AMPデアミナーゼ活性測定方法)
耐熱性AMPデアミナーゼ(以下、「本酵素」という)の活性は、以下のように測定した。
(1)酵素反応
1mMの5’AMP-2Naと100mMリン酸カリ緩衝液(pH 6.0)を混合した溶液(0.9ml)に本酵素溶液(0.1ml)を添加して1mlの反応液とし、30℃で30分間反応させた。酵素反応液100μlに20%過塩素酸溶液を添加して反応を停止させた後、4℃、13,000rpmで10分間遠心した。上清5μlに995μlの20mMリン酸カリ緩衝液(pH7.0)を加え、100μlをHPLCに供した。
(2)HPLCによる生成IMPの定量
試薬A:5mM リン酸テトラ−n-ブチルアンモニウム、20mMリン酸カリ緩衝液(pH7.0)
試薬B:メタノール
試薬C:[試薬A:試薬B=4:1]
[分析条件] 使用カラム Type:5C18-AR-II Size: 4.6x150mm
流速1.0ml/min(試薬C使用)にて測定した。反応時間を0分として同様に測定したものをブランクとした。以上の条件下、1分間に1μmolのIMPを生成するときを1単位とした。
(3)GIDH法による生成アンモニアの定量
1mMのAMPと100mMリン酸カリ緩衝液(pH 6.0)を混合した溶液(0.9 ml)に本酵素溶液(0.1 ml)を添加して1mlの反応液とし、30℃で60分間反応させた。酵素反応液を煮沸(3分間)して反応を停止させた後、生成したアンモニアの量をGIDH法で定量した。
アンモニア定量反応組成(1ml中)
トリス−塩酸緩衝液(pH8.0) 50mM
2-オキソグルタール酸 5mM
β−NADH 0.12mM
ADP 2.5mM
酵素反応溶液 12.5U/ml
[Reference Example] (Method for measuring thermostable AMP deaminase activity)
The activity of thermostable AMP deaminase (hereinafter referred to as “the present enzyme”) was measured as follows.
(1) Enzymatic reaction
Add this enzyme solution (0.1ml) to a solution (0.9ml) of 1mM 5'AMP-2Na and 100mM potassium phosphate buffer (pH 6.0) to make 1ml reaction solution, and react at 30 ° C for 30 minutes I let you. The reaction was stopped by adding a 20% perchloric acid solution to 100 μl of the enzyme reaction solution, and then centrifuged at 4 ° C. and 13,000 rpm for 10 minutes. To 5 μl of the supernatant, 995 μl of 20 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) was added, and 100 μl was subjected to HPLC.
(2) Determination of IMP produced by HPLC Reagent A: 5 mM tetra-n-butylammonium phosphate, 20 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0)
Reagent B: Methanol Reagent C: [Reagent A: Reagent B = 4: 1]
[Analysis conditions] Column type: 5C 18 -AR-II Size: 4.6x150mm
The measurement was performed at a flow rate of 1.0 ml / min (using reagent C). A blank that was measured in the same manner with a reaction time of 0 minutes was used. One unit was defined as 1 μmol of IMP produced per minute under the above conditions.
(3) Determination of produced ammonia by GIDH method
The enzyme solution (0.1 ml) was added to a solution (0.9 ml) in which 1 mM AMP and 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.0) were mixed to obtain a 1 ml reaction solution, which was reacted at 30 ° C. for 60 minutes. The enzyme reaction solution was boiled (3 minutes) to stop the reaction, and the amount of ammonia produced was quantified by the GIDH method.
Ammonia quantitative reaction composition (in 1 ml)
Tris-HCl buffer (pH 8.0) 50 mM
2-
β-NADH 0.12mM
ADP 2.5mM
Enzyme reaction solution 12.5U / ml
〔実施例1〕(耐熱性AMPデアミナーゼの分離及び精製)
グルコース1%、ポリペプトン0.5%、酵母エキス0.05%、KH2PO4 0.1%、MgSO4 0.01%を加えてpH6.0に調整した培地を121℃で30分間殺菌した。該培地にアスペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)No.4( FERM P−20075)を植菌し、50℃で9日間培養して得られた培養液をADVATEC FILTER PAPER 5Cでろ過し、蛋白100mg当たり10mgの硫酸プロタミンをゆっくりと添加した。その後、8000rpm、40分遠心処理して得られた酵素液をDEAE-トヨパール(直径3cm体積60ml;東ソー社製品名)に通し、酵素を吸着せしめた後、50mM NaClを含む20mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で洗浄し、その後120mM NaClを含む20mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で酵素を溶出した。続いて、酵素溶液をブチル−トヨパール(直径1.5cm体積12ml;東ソー社製品名)に通し、酵素を吸着させ、30%飽和硫安を含む20mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で洗浄後、20%飽和硫安を含む20mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で酵素を溶出した。更に、溶出した酵素溶液をオクチル−セルロファイン(直径1.5cm体積12ml;チッソ社製品名)に通し、酵素を吸着させ、20%飽和硫安を含む20mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で洗浄した。その後、10%飽和硫安を含む20mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で酵素を溶出し、酵素溶液をMono Q(1ml,FPLC;ファルマシア社製品名)に通し、酵素を吸着させ、205mM NaClを含む20mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で洗浄後、210 ml NaClを含む20mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で酵素を溶出せしめて精製酵素とした。得られた精製酵素を下記の理化学的性質の検討に供した。
なお、各段階における精製の結果を図1に示した。最終段階の比活性は粗酵素に比較して120倍となった。精製酵素をSDS-PAGE(CBB染色)に供したところ単一なバンドを示した。
[Example 1] (Separation and purification of thermostable AMP deaminase)
1% glucose, 0.5% of polypeptone, 0.05% yeast extract, KH 2 PO 4 0.1% was sterilized 30 minutes adjusted medium at 121 ° C. to pH6.0 by addition of MgSO 4 0.01%. Aspergillus fumigatus No. 4 (FERM P-20075) was inoculated into the medium, and the culture solution obtained by culturing at 50 ° C. for 9 days was filtered with
The results of purification at each stage are shown in FIG. The specific activity at the final stage was 120 times that of the crude enzyme. When the purified enzyme was subjected to SDS-PAGE (CBB staining), a single band was shown.
〔実施例2〕(耐熱性AMPデアミナーゼの理化学的性質〕
基質特異性:各基質濃度1mM と100mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)とを混合した基質溶液に本酵素を加え、50℃で20分反応を行い、酵素活性をGIDH法で測定し、基質特異性を検討した。結果は、図2に示した。酵素活性はAMP(5'-アデニル酸又はアデノシン一リン酸)に対する酵素活性を100%とした場合の相対活性で示した。図2より明らかなように、アデノシン、ATP(アデノシン三リン酸)、ADP(アデノシン二リン酸)、アデニン、NAD(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)、NADP(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸)に対しても作用したが、3'−AMP、GMP、3'−CMPに対しては全く作用しなかった。以上の結果から、耐熱性AMPデアミナーゼは、AMP以外にアデノシン、ADP、NADなどを基質とする反応についても当該酵素を利用できる可能性のあることが分かった。
[Example 2] (Physicochemical properties of thermostable AMP deaminase)
Substrate specificity: This enzyme is added to a substrate solution in which each
作用温度:本酵素の反応温度と活性との関係を調べた。本酵素(0.1ml)をpH6.0のリン酸カリ緩衝液を用いてpH 6.0に調整した後、活性測定反応時の反応温度を10℃から80℃の各温度にそれぞれ変化させて1mM AMPと反応させ、その活性を調べた。結果は、図3に示した。なお、図3は最高値の活性を100%とした場合の相対活性(%)で示した。図3より明らかなように、至適温度は55℃付近で、30℃〜70℃の広い範囲で約70%以上の高い活性が認められ、当該酵素は広範囲の温度条件下で良好に作用することが分かった。 Working temperature: The relationship between the reaction temperature and activity of this enzyme was examined. After adjusting the enzyme (0.1 ml) to pH 6.0 using a potassium phosphate buffer solution of pH 6.0, the reaction temperature during the activity measurement reaction was changed from 10 ° C. to 80 ° C. to 1 mM AMP and The reaction was conducted and the activity was examined. The results are shown in FIG. FIG. 3 shows the relative activity (%) when the maximum activity is 100%. As is apparent from FIG. 3, the optimum temperature is around 55 ° C., and a high activity of about 70% or more is observed in a wide range of 30 ° C. to 70 ° C., and the enzyme works well under a wide range of temperature conditions. I understood that.
熱安定性:本酵素の熱安定性を調べた。本酵素(0.1ml)をpH6.0のリン酸カリ緩衝液を用いてpH 6.0に調整した後、各温度(30℃、40℃、50℃、60℃、65℃、70℃、80℃)で30分間処理し、1mM AMP、100mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で50℃、20分間反応させた後、活性を測定した。結果は、図4に示した。図4より、未処理の場合の酵素活性を基準(100%)としたとき、65℃まで約80%以上の活性を維持していた。また、70℃で処理した場合でも約17%の活性を維持していた。これより、当該酵素は熱安定性に優れることが分かった。 Thermostability: The thermostability of this enzyme was examined. After adjusting the enzyme (0.1 ml) to pH 6.0 with potassium phosphate buffer solution at pH 6.0, each temperature (30 ° C, 40 ° C, 50 ° C, 60 ° C, 65 ° C, 70 ° C, 80 ° C) Then, the mixture was reacted with 1 mM AMP and 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.0) at 50 ° C. for 20 minutes, and then the activity was measured. The results are shown in FIG. From FIG. 4, when the enzyme activity in the untreated case was used as a reference (100%), the activity of about 80% or more was maintained up to 65 ° C. Further, even when treated at 70 ° C., the activity of about 17% was maintained. From this, it was found that the enzyme was excellent in thermal stability.
作用pH:本酵素のpHと活性との関係を調べた。本酵素を1mM AMP、100mMの各緩衝液存在下(pH3〜6は、クエン酸リン酸緩衝液、pH6〜8はリン酸カリ緩衝液(K.P.B.)、pH8〜9はトリス塩酸緩衝液、pH9〜11は炭酸緩衝液及びpH11〜12はリン酸ナトリウム緩衝液をそれぞれ使用)で30℃、30分間反応させ、pHと活性との関係を調べた。結果は、図5に示した。なお、図5は最高値の活性を100%とした場合の相対活性(%)で示した。図5より、至適pHは6.0付近であった。
Action pH: The relationship between pH and activity of the enzyme was examined. In the presence of 1 mM AMP and 100 mM buffer (
pH安定性:耐熱性AMPデアミナーゼのpH安定性を調べた。本酵素溶液(0.1ml)を100mMの各緩衝液(pH3〜6は、クエン酸リン酸緩衝液、pH6〜8はリン酸カリ緩衝液(K.P.B.)、pH8〜9はトリス塩酸緩衝液及びpH9〜11は炭酸緩衝液をそれぞれ使用)中で50℃、30分間処理した後(最終量1ml)、1mM AMP、100mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)で50℃で20分間反応させた後、活性を測定した。結果は、図6に示した。図6より、未処理の場合の酵素活性を基準(100%)としたとき、pHが約4.0〜約9.0の範囲で比較的高い活性を維持し、約6.0〜約8.0の範囲では約80%以上の活性を維持していることが分かった。
pH stability: The pH stability of thermostable AMP deaminase was examined. This enzyme solution (0.1 ml) was added to 100 mM of each buffer solution (
動力学的パラメーター:耐熱性AMPデアミナーゼに対する動力学的パラメーターを反応温度50℃、20分反応の条件で決定した。Km値が1.1mM、Vmaxが10.63 U/mgであった。 Kinetic parameters: Kinetic parameters for thermostable AMP deaminase were determined under the conditions of reaction temperature of 50 ° C. and reaction for 20 minutes. The Km value was 1.1 mM, and the Vmax was 10.63 U / mg.
分子量:SDS-PAGEによる分子量は、85,000±3,000で、ゲルろ過による分子量は88,000±3,000であった。 Molecular weight: The molecular weight by SDS-PAGE was 85,000 ± 3,000, and the molecular weight by gel filtration was 88,000 ± 3,000.
金属イオンの影響:100mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)中の本酵素に1mM及び10mMの各種金属イオンをそれぞれ添加し、50℃、10分間処理した後、1mM AMPを添加して50℃、20分反応を行った。金属イオン無添加の場合を100として相対活性を調べた。結果は、図7に示した。図7より、本酵素はCuイオン及びFeイオンにより阻害が認められた。 Effect of metal ions: 1 mM and 10 mM metal ions were added to the enzyme in 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.0), treated at 50 ° C for 10 minutes, and then added with 1 mM AMP at 50 ° C. The reaction was performed for 20 minutes. The relative activity was examined with 100 as the case where no metal ion was added. The results are shown in FIG. From FIG. 7, inhibition of this enzyme was recognized by Cu ions and Fe ions.
修飾試薬、阻害剤の影響:100mMリン酸カリ緩衝液(pH6.0)中の本酵素に1mMの各種修飾試薬又は阻害剤を添加し、50℃、10分間処理した後、1mM AMPを添加して50℃、20分反応を行った。修飾試薬、阻害剤の無添加の場合を100として相対活性を調べた。 結果は、図8に示した。なお、図8中のPCMBは、パラクロオマーキュリベンゾエイト、PMSFはフェニルメタンスルホニルフルオライド、EDCは1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、DEPCはジエチルピロカルボネート、TNBSはトリニトロベンゼンスルホン酸、DTTはジチオスレイトール、EDTAはエチレンジアミン四酢酸、 EGTAはエチレングリコールビス(β−アミノエチルエステル)四酢酸の略である。本酵素は、PCMB及びモノヨード酢酸によって強く阻害されるが、4−(2-アミノエチル)ベンゼンスルホリドヒドロクロリド、EDTA及びEGTAによっては阻害されないことが判明した。 Effect of modifying reagents and inhibitors: Add 1 mM of various modifying reagents or inhibitors to this enzyme in 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.0), treat at 50 ° C for 10 minutes, then add 1 mM AMP. The reaction was performed at 50 ° C. for 20 minutes. The relative activity was examined with 100 as the case where no modifier or inhibitor was added. The results are shown in FIG. In FIG. 8, PCMB is parachloromer benzoate, PMSF is phenylmethanesulfonyl fluoride, EDC is 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, DEPC is diethyl pyrocarbonate, and TNBS is triphenyl. Nitrobenzenesulfonic acid, DTT is dithiothreitol, EDTA is an abbreviation for ethylenediaminetetraacetic acid, and EGTA is an abbreviation for ethylene glycol bis (β-aminoethyl ester) tetraacetic acid. This enzyme was found to be strongly inhibited by PCMB and monoiodoacetic acid, but not by 4- (2-aminoethyl) benzenesulfohydrochloride, EDTA and EGTA.
Claims (9)
(1)基質特異性:5'-アデニル酸+H2O→5'-イノシン酸+NH3の反応を触媒する。
(2)安定温度:65℃まで安定である。
(3)至適pH:6.0付近である。
(4)分子量:85,000±3,000(SDS-PAGEによる)、88,000±3,000(ゲルろ過による)である。 A thermostable AMP deaminase having the following physicochemical properties:
(1) Substrate specificity: Catalyze the reaction of 5′-adenylic acid + H 2 O → 5′-inosinic acid + NH 3 .
(2) Stable temperature: Stable up to 65 ° C.
(3) Optimal pH: around 6.0.
(4) Molecular weight: 85,000 ± 3,000 (by SDS-PAGE), 88,000 ± 3,000 (by gel filtration).
fumigatus)である請求項2に記載の耐熱性AMPデアミナーゼ。 The microorganism belonging to the genus Aspergillus is Aspergillus fumigatus (Aspergillus
The thermostable AMP deaminase according to claim 2, which is fumigatus).
fumigatus)である請求項6に記載の耐熱性AMPデアミナーゼの製造法。 The microorganism belonging to the genus Aspergillus is Aspergillus fumigatus (Aspergillus
fumigatus). The method for producing a thermostable AMP deaminase according to claim 6.
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JP2009183254A (en) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Univ Of Tsukuba | Amp deaminase originated from alga |
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