JP2508828B2 - アシルポリアミンアミドヒドロラ―ゼおよびその製造法 - Google Patents

アシルポリアミンアミドヒドロラ―ゼおよびその製造法

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JP2508828B2 JP63315404A JP31540488A JP2508828B2 JP 2508828 B2 JP2508828 B2 JP 2508828B2 JP 63315404 A JP63315404 A JP 63315404A JP 31540488 A JP31540488 A JP 31540488A JP 2508828 B2 JP2508828 B2 JP 2508828B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は新規な特性を有するアシルポリアミンアミド
ヒドロラーゼ、その製造法およびポリアミン定量用試薬
に関するものである。本発明のアシルポリアミンアミド
ヒドロラーゼはアシルポリアミンのアミド結合を加水分
解し、ポリアミンを遊離する反応を触媒する酵素であ
り、熱安定性に優れることを特徴とする。
プトレシン、スペルミジン、スペルミン等のポリアミ
ンは、広く生体中に存在し、細胞増殖に深い係わりをも
つとされている。1971年にラッセル等により癌患者の尿
中のポリアミンレベルが正常人に比べて有意に高いこと
が示されて〔キャンサーリサーチ31巻1555〜1558(197
1)〕以来、癌と体液中のポリアミン濃度との相関性が
注目されてきた。従って生体中のポリアミンを定量する
ことは、癌の診断にとって有用であると考えられてお
り、その定量法として高速液体クロマトグラフィー、酵
素法等多くの方法が提案されてきた。
(従来の技術) ところで尿中のポリアミンは、多くの場合、遊離型で
はなく、複合体として存在する。ポリアミン複合体の実
体は必ずしも明らかではないが、マーモードらによれば
人尿中のポリアミンはアセチル体(アシルポリアミン)
として存在している〔ジャーナル・オブ・ファルマシュ
ーティカル・サイエンス,67巻12号1671〜3(1978)〕
と報告している。
従って尿中のポリアミンを定量する場合には、塩酸を
用いてアシルポリアミンを加水分解し、ポリアミンを遊
離の形にする必要がある。しかしながらこの方法は操作
が繁雑であり、ポリアミンの定量が一般化しなかった原
因の1つである。
これに対し、最近より簡便な前処理法として、ストレ
プトミセスアベラニウス(Streptmyces Averanius)R
−20より得られ、アシルポリアミンのアミド結合を加水
分解する酵素、アシルポリアミンアミドヒドロラーゼ
(特公昭59−7435号公報)を用いた遊離化法(特公昭60
−50438号公報)や、アルスロバクター・スピーシーズ
(Arthrobactor sp.)No.13−62より得られたN−アセ
チルポリアミンアミドヒドロラーゼM(特開昭60−4338
0号公報)を用いた遊離化法が報告されている。この方
法は、塩酸を用いる加水分解法に比べ、操作が容易にな
ったとは言え、これらの酵素は、熱安定性の面で不十分
であった。
例えばストレプトミセスアベラニウスR−20のアシル
ポリアミンアミドヒドロラーゼはpH7.8,10分間処理で35
℃まで安定であり、アルスロバクター・スピーシーズN
o.13−62由来のアセチルポリアミンアミドヒドロラーゼ
MはpH7.0、10分間処理で35℃まで安定である。そのた
め、尿中のポリアミンの定量法において種々の不満足な
点が存在した。
(発明が解決しようとする課題) 本発明者らは、上記の背景を踏まえ、公知のアシルポ
リアミンアミドヒドロラーゼよりも熱安定性の優れたア
シルポリアミンアミドヒドロラーゼを見い出そうと種々
試みた。
(問題を解決するための手段) 本発明者らは上記問題点を解決するため鋭意研究を重
ねた結果、ロイコノストック属(Leuconos−toc),ア
ルカリゲネス属(Alcaligenes)またはリステリア属(L
isteria)に属する微生物から熱安定性に優れたアシル
ポリアミンアミドヒドロラーゼを見い出し、本発明を完
成するに至った。
すなわち本発明は下記反応を触媒し、下記特性およ
びを有するアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ、 アシルポリアミン+H2O→ポリアミン+カルボン酸 pH7.5,15分間処理で40℃まで安定である。
至適pHが7.5〜8.5である。
およびロイコノストック属、アルカリネゲス属、また
はリステリア属に属し、上記アシルポリアミンアミドヒ
ドロラーゼの生産能を有する菌株を栄養培地にて培養
し、該培養物からアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ
を採取することを特徴とするアシルポリアミンアミドヒ
ドロラーゼの製造法および上記アシルポリアミンアミド
ヒドロラーゼ及び遊離ポリアミンを測定する試薬を含有
するポリアミン定量用試薬である。。
本発明のアシルポリアミンアミドヒドロラーゼは下記
の特性を有する。
作用 本酵素の作用は、下記の反応式のごとく、アシルポリア
ミンのアミド結合を加水分解し、ポリアミンを遊離させ
るものである。
アシルポリアミン+H2O→ポリアミン+カルボン酸 熱安定性 本酵素の熱に対する安定性はpH7.5のリン酸緩衝液中で1
5分間処理で40℃まで安定である(第1図)。
至適pH 本酵素の至適pHは7.5〜8.5にある(第2図)。
Km 値 pH7.5の条件下、アセチルプトレシンに対する本酵素のK
m値は7×10-4Mである。
次に本酵素の活性測定法を示す。
0.2M リン酸緩衝液pH7.5 10.5ml 0.2% 4−アミノアンチピリン 2.0ml 0.4% EHSPT(*)溶液 2.0ml 90U/ml ペルオキシダーゼ溶液 2.0ml 50U/ml プレトキシオキシダーゼ溶液 1.5ml 蒸 留 水 3.0ml 21.0ml (*):N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スル
ホプロピル)−m−トルイジン 上記反応混液を調製した後、2.1mlを試験管に分取
し、酵素溶液0.8mlを添加し、37℃で5分間予備加温す
る。
次いで30mMアセチルプトレシン溶液0.1mlを添加し、
ゆるやかに混和後、水を対照に、37℃に制御された分光
光度計で565nmにおける1分間当りの吸光変化を求める
(ΔODtest) 盲検はアセチルプトレシンの代りに0.2Mリン酸緩衝液
pH7.5を0.1ml添加し、上記同様に操作を行い、1分間当
たりの吸光度変化を求める(ΔODblank)。アシルポリ
アミンアミドヒドロラーゼ活性は上記条件下で1分間に
1μmolのポリアミンを生成する(H2O2を生成する)酵
素活性を1単位(U)とし、次式により求められる。
41.76:キノイミン色素のミリモル分子吸光係数 1/2 :酵素反応で生成したH2O2の1分子から形成する
キノイミン色素は1/2分子であることによる係数 1.0:光路長 本発明におけるアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ
は、上記のような性質を有し、かかる性質は、アシルポ
リアミンよりのポリアミンの遊離型、さらには、尿中の
ポリアミンの定量に対し、非常に有用である。
上記のアシルポリアミンアミドヒドロラーゼは、ロイ
コノストック属、アルカリゲネス属、またはリステリア
属に属し、アシルポリアミンアミドヒドロラーゼ生産能
を有する微生物を栄養培地に培養し、該培養物からアシ
ルポリアミンアミドヒドロラーゼを採取することにより
製造することができる。
ロイコノストック属菌株としては例えばロイコノスト
ック・メセンテロイデス(Leuconostoc mesenteroide
s)ATCC 14935などがあり、アルカリゲネス属菌株とし
てはアルカリゲネス・フェカリス(Alealigenes feacal
is)IFO 12669などがあり、リステリア属菌株としては
例えばリステリア・モノシトゲネス(Listeria monocyt
ogenes)IID 574などが挙げられる。
アシルポリアミンアミドヒドロラーゼ生産菌の培養に
当って使用する培地としては、使用菌株が資化し得る炭
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、天然培地いずれも使用で
きる。例えば炭素源としては、グルコース、グリセロー
ル等が使用される。窒素源としては、例えば、ペプトン
類、肉エキス、酵母エキス等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等の無機窒素含有
化合物が使用される。無機物としては、リン酸カリウ
ム、リン酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシ
ウム等が使用される。また、アシルポリアミンアミドヒ
ドロラーゼの生産誘導物質として、アセチルプトレシ
ン、ジアセチルプトレシン等のアシルポリアミンを培地
中に添加しておくことが望ましい。
培地は通常振盪培養あるいは通気撹拌培養で行う。培
養温度は20〜50℃の範囲で、好ましくは25〜40℃、培養
pHは5〜9の範囲で、好ましくは7〜8に制御するのが
良い。これら以外の条件下でも使用する菌株が生育すれ
ば実施できる。培養期間は通常1〜10日で生育し、菌体
内にアシルポリアミンヒドロラーゼが生産蓄積される。
本発明での酵素の精製法は一般に使用される精製法を
用いれば良い。例えば、抽出法には、超音波砕、ガラス
ビーズを用いる機械的な破砕、フレンチプレス、界面活
性剤などいずれを用いてもよい。さらに抽出液について
は、硫安や、芒硝などの塩析法、塩化マグネシウムや、
塩化カルシウムなどの金属凝集法、プロタミンや、ポリ
エチレンイミンなどの凝集法、さらには、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体クロマト法など
により精製することができる。またこれらの方法で得ら
れた粗酵素液や、精製酵素液は、例えば、スプレードラ
イや凍結乾燥により、粉末化できる。さらには、適当な
担体に固定化して、固定化酵素として使用できる。
本発明の新規なアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ
は遊離ポリアミンを測定する試薬と組合せて使用するこ
とによりポリアミン定量用試薬とすることができる。
遊離ポリアミンを測定する試薬としては、ポリアミン
オキシダーゼまたはプトレシンオキシダーゼ、これらの
酵素反応により生成した過酸化水素を測定する試薬、例
えばペルオキシダーゼ、4−アミノアンチピリンおよび
フェノール誘導体またはアニリン誘導体などを含む。ポ
リアミンオキシダーゼまたはプトレシンオキシダーゼの
酵素反応により生成したアミノアルキルアルデヒドを測
定する試薬、例えばアミノアルキルアルデヒドロゲナー
ゼおよびNADなどを含んでもよい。
本発明の新規なアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ
が熱安定性に優れることから、本発明のポリアミン定量
用試薬は保存安定性に優れ、ポリアミン定量時の発色感
度が高い。
(実施例) 以下実施例を挙げて本発明を具体的に示す。
実施例1 ジアセチルプトレシン0.5%、イースト・ニトロゲン
・ベース(Difco製)0.1%、チミン0.01%、NaC1 0.5
%、MgSO4、7H2O 0.02%、リン酸緩衝液(pH7.5)30mM
を含む培地(pH7.2)100mlを500ml容坂口フラスコに移
し、121℃、20分間にオートクレーブを行った。種菌と
して、リステリア・モノシトゲネス(Listeria monosyt
ogenes)IDD 5741白金耳植菌し、30℃で2日間培養し、
種培養液とした。次に同培地300mlを2l容坂口フラスコ1
0本に移し、121℃、20分間オートクレーブを行った。こ
れに種培養液6mlを移し30℃で3日間培養した。培養液3
000mlを遠心分離にて集菌し、20mMリン酸緩衝液300mlに
懸濁した。超音波破砕機(久保田製)にて15分処理し、
遠心分離にてその上清液300mlを得た。得られた粗酵素
液のアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ活性は16.5mU
/mlであった。粗酵素液をイオン交換クロマトグラフィ
ーにより分画し、濃縮し、30U/mlの酵素標品を得た。
得られた酵素の理科学的性質は次の通りであった。
1.熱安定性 本酵素の熱に対する安定性は、pH7.5のリン酸緩衝液
中で、各温度で15分間処理で40℃まで安定で、50℃で
は、約20%の残存活性であった(第1図)。
2.至適pH 本酵素の至適pHは7.5〜8.5にある(第2図)。
3.Km 値 pH7.5の条件下、アセチルプトレシンに対する本酵素
のKm値は7×10-4Mである。
4.化学物質の影響 本酵素は、第1表に上げた阻害剤、金属イオンによ
り、25℃、1時間後の残存活性で示すと次のような影響
を受けた。
実施例2 実施例1で得られた酵素標品を用いて、下記の反応組
成からなる反応混液を用いて既知濃度のアセチルプトレ
シン溶液の0.2mlを添加し、37℃で20分間反応させOD 56
5におけるアセチルプトレシンに対する検量線を作成し
た(第3図)。
0.2M リン酸緩衝液pH7.5 2.0ml 0.2% 4−アミノアンチピリン 0.2ml 0.4% EHSPT 0.2ml 90U/ml ペルオキシダーゼ 0.2ml 50U/ml プトレシンオキシダーゼ 0.1ml 30U/ml 本発明のアシルポリアミン 0.1ml アミドヒドロラーゼ 試料 0.2ml 検量線は、565nmの吸光度でアセチルプトレシン120μ
M(線濃度)まで直線性を示した。
実施例3 ロイコノストック・メセンテロイデス(Leucon−osto
c mesenteroides)ATCC 14935を、実施例1と同様に培
養し、得られたアシルポリアミンアミドヒドロラーゼに
ついても同様の特性を得た。
実施例4 アルカリゲネス・フェカリス(Alcaligenes fecali
s)IFO 12669を実施例1と同様に培養し、得られたアシ
ルポリアミンアミドヒドロラーゼについても同様の特性
を得た。
(発明の効果) 本発明のアシルポリアミンアミドヒドロラーゼは上記
のような性質を有するが、pH7.5でアセチルプトレシン
に対するKm値が7×10-4Mと小さく、至適pHが7.5〜8.5
と弱アルカリ性にある。本発明のアシルポリアミンアミ
ドヒドロラーゼはアシルポリアミンからポリアミンを遊
離させ、さらには尿中のポリアミンの定量に対し非常に
有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ
の熱安定性を示す。 第2図は本発明のアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ
の至適pHを示す。図中○−○は0.2Mリン酸緩衝液、●−
●は70mMトリス−HCl緩衝液を示す。 第3図はアセチルプトレシンに対する検量線を示す。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記反応を触媒し、下記特性およびを
    有するアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ。 アシルポリアミン+H2O→ポリアミン+カルボン酸 pH7.5,15分間処理で40℃まで安定である。 至適pHが7.5〜8.5である。
  2. 【請求項2】ロイコノストック属、アルカリネゲス属、
    またはリステリア属に属し、特許請求の範囲第1項記載
    のアシルポリアミンアミドヒドロラーゼの生産能を有す
    る菌株を栄養培地にて培養し、該培養物からアシルポリ
    アミンアミドヒドロラーゼを採取することを特徴とする
    アシルポリアミンアミドヒドロラーゼの製造法。
  3. 【請求項3】下記反応を触媒し、下記特性およびを
    有するアシルポリアミンアミドヒドロラーゼ及び遊離ポ
    リアミンを測定する試薬を含有するポリアミン定量用試
    薬。 アシルポリアミン+H2O→ポリアミン+カルボン酸 pH7.5,15分間処理で40℃まで安定である。 至適pHが7.5〜8.5である。
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