JP2007145776A - Method for producing protease inhibitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロテアーゼ阻害剤の製造方法に関し、特に、イネやダイズなどの植物から、歯周病菌プロテアーゼ阻害剤などの産業上有用なプロテアーゼ阻害タンパク質を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a protease inhibitor, and more particularly to a method for producing an industrially useful protease inhibitor protein such as a periodontal disease protease inhibitor from plants such as rice and soybean.
多くの病原性微生物は、宿主の組織への侵襲や組織内での増殖を果たすために、その宿主に感染する際に様々な酵素を発現して利用している。これら酵素のなかで、プロテアーゼは感染生理に大きな役割を果たしており、病原性因子としてのプロテアーゼを標的とするプロテアーゼ阻害剤が感染症の治療,予防に有効であることが示されている。 Many pathogenic microorganisms express and use various enzymes when infecting a host in order to invade the host tissue and to grow in the tissue. Among these enzymes, protease plays a major role in infectious physiology, and it has been shown that protease inhibitors that target protease as a pathogenic factor are effective in the treatment and prevention of infectious diseases.
例えば、歯周病菌(Porphyromonas gingivalis)は、トリプシン様システインプロテアーゼであるアルギニン特異的ジンジパイン(Rgp)とリジン特異的ジンジパイン(Kgp)を産生し、RgpやKgpがヒト・トランスフェリンを分解し、歯周病菌の増殖とヒドロキシルラジカルの産生を促進すること(非特許文献1)、RgpやKgpがヒト血清アルブミン存在下での歯周病菌の増殖に重要な役割を果たしていること(非特許文献2)、Kgpに対する特異抗体が歯周病菌感染からマウスを保護すること(非特許文献3)、Rgpのペプチドドメインがマウスにおいて歯周病菌感染に対する免疫性を付与すること(非特許文献4)などが報告されている。 For example, periodontopathic bacteria (Porphyromonas gingivalis) produce arginine-specific gingipain (Rgp) and lysine-specific gingipain (Kgp), which are trypsin-like cysteine proteases, and Rgp and Kgp degrade human transferrin and Promotes the growth of hydroxyl radicals and the production of hydroxyl radicals (Non-patent document 1), Rgp and Kgp play an important role in the growth of periodontal disease bacteria in the presence of human serum albumin (Non-patent document 2), Kgp It has been reported that a specific antibody against Protects mice from periodontal disease infection (Non-patent Document 3), and that a peptide domain of Rgp confers immunity against periodontal disease infection in mice (Non-patent Document 4). Yes.
これらの知見から、RgpとKgpは歯周病の治療,予防の重要な標的因子であると認識され、天然物にRgpやKgpの阻害剤を求める試みも行われている。 From these findings, Rgp and Kgp are recognized as important target factors for the treatment and prevention of periodontal disease, and attempts have been made to obtain inhibitors of Rgp and Kgp in natural products.
特許文献1には、カテキン又はカテキン混合物がKgpやRgpの活性を阻害することが開示されている。特許文献2では赤霊芝と黒霊芝が、特許文献3では黄杞葉,緑茶,ヨモギ,カリン,刺梨,ギムネマ,ルイボス茶,サンザシ,ウコン,ラカンカ,シリマリン,枸杞子,紫玄米,エレウテロコック,月桃葉,ドクダミ,大棗,霊芝がジンジパイン阻害剤として記載されている。また、本発明者らは、イネ科植物由来のタンパク質が歯周病菌プロテアーゼ阻害剤として、医療用途や機能性食品成分として有用であることを見出している(特願2005−201356)。 Patent Document 1 discloses that catechin or a catechin mixture inhibits the activity of Kgp and Rgp. In Patent Literature 2, red ganoderma and black ganoderma are used. Peach leaves, dokudami, Oiso and Ganoderma are listed as gingipain inhibitors. In addition, the present inventors have found that a gramineous plant-derived protein is useful as a periodontal disease protease inhibitor as a medical use or a functional food ingredient (Japanese Patent Application No. 2005-201356).
プロテアーゼ阻害剤はまた、疾病の予防や治療への利用のみならず、食品加工分野、特に、プロテアーゼ分解の制御が品質に直接関係する食肉加工において、その応用が期待されている。食品加工への応用においても安全性の観点から、プロテアーゼ阻害剤として天然物起源のプロテアーゼ阻害タンパク質に大きな関心が寄せられており、すり身製造に利用した事例などが報告されている(非特許文献5〜7)。 Protease inhibitors are also expected to be used not only for disease prevention and treatment, but also in the food processing field, particularly in meat processing where the control of protease degradation is directly related to quality. In food processing applications, from the viewpoint of safety, there is a great interest in protease-inhibiting proteins derived from natural products as protease inhibitors, and examples of use in the production of surimi have been reported (Non-patent Document 5). ~ 7).
このような天然物起源のプロテアーゼ阻害タンパク質を産業利用するためには、その効率的な抽出,製造法の開発が必要不可欠である。これまでに知られている方法としては、チューリップからトリプシンインヒビターを製造する方法(特許文献4)、疎水性樹脂を利用してトリプシンインヒビターなどの低分子タンパク質を精製する方法(特許文献5)が知られている。また、植物からタンパク質を抽出精製する方法として、米貯蔵タンパク質中のプロテインボディーII区分の選択的抽出方法(特許文献6)、フィチン酸及びその塩の含量の低いダイズタンパク質の製造方法(特許文献7)、ベンゼンスルフィン酸塩を利用してポリフェノール含有植物からタンパク質を抽出精製する方法(特許文献8)などがある。さらには、塩析、キレート化合物を用いたタンパク質の可溶化、有機溶媒抽出や界面活性剤による可溶化など、タンパク質の抽出精製に一般に用いられる方法(非特許文献8)が、プロテアーゼ阻害タンパク質の抽出精製にも利用されている。
しかしながら、これらの方法は、抽出過程に毒性のある薬品等を使用し、又は煩雑な複数の工程や高価な試薬,設備を要するなど、安全性や製造コストを考えると、プロテアーゼ阻害タンパク質の製造方法として充分であるとは言い難いものであった。 However, these methods use a toxic chemical or the like in the extraction process, or require complicated steps, expensive reagents, equipment, etc. It was hard to say that it was enough.
本発明は、従来のこれらの問題点を解決し、イネやダイズなどの植物から、歯周病菌プロテアーゼ阻害因子などの産業上有用なプロテアーゼ阻害タンパク質を簡便かつ効率的に、しかも安全性に優れた方法で製造することのできる、プロテアーゼ阻害剤の製造方法を提供することをその課題とする。 The present invention solves these conventional problems, and industrially useful protease inhibitory proteins such as periodontal disease protease inhibitors from plants such as rice and soybeans are easily and efficiently and excellent in safety. It is an object of the present invention to provide a method for producing a protease inhibitor that can be produced by the method.
上記課題に鑑みて鋭意検討した結果、植物の組織をアルカリ浸漬することにより、きょう雑タンパク質が効率的に除去され、プロテアーゼ阻害タンパク質に富むタンパク質画分を容易に取得できることを見出し、本発明に想到した。 As a result of intensive studies in view of the above problems, it was found that by immersing plant tissues in alkali, contaminating proteins were efficiently removed, and a protein fraction rich in protease-inhibiting proteins could be easily obtained, and the present invention was conceived. did.
本発明の請求項1記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法は、植物の組織をアルカリ浸漬する浸漬工程と、アルカリ浸漬された前記植物の組織からタンパク質画分を取得する画分取得工程とを備えたことを特徴とする。 The method for producing a protease inhibitor according to claim 1 of the present invention includes an immersion step in which a plant tissue is immersed in alkali, and a fraction acquisition step in which a protein fraction is acquired from the alkali-immersed plant tissue. It is characterized by that.
本発明の請求項2記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法は、請求項1において、前記画分取得工程において、アルコール又はアルコールを含む水溶液でタンパク質画分を抽出することを特徴とする。 The method for producing a protease inhibitor according to claim 2 of the present invention is characterized in that in claim 1, the protein fraction is extracted with alcohol or an aqueous solution containing alcohol in the fraction acquisition step.
本発明の請求項3記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法は、請求項1において、前記画分取得工程において、pH4〜8の水溶液でタンパク質画分を抽出することを特徴とする。 The method for producing a protease inhibitor according to claim 3 of the present invention is characterized in that in claim 1, the protein fraction is extracted with an aqueous solution having a pH of 4 to 8 in the fraction acquisition step.
本発明の請求項4記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法は、請求項1〜3のいずれか1項において、前記植物がイネ(Oryza sativa)であることを特徴とする。 The method for producing a protease inhibitor according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in any one of claims 1 to 3, the plant is rice (Oryza sativa).
本発明の請求項5記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法は、請求項1〜4のいずれか1項において、前記浸漬工程において、0.1〜5%水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ浸漬することを特徴とする。 The method for producing a protease inhibitor according to claim 5 of the present invention is characterized in that, in any one of claims 1 to 4, in the dipping step, alkali dipping is performed with a 0.1 to 5% sodium hydroxide aqueous solution. And
本発明の請求項1記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法によれば、アルカリ浸漬によって、きょう雑タンパク質が効率的に除去され、プロテアーゼ阻害タンパク質を簡便かつ効率的に、しかも安全性に優れた方法で製造することができる。 According to the method for producing a protease inhibitor according to claim 1 of the present invention, the contaminating protein is efficiently removed by alkaline soaking, and the protease inhibitor protein can be easily and efficiently obtained by a method having excellent safety. Can be manufactured.
本発明の請求項2記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法によれば、アルコールでは溶解しないきょう雑タンパク質を固形分として効率的に除くことができる。 According to the method for producing a protease inhibitor according to claim 2 of the present invention, contaminating proteins that are not dissolved in alcohol can be efficiently removed as a solid content.
本発明の請求項3記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法によれば、中性では溶解しないきょう雑タンパク質を固形分として効率的に除くことができる。 According to the method for producing a protease inhibitor according to claim 3 of the present invention, contaminating proteins that do not dissolve in neutrality can be efficiently removed as solids.
本発明の請求項4記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法によれば、イネから歯周病菌プロテアーゼ阻害タンパク質を簡便かつ効率的に、しかも安全性に優れた方法で製造することができる。 According to the method for producing a protease inhibitor according to claim 4 of the present invention, it is possible to produce a periodontal disease protease inhibitory protein from rice in a simple and efficient manner and with excellent safety.
本発明の請求項5記載のプロテアーゼ阻害剤の製造方法によれば、入手の容易な水酸化ナトリウムを用いて、確実に、きょう雑タンパク質を除去することができる。 According to the method for producing a protease inhibitor according to claim 5 of the present invention, contaminating proteins can be surely removed using readily available sodium hydroxide.
以下、本発明のプロテアーゼ阻害剤の製造方法について説明する。 Hereafter, the manufacturing method of the protease inhibitor of this invention is demonstrated.
本発明のプロテアーゼ阻害剤の製造方法は、植物の組織をアルカリ浸漬する浸漬工程と、アルカリ浸漬された前記植物の組織からタンパク質画分を取得する画分取得工程とを備えたものである。 The method for producing a protease inhibitor of the present invention comprises an immersion step in which plant tissue is immersed in alkali, and a fraction acquisition step in which a protein fraction is acquired from the alkali-immersed plant tissue.
本発明の実施にあたっては、好ましくは、イネ(Oryza sativa)やダイズなど、プロテアーゼ阻害タンパク質を含む植物を原料とする。採取又は収穫した植物を原料としてそのまま使用してもよいが、効率よくプロテアーゼ阻害剤を製造するために、植物の組織を適当な大きさに切断又は磨砕して使用するのが望ましい。なお、本発明は、主に植物由来のプロテアーゼ阻害タンパク質の製造方法に関するものであるが、畜肉などの動物由来の材料から、プロテアーゼ阻害タンパク質を製造する目的にも、本発明を適用することができる。 In practicing the present invention, a plant containing a protease inhibitor protein such as rice (Oryza sativa) or soybean is preferably used as a raw material. The harvested or harvested plant may be used as a raw material as it is, but it is desirable to cut or grind the plant tissue to an appropriate size in order to efficiently produce a protease inhibitor. The present invention mainly relates to a method for producing a plant-derived protease inhibitor protein, but the present invention can also be applied to the purpose of producing a protease inhibitor protein from animal-derived materials such as livestock meat. .
まず、浸漬工程において、植物の組織をアルカリ浸漬する。具体的には、植物の組織をアルカリ溶液に浸漬すればよい。 First, in the dipping step, the plant tissue is alkali dipped. Specifically, the plant tissue may be immersed in an alkaline solution.
ここで、アルカリ溶液としては、特定のものに限定されるものではないが、薬剤の入手の容易さなどから、水酸化ナトリウムを使用するのが望ましく、その場合、0.1〜5%(質量%)濃度の水溶液を用いるのが望ましい。また、水酸化ナトリウム溶液と同等の効果を得ることができるものならば、水酸化カリウムなどの薬剤も使用可能である。アルカリ溶液に浸漬する目的は、この段階でアルカリ溶液に溶解するタンパク質を除去することである。この目的に合致するものであれば、浸漬する時間や温度は特に限定されないが、0.1〜5%(質量%)水酸化ナトリウム溶液に浸漬する場合、室温で12時間以上浸漬するのが望ましい。 Here, the alkaline solution is not limited to a specific one, but it is desirable to use sodium hydroxide from the viewpoint of easy availability of the drug. In that case, 0.1 to 5% (mass) %) Concentration aqueous solution is desirable. In addition, a drug such as potassium hydroxide can be used as long as the same effect as the sodium hydroxide solution can be obtained. The purpose of soaking in the alkaline solution is to remove proteins that dissolve in the alkaline solution at this stage. The immersion time and temperature are not particularly limited as long as they meet this purpose, but when immersed in a 0.1 to 5% (mass%) sodium hydroxide solution, it is desirable to immerse at room temperature for 12 hours or more. .
つぎに、画分取得工程において、浸漬工程においてアルカリ浸漬された植物の組織からタンパク質画分を取得する。具体的には、植物の組織を浸漬したアルカリ溶液を廃棄したのち、植物の組織をアルコール又はアルコールを含む水溶液、或いはpH4〜8の水溶液に懸濁させてから粉砕処理を行って、タンパク質画分を抽出すればよい。 Next, in the fraction acquisition step, a protein fraction is acquired from the plant tissue immersed in the alkali in the immersion step. Specifically, after discarding the alkaline solution in which the plant tissue is immersed, the plant tissue is suspended in alcohol or an aqueous solution containing alcohol, or an aqueous solution having a pH of 4 to 8, and then pulverized to obtain a protein fraction. Should be extracted.
ここで、アルコール又はアルコールを含む水溶液としては、エタノール,メタノール,プロパノール又はこれらを含む水溶液などを使用することができるが、食品への利用を考慮すると、エタノールを1〜50%の濃度で含む水溶液を使用するのが望ましい。また、pH4〜8の水溶液としては、水道水などの水のほか、リン酸緩衝液などのタンパク質の抽出精製に一般的に用いられる緩衝液を使用することができる。 Here, as alcohol or an aqueous solution containing alcohol, ethanol, methanol, propanol, or an aqueous solution containing these can be used. However, in consideration of utilization in foods, an aqueous solution containing ethanol at a concentration of 1 to 50%. It is desirable to use Moreover, as aqueous solution of pH 4-8, the buffer solution generally used for protein extraction refinement | purifications, such as a phosphate buffer solution other than water, such as a tap water, can be used.
粉砕処理は、タンパク質を効率的に溶解させるために行う。この目的に合致するものであれば、破砕処理の方法は特定の方法に限定されるものではなく、超音波処理,ブレンダーによる粉砕,臼での磨砕などの方法を使用することができる。そして、粉砕処理を行った後の懸濁液から、固形分を篩分けや遠心分離などの常法により除去して、タンパク質画分を得る。 The grinding process is performed in order to efficiently dissolve the protein. As long as it meets this purpose, the crushing method is not limited to a specific method, and methods such as ultrasonic treatment, pulverization with a blender, and grinding with a mortar can be used. Then, the solid content is removed from the suspension after the pulverization by a conventional method such as sieving or centrifugation to obtain a protein fraction.
画分取得工程の目的は、高分子タンパク質などのきょう雑タンパク質を除去しつつ、プロテアーゼ阻害タンパク質を高濃度で含むタンパク質画分を得ることである。そのためには、水溶液で抽出する場合、抽出液の最終pHが4〜8である必要がある。粉砕処理に先立ってアルカリ浸漬を行っているので、緩衝液を使用しない場合は、粉砕直後のpHはアルカリ性である。これをpH4〜8に調整することにより、アルカリ溶液には溶解するが中性では溶解しないきょう雑タンパク質、ならびにアルカリで変性するきょう雑タンパク質を固形分として、固液分離により効率的に除くことができる。粉砕処理時にpH4〜8の緩衝液を用いることによってこの目的を達成することができる。また、アルコールを含む水溶液を用いても、同様にこの目的を達成することができる。 The purpose of the fraction acquisition step is to obtain a protein fraction containing a protease inhibitor protein at a high concentration while removing contaminating proteins such as polymer proteins. For that purpose, when extracting with aqueous solution, the final pH of an extract needs to be 4-8. Since the alkali immersion is performed prior to the pulverization treatment, the pH immediately after the pulverization is alkaline when no buffer solution is used. By adjusting this to pH 4-8, it is possible to efficiently remove the contaminating protein that dissolves in the alkaline solution but does not dissolve in the neutral, and the contaminating protein that is denatured by the alkali, by solid-liquid separation. it can. This purpose can be achieved by using a pH 4-8 buffer during the grinding process. In addition, this object can be achieved similarly by using an aqueous solution containing alcohol.
アルカリ浸漬後にアルコール又はアルコールを含む水溶液、或いはpH4〜8の水溶液に溶解させたタンパク質は、主にプロテアーゼ阻害タンパク質を含む分子量10,000〜30,000前後のタンパク質からなり、それより高分子量のタンパク質のほとんどは除去されている。したがって、この方法によって得られたタンパク質画分は、高いプロテアーゼ阻害活性を有し、プロテアーゼ阻害剤として疾病の治療や予防のための機能性素材、または食品加工用のプロテアーゼ阻害剤として利用可能である。 Proteins dissolved in an aqueous solution containing alcohol, alcohol, or pH 4-8 after alkaline immersion are mainly composed of proteins with a molecular weight of about 10,000 to 30,000, including protease inhibitor proteins, and most of the higher molecular weight proteins are removed. Has been. Therefore, the protein fraction obtained by this method has a high protease inhibitory activity, and can be used as a protease inhibitor for functional materials for treatment or prevention of diseases or as a protease inhibitor for food processing. .
また、このタンパク質画分をスプレードライなどの慣用の方法により粉体化し、これをプロテアーゼ阻害剤として用いてもよい。さらには、このタンパク質画分から、ゲルろ過やイオン交換クロマトグラフィーなど、タンパク質精製において一般的に用いられる手法により、プロテアーゼ阻害タンパク質を高度に精製し、精製標品としてプロテアーゼ阻害剤の様々な用途に利用することもできる。 In addition, the protein fraction may be pulverized by a conventional method such as spray drying and used as a protease inhibitor. Furthermore, from this protein fraction, protease inhibitor proteins are highly purified by methods commonly used in protein purification, such as gel filtration and ion exchange chromatography, and used as a purified preparation for various uses of protease inhibitors. You can also
以上のように、本発明のプロテアーゼ阻害剤の製造方法によれば、アルカリ浸漬後にタンパク質を抽出するという、極めて簡便かつ効率的な方法でプロテアーゼ阻害タンパク質を得ることができる。そして、本発明のプロテアーゼ阻害剤の製造方法は、食品製造,加工に利用できないような特別の薬品を使用する必要がないので、安全性に優れ、医薬品や試薬の製造原料としてのみならず、食品としても安心して利用することができるプロテアーゼ阻害タンパク質を得ることができる。また、本発明のプロテアーゼ阻害剤の製造方法は、高価な試薬や特別の設備を必要としないので、製造コストの面でも優れており、安価にプロテアーゼ阻害タンパク質を提供することができる。 As described above, according to the method for producing a protease inhibitor of the present invention, a protease inhibitor protein can be obtained by a very simple and efficient method of extracting a protein after alkaline immersion. The method for producing a protease inhibitor according to the present invention does not require the use of special chemicals that cannot be used for food production and processing, so that it is excellent in safety and not only as a raw material for producing pharmaceuticals and reagents, but also in foods. As a result, a protease-inhibiting protein that can be used with confidence can be obtained. Moreover, since the method for producing a protease inhibitor of the present invention does not require expensive reagents or special equipment, it is excellent in terms of production cost and can provide a protease inhibitor protein at a low cost.
以下、本発明のプロテアーゼ阻害剤の製造方法について、米からのプロテアーゼ阻害タンパク質の抽出を例にとって説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the method for producing a protease inhibitor of the present invention will be described taking extraction of protease inhibitor protein from rice as an example, but the present invention is not limited to the following examples.
米からのプロテアーゼ阻害タンパク質の抽出
コシヒカリ精白米1kgを1Lの0.2%(質量%)水酸化ナトリウム溶液に浸漬し、室温で一晩放置した。浸漬液を廃棄した後、浸漬米に約2.5倍容量の水を加えて、市販のフードプロセッサーによる粉砕処理を行った。粉砕液から、篩分けにより繊維分や未粉砕物を除去し、粉砕乳液を得た。粉砕乳液は、上層のタンパク質層と下層のデンプン層の二層に分かれるまで静置した後、上層のタンパク質層をデカンテーションで分別した。分別したタンパク質画分のpHを塩酸で7.0に調整し、生理食塩水に対して一晩透析を行った。透析後、遠心分離(10,000rpm,10分間)で固形分を除き、プロテアーゼ阻害タンパク質画分として−20℃で凍結保存した。
Extraction of Protease Inhibitory Protein from Rice 1 kg of Koshihikari refined rice was immersed in 1 L of 0.2% (mass%) sodium hydroxide solution and allowed to stand overnight at room temperature. After discarding the dipping solution, about 2.5 times the volume of water was added to the dipped rice and pulverized by a commercially available food processor. From the pulverized liquid, the fiber content and unground material were removed by sieving to obtain a pulverized emulsion. The crushed emulsion was allowed to stand until it was separated into two layers, an upper protein layer and a lower starch layer, and then the upper protein layer was separated by decantation. The pH of the fractionated protein fraction was adjusted to 7.0 with hydrochloric acid and dialyzed overnight against physiological saline. After dialysis, the solid content was removed by centrifugation (10,000 rpm, 10 minutes) and stored frozen at −20 ° C. as a protease inhibitor protein fraction.
従来法による米糠タンパク質の調製(対照)
コシヒカリ玄米を90%まで精米した際に生じる米糠1kgを原料として、これに4倍量の25mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)−0.15M NaClを加えて、4℃で1時間浸漬した。次いで、磨砕処理を行い、固形分を除いたあとに80℃で10分間の加熱処理によりプロテアーゼを失活させた。生じた沈殿物を除去し、抽出物に30%飽和になるように硫酸アンモニウムを添加して沈殿する画分を取得し、その上清に70%飽和になるように硫酸アンモニウムを追加して沈殿する画分を米糠タンパク質画分としてさらに分離した。これらの画分は、リン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)−0.15M NaClに再溶解し、4℃で透析後に凍結保存した。
Preparation of rice bran protein by conventional method (control)
4 kg of 25 mM sodium phosphate buffer solution (pH 6.0) -0.15 M NaCl was added to 1 kg of rice bran produced when Koshihikari brown rice was milled to 90%, and immersed at 4 ° C. for 1 hour. . Next, grinding treatment was performed, and after removing the solid content, the protease was inactivated by heat treatment at 80 ° C. for 10 minutes. Remove the generated precipitate, add ammonium sulfate to the extract to 30% saturation, obtain a fraction that precipitates, and add supernatant to the supernatant to add 70% ammonium sulfate to precipitate. The fraction was further separated as a rice bran protein fraction. These fractions were redissolved in sodium phosphate buffer (pH 6.0) -0.15 M NaCl and stored frozen after dialysis at 4 ° C.
パパイン、フィシンとカテプシンBに対する阻害活性の測定
実施例1において調製した米からのプロテアーゼ阻害タンパク質と、その対照として調製した米糠タンパク質をサンプルとして、それぞれのパパイン、フィシンとカテプシンBに対する阻害活性を測定した。
Measurement of inhibitory activity against papain, ficin and cathepsin B Using the protease inhibitory protein from rice prepared in Example 1 and rice bran protein prepared as a control thereof, the inhibitory activity against papain, ficin and cathepsin B was measured. .
パパイン、フィシンやカテプシンBに対する酵素阻害活性は、蛍光基質を用いて測定した。フィシン(0.23nM;Sigma-Aldrich)、パパイン(0.14nM;Sigma-Aldrich)やカテプシンB(0.27nM;ヒト肝臓由来;Calbiochem)を、実施例1で調製したサンプルと共に2.0mlの測定用緩衝液中で40℃、5分間プレインキュベートした。測定用緩衝液として、フィシンならびにパパインに対する阻害活性の測定には0.1Mリン酸緩衝液(pH6.8)−1mM EDTA−4mMジチオスレイトール−0.05% Brij35、カテプシンBに対する阻害活性の測定には0.1M MES(pH6.0)−1mM EDTA−4mM ジチオスレイトール−0.05% Briji35を用いた。プレインキュベーション後に、最終濃度が45μMになるように酵素基質を加え、40℃で1〜5分間反応させた。使用した酵素基質は、フィシンとパパインの基質としてZ−Phe−Arg−MCA(ペプチド研究所)、カテプシンBの基質としてZ−Arg−Arg−MCA(ペプチド研究所)である。酵素反応に伴うAMCの遊離を蛍光分光光度計(Shimadzu RF-5300PC;島津製作所製;励起波長380nm;蛍光波長440nm)でモニタリングした。酵素阻害活性1ユニット(U)は、酵素基質から1分間に1μmolのAMC遊離を阻害する量と定義した。測定結果を表1に示す。 Enzyme inhibitory activity against papain, ficin and cathepsin B was measured using a fluorescent substrate. Measurement of 2.0 ml of ficin (0.23 nM; Sigma-Aldrich), papain (0.14 nM; Sigma-Aldrich) and cathepsin B (0.27 nM; derived from human liver; Calbiochem) together with the sample prepared in Example 1 Pre-incubation at 40 ° C. for 5 minutes in working buffer. As a measuring buffer, for the measurement of inhibitory activity against ficin and papain, 0.1M phosphate buffer (pH 6.8) -1 mM EDTA-4 mM dithiothreitol-0.05% Brij35, measurement of inhibitory activity against cathepsin B In this, 0.1 M MES (pH 6.0) -1 mM EDTA-4 mM dithiothreitol-0.05% Briji 35 was used. After pre-incubation, enzyme substrate was added to a final concentration of 45 μM and reacted at 40 ° C. for 1-5 minutes. The enzyme substrates used were Z-Phe-Arg-MCA (Peptide Institute) as a substrate for ficin and papain, and Z-Arg-Arg-MCA (Peptide Institute) as a substrate for cathepsin B. The release of AMC accompanying the enzyme reaction was monitored with a fluorescence spectrophotometer (Shimadzu RF-5300PC; manufactured by Shimadzu Corporation; excitation wavelength 380 nm; fluorescence wavelength 440 nm). One unit (U) of enzyme inhibitory activity was defined as the amount that inhibits 1 μmol of AMC release per minute from the enzyme substrate. The measurement results are shown in Table 1.
ジンジパイン阻害活性の測定
(酵素標品の調製)
歯周病菌(Porphyromonas gingivalis JCM8525)を、5%ウシ胎児血清を添加したKGB培地で波長600nmにおける吸光度が2.1に達するまで培養し、遠心分離(10,000rpm,10分間)で菌体を集めた。次いで、菌体を50mM Tris−HCl(pH7.4)/1mM CaCl2に懸濁し、超音波処理によって菌体を破砕した後、固形分を遠心分離で除去した。回収した破砕上清をKgpならびにRgp測定の酵素標品として使用した。
Measurement of gingipain inhibitory activity (preparation of enzyme preparation)
Periodontal fungus (Porphyromonas gingivalis JCM8525) was cultured in KGB medium supplemented with 5% fetal calf serum until the absorbance at wavelength 600nm reached 2.1, and the cells were collected by centrifugation (10,000 rpm, 10 minutes). . Next, the cells were suspended in 50 mM Tris-HCl (pH 7.4) / 1 mM CaCl 2 and disrupted by sonication, and then the solid content was removed by centrifugation. The recovered crushed supernatant was used as an enzyme preparation for Kgp and Rgp measurement.
(Rgp阻害活性)
実施例1において調製した米からのプロテアーゼ阻害タンパク質と、その対照として調製した米糠タンパク質をサンプルとして、それぞれのRgp阻害活性を測定した。
(Rgp inhibitory activity)
Using the protease inhibitor protein from rice prepared in Example 1 and the rice bran protein prepared as a control thereof, the respective Rgp inhibitory activities were measured.
測定用の緩衝液には0.2M Tris−HCl/0.1M NaCl/5mM CaCl2/10mM L−システイン(pH7.6)を使用した。酵素標品として前述の歯周病菌菌体抽出液(2.78μgタンパク質/ml)と所定濃度の実施例1で調製したサンプルを加え、40℃で5分間のプレインキュベーションを行った。その後、酵素基質となるBz−Arg−MCA(ペプチド研究所)を50μMの濃度になるように添加し、酵素反応を開始した。蛍光分光光度計(Shimadzu RF-5300PC;島津製作所製;励起波長380nm;蛍光波長440nm)を用いて、反応の進行に伴う蛍光強度の増加をモニタリングし、酵素反応の強さは基質から遊離するAMC量で評価した。酵素阻害活性1ユニット(U)は、酵素基質から1分間に1μmolのAMC遊離を阻害する量と定義した。測定結果を表1に示す。 The buffer for measurement was used 0.2M Tris-HCl / 0.1M NaCl / 5mM CaCl 2 / 10mM L- cysteine (pH 7.6). As the enzyme preparation, the above-mentioned periodontal disease bacterial cell extract (2.78 μg protein / ml) and the sample prepared in Example 1 having a predetermined concentration were added, and preincubation was performed at 40 ° C. for 5 minutes. Thereafter, Bz-Arg-MCA (Peptide Institute) serving as an enzyme substrate was added to a concentration of 50 μM, and the enzyme reaction was started. A fluorescence spectrophotometer (Shimadzu RF-5300PC; manufactured by Shimadzu Corporation; excitation wavelength 380 nm; fluorescence wavelength 440 nm) is used to monitor the increase in fluorescence intensity as the reaction proceeds, and the intensity of the enzymatic reaction is AMC released from the substrate. Evaluated by quantity. One unit (U) of enzyme inhibitory activity was defined as the amount that inhibits 1 μmol of AMC release per minute from the enzyme substrate. The measurement results are shown in Table 1.
(Kgp阻害活性)
実施例1において調製した米からのプロテアーゼ阻害タンパク質と、その対照として調製した米糠タンパク質をサンプルとして、それぞれのKgp阻害活性を測定した。
(Kgp inhibitory activity)
Using the protease inhibitor protein from rice prepared in Example 1 and the rice bran protein prepared as a control thereof, the respective Kgp inhibitory activities were measured.
測定用の緩衝液には0.2M Tris−HCl/0.1M NaCl/5mM CaCl2/10mM L−システイン(pH7.6)を使用した。酵素標品として前述の歯周病菌菌体抽出液(21.5μgタンパク質/ml)と所定濃度の実施例1で調製したサンプルを加え、40℃で5分間のプレインキュベーションを行った。その後、酵素基質となるBoc−Val−Leu−Lys−MCA(ペプチド研究所製)を50μMの濃度になるように添加し、酵素反応を開始した。蛍光分光光度計(Shimadzu RF-5300PC;島津製作所製;励起波長380nm;蛍光波長440nm)を用いて、反応の進行に伴う蛍光強度の増加をモニタリングし、酵素反応の強さは基質から遊離するAMC量で評価した。酵素阻害活性1ユニット(U)は、酵素基質から1分間に1μmolのAMC遊離を阻害する量と定義した。測定結果を表1に示す。 The buffer for measurement was used 0.2M Tris-HCl / 0.1M NaCl / 5mM CaCl 2 / 10mM L- cysteine (pH 7.6). As the enzyme preparation, the above-mentioned periodontal bacterial cell extract (21.5 μg protein / ml) and the sample prepared in Example 1 at a predetermined concentration were added, and preincubation was performed at 40 ° C. for 5 minutes. Thereafter, Boc-Val-Leu-Lys-MCA (Peptide Laboratories) as an enzyme substrate was added to a concentration of 50 μM to start the enzyme reaction. A fluorescence spectrophotometer (Shimadzu RF-5300PC; manufactured by Shimadzu Corporation; excitation wavelength 380 nm; fluorescence wavelength 440 nm) is used to monitor the increase in fluorescence intensity as the reaction proceeds, and the intensity of the enzymatic reaction is AMC released from the substrate. Evaluated by quantity. One unit (U) of enzyme inhibitory activity was defined as the amount that inhibits 1 μmol of AMC release per minute from the enzyme substrate. The measurement results are shown in Table 1.
本発明の方法で調製した米タンパク質のフィシン、パパインならびにKgpに対する阻害活性は、従来の硫安分画法で調製した米糠タンパク質のうち、プロテアーゼ阻害活性が最も高かった30%硫安沈殿標品と同等であり、これらのプロテアーゼ阻害活性については従来法と遜色のない結果を得ることができた。また、本発明の方法で調製した米タンパク質のカテプシンB阻害活性は、米糠抽出物の17.8倍、Rgp阻害活性は7.2倍と、従来法で調製した米糠タンパク質よりも著しく高かった。 The inhibitory activity of rice protein prepared by the method of the present invention on ficin, papain and Kgp is equivalent to that of 30% ammonium sulfate precipitation preparation having the highest protease inhibitory activity among rice bran proteins prepared by the conventional ammonium sulfate fractionation method. There was a result comparable to the conventional method for these protease inhibitory activities. Moreover, the cathepsin B inhibitory activity of the rice protein prepared by the method of the present invention was 17.8 times that of the rice bran extract, and the Rgp inhibitory activity was 7.2 times that of the rice bran protein prepared by the conventional method.
本発明の方法が、簡便性と抽出効率、及び、得られたタンパク質のプロテアーゼ阻害活性の点から、プロテアーゼ阻害タンパク質を製造する方法として従来法に比べて明らかに優れていることが確認された。 It was confirmed that the method of the present invention is clearly superior to the conventional method as a method for producing a protease-inhibiting protein in terms of simplicity, extraction efficiency, and protease inhibitory activity of the obtained protein.
Claims (5)
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---|---|---|---|
JP2005344520A JP2007145776A (en) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | Method for producing protease inhibitor |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009050212A (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Niigata Univ | Method for gradually obtaining rice component |
JP2018131414A (en) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | 株式会社植物ハイテック研究所 | Method for preparing rubisco having high nutritional value function from unutilized crop tissue |
-
2005
- 2005-11-29 JP JP2005344520A patent/JP2007145776A/en active Pending
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JP2018131414A (en) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | 株式会社植物ハイテック研究所 | Method for preparing rubisco having high nutritional value function from unutilized crop tissue |
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