JP2009201436A - Polyol dehydrogenase composition - Google Patents

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Hironori Murase
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition in which the preservation stability of a polyol dehydrogenase containing pyrroloquinolinequinone as a prosthetic group is remarkably improved, and to provide a measuring reagent for a polyol using the composition. <P>SOLUTION: The polyol dehydrogenase composition comprises the polyol dehydrogenase containing the pyrroloquinolinequinone as the prosthetic group, a cyclic amino acid, a non-reducing sugar or an amino glycoside-based antibiotic having a guanidino group, a metal compound containing a metal forming a divalent metal ion, and a surfactant. The measuring reagent for the polyol is obtained by using the composition. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素(以下、「PQQ依存性PDH」または単に「ポリオール脱水素酵素」とも称する)の保存安定性、特に凍結乾燥後のポリオール脱水素酵素の保存安定性を向上させたポリオール脱水素酵素組成物、当該組成物を含むポリオール測定試薬、および当該組成物を用いたポリオールの定量方法に関する。   The present invention relates to the storage stability of a polyol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group (hereinafter also referred to as “PQQ-dependent PDH” or simply “polyol dehydrogenase”), particularly polyol dehydrogenation after lyophilization. The present invention relates to a polyol dehydrogenase composition with improved enzyme storage stability, a polyol measuring reagent containing the composition, and a polyol quantification method using the composition.

補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素は、バクテリアの細胞膜に存在し、グルコノバクター属の細菌などから抽出、精製する方法が知られており、グリセロールやソルビトール、マンニトールなどの定量に利用されている。   Polyol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group is present in bacterial cell membranes, and it is known to extract and purify from bacteria belonging to the genus Gluconobacter. For quantification of glycerol, sorbitol and mannitol It's being used.

従来から、例えば、グリセロールに関しては、下記式(1)および式(2)で示すように、グリセロールキナーゼ(GK)とグリセロール−3―リン酸オキシダーゼ(GPO)またはグリセロール−3―リン酸デヒドロゲナーゼ(GPDH)とを用いることによる定量方法が知られている。   Conventionally, for example, with respect to glycerol, glycerol kinase (GK) and glycerol-3-phosphate oxidase (GPO) or glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH) as shown in the following formulas (1) and (2): ) Is known.

Figure 2009201436
Figure 2009201436

しかしながら、この方法は二種類の酵素を用いるため反応が煩雑であるという問題点がある。さらに、グリセロール−3−リン酸オキシダーゼを用いた場合は溶存酸素の影響を受けるという問題点がある。また、グリセロール−3−リン酸デヒドロゲナーゼを用いた場合は、高価なNADを添加する必要がある。 However, this method has a problem that the reaction is complicated because two kinds of enzymes are used. Further, when glycerol-3-phosphate oxidase is used, there is a problem that it is affected by dissolved oxygen. Moreover, when glycerol-3-phosphate dehydrogenase is used, it is necessary to add expensive NAD + .

溶存酸素の影響を受けず、一種類の酵素を用いる方法としては、下記式(3)で示すようにNAD依存性グリセロールデヒドロゲナーゼを用いる方法が知られている。   As a method using one kind of enzyme without being affected by dissolved oxygen, a method using NAD-dependent glycerol dehydrogenase is known as shown in the following formula (3).

Figure 2009201436
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しかしながら、NAD依存性グリセロールデヒドロゲナーゼは、補酵素結合型酵素ではないため、高価なNADを添加する必要がある。 However, since NAD-dependent glycerol dehydrogenase is not a coenzyme-linked enzyme, it is necessary to add expensive NAD + .

より安価で簡便なグリセロールの定量方法として、補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素(PQQ依存性PDH)を用いる方法がある。この方法は、下記式(4)の反応によって行われるため、溶存酸素の影響を受けない、反応が簡便で複数の酵素を用いる必要がない、高価なNADを添加する必要がないなどのメリットがある。 As a cheaper and simpler glycerol quantification method, there is a method using a polyol dehydrogenase (PQQ-dependent PDH) containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group. Since this method is carried out by the reaction of the following formula (4), it is not affected by dissolved oxygen, the reaction is simple, there is no need to use a plurality of enzymes, and there is no need to add expensive NAD +. There is.

Figure 2009201436
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しかしながら、PQQ依存性PDHは、膜結合型酵素であるため、保存安定性が悪いという問題点がある。このため、上記PQQ依存性PDHの安定性を向上させることが重要な課題となる。   However, since PQQ-dependent PDH is a membrane-bound enzyme, there is a problem that storage stability is poor. For this reason, it becomes an important subject to improve the stability of the PQQ-dependent PDH.

従来から酵素の安定化剤としては、牛血清アルブミン、人血清アルブミン、卵白アルブミンなどのタンパク質、グルコース、トレハロース、ラフィノースなどの糖、グリセロール、エチレングリコールなどの多価アルコール、アルギニン、グルタミン酸などのアミノ酸、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの塩類、ジチオスレイトール、2−メルカプトエタノールなどの還元剤などが知られている。しかし、これらの安定化剤が、PQQ依存性PDHに対して効果があるかは知られていない。   Conventionally, enzyme stabilizers include proteins such as bovine serum albumin, human serum albumin and ovalbumin, sugars such as glucose, trehalose and raffinose, polyhydric alcohols such as glycerol and ethylene glycol, amino acids such as arginine and glutamic acid, Salts such as calcium ions and magnesium ions, reducing agents such as dithiothreitol and 2-mercaptoethanol are known. However, it is not known whether these stabilizers are effective against PQQ-dependent PDH.

特許文献1には、PQQ依存性PDHと類似する、補欠分子族としてピロロキノリンキノン(PQQ)を含むグルコース脱水素酵素に対して、(i)アスパラギン酸、グルタミン酸、α―ケトグルタル酸、リンゴ酸、α―ケトグルコン酸、α―サイクロデキストリンおよびこれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種の化合物、ならびに(ii)アルブミンを含む安定化剤を添加することにより、従来に比べてはるかに安定な酵素組成物が得られることが開示されている。   In Patent Document 1, a glucose dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone (PQQ) as a prosthetic group similar to PQQ-dependent PDH, (i) aspartic acid, glutamic acid, α-ketoglutaric acid, malic acid, By adding at least one compound selected from the group consisting of α-ketogluconic acid, α-cyclodextrin and salts thereof, and (ii) a stabilizer containing albumin, it is much more stable than before. It is disclosed that an enzyme composition is obtained.

また、特許文献2には、PQQ依存性PDHに対して、2価の金属イオンを有する化合物、非還元糖、および界面活性剤を安定化剤として添加することにより、ポリオール脱水素酵素組成物が得られることが開示されている。
特開2001−224368号公報 特開2007−259814号公報
Patent Document 2 discloses a polyol dehydrogenase composition by adding a compound having a divalent metal ion, a non-reducing sugar, and a surfactant as stabilizers to PQQ-dependent PDH. It is disclosed that it can be obtained.
JP 2001-224368 A JP 2007-259814 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の安定化剤では、PQQ依存性PDHの保存安定性を向上させることはできない。   However, the stabilizer described in Patent Document 1 cannot improve the storage stability of PQQ-dependent PDH.

また、上記特許文献2に記載の酵素組成物では、37℃で1週間保存した際の酵素活性の残存活性が80%前後であり、酵素の保存安定性が十分であるとはいえない。このため、酵素の保存安定性をさらに向上させる必要がある。   Further, in the enzyme composition described in Patent Document 2, the residual activity of the enzyme activity when stored at 37 ° C. for 1 week is around 80%, and it cannot be said that the storage stability of the enzyme is sufficient. For this reason, it is necessary to further improve the storage stability of the enzyme.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、酵素の保存安定性が向上したポリオール脱水素酵素組成物を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、正確にポリオールを定量できる上記PQQ依存性PDH組成物を含むポリオール測定試薬、および上記PQQ依存性PDH組成物を用いたポリオールの定量方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a polyol dehydrogenase composition having improved enzyme storage stability. Another object of the present invention is to provide a polyol measuring reagent containing the PQQ-dependent PDH composition capable of accurately quantifying the polyol, and a polyol quantification method using the PQQ-dependent PDH composition. .

本発明者らは、上記従来の問題点に鑑み、鋭意研究を積み重ねた結果、補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素に対して、環状アミノ酸、非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物、および界面活性剤を添加することにより、ポリオール脱水素酵素の安定性、特に凍結乾燥後のポリオール脱水素酵素の安定性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive research in view of the above-mentioned conventional problems, the present inventors have determined that aminoglycosides having cyclic amino acids, non-reducing sugars or guanidino groups with respect to polyol dehydrogenases containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group. Stabilization of polyol dehydrogenase, especially the stability of polyol dehydrogenase after lyophilization is improved by adding a series of antibiotics, metal compounds containing metals that form divalent metal ions, and surfactants As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素と、環状アミノ酸と、非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質と、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物と、界面活性剤と、を含む、ポリオール脱水素酵素組成物である。   That is, the present invention includes a polyol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group, a cyclic amino acid, an aminoglycoside antibiotic having a non-reducing sugar or a guanidino group, and a metal that forms a divalent metal ion. A polyol dehydrogenase composition comprising a metal compound and a surfactant.

本発明によれば、補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素(PQQ依存性PDH)の経時的な酵素活性の低下、特に凍結乾燥後の経時的な酵素活性の低下を有意に抑制・防止し、PQQ依存性PDHの保存安定性を著しく向上させることができる。   According to the present invention, a decrease in enzyme activity over time of a polyol dehydrogenase (PQQ-dependent PDH) containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group, particularly a decrease in enzyme activity over time after lyophilization is significantly suppressed. -It can be prevented and the storage stability of PQQ-dependent PDH can be significantly improved.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の一形態によれば、補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素と、環状アミノ酸と、非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質と、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物と、界面活性剤と、を含む、ポリオール脱水素酵素組成物が提供される。   According to one aspect of the present invention, a polyol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group, a cyclic amino acid, an aminoglycoside antibiotic having a non-reducing sugar or a guanidino group, and a divalent metal ion are formed. A polyol dehydrogenase composition comprising a metal compound containing a metal and a surfactant is provided.

本発明において、補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素(PQQ依存性PDH)は、いずれのポリオールを基質としてもよく、2つ以上の水酸基を有するアルコール(糖アルコールを含む)であれば、特に制限されない。例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ラクチトールなどの二糖由来アルコール、グリセロールなどのトリオール、エリスリトールなどのテトリトール、アラビトール、キシリトール、リビトールなどのペンチトール、マンニトール、ソルビトールなどのヘキシトール、イノシトールなどのシクリトールなどが挙げられる。中でも好ましくは、グリセロール(ピロロキノリンキノン依存性グリセロール脱水素酵素)、アラビトール(ピロロキノリンキノン依存性アラビトール脱水素酵素)、およびマンニトール(ピロロキノリンキノン依存性マンニトール脱水素酵素)を基質とし、より好ましくはグリセロールを基質とする。   In the present invention, the polyol dehydrogenase (PQQ-dependent PDH) containing pyrroloquinoline quinone as the prosthetic group may be any polyol as a substrate and may be an alcohol having two or more hydroxyl groups (including sugar alcohol). There is no particular limitation. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butylene glycol, disaccharide-derived alcohols such as lactitol, triols such as glycerol, tetritols such as erythritol, arabitol, xylitol, Examples include pentitol such as ribitol, hexitol such as mannitol and sorbitol, and cyclitol such as inositol. Among them, glycerol (pyrroloquinoline quinone-dependent glycerol dehydrogenase), arabitol (pyrroloquinoline quinone-dependent arabitol dehydrogenase), and mannitol (pyrroloquinoline quinone-dependent mannitol dehydrogenase) are preferably used as substrates, and more preferably Glycerol is used as a substrate.

本発明に用いられるPQQ依存性PDHは、ポリオールと電子受容体とを、対応する脱水素物と還元型電子受容体とに変換することができる。本発明のPQQ依存性PDHが好適に使用できる電子受容体としては、フェリシアン化カリウム、フェナジニウムメチルサルフェートおよびその誘導体、2,6−ジクロロフェノールインドフェノール(DCIP)、Wurster’s blue、ニトロテトラゾリウムブルーなどが挙げられる。   The PQQ-dependent PDH used in the present invention can convert a polyol and an electron acceptor into a corresponding dehydrogenated product and a reduced electron acceptor. Examples of the electron acceptor to which the PQQ-dependent PDH of the present invention can be suitably used include potassium ferricyanide, phenazinium methyl sulfate and derivatives thereof, 2,6-dichlorophenolindophenol (DCIP), Wurster's blue, nitrotetrazolium blue. Etc.

本発明に用いられるPQQ依存性PDHとしては、従来公知の酵素をいずれも好ましく使用することができる。該酵素は例えば、グルコノバクター属、シュードモナス属など、様々な細菌が生成することが知られている。本発明では、これらのPQQ依存性PDHを産生することができる菌(以下、「PQQ依存性PDH産生菌」とも称する)が生成するいずれのPQQ依存性PDHも好適に使用することができるが、これらの中でも特に、グルコノバクター属に由来するPQQ依存性PDHを好適に使用することができる。さらに、入手の容易さから、グルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxydans)NBRC 3130、3171、3172、3189、3244、3250、3253、3255、3256、3257、3258、3285、3287、3289、3290、3291、3292、3293、3294、3462、3990、12467、14819;グルコノバクター・フラテウリ(Gluconobacter frateurii)NBRC 3251、3254、3260、3264、3265、3268、3270、3271、3272、3273、3274、3286、16669;グルコノバクター・セリナス(Gluconobacter cerinus)NBRC 3262、3263、3266、3267、3269、3275、3276等を使用することができる。   Any conventionally known enzyme can be preferably used as the PQQ-dependent PDH used in the present invention. The enzyme is known to be produced by various bacteria such as Gluconobacter and Pseudomonas. In the present invention, any PQQ-dependent PDH produced by a bacterium capable of producing these PQQ-dependent PDH (hereinafter also referred to as “PQQ-dependent PDH-producing bacterium”) can be preferably used. Among these, PQQ-dependent PDH derived from Gluconobacter genus can be preferably used. In addition, Gluconobacter oxydans NBRC 3130, 3171, 3172, 3189, 3244, 3250, 3253, 3255, 3256, 3257, 3258, 3285, 3287, 3289, 3290, 3291 due to availability. , 3292, 3293, 3294, 3462, 3990, 12467, 14819; Gluconobacter frateurii NBRC 3251, 3254, 3260, 3264, 3265, 3268, 3270, 3271, 3272, 3273, 3274, 3286, 16669 Gluconobacter cerinus NBRC 3262, 3263, 3 It is possible to use the 66,3267,3269,3275,3276 like.

また、PQQ依存性PDH産生菌であれば、これらの自然突然変異株または人為突然変異株を使用してもよい。人為突然変異処理方法は、当業者に周知の方法によって、同様にしてもしくは適宜修飾してまたはこれらの方法を適宜組合せて適用することができる。このような微生物の代表菌株として、グルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxydans)が使用され、特にグルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxydans)NBRC 3291が好ましく使用される。   Moreover, as long as it is a PQQ-dependent PDH producing bacterium, these natural mutants or artificial mutants may be used. Artificial mutation treatment methods can be applied by methods well known to those skilled in the art, in the same manner or appropriately modified, or a combination of these methods as appropriate. As a representative strain of such a microorganism, Gluconobacter oxydans is used, and particularly Gluconobacter oxydans NBRC 3291 is preferably used.

上記PQQ依存性PDH産生菌からPQQ依存性PDHを得るための具体的な方法は、特に制限されず、例えば、上記PQQ依存性PDH産生菌を栄養培地に培養し、該培養物からPQQ依存性PDHを抽出する方法が挙げられる。   A specific method for obtaining PQQ-dependent PDH from the PQQ-dependent PDH-producing bacterium is not particularly limited. For example, the PQQ-dependent PDH-producing bacterium is cultured in a nutrient medium, and PQQ-dependent from the culture. The method of extracting PDH is mentioned.

上記PQQ依存性PDH産生菌を培養する培地は、使用菌株が資化しうる炭素源、窒素源、無機物、その他必要な栄養素を適量含有するものであれば、合成培地であっても天然培地であってもよい。炭素源としては、例えば、グルコース、グリセロール、ソルビトールなどが使用される。窒素源としては、例えば、ペプトン類、肉エキス、酵母エキスなどの窒素含有天然物や、塩化アンモニウム、クエン酸アンモニウムなどの無機窒素含有物が使用される。無機物としては、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、硫酸マグネシウムなどが使用される。その他、特定のビタミンなどが必要に応じて使用される。上記の炭素源、窒素源、無機物、およびその他の必要な栄養素は、単独で用いても2種以上組み合わせて用いてもよい。   The medium for cultivating the PQQ-dependent PDH-producing bacterium is a natural medium or a synthetic medium as long as it contains an appropriate amount of carbon source, nitrogen source, inorganic substance and other necessary nutrients that can be assimilated by the strain used. May be. As the carbon source, for example, glucose, glycerol, sorbitol and the like are used. As the nitrogen source, for example, nitrogen-containing natural products such as peptones, meat extracts and yeast extracts, and inorganic nitrogen-containing materials such as ammonium chloride and ammonium citrate are used. As the inorganic substance, potassium phosphate, sodium phosphate, magnesium sulfate or the like is used. In addition, specific vitamins are used as necessary. The above carbon source, nitrogen source, inorganic substance, and other necessary nutrients may be used alone or in combination of two or more.

培養は、振とう培養あるいは通気撹拌培養で行うことが好ましい。培養温度は20℃〜50℃、好ましくは22℃〜40℃、最も好ましくは25℃〜35℃である。培養pHは4〜9、好ましくは5〜8である。これら以外の条件下でも、使用する菌株が生育すれば実施される。培養期間は通常0.5〜5日が好ましい。上記培養により、菌体内にPQQ依存性PDHが蓄積される。なお、これらのPQQ依存性PDHは、上記培養によって得られた酵素であっても、PQQ依存性PDH遺伝子を大腸菌等に形質導入して得られた組換え酵素であってもよい。   The culture is preferably performed by shaking culture or aeration and agitation culture. The culture temperature is 20 ° C to 50 ° C, preferably 22 ° C to 40 ° C, and most preferably 25 ° C to 35 ° C. The culture pH is 4-9, preferably 5-8. Even under conditions other than these, it is carried out if the strain to be used grows. The culture period is usually preferably 0.5 to 5 days. By the above culture, PQQ-dependent PDH is accumulated in the cells. These PQQ-dependent PDHs may be enzymes obtained by the above culture or recombinant enzymes obtained by transducing PQQ-dependent PDH genes into E. coli and the like.

次いで、得られたPQQ依存性PDHを抽出する。抽出方法は一般に使用される抽出方法を用いることができ、例えば超音波破砕法、フレンチプレス法、有機溶媒法、リゾチーム法などを用いることができる。抽出したPQQ依存性PDHの精製方法は特に制限されず、例えば、硫安やぼう硝などの塩析法、塩化マグネシウムや塩化カルシウムを用いる金属凝集法、ストレプトマイシンやポリエチレンイミンを用いる除核酸、またはDEAE(ジエチルアミノエチル)−セファロース、CM(カルボキシメチル)−セファロースなどのイオン交換クロマト法などを用いることができる。なお、これらの方法で得られる部分精製酵素や精製酵素液は、そのままの形態で使用しても、または化学修飾された形態で使用してもよい。本発明において、化学修飾された形態のPQQ依存性PDHを使用する場合には、上記の方法で得られる培養物由来のPQQ依存性PDHを、例えば、特開2006−271257号公報に記載されるような方法などを用いて適宜化学修飾して使用することができる。なお、化学修飾方法は、上記公報に記載の方法に限定されるものではない。   Next, the obtained PQQ-dependent PDH is extracted. As the extraction method, a commonly used extraction method can be used. For example, an ultrasonic crushing method, a French press method, an organic solvent method, a lysozyme method, or the like can be used. The method for purifying the extracted PQQ-dependent PDH is not particularly limited. For example, salting-out methods such as ammonium sulfate and sodium nitrate, metal aggregation methods using magnesium chloride and calcium chloride, denucleic acid using streptomycin and polyethyleneimine, or DEAE ( An ion exchange chromatography method such as diethylaminoethyl) -sepharose or CM (carboxymethyl) -sepharose can be used. The partially purified enzyme or purified enzyme solution obtained by these methods may be used as it is or in a chemically modified form. In the present invention, when a chemically modified form of PQQ-dependent PDH is used, the PQQ-dependent PDH derived from the culture obtained by the above method is described in, for example, JP-A-2006-271257. Such a method can be used with appropriate chemical modification. The chemical modification method is not limited to the method described in the above publication.

本発明に用いられる環状アミノ酸は、PQQ依存性PDHの保存安定性を向上させ、また、本発明の酵素組成物の保存安定性を向上させうる。   The cyclic amino acid used in the present invention can improve the storage stability of PQQ-dependent PDH and can improve the storage stability of the enzyme composition of the present invention.

本発明に用いられる環状アミノ酸の具体例としては、エクトイン、ヒドロキシエクトイン、プロリン、ヒドロキシプロリンなどが挙げられる。これらの中でも、エクトインまたはヒドロキシエクトインが好ましい。これらの環状アミノ酸は、単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the cyclic amino acid used in the present invention include ectoine, hydroxyectoine, proline, hydroxyproline and the like. Among these, ectoine or hydroxyectoine is preferable. These cyclic amino acids may be used alone or in combination of two or more.

本発明の酵素組成物に含まれる環状アミノ酸の量は、PQQ依存性PDHの保存安定性を向上できる量であれば特に制限されないが、酵素組成物中のPQQ依存性PDHの総質量を100質量%として、好ましくは10〜500質量%、より好ましくは50〜400質量%、最も好ましくは100〜300%である。10質量%以上であれば、安定化剤としての効果が十分に発揮されるため好ましい。一方、500質量%以下であれば、添加に見合う安定化剤としての効果の向上が認められ、また、本発明のポリオール脱水素酵素組成物を緩衝液などで再溶解する際に環状アミノ酸を溶解することができる。   The amount of the cyclic amino acid contained in the enzyme composition of the present invention is not particularly limited as long as it can improve the storage stability of PQQ-dependent PDH, but the total mass of PQQ-dependent PDH in the enzyme composition is 100 mass. % Is preferably 10 to 500% by mass, more preferably 50 to 400% by mass, and most preferably 100 to 300%. If it is 10 mass% or more, since the effect as a stabilizer is fully exhibited, it is preferable. On the other hand, if it is 500% by mass or less, an improvement in the effect as a stabilizer commensurate with the addition is recognized, and the cyclic amino acid is dissolved when the polyol dehydrogenase composition of the present invention is redissolved with a buffer solution or the like. can do.

本発明に用いられる非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質は、PQQ依存性PDHの保存安定性を向上させ、また、本発明の酵素組成物の保存安定性を向上しうる。   The aminoglycoside antibiotic having a non-reducing sugar or guanidino group used in the present invention can improve the storage stability of PQQ-dependent PDH, and can improve the storage stability of the enzyme composition of the present invention.

本発明において、「非還元糖」とは、遊離性のアルデヒド基やケトン基をもたないために還元性を有しない糖類を意味する。このような還元糖としては、上記したような性質を有するものであればよく、例えば、還元基同士の結合したトレハロース型小糖類、糖類の還元基と非糖類が結合した配糖体、糖類に水素添加して還元した糖アルコールなどがある。より具体的には、スクロース、トレハロース、ラフィノース等のトレハロース型少糖類;アルキル配糖体、フェノール配糖体、カラシ油配糖体等の配糖体;およびアラビトール、キシリトール、ソルビトール等の糖アルコールなどが挙げられる。これらのうち、PQQ依存性PDHの基質となる糖アルコールは、好ましくない場合がある。これらのうち、トレハロース、ラフィノース、スクロースが好ましく、特にトレハロースおよびラフィノースが好ましい。これらの還元糖は、単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   In the present invention, the “non-reducing sugar” means a saccharide having no reducing ability because it has no free aldehyde group or ketone group. Such reducing sugars may be those having the above-described properties. For example, trehalose-type microsaccharides in which reducing groups are bonded to each other, glycosides in which a reducing group of saccharides and non-saccharides are bonded, and saccharides. There are sugar alcohols reduced by hydrogenation. More specifically, trehalose-type oligosaccharides such as sucrose, trehalose and raffinose; glycosides such as alkyl glycosides, phenol glycosides and mustard oil glycosides; and sugar alcohols such as arabitol, xylitol and sorbitol Is mentioned. Of these, sugar alcohols that are substrates for PQQ-dependent PDH may not be preferred. Of these, trehalose, raffinose, and sucrose are preferable, and trehalose and raffinose are particularly preferable. These reducing sugars may be used alone or in combination of two or more.

本発明において、「グアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質」とはグアニジノ基を有するアミノ糖を含む配糖体抗生物質を意味する。このようなアミノグリコシド系抗生物質として、具体的には、ストレプトマイシンおよびジヒドロストレプトマイシンが挙げられる。これらのグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質は、単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   In the present invention, the “aminoglycoside antibiotic having a guanidino group” means a glycoside antibiotic containing an amino sugar having a guanidino group. Specific examples of such aminoglycoside antibiotics include streptomycin and dihydrostreptomycin. These aminoglycoside antibiotics having a guanidino group may be used alone or in combination of two or more.

本発明の酵素組成物に含まれる非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質の量は、PQQ依存性PDHの保存安定性を向上できる量であれば特に制限されないが、酵素組成物中のPQQ依存性PDHの総質量を100質量%として、好ましくは、1〜200質量%、より好ましくは5〜100質量%である。1質量%以上であれば、安定化剤としての効果を十分に発揮でき、一方、200質量%以下であれば、添加に見合う安定化剤としての効果の向上が認められる。   The amount of the aminoglycoside antibiotic having a non-reducing sugar or guanidino group contained in the enzyme composition of the present invention is not particularly limited as long as it can improve the storage stability of PQQ-dependent PDH. The total mass of the PQQ-dependent PDH is 100 mass%, preferably 1 to 200 mass%, more preferably 5 to 100 mass%. If it is 1 mass% or more, the effect as a stabilizer can fully be exhibited, and if it is 200 mass% or less, the improvement of the effect as a stabilizer suitable for addition is recognized.

本発明に用いられる2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物は、PQQ依存性PDHの保存安定性を向上させ、また、本発明の組成物の保存安定性を向上させうる。   The metal compound containing a metal that forms a divalent metal ion used in the present invention can improve the storage stability of the PQQ-dependent PDH and can improve the storage stability of the composition of the present invention.

本発明に用いられる2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物としては、PQQ依存性PDHの保存安定性を向上でき、かつ、2価のイオンを形成する化合物であれば特に制限されない。上記2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物の具体的な例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、マンガン、鉄、銅、コバルト、ニッケル、水銀、鉛および亜鉛などの2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物が挙げられる。中でも、マグネシウムを含む化合物およびカルシウムを含む化合物からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。また、上記2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物の形態は、PQQ依存性PDHの安定性を向上できるものであれば特に制限されないが、例えば、上記金属のフッ化物、塩化物、臭化物、もしくはヨウ化物などのハロゲン化物、上記金属の硫酸塩、上記金属の硝酸塩、または上記金属のリン酸塩などが挙げられる。これらの中でも、塩化物、硫酸塩、および硝酸塩からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、これら2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物は単独で使用されても、また2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。   The metal compound containing a metal that forms a divalent metal ion used in the present invention is not particularly limited as long as it can improve the storage stability of PQQ-dependent PDH and can form a divalent ion. Specific examples of the metal compound containing a metal forming the divalent metal ion include divalent metal ions such as magnesium, calcium, barium, manganese, iron, copper, cobalt, nickel, mercury, lead and zinc. The metal compound containing the metal which forms is mentioned. Among these, at least one selected from the group consisting of a compound containing magnesium and a compound containing calcium is preferable. In addition, the form of the metal compound containing a metal that forms the divalent metal ion is not particularly limited as long as it can improve the stability of the PQQ-dependent PDH. For example, the metal fluoride, chloride, Examples thereof include halides such as bromide or iodide, sulfates of the above metals, nitrates of the above metals, and phosphates of the above metals. Among these, at least one selected from the group consisting of chloride, sulfate, and nitrate is preferable. In addition, the metal compound containing the metal which forms these bivalent metal ions may be used alone, or may be used in the form of a mixture of two or more.

本発明の酵素組成物に含まれる2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物の量は、PQQ依存性PDHの保存安定性を向上できる量であれば特に制限されないが、組成物中のPQQ依存性PDHの総質量を100質量%として、好ましくは、1〜30質量%、より好ましくは1〜20質量%である。1質量%以上であれば、安定化剤としての効果を十分に発揮でき、一方、30質量%以下であれば、添加に見合う安定化剤としての効果の向上が認められ、また、本発明の組成物を緩衝液等で再溶解する際、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物を溶解できる。   The amount of the metal compound containing a metal that forms a divalent metal ion contained in the enzyme composition of the present invention is not particularly limited as long as it can improve the storage stability of PQQ-dependent PDH. The total mass of PQQ-dependent PDH is 100 mass%, preferably 1-30 mass%, more preferably 1-20 mass%. If it is 1% by mass or more, the effect as a stabilizer can be sufficiently exhibited. On the other hand, if it is 30% by mass or less, an improvement in the effect as a stabilizer commensurate with the addition is recognized. When the composition is redissolved with a buffer or the like, a metal compound containing a metal that forms a divalent metal ion can be dissolved.

本発明に用いられる界面活性剤は、PQQ依存性PDHの保存安定性を向上させ、また、本発明の組成物の保存安定性を向上させうる。   The surfactant used in the present invention can improve the storage stability of the PQQ-dependent PDH, and can improve the storage stability of the composition of the present invention.

前記界面活性剤の種類は特に制限されず、膜タンパク質の可溶化に一般的に使用されているものであればよい。具体的には、例えばTriton(登録商標)X−100、オクチルグルコシド、コール酸ナトリウムなどが挙げられ、これらは単独で使用しても、2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。これらの中でも、酵素活性の低下を抑制するという観点から、Triton(登録商標)X−100がより好ましい。   The type of the surfactant is not particularly limited as long as it is generally used for solubilizing membrane proteins. Specific examples include Triton (registered trademark) X-100, octyl glucoside, sodium cholate and the like, and these may be used alone or in the form of a mixture of two or more. Among these, Triton (registered trademark) X-100 is more preferable from the viewpoint of suppressing a decrease in enzyme activity.

本発明の酵素組成物に含まれる界面活性剤の量は、酵素の安定性が向上できる量であれば特に限定されないが、組成物中のPQQ依存性PDHの総質量を100質量%として、好ましくは1〜500質量%、より好ましくは1〜300質量%である。1質量%以上であれば、PQQ依存性PDHを安定化させる効果が得られ、一方、500質量%以下であれば、凍結乾燥後の酵素組成物の粘度が高くなりすぎないため好ましい。   The amount of the surfactant contained in the enzyme composition of the present invention is not particularly limited as long as the stability of the enzyme can be improved, but preferably the total mass of PQQ-dependent PDH in the composition is 100% by mass. Is 1 to 500 mass%, more preferably 1 to 300 mass%. If it is 1 mass% or more, the effect of stabilizing the PQQ-dependent PDH can be obtained. On the other hand, if it is 500 mass% or less, the viscosity of the enzyme composition after lyophilization does not become too high, which is preferable.

本発明の酵素組成物の形態は特に制限されず、例えば粉末状、顆粒状、錠剤状などの固体状;液状、乳液状等の溶液状;またはペースト状等の半固体状などの、任意の形態でありうる。中でも、本発明の効果が顕著に発揮されることから、固体状の形態であることが好ましい。   The form of the enzyme composition of the present invention is not particularly limited. For example, the enzyme composition of the present invention may be any solid form such as powder, granule, or tablet; solution such as liquid or emulsion; or semi-solid such as paste. It can be in form. Especially, since the effect of this invention is exhibited notably, it is preferable that it is a solid form.

本発明の酵素組成物は、酵素活性の低下を抑制するという観点から、本発明の酵素組成物が安定なpHの緩衝液を含むことが好ましい。このような緩衝液としては、所望のpHを有するものであれば公知の緩衝液が適宜使用でき、特に限定されるものではないが、例えば、リン酸緩衝液、トリス―塩酸緩衝液、酢酸緩衝液、MOPSもしくはHEPESなどのGOOD緩衝液、グリシン―NaOHもしくはグリシルグリシン―NaOHなどのアミノ酸系緩衝液、ホウ酸緩衝液、またはイミダゾール緩衝液などが用いられる。これらの中でも、リン酸緩衝液、Tris−塩酸緩衝液、MOPSなどのGOOD緩衝液、またはグリシルグリシン―NaOHが好ましい。また、上記緩衝液の濃度は特に制限されないが、好ましくは1〜500mM、より好ましくは5〜400mM、より好ましくは5〜300mMである。上記緩衝液のpHは、酵素の安定pHから極端に外れていなければよく、好ましくは4.0〜11.0、より好ましくは5.0〜10.0の範囲である。   It is preferable that the enzyme composition of this invention contains the buffer solution of stable pH from a viewpoint of suppressing the fall of enzyme activity. As such a buffer, a known buffer can be appropriately used as long as it has a desired pH, and is not particularly limited. For example, phosphate buffer, Tris-HCl buffer, acetate buffer Solution, a GOOD buffer such as MOPS or HEPES, an amino acid buffer such as glycine-NaOH or glycylglycine-NaOH, a borate buffer, or an imidazole buffer. Among these, phosphate buffer, Tris-hydrochloric acid buffer, GOOD buffer such as MOPS, or glycylglycine-NaOH is preferable. The concentration of the buffer is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 mM, more preferably 5 to 400 mM, and more preferably 5 to 300 mM. The pH of the buffer solution is not extremely deviated from the stable pH of the enzyme, and is preferably in the range of 4.0 to 11.0, more preferably 5.0 to 10.0.

本発明の酵素組成物は、本発明の目的を損なわない範囲内で、ジチオスレイトール、2−メルカプトエタノール等の還元剤、ピロロキノリンキノンなどを所望に応じて含有することができる。   The enzyme composition of the present invention can contain a reducing agent such as dithiothreitol and 2-mercaptoethanol, pyrroloquinoline quinone, and the like as desired within the range not impairing the object of the present invention.

本発明の酵素組成物の製造方法は、特に制限されず、PQQ依存性PDHに対して、環状アミノ酸、非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物、および界面活性剤を添加する方法により得られうる。   The method for producing the enzyme composition of the present invention is not particularly limited, and an aminoglycoside antibiotic having a cyclic amino acid, a non-reducing sugar or a guanidino group is used for PQQ-dependent PDH, and a metal that forms a divalent metal ion. It can be obtained by a method comprising adding a metal compound and a surfactant.

具体的な例としては、例えば、補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素に、環状アミノ酸と、非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質と、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物と、界面活性剤と、を安定化剤として添加する段階を有する、ポリオール脱水素酵素組成物の製造方法である。かかる方法によりポリオール脱水素酵素組成物は、ポリオール脱水素酵素の安定性を向上することができる。   As a specific example, for example, a polyol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group, a cyclic amino acid, an aminoglycoside antibiotic having a non-reducing sugar or a guanidino group, and a divalent metal ion are formed. It is a manufacturing method of a polyol dehydrogenase composition which has the step which adds the metal compound containing a metal, and surfactant as a stabilizer. By such a method, the polyol dehydrogenase composition can improve the stability of the polyol dehydrogenase.

上記方法において、各成分の添加順序も特に制限されず、PQQ依存性PDHに対して、各成分を順次添加してもよく、各成分を同時に添加してもよい。   In the above method, the order of addition of each component is not particularly limited, and each component may be added sequentially to the PQQ-dependent PDH, or each component may be added simultaneously.

本発明の酵素組成物が粉末状とする場合は、PQQ依存性PDHに対して、環状アミノ酸、非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物、および界面活性剤を添加して得た溶液状の酵素組成物を凍結乾燥等によって粉末状にすることができる。この際、凍結乾燥の方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。また、酵素組成物の凍結乾燥する段階は上記の安定化剤を添加して酵素組成物を得る段階の直後に行ってもよく、または安定化剤を添加して酵素組成物を得る段階と酵素組成物の凍結乾燥する段階との間に他の工程を行ってもよい。   When the enzyme composition of the present invention is in a powder form, a metal containing a metal that forms a divalent metal ion, an aminoglycoside antibiotic having a cyclic amino acid, a non-reducing sugar or a guanidino group against PQQ-dependent PDH A solution-like enzyme composition obtained by adding a compound and a surfactant can be powdered by freeze-drying or the like. At this time, the freeze-drying method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. In addition, the step of freeze-drying the enzyme composition may be performed immediately after the step of obtaining the enzyme composition by adding the stabilizer, or the step of obtaining the enzyme composition by adding the stabilizer and the enzyme Other steps may be performed between the lyophilization of the composition.

本発明のポリオール脱水素酵素組成物は、ポリオール脱水素酵素の安定性を向上することができ、特に、凍結乾燥時のPQQ依存性PDHの失活を抑えるとともに、凍結乾燥後のPQQ依存性PDHの保存安定性を有意に向上させることができる。特に、環状アミノ酸としてエクトインおよび/またはヒドロキシエクトインを用い、非還元糖としてトレハロースおよび/またはラフィノース、またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質としてストレプトマイシンおよび/またはジヒドロストレプトマイシンを用い、2価の金属イオンを形成する金属を含む化合物としてカルシウムを含む化合物および/またはマグネシウムを含む化合物を用い、さらに界面活性剤としてTriton(登録商標)(トライトン)X−100を用いる場合に、上記効果が顕著に得られる。   The polyol dehydrogenase composition of the present invention can improve the stability of the polyol dehydrogenase, and in particular, suppresses the deactivation of the PQQ-dependent PDH during lyophilization, and the PQQ-dependent PDH after lyophilization. The storage stability of can be significantly improved. In particular, ectoine and / or hydroxyectoine is used as a cyclic amino acid, trehalose and / or raffinose as a non-reducing sugar, or streptomycin and / or dihydrostreptomycin as an aminoglycoside antibiotic having a guanidino group to form a divalent metal ion When a compound containing calcium and / or a compound containing magnesium is used as the compound containing the metal to be used, and Triton (registered trademark) (Triton) X-100 is used as the surfactant, the above-described effect is remarkably obtained.

本発明の別の一形態によれば、本発明の上記形態の酵素組成物を含むポリオール測定試薬が提供される。また、本発明の別の一形態によれば、本発明の上記形態の酵素組成物をポリオールと反応させることを特徴とする、ポリオールの定量方法が提供される。本発明の酵素組成物に含まれるPQQ依存性PDHは、ポリオールの定量に優れるため、ポリオール測定試薬として好適に使用することができる。また、PQQ依存性PDHは補欠分子族としてPQQを有するため、あえてPQQを反応系に添加することなく、ポリオールを定量することができる。   According to another form of this invention, the polyol measuring reagent containing the enzyme composition of the said form of this invention is provided. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for quantifying a polyol, characterized by reacting the enzyme composition of the above aspect of the present invention with a polyol. Since the PQQ-dependent PDH contained in the enzyme composition of the present invention is excellent in quantification of polyol, it can be suitably used as a polyol measuring reagent. In addition, since PQQ-dependent PDH has PQQ as a prosthetic group, polyol can be quantified without intentionally adding PQQ to the reaction system.

本発明において「ポリオール」とは、2つ以上の水酸基を有するアルコール(糖アルコールを含む)を意味する。本発明で用いられるポリオールとしては、特に制限されないが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、またはラクチトールなどのニ糖由来アルコール、グリセロールなどのトリオール、エリスリトールなどのテトリトール、アラビトール、キシリトール、またはリビトールなどのペンチトール、マンニトール、またはソルビトールなどのヘキシトール、イノシトールなどのシクリトールなどが挙げられる。これらの中でも、好ましくはグリセロールである。   In the present invention, “polyol” means an alcohol having two or more hydroxyl groups (including sugar alcohol). Although it does not restrict | limit especially as a polyol used by this invention, Disaccharide origin alcohol, glycerol, such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1, 3- butylene glycol, or lactitol And tetritol such as erythritol, pentitol such as arabitol, xylitol, or ribitol, hexitol such as mannitol, or sorbitol, cyclitol such as inositol, and the like. Among these, glycerol is preferable.

本発明のポリオール測定試薬は、ポリオールを定量するための試薬であり、ポリオール脱水素酵素組成物中にPQQ依存性PDHを含む。ポリオール脱水素酵素として、PQQ依存性PDHを使用する点に特徴がある。例えば特許公報第3041840号、特許公報第3450911号、特許公報第3494398号などに記載されるポリオール測定で使用するポリオール脱水素酵素として、本発明の酵素組成物に含まれるPQQ依存性PDHを使用することができる。   The polyol measuring reagent of the present invention is a reagent for quantifying polyol, and contains PQQ-dependent PDH in the polyol dehydrogenase composition. It is characterized in that PQQ-dependent PDH is used as a polyol dehydrogenase. For example, PQQ-dependent PDH contained in the enzyme composition of the present invention is used as the polyol dehydrogenase used in the polyol measurement described in Patent Publication No. 3041840, Patent Publication No. 3450911, Patent Publication No. 3494398, and the like. be able to.

本発明の定量方法に用いられるポリオールを含む試料としては、食品、血清、血漿または全血などが挙げられる。また、本発明の酵素組成物に含まれるPQQ依存性PDHは血清、血漿、または全血などの中性脂肪測定にも使用することができる。すなわち、これらの試料に含まれる中性脂肪は、例えば、リポプロテインリパーゼにより遊離脂肪酸とグリセロールとに分解されるが、ここで生じたグリセロールを上記のPQQ依存性PDHを用いて定量することができる。精神病治療患者および透析患者においては、中性脂肪測定時に遊離グリセロールが問題になるが、本発明に用いられるPQQ依存性PDHを使用して、グリセロールを予め消去するか、またはその量を測定しておくことにより、真の中性脂肪値を求めることが可能となる。なお、本発明に用いられるPQQ依存性PDHは溶液中に界面活性剤を含んでいてもポリオールを正確に定量することができる。   Examples of the sample containing the polyol used in the quantification method of the present invention include food, serum, plasma, and whole blood. The PQQ-dependent PDH contained in the enzyme composition of the present invention can also be used for measuring neutral fat such as serum, plasma, or whole blood. That is, the neutral fat contained in these samples is decomposed into free fatty acid and glycerol by, for example, lipoprotein lipase, and the glycerol produced here can be quantified using the PQQ-dependent PDH. . In psychiatric patients and dialysis patients, free glycerol is a problem when measuring triglycerides, but the PQQ-dependent PDH used in the present invention is used to eliminate glycerol or measure the amount of glycerol. It is possible to obtain the true triglyceride value. The PQQ-dependent PDH used in the present invention can accurately determine the polyol even if the solution contains a surfactant.

次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を何ら制限するものではない。なお、本発明において、PQQ依存性PDHの酵素活性は、下記方法により測定した。   EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, these Examples do not restrict | limit this invention at all. In the present invention, the enzyme activity of PQQ-dependent PDH was measured by the following method.

(酵素活性)
50μM DCIP(2,6−ジクロロインドフェノール)、0.2mM PMS(1−メトキシ−5−メチルフェナジニウムメチルサルフェイト)、および450mM グリセロールを含んだ0.1%Triton(登録商標)X−100を含む10mM リン酸緩衝液(pH7.0)中に、酵素溶液を加えた。この溶液中の酵素と基質の反応をDCIPの600nmの吸光度変化によって追跡し、その吸光度の減少速度を酵素の反応速度とした。ここで、1分間に1μmolのDCIPが還元される酵素活性を1単位(U)とした。なお、DCIPのpH7.0におけるモル吸光係数は16.3mM−1とした。
(Enzyme activity)
0.1% Triton® X-100 containing 50 μM DCIP (2,6-dichloroindophenol), 0.2 mM PMS (1-methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate), and 450 mM glycerol. The enzyme solution was added to 10 mM phosphate buffer (pH 7.0) containing The reaction between the enzyme and the substrate in this solution was followed by the change in absorbance of DCIP at 600 nm, and the decrease rate of the absorbance was defined as the enzyme reaction rate. Here, the enzyme activity that reduces 1 μmol of DCIP per minute was defined as 1 unit (U). The molar extinction coefficient of DCIP at pH 7.0 was 16.3 mM- 1 .

[実施例1、2、比較例1〜6]
ソルビトール 2g/100mL、酵母エキス 0.3g/100mL、肉エキス 0.3g/100mL、コーンスティープリカー 0.3g/100mL、ポリペプトン 1g/100mL、尿素 0.1g/100mL、KHPO 0.1g/100mL、MgSO・7HO 0.02g/100mL、およびCaCl・2HO 0.1g/100mLからなり、pHが7.0である培地100mLを調製し、500mL容の坂口フラスコに該培地80mLを移し、121℃で20分間オートクレーブ処理した。
[Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 6]
Sorbitol 2 g / 100 mL, Yeast extract 0.3 g / 100 mL, Meat extract 0.3 g / 100 mL, Corn steep liquor 0.3 g / 100 mL, Polypeptone 1 g / 100 mL, Urea 0.1 g / 100 mL, KH 2 PO 4 0.1 g / 100 mL of MgSO 4 · 7H 2 O 0.02 g / 100 mL and CaCl 2 · 2H 2 O 0.1 g / 100 mL, pH 7.0 was prepared, and 100 mL of the medium was added to a 500 mL Sakaguchi flask. 80 mL was transferred and autoclaved at 121 ° C. for 20 minutes.

上記培地に、種菌として、グルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxydans)NBRC 3291を一白金耳植菌し、30℃で24時間、140min−1で振とう培養し、これを種培養液とした。 One platinum ear inoculum of Gluconobacter oxydans NBRC 3291 was inoculated into the above-mentioned medium as a seed fungus, and cultured at 30 ° C. for 24 hours with shaking at 140 min −1 , and this was used as a seed culture solution.

次に、上記と同じ組成で調製した培地5Lを8L容ジャーファーメンターに移し、121℃で50分間オートクレーブを行い、放冷後、種培養液240mLを移した。これを、400rpm、通気量5L/min、30℃の条件で26時間培養した。   Next, 5 L of a medium prepared with the same composition as above was transferred to an 8 L jar fermenter, autoclaved at 121 ° C. for 50 minutes, allowed to cool, and then 240 mL of the seed culture solution was transferred. This was cultured for 26 hours under the conditions of 400 rpm, aeration rate 5 L / min, 30 ° C.

所定時間培養した後、この培養液を遠心分離(8,000rpm、10分、4℃)して集菌し、緩衝液で懸濁後、フレンチプレスにより菌体を破砕した。破砕液を遠心分離(4,000rpm、10分、4℃)し、得られた上清を超遠心分離(40,000rpm、90分、4℃)して、膜画分を沈殿物として得た。   After culturing for a predetermined time, the culture solution was collected by centrifugation (8,000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.), suspended in a buffer solution, and then disrupted by a French press. The disrupted solution was centrifuged (4,000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.), and the resulting supernatant was ultracentrifuged (40,000 rpm, 90 minutes, 4 ° C.) to obtain a membrane fraction as a precipitate. .

この膜画分を10mMトリス塩酸緩衝液(pH8.0)で懸濁し、終濃度が1g/100mLとなるようにTriton(登録商標)X−100を加え、4℃で2時間撹拌した。超遠心分離(40,000rpm、90分、4℃)し、上清を0.1g/100mL Triton(登録商標)X−100を含む10mMリン酸緩衝液(pH7.5)で一晩透析し、これを可溶化膜画分とした。   This membrane fraction was suspended in 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), Triton (registered trademark) X-100 was added to a final concentration of 1 g / 100 mL, and the mixture was stirred at 4 ° C. for 2 hours. Ultracentrifugation (40,000 rpm, 90 minutes, 4 ° C.), and the supernatant was dialyzed overnight with 10 mM phosphate buffer (pH 7.5) containing 0.1 g / 100 mL Triton® X-100, This was used as a solubilized membrane fraction.

この可溶化膜画分をFPLC(Fast Protein Liquid Chro
matography)にてResourceQ 6mLで夾雑するグルコース脱水素酵素を除いたポリオール脱水素酵素活性画分を得た。この画分を0.1g/100mL Triton(登録商標)X−100を含む20mM MOPS緩衝液(pH7.5)で一晩透析することにより、比活性17U/mg蛋白の酵素標品を得た。これをグルコノバクター・オキシダンス由来PDHと称する。
This solubilized membrane fraction was added to FPLC (Fast Protein Liquid Chro).
A fraction of polyol dehydrogenase activity from which glucose dehydrogenase contaminated with 6 mL of ResourceQ was removed was obtained. The fraction was dialyzed overnight against 20 mM MOPS buffer (pH 7.5) containing 0.1 g / 100 mL Triton (registered trademark) X-100 to obtain an enzyme preparation having a specific activity of 17 U / mg protein. This is called PDH derived from Gluconobacter oxydans.

次いで、該グルコノバクター・オキシダンス由来PDH(比活性17.0U/mg蛋白、蛋白濃度:0.625mg/mL)40mLに、終濃度0.2g/100mLになるように1g/100mL グルタルアルデヒド溶液 10mLを加え、20℃で60分間穏やかに撹拌した。   Next, 1 g / 100 mL glutaraldehyde solution to a final concentration of 0.2 g / 100 mL to 40 mL of the Gluconobacter oxydans-derived PDH (specific activity 17.0 U / mg protein, protein concentration: 0.625 mg / mL) 10 mL was added and gently stirred at 20 ° C. for 60 minutes.

次いで、0.5M トリス塩酸緩衝液(pH8.0)を50mL加え、20℃で30分間反応させることにより架橋反応を停止した。反応終了後、0.1g/100mL Triton(登録商標)X−100を含む10mMトリス塩酸緩衝液(pH8.0)で一晩透析することにより低分子量の夾雑物を取り除きこれを修飾PDHとした。   Next, 50 mL of 0.5 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) was added, and the crosslinking reaction was stopped by reacting at 20 ° C. for 30 minutes. After completion of the reaction, low molecular weight contaminants were removed by dialysis overnight with 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.1 g / 100 mL Triton (registered trademark) X-100, and this was designated as modified PDH.

このようにして得られた修飾PDHを限外ろ過に濃縮した。得られた濃縮修飾PDH(比活性17U/mg蛋白、蛋白濃度2.0mg/mL)100質量%に対して、表1に記載の成分を、表1に記載の割合となるようにそれぞれ加え、凍結後、凍結乾燥を24時間行い粉末状の酵素組成物を得た。この際、凍結乾燥直後の酵素組成物の酵素活性を測定した。得られた酵素組成物を37℃で1週間インキュベートした後に、酵素活性を測定した。凍結乾燥直後の酵素組成物の酵素活性を100%とした場合の、37℃で1週間インキュベートした後の残存活性(単位:%)を算出した。結果を表1に示す。   The modified PDH thus obtained was concentrated to ultrafiltration. With respect to 100% by mass of the obtained concentrated modified PDH (specific activity 17 U / mg protein, protein concentration 2.0 mg / mL), the components described in Table 1 were respectively added so as to have the ratios described in Table 1. After freezing, freeze-drying was performed for 24 hours to obtain a powdery enzyme composition. At this time, the enzyme activity of the enzyme composition immediately after lyophilization was measured. After the obtained enzyme composition was incubated at 37 ° C. for 1 week, the enzyme activity was measured. When the enzyme activity of the enzyme composition immediately after lyophilization was defined as 100%, the residual activity (unit:%) after incubation at 37 ° C. for 1 week was calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 2009201436
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上記表1に示される結果から、環状アミノ酸(エクトイン、ヒドロキシエクトイン)と、非還元糖(トレハロース、ラフィノース)またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質(ジヒドロストレプトマイシン、ストレプトマイシン)と、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物(MgSO、CaCl)と、界面活性剤(Triton(登録商標)X−100)とを組み合わせることによって、上記いずれか1種、2種、または3種を組み合わせた場合と比べて、凍結乾燥による酵素の失活を有意に抑制できることが確認された。 From the results shown in Table 1 above, cyclic amino acids (ectoine, hydroxyectoine), non-reducing sugars (trehalose, raffinose) or aminoglycoside antibiotics having a guanidino group (dihydrostreptomycin, streptomycin) and divalent metal ions By combining a metal compound containing a metal to be formed (MgSO 4 , CaCl 2 ) and a surfactant (Triton (registered trademark) X-100), any one, two or three of the above were combined. Compared with the case, it was confirmed that the inactivation of the enzyme by freeze-drying can be suppressed significantly.

以上の結果から、本発明の酵素組成物は、PQQ依存性PDHの安定性を有意に向上でき、凍結乾燥による酵素活性の低下を有意に抑制することができることが確認された。   From the above results, it was confirmed that the enzyme composition of the present invention can significantly improve the stability of PQQ-dependent PDH and can significantly suppress the decrease in enzyme activity due to lyophilization.

本発明によれば、補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素の凍結乾燥後の経時的な酵素の安定性を向上させることが可能であるため、本発明の酵素組成物は、正確にポリオールを定量することにおいて好適に使用できる。   According to the present invention, it is possible to improve the enzyme stability over time after lyophilization of a polyol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group. It can be suitably used for quantitatively determining the polyol.

Claims (10)

補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素と、
環状アミノ酸と、
非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質と、
2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物と、
界面活性剤と、
を含む、ポリオール脱水素酵素組成物。
A polyol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group,
A cyclic amino acid;
An aminoglycoside antibiotic having a non-reducing sugar or guanidino group;
A metal compound containing a metal that forms a divalent metal ion;
A surfactant,
A polyol dehydrogenase composition comprising:
前記ポリオール脱水素酵素は、グリセロール脱水素酵素であることを特徴とする、請求項1に記載のポリオール脱水素酵素組成物。   The polyol dehydrogenase composition according to claim 1, wherein the polyol dehydrogenase is a glycerol dehydrogenase. 前記環状アミノ酸は、エクトインおよびヒドロキシエクトインの少なくとも一方を含む、請求項1または2に記載のポリオール脱水素酵素組成物。   The polyol dehydrogenase composition according to claim 1 or 2, wherein the cyclic amino acid contains at least one of ectoine and hydroxyectoine. 前記非還元糖は、トレハロースおよびラフィノースの少なくとも一方を含み、前記アミノグリコシド系抗生物質は、ストレプトマイシンおよびジヒドロストレプトマイシンの少なくとも一方を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリオール脱水素酵素組成物。   The polyol dehydrogenase composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the non-reducing sugar includes at least one of trehalose and raffinose, and the aminoglycoside antibiotic includes at least one of streptomycin and dihydrostreptomycin. object. 前記金属化合物は、カルシウムを含む化合物およびマグネシウムを含む化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリオール脱水素酵素組成物。   The polyol dehydrogenase composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal compound is at least one selected from the group consisting of a compound containing calcium and a compound containing magnesium. 前記界面活性剤は、Triton(登録商標)(トライトン)X−100である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリオール脱水素酵素組成物。   The polyol dehydrogenase composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the surfactant is Triton (registered trademark) (Triton) X-100. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリオール脱水素酵素組成物を含む、ポリオール測定試薬。   The polyol measuring reagent containing the polyol dehydrogenase composition of any one of Claims 1-6. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリオール脱水素酵素組成物をポリオールと反応させる段階を有する、ポリオールの定量方法。   A method for quantifying a polyol, comprising a step of reacting the polyol dehydrogenase composition according to any one of claims 1 to 6 with a polyol. 補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素に、環状アミノ酸と、非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質と、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物と、界面活性剤と、を安定化剤として添加する段階を有する、ポリオール脱水素酵素組成物の製造方法。   A polyol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group, a cyclic amino acid, an aminoglycoside antibiotic having a non-reducing sugar or a guanidino group, a metal compound containing a metal that forms a divalent metal ion, and a surface activity And a method for producing a polyol dehydrogenase composition, comprising the step of adding an agent as a stabilizer. 補欠分子族としてピロロキノリンキノンを含むポリオール脱水素酵素に、環状アミノ酸と、非還元糖またはグアニジノ基を有するアミノグリコシド系抗生物質と、2価の金属イオンを形成する金属を含む金属化合物と、界面活性剤と、を安定化剤として添加して、酵素組成物を得る段階と、前記酵素組成物を凍結乾燥する段階と、を有する、ポリオール脱水素酵素組成物の製造方法。   A polyol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone as a prosthetic group, a cyclic amino acid, an aminoglycoside antibiotic having a non-reducing sugar or a guanidino group, a metal compound containing a metal that forms a divalent metal ion, and a surface activity A method for producing a polyol dehydrogenase composition, comprising: adding an agent as a stabilizer to obtain an enzyme composition; and lyophilizing the enzyme composition.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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