JP3649765B2 - Novel glycerol kinase and process for producing the same - Google Patents

Novel glycerol kinase and process for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP3649765B2
JP3649765B2 JP28042594A JP28042594A JP3649765B2 JP 3649765 B2 JP3649765 B2 JP 3649765B2 JP 28042594 A JP28042594 A JP 28042594A JP 28042594 A JP28042594 A JP 28042594A JP 3649765 B2 JP3649765 B2 JP 3649765B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glycerol kinase
glycerol
flavobacterium
strain
kinase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP28042594A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08131165A (en
Inventor
晋治 古賀
信一 酒瀬川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Pharma Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Pharma Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Pharma Corp filed Critical Asahi Kasei Pharma Corp
Priority to JP28042594A priority Critical patent/JP3649765B2/en
Publication of JPH08131165A publication Critical patent/JPH08131165A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3649765B2 publication Critical patent/JP3649765B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は70℃、10分間の熱処理で80%以上の活性を保持することを特徴とするグリセロールキナーゼ(Glycerol kinase)およびフラボバクテリウム(Flavobacterium)属に属するグリセロールキナーゼ生産菌を培地に培養し、その培養物からグリセロールキナーゼを採取してなるグリセロールキナーゼの製造法に関する。
【0002】
【従来技術】
グリセロールキナーゼはグリセロールを基質としてグリセロール1モルおよびATP1モルから1モルのADPおよび1モルのグリセロール−3−リン酸を生成する反応を触媒する酵素(酵素番号2.7.1.30)として知られており(酵素ハンドブック341〜342頁、(株)朝倉書店、1982年発行)、また、グリセロールキナーゼ生産菌としては従来からストレプトマイセス・キャナス(特開昭55−162987号公報)、セルロモナス・エスピー(特開昭56−121484号公報)、バチルス・ステアロサーモフィラス(特開昭53−26389号公報)、アルスロバクター・エスピー(特開昭59−2688号公報)などが知られており、臨床診断薬の分野で使用されている。
【0003】
また、本発明者らは臨床診断薬分野において優れたグリセロールキナーゼをスクリーニングしたところセラチア・マセセンス・IFO−3736株、シュードモナス・フルオレッセンス・IFO−3925株、シュードモナス・プチダ・IFO−12653株を後述する参考例の培地にて培養したところ、それぞれ、0.5U/ml、0.8U/ml、1.30U/mlの培養力価でグリセロールキナーゼを生産することを見い出したが、いずれもKm値や熱安定性に優れるものではなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
グリセロールキナーゼは従来、臨床診断薬分野、例えばリパーゼまたはグリセリドの存在下にグリセロール−3−リン酸オキシダーゼやグリセロール−3−リン酸デヒドロゲナーゼと組み合わせてグリセリドまたはリパーゼ活性の測定試薬に使用され、その他同様の酵素反応によりグリセロールの測定試薬などに使用されてきた。
【0005】
しかし、近年、臨床診断薬分野では試薬を凍結乾燥品ではなく、液状で製品とすることが求められており、液状化試薬に対応できるような保存安定性の優れたグリセロールキナーゼや工業生産に対応できるような熱安定性の優れたグリセロールキナーゼの開発が望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、熱安定性が優れ、さらに、好適には液状化試薬に対応できる安定性の優れたグリセロールキナーゼおよびその工業的生産の可能な製造法を求めて鋭意研究を重ねた結果、静岡県田方郡大仁町の畑土壌から単離したフラボバクテリウム・メニンゴセプティクムGK−54株と同定した微生物が安定性の優れたグリセロールキナーゼの生産能を有することを初めて見いだし、本発明を完成した。
【0007】
本発明は上記の知見に基づいて完成されたもので、70℃、10分の熱処理で80%以上の活性を保持する熱安定性の良いグリセロールキナーゼ、また好適には安定化剤を添加せず、37℃、2週間で80%以上の活性を保持する保存安定性の良いグリセロールキナーゼおよびフラボバクテリウム属に属するグリセロールキナーゼ生産菌を培地に培養し、その培養物からグリセロールキナーゼを採取することを特徴とするグリセロールキナーゼの製造法である。
【0008】
以下に本発明について詳細に説明する。
まず、本発明のグリセロールキナーゼ生産菌について、フラボバクテリウム属に属するグリセロールキナーゼを生産する能力を有する微生物であれば何ら限定されるものではなく、グリセロールキナーゼ生産能を有する変種や変異株であってもよく、好ましくはフラボバクテリウム属に属するGK−54株が挙げられる。本菌株の菌学的性質を示すと次の通りである。
【0009】
なお、本菌株の同定に当たっては、同定実験は医学細菌同定の手引(第2版)、Microbiological Methods(3巻)に準じて行い、実験結果を医学細菌同定の手引(第2版)、Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology Vol.1,Vol.2,Vol.3、Int.J.Syst.Bacteriologyに対比して同定を行った。
【0010】
生育の特徴
普通寒天平板培地
線上に良好に生育する。表面は滑らか。縁は丸い。黄色〜オレンジ色を呈する。不透明。光沢あり。
普通寒天斜面培地
線上に良好に生育する。表面は滑らか。縁は丸い。黄色〜オレンジ色を呈する。不透明。光沢あり。
液体培地
生育良好で一様に生育する。
リトマスミルク培地およびBCP培地
リトマスを還元しないが、液化および凝固が観察された。
DNAのGCmol%
35.7±1.0%(HPLC)
主たるイソプレノイドキノン
MK−6
形態の特徴
単独で端の丸いまっすぐな長桿菌で大きさは0.4〜0.7X1.8〜2.5μm。運動性はない。芽胞非形成。

Figure 0003649765
Figure 0003649765
Figure 0003649765
Figure 0003649765
以上のように本菌株の主性状はグラム陰性の桿菌で非運動性であり、カタラーゼ、オキシダーゼ、フォスファターゼ陽性でグルコースを酸化的に分解し、酸を産生し、GCmol%は35.7±1.0%、キノンタイプはMK−6、芽胞非形成であり、これらの主性状をBergey’s Manual of Systematic Bacteriology Vol.1,Vol.2,Vol.3に対比した結果、フラボバクテリウム属に属する微生物と判明した。そこで、フラボバクテリウム属の中から本菌株と似た4菌種を選び本菌株と比較した。
A;フラボバクテリウム・ブレブ(Flavobacterium breve)。
B;フラボバクテリウム・グレウム(Flavobacterium gleum)。
C;フラボバクテリウム・インドロゲネス(Flavobacterium indologenes)。
D;フラボバクテリウム・メニンゴセプティクム(Flavobacterium meningosepticum)。
【0011】
Figure 0003649765
性状の比較から本菌株はフラボバクテリウム・メニンゴセプティクムに属すると判断された。さらに、DNA−DNAハイブリダイゼイション法によりDNA相同性(similarity)測定を行った。測定方法はマイクロプレートを用いて蛍光法により分光光学的に定量測定を行った。また、ハイブリダイゼイションの反応温度はGC含量からDNAの融解温度を計算し40℃で行った。比較対象として以下の菌株を用いて行った。
No.1株:フラボバクテリウム・ブレブIFO−1493株:タイプカルチャー(Flavobacterium breveIFO−1493:タイプカルチャー)。
No.2株:フラボバクテリウム・グレウムIFO−15054株:タイプカルチャー(Flavobacterium gleum IFO−15054:タイプカルチャー)。
No.3株:フラボバクテリウム・インドロゲネスIFO−14944株:タイプカルチャー(Flavobacterium indologenes IFO−14944:タイプカルチャー)。
No.4株:フラボバクテリウム・メニンゴセプティクムIFO−12535株:タイプカルチャー(Flavobacterium meningosepticumIFO−12535:タイプカルチャー)
DNA相同性(%)
Figure 0003649765
以上の結果から本菌株は、DNA相同性がフラボバクテリウム・メニンゴセプティクムIFO−12535株:タイプカルチャー(F.meningosepticum IFO−12535:タイプカルチャー)と判断基準である70%以上であることから前記知見と合わせて同種と判定し、本菌株をフラボバクテリウム・メニンゴセプティクムGK−54株と同定命名し、工業技術院生命工学技術研究所に受託番号FERM BP−4868として寄託したものである。
【0012】
次いで、フラボバクテリウム属に属するグリセロールキナーゼ生産菌からのグリセロールキナーゼの精製および、諸性質の検討を行った。
本発明を実施するにあたり、その培養形態としては液体培養、個体培養いずれも可能であるが工業的には通気撹拌培養を行うのが有利である。また使用する培養源としては一般に微生物培養に用いられる炭素源、窒素源、無機塩及びその他の微量栄養源の他、フラボバクテリウム属に属する微生物の利用できる栄養源であればすべて使用できる。
【0013】
炭素源としては、例えばグルコース、フルクトース、サッカロース、キシロース、マルトース、グリセロール、デキストリン、でんぷん、アミノ酸等の他、脂肪酸、油脂、有機酸などが単独でまたは組み合わせて用いられる。窒素源としては、例えば無機窒素源、有機窒素源のいずれも使用可能であり、無機栄養源としては硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、尿素、硝酸ソーダ、塩化アンモニウム等が挙げられる。また有機窒素源としては、例えば大豆、米、トウモロコシ、小麦等の粉、コーンスティープリカー、ペプトン、肉エキス、カゼイン、アミノ酸、酵母エキス、バクトソイトン等が挙げられる。
【0014】
無機塩及び微量栄養素としては、例えばリン酸、マグネシュウム、カリウム、鉄、カルシウム、亜鉛等の塩類の他ビタミン、非イオン性界面活性剤、消泡剤等の菌の生育やグリセロールキナーゼの生産を促進するものであれば必要に応じて使用できる。
培養は好気的条件で、培養温度は菌が発育し、グリセロールキナーゼが産生する範囲であればよく、通常15℃〜37℃、好ましくは25℃〜35℃である。培養時間は条件により異なるがグリセロールキナーゼが最も産生される時間まで培養すればよく、通常24〜100時間程度である。
【0015】
グリセロールキナーゼは主としてその菌体内に含有、蓄積されており、その菌体内から抽出すればよい。グリセロールキナーゼの抽出法を例示すればまず培養物を固液分離し、得られた湿潤菌体をリン酸緩衝液やトリス−塩酸緩衝液などの溶液に分散し、リゾチーム処理、超音波処理、フレンチプレス処理、ダイノミル処理などの種々の菌体処理手段を適宜選択組み合わせて、粗製のグリセロールキナーゼ含有液を得る。
【0016】
粗製のグリセロールキナーゼ含有液から公知のタンパク質や酵素などの単離、精製手段を用いて精製グリセロールキナーゼを得る。例えば、粗製のグリセロールキナーゼ含有液にアセトン、メタノール、エタノールなどの有機溶媒による分別沈澱法、硫安、食塩などによる塩析法などを適用してグリセロールキナーゼを沈澱させ、回収する。
【0017】
さらに、この沈澱物を必要に応じ透析、等電点沈澱を行った後、電気泳動法などで単一の帯を示すまで、イオン交換体、ゲル濾過剤、吸着体などを用いるカラムクロマトグラフィーなどにより精製する。また、これらの方法を適当に組み合わせることによりグリセロールキナーゼの精製度が上がる場合は適宜組み合わせて行うことができる。
【0018】
これらの方法によって得られる酵素は安定化剤として、各種の塩類、糖類、タンパク質、脂質、界面活性剤などを加えあるいは加える事なく、限外濾過濃縮、凍結乾燥の方法により、液状または固形のグリセロールキナーゼを得ることができ、また、適宜凍結乾燥を行ってもよく、この場合安定化剤としてサッカロース、マンニトール、食塩、アルブミンなどを0.5〜10%程度添加してもよい。
【0019】
つぎに本発明で得られるグリセロールキナーゼの理化学的性質及び酵素活性測定法を述べる。
グリセロールキナーゼの活性測定法
0.2Mのトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)を0.2ml、5%のグリセロールを0.1ml、0.1MのATPを0.02ml、0.1MのMgCl2を0.04ml、45U/mlのペルオキシダーゼ(シグマ社製)を0.1ml、0.3%の4−アミノアンチピリンを0.1ml、0.25%のフェノールを0.1ml、100U/mlのグリセロホスフェイトオキシダーゼ(旭化成社製)を0.2ml、および蒸留水を0.14mlよりなる反応液1mlを37℃で1分間予備加温した後、0.02mlの酵素液を添加して10分間反応させる。反応後、0.5%のSDSを2ml添加して反応を停止させ、5分以内に層長1cmセルを用いて波長500nmにおける吸光度を測定する(As)。また、盲検として酵素液のかわりに蒸留水0.02mlを用いて同一の操作を行って吸光度を測定する(Ab)、この酵素液使用の吸光度(As)と盲検の吸光度(Ab)の吸光度差(As−Ab)より酵素活性を求める。酵素活性1単位は37℃で1分間に1μモルのグリセロホスフェイトを生成させる酵素量とし、計算式は下記の通りである。
【0020】
【数1】
Figure 0003649765
【0021】
理化学的性質
(1)酵素作用:基質としてグリセロールを用いた酵素作用を以下に示す。
【0022】
【化1】
Figure 0003649765
【0023】
(2)基質特異性:グリセロールに基質特異性を示す。各種基質に対する特異性は表1の通りである。
【0024】
【表1】
Figure 0003649765
【0025】
(3)Km値:3.9x10-2±0.5x10-2mM(グリセロールに対して)、5.3x10-2±0.5x10-2mM(ATPに対して)
(4)等電点:4.4±0.5(キャリアー−アンホラインを用いた電気泳動法にて)
(5)分子量:145000±5000(TSK G−3000SWによるゲル濾過法にて)、50000±5000(SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動法にて)
(6)至適pH
前記酵素活性測定法にしたがって至適pHを求めたもので、その結果を図1に示した。pH4.5〜6.5の範囲は100mMのクエン酸緩衝液、pH5.5〜7.5の範囲は100mMのBis−Tris緩衝液、pH6.5〜7.5の範囲は100mMのリン酸緩衝液、pH7.0〜8.5の範囲は100mMのトリス−塩酸緩衝液、pH8.5〜11.0の範囲は100mMのグリシン−水酸化ナトリウム緩衝液を使用した場合の活性値を示すもので、至適pHは7.5〜8であった。
(7)pH安定性
100mM各種緩衝液(グリセロールキナーゼ1U/ml)を37゜C、60分間処理し、その残存活性を前記酵素活性測定法に従って測定した。その結果を図2に示す。pH0.5〜4.0は100mMのクラークアンドルブス緩衝液、pH3.5〜7.0は100mMの酢酸緩衝液、pH6.5〜8.0は100mMのリン酸緩衝液、pH8.0〜9.0は100mMのトリス−塩酸緩衝液、pH9.0〜11.0は100mMのグリシン−水酸化ナトリウム緩衝液を使用した。pH3〜11の範囲で最も良好な安定性を示した。
(8)至適温度
前記酵素活性測定法に従って、温度を37゜C〜95゜Cの範囲で変化させて至適温度を求めた結果は図3に示すとおりであり、本酵素の至適温度は80゜Cであった。
(8)熱安定性
100mMトリス−塩酸緩衝液(pH 8.0)(グリセロールキナーゼ1U/ml)を各温度で10分間加熱処理した後の残存活性を前記酵素活性測定法に従って測定した。その結果、図4に示すとおり少なくとも60゜Cまで100%安定で、70℃、10分間の処理では80%以上の残存活性を保持していた。
(9)金属イオンの影響
各種金属イオン(1mM)の本酵素活性への影響について調べた結果は表2に示すとおりで、カルシウムイオンによる弱い阻害がみられた。
【0026】
【表2】
Figure 0003649765
【0027】
(10)N末端アミノ酸配列
Met−Asp−Glu−Lys−Leu−Ile−Leu−Ala−Leu−Asp−Glu−Gly−Thr−Thr−
(11)保存安定性
液状化試薬の対応を目的として、0.05%のNaN3(防腐剤)を含む、20mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)に、本発明グリセロールを0.8U/mlの濃度となるように調製し、37℃で2日後、1週間後、2週間後、3週間後、4週間後に残存活性を前記活性測定法で測定した結果、それぞれ、94%、91%、81%、71%、60%の活性を保持していた。このことから、本酵素は安定化剤(例えばBSAや糖類)の非存在下、37℃、2週間で80%以上の活性を保持していた。
【0028】
以上の結果から、本発明グリセロールキナーゼと従来から知られているグリセロールキナーゼとの性質を比較すると、次のようになる。
(ATPに対するKm値)
本酵素:0.053mM
ストレプトマイセス・キャナス由来:0.2mM
セルロモナス・エスピー由来:0.43mM
アルスロバクター・アルトロシアネウス由来:3.7mM
(熱安定性)
本酵素:70℃10分間の熱処理で80%以上の活性を保持していた。
【0029】
セルロモナス・キャナス由来:pH7.5、45℃、15分間の処理で、96%の残存活性を保持する。70℃の処理では完全に失活する。
アルスロバクター・アルトロシアネウス由来:pH7.0、15分間の処理で45℃以下の温度で安定。
バチルス・ステアロサーモフィラス由来:65℃、10分間の熱処理で10%の残存活性であった(図5)。
(至適温度)
本酵素:80℃
セルロモナス・エスピー由来:50℃付近
アルスロバクター・エスピー由来:50℃付近
バチルス・ステアロサーモフィラス由来:65℃±5℃
上記のように本発明グリセロールキナーゼは従来より知られている酵素とは明かに異なる性質を持っており、特に熱安定性に関しては最も優れた安定性を保持していた。
【0030】
【実施例】
ついで、本発明の実施例を詳しく述べるが、本発明は何らこれにより限定されるものではない。
【0031】
【実施例1】
フラボバクテリウム・メニンゴセプティクムGK−54株を1.0%のグリセロール、3.0%の肉エキス、0.5%のバクトソイトン(ディフコ社製)からなる培地(pH7.0)を500mlの三角フラスコに150mlずつ分注したものに植菌した後、28℃、30時間培養を行い、種培養液を得た。
【0032】
種培養液を上記と同一組成培地に消泡剤を加えた培地(pH7.0)20lのジャーファーメンター4基にそれぞれ2本ずつ添加し、28℃で22時間培養した。培養終了後、培養物を4000rpmで遠心し、菌体3.0Kgを回収した。
この菌体に10mMのEDTA、0.3%のトリトンX−100、20mMのトリス−塩酸緩衝液(pH8.6)を含む、0.1%のリゾチーム溶液9lを加え、37℃で90分間反応させて可溶化を行った。その後、これを4000rpmで20分間遠心し、不溶物を除去してその上清9l(72000U)を得た。
【0033】
ついでこの上清に5.0%の硫酸プロタミン90mlを加えて沈澱物を遠心除去し、さらにその上清を50℃で30分間加熱し、沈澱物を遠心除去した。その遠心上清を20mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)にて一夜透析し、Q−セファロース(2.7×30cm)(ファルマシア社製)イオン交換クロマトグラフィーを行った。溶出は塩化ナトリウムの0〜0.5Mのリニアグラジエントにより行い、0.2〜0.3Mの塩化ナトリウム溶出画分(29000U)を回収した。
【0034】
この酵素溶液に2.5Mの濃度となるように塩化ナトリウムを溶解し、オクチルセファロース(2.6×20cm)(ファルマシア社製)の疎水クロマトグラフィーを行った。溶出は2.5M〜0Mの塩化ナトリウムのリニアグラジエントにより行い、0Mの塩化ナトリウムの溶出画分(25000U)を回収した。ついでこの酵素液を20mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)にて一夜透析し、ハイドロキシアパタイト(1.6×26.5cm)(ペンタックス社製)クロマトグラフィーを行った。溶出は5〜0.2Mのリン酸緩衝液によるリニアグラジエントにより行い、0.1〜0.12Mのリン酸緩衝液の溶出画分(16300U)を回収した。
【0035】
ついでこの酵素液を20mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)にて一夜透析し、DEAE−セファロース(1.6×20cm)(ファルマシア社製)イオン交換クロマトグラフィーを行った。溶出は0〜0.5Mの塩化ナトリウムによるリニアグラジエントにより行い、0.2〜0.3Mの塩化ナトリウムの溶出画分(12000U)を回収し、20mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)に一夜透析後、BSAを1%となるように添加して、凍結乾燥し、精製グリセロールキナーゼ(12000U、9.9U/mg)を得た。
【0036】
このようにして得られたグリセロールキナーゼの理化学的性質は前記した通りである。
【0037】
【参考例1】
セラチア・マセセンス・IFO−3736株を2.0%のグリセロール、2.0%の酵母エキスからなる培地(pH7.0)を500mlの三角フラスコに150mlずつ分注したものに植菌した後、28℃、30時間培養を行った。
培養終了後、培養物を8000rpmで遠心し、菌体30mgを回収した。得られた菌体を10mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)30mlに懸濁し、超音波破砕によって可溶化を行った。
【0038】
その後、可溶化液を16000rpmで遠心し、不溶物を除去した上清29ml(70U)を得た。次いで、遠心上清を8lの10mMのトリス−塩酸緩衝液に一夜、透析した後、Q−セファロース(2x8cm)(ファルマシア社製)イオン交換クロマトグラフィーを行った。溶出は塩化ナトリウムの0〜0.5Mのリニアグラジエントにより行い、0.2〜0.3Mの塩化ナトリウム溶出画分(67U)を回収し、粗製グリセロールキナーゼ(67U、25U/mg)を得た。
理化学的性質
(1)酵素作用および基質特異性:グリセロールに対する本酵素の酵素作用および基質特異性はフラボバクテリウム・メニンゴセプティクムGK−54(FERM BP−4868)株と同じであった。
(2)Km値:2.4x10-2±0.5x10-2mM(グリセロールに対して)、5.0x10-1±0.5x10-1mM(ATPに対して)
(3)至適pH:7.5(50mMのPIPES緩衝液)
【0039】
【参考例2】
シュードモナス・フルオレッセンス・IFO−3925株を2.0%のグリセロール、2.0%の酵母エキスからなる培地(pH7.0)を500mlの三角フラスコに150mlずつ分注したものに植菌した後、28℃、30時間培養を行った。
【0040】
培養終了後、培養物を8000rpmで遠心し、菌体30mgを回収した。得られた菌体を10mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)30mlに懸濁し、超音波破砕によって可溶化を行った。その後、可溶化液を16000rpmで遠心し、不溶物を除去した上清29ml(130U)を得た。
次いで、遠心上清を8lの10mMのトリス−塩酸緩衝液に一夜、透析した後、Q−セファロース(2x8cm)(ファルマシア社製)イオン交換クロマトグラフィーを行った。溶出は塩化ナトリウムの0〜0.5Mのリニアグラジエントにより行い、0.2〜0.3Mの塩化ナトリウム溶出画分(114U)を回収し、粗製グリセロールキナーゼ(114U、30U/mg)を得た。
理化学的性質
(1)酵素作用および基質特異性:グリセロールに対する本酵素の酵素作用および基質特異性はフラボバクテリウム・メニンゴセプティクムGK−54(FERM BP−4868)株と同じであった。
(2)Km値:2.0x10-2±0.5x10-2mM(グリセロールに対して)、2.4±0.5mM(ATPに対して)
(3)至適pH:7.5(50mMのPIPES緩衝液)
【0041】
【参考例3】
シュードモナス・プチダ・IFO−12653株を2.0%のグリセロール、2.0%の酵母エキスからなる培地(pH7.0)を500mlの三角フラスコに150mlずつ分注したものに植菌した後、28℃、30時間培養を行った。
培養終了後、培養物を8000rpmで遠心し、菌体30mgを回収した。得られた菌体を10mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)30mlに懸濁し、超音波破砕によって可溶化を行った。その後、可溶化液を16000rpmで遠心し、不溶物を除去した上清29ml(190U)を得た。
【0042】
次いで、遠心上清を8lの10mMのトリス−塩酸緩衝液に一夜、透析した後、Q−セファロース(2x8cm)(ファルマシア社製)イオン交換クロマトグラフィーを行った。溶出は塩化ナトリウムの0〜0.5Mのリニアグラジエントにより行い、0.2〜0.3Mの塩化ナトリウム溶出画分(110U)を回収し、粗製グリセロールキナーゼ(110U、30U/mg)を得た。
理化学的性質
(1)酵素作用および基質特異性:グリセロールに対する本酵素の酵素作用および基質特異性はフラボバクテリウム・メニンゴセプティクムGK−54(FERM BP−4868)株と同じであった。
(2)Km値:2.0x10-2±0.5x10-2mM(グリセロールに対して)、2.0±0.5mM(ATPに対して)
(3)至適pH:7.5(50mMのPIPES緩衝液)
【0043】
【発明の効果】
本発明により、熱安定性の良いグリセロールキナーゼおよびその微生物学的製造法を提供できるものであり、本酵素を用いるグリセライドやリパーゼ活性などの測定のための有用かつ熱安定性の良い液状化試薬を可能とする測定用酵素を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のグリセロールキナーゼの至適pH曲線を示す。
【図2】図2は本発明のグリセロールキナーゼのpH安定曲線を示す。
【図3】図3は本発明のグリセロールキナーゼの至適温度曲線を示す。
【図4】図4は本発明のグリセロールキナーゼの熱安定曲線を示す。
【図5】図5は本発明のグリセロールキナーゼおよびバチルス・ステアロサーモフィラス由来グリセロールキナーゼの熱安定曲線を示す。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention comprises culturing a glycerol kinase-producing bacterium belonging to the genus Glycerol kinase and Flavobacterium in a medium, which retains an activity of 80% or more by heat treatment at 70 ° C. for 10 minutes, The present invention relates to a method for producing glycerol kinase obtained by collecting glycerol kinase from the culture.
[0002]
[Prior art]
Glycerol kinase is known as an enzyme (enzyme number 2.7.1.30) that catalyzes the reaction of producing 1 mol of glycerol and 1 mol of ATP and 1 mol of glycerol-3-phosphate using glycerol as a substrate. (Enzyme Handbook, pages 341-342, Asakura Shoten Co., Ltd., published in 1982). Also, as a glycerol kinase producing bacterium, Streptomyces canus (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 55-162987), Cellulomonas sp. (Japanese Patent Laid-Open No. 56-121484), Bacillus stearothermophilus (Japanese Patent Laid-Open No. 53-26389), Arthrobacter SP (Japanese Patent Laid-Open No. 59-2688), and the like are known. It is used in the field of clinical diagnostics.
[0003]
In addition, the present inventors screened for superior glycerol kinase in the field of clinical diagnostics, and later described Serratia macescens IFO-3736 strain, Pseudomonas fluorescens IFO-3925 strain, Pseudomonas putida IFO-12653 strain. When cultured in the medium of the reference example, it was found that glycerol kinase was produced at culture titers of 0.5 U / ml, 0.8 U / ml and 1.30 U / ml, respectively. It was not excellent in thermal stability.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Glycerol kinase is conventionally used as a reagent for measuring glyceride or lipase activity in combination with glycerol-3-phosphate oxidase or glycerol-3-phosphate dehydrogenase in the presence of lipase or glyceride in the clinical diagnostic field. It has been used as a reagent for measuring glycerol by enzymatic reaction.
[0005]
However, in recent years, in the field of clinical diagnostics, it has been required that the reagent be a liquid product rather than a lyophilized product, and it can be used for glycerol kinase with excellent storage stability and industrial production that can handle liquefied reagents. It has been desired to develop a glycerol kinase having excellent heat stability that can be produced.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention, as a result of diligent research seeking a glycerol kinase excellent in thermal stability and, more preferably, stable glycerol kinase capable of handling liquefaction reagents and a production method capable of industrial production thereof, It has been found for the first time that a microorganism identified as Flavobacterium meningocepticum GK-54 strain isolated from field soil in Ono-cho, Takata-gun, Shizuoka Prefecture has an excellent ability to produce glycerol kinase. Was completed.
[0007]
The present invention has been completed on the basis of the above-mentioned findings, and it is possible to add glycerol kinase having good heat stability that retains an activity of 80% or more by heat treatment at 70 ° C. for 10 minutes, and preferably without adding a stabilizer. Culturing glycerol kinase having excellent storage stability that retains 80% or more of activity at 37 ° C. for 2 weeks and glycerol kinase-producing bacteria belonging to the genus Flavobacterium in a medium, and collecting glycerol kinase from the culture It is a manufacturing method of the characteristic glycerol kinase.
[0008]
The present invention is described in detail below.
First, the glycerol kinase-producing bacterium of the present invention is not limited as long as it is a microorganism having the ability to produce glycerol kinase belonging to the genus Flavobacterium, and is a variant or mutant strain having glycerol kinase-producing ability. Preferably, GK-54 strain belonging to the genus Flavobacterium can be mentioned. The bacteriological properties of this strain are as follows.
[0009]
In the identification of this strain, the identification experiment was conducted according to the Medical Bacterial Identification Guide (2nd edition) and Microbiological Methods (Volume 3), and the experimental results were obtained as a medical bacteria identification guide (2nd edition), Bergey ' s Manual of Systematic Bacteriology Vol. 1, Vol. 2, Vol. 3, Int. J. et al. Syst. Identification was performed relative to Bacteriology.
[0010]
Characteristics of growth It grows well on normal agar plate lines. The surface is smooth. The edges are round. It exhibits yellow to orange color. Opacity. There is gloss.
It grows well on ordinary agar slope medium lines. The surface is smooth. The edges are round. It exhibits yellow to orange color. Opacity. There is gloss.
Liquid medium grows well and grows uniformly.
Litmus milk and BCP media Litmus was not reduced, but liquefaction and coagulation were observed.
GCmol% of DNA
35.7 ± 1.0% (HPLC)
Main isoprenoid quinone MK-6
Morphological features A single long-clad bacterium with a rounded end, and a size of 0.4 to 0.7 × 1.8 to 2.5 μm. There is no mobility. No spore formation.
Figure 0003649765
Figure 0003649765
Figure 0003649765
Figure 0003649765
As described above, the main characteristics of this strain are gram-negative bacilli and non-motile, which are positive for catalase, oxidase and phosphatase, oxidatively degrade glucose and produce acid, and GCmol% is 35.7 ± 1. 0%, quinone type is MK-6, non-spore-forming, and their main properties are described in Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol. 1, Vol. 2, Vol. As a result of comparison with 3, it was found to be a microorganism belonging to the genus Flavobacterium. Therefore, four strains similar to this strain were selected from the genus Flavobacterium and compared with this strain.
A: Flavobacterium breve.
B: Flavobacterium greum.
C; Flavobacterium indologenes.
D: Flavobacterium meningosepticum.
[0011]
Figure 0003649765
From the comparison of properties, this strain was judged to belong to Flavobacterium meningocepticum. Furthermore, DNA homology was measured by the DNA-DNA hybridization method. As a measuring method, quantitative measurement was performed spectrophotometrically by a fluorescence method using a microplate. The hybridization reaction temperature was calculated at 40 ° C. by calculating the melting temperature of DNA from the GC content. The following strains were used as comparison targets.
No. 1 strain: Flavobacterium bleb IFO-1493 strain: type culture (Flavobacterium breve IFO-1493: type culture).
No. 2 strains: Flavobacterium greum IFO-1554 strain: type culture (Flavobacterium greum IFO-15504: type culture).
No. 3 strains: Flavobacterium indologenes IFO-14944 strain: type culture (Flavobacterium indologenes IFO-14944: type culture).
No. 4 strains: Flavobacterium meningocepticum IFO-12535 strain: type culture (Flavobacterium meningosepeticum IFO-12535: type culture)
DNA homology (%)
Figure 0003649765
Based on the above results, this strain has a DNA homology of 70% or more, which is a judgment standard with Flavobacterium meningocepticum IFO-12535 strain: type culture (F. meningosepticum IFO-12535: type culture). From the above, it was determined that the strain was the same species, and this strain was identified and named Flavobacterium meningocepticum GK-54, and deposited with the Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the accession number FERM BP-4868. Is.
[0012]
Next, glycerol kinase from a glycerol kinase producing bacterium belonging to the genus Flavobacterium was purified and various properties were examined.
In practicing the present invention, liquid culture and individual culture are possible as the culture form, but industrially, aeration and agitation culture is advantageous. As the culture source to be used, any nutrient source that can be used by microorganisms belonging to the genus Flavobacterium can be used in addition to carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts and other trace nutrient sources generally used for microbial culture.
[0013]
As the carbon source, for example, glucose, fructose, saccharose, xylose, maltose, glycerol, dextrin, starch, amino acid, and the like, fatty acids, fats and oils, organic acids and the like are used alone or in combination. As the nitrogen source, for example, either an inorganic nitrogen source or an organic nitrogen source can be used. Examples of the inorganic nutrient source include ammonium sulfate, ammonium nitrate, urea, sodium nitrate, and ammonium chloride. Examples of the organic nitrogen source include flours such as soybean, rice, corn, and wheat, corn steep liquor, peptone, meat extract, casein, amino acid, yeast extract, bacto soyton, and the like.
[0014]
Inorganic salts and micronutrients, for example, promote the growth of bacteria and the production of glycerol kinase such as vitamins, nonionic surfactants, antifoaming agents, as well as salts such as phosphate, magnesium, potassium, iron, calcium, and zinc Can be used as needed.
The culture is performed under an aerobic condition, and the culture temperature may be within a range in which bacteria grow and glycerol kinase is produced, and is usually 15 ° C to 37 ° C, preferably 25 ° C to 35 ° C. Although the culture time varies depending on the conditions, it may be cultured until the time when glycerol kinase is most produced, and is usually about 24 to 100 hours.
[0015]
Glycerol kinase is mainly contained and accumulated in the microbial cells, and may be extracted from the microbial cells. For example, the extraction method of glycerol kinase is exemplified by solid-liquid separation of the culture, and the obtained wet cells are dispersed in a solution such as phosphate buffer or Tris-HCl buffer, and then treated with lysozyme, sonication, French. Various microbial cell treatment means such as press treatment and dynomill treatment are appropriately selected and combined to obtain a crude glycerol kinase-containing solution.
[0016]
From the crude glycerol kinase-containing solution, purified glycerol kinase is obtained using a known protein or enzyme isolation and purification means. For example, glycerol kinase is precipitated and recovered by applying a fractional precipitation method using an organic solvent such as acetone, methanol, ethanol, or a salting out method using ammonium sulfate, sodium chloride, or the like to a crude glycerol kinase-containing solution.
[0017]
Furthermore, after performing dialysis and isoelectric point precipitation of this precipitate as needed, until a single band is shown by electrophoresis or the like, column chromatography using an ion exchanger, gel filter agent, adsorbent, etc. Purify by Further, when the purification degree of glycerol kinase is increased by appropriately combining these methods, they can be appropriately combined.
[0018]
Enzymes obtained by these methods are used as stabilizers, with or without the addition of various salts, saccharides, proteins, lipids, surfactants, etc., by ultrafiltration concentration, lyophilization, and liquid or solid glycerol. Kinase can be obtained, and may be freeze-dried as appropriate. In this case, saccharose, mannitol, sodium chloride, albumin or the like may be added as a stabilizer in an amount of about 0.5 to 10%.
[0019]
Next, the physicochemical properties and enzyme activity measurement method of glycerol kinase obtained in the present invention will be described.
Method for measuring activity of glycerol kinase 0.2 ml of 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 8.0), 0.1 ml of 5% glycerol, 0.02 ml of 0.1 M ATP, 0.1 M MgCl 2 0.04 ml, 45 U / ml peroxidase (Sigma) 0.1 ml, 0.3% 4-aminoantipyrine 0.1 ml, 0.25% phenol 0.1 ml, 100 U / ml glycero 1 ml of a reaction solution consisting of 0.2 ml of phosphate oxidase (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) and 0.14 ml of distilled water is preheated at 37 ° C. for 1 minute, and then added with 0.02 ml of enzyme solution and reacted for 10 minutes. Let After the reaction, 2 ml of 0.5% SDS is added to stop the reaction, and the absorbance at a wavelength of 500 nm is measured using a 1 cm layer length cell within 5 minutes (As). As a blind test, 0.02 ml of distilled water is used in place of the enzyme solution to measure the absorbance (Ab). The absorbance (As) of this enzyme solution and the absorbance (Ab) of the blind test are measured. The enzyme activity is determined from the absorbance difference (As-Ab). One unit of enzyme activity is the amount of enzyme that produces 1 μmol of glycerophosphate per minute at 37 ° C., and the calculation formula is as follows.
[0020]
[Expression 1]
Figure 0003649765
[0021]
Physicochemical properties (1) Enzyme action: The enzyme action using glycerol as a substrate is shown below.
[0022]
[Chemical 1]
Figure 0003649765
[0023]
(2) Substrate specificity: glycerol exhibits substrate specificity. Specificities for various substrates are shown in Table 1.
[0024]
[Table 1]
Figure 0003649765
[0025]
(3) Km value: 3.9 × 10 −2 ± 0.5 × 10 −2 mM (for glycerol), 5.3 × 10 −2 ± 0.5 × 10 −2 mM (for ATP)
(4) Isoelectric point: 4.4 ± 0.5 (by electrophoresis using carrier-ampholine)
(5) Molecular weight: 145000 ± 5000 (by gel filtration using TSK G-3000SW), 50000 ± 5000 (by SDS polyacrylamide gel electrophoresis)
(6) Optimum pH
The optimum pH was determined according to the enzyme activity measurement method, and the result is shown in FIG. The pH range from 4.5 to 6.5 is 100 mM citrate buffer, the pH range from 5.5 to 7.5 is 100 mM Bis-Tris buffer, the pH range from 6.5 to 7.5 is 100 mM phosphate buffer. The range of pH 7.0-8.5 shows the activity value when using 100 mM Tris-HCl buffer, and the range of pH 8.5-11.0 shows the use of 100 mM glycine-sodium hydroxide buffer. The optimum pH was 7.5-8.
(7) pH stability Various buffer solutions of 100 mM (glycerol kinase 1 U / ml) were treated at 37 ° C. for 60 minutes, and the residual activity was measured according to the enzyme activity measurement method. The result is shown in FIG. pH 0.5-4.0 is 100 mM Clark and Andrews buffer, pH 3.5-7.0 is 100 mM acetate buffer, pH 6.5-8.0 is 100 mM phosphate buffer, pH 8.0-9 0.0 used 100 mM Tris-HCl buffer, and pH 9.0-11.0 used 100 mM glycine-sodium hydroxide buffer. It showed the best stability in the range of pH 3-11.
(8) Optimum temperature According to the enzyme activity measurement method, the optimum temperature was determined by changing the temperature in the range of 37 ° C to 95 ° C, as shown in FIG. Was 80 ° C.
(8) Thermal stability The residual activity after heat treatment of 100 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) (glycerol kinase 1 U / ml) at each temperature for 10 minutes was measured according to the enzyme activity measurement method. As a result, as shown in FIG. 4, it was 100% stable up to at least 60 ° C., and retained at 80% or more after 70 minutes of treatment at 70 ° C.
(9) Influence of metal ions The results of examining the influence of various metal ions (1 mM) on the enzyme activity are as shown in Table 2, and weak inhibition by calcium ions was observed.
[0026]
[Table 2]
Figure 0003649765
[0027]
(10) N-terminal amino acid sequence Met-Asp-Glu-Lys-Leu-Ile-Leu-Ala-Leu-Asp-Glu-Gly-Thr-Thr-
(11) For the purpose of dealing with a storage-stable liquefaction reagent, 0.8 U of glycerol of the present invention is added to 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing 0.05% NaN 3 (preservative). The residual activity was measured by the above-mentioned activity measurement method after 2 days, 1 week, 2 weeks, 3 weeks, and 4 weeks at 37 ° C., and the results were 94% and 91%, respectively. %, 81%, 71% and 60% of activity were retained. Therefore, this enzyme retained 80% or more of activity at 37 ° C. for 2 weeks in the absence of a stabilizer (for example, BSA or saccharide).
[0028]
From the above results, the properties of the glycerol kinase of the present invention and the conventionally known glycerol kinase are compared as follows.
(Km value for ATP)
This enzyme: 0.053 mM
From Streptomyces canus: 0.2 mM
From Cellulomonas sp: 0.43 mM
From Arthrobacter altrusianeus: 3.7 mM
(Thermal stability)
This enzyme: Retained 80% or more of the activity after heat treatment at 70 ° C. for 10 minutes.
[0029]
Cellulomonas canus derived: Retains 96% residual activity after treatment at pH 7.5, 45 ° C. for 15 minutes. The treatment at 70 ° C. is completely deactivated.
Derived from Arthrobacter altrusiaus: pH 7.0, stable at a temperature of 45 ° C. or less after treatment for 15 minutes.
From Bacillus stearothermophilus: Residual activity of 10% after heat treatment at 65 ° C. for 10 minutes (FIG. 5).
(Optimum temperature)
This enzyme: 80 ° C
Cellulomonas sp: derived from around 50 ° C. Arthrobacter sp. Derived: around 50 ° C. derived from Bacillus stearothermophilus: 65 ° C. ± 5 ° C.
As described above, the glycerol kinase of the present invention has clearly different properties from the conventionally known enzymes, and in particular, has the most excellent stability with respect to thermal stability.
[0030]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
[0031]
[Example 1]
Flavobacterium meningocepticum GK-54 strain 500 ml of a medium (pH 7.0) consisting of 1.0% glycerol, 3.0% meat extract, 0.5% Bacto Soyton (Difco) After inoculating 150 ml each of the Erlenmeyer flask, the cells were cultured at 28 ° C. for 30 hours to obtain a seed culture solution.
[0032]
Two seed cultures were added to each of four jar fermenters of 20 l of a medium (pH 7.0) obtained by adding an antifoaming agent to the same composition medium as described above, and cultured at 28 ° C. for 22 hours. After completion of the culture, the culture was centrifuged at 4000 rpm to recover 3.0 kg of cells.
To this cell, 9 l of a 0.1% lysozyme solution containing 10 mM EDTA, 0.3% Triton X-100, 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.6) was added, and the reaction was carried out at 37 ° C. for 90 minutes. Solubilized. Then, this was centrifuged at 4000 rpm for 20 minutes, the insoluble matter was removed, and 9 l (72000 U) of the supernatant was obtained.
[0033]
Next, 90 ml of 5.0% protamine sulfate was added to the supernatant, and the precipitate was removed by centrifugation. The supernatant was further heated at 50 ° C. for 30 minutes, and the precipitate was removed by centrifugation. The centrifuged supernatant was dialyzed overnight against 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) and subjected to Q-Sepharose (2.7 × 30 cm) (Pharmacia) ion exchange chromatography. Elution was performed with a 0 to 0.5 M linear gradient of sodium chloride, and a 0.2 to 0.3 M sodium chloride elution fraction (29000 U) was collected.
[0034]
Sodium chloride was dissolved in this enzyme solution to a concentration of 2.5 M, and octyl sepharose (2.6 × 20 cm) (Pharmacia) was subjected to hydrophobic chromatography. Elution was performed with a linear gradient of 2.5 M to 0 M sodium chloride, and an elution fraction (25000 U) of 0 M sodium chloride was collected. Subsequently, this enzyme solution was dialyzed overnight against 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) and subjected to hydroxyapatite (1.6 × 26.5 cm) (Pentax) chromatography. Elution was performed with a linear gradient using 5-0.2 M phosphate buffer, and an elution fraction (16300 U) of 0.1-0.12 M phosphate buffer was collected.
[0035]
Subsequently, this enzyme solution was dialyzed overnight against 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) and subjected to ion exchange chromatography using DEAE-Sepharose (1.6 × 20 cm) (Pharmacia). Elution is performed with a linear gradient of 0 to 0.5 M sodium chloride, and an elution fraction (12000 U) of 0.2 to 0.3 M sodium chloride is collected, and is added to 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5). After dialysis overnight, BSA was added to 1% and lyophilized to obtain purified glycerol kinase (12000 U, 9.9 U / mg).
[0036]
The physicochemical properties of the glycerol kinase thus obtained are as described above.
[0037]
[Reference Example 1]
After inoculating Serratia macescens IFO-3736 strain into a 500 ml Erlenmeyer flask containing 2.0% glycerol and 2.0% yeast extract medium (pH 7.0). Culturing was carried out at 30 ° C. for 30 hours.
After completion of the culture, the culture was centrifuged at 8000 rpm, and 30 mg of cells were collected. The obtained cells were suspended in 30 ml of 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) and solubilized by ultrasonic disruption.
[0038]
Thereafter, the solubilized solution was centrifuged at 16000 rpm to obtain 29 ml (70 U) of the supernatant from which insoluble matter was removed. Next, the centrifuged supernatant was dialyzed overnight against 8 l of 10 mM Tris-HCl buffer, and then subjected to Q-Sepharose (2 × 8 cm) (Pharmacia) ion exchange chromatography. Elution was performed with a 0 to 0.5 M linear gradient of sodium chloride, and a 0.2 to 0.3 M sodium chloride elution fraction (67 U) was collected to obtain crude glycerol kinase (67 U, 25 U / mg).
Physicochemical properties (1) Enzyme action and substrate specificity: The enzyme action and substrate specificity of this enzyme for glycerol were the same as those of Flavobacterium meningocepticum GK-54 (FERM BP-4868) strain.
(2) Km value: 2.4 × 10 −2 ± 0.5 × 10 −2 mM (for glycerol), 5.0 × 10 −1 ± 0.5 × 10 −1 mM (for ATP)
(3) Optimal pH: 7.5 (50 mM PIPES buffer)
[0039]
[Reference Example 2]
After inoculating Pseudomonas fluorescens IFO-3925 strain into a 500 ml Erlenmeyer flask containing 2.0% glycerol and 2.0% yeast extract medium (pH 7.0). Culturing was performed at 28 ° C. for 30 hours.
[0040]
After completion of the culture, the culture was centrifuged at 8000 rpm, and 30 mg of cells were collected. The obtained cells were suspended in 30 ml of 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) and solubilized by ultrasonic disruption. Thereafter, the solubilized solution was centrifuged at 16000 rpm to obtain 29 ml (130 U) of the supernatant from which insoluble matter was removed.
Next, the centrifuged supernatant was dialyzed overnight against 8 l of 10 mM Tris-HCl buffer, and then subjected to Q-Sepharose (2 × 8 cm) (Pharmacia) ion exchange chromatography. Elution was performed with a 0 to 0.5 M linear gradient of sodium chloride, and a 0.2 to 0.3 M sodium chloride elution fraction (114 U) was collected to obtain crude glycerol kinase (114 U, 30 U / mg).
Physicochemical properties (1) Enzyme action and substrate specificity: The enzyme action and substrate specificity of this enzyme for glycerol were the same as those of Flavobacterium meningocepticum GK-54 (FERM BP-4868) strain.
(2) Km value: 2.0 × 10 −2 ± 0.5 × 10 −2 mM (for glycerol), 2.4 ± 0.5 mM (for ATP)
(3) Optimal pH: 7.5 (50 mM PIPES buffer)
[0041]
[Reference Example 3]
After inoculating Pseudomonas putida IFO-12653 strain into a 500 ml Erlenmeyer flask containing 2.0% glycerol and 2.0% yeast extract medium (pH 7.0), 28 Culturing was carried out at 30 ° C. for 30 hours.
After completion of the culture, the culture was centrifuged at 8000 rpm, and 30 mg of cells were collected. The obtained cells were suspended in 30 ml of 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) and solubilized by ultrasonic disruption. Thereafter, the solubilized solution was centrifuged at 16000 rpm to obtain 29 ml (190 U) of the supernatant from which insoluble matter was removed.
[0042]
Next, the centrifuged supernatant was dialyzed overnight against 8 l of 10 mM Tris-HCl buffer, and then subjected to Q-Sepharose (2 × 8 cm) (Pharmacia) ion exchange chromatography. Elution was performed with a 0 to 0.5 M linear gradient of sodium chloride, and a 0.2 to 0.3 M sodium chloride elution fraction (110 U) was collected to obtain crude glycerol kinase (110 U, 30 U / mg).
Physicochemical properties (1) Enzyme action and substrate specificity: The enzyme action and substrate specificity of this enzyme for glycerol were the same as the Flavobacterium meningocepticum GK-54 (FERM BP-4868) strain.
(2) Km value: 2.0 × 10 −2 ± 0.5 × 10 −2 mM (for glycerol), 2.0 ± 0.5 mM (for ATP)
(3) Optimal pH: 7.5 (50 mM PIPES buffer)
[0043]
【The invention's effect】
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a glycerol kinase having a good thermostability and a microbiological production method thereof can be provided. A liquefied reagent having a useful and good thermostability for measuring glyceride and lipase activity using this enzyme We were able to provide an enzyme for measurement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the optimum pH curve of the glycerol kinase of the present invention.
FIG. 2 shows the pH stability curve of the glycerol kinase of the present invention.
FIG. 3 shows an optimum temperature curve of the glycerol kinase of the present invention.
FIG. 4 shows a heat stability curve of the glycerol kinase of the present invention.
FIG. 5 shows a heat stability curve of glycerol kinase of the present invention and glycerol kinase derived from Bacillus stearothermophilus.

Claims (3)

下記特性を有するグリセロールキナーゼ。
(1)ATPの存在下にグリセロールに作用して、グリセロール−3−リン酸とADPを生成する作用を有する。
(2)グリセロールキナーゼ濃度1U/mlにおいて、70℃、10分間の熱処理で、80%以上の活性を保持すること。
)等電点が4.4±0.5であること。
(4)グリセロールキナーゼが安定化剤の非存在下、37℃、2週間で80%以上の活性を保持すること。
(5)SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動法による分子量が、50000±5000であること
(6)生産菌がフラボバクテリウム属に属する菌である
Glycerol kinase having the following characteristics.
(1) It acts on glycerol in the presence of ATP to produce glycerol-3-phosphate and ADP.
(2) Maintaining an activity of 80% or more by heat treatment at 70 ° C. for 10 minutes at a glycerol kinase concentration of 1 U / ml.
( 3 ) The isoelectric point is 4.4 ± 0.5.
(4) Glycerol kinase retains at least 80% activity at 37 ° C. for 2 weeks in the absence of a stabilizer.
(5) The molecular weight determined by SDS polyacrylamide gel electrophoresis is 50000 ± 5000. (6) The producing bacterium belongs to the genus Flavobacterium.
請求項1に記載されたグリセロールキナーゼを製造する方法であって、フラボバクテリウム属に属するグリセロールキナーゼ生産菌を培地に培養し、その培養物からグリセロールキナーゼを採取することを特徴とするグリセロールキナーゼの製造法。  A method for producing a glycerol kinase according to claim 1, characterized in that a glycerol kinase-producing bacterium belonging to the genus Flavobacterium is cultured in a medium, and glycerol kinase is collected from the culture. Manufacturing method. フラボバクテリウム属に属するグリセロールキナーゼ生産菌がフラボバクテリウム・メニンゴセプティクムGK−54(FERM BP−4868)株である請求項記載の製造法。The method according to claim 2, wherein the glycerol kinase-producing bacterium belonging to the genus Flavobacterium is Flavobacterium meningocepticum GK-54 (FERM BP-4868) strain.
JP28042594A 1994-11-15 1994-11-15 Novel glycerol kinase and process for producing the same Expired - Fee Related JP3649765B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28042594A JP3649765B2 (en) 1994-11-15 1994-11-15 Novel glycerol kinase and process for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28042594A JP3649765B2 (en) 1994-11-15 1994-11-15 Novel glycerol kinase and process for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08131165A JPH08131165A (en) 1996-05-28
JP3649765B2 true JP3649765B2 (en) 2005-05-18

Family

ID=17624879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28042594A Expired - Fee Related JP3649765B2 (en) 1994-11-15 1994-11-15 Novel glycerol kinase and process for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3649765B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08131165A (en) 1996-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ramapriya et al. Partial purification and characterization of exoinulinase produced from Bacillus sp.
JP2850515B2 (en) Glucose dehydrogenase and method for producing the same
JPH0653069B2 (en) Method for producing thermostable bilirubin oxidase
JP3649765B2 (en) Novel glycerol kinase and process for producing the same
JP2926249B2 (en) Method for producing alginate lyase
JP3029915B2 (en) Thermostable adenosine-5'-phosphosulfate kinase and method for producing the same
JPS6362195B2 (en)
JP3959439B2 (en) Thermostable trehalase and its production method
JP3602162B2 (en) Method for producing 3-hydroxybutyrate dehydrogenase
JPS6243671B2 (en)
US5185257A (en) Thermostable xanthine oxidase from Arthrobacter luteus
JP2919530B2 (en) Novel nucleoside oxidase and its production
JP4051579B2 (en) Novel glycerol kinase and process for producing the same
JPS5840466B2 (en) Production method of acyl-CoA oxidase
JPH0638756B2 (en) Pyruvate assay using pyruvate oxidase and its reagent
EP0135166A1 (en) Process for producing dihydroxyacetone kinase
GB1571877A (en) Microbial lipase and its preparation
FR2517698A1 (en) METHOD FOR DETERMINING ETHANOLAMINE
JPS6046953B2 (en) Improved production method of choline oxidase
JPS5852632B2 (en) Novel glycerolkinase and its production method
JPH0787781B2 (en) Phospholipase D and method for producing phospholipase D
JPH0314426B2 (en)
JPH0260313B2 (en)
JPH0616704B2 (en) Bacterial catalase resistant to fluoride ions and Micrococcus sp. KWI-5 strain
JPS5813159B2 (en) Cholesterol Estella Zeomoyl Cholesterol

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20040217

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Effective date: 20040414

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040803

A521 Written amendment

Effective date: 20040915

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041207

A521 Written amendment

Effective date: 20050113

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20050216

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 3

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080225

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090225

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090225

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090225

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100225

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110225

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110225

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120225

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees