JP2593481B2 - DNA having genetic information of sarcosine oxidase and use thereof - Google Patents

DNA having genetic information of sarcosine oxidase and use thereof

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JP2593481B2
JP2593481B2 JP62199460A JP19946087A JP2593481B2 JP 2593481 B2 JP2593481 B2 JP 2593481B2 JP 62199460 A JP62199460 A JP 62199460A JP 19946087 A JP19946087 A JP 19946087A JP 2593481 B2 JP2593481 B2 JP 2593481B2
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sarcosine
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    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
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    • C12N9/0032Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on CH-NH groups of donors (1.5) with oxygen as acceptor (1.5.3)

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、新規サルコシンオキシダーゼの遺伝情報を
有するポリデオキシリボ核酸に関する。本発明はまた、
該ポリデオキシリボ核酸を保持してなる形質転換体に関
する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polydeoxyribonucleic acid having genetic information of a novel sarcosine oxidase. The present invention also provides
The present invention relates to a transformant carrying the polydeoxyribonucleic acid.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

サルコシンオキシダーゼは、次の反応式、 サルコシン+O2+H2O→グリシン+ホルムアルデヒド+H2O2 の反応式で示されるようにそれぞれ1分子のサルコシ
ン、酸素および水からそれぞれ1分子のグリシン、ホル
ムアルデヒドおよび過酸化水素を生ずる反応を触媒する
酵素であって、自然界、特に動物臓器中に存在すること
が古くから知られており、また、ペニシリウム属(Peni
cillium)、シュードモナス属(Pseudomonas)〔以上Fr
isell,W.R.& Mackenzie,C.G.(1970)Meth.Enzymol.17
A.976−981〕、アルスロバクター属(Arthrobacter)
〔特開昭54−28893号公報〕、バチルス属(Bacillus)
〔特開昭54−52789号公報,特開昭61−162174号公
報〕、シリンドロカルポン属(Cylindrocarpon)〔特開
昭56−92790号公報〕、シュードモナス属(Pseudomona
s)〔特開昭60−43379号公報〕、ストレプトミセス科
(Streptomycetaceae)〔特開昭61−280271号公報〕に
属する微生物に存在することが報告されている。
Sarcosine oxidase is obtained from one molecule of sarcosine, one molecule of glycine, formaldehyde and one molecule of oxygen, respectively, as shown by the following reaction formula: sarcosine + O 2 + H 2 O → glycine + formaldehyde + H 2 O 2 An enzyme that catalyzes a reaction that produces hydrogen oxide, which has long been known to exist in nature, particularly in animal organs.
cillium), Pseudomonas (Fr.
isell, WR & Mackenzie, CG (1970) Meth.Enzymol.17
A.976-981], Arthrobacter
[JP-A-54-28893], Bacillus
[JP-A-54-52789, JP-A-61-162174], Cylindrocarpon (JP-A-56-92790), Pseudomonas
s) It has been reported that it is present in microorganisms belonging to the family Streptomycetaceae (Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 61-280271).

この、サルコシンオキシダーゼは、サルコシンを基質
とする酸化酵素であるので、血清などの体液中に存在す
るサルコシンの定量に使用されるが、この酵素は、これ
のみに留まらずにクレアチニン或いはコリン代謝系に関
与しているので、特に前者の代謝系の他の酵素即ちクレ
アチニナーゼ、クレアチナーゼと共役反応せしめて、ホ
ルムアルデヒドおよび過酸化水素を生成せしめ、それら
の一方または両方を定量することにより、クレアチニ
ン、クレアチンを簡便且つ特異的に定量することが可能
である。従って、クレアチニン又はクレアチンの従来の
非特異的な化学的定量法に代わる生化学的定量法におけ
る主要酵素となるもので、臨床診断分野、研究分野にお
いて極めて有用である。
Since sarcosine oxidase is an oxidase using sarcosine as a substrate, it is used for quantification of sarcosine present in body fluids such as serum, but this enzyme is not limited to sarcosine, and is used for creatinine or choline metabolism. Creatinine, creatine, by producing formaldehyde and hydrogen peroxide, and quantifying one or both of them, in particular by causing a conjugation reaction with other enzymes of the former metabolic system, namely creatininase and creatinase. Can be simply and specifically quantified. Therefore, it is a major enzyme in biochemical quantification methods that replace conventional non-specific quantification methods of creatinine or creatine, and is extremely useful in the field of clinical diagnosis and research.

〔発明が解決しようとする課題〕 従来より報告されているサルコシンオキサダーゼ生産
菌は、サルコシンオキシダーゼの生産性が低く、もとも
と製造コストが高くなるという難点があるだけでなく、
製造時において、コリン、サルコシンまたはクレアチン
等のサルコシンオキシダーゼ生産を誘導する物質の添加
が必須であったため、製造コストがより高いものにな
り、また培養後においての共存する他種酵素等の除去が
非常に困難で、純度の高い良質なサルコシンオキシダー
ゼを得るための精製工程及びコストの面で問題があり、
研究用試薬、臨床診断用試薬として安易に広く用いるに
は必ずしも満足のいくものではなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally reported sarcosine oxidase-producing bacteria have low productivity of sarcosine oxidase, and not only have the disadvantage that the production cost is originally high, but also
During production, the addition of substances that induce sarcosine oxidase production, such as choline, sarcosine or creatine, was indispensable, resulting in higher production costs, and the removal of other coexisting enzymes after culture was extremely difficult. Is difficult, there is a problem in terms of purification process and cost to obtain high-quality sarcosine oxidase of high purity,
It was not always satisfactory for easy and wide use as a research reagent and a clinical diagnostic reagent.

ただ、最近、耐熱性菌より得られた耐熱性サルコシン
オキシダーゼは、加熱処理することにより、夾雑酵素
(例えばカタラーゼ、ウリカーゼ等)の活性を完全に失
活させることが可能である〔特開昭61−162174号公報〕
と報告されているが、耐熱性菌由来の夾雑酵素(例えば
カタラーゼ、ウリカーゼ等)は何れにしても多少の耐熱
性を有し、実際、上述の公報記載の如く夾雑酵素を完全
に失活されることは非常に困難であった。
However, recently, the heat-resistant sarcosine oxidase obtained from a heat-resistant bacterium can be completely deactivated by heat treatment to completely inactivate the activities of contaminating enzymes (eg, catalase, uricase, etc.) [Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61]. -162174)
However, contaminating enzymes derived from thermotolerant bacteria (for example, catalase, uricase, etc.) have some heat resistance in any case, and in fact, as described in the above-mentioned publication, the contaminating enzymes are completely inactivated. It was very difficult to do.

また、以下の理化学的性状を有するサルコシンオキサ
ダーゼの詳細な一次構造は報告されていない。
Further, no detailed primary structure of sarcosine oxidase having the following physicochemical properties has been reported.

(a)作用 サルコシン、一分子の酵素および一分子の水からグリ
シン、ホルムアルデヒドおよび一分子の過酸化水素を生
成する下記の酵素反応を触媒する酵素である。
(A) Action It is an enzyme that catalyzes the following enzymatic reaction that produces glycine, formaldehyde and one molecule of hydrogen peroxide from sarcosine, one molecule of enzyme and one molecule of water.

サルコシン+O2+H2O→グリシン+ホルムアルデヒド+H2O2 (b)基質特異性 サルコシンに基質特異性を有する。Sarcosine + O 2 + H 2 O → glycine + formaldehyde + H 2 O 2 (b) Substrate specificity Sarcosine has substrate specificity.

(c)至摘pH 8.〜9.5 (d)等電点 4.7 (e)分子量 4万(ゲル濾過法により測定) (f)熱安定性 40℃、10分間処理で安定である。(C) Extraction pH 8.-9.5 (d) Isoelectric point 4.7 (e) Molecular weight 40,000 (measured by gel filtration method) (f) Thermal stability Stable at 40 ° C for 10 minutes.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者は、サルコシンオキシダーゼについて、その
生産性向上、共存する他種酵素(夾雑酵素)の含量低減
並びに製造コストの低減を図るべく鋭意検討をおこなっ
ていたところ、微生物中から新規なサルコシンオキシダ
ーゼ遺伝子の採取ならびにその一次構造の解析に成功す
ると共に遺伝子工学的手法を応用することによって、以
下に述べる如く、高生産性であり、且つ生産時培地中に
誘導物質を必要としないサルコシンオキシダーゼの製造
法を確立した。
The present inventors have made intensive studies to improve the productivity of sarcosine oxidase, reduce the content of coexisting other enzymes (contaminating enzymes), and reduce the production cost, and found a novel sarcosine oxidase gene from microorganisms. As described below, a method for producing sarcosine oxidase that is highly productive and does not require an inducing substance in the production medium by applying genetic engineering techniques to the extraction of sarcosine oxidase and the analysis of its primary structure. Established.

すなわち、本発明は、以下の理化学的性状を有するサ
ルコシンオキシダーゼを構成成分としてなるポリペプチ
ドの後記アミノ酸配列をコードする塩基配列を含むもの
であることを特徴とするポリデオキシリボ核酸および該
ポリデオキシリボ核酸を保持することを特徴とする形質
転換体である。
That is, the present invention comprises a polydeoxyribonucleic acid comprising a base sequence encoding the amino acid sequence described below of a polypeptide comprising sarcosine oxidase having the following physicochemical properties, and the polydeoxyribonucleic acid is retained. A transformant characterized in that:

(a)作用 サルコシン、一分子の酵素および一分子の水からグリ
シン、ホルムアルデヒドおよび一分子の過酸化水素を生
成する下記の酵素反応を触媒する酵素である。
(A) Action It is an enzyme that catalyzes the following enzymatic reaction that produces glycine, formaldehyde and one molecule of hydrogen peroxide from sarcosine, one molecule of enzyme and one molecule of water.

サルコシン+O2+H2O→グリシン+ホルムアルデヒド+H2O2 (b)基質特異性 サルコシンに基質特異性を有する。Sarcosine + O 2 + H 2 O → glycine + formaldehyde + H 2 O 2 (b) Substrate specificity Sarcosine has substrate specificity.

(c)至摘pH 8.0〜9.5 (d)等電点 4.7 (e)分子量 4万(ゲル濾過法により測定) (f)熱安定性 40℃、10分間処理で安定である。(C) Extraction pH 8.0-9.5 (d) Isoelectric point 4.7 (e) Molecular weight 40,000 (measured by gel filtration method) (f) Thermal stability Stable at 40 ° C for 10 minutes.

また本発明は、宿主微生物が該ポリデオキシリボ核酸
を保持することを特徴とする形質転換体であり、さらに
該形質転換体により生産されるポリペプチドは、サルコ
シンオキシダーゼ活性1単位に対し、夾雑酵素であるカ
タラーゼ、クレアチナーゼ、N−エチル−グリシンオキ
シダーゼの活性が、カタラーゼ活性0.05単位以下、クレ
アチナーゼ活性0.0004単位以下、N−エチル−グリシン
オキシダーゼ活性0.03単位以下であるサルコシンオキシ
ダーゼからなり、また該ポリペプチドはN末端側より式 (式中、Aはアミノ酸残基,水素原子またはアセチル基
を示し、Bはアミノ酸残基,−OHまたは−NH3を示す)
で表されるサルコシン、1分子の酵素および1分子の水
からグリシン、ホルムアルデヒドおよび1分子の過酸化
水素を生ずる反応を触媒するサルコシンオキシダーゼを
構成するポリペプチドであり、また該形質転換体の取得
には、該ポリデオキシリボ核酸を発現ベクターに組み入
れた組換えDNAを宿主微生物に移入することにより目的
が達成され、さらに該形質転換体を培養して該ポリデオ
キシリボ核酸の遺伝情報を発現させ、次いで上述の理化
学的性状を有するサルコシンオキシダーゼの構成成分と
してなるポリペプチドを採取してなるサルコシンオキシ
ダーゼの製造に関するものである。
The present invention also relates to a transformant characterized in that the host microorganism retains the polydeoxyribonucleic acid. Further, the polypeptide produced by the transformant may contain one unit of sarcosine oxidase activity and a contaminating enzyme. The activity of certain catalase, creatinase, N-ethyl-glycine oxidase is sarcosine oxidase having a catalase activity of 0.05 units or less, a creatinase activity of 0.0004 units or less, and an N-ethyl-glycine oxidase activity of 0.03 units or less. Expression from end (In the formula, A represents the amino acid residue, a hydrogen atom or an acetyl group, B denotes an amino acid residue, -OH or -NH 3)
Is a polypeptide constituting sarcosine oxidase which catalyzes a reaction that produces glycine, formaldehyde and one molecule of hydrogen peroxide from one molecule of enzyme and one molecule of water represented by the following formula: The object is achieved by transferring a recombinant DNA obtained by incorporating the polydeoxyribonucleic acid into an expression vector into a host microorganism, further culturing the transformant to express the genetic information of the polydeoxyribonucleic acid, and then The present invention relates to the production of sarcosine oxidase obtained by collecting a polypeptide as a constituent component of sarcosine oxidase having the above physicochemical properties.

ポリペプチド(I)に関し、Aで示されるアミノ酸残
基としては、一個または複数個のアミノ酸残基よりな
り、Aとしては、好ましくは、水素原子若しくはMetま
たはシグナルペプチドが挙げられる。Bで示されるもの
としては、酸アミドであってもよく、また一個以上のア
ミノ酸残基であってもよい。
In the polypeptide (I), the amino acid residue represented by A is composed of one or more amino acid residues, and A preferably includes a hydrogen atom, Met, or a signal peptide. The compound represented by B may be an acid amide or one or more amino acid residues.

上述の理化学的性状を有するサルコシンオキシダーゼ
の遺伝子であるポリデオキシリボ核酸としては、少なく
とも上述の理化学的性状を有するサルコシンオキシダー
ゼの遺伝子それ自体を含むポリデオキシリボ核酸であれ
ばよく、例えば核サルコシンオキシダーゼ遺伝子それ自
体としてはN末端側より式 で表されるサルコシンオキシダーゼの構成成分としてな
るポリプチドのアミノ酸配列をコードする塩基配列であ
るポリデオキシリボ核酸を挙げることが出来る。
The polydeoxyribonucleic acid which is the sarcosine oxidase gene having the above-mentioned physicochemical properties may be a polydeoxyribonucleic acid containing at least the sarcosine oxidase gene itself having the above-mentioned physicochemical properties, such as the nuclear sarcosine oxidase gene itself. From the N-terminal side And polydeoxyribonucleic acid, which is a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of a polypeptide as a component of sarcosine oxidase represented by

また式(II)で表されるサルコシンオキシダーゼであ
るポリペプチドのアミノ酸配列において、各アミノ酸に
対応する一連のコドンのうちのいずれか1戸のコドンか
らなるポリデオキシリボ核酸であればよく、さらに該ポ
リデオキシリボ核酸の5′末端に1個以上のナンセンス
コドン以外のコドンおよび/または3′末端に1個以上
のコドンを有するポリデオキシリボ核酸であってもよ
い。例えば、その代表例として5′末端側より式 (式中、XはTAA,TAGおよびTGA以外のコドンまたは水素
原子を示し、Yはコドンまたは水素原子を示す)で表さ
れる塩基配列を有するポリデオキシリボ核酸を挙げるこ
とができる。
In the amino acid sequence of the polypeptide that is sarcosine oxidase represented by the formula (II), any polydeoxyribonucleic acid consisting of any one of a series of codons corresponding to each amino acid may be used. It may be a polydeoxyribonucleic acid having one or more codons other than one or more nonsense codons at the 5 'end of the deoxyribonucleic acid and / or one or more codons at the 3' end. For example, as a typical example, the formula (Wherein, X represents a codon or hydrogen atom other than TAA, TAG and TGA, and Y represents a codon or hydrogen atom).

式(III)で表される塩基配列に関し、Xで示される
コドンは、アミノ酸をコードするコドンであればいずれ
でもよく、更に、その5′末端側にアミノ酸をコードす
るコドンを1個以上有してもよいが、好ましくはATGま
たはジグナルペプチドに対応するポリデオキシリボ核酸
を挙げることができる。
Regarding the base sequence represented by the formula (III), the codon represented by X may be any codon that encodes an amino acid, and further has one or more codons encoding an amino acid at the 5′-terminal thereof. However, a polydeoxyribonucleic acid corresponding to ATG or a signal peptide can be preferably used.

Yで示されるコドンは、翻訳終止コドンまたはアミノ
酸をコードするコドンであればいずれでもよく、更に、
その3′末端側にアミノ酸をコードするコドンを1個以
上有していてよいが、その場合には、この複数個のコド
ンの3′末端にさらに翻訳終止コドンを有することが好
ましい。
The codon represented by Y may be any translation termination codon or a codon encoding an amino acid.
One or more codons encoding an amino acid may be present on the 3'-terminal side. In this case, it is preferable that the plurality of codons further have a translation termination codon at the 3'-terminal.

サルコシンオキシダーゼ遺伝子を構成成分としてなる
ポリデオキシリボ核酸または、式(II)で表されるアミ
ノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子であるポ
リデオキシリボ核酸または、式(III)で表されるポリ
デオキシリボ核酸は、例えばサルコシンオキシダーゼを
生産するサルコシンオキシダーゼ遺伝子の供与体である
微生物より該微生物のDNAを分離精製した後、超音波、
制限酵素などを用いて切断した該DNAと切断してリニヤ
ーにした発現ベクターとを両DNAの平滑または接着末端
部においてDNAリガーゼなどにより結合閉環させ、斯く
して得られた組換えDNAベクターを複製可能な宿主微生
物に移入した後、ベクターのマーカーとサルコシンオキ
シダーゼの活性とを指標としてスクリーニングして取得
した該組換えDNAベクターを保持する微生物を培養し、
該培養菌体から該組換えDNAベクターを分離精製し、次
いで該組換えDNAベクターからサルコシンオキシダーゼ
遺伝子であるポリデオキシリボ核酸を採取すればよい。
A polydeoxyribonucleic acid having a sarcosine oxidase gene as a component or a polydeoxyribonucleic acid having a base sequence encoding an amino acid sequence represented by the formula (II) or a polydeoxyribonucleic acid represented by the formula (III) For example, after separating and purifying the DNA of a microorganism that is a donor of a sarcosine oxidase gene that produces sarcosine oxidase, the ultrasound,
The DNA cleaved using a restriction enzyme or the like and the expression vector cleaved and linearized are ligated and closed with a DNA ligase or the like at the blunt or cohesive ends of both DNAs, and the thus obtained recombinant DNA vector is replicated. After transferring to a possible host microorganism, culturing the microorganism holding the recombinant DNA vector obtained by screening using the marker of the vector and the activity of sarcosine oxidase as an index,
The recombinant DNA vector may be separated and purified from the cultured cells, and then a polydeoxyribonucleic acid that is a sarcosine oxidase gene may be collected from the recombinant DNA vector.

サルコシンオキシダーゼ遺伝子の供与体である微生物
としては、サルコシンオキシダーゼ産生能を有する微生
物であればよく、例えば、特開昭54−28893号公報、特
開昭54−52789号公報、特開昭56−92790号公報、特開昭
60−43379号公報、特開昭61−162174号公報、特開昭61
−280271号公報などに示されているバチルス・エスピー
(Bacillus sp)B−0618株,バチルス・エスピー(Bac
illus sp)NS−129株等のバチルス科サルコシンオキシ
ダーゼ生産菌、アルスロバクター・ウレアフアシエンス
(Arthrobacter ureafashiense)IFO 12140株等のアル
スロバクター属サルコシンオキシダー生産菌、シリンド
ロカルポン・デイデイマム(ハルデイグ)ウオレンウイ
バー(Cylindrocarpon didymum(Hartig)Wollenwebe
r)M−1株等のシリンドロカルポン属サルコシンオキ
シダーゼ生産菌、シュードモナス・マルトフイリア(Ps
eudomonas maltophilia)BMTU254株,シュードモナス・
マルトフイリア(Pseudomonas maltophilia)BMTU288株
等のシュードモナス属サルコシンオキシダーゼ生産菌お
よびカイニア・プルプロゲナ(Chainia purpurogena)D
SM43156株、カイニア・オクラツエー(Chainia ochrace
ae)DSM43155株、ストレプトマイセス・フロツクルス
(Streptomyces flocculus)DSM40327株、ストレプトフ
エテイシリウム・エスピー(Streptoverticilliun sp)
DSM40237株、キタサトア・プルプレア(Kitasatoa purp
ures)DSM43362株等のストレプロマイセス科サルコシン
オキシダーゼ生産菌等の群から適宜選ばれる。
The microorganism that is a donor of the sarcosine oxidase gene may be any microorganism that has sarcosine oxidase-producing ability, such as JP-A-54-28893, JP-A-54-52789, and JP-A-56-92790. No.
JP-A-60-43379, JP-A-61-162174 and JP-A-61-61174
No. 280271, Bacillus sp. B-0618 strain, Bacillus sp.
Bacillus sarcosine oxidase-producing bacteria such as illus sp NS-129 strain, Arthrobacter sarcosine oxidase-producing bacteria such as Arthrobacter ureafashiense IFO 12140 strain, and Cylindrocarpon deidayum (Hardig). ) Wollen webe (Cylindrocarpon didymum (Hartig) Wollenwebe
r) A sarcosine oxidase-producing bacterium of the genus Cylindrocarpon such as M-1 strain, Pseudomonas maltophylia (Ps
eudomonas maltophilia) BMTU254 strain, Pseudomonas
Pseudomonas sarcosine oxidase-producing bacteria such as Pseudomonas maltophilia strain BMTU288 and Chainia purpurogena D
SM43156 strain, Chainia ochrace
ae) DSM43155 strain, Streptomyces flocculus DSM40327 strain, Streptoverticilliun sp
DSM40237 strain, Kitasatoa purp
ures) It is appropriately selected from the group of sarcosine oxidase-producing bacteria such as Streptomyces family such as DSM43362 strain.

好ましくは、バチルス・エスピー(Bacillus sp)B
−0618株のサルコシンオキシダーゼ生産菌が挙げられる
が特に、上述の理化学的性状を有するサルコシンオキシ
ダーゼ産生能を有する微生物が挙げられ例えば、特開昭
54−28893号公報になどに示されているバチルス・エス
ピー(Bacillus sp)B−0618株が挙げられる。また、
遺伝子組換え技術を駆使して、該サルコシンオキシダー
ゼ産生能を付与せしめた形質転換微生物をサルコシンオ
キシダーゼ遺伝子の供与体として利用してもよい。
Preferably, Bacillus sp. B
Sarcosine oxidase-producing bacteria of the strain -0618, and in particular, microorganisms having a sarcosine oxidase-producing ability having the above-mentioned physicochemical properties.
Bacillus sp. B-0618 strain described in JP-A-54-28893. Also,
The transformed microorganism to which the sarcosine oxidase-producing ability has been imparted by making full use of gene recombination technology may be used as a sarcosine oxidase gene donor.

遺伝子の供与体である微生物から由来するDNAは次の
ように採取される。即ち、供与微生物である上述した微
生物のいずれかを、例えば、液体培地で約1〜3日間通
気撹拌培養し、得られる培養物を遠心分離して集菌し、
次いでこれを溶菌させることによって該サルコシンオキ
シダーゼ遺伝子の含有溶菌物を調製することができる。
溶菌方法としては、例えばリゾチームやβ−グルカナー
ゼなどの細胞壁溶解酵素による処理が施され、必要によ
りプロテアーゼなどの他の酵素やラウリル硫酸ナトリウ
ムなどの界面活性剤が併用され、さらに細胞壁の物理的
破壊法である凍結融解やフレンチプレス処理を上述の溶
菌法との組み合せで行ってもよい。
DNA derived from a microorganism as a gene donor is collected as follows. That is, any of the above-described microorganisms that are the donor microorganisms is, for example, cultured under aeration and stirring for about 1 to 3 days in a liquid medium, and the obtained culture is collected by centrifugation,
Then, the lysate is lysed to prepare a lysate containing the sarcosine oxidase gene.
As a lysis method, for example, treatment with a cell wall lysing enzyme such as lysozyme or β-glucanase is performed, and other enzymes such as a protease or a surfactant such as sodium lauryl sulfate are used in combination, if necessary. May be performed in combination with the lysis method described above.

このようにして得られた溶菌物からDNAを分離、精製
するには、常法に従って、例えばフェノール抽出による
除蛋白処理、プロテアーゼ処理、リボヌクレアーゼ処
理、アルコール沈澱、遠心分離などの方法を適宜組み合
わせることにより行うことができる。
In order to separate and purify DNA from the lysate obtained in this manner, a method such as protein removal by phenol extraction, protease treatment, ribonuclease treatment, alcohol precipitation, or centrifugation is appropriately combined in accordance with a conventional method. It can be carried out.

分離精製された微生物DNAを切断する方法は、例え
ば、超音波処理、制限酵素処理などにより行うことがで
きるが、得られるDNA断片とベクターとの結合を容易な
らしめるため、制限酵素、とりわけ特定ヌクレオチド配
列に作用する、例えば、EcoR I、Hind III、BamH Iなど
のII型制限酵素が適している。
The method of cutting the separated and purified microbial DNA can be performed, for example, by sonication, restriction enzyme treatment, and the like.However, in order to facilitate the binding of the obtained DNA fragment to the vector, restriction enzymes, especially specific nucleotides, are used. Suitable are type II restriction enzymes which act on the sequence, such as, for example, EcoRI, HindIII, BamHI.

ベクターとしては、宿主微生物体内で自律的に増殖し
うるファージまたはプラスミドから遺伝子組換え用とし
て構築されたものが適している。
As a vector, a vector constructed for gene recombination from a phage or a plasmid capable of autonomous propagation in a host microorganism is suitable.

ファージとしては、例えば、エシェリヒア・コリ(Es
cherichia coli)を宿主微生物とする場合には、λgt・
λC,λgt・λBなどが使用できる。
Examples of the phage include Escherichia coli (Es
cherichia coli) is used as the host microorganism.
λC, λgt and λB can be used.

また、プラスミドとしては、例えば、エシェリヒア・
コリを宿主微生物とする場合にはpBR322、pBR325、pACY
C184、pUC12、pUC13、pUC18、pUC19等が、バチルス・ズ
ブチルス(Bacillus subtillis)を宿主微生物とする場
合にはpUB110、pC194などが使用できる。更に、エシェ
リヒア・コリおよびサッカロマイセス・セレビシアなど
のグラム陰・陽両性にまたがる二種以上の宿主微生物体
内で自律的に増殖可能なシャトルベクターを利用するこ
ともできる。このようなベクターを、先に述べたサルコ
シンオキシダーゼ遺伝子供与体である微生物DNAの切断
に使用した制限酵素と同じ制限酵素で切断して、ベクタ
ー断片を得ることが好ましい。
As plasmids, for example, Escherichia
When using E. coli as the host microorganism, pBR322, pBR325, pACY
When C184, pUC12, pUC13, pUC18, pUC19 and the like are used as Bacillus subtilis as a host microorganism, pUB110 and pC194 can be used. Furthermore, a shuttle vector capable of autonomous propagation in two or more kinds of host microorganisms spanning both gram and amphoteric amphoteric such as Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae can be used. Preferably, such a vector is cleaved with the same restriction enzyme used for cutting the microorganism DNA that is the sarcosine oxidase gene donor described above to obtain a vector fragment.

微生物DNA断片とベクター断片とを結合させる方法
は、公知のDNAリガーゼを用いる方法であればよく、例
えば、微生物DNA断片の接着末端とベクター断片の接着
末端とアニーリングの後、適当なDNAリガーゼの作用に
より微生物DNA断片とベクター断片との組換えDNAを作成
する。必要ならば、アニーリングの後、宿主微生物に移
入して、生体内のDNAリガーゼを利用し組換えDNAを作成
することもできる。
The method of binding the microbial DNA fragment to the vector fragment may be a method using a known DNA ligase.For example, after annealing the cohesive end of the microbial DNA fragment and the cohesive end of the vector fragment, the action of an appropriate DNA ligase is performed. To prepare a recombinant DNA of the microorganism DNA fragment and the vector fragment. If necessary, after annealing, the DNA can be transferred to a host microorganism, and recombinant DNA can be prepared using in-vivo DNA ligase.

宿主微生物としては、組換えDNAが安定かつ自律的に
増殖可能で、且つ外来性DNAの形質が発現できるもので
あればよく、例えば、宿主微生物がエシェリヒア・コリ
の場合、エシェリヒア・コリDH1、エシェリヒア・コリH
B101、エシェリヒア・コリW3110、エシェリヒア・コリC
600などが利用出来る。
The host microorganism may be any microorganism as long as the recombinant DNA can stably and autonomously proliferate and can express the trait of the exogenous DNA.For example, when the host microorganism is Escherichia coli, Escherichia coli DH1, Escherichia coli・ Kori H
B101, Escherichia coli W3110, Escherichia coli C
600 can be used.

宿主微生物に組換えDNAを移入する方法としては、例
えば、宿主微生物がエシェリヒア属に属する微生物の場
合には、カルシュウムイオンノ存在下で組換えDNAの移
入を行い、またバチルス属に属する微生物の場合には、
コンピテントセル法またはリポソーム組換えDNAのプロ
トプラスト宿主細胞への電気的な融合移入法などを採用
することができ、さらにマイクロインジェクション法を
用いてもよい。かくして得られた形質転換体である微生
物は、栄養培地に培養されることにより多量のサルコシ
ンオキシダーゼを安定して産生し得ることを見出した。
As a method for transferring the recombinant DNA to the host microorganism, for example, when the host microorganism is a microorganism belonging to the genus Escherichia, transfer the recombinant DNA in the presence of calcium iono, and in the case of a microorganism belonging to the genus Bacillus In
A competent cell method, a method for electrically transferring a liposome recombinant DNA to a protoplast host cell, or the like may be employed, and a microinjection method may be used. It has been found that the microorganism as a transformant thus obtained can stably produce a large amount of sarcosine oxidase by being cultured in a nutrient medium.

宿主微生物への目的組換えDNA移入の有無についての
選択は、目的DNA断片を保持する組換えDNAであるベクタ
ーの薬剤耐性マーカーと該サルコシンオキシダーゼとを
同時に発現し得る微生物を検策すればよく、例えば、薬
剤耐性マーカーに基づく選択培地で生育し、且つ該サル
コシンオキシダーゼを生成する微生物を選択すればよ
い。
Selection of the presence or absence of transfer of the target recombinant DNA to the host microorganism may be performed by examining a microorganism capable of simultaneously expressing the drug resistance marker of the vector, which is a recombinant DNA holding the target DNA fragment, and the sarcosine oxidase, For example, a microorganism that grows on a selective medium based on a drug resistance marker and that produces the sarcosine oxidase may be selected.

このようにして一度選択された該サルコシンオキシダ
ーゼ遺伝子を保有する組換えDNAは、形質転換微生物か
ら取り出され、他の宿主微生物に移入することも容易に
実施できる。また、該サルコシンオキシダーゼ遺伝子を
保持する組換えDNAから制限酵素などにより切断して該
サルコシンオキシダーゼ遺伝子であるDNAを切り出し、
これの同様な方法により切断して得られる他のベクター
末端とを結合させて新規な特徴を有する組換えDNAを作
成して、他の宿主微生物に移入することも容易に実施で
きる。
The recombinant DNA having the sarcosine oxidase gene once selected in this manner can be easily removed from a transformed microorganism and transferred to another host microorganism. Further, the sarcosine oxidase gene is cleaved with a restriction enzyme or the like from the recombinant DNA holding the sarcosine oxidase gene to cut out the sarcosine oxidase gene DNA,
It can also be easily carried out to prepare a recombinant DNA having novel characteristics by ligating it to another vector end obtained by cleavage by the same method as described above, and to transfer it to another host microorganism.

また本質的にサルコシンオキシダーゼ活性であるサル
コシンオキシダーゼムテインのDNAは、本発明のサルコ
シンオキシダーゼ遺伝子から遺伝子工学的手法により作
製される人工変異遺伝子を意味し、この人工変異遺伝子
は部位特異的塩基変換法および目的遺伝子の特定DNA断
片を人工変異DNA断片で置換するなどの種々なる遺伝子
工学的方法を使用して得られ、斯くして取得された人工
変異遺伝子のうち特に優れた性質を有するサルコシンオ
キシダーゼムテインDNAは、最終的には、このムテインD
NAをベクターに挿入せしめて組換えDNAを作成し、これ
を宿主微生物に移入させることによって、サルコシンオ
キシダーゼムテインの製造が可能である。
Further, the DNA of sarcosine oxidase mutein, which is essentially sarcosine oxidase activity, means an artificially mutated gene produced by a genetic engineering technique from the sarcosine oxidase gene of the present invention. Sarcosine oxidase mutein DNA obtained by using various genetic engineering methods such as replacing a specific DNA fragment of the target gene with an artificially mutated DNA fragment and thus having particularly excellent properties among the thus obtained artificially mutated genes Finally, this mutein D
A sarcosine oxidase mutein can be produced by inserting a NA into a vector to prepare a recombinant DNA and transferring it to a host microorganism.

さらに上述の方法により得られた該サルコシンオキシ
ダーゼ遺伝子の塩基配列は、Science 214 1205〜1210
(1981年)に示されているジデオキシ法で解読し、また
該サルコシンオキシダーゼのアミノ酸配列は、塩出配列
より予測決定した。一方、該サルコシンオキシダーゼで
あるペプチドのN末端部を構成する部分アミノ酸配列
は、以下の如くにして決定した。
Furthermore, the nucleotide sequence of the sarcosine oxidase gene obtained by the above-described method is Science 214 1205-1210.
(1981), and the amino acid sequence of the sarcosine oxidase was predicted and determined from the salting-out sequence. On the other hand, the partial amino acid sequence constituting the N-terminal of the sarcosine oxidase peptide was determined as follows.

即ち、サルコシンオキシダーゼ産生能を有するサルコ
シンオキシダーゼ遺伝子供与微生物を栄養培地で培養し
て菌体内に該サルコシンを産生蓄積せしめ、培養終了
後、得られた培養物を濾過または遠心分離などの手段に
より菌体を採取し、次いでこの菌体を機械的方法または
リゾチームなどの酵素的方法で破壊し、また必要に応じ
てEDTAおよび/または適当な界面活性剤等を添加してサ
ルコシンオキシダーゼが可溶化され、水溶液として分離
採取された。
That is, a sarcosine oxidase gene-donating microorganism having sarcosine oxidase-producing ability is cultured in a nutrient medium to produce and accumulate the sarcosine in the cells, and after completion of the culture, the resulting culture is filtered or centrifuged to remove the cells. , And then the cells are disrupted by a mechanical method or an enzymatic method such as lysozyme, and sarcosine oxidase is solubilized by adding EDTA and / or a suitable surfactant, if necessary, to obtain an aqueous solution. Was isolated and collected.

この様にして得られた該サルコシンオキシダーゼの水
溶液を濃縮するか、または濃縮することなく硫安分画、
ゲル濾過、吸着クロマトグラフィー、イオン交換クロマ
トグラフィーにより処理して、高純度該サルコシンオキ
シダーゼが得られ、高純度該サルコシンオキシダーゼを
用いて液相プロテイン シーケンサー(ベックマン社
製:BECKMAN System 890ME)によりサルコシンオキシダ
ーゼであるペプチドのN末端部を構成する部分アミノ酸
配列が決定され、少なくとも、該部分アミノ酸配列は、
遺伝子操作によって得られた該サルコシンオキシダーゼ
のN末端部分アミノ酸配列と一致するものであることを
確認した。
The aqueous solution of the sarcosine oxidase thus obtained is concentrated, or the ammonium sulfate fraction without concentration.
Gel filtration, adsorption chromatography, and ion exchange chromatography were performed to obtain the high-purity sarcosine oxidase. Using the high-purity sarcosine oxidase, a liquid-phase protein sequencer (Beckman: BECKMAN System 890ME) was used. A partial amino acid sequence constituting the N-terminal portion of a certain peptide is determined, and at least the partial amino acid sequence is
It was confirmed that the amino acid sequence was identical to the N-terminal partial amino acid sequence of the sarcosine oxidase obtained by genetic manipulation.

形質転換体である宿主微生物の培養形態は宿主の栄養
生理的性質を考慮して培養条件を選択すれば良く、通常
多くの場合は、液体培養で行うか、工業的には深部通気
撹拌培養を行うのが有利である。培地の栄養源として
は、微生物の培養に通常用いられるものが広く使用さる
得る。炭素源としては、資化可能な炭素化合物であれば
よく、例えばグルコース、シュクロース、ラクトース、
マルトース、フラクトース、糖蜜などが使用される。
The culture form of the host microorganism, which is a transformant, may be selected in consideration of the nutritional and physiological properties of the host.In most cases, the culture is usually performed in liquid culture or industrially by deep aeration and stirring culture. It is advantageous to do so. As the nutrient source of the medium, those commonly used for culturing microorganisms can be widely used. The carbon source may be any assimilable carbon compound, such as glucose, sucrose, lactose,
Maltose, fructose, molasses and the like are used.

窒素源としは利用可能な窒素化合物であればよく、例
えばペプトン、肉エキス、酵母エキス、カゼイン加水分
解物などが使用される。その他、リン酸塩、炭酸塩、硫
酸塩、マグネシウム、カルシウム、カリウム、鉄、マン
ガン、亜鉛などの塩類、特定のアミノ酸,特定のビタミ
ンなどが必要に応じて使用され、通常の該サルコシンオ
キシダーゼ生産菌の該サルコシンオキシダーゼ製造にお
いて必要とされるコリン、サルコシンまたはクレアチン
等の該サルコシンオキシダーゼ生産誘導物質は、当該製
造法では必要としない。
Any available nitrogen compound may be used as the nitrogen source. For example, peptone, meat extract, yeast extract, casein hydrolyzate and the like are used. In addition, phosphates, carbonates, sulfates, salts such as magnesium, calcium, potassium, iron, manganese, and zinc, specific amino acids, specific vitamins, and the like are used as necessary, and the usual sarcosine oxidase-producing bacteria are used. The sarcosine oxidase production inducer such as choline, sarcosine or creatine required in the production of the sarcosine oxidase is not required in the production method.

培養温度は菌が発育し、該サルコシンオキシダーゼを
生産る範囲で適宜変更し得るが、エシェリヒア・コリの
場合、好ましくは20〜42℃程度である。培養時間は、条
件によって多少異なるが、該サルコシンオキシダーゼが
最高収量に達する時期を見計らって適当な時期に培養を
終了すればよく、通常は12〜48時間程度である。培地pH
は菌が発育し、該サルコシンオキシダーゼを生産する範
囲で適宜変更し得るが、特に好ましくはpH6〜8程度で
ある。
The culture temperature can be appropriately changed within a range in which the bacteria grow and produce the sarcosine oxidase. In the case of Escherichia coli, the temperature is preferably about 20 to 42 ° C. The culturing time varies somewhat depending on the conditions, but the culturing may be terminated at an appropriate time in consideration of the time when the sarcosine oxidase reaches the maximum yield, and is usually about 12 to 48 hours. Medium pH
The pH of the sarcosine oxidase can be appropriately changed within a range where the bacterium grows and the sarcosine oxidase is produced, and the pH is particularly preferably about 6 to 8.

培養物中のサルコシンオキシダーゼが培養物中に存在
る場合には、菌体を含む培養液そのままを採取し、利用
することもできるが、一般には常法に従って、濾過、遠
心分離などにより培養液中のサルコシンオキシダーゼと
微生物菌体とを分離した後のサルコシンオキシダーゼ溶
液が利用される。
When sarcosine oxidase in the culture is present in the culture, the culture solution containing the bacterial cells can be directly collected and used.However, in general, filtration, centrifugation, etc., are performed in the culture solution according to a conventional method. The sarcosine oxidase solution obtained after separating the sarcosine oxidase from the microbial cells is used.

サルコシンオキシダーゼが菌体内に存在する場合に
は、得られた培養物を濾過または遠心分離などの手段に
より、菌体を採取し、次いでこの菌体を機械的方法また
はリゾチームなどの酵素的方法で破壊し、また必要に応
じてEDTA等のキレート剤および/または界面活性剤を添
加してサルコシンオキシダーゼを可溶化し水溶液として
分離採取する。
If sarcosine oxidase is present in the cells, the obtained culture is collected by filtration or centrifugation to collect the cells, and then the cells are destroyed by a mechanical method or an enzymatic method such as lysozyme. If necessary, a chelating agent such as EDTA and / or a surfactant are added to solubilize the sarcosine oxidase, and the sarcosine oxidase is separated and collected as an aqueous solution.

この様にして得られたサルコシンオキシダーゼ含有溶
液を、例えば、減圧濃縮、膜濃縮、更に、硫安、硫酸ナ
トリウムなどの塩析処理、あるいは親水性有機溶媒、例
えばメタノール、エタノール、アセトンなどによる分別
沈澱法により沈澱せしめればよい。次いでこの沈澱物
を、水に溶解し、半透膜にて透析せしめて、より低分子
量の不純物を除去することができる。
The sarcosine oxidase-containing solution thus obtained is subjected to, for example, concentration under reduced pressure, membrane concentration, salting-out treatment with ammonium sulfate, sodium sulfate or the like, or a fractional precipitation method using a hydrophilic organic solvent such as methanol, ethanol, acetone or the like. May be allowed to precipitate. The precipitate can then be dissolved in water and dialyzed through a semi-permeable membrane to remove lower molecular weight impurities.

また吸着剤あるいはゲル濾過剤などによるゲル濾過、
吸着クロマトグラフィー、イオン交換クロマドグラフィ
ーにより精製し、これらの手段を用いて得られるサルコ
シンオキシダーゼ含有溶液は、減圧濃縮凍結乾燥等の処
理にてより精製されたサルコシンオキシダーゼを得るこ
とができる。斯くして得られたサルコシンオキシダーゼ
は以下の活性測定法により測定される。即ち、まず、次
の反応液を用意する。
Gel filtration using an adsorbent or gel filtration agent,
The sarcosine oxidase-containing solution obtained by purification by adsorption chromatography or ion-exchange chromatography and using these means can be purified to a more purified sarcosine oxidase by treatment such as freeze-drying under reduced pressure. The sarcosine oxidase thus obtained is measured by the following activity measurement method. That is, first, the next reaction solution is prepared.

0.2Mトリス塩酸緩衝液(pH8.0) 0.5ml 15mM4−アミノアンチピリン 0.5ml 0.2%(w/v)フェノール 0.5ml パーオキシダーゼ(50U/ml) 0.5ml 1.0Mサルコシン水溶液 1.0ml 水 2.0ml 上記反応液0.5mlを試験管にとり、37℃3分間予備加
温した後、10μlのサルコシンオキシダーゼ(SOX)含
有酵素液を加え、正確に5分間37℃で保温する。2.5ml
のエタノールを加え反応を停止し、480nmで比色定量
し、その値をAとする。1分間に1μmoleの過酸化水素
を生じる活性を1単位(U)とした。よって、サルコシ
ンオキシダーゼ活性値(SOX活性値)(U/ml)は次式に
より求められる。
0.2 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) 0.5 ml 15 mM 4-aminoantipyrine 0.5 ml 0.2% (w / v) phenol 0.5 ml Peroxidase (50 U / ml) 0.5 ml 1.0 M sarcosine aqueous solution 1.0 ml water 2.0 ml 0.5 ml is placed in a test tube, preliminarily heated at 37 ° C. for 3 minutes, 10 μl of an enzyme solution containing sarcosine oxidase (SOX) is added, and the mixture is incubated at 37 ° C. for exactly 5 minutes. 2.5ml
Of ethanol was added to stop the reaction, and colorimetric quantification was performed at 480 nm. The activity to produce 1 μmole of hydrogen peroxide per minute was defined as 1 unit (U). Therefore, the sarcosine oxidase activity value (SOX activity value) (U / ml) is determined by the following equation.

A0;酵素液の代わりに緩衝液を加え、上記と同様な操作
を行って得られる480nmで比色値。また不純物酵素の含
量は、以下に示す酵素活性測定法により求める。
A 0 : Colorimetric value at 480 nm obtained by adding a buffer instead of the enzyme solution and performing the same operation as above. The content of the impurity enzyme is determined by the enzyme activity measurement method described below.

1.カタラーゼ活性測定法 0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)で希釈された酵素溶液0.5
mlを試験管にとり、30℃5分間予備加熱した後、0.4%
過酸化水素溶液0.5ml加え正確に5分間30℃で保温す
る。2.5mlの0.1M過塩素酸溶液を加え反応を停止し、240
nmで比色定量し、その値をBとする。また、0.4%過酸
化水素溶液0.5mlを試験管にとり、30℃5分間予備加温
した後、2.5mlの0.1M過塩素酸溶液を加え、その後、0.1
Mリン酸緩衝液(pH7.0)で希釈された酵素溶液0.5mlを
加え、240nmで比色定量し、その値をB0とし、1分間に
1μmoleの過酸化水素を生じる活性を1単位(U)と定
めれば、カタラーゼ活性値(CL活性値)(U/ml)が、次
式により求められる。
1. Catalase activity measurement method 0.5 enzyme solution diluted with 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0)
ml in a test tube and preheated at 30 ° C for 5 minutes, then 0.4%
Add 0.5 ml of hydrogen peroxide solution and keep at 30 ° C for exactly 5 minutes. The reaction was stopped by adding 2.5 ml of 0.1 M perchloric acid solution, and 240
The colorimetric determination is performed in nm, and the value is set to B. Also, 0.5 ml of a 0.4% hydrogen peroxide solution was placed in a test tube, preliminarily heated at 30 ° C. for 5 minutes, and then 2.5 ml of a 0.1 M perchloric acid solution was added.
M phosphate buffer enzyme solution 0.5ml diluted with (pH 7.0) was added, and colorimetry at 240 nm, its value as B 0, 1 unit of activity resulting hydrogen peroxide 1μmole per minute ( If U) is determined, the catalase activity value (CL activity value) (U / ml) is obtained by the following equation.

2.クレアチナーゼ活性測定法 本発明に用いるクレアチナーゼの活性測定法は次の通
りである。まず次の各溶液を用意する。
2. Method for measuring creatinase activity The method for measuring the activity of creatinase used in the present invention is as follows. First, the following solutions are prepared.

第1液 0.2Mリン酸緩衝液(pH7.5) 0.5ml 50mMクレアチン水溶液 4.5ml 第2液 0.2Mトリス塩酸緩衝液(pH8.0) 0.5ml 15mM4−アミノアンチピリン水溶液 0.5ml 0.2%フェノール 0.5ml パーオキシダーゼ(50U/ml) 0.5ml サルコシンオキシダーゼ(30U/ml) 1.0ml 0.5mMp−クロロマーキュリーベンゼン 2.0ml 第3液 0.5mMp−クロロマーキュリーベンゼン 0.5ml 第1液を試験管にとり、37℃3分間予備加温した後、
10μlの酵素液を加え正確に5分間保温する。0.5mlの
第3液を加え、次に0.5mlの第2液を加えて37℃でさら
に20分間反応後、1.5mlの蒸留水を加え500nmで比色定量
し、1分間に1μmoleの過酸化水素を生じる活性を1単
位(U)と定めた。
1st liquid 0.2M phosphate buffer (pH7.5) 0.5ml 50mM creatine aqueous solution 4.5ml 2nd liquid 0.2M Tris-HCl buffer (pH8.0) 0.5ml 15mM 4-aminoantipyrine aqueous solution 0.5ml 0.2% phenol 0.5ml par Oxidase (50 U / ml) 0.5 ml Sarcosine oxidase (30 U / ml) 1.0 ml 0.5 mM p-chloromercury benzene 2.0 ml Third liquid 0.5 mM p-chloromercury benzene 0.5 ml Take the first liquid into a test tube and pre-add at 37 ° C for 3 minutes. After warming,
Add 10 μl of enzyme solution and incubate for exactly 5 minutes. 0.5 ml of the third solution was added, then 0.5 ml of the second solution was added, and the mixture was further reacted at 37 ° C. for 20 minutes. Then, 1.5 ml of distilled water was added, and colorimetric determination was performed at 500 nm. The activity to produce hydrogen was defined as one unit (U).

3.N−エチルグリシンオキシダーゼの活性測定法 まず、次の反応液を用意する。3. Method for measuring N-ethylglycine oxidase activity First, prepare the following reaction solution.

0.2Mトリス塩酸緩衝液(pH8.0) 0.5ml 15mM4−アミノアンチピリン 0.5ml 0.2%(w/v)フェノール 0.5ml パーオキシダーゼ(50U/ml) 0.5ml 1.0MN−エチルグリシン水溶液 1.0ml 水2.0ml 上記反応液0.5mlを試験管にとり、37℃3分間予備加
温した後、10μlの酵素液を加え正確に5分間37℃で保
温する。2.5mlのエタノールを加え反応を停止し、480nm
で比色定量し、その値をAとする。1分間に1μmoleの
過酸化水素を生じる活性を1単位(U)と定めた。
0.2 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) 0.5 ml 15 mM 4-aminoantipyrine 0.5 ml 0.2% (w / v) phenol 0.5 ml Peroxidase (50 U / ml) 0.5 ml 1.0 M N-ethylglycine aqueous solution 1.0 ml water 2.0 ml 0.5 ml of the reaction solution is placed in a test tube and preliminarily heated at 37 ° C. for 3 minutes. Then, 10 μl of the enzyme solution is added and the temperature is kept at 37 ° C. for exactly 5 minutes. The reaction was stopped by adding 2.5 ml of ethanol, and 480 nm
, And the value is set to A. The activity producing 1 μmole of hydrogen peroxide per minute was defined as 1 unit (U).

以上の酵素活性測定法を用い、本発明サルコシンオキ
シダーゼ標品は、サルコシンオキシダーゼ1単位に対
し、夾雑酵素であるカタラーゼ、クレアチナーゼ、N−
エチル−グリシンオキシダーゼの活性が、カタラーゼ活
性0.05単位以下、クレアチナーゼ活性0.0004単位以下、
N−エチル−グリシンオキシダーゼ活性0.03単位以下で
あるサルコシンオキシダーゼであり、極めて夾雑酵素の
少ない臨床診断に用いる酵素として、極めて優れた特性
のある酵素であった。
Using the enzyme activity measurement method described above, the sarcosine oxidase standard of the present invention was prepared based on one unit of sarcosine oxidase with respect to catalase, creatinase, N-
Ethyl-glycine oxidase activity, catalase activity 0.05 units or less, creatinase activity 0.0004 units or less,
It is a sarcosine oxidase having an N-ethyl-glycine oxidase activity of 0.03 units or less, and has extremely excellent properties as an enzyme used in clinical diagnosis with very few contaminating enzymes.

斯くして得られたサルコシンオキシダーゼは、他に以
下に述べる理化学的性質を有するものである。
The sarcosine oxidase thus obtained has the following physicochemical properties.

(a)作用 サルコシン、一分子の酸素および一分子の水からグリ
シン、ホルムアルデヒドおよび一分子の過酸化水素を生
成する下記の酵素反応を培養する酵素である。
(A) Action This is an enzyme for culturing the following enzymatic reaction that produces glycine, formaldehyde and one molecule of hydrogen peroxide from sarcosine, one molecule of oxygen and one molecule of water.

サルコシン+O2+H2O→グリシン+ホルムアルデヒド+H2O2 (b)基質特異性 0.2Mトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)0.05ml、0.2%フェ
ノール0.05ml、0.5mg/mlのパーオキシダーゼ0.05ml、蒸
留水0.2mlおよび下記化合物を基質とする0.5M基質溶液
0.20mlよりなる反応液0.5mlに、該サルコンシオキシダ
ーゼ0.5uを添加して、37℃、5分間反応せしめ、次いで
2.5mlエタノールを加えて反応を停止せしめた後480nmに
て比色した。
Sarcosine + O 2 + H 2 O → glycine + formaldehyde + H 2 O 2 (b) Substrate specificity 0.05 ml of 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 8.0), 0.05 ml of 0.2% phenol, 0.05 ml of 0.5 mg / ml peroxidase , 0.2 ml of distilled water and 0.5 M substrate solution using the following compounds as substrates
To 0.5 ml of a reaction solution consisting of 0.20 ml, 0.5 u of the sarcosine oxidase was added, and reacted at 37 ° C. for 5 minutes.
After stopping the reaction by adding 2.5 ml of ethanol, colorimetry was performed at 480 nm.

基質 相対活性(%) サルコシン 100.0 コリン 0 セリン 0 スレオニン 0 アラニン 0 バリン 0 N−メチルエタノールアミン 0 N−ジメチルエタノールアミン 0 (c)至摘pH 4−アミノアンチピリン−フェノール−パーオキシダ
ーゼの発色系に及ぼす影響を避けるため、アセチルアセ
トン法にて、生成するホルムアルデヒドを定量した結
果、該サルコシンオキシダーゼの至摘pHは8.0〜9.5付近
と認められる。用いた緩衝液としては、pH:4.7:ジメチ
ルグルタル酸緩衝液、pH:6〜8:リン酸緩衝液、pH7.5〜
9:トリス−塩酸緩衝液、pH9〜10:グリシン−水酸化ナト
リウム緩衝液、pH10〜11:炭酸ナトリウム−ホウ酸ナト
リウム緩衝液である。
Substrate Relative activity (%) Sarcosine 100.0 Choline 0 Serine 0 Threonine 0 Alanine 0 Valine 0 N-Methylethanolamine 0 N-Dimethylethanolamine 0 (c) Effect on chromogenic system of 4-aminoantipyrine-phenol-peroxidase As a result of quantifying the formaldehyde produced by the acetylacetone method to avoid the influence, it is recognized that the sarcosine oxidase has a maximum pH of around 8.0 to 9.5. As the buffer used, pH: 4.7: dimethylglutarate buffer, pH: 6 to 8: phosphate buffer, pH 7.5 to
9: Tris-HCl buffer, pH 9-10: glycine-sodium hydroxide buffer, pH 10-11: Sodium carbonate-sodium borate buffer.

(d)等電点 4.7付近(キャリアアンホライトを用いる等電点分画
法) (e)分子量 約4万(ゲル濾過法により測定) (f)熱安定性 酵素蛋白質20μg/mlを含有してなる10mMトリス−塩酸
緩衝液(pH8.0)0.5mlを各温度にて10分間放置し、次い
で上述のサルコシンに対する酵素活性を測定した結果、
40℃における処理にても、100%の残存活性を有してい
た。
(D) Isoelectric point around 4.7 (isoelectric point fractionation method using carrier ampholite) (e) Molecular weight about 40,000 (measured by gel filtration method) (f) Thermostability Contains 20 μg / ml enzyme protein 0.5 ml of the resulting 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) was allowed to stand at each temperature for 10 minutes, and then the enzyme activity against sarcosine was measured.
Even at 40 ° C., it had 100% residual activity.

(g)至適温度 上述のサルコシンに対する酵素活性測定法を利用し
て、その温度条件を変えて酵素反応を行いサルコシンに
対する酵素活性を測定した結果、その至適温度は50℃付
近と認められた。
(G) Optimal temperature Using the above-described method for measuring enzyme activity for sarcosine, an enzyme reaction was performed by changing the temperature conditions, and the enzyme activity for sarcosine was measured. As a result, the optimum temperature was found to be around 50 ° C. .

(h)pH安定性 緩衝液として、pH4〜7:ジメチルグルタル酸緩衝液、p
H:6〜8:リン酸緩衝液、pH7.5〜9:トリス−塩酸緩衝液、
pH9〜10:グルシン−水酸化ナトリウム衝緩液、pH10〜1
1:炭酸ナトリウム−ホウ酸ナトリウム緩衝液を用い、各
pHの緩衝液0.1mlに、酵素溶液(酵素蛋白濃度100μg/m
l)100μlを加え、37℃、60分間放置し、次いでこれに
1.0Mトリス−塩酸緩衝液、(pH8.0)0.3mlを加えてpHを
調製した後20μlを分取し、反応液に加え、上述のサル
コシンに対する酵素活性測定法に従い、酵素活性を測定
した結果、そのpH安定性は6.0〜10.0付近と認められ
る。
(H) pH stability As a buffer, pH 4-7: dimethylglutarate buffer, p
H: 6-8: phosphate buffer, pH 7.5-9: Tris-HCl buffer,
pH 9 to 10: Glucine-sodium hydroxide buffer, pH 10 to 1
1: each using sodium carbonate-sodium borate buffer
In 0.1 ml of pH buffer, add enzyme solution (enzyme protein concentration 100 μg / m
l) Add 100 μl, leave at 37 ° C for 60 minutes, then add
After adding 0.3 ml of 1.0 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) to adjust the pH, 20 μl was taken, added to the reaction solution, and the enzyme activity was measured according to the enzyme activity measurement method for sarcosine described above. , Its pH stability is found to be around 6.0 to 10.0.

本明細書に記載のアミノ酸、ペプチド、核酸、核酸関
連物質、その他に関する略号は、それらの当該分野にお
ける慣用略号に基づくもので、それらの例を以下に列記
する。またすべてのアミノ酸はL体を示すものとする。
The abbreviations for amino acids, peptides, nucleic acids, nucleic acid-related substances, and the like described herein are based on the commonly used abbreviations in the relevant field, and examples thereof are listed below. In addition, all amino acids show L-form.

DNA : デオキシリボ核酸 RNA : リボ核酸 A : アデニン T : チミン G : グアニン C : シトシン Ala : アラニン Arg : アルギニン Asn : アスパラギン Asp : アスパラギン酸 Cys : システイン Gln : グルタミン Glu : グルタミン酸 Gly : グリシン His : ヒスチジン Ile : イソロイシン Leu : ロイシン Lys : リジン Met : メチオニン Phe : フェニルアラニン Pro : プロリン Ser : セリン Thr : スレオニン Trp : トリプトファン Tyr : チロシン Val : バリン 〔実施例〕 以下、実施例で本発明を詳細に説明するが、本発明は
何らこれらによって限定されるものではない。
DNA: deoxyribonucleic acid RNA: ribonucleic acid A: adenine T: thymine G: guanine C: cytosine Ala: alanine Arg: arginine Asn: asparagine Asp: aspartic acid Cys: cysteine Gln: glutamine Glu: glutamic acid Gly: glutamic acid Isoleucine Leu: Leucine Lys: Lysine Met: Methionine Phe: Phenylalanine Pro: Proline Ser: Serine Thr: Threonine Trp: Tryptophan Tyr: Tyrosine Val: Valine [Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The invention is not limited in any way by these.

実施例 1 染色体DNAの分離 バチルス・エスピー(Bacillus sp)B−0618株〔微
工研菌寄託第0750号(FERM BP−0750)〕染色体のDNAを
次の方法で分離した。同菌株を150mlを普通ブイヨン培
地(0.5%チオ硫酸ソード含有)で37℃一晩振盪培養後
遠心(3000回転/分(rpm),10分)により集菌した。10
%サツカロース、50mMトリス塩酸(pH8.0)、50mM EDTA
を含んだ溶液5mlに懸濁させ、1mlのリゾチーム溶液(10
mg/ml)を加え37℃、15分間保温し、次いで1mlの10%SD
S(ドデシル硫酸ナトリウム)溶液を加えた。この懸濁
液に等量のクロロホルム−フェノール混合液(1:1)を
加え、撹拌混合し、10000回転/分、3分の遠心で水層
と溶媒層に分け、水層を分取した。
Example 1 Isolation of Chromosomal DNA Chromosomal DNA was isolated by the following method using Bacillus sp. Strain B-0618 [Microorganism Deposit No. 0750 (FERM BP-0750)]. 150 ml of the same strain was cultured in a normal broth medium (containing 0.5% sodium thiosulfate) at 37 ° C. overnight after shaking, and then collected by centrifugation (3000 rpm for 10 minutes). Ten
% Sucrose, 50mM Tris-HCl (pH8.0), 50mM EDTA
Is suspended in 5 ml of a solution containing lysozyme solution (10 ml).
mg / ml) and incubated at 37 ° C for 15 minutes, then 1 ml of 10% SD
An S (sodium dodecyl sulfate) solution was added. An equal volume of a mixed solution of chloroform and phenol (1: 1) was added to the suspension, mixed with stirring, centrifuged at 10,000 rpm for 3 minutes to separate an aqueous layer and a solvent layer, and the aqueous layer was separated.

この水層に2倍量のエタノールを静かに重層し、ガラ
ス棒でゆっくり撹拌しながらDNAをガラス棒にまきつか
せて分離した。これを10mlの10mMトリス塩酸(pH8.
0)、1mM EDTAを含んだ溶液(以下TEと略す)で溶解し
た。これを等量のクロロホルム−フェノール混合液(1:
1)を加え前記と同様な処理をし、水層を分取し、2倍
量のエタノールを加えて前記の方法でもう一度DNAを分
離し、2mlのTEに溶解した。
Twice the amount of ethanol was gently overlaid on this aqueous layer, and the DNA was sprinkled on the glass rod while slowly stirring with a glass rod to separate the DNA. This was added to 10 ml of 10 mM Tris-HCl (pH 8.
0), and dissolved in a solution containing 1 mM EDTA (hereinafter abbreviated as TE). This was mixed with an equal volume of a chloroform-phenol mixture (1:
1) was added and the same treatment as above was carried out. The aqueous layer was separated, twice the amount of ethanol was added, the DNA was separated again by the above method, and dissolved in 2 ml of TE.

実施例 2 pACYC184プラスミドDNAの分離 pACYC184を保有するエシェリヒア・コリpM191〔J.Bac
teriol.,134,1141(1981);ATCC37033〕を11のBHI培地
(Difco社製)で振盪培養した。濁度がOD660=1.0に増
殖したとき、スペクチノマイシン(最終濃度300μg/m
l)を加え、さらに37℃で16時間以上振盪を続けた。300
0rpm10分間の遠心により集菌し、リゾチーム−SDS法と
セシウムクロライド−エチジウムブロマイド法〔Maniat
sら,Molecular,Cloning,86〜94Cold Spring Harbor(19
82)〕に従いプラスミドDNAを調製した。
Example 2 Isolation of pACYC184 Plasmid DNA Escherichia coli pM191 [J. Bac
teriol., 134, 1141 (1981); ATCC37033] was shake-cultured in 11 BHI media (manufactured by Difco). When the turbidity grew to OD 660 = 1.0, spectinomycin (final concentration 300 μg / m
l) was added and shaking was continued at 37 ° C. for more than 16 hours. 300
The cells were collected by centrifugation at 0 rpm for 10 minutes, and the lysozyme-SDS method and the cesium chloride-ethidium bromide method (Maniat
s et al., Molecular, Cloning, 86-94 Cold Spring Harbor (19
82)] to prepare a plasmid DNA.

実施例 3 サルコシンオキシダーゼ(SOX)遺伝子を
有するプラスミドpOXI101の作成 (i)実施例1で調製したバチルス・エスピ−B−0618
株の染色体DNA2μl(約0.5μg)と10倍濃度のEcoR I
切断用バツファー(500mMトリス塩酸(pH7.5)、70mM M
gCl2、1M NaCl、70mMメルカプトエタノール)1μl、E
coR I(宝酒造製10unit/μl)1μl、水6μlを混合
し、37℃1時間切断した。別に調製したプラスミドpACY
C184DNA約0.3μgを同様な方法を用いてEcoR Iで切断
し、さらにアルカリ性フォスファターゼ(以下BAPと略
すことがある、宝酒造性)0.6unitを加え、65℃1時間
処理した。
Example 3 Construction of Plasmid pOXI101 Having Sarcosine Oxidase (SOX) Gene (i) Bacillus Espi-B-0618 Prepared in Example 1
2 μl (about 0.5 μg) of chromosomal DNA of the strain and 10 times concentration of EcoRI
Cutting buffer (500 mM Tris-HCl (pH 7.5), 70 mM M
gCl 2 , 1 M NaCl, 70 mM mercaptoethanol) 1 μl, E
1 μl of coRI (Takara Shuzo 10 unit / μl) and 6 μl of water were mixed and cut at 37 ° C. for 1 hour. Plasmid pACY prepared separately
Approximately 0.3 μg of C184 DNA was digested with EcoRI using the same method, and 0.6 unit of alkaline phosphatase (hereinafter sometimes abbreviated as BAP, Takara Shuzo) was added, followed by treatment at 65 ° C. for 1 hour.

これらのEcoR Iで切断した2種のDNA溶液を混合し、
その1/10量の3M酢酸ナトリウムを加え、さらに全体量と
等量のクロロホルム−フェノール混液で処理し、遠心分
離により水層を分取した。この水層に2倍容のエタノー
ルを加え、遠心でDNAを沈澱させたのち減圧乾燥した。
得られたDNAを水89μlで溶解後、10倍濃度のライゲー
ションバツファ〔0.5Mトリス塩酸緩衝液(pH7.6)、0.1
M MgCl2、0.1Mジチオスレイトール、10mMスペルミジ
ン、10mMATP〕10μlとT4DNAリガーゼ1μl(宝酒造製
175unit/μl)を加え混合し、4℃で一晩放置した。こ
のDNA溶液をクロロホルム−フェノール処理し、エタノ
ール沈澱をさせたのち、得られた沈澱物を遠心分離によ
り集め、減圧乾燥した後,10μl TEに溶解した。
Mix these two DNA solutions cut with EcoRI,
One-tenth the volume of 3M sodium acetate was added, and the mixture was treated with a chloroform-phenol mixed solution in the same amount as the whole amount, and the aqueous layer was separated by centrifugation. Two volumes of ethanol was added to the aqueous layer, DNA was precipitated by centrifugation, and dried under reduced pressure.
After dissolving the obtained DNA in 89 μl of water, ligation buffer [0.5 M Tris-HCl buffer (pH 7.6), 0.1
M MgCl 2 , 0.1 M dithiothreitol, 10 mM spermidine, 10 mM ATP] 10 μl and T4 DNA ligase 1 μl (Takara Shuzo)
175 units / μl), mixed, and allowed to stand at 4 ° C. overnight. After the DNA solution was treated with chloroform-phenol and precipitated with ethanol, the resulting precipitate was collected by centrifugation, dried under reduced pressure, and dissolved in 10 µl TE.

(ii)100mlのBHI培地(Brein Heart Infusion培地,Dif
co社製)で培養した対数増殖期のエシェリヒア・コリDH
1株〔国立遺伝学研究所より分布を受けた、ストック番
号ME8569〕を遠心分離により集菌し(10000rpm,2分間)
40mlの氷冷した30mM酢酸カリウム、100mM RbCl、10mMCa
Cl2、50mM MnCl2および15%グリセリンを含んだ溶液(p
H5.8)で懸濁した。0℃で5分間放置した後、遠心し上
清をすて、さらに4mlの10mM MOPS緩衝液(ドータイト社
製)、75mM CaCl2、10mM RbClおよび15%グリセリンを
含んだ溶液(pH6.5)で懸濁し、0℃で15分間放置して
コンピテント細胞とした。
(Ii) 100 ml of BHI medium (Brein Heart Infusion medium, Dif
E. coli DH in logarithmic growth phase
One strain (stock number ME8569, distributed by the National Institute of Genetics) is collected by centrifugation (10000 rpm, 2 minutes)
40 ml of ice-cold 30 mM potassium acetate, 100 mM RbCl, 10 mM Ca
A solution containing Cl 2 , 50 mM MnCl 2 and 15% glycerin (p
H5.8). After standing at 0 ° C. 5 min, discarded by centrifugation supernatant (manufactured by Dotite Co.) Further 10 mM MOPS buffer 4 ml, in 75 mM CaCl 2, 10 mM RbCl and 15% containing glycerol solution (pH 6.5) The cells were suspended and left at 0 ° C. for 15 minutes to obtain competent cells.

(iii)この大腸菌懸濁液200μlに(i)で調製したDN
A溶液10μlを加え、30分間0℃で放置した。BHI培地1m
lを加え、37℃で90分間保温後、この100μlをテトラサ
イクリン(15μg/ml)を含んだBHI寒天プレートにま
き、37℃で一晩培養し形質転換体を得た。この形質転換
体を検出培地(組成はペプトン5g,肉エキス2g,イースト
エキス5g,NaCl1g、K2HPO41g,MgSO40.5g,パーオキシダー
ゼ500IU,ジアニジン0.1g,サルコシン9g,寒天15g,蒸留水
1l,pH7.0)のプレートにレプリカし、37℃でさらに一晩
培養した。
(Iii) DN prepared in (i) was added to 200 μl of this E. coli suspension.
A solution (10 μl) was added and left at 0 ° C. for 30 minutes. BHI medium 1m
After adding l, and keeping the mixture at 37 ° C for 90 minutes, 100 µl of the mixture was spread on a BHI agar plate containing tetracycline (15 µg / ml), and cultured at 37 ° C overnight to obtain a transformant. This transformant was added to a detection medium (composition: peptone 5 g, meat extract 2 g, yeast extract 5 g, NaCl 1 g, K 2 HPO 4 1 g, MgSO 4 0.5 g, peroxidase 500 IU, dianidin 0.1 g, sarcosine 9 g, agar 15 g, distilled water
(1 l, pH 7.0) and replicated overnight at 37 ° C.

約6000コロニーの形質転換体を調べたところ、コロニ
ーの周辺が茶褐色に変色したもの4株を得、この中の1
株をエシェリア・コリ(Escherichia coli)DH1 pOXI10
1株と命名した。この菌を純粋分離後BHI培地で37℃一晩
培養し、実施例2と同様にしてプラスミドを分離し、サ
ルコシンオキシダーゼ遺伝子を含み、pACYC184遺伝子を
含むプラスミドを得、pOXI101と命名した。
When the transformants of about 6000 colonies were examined, four strains having brownish brown around the colonies were obtained.
Strain Escherichia coli DH1 pOXI10
It was named 1 strain. After pure isolation, the strain was cultured overnight in a BHI medium at 37 ° C., and the plasmid was separated in the same manner as in Example 2 to obtain a plasmid containing the sarcosine oxidase gene and the pACYC184 gene, which was named pOXI101.

実施例 4 pOXI101のマッピングおよびサブクローニ
ング pOXI101にDNAについて制限酵素Cla I、Hpa I、Sal
I、Sma I、Xho I(いずれも宝酒造製)による切断地図
を作成した。その結果を第1図に示した。実施例3
(i)と同様にしてpOXI101から得られる2つのXho I切
断部位を含むEcoR I−Cla I5.3kb断片とpBR322から得ら
れるEcoR I−Cio I4.3kb断片との各断片を得、これらの
断片を用いて実施例3と同様な方法により、接合、エシ
ェリヒア・コリDH1の形質転換、形質変換後のスクリー
ニング等のサブクローニング操作を試みたところ、サル
コシンオキシダーゼ生産性のあるクローンを1株得、エ
シェリヒア・コリ(Escherichia coli)DH1 pOXI103株
と命名した〔微工研菌寄託第9494号(FERM P−949
4)〕。
Example 4 Mapping and Subcloning of pOXI101 Restriction enzymes Cla I, Hpa I, Sal
Cut maps were prepared using I, Sma I, and Xho I (all manufactured by Takara Shuzo). The results are shown in FIG. Example 3
In the same manner as in (i), each fragment of an EcoRI-ClaI5.3kb fragment containing two XhoI cleavage sites obtained from pOXI101 and an EcoRI-CioI4.3kb fragment obtained from pBR322 was obtained, and these fragments were obtained. And subcloning operations such as conjugation, transformation of Escherichia coli DH1 and screening after transformation were attempted by the same method as in Example 3, and one clone having sarcosine oxidase productivity was obtained. The strain was named Escherichia coli DH1 pOXI103 strain [Microcosms Deposit No. 9494 (FERM P-949).
Four)〕.

尚本菌株は、ブダペスト条約に基づく寄託に移管され
て、微工研条寄第1828号(FERM BP−1828)として寄託
されている。この株から実施例2の如くして、プラスミ
ドDNAを分離し、pOXI103と命名した。pOXI103にDNAにつ
いて制限酵素Cla I、Hpa I、Sal I、Sma I、Xhol I(い
ずれも宝酒造製)による切断地図を作成したところ、Sm
a I切断部位を含んでいるEcoR IからXho I付近までが欠
如しているクローンあることが判明し、第2図に示す。
This strain has been transferred to a deposit based on the Budapest Treaty and deposited as a microfabricated article No. 1828 (FERM BP-1828). Plasmid DNA was isolated from this strain as in Example 2 and named pOXI103. When a cut map was created for the DNA in pOXI103 using restriction enzymes Cla I, Hpa I, Sal I, Sma I, and Xhol I (all manufactured by Takara Shuzo), Sm
It was found that there was a clone lacking from EcoR I to the vicinity of Xho I containing the aI cleavage site, and is shown in FIG.

このエシェリヒア・コリDH1 pOXI103株をBHI培地で37
℃一晩培養したところ、サルコシンオキシダーゼの生産
性は、前述のサルコシンオキシダーゼ活性測定法による
と約2u/mlのサルコシンオキシダーゼ活性を有してい
た。サルコシンオキシダーゼ遺伝子を含んだDNAの塩基
配列をM13をファージを用いたジデオキシ法〔Science,2
14,1206−1210,(1981)〕を用いて決定した。サルコシ
ンオキシダーゼ遺伝子の塩基配列並びにアミノ酸配列を
第3図(第3−1図および第3−2図にわたり示す)に
示した。
This Escherichia coli DH1 pOXI103 strain was
After culturing overnight at ℃ C, the sarcosine oxidase productivity was about 2 u / ml sarcosine oxidase activity according to the sarcosine oxidase activity measurement method described above. The nucleotide sequence of the DNA containing the sarcosine oxidase gene was determined by the dideoxy method using phage M13 [Science, 2
14, 1206-1210, (1981)]. The nucleotide sequence and amino acid sequence of the sarcosine oxidase gene are shown in FIG. 3 (shown in FIGS. 3-1 and 3-2).

実施例 5 サルコシンオキシダーゼの製造方法 エシェリヒア・コリDH1 pOXI103株を20lのBHI培地で3
7℃、18時間30l容ジャファーメーターで通気撹拌培養
し、5000rpm、10分間の遠心で集菌した。この時のサル
コシンオキシダーゼの生産性は4.6u/mlであった。生理
食塩水21で、洗浄後、21の10mMリン酸バツファー(pH7.
5)に懸濁した。塩化リゾチームを0.1%,EDTA−2Naを2m
Mになる様に加え37℃で60分間撹拌しながら保温後、150
00rpm、10分間の遠心分離により、上清液1.81を得た。
Example 5 Method for producing sarcosine oxidase Escherichia coli DH1 pOXI103 strain was cultured in 20 l of BHI medium for 3 hours.
The cells were cultured by aeration and agitation using a 30 l Jaffer meter at 7 ° C. for 18 hours, and the cells were collected by centrifugation at 5000 rpm for 10 minutes. At this time, the productivity of sarcosine oxidase was 4.6 u / ml. After washing with physiological saline 21, 21 of 10 mM phosphate buffer (pH 7.
5) Suspended. Lysozyme chloride 0.1%, EDTA-2Na 2m
M, and stir at 37 ° C for 60 minutes.
A supernatant liquid 1.81 was obtained by centrifugation at 00 rpm for 10 minutes.

この液に飽和硫安1.8lを加え生じた沈澱を12000rpm、
10分間の遠心により集め、300mlの10mMリン酸バツファ
ー(pH7.5)に溶解した。10mMリン酸バツファー(pH7.
5)で平衡化したセファデックスG−25(商品名)で脱
塩後、DEAE−セファロースCL−6Bを用いたイオン交換ク
ロマトグラフィーを行い活性画分を分取した。脱塩後、
凍結乾燥により粉末標品0.807gを得、この時の回収収率
は36%で、比活性は41U/mgであった。また、得られたサ
ルコシンオキシダーゼをゲル濾過法による分子量を測定
した所、分子量約40000で、アミノ酸配列から計算され
る分子量とほぼ一致するものであった。
To this solution was added 1.8 l of saturated ammonium sulfate, and the resulting precipitate was 12000 rpm,
Collected by centrifugation for 10 minutes and dissolved in 300 ml of 10 mM phosphate buffer (pH 7.5). 10 mM phosphate buffer (pH 7.
After desalting with Sephadex G-25 (trade name) equilibrated in 5), ion exchange chromatography using DEAE-Sepharose CL-6B was performed to collect an active fraction. After desalination,
By freeze-drying, 0.807 g of a powder sample was obtained. At this time, the recovery yield was 36%, and the specific activity was 41 U / mg. When the molecular weight of the obtained sarcosine oxidase was measured by a gel filtration method, it was found to be about 40,000, which was almost the same as the molecular weight calculated from the amino acid sequence.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によって、サルコシンオキシダーゼ遺伝子およ
び、サルコシンオキシダーゼのアミノ酸配列が明らかに
なり、また、遺伝子工学手法による効率的なサルコシン
オキシダーゼの製造方法を提供した。また、本発明のサ
ルコシンオキシダーゼ遺伝子と種々の遺伝子工学的手法
とを用いることによって、より効率的なサルコシンオキ
シダーゼの製造方法をもたらしめるものである。
According to the present invention, the sarcosine oxidase gene and the amino acid sequence of sarcosine oxidase have been elucidated, and a method for efficiently producing sarcosine oxidase by genetic engineering has been provided. The present invention also provides a more efficient method for producing sarcosine oxidase by using the sarcosine oxidase gene of the present invention and various genetic engineering techniques.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はpOXI101ベクターの構成を示す模式図、第2図
はpOXI103ベクターの構成を示す模式図、第3図(第3
−1図および第3−2図にわたって示す)は、サルコシ
ンオキシダーゼ遺伝子DNAのコード鎖(5′→3′)お
よび得られる翻訳生成物のそれぞれの配列を示す。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the pOXI101 vector, FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the pOXI103 vector, and FIG.
-1 and 3-2) show the coding strand of sarcosine oxidase gene DNA (5 '→ 3') and the respective sequences of the resulting translation products.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 9/06 C12R 1:19) Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number in the agency FI Technical indication (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 9/06 C12R 1:19)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポリデオキシリボ核酸が、下記N末端側よ
り式 (式中、Aはアミノ酸残基または水素原子を示し、Bは
アミン酸残基または−OHを示す)で表わされるサルコシ
ンオキシダーゼの構成成分としてなるポリペプチドのア
ミノ酸配列をコードする塩基配列を含むものであること
を特徴とするポリデオキシリボ核酸。
(1) a polydeoxyribonucleic acid having the formula (Wherein A represents an amino acid residue or a hydrogen atom, and B represents an amino acid residue or -OH), which comprises a base sequence encoding an amino acid sequence of a polypeptide as a component of sarcosine oxidase. A polydeoxyribonucleic acid, characterized in that:
【請求項2】宿主にとって外来性であるポリデオキシリ
ボ核酸が、5′末端側より式 (式中、XはTAA,TAGおよびTGA以外のコドンまたは水素
原子を示し、Yはコドンまたは水素原子を示す)で表わ
される塩基配列である特許請求の範囲第1項記載のポリ
デオキシリボ核酸。
2. The polydeoxyribonucleic acid which is exogenous to the host is 2. The polydeoxyribonucleic acid according to claim 1, wherein the polydeoxyribonucleic acid is a base sequence represented by the formula: wherein X represents a codon or hydrogen atom other than TAA, TAG and TGA, and Y represents a codon or hydrogen atom.
【請求項3】宿主微生物にとって外来性であって、下記
N末端側より式 (式中、Aはアミノ酸残基または水素原子を示し、Bは
アミノ酸残基または−OHを示す)で表わされるサルコシ
ンオキシダーゼの構成成分としてなるポリペプチドのア
ミノ酸配列をコードする塩基配列を含むポリデオキシリ
ボ核酸を保持することを特徴とする形質転換体。
3. The compound is exogenous to a host microorganism and has the following formula (Wherein, A represents an amino acid residue or a hydrogen atom, and B represents an amino acid residue or -OH), a polydeoxyribonucleotide containing a base sequence encoding the amino acid sequence of a polypeptide as a component of sarcosine oxidase represented by A transformant characterized by holding a nucleic acid.
【請求項4】宿主微生物が、5′末端側より式 (式中、XはTAA,TAGおよびTGA以外のコドンまたは水素
原子を示し、Yはコドンまたは水素原子を示す)で表わ
される塩基配列であるポリデオキシリボ核酸を保持する
特許請求の範囲第3項記載の形質転換体。
4. The method according to claim 1, wherein the host microorganism is of the formula 4. A polydeoxyribonucleic acid having a base sequence represented by the formula: wherein X represents a codon or hydrogen atom other than TAA, TAG and TGA, and Y represents a codon or hydrogen atom. Transformants.
【請求項5】宿主微生物が、エシェリヒア属に属する特
許請求の範囲第3項記載の形質転換体。
5. The transformant according to claim 3, wherein the host microorganism belongs to the genus Escherichia.
【請求項6】エシェリヒア属に属する宿主微生物が、エ
シェリヒア コリに属する微生物である特許請求の範囲
第4項記載の形質転換体。
6. The transformant according to claim 4, wherein the host microorganism belonging to the genus Escherichia is a microorganism belonging to Escherichia coli.
【請求項7】形質転換体が、エシェリヒア コリ(Esch
erichia coli)DH1 pOXI101株(FERM BP−1828)である
特許請求の範囲第6項記載の形質転換体。
The transformant may be Escherichia coli (Esch).
The transformant according to claim 6, which is E. coli DH1 pOXI101 strain (FERM BP-1828).
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