JP2966939B2 - ヒト細胞由来のエンドセリン変換酵素 - Google Patents

ヒト細胞由来のエンドセリン変換酵素

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JP2966939B2
JP2966939B2 JP2413579A JP41357990A JP2966939B2 JP 2966939 B2 JP2966939 B2 JP 2966939B2 JP 2413579 A JP2413579 A JP 2413579A JP 41357990 A JP41357990 A JP 41357990A JP 2966939 B2 JP2966939 B2 JP 2966939B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビッグエンドセリン−
1をエンドセリン−1に変換する活性を有するヒト細胞
由来エンドセリン変換酵素と、ヒト細胞から本酵素を抽
出および精製することからなる本酵素の製造法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】エンドセリン(Endothelin)
は1988年、柳沢らによって発見された内皮細胞由来
の血管平滑筋収縮因子であり〔M.Yanagisaw
a et al.,Nature 332,411(1
988)〕、ブタ、ウシ、ヒト等においてその存在が確
認されている。また、エンドセリンには、3種のアイソ
ペプチドが存在し、それぞれエンドセリン−1、エンド
セリン−2、エンドセリン−3と命名されている。これ
らのアイソペプチドのうちヒトにおいても最も活性発現
量を多いのはエンドセリン−1であることが確認されて
いる。
【0003】エンドセリンは、強力かつ持続的な血管平
滑筋および気管の収縮作用を有し、高血圧症や気道狭窄
を惹起するとともに、高濃度(血中濃度1〜50pmo
l/ml程度)では、脳卒中、狭心症、心筋梗塞、心不
全、不整脈等の虚血性脳および心疾患、腎炎等の腎障
害、肺、肝、腸等の循環不全、喘息などの疾病を併発さ
せ、動物個体を死に至らしめることもある。
【0004】エンドセリン−1は、その前駆体であるビ
ックエンドセリン−1、すなわち次の式:
【0005】
【化1】 で示されるペプチドを、エンドセリン変換酵素によって
ビッグエンドセリン−1のN末端から21番目のトリプ
トファン残基と22番目のバリン残基との間で加水分解
により切断して生成するアミノ酸残基21個からなるペ
プチドである。この加水分解過程が生体内におけるエン
ドセリンの産生に必須であると考えられる。このエンド
セリン変換活性を有する酵素に関する報告はこれまで培
養ウシ血管内皮細胞〔K.Okada et al.,
Biochemical and Biophysic
al Research Communication
171,1192(1990)〕、ウシ副腎髄質
〔T.Sawamura et al.,Bioche
mical and Biophysical Res
erchCommunications 168,12
30(1990)〕等についてなされているが、ヒト由
来のエンドセリン変換活性を有する酵素の存在は未だに
明らかにされていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】エンドセリンは上述の
ように著しい生理活性を有する化合物であるが、その前
駆体のビッグエンドセリンから酵素的変換によって生成
するものであるから、この変換酵素の解明によってエン
ドセリンの生体内での生成を抑制する手段を提供するこ
とになり、またこの変換酵素は生体の血管収縮反応の機
構の解析やエンドセリンが原因となる様々な病態の研究
に有力な試薬としての用途が期待されるのである。
【0007】さらにまたこの変換酵素の解明によりエン
ドセリンの分泌過多により誘発される様々な病態(高エ
ンドセリン症)、例えば高血圧、気道狭窄、虚血性脳お
よび心疾患、腎障害、諸臓器例えば肝、肺、腸等の循環
不全、喘息等の予防および治療の手段としてのこの変換
酵素の阻害剤の探索、開発に有力な手段を提供すること
になる。
【0008】かかる理由からヒト細胞中にこれ迄に見出
されていなかったエンドセリン変換酵素の解明とその入
手のための方法の開発が求められていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上述した課
題、すなわち、ヒト細胞中からエンドセリン変換酵素を
取り出すべく鋭意研究の結果、ヒト細胞中にエンドセリ
ン変換活性を有する酵素が存在することを見出し本発明
を完成したのである。
【0010】本発明のエンドセリン変換酵素は、胎盤、
血管内皮、腎臓、大脳などのエンドセリンを産生してい
るヒト臓器および組織のヒト細胞を原料としてこれから
抽出して得られるものである。そして上記した臓器およ
び組織の入手の容易さから胎盤が有利に用いられる。し
かしながら、入手の容易さの観点を別にすれば胎盤以外
の臓器または組織からの、あるいは血液からの抽出も可
能であることは勿論である。
【0011】本発明のエンドセリン変換酵素は、ヒト細
胞に由来し、ビッグエンドセリン−1のN末端から21
番目のトリプトファン残基と22番目のバリン残基との
間を加水分解してビッグエンドセリン−1をエンドセリ
ン−1に変換する能力を有し、その至適pHが6.5〜
7.5で、分子量が約10万、約24万または50万以
上であるものにかかる。
【0012】本発明のエンドセリン変換酵素は、臓器ま
たは組織の細胞膜を界面活性剤で処理して抽出液とし、
この抽出液を分別して得られる分子量が約10万である
ものと、50万以上であるものとの二つの画分からな
り、あるいはまた臓器または組織をホモジナイズし、得
られたホモジネートから上清を分取し、このホモジネー
ト上清を超遠心分離に付してその上清を取り出して得ら
れる細胞質画分を分別して得られる分子量が約24万で
あるものと、50万以上であるものとの二つの画分から
なるものである。
【0013】この四つのエンドセリン変換酵素のうち、
ヒト細胞膜由来の分子量が約10万であるもの(酵素
I)の性質は次のとおりである。 (a) 作用:ビックエンドセリン−1をエンドセリン
−1に変換する。 (b) 基質特異性:ビックエンドセリン−1のN末端
から21番目のトリプトファン残基と22番目のバリン
残基との間を加水分解する。 (c) 至適pH:6.5〜7.5 (d) 分子量:約100000(TSK−G3000
SWを用いたゲルろ過法により測定) (e) 阻害剤:エチレンジアミンテトラアセテート
(EDTA)、1,10−フェナントロリンにより阻害
を受ける。
【0014】またヒト細胞膜由来の分子量が50万以上
であるもの(酵素II)の性質は次のとおりである。 (a) 作用:ビックエンドセリン−1をエンドセリン
−1に変換する。 (b) 基質特異性:ビックエンドセリン−1のN末端
から21番目のトリプトファン残基と22番目のバリン
残基との間を加水分解する。 (c) 至適pH:6.5〜7.5 (d) 分子量:500000以上(TSK−G300
0SWを用いたゲルろ過法により測定) (e) 阻害剤:エチレンジアミンテトラアセテート
(EDTA)、1,10−フェナントロリンにより阻害
を受ける。
【0015】またヒト細胞質由来の分子量が24万であ
るもの(酵素III)の性質は次のとおりである。 (a) 作用:ビックエンドセリン−1をエンドセリン
−1に変換する。 (b) 基質特異性:ビックエンドセリン−1のN末端
から21番目のトリプトファン残基と22番目のバリン
残基との間を加水分解する。 (c) 至適pH:6.5〜7.5 (d) 分子量:240000以上(TSK−G300
0SWを用いたゲルろ過法により測定)
【0016】さらにまたヒト細胞質由来の分子量が50
万以上であるもの(酵素IV)の性質は次のとおりであ
る。 (a) 作用:ビックエンドセリン−1をエンドセリン
−1に変換する。 (b) 基質特異性:ビックエンドセリン−1のN末端
から21番目のトリプトファン残基と22番目のバリン
残基との間を加水分解する。 (c) 至適pH:6.5〜7.5 (d) 分子量:500000以上(TSK−G300
0SWを用いたゲルろ過法により測定) (e) 阻害剤:エチレンジアミンテトラアセテート
(EDTA)、1,10−フェナントロリンにより阻害
を受ける。
【0017】上記した本発明のエンドセリン変換酵素I
〜IVは本発明によれば胎盤、血管内皮、腎臓、大脳等
のエンドセリンを産生しているヒト臓器および組織のヒ
ト細胞を原料として得られる。
【0018】例えばヒト胎盤を原料とする場合、次のよ
うな操作によってこれをうることができる。すなわち、
ヒト胎盤を微小断片化し、生理食塩水等で脱血した後、
これに適当量の緩衝液、例えば25mMへベス−0.2
5Mシュークロース緩衝液(pH7.4)を加え、通常
用いられるホモジナイザー、例えばポリトロンホモジナ
イザーにより低温下ホモジナイズを行う。得られたホモ
ジネートを遠心分離に付し、上清及び沈渣を得る。
【0019】こうして得られた胎盤ホモジネート沈渣
は、緩衝液で充分洗浄し、再度遠心分離して、洗浄沈渣
を分取し、以後の抽出操作に付す。ここで得られる洗浄
沈渣は、次に述べる胎盤ホモジネート上清を超遠心分離
して得られる沈渣部分と共に細胞膜に由来する成分であ
る。次いでこの洗浄沈渣は界面活性剤、例えばトリトン
X−100、コール酸ナトリウム、3−〔(3−コラミ
ドプロピル)ジメチルアンモニオ〕−1−プロパンスル
ホネート(CHAPS)、シュークロースモノカプレー
ト等を含む緩衝液に浸し、4℃〜8℃にて一晩放置後、
遠心分離して上清を集め、抽出液を得る。
【0020】一方、分取した胎盤ホモジネート上清は、
更に50000g〜100000gの超遠心分離をして
沈渣部分であるマイクロゾーム分画を得る。このマイク
ロゾーム分画を洗浄後、上記と同様にして界面活性剤抽
出を行った後、超遠心分離して上清を集め、抽出液を得
る。
【0021】また、上記したように分取した胎盤ホモジ
ネート上清を、更に50000g〜100000gの超
遠心分離にかけて得られた上清を回収することにより、
細胞質画分を得る。
【0022】本酵素I〜IVの精製は、上述の細胞膜画
分または細胞質画分を通常の酵素の精製に用いる手段を
利用することにより達成できる。例えば、アサヒバック
HC−N200(旭化成工業社製)によるクロマトグラ
フィー、Q−セファロースハイパフォーマンス(ファル
マシア社製)によるクロマトグラフィー、フェニルスー
パーロース(ファルマシア社製)によるクロマトグラフ
ィー、スーパーデックス200(ファルマシア社製)に
よるゲルろ過、TSK−G3000SW(東ソー社製)
によるゲルろ過等の手段を適宜組み合わせ、ビッグエン
ドセリン−1をエンドセリン−1に変換する活性を指標
として、本発明のエンドエリン変換酵素を精製すること
ができる。
【0023】本発明のエンドセリン変換酵素I〜IVの
活性は力価によって表現されるが、この力価の測定はつ
ぎのようにして行なわれる。
【0024】(1) 酵素活性の測定法 4μg/mlのビッグエンドセリン−1溶液1ml(1
00mMトリス−塩酸緩衝液、pH7.0)に0.1m
lの酵素溶液を添加し、37℃にて3時間反応させる。
反応後100℃10分間の処理を行い反応を停止させ
る。次いで、生じたエンドセリン−1をサンドイッチ−
EIA法により定量する。上記反応条件にて1時間に1
pmolのビッグエンドセリン−1をエンドセリン−1
に変換する酵素活性をIU(単位)とする。
【0025】(2) サンドイッチ−EIA法 抗エンドセリン−1モノクローナル抗体を固相化した9
6穴マイクロプレートに、検体および既知濃度のエンド
セリン−1標準液を加え反応させる。マイクロプレート
を洗浄後、ビオチン標準抗エンドセリン−1ポリクロー
ナル抗体およびペルオキシダーゼ標識アビジンを加え反
応させる。マイクロプレートを洗浄後、結合したペルオ
キシダーゼ活性を測定する。既知濃度のエンドセリン−
1標準液による検量線から検体中のエンドセリン−1を
定量する。
【0026】(3) 抗エンドセリン−1モノクローナ
ル抗体の作成 エンドセリン−1とカサ貝ヘモシアニンとの縮合物をマ
ウスに免疫し、常法に従い、免疫マウス脾細胞とマウス
ミエローマと細胞融合し、ハイブリドーマを作成、エン
ドセリン−1に対する抗体を産生するハイブリドーマを
クローン化する。クローン化されたハイブリドーマの産
生するモノクローナル抗体をプロテインAカラムで精製
し、抗エンドセリン−1モノクローナル抗体を作成す
る。
【0027】(4) 抗エンドセリン−1ポリクローナ
ル抗体 エンドセリン−1とカサ貝ヘモシアニンとの縮合物をウ
サギに免疫し抗血清を得る。抗血清からプロテインAカ
ラムで抗体画分を得る。抗体画分をビッグエンドセリン
−1固定化カラムに付し、カラムに結合した画分を集
め、抗エンドセリン−1ポリクローナル抗体を作成す
る。得られた抗エンドセリン−1ポリクーロナル抗体を
ビオチン化し、ビオチン標識抗エンドセリン−1ポリク
ローナル抗体を作成する。
【0028】次ぎに、本発明のエンドセリン変換酵素I
〜IVの酵素化学的特性について述べる。
【0029】(a)作用 ビッグエンドセリン−1をエンドセリン−1に変換す
る。
【0030】(b) 基質特異性 ビッグエンドセリン−1のN末端から21番目のトリプ
トファン残基と22番目のバリン残基との間を加水分解
する。50mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.0)にお
いてビッグエンドセリン−1に本酵素を37℃にて3時
間作用させ、生成物をイナートシルODSカラム(ジー
エルサイエンス社製)を用いた逆相クロマトグラフィー
に付し、0.05%トリフルオロ酢酸−10%アセトニ
トリル溶液から0.05%トリフルオロ酢酸−50%ア
セトニトリル溶液への直線的濃度勾配により分析したと
ころ、ビッグエンドセリン−1のピーク以外に2つのピ
ークが出現し、それらのピークの溶出位置は、エンドセ
リン−1およびビッグエンドセリン−1のN末端より2
2番目のバリンから38番目のセリンまでのビッグエン
ドセリン−1の部分ペプチドと同一であった。この結果
より、本変換酵素によりビッグエンドセリン−1のN末
端から21番目のトリプトファン残基と22番目のバリ
ン残基との間が加水分解されていることがわかる。
【0031】(c) 至適pH 本エンドセリン変換酵素の至適pHの測定は、各々のp
Hの50mM緩衝液にて調製したビッグエンドセリン−
1溶液に、本エンドセリン変換酵素を加え、37℃で反
応することによって行った。使用した緩衝液は、 pH2.0〜7.5 クエン酸−リン酸緩衝液 pH7.5〜9.0 トリス−塩酸緩衝液 pH9.0〜12.0 炭酸水素ナトリウム−水酸化ナ
トリウム緩衝液 である。測定の結果、本エンドセリン変換酵素I〜IV
は、pH6.5〜7.5の範囲において最も強い活性を
示した。
【0032】(d) 分子量 TSK−G3000SW(東ソー社製)のカラムによる
ゲルろ過法のカラムクロマトグラフィーにより分子量既
知の標準品と共に分離、分画を行い、本エンドセリン変
換酵素I、II、III、IV、の分子量を推定したと
ころ、それぞれ約10万、50万以上、約24万および
50万以上であった。
【0033】(e) 阻害剤 本酵素の、ビッグエンドセリン−1をエンドセリン−1
に変換する変換活性に対する各種阻害剤の効果を調べ
た。各種阻害剤を含む100μlの反応後(50mMト
リス−塩酸緩衝液、pH7.0)中において本酵素を3
7℃、30分間インキュベートし、残存する酵素活性を
前述の方法にて測定した。各阻害剤存在下における残存
活性を、無処理の活性を100とした相対活性で表した
結果を表で示す。表1は酵素I、表2は酵素II、そし
て表3は酵素IVについての結果である。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【表3】
【0037】つぎに、実施例によって本発明を更に詳細
に説明するが、本発明は、これらによって限定されるも
のではない。
【0038】
【実施例1】胎盤細胞膜画分の調製 ヒト細胞(約5g)より、膜等を除去し、生理食塩水で
充分洗浄後、微小断片化した。この胎盤微小断片に、2
5mMへペス−0.25Mシュークロース緩衝液(pH
7.4)20mlを加え、ポリトロン(Polytor
on)ホモジナイザーを用いてホモジナイズした。得ら
れたホモジネートを1000g、20分間遠心分離、上
清を分取した。この上清を10000g、20分間、再
び遠心分離し、その上清及び沈渣を得た。
【0039】こうして得られた胎盤ホモジネート沈渣
に、上記と同一の緩衝液10mlを加え、充分洗浄し、
再度10000g、20分間の遠心分離を行い、洗浄沈
渣を分取した。得られた洗浄沈渣に、10mlの0.5
%トリトンX−100含有25mMへペス−0.25M
シュークロース緩衝液(pH7.4)を加え、4℃にて
一夜放置後、1000g、20分間遠心分離して、抽出
液約9mlを得た。
【0040】一方、胎盤ホモジネート上清は、1000
00g、2時間の超遠心分離を行い、沈渣を分取した。
この超遠心分離沈渣に、2mlの0.5%トリトン−X
100含有25mMへペス−0.25Mシュークロース
緩衝液(pH7.4)を加え、4℃にて一夜放置後、再
び100000g、2時間超遠心分離を行い、上清を集
めて抽出液約1.5mlを得た。胎盤ホモジネート沈渣
より得られた抽出液と胎盤ホモジネート上清の超遠心分
離沈渣より得られた抽出液とを合わせて細胞膜画分約1
0.5mlを得た。
【0041】
【実施例2】精製酵素(分子量50万以上の酵素II)
の調製
【0042】(i) 実施例1で得られた細胞膜画分約
10.5mlを、0.1Mトリス−塩酸緩衝液(pH
7.0)で平衡化したアサヒパックHC−N200(旭
化成工業社製)のカラムに付し、同緩衝液にて溶出さ
せ、試料中のトリトンX−100を除去した。トリンX
−100を除去した細胞膜画分を、10mMトリス−塩
酸緩衝液(pH8.0)で平衡化したQ−セファロース
ハイパフォーマンス(ファルマシア社製)のカラム(φ
2.6×10cm)に吸着させ、同緩衝液にて充分洗浄
した後、同緩衝液中で塩化ナトリウム濃度を直線的に0
〜250mMに上げることにより、酵素を溶出し、酵素
活性を有する画文を集めた。得られた活性画分をダイア
フローメンブレンフィルターPM−10(アミコン社
製)を用いて5.0mlまで濃縮した。この濃縮液を、
0.1Mトリス−塩酸、0.3M NaCl緩衝液(p
H7.0)で平衡化したスーパーテックス200(ファ
ルマシア社製)のカラム(φ2.6×60cm)に付
し、同一緩衝液で溶出した。
【0043】(ii) 上記した(i)の操作によって
溶出した溶出体積100ml〜15mlの付近をフラク
ショネーションし、これらのフラクションについて前述
の方法でエンドセリン変換活性を有するフラクションを
合わせ、活性画分とした。この活性画分を、ダイアフロ
ーメンブレンフィルターPM−10(アミコン社製)を
用いて濃縮し、精製エンドセリン変換酵素IIを得た。
尚、得られた精製エンドセリン変換酵素IIの総活性は
約350Uであった。
【0044】(iii) このようにして得られた精製
エンドセリン変換酵素IIの100μlを、0.1Mト
リス−塩酸、0.8M NaCl緩衝液(pH7.0)
で平衡化したTSK−G3000SW(7.5mmφ×
60cm、東ソー社製)のカラムによるゲルろ過法カラ
ムクロマトグラフィーに付し、同一緩衝液にて、分子量
既知の標準品(グルタメートデヒドロゲナーゼ:分子量
29万、ラクテートデヒドロゲナーゼ:分子量14万、
エノラーゼ:分子量6.7万、アデニレートキナーゼ:
分子量3.2万、チトクロムC:分子量1.24万)と
共に分離、分画を行い、各画分のエンドセリン変換活性
を前述の方法で測定し、変換活性ピークの溶出位置よ
り、本エンドセリン変換酵素IIの分子量を推定したと
ころ50万以上であった。結果を図1に示す。
【0045】
【実施例3】基質特異性 実施例2で得られた精製エンドセリン変換酵素II 1
mlに、0.1mg/mlビッグエンドセリン溶液40
μlを添加し、37℃にて3時間反応させ、生成物をイ
ナートシルODSカラム(ジーエルサイエンス社製)を
用いた逆相クロマトグラフィーに付し、0.05%トリ
フルオロ酢酸−10%アセトニトリル溶液から0.05
%トリフルオロ酢酸−50%アセトニトリル溶液への直
線的濃度勾配により分析したところ、ビックエンドセリ
ン−1のピーク以外に2つのピークが出現した。それら
のピークの溶出位置は、エンドセリン−1およびビッグ
エンドセリン−1のN末端より22番目のバリンから3
8番目のセリンまでのビックエンドセリン−1の部分ペ
プチドと同一であった。
【0046】
【実施例4】至適pHの測定 各々のpHの50mM緩衝液(pH2.0〜7.5クエ
ン酸−リン酸緩衝液、pH7.5〜9.0トリス−塩酸
緩衝液、pH9.0〜12.0炭酸水素ナトリウム−水
酸化ナトリウム緩衝液)にて調製したビッグエンドセリ
ン−1溶液200μlに、実施例2で得られた精製エン
ドセリン変換酵素II 50μlを加え、37℃にて3
時間反応を行った後、前述の方法で酵素活性を測定した
結果、図2に示すように、本エンドセリン変換酵素II
はpH6.5〜7.5の範囲において最も強い活性を示
した。
【0047】
【実施例5】阻害剤に対する感受性 各種阻害剤を含む100μlの反応後(50mMトリス
−塩酸緩衝液、pH7.0)中において、実施例2で得
られた精製エンドセリン変換酵素IIを37℃にて30
分間インキュベートし、次いで、これに0.1mg/m
lビッグエンドセリン−1溶液4μlを添加し、37℃
にて3時間反応させた。反応後、100℃、10分間の
処理を行い反応を停止させ、生じたエンドセリン−1を
前述の方法にて定量し、残存する酵素活性を測定した。
各阻害剤存在下における残存活性を、無処理の活性を1
00とした相対活性で表し、表2に示した。
【0048】
【実施例6】精製酵素(分子量約10万の酵素I)の調
【0049】(i) 実施例1で得られた細胞膜画分に
ついて、実施例2(i)に記載の操作を行なった。
【0050】(ii) 上述した(i)の操作によって
溶出した溶出体積170ml〜210mlの付近をフラ
クショネーションし、これらのフラクションについて前
述の方法でエンドセリン変換活性を有するフラクション
を合わせ、活性画分とした。この活性画分を、ダイアフ
ローメンブレンフィルターPM−10(アミコン社製)
を用いて濃縮し、精製エンドセリン変換酵素Iを得た。
尚、得られた精製エンドセリン変換酵素Iの総活性は約
350Uであった。
【0051】(iii) このようにして得られた精製
エンドセリン変換酵素Iの10μlを、0.1Mトリス
−塩酸、0.3M NaCl緩衝液(pH7.0)で平
衡化したTSK−G3000SW(7.5mmφ×60
cm、東ソー社製)のカラムによるゲルろ過法のカラム
クロマトグラフィーに付し、同一緩衝液にて、分子量既
知の標準品(グルタメートデヒドロゲナーゼ:分子量2
9万、ラクテートデヒドロゲナーゼ:分子量14万、エ
ノラーゼ:分子量6.7万、アデニレートキナーゼ:分
子量3.2万、チトクロムC:分子量1.24万)と共
に分離、分画を行い、各画分のエンドセリン変換活性を
前述の方法で測定し、変換活性ピークの溶出位置より、
本エンドセリン変換酵素Iの分子量を推定したところ約
10万であった。結果を図3に示す。
【0052】
【実施例7】基礎特異性 実施例6で得られた精製エンドセリン変換酵素I 1m
lに、0.1mg/mlビッグエンドセリン−1溶液4
0μlを添加し、37℃にて3時間反応させ、生成物を
イナートシルODSカラム(ジーエルサイエンス社製)
を用いた逆相クロマトグラフィーに付し、0.05%ト
リフルオロ酢酸−10%アセトニトリル溶液から0.0
5%トリフルオロ酢酸−50%アセトニトリル溶液への
直線的濃度勾配により分析したところ、ビッグエンドセ
リン−1のピーク以外に2つのピークが出現した。それ
らのピークの溶出位置は、エンドセリン−1およびビッ
グエンドセリン−1のN末端より22番目のバリンから
38番目のセリンまでのビッグエンドセリン−1の部分
ペプチドと同一であった。
【0053】
【実施例8】至適pHの測定 各々のpHの50mM緩衝液(pH2.0〜7.5クエ
ン酸−リン酸緩衝液、pH7.5〜9.0トリス−塩酸
緩衝液、pH9.0〜12.0炭酸水素ナトリウム−水
酸化ナトリウム緩衝液)にて調製したビッグエンドセリ
ン−1溶液200μlに、実施例6で得られた精製エン
ドセリン変換酵素I 50μlを加え、37℃にて3時
間反応を行った後、前述の方法で酵素活性を測定した結
果、図4に示すように、本エンドセリン変換酵素IIは
pH6.5〜7.5の範囲において最も強い活性を示し
た。
【0054】
【実施例9】阻害剤に対する感受性 各種阻害剤を含む100μlの反応液(50mMトリス
−塩酸緩衝液(pH7.0)中において、実施例6で得
られた精製エンドセリン変換酵素Iを37℃にて30分
間インキュベートし、次いで、これに0.1mg/ml
のビッグエンドセリン−1溶液4μlを添加し、37℃
にて3時間反応させた。反応後、100℃、10分間の
処理を行い反応を停止させ、生じたエンドセリン−1を
前述の方法にて定量し、残存する酵素活性を測定した。
各阻害剤存在下における残存活性を、無処理の活性を1
00とした相対活性で表し、表1に示した。
【0055】
【実施例10】胎盤細胞質画分の調製 ヒト胎盤(約5g)より、膜等を除去し、生理食塩水で
十分洗浄後、微小断片化した。この胎盤微小断片に25
mMへペス−0.25Mシュークロース緩衝液(pH
7.4)20mlを加え、ポリトロン(Polytor
on)ホモジナイザーを用いてホモジナイズした。得ら
れたホモジネートを1000g、20分間遠心分離し、
上清を分取した。この上清を10000g、20分間、
再び遠心分離し、その上清を分取した。得られた上清を
100000g、2時間超遠心分離し、約20mlの上
清を回収、細胞質画分とした。
【0056】
【実施例11】精製酵素(分子量50万以上の酵素I
V)の調製 実施例10で得られた細胞質画分約20mlを、10m
Mトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)で平衡化したQ−
セファロースハイパフォーマンス(ファルマシア社製)
のカラム(φ2.6×10cm)に吸着させ、同緩衝液
にて充分洗浄した後、同緩衝液中で塩化ナトリウム濃度
を直線的に0〜250mMに上げることにより、酵素を
溶出し、酵素活性を有する画分を集めた。
【0057】得られた活性画分をダイアフローメンブレ
ンフィルターPM−10(アミコン社製)を用いて5.
0mlまで濃縮した。この濃縮液を、予め0.1Mトリ
ス−塩酸、0.3MNaCl緩衝液(pH7.0)で平
衡化したスーパーテックス200(ファルマシア社製)
のカラム(φ2.6×60cm)に付し、同一緩衝液で
溶出し、溶出体積100ml〜150mlの付近をフラ
クショネーションし、これらのフラクションについて前
述の方法でエンドセリン変換活性を有するフラクション
を合わせ、活性画分とした。この活性画分を、ダイアフ
ローメンブレンフィルターPM−10(アミコン社製)
を用いて濃縮し、精製エンドセリン変換酵素IVを得
た。尚、得られた精製エンドセリン変換酵素IVの総活
性は約350Uであった。
【0058】
【実施例12】基質特異性 実施例11で得られた精製エンドセリン変換酵素IV
1mlに、0.1mg/mlビッグエンドセリン−1溶
液40μlを添加し、37℃にて3時間反応させ、生成
物をイナートシルODSカラム(ジーエルサイエンス社
製)を用いた逆相クロマトグラフィーに付し、0.05
%トリフルオロ酢酸−10%アセトニトリル溶液から
0.05%トリフルオロ酢酸−50%アセトニトリル溶
液への直線的濃度勾配により分析したところ、ビックエ
ンドセリン−1のピーク以外に2つのピークが出現し
た。それらのピークの溶出位置は、エンドセリン−1お
よびビッグエンドセリン−1のN末端より22番目のバ
リンから38番目のセリンまでのビックエンドセリン−
1の部分ペプチドと同一であった。
【0059】
【実施例13】至適pHの測定 各々のpHの50mM緩衝液(pH2.0〜7.5クエ
ン酸−リン酸緩衝液、pH7.5〜9.0トリス−塩酸
緩衝液、pH9.0〜12.0炭酸水素ナトリウム−水
酸化ナトリウム緩衝液)にて調製したビッグエンドセリ
ン−1溶液200μlに、実施例11で得られた精製エ
ンドセリン変換酵素IV 50μlを加え、37℃にて
3時間反応を行った後、前述の方法で酵素活性を測定し
た結果、図5に示すように、本エンドセリン変換酵素I
VはpH6.5〜7.5の範囲において最も強い活性を
示した。
【0060】
【実施例14】分子量の測定 実施例11で得られた精製エンドセリン変換酵素IVの
100μlを、0.1Mトリス−塩酸、0.3M Na
Cl緩衝液(pH7.0)で平衡化したTSK−G30
00SW(7.5mmφ×60cm、東ソー社製)のカ
ラムによるゲルろ過法のカラムクロマトグラフィーに付
し、同一緩衝液にて、分子量既知の標準品(グルタメー
トデヒドロゲナーゼ:分子量29万、ラクテートヒドロ
ゲナーゼ:分子量14万、エノラーゼ:分子量6.7
万、アデニレートキナーゼ:分子量3.2万、チトクロ
ムC:分子量1.24万)と共に分離、分画を行い、各
画分のエンドセリン変換活性を前述の方法で測定し、変
換活性ピークの溶出位置より、本エンドセリン変換酵素
IVの分子量を推定したところ50万以上であった。結
果を図6に示す。
【0061】
【実施例15】阻害剤に対する感受性 各種阻害剤を含む100μlの反応液(50mMトリス
−塩酸緩衝液、pH7.0)中において、実施例11で
得られた精製エンドセリン変換酵素IVを37℃にて3
0分間インキュベートし、次いで、これに0.1mg/
mlのビッグエンドセリン−1溶液4μlを添加し、3
7℃にて3時間反応させた。反応後、100℃、10分
間の処理を行い反応を停止させ、生じたエンドセリン−
1を前述の方法にて定量し、残存する酵素活性を測定し
た。各阻害剤存在下における残存活性を、無処理の活性
を100とした相対活性で表し、表3に示した。
【0062】
【実施例16】精製酵素(分子量24万の酵素III)
の調製 実施例10で得られた細胞質画分約20mlを、10m
Mトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)で平衡化したQ−
セファロースハイパフォーマンス(ファルマシア社製)
のカラム(φ2.6×10cm)に吸着させ、同緩衝液
にて充分洗浄した後、同緩衝液中で塩化ナトリウム濃度
を直線的に0〜250mMに上げることにより、酵素を
溶出し、酵素活性を有する画分を集めた。
【0063】得られた活性画分をダイアフローメンブレ
ンフィルターPM−10(アミコン社製)を用いて5.
0mlまで濃縮した。この濃縮液を、予め0.1Mトリ
ス−塩酸、0.3MNaCl緩衝液(pH7.0)で平
衡化したスーパーテックス200(ファルマシア社製)
のカラム(φ2.6×60cm)に付し、同一緩衝液で
溶出し、溶出体積160ml〜180mlの付近をフラ
クショネーションし、これらのフラクションについて前
述の方法でエンドセリン変換活性を有するフラクション
を合わせ、活性画分とした。この活性画分を、ダイアフ
ローメンブレンフィルターPM−10(アミコン社製)
を用いて濃縮し、精製エンドセリン変換酵素IIIを得
た。尚、得られた精製エンドセリン変換酵素IIIの総
活性は約150Uであった。
【0064】
【実施例17】基礎特異性 実施例16で得られた精製エンドセリン変換酵素III
1mlに、0.1mg/mlビッグエンドセリン−1
溶液40μlを添加し、37℃にて3時間反応させ、精
製物をイナートシルODSカラム(ジーエルサイエンス
社製)を用いた逆相クロマトグラフィーに付し、0.0
5%トリフルオロ酢酸−10%アセトニトリル溶液から
0.05%トリフルオロ酢酸−50%アセトニトリル溶
液への直線的濃度勾配により分析したところ、ビックエ
ンドセリン−1のピーク以外に2つのピークが出現し
た。それらのピークの溶出位置は、エンドセリン−1お
よびビッグエンドセリン−1のN末端より22番目のバ
リンから38番目のセリンまでのビッグエンドセリン−
1の部分ペプチドと同一であった。
【0065】
【実施例18】至適pHの測定 各々のpHの50mM緩衝液(pH2.0〜7.5クエ
ン−リン酸緩衝液、pH7.5〜9.0トリス−塩酸緩
衝液、pH9.0〜12.0炭酸水素ナトリウム−水酸
化ナトリム緩衝液)にて調製したビッグエンドセリン−
1溶液200μlに、実施例16で得られた精製エンド
セリン変換酵素III 50μlを加え、37℃にて3
時間反応を行った後、前述の方法で酵素活性を測定した
結果、図7に示すように、本エンドセリン変換酵素II
IはpH6.5〜7.5の範囲において最も強い活性を
示した。
【0066】
【実施例19】分子量の測定 実施例16で得られた精製エンドセリン変換酵素III
の100μlを、0.1Mトリス−塩酸、0.3M N
aCl緩衝液(pH7.0)で平衡化したTSK−G3
000SW(7.5mmφ×60cm、東ソー社製)の
カラムによるゲルろ過法のカラムクロマトグラフィーに
付し、同一緩衝液にて、分子量既知の標準品(グルタメ
ートデヒドロゲナーゼ:分子量29万、ラクテートヒド
ロゲナーゼ:分子量14万、エノラーゼ:分子量6.7
万、アデニレートキナーゼ:分子量3.2万、チトクロ
ムC:分子量1.24万)と共に分離、分画を行い、各
画分のエンドセリン変換活性を前述の方法で測定し、変
換活性ピークの溶出位置より、本エンドセリン変換酵素
IIIの分子量を推定したところ約24万であった。結
果を図8に示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2で得られるエンドセリン変換酵素II
の分子量決定のための試験結果を図示したものである。
【図2】実施例2で得られるエンドセリン変換酵素II
の至適pHの試験結果を図示したものである。
【図3】実施例6で得られるエンドセリン変換酵素Iの
分子量決定のための試験結果を図示したものである。
【図4】実施例6で得られたエンドセリン変換酵素Iの
至適pHの試験結果を図示したものである。
【図5】実施例11で得られるエンドセリン変換酵素I
Vの至適pHの試験結果を図示したものである。
【図6】実施例11で得られるエンドセリン変換酵素I
Vの分子量決定のための試験結果を図示したものであ
る。
【図7】実施例16で得られたエンドセリン変換酵素I
IIの至適pHの試験結果を図示したものである。
【図8】実施例16で得られるエンドセリン変換酵素I
IIの分子量決定のための試験結果を図示したものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Biochemical and B iophysical Researc h Communication,176 (2)(1991),p.860−865 Biochemical and B iophysical Researc h Communication,174 (2)(1991),p.446−451 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12N 9/64 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビッグエンドセリン−1のN末端から2
    1番目のトリプトファン残基と22番目のバリン残基と
    の間を加水分解してビッグエンドセリン−1をエンドセ
    リン−1に変換する、至適pHが6.5〜7.5で、分
    子量が約10万、約24万または50万以上である、ヒ
    ト細胞由来エンドセリン変換酵素。
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Biochemical and Biophysical Research Communication,174(2)(1991),p.446−451
Biochemical and Biophysical Research Communication,176(2)(1991),p.860−865

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