JP4374945B2 - Novel serine protease - Google Patents

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Description

本発明は、新規なセリンプロテアーゼ並びにそのセリンプロテアーゼの産生方法に関する。   The present invention relates to a novel serine protease and a method for producing the serine protease.

セリンプロテアーゼは、ヒスチジン、アスパラギン酸、セリンの 3 つのアミノ酸が触媒活性の発現に関与し、一般に活性基のセリン残基を化学修飾するジイソプロピルフルオロリン酸 ( DFP ) によって不活性化されるエンドペプチダーゼである。動物由来の代表的なセリンプロテアーゼにウシやブタの膵臓由来トリプシンがあり、微生物では、ストレプトマイセスグリセウス、ストレプトマイセスフラジアエ、ストレプトマイセスエリスレウス 由来のトリプシン様セリンプロテアーゼが報告されており、その諸性質が報告されている ( 表6参照 )。これら従来から知られている酵素はペプチド基質に対してアルギニン(Arg)-X結合及びリジン(Lys)-X結合を切断するものであり、それらの結合以外の結合、例えばチロシン(Tyr)-X結合やメチオニン(Met)-X結合等をも切断する酵素については、その存在は知られていない。   Serine protease is an endopeptidase in which three amino acids, histidine, aspartic acid, and serine, are involved in the expression of catalytic activity, and are generally inactivated by diisopropylfluorophosphate (DFP), which chemically modifies the serine residue of the active group. is there. Typical animal-derived serine proteases include trypsin from bovine and porcine pancreas, and in microorganisms, trypsin-like serine proteases from Streptomyces griseus, Streptomyces fradiae, Streptomyces erythreus have been reported, Their properties have been reported (see Table 6). These conventionally known enzymes cleave arginine (Arg) -X bond and lysine (Lys) -X bond with respect to peptide substrates, and bonds other than those bonds, such as tyrosine (Tyr) -X The existence of an enzyme that also cleaves bonds and methionine (Met) -X bonds is not known.

本発明は上記課題を解決するために、アルギニン-X結合、リジン-X結合、チロシン-X結合、メチオニン-X結合及びグルタミン酸-X結合(但し、Xはアミノ酸を表す)を加水分解するセリンプロテアーゼの提供を課題とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides a serine protease that hydrolyzes arginine-X bond, lysine-X bond, tyrosine-X bond, methionine-X bond, and glutamic acid-X bond (where X represents an amino acid). The issue is to provide

本発明者らは、本発明者らが初めて見出した微生物について鋭意研究を重ねた結果、これを培養することによって新規なセリンプロテアーゼを取得することに成功し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on the microorganisms discovered by the present inventors for the first time, the present inventors have succeeded in obtaining a novel serine protease by culturing the microorganisms, thereby completing the present invention.

本発明は、以下のa〜dの性状を有する新規なセリンプロテアーゼの発明である。
a.pH:至適pH;7.5-11.0、安定pH範囲;4.5〜10.5
b.温度:至適温度;70℃、温度安定範囲10℃〜70℃
c.分子量:約29,000(SDS−PAGE法)
d.N末端アミノ酸からの16残基の配列:
Ile Ile Gly Gly Ile Asp Val Ala Asn Gly Lys Phe Pro Phe Met Val
尚、本発明は上記の新規なセリンプロテアーゼと生物学的に同等のプロテーゼをも包含する。即ち、生物学的に同等のプロテアーゼとは本発明の本発明の新規なセリンプロテアーゼであるトリプシン様プロテアーゼの一部又は当該プロテアーゼから1個又は複数個のアミノ酸が欠失、或いは付加され、及び/又は当該プロテアーゼ中の1個又は複数個のアミノ酸が他のアミノ酸と置き換えられているプロテアーゼであって、本発明のプロテアーゼの生物学的性質を有するものをいう。
The present invention is an invention of a novel serine protease having the following properties a to d.
a. pH: optimum pH; 7.5-11.0, stable pH range; 4.5-10.5
b. Temperature: Optimal temperature; 70 ° C, temperature stability range 10 ° C to 70 ° C
c. Molecular weight: about 29,000 (SDS-PAGE method)
d. A sequence of 16 residues from the N-terminal amino acid:
Ile Ile Gly Gly Ile Asp Val Ala Asn Gly Lys Phe Pro Phe Met Val
The present invention also includes a prosthesis that is biologically equivalent to the above novel serine protease. That is, a biologically equivalent protease is a part of a trypsin-like protease which is the novel serine protease of the present invention or one or more amino acids deleted or added from the protease, and / or Alternatively, it refers to a protease in which one or more amino acids in the protease are replaced with other amino acids and has the biological properties of the protease of the present invention.

また、本発明は、以下のa〜lの性状を有し、且つ生育にメチオニン及びグルタミン酸を必要としない微生物を培養し、該培養物から採取することを特徴とするセリンプロテアーゼの製造方法の発明である。
a.形態:桿菌
b.大きさ:0.7〜0.8×2.0〜3.0μm
c.グラム染色性:陰性
d.胞子:陰性
e.運動性:陰性
f.酸素に対する態度:好気性
g.オキシダーゼ:陽性
h.カタラーゼ:陽性
i.O−Fテスト:陰性
j.集落の色調:特徴的色素有せず又は薄い黄色系
k.キノン系:Q−8
l.菌体内DNAのGC含量:70 mol%
尚、該微生物とは、本発明者らにより新たに土壌から単離され、同定されたものであり、本発明者らにより、Lysobacter sp IB-9374(以下、リゾバクター属IB-9374と略記する)と命名されており、ブダペスト条約の国際寄託機関である工業技術院生命工学工業技術研究所(茨城県つくば市東1丁目1番3号)に受託されている(受託番号 FERM P-16928)。
The present invention also relates to a method for producing a serine protease characterized by culturing a microorganism having the following properties a to l and not requiring methionine and glutamic acid for growth and collecting the microorganism from the culture: It is.
a. Form: Neisseria gonorrhoeae b. Size: 0.7 ~ 0.8 × 2.0 ~ 3.0μm
c. Gram stainability: negative d. Spore: negative e. Motility: negative f. Attitude toward oxygen: aerobic g. Oxidase: positive h. Catalase: positive i. OF test: negative j. Set color: no characteristic pigment or pale yellowish k. Quinone series: Q-8
l. GC content of intracellular DNA: 70 mol%
The microorganism is newly isolated and identified from the soil by the present inventors. The present inventors have identified Lysobacter sp IB-9374 (hereinafter abbreviated as Rhizobacter IB-9374). And is entrusted to the Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Technology (1-3 East, 1-3 Tsukuba City, Ibaraki Prefecture), which is the international depositary body of the Budapest Treaty (accession number FERM P-16928).

本発明のセリンプロテアーゼは、アルギニン-X結合、リジン-X結合、チロシン-X結合、メチオニン-X結合及びグルタミン酸-X結合を加水分解することができるものである(但し、Xはアミノ酸を表す)。このような加水分解機能を有するトリプシン様セリンプロテアーゼは、従来知られていないものである。   The serine protease of the present invention is capable of hydrolyzing arginine-X bond, lysine-X bond, tyrosine-X bond, methionine-X bond and glutamate-X bond (where X represents an amino acid). . A trypsin-like serine protease having such a hydrolysis function has not been known so far.

また、本発明の酵素は、酵素活性が既知のトリプシン様活性と比較して150〜1000倍高く、ペプシンの切断点であるチロシン-X結合も切断することから、カゼイン、α−ラクトアルブミン、β−ラクトグロブリン等の食品タンパク質に用いることにより、これらのアレルゲン活性を減少させることができる等、既知のトリプシン様セリンプロテアーゼが有さない効果を有する、有効な酵素である。   In addition, the enzyme of the present invention has 150 to 1000 times higher enzyme activity than known trypsin-like activity, and also cleaves tyrosine-X bond, which is the cleavage point of pepsin, so that casein, α-lactalbumin, β -It is an effective enzyme which has the effect which a known trypsin-like serine protease does not have, such as being able to reduce these allergen activities by using for food proteins, such as lactoglobulin.

本発明のセリンプロテアーゼは、リゾバクター属IB-9374を培養することにより採取されたものであるが、該培養は慣用の方法で行うことができる。即ち、培養温度は通常20〜35℃、好ましくは25〜35℃であり、培地のpHは通常は6〜8、好ましくは6.5〜7.5である。また、培養は、振とう或いは通気撹拌などの手段により好気的条件下で行うのが好ましく、培養時間は通常150〜250時間である。   The serine protease of the present invention is collected by culturing Rhizobacter sp. IB-9374, and the culturing can be performed by a conventional method. That is, the culture temperature is usually 20 to 35 ° C., preferably 25 to 35 ° C., and the pH of the medium is usually 6 to 8, preferably 6.5 to 7.5. Further, the culture is preferably performed under aerobic conditions by means such as shaking or aeration stirring, and the culture time is usually 150 to 250 hours.

リゾバクター属IB-9374の培地組成としては、通常この微生物が生育し得るものであれば天然培地及び合成培地の何れでもよく、培地は固体又は液体培地の何れでもよい。これらの培地には、例えば、炭素源としての、グルコース、マルトース、マンノース等の糖類、クエン酸、リンゴ酸等の有機酸類、エタノール、グリセロール等のアルコール類など、窒素源としてのペプトン、肉エキス、酵母エキス、タンパク質加水分解物、アミノ酸などの一般天然窒素源の他に、各種無機、有機アンモニウム塩などが含まれ、その他、カリウム塩、マグネシウム塩、鉄塩、カルシウム塩などの無機塩類などが必要に応じて適宜添加される。   The medium composition of Rhizobacter sp. IB-9374 may be either a natural medium or a synthetic medium as long as the microorganism can grow. The medium may be a solid or liquid medium. These media include, for example, sugars such as glucose, maltose and mannose as carbon sources, organic acids such as citric acid and malic acid, alcohols such as ethanol and glycerol, peptone as a nitrogen source, meat extract, In addition to general natural nitrogen sources such as yeast extract, protein hydrolyzate, and amino acids, various inorganic and organic ammonium salts are included. In addition, inorganic salts such as potassium, magnesium, iron, and calcium salts are required. Depending on the case, it is added appropriately.

当該リゾバクター属IB-9374は以下のa〜lの性状を有し、且つ生育にメチオニン及びグルタミン酸を必要としない微生物である。
a.形態:桿菌
b.大きさ:0.7〜0.8×2.0〜3.0μm
c.グラム染色性:陰性
d.胞子:陰性
e.運動性:陰性
f.酸素に対する態度:好気性
g.オキシダーゼ:陽性
h.カタラーゼ:陽性
i.O−Fテスト:陰性
j.集落の色調:特徴的色素有せず又は薄い黄色系
k.キノン系:Q−8
l.菌体内DNAのGC含量:70 mol%
本発明のセリンプロテアーゼをリゾバクター属IB-9374を用いて取得する具体的な方法は、以下の通りである。
The Rhizobacter genus IB-9374 is a microorganism having the following properties a to l and does not require methionine and glutamic acid for growth.
a. Form: Neisseria gonorrhoeae b. Size: 0.7 ~ 0.8 × 2.0 ~ 3.0μm
c. Gram stainability: negative d. Spore: negative e. Motility: negative f. Attitude toward oxygen: aerobic g. Oxidase: positive h. Catalase: positive i. OF test: negative j. Set color: no characteristic pigment or pale yellowish k. Quinone series: Q-8
l. GC content of intracellular DNA: 70 mol%
A specific method for obtaining the serine protease of the present invention using Rhizobacter IB-9374 is as follows.

即ち、リゾバクター属IB-9374を培養し、培養液中のアミダーゼ活性が高値となった時点で培養液を濾過し、得られた培養濾液を、(1)硫安分画(0〜50%)、(2)等電点沈殿処理、(3)10〜100mM、好ましくは30〜50mMの硫酸アンモニウムによる分画、(4)50〜90%、好ましくは70〜80%のエタノールによる沈殿処理、(5)ゲル濾過カラムクロマトグラフィー等のカラムクロマトグラフィー処理(6)50〜90%、好ましくは70〜80%のエタノールによる沈殿処理(7)バッファー置換、(8)熱処理、(9)焦点電気泳動等の処理に付すことにより得られる。尚、これらの処理は、(1)〜(9)の順に逐次行うのが好ましい。   That is, Rhizobacter sp. IB-9374 was cultured, and when the amidase activity in the culture solution became high, the culture solution was filtered. The obtained culture filtrate was subjected to (1) ammonium sulfate fraction (0 to 50%), (2) Isoelectric point precipitation treatment, (3) Fractionation with 10-100 mM, preferably 30-50 mM ammonium sulfate, (4) Precipitation treatment with 50-90%, preferably 70-80% ethanol, (5) Column chromatography treatment such as gel filtration column chromatography (6) Precipitation treatment with 50 to 90%, preferably 70 to 80% ethanol (7) Buffer substitution, (8) Heat treatment, (9) Focal electrophoresis, etc. It is obtained by attaching. These processes are preferably performed sequentially in the order of (1) to (9).

本発明の新規なセリンプロテアーゼの酵素化学的性質を以下に記載する。
a.pH:至適pH;7.5-11.0、安定pH範囲;4.5〜10.5
b.温度:至適温度;70℃、温度安定範囲10℃〜70℃
c.分子量:約29,000(SDS−PAGE法)
d.N末端アミノ酸からの16残基の配列:
Ile Ile Gly Gly Ile Asp Val Ala Asn Gly Lys Phe Pro Phe Met Val
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
The enzymatic chemistry of the novel serine protease of the present invention is described below.
a. pH: optimum pH; 7.5-11.0, stable pH range; 4.5-10.5
b. Temperature: Optimal temperature; 70 ° C, temperature stability range 10 ° C to 70 ° C
c. Molecular weight: about 29,000 (SDS-PAGE method)
d. A sequence of 16 residues from the N-terminal amino acid:
Ile Ile Gly Gly Ile Asp Val Ala Asn Gly Lys Phe Pro Phe Met Val
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 キサントモナス属リゾバクター属IB-9374 の培養液からのセリンプロテーゼの精製
1.基質及び試薬
本実験においては、基質及び試薬は以下のものを用いた。
Example 1 Purification of Serine Prosthesis from Culture Solution of Xanthomonas Rhizobacter IB-9374 Substrate and Reagent In this experiment, the following substrate and reagent were used.

基質
Nα-ベンゾイル-L-アルギニン-p-ニトロアニリド臭化水素酸塩
(以下 Bz-Arg-pNAと略記 ) ペプチド研究所
試薬
トリス塩基;和光純薬工業(株) 、 トヨパール HW-55F ; 東ソー(株)、
N-シクロヘキシル-3-アミノプロパンスルホン酸(CAPS);ナカライテスク(株)、
ブリージ35(Brij35);ナカライテスク(株)、
ファーマライト; アマシャム ファルマシア 、
LMWエレクトロフォレシスキャリブレーションキットE ; アマシャム ファルマシア 、 エタノール( 99.5% );和光純薬工業(株)
尚、その他の試薬はすべて特級を使用した。
Substrate
Nα-Benzoyl-L-arginine-p-nitroanilide hydrobromide
(Hereinafter abbreviated as Bz-Arg-pNA) Peptide Research Institute Reagents Tris base; Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Toyopearl HW-55F; Tosoh Corporation,
N-cyclohexyl-3-aminopropanesulfonic acid (CAPS); Nacalai Tesque,
Brij 35; Nacalai Tesque,
Pharmalite; Amersham Pharmacia,
LMW Electrophoresis Calibration Kit E; Amersham Pharmacia, Ethanol (99.5%); Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
All other reagents used were special grades.

2. 実験方法
(1)リゾバクター属IB-9374 の培養
各種培地組成を検討した結果、リゾバクター属IB-9374 の培養液 1 mlにおけるBz-Arg-pNAに対する加水分解活性(アミダーゼ活性)が最も高くなる(0.102 unit)下記表1の培地組成で培養した。
2. Experimental method
(1) Cultivation of Rhizobacter IB-9374 As a result of examining the composition of various media, the hydrolysis activity (amidase activity) for Bz-Arg-pNA in 1 ml of Rhizobacter IB-9374 culture solution is the highest (0.102 unit) The culture was carried out in the medium composition shown in Table 1 below.

Figure 0004374945
Figure 0004374945

培養液は pH 7.2 に調整し、あらかじめ加熱殺菌しておいた 500 ml 容坂口フラスコ 3 本に 100 ml ずつ分注した後、121℃ で20 分間殺菌し、 30℃、24 時間振盪培養したものを前培養液とした。この前培養液から 20 ml (5%) ずつを、新たに調製した培養液 400 ml を含む 1,000 ml 容坂口フラスコ 7 本 ( 2,800 ml ) に分注した後、30℃で培養し、培地中のアミダーゼ活性 ( 基質 ; Bz-Arg-pNA ) が最大となるように228 時間培養した。その結果を図1に示す。尚、図1にはトリプシン様酵素のUV吸収の変化も併せて示した。   The culture solution was adjusted to pH 7.2, dispensed 100 ml each into three 500 ml Sakaguchi flasks that had been sterilized by heating, and then sterilized at 121 ° C for 20 minutes and shake cultured at 30 ° C for 24 hours. A preculture was used. Dispense 20 ml (5%) from this preculture into 7 1,000 ml Sakaguchi flasks (2,800 ml) containing 400 ml of freshly prepared culture, and then incubate at 30 ° C. The cells were cultured for 228 hours so that the amidase activity (substrate; Bz-Arg-pNA) was maximized. The results are shown in FIG. FIG. 1 also shows the change in UV absorption of trypsin-like enzyme.

培養後、連続式冷却遠心機 ( 日立製作所 ; HIMAC SCR20B 型、連続遠心ローター ; RPRC18-3 ) を用いて 4℃、31,000×g で菌体を除去し、上清液を粗酵素液 ( 2,565 ml ) とした。   After culturing, the cells were removed at 31,000 xg at 4 ° C using a continuous cooling centrifuge (Hitachi; HIMAC SCR20B type, continuous centrifuge rotor; RPRC18-3), and the supernatant was used as crude enzyme solution (2,565 ml). )

尚、図1で示したアミダーゼ活性は、以下のようにして測定を行った。また、以下特に明記しない限りアミダーゼ活性は以下の方法に準じて測定を行った。   In addition, the amidase activity shown in FIG. 1 was measured as follows. Further, unless otherwise specified below, amidase activity was measured according to the following method.

即ち、基質として Bz-Arg-pNA を使用し、酵素作用により遊離される p-ニトロアニリンを 405 nm で測定する公知の方法(例えば、Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem., 329, 278 (1962))を用いた。尚、Bz-Arg-pNAは、その 50 mg を純水に溶解して 25 mlとして、冷凍保存した(4.6 mM)ものを用いた。   That is, a known method (for example, Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem., 329, 278 (1962) measuring p-nitroaniline released by enzymatic action at 405 nm using Bz-Arg-pNA as a substrate. )) Was used. In addition, Bz-Arg-pNA was used by dissolving 50 mg in pure water to 25 ml and storing it frozen (4.6 mM).

具体的には、まず、試験管 (1.5× 13 cm) に4.6 mM Bz-Arg-pNA 溶液 0.15 ml と 200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.3 ml をそれぞれ分注し、30℃ の恒温水槽中に 5 分保った後、酵素溶液 0.05 ml を加えて反応させた。15-20 分後、45% 酢酸溶液 0.5 ml を加えて反応を停止し、405 nm における吸光度を測定した。尚、対照試料としては、基質水溶液 0.15 ml、200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.3 ml、45% 酢酸溶液 0.5 ml、酵素溶液 0.05 ml を順次添加し、すばやく混合したものを用いた。上記の条件で 1 分間に 1 μmol の p-ニトロアニリン(分子吸光係数 9,620)を遊離する酵素活性を 1 unit と定義し、吸光度の値からユニット数(アミダーゼ活性)を求めた。尚、酵素活性 1 (unit/ml)は、次式に従って算出した。
酵素単位(unit/ml)=OD 405nmの補正値/9,620×1,000×2/0.05×希釈倍率/反応時間(分)
Specifically, first, 0.15 ml of 4.6 mM Bz-Arg-pNA solution and 1.3 ml of 200 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) were each dispensed into a test tube (1.5 x 13 cm), and a constant temperature water bath at 30 ° C. After 5 minutes, 0.05 ml of the enzyme solution was added and allowed to react. After 15-20 minutes, 0.5 ml of 45% acetic acid solution was added to stop the reaction, and the absorbance at 405 nm was measured. As a control sample, a substrate aqueous solution 0.15 ml, 200 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) 1.3 ml, 45% acetic acid solution 0.5 ml and enzyme solution 0.05 ml were sequentially added and mixed quickly. The enzyme activity that liberates 1 μmol of p-nitroaniline (molecular extinction coefficient 9,620) per minute under the above conditions was defined as 1 unit, and the number of units (amidase activity) was determined from the absorbance value. The enzyme activity 1 (unit / ml) was calculated according to the following formula.
Enzyme unit (unit / ml) = OD 405 nm correction value / 9,620 × 1,000 × 2 / 0.05 × dilution ratio / reaction time (min)

2.リゾバクター属IB-9374 の培養液からの酵素の精製
図2に示す精製方法によりリゾバクター属IB-9374から酵素を精製した。各生成過程について以下に詳述する。尚、各精製過程における精製操作は、全て 4℃ で行った。
(1)培養濾液の硫安分画
228 時間培養した培養濾液 2,565 ml ( 223.0 ユニット ) に 50% 飽和度 (温度 0℃ ) になるように硫酸アンモニウムを加えた。4℃ で一晩静置後、バッチ式遠心分離 ( 31,000×g、20 分、4℃ ) により得られた沈殿を、最少量の 10% グルセロールを含む 25 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 7.0 ) に懸濁させた。
2. Purification of enzyme from culture medium of Rhizobacter IB-9374 The enzyme was purified from Rhizobacter IB-9374 by the purification method shown in FIG. Each generation process will be described in detail below. All purification operations in each purification process were performed at 4 ° C.
(1) Ammonium sulfate fraction of culture filtrate
Ammonium sulfate was added to 2,565 ml (223.0 units) of the culture filtrate cultured for 228 hours so as to achieve 50% saturation (temperature 0 ° C.). After standing overnight at 4 ° C, the precipitate obtained by batch centrifugation (31,000 xg, 20 minutes, 4 ° C) is placed in 25 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0) containing a minimum amount of 10% glycerol. Suspended.

得られた懸濁酵素液を、遠心分離 ( 31,000×g、20 分、4℃ ) によってさらに分離した。得られた沈殿物中に存在する酵素タンパク質を抽出するため、氷上で充分冷やした乳鉢中で、10% グリセロールを含む 25 mM グリシン-水酸化ナトリウム緩衝液 (pH 10.0、以下 A 緩衝液と略記する) を用いてよく擂り、得られた抽出液を再び遠心分離 ( 31,000×g、20 分、4℃ ) にかけた。該抽出液のBz-Arg-pNA に対するアミダーゼ活性を測定し、その活性が確認されなくなるまでこの操作を繰り返し、酵素液 400 ml ( 184.0 ユニット) を得た。   The obtained suspension enzyme solution was further separated by centrifugation (31,000 × g, 20 minutes, 4 ° C.). 25 mM glycine-sodium hydroxide buffer (pH 10.0, hereinafter abbreviated as A buffer) containing 10% glycerol in a mortar well cooled on ice to extract the enzyme protein present in the resulting precipitate The resulting extract was centrifuged again (31,000 × g, 20 minutes, 4 ° C.). The amidase activity for Bz-Arg-pNA of the extract was measured, and this operation was repeated until the activity was not confirmed, and 400 ml (184.0 units) of the enzyme solution was obtained.

(2)等電点沈殿
(1)で得られた褐色の酵素液 400 ml ( 184.0 ユニット ) を、10% グリセロールを含む 25 mM Na2HPO4-Citrate ( クエン酸一水和物 ) 緩衝液 ( pH 4.0 ) に対し充分透析した。その後、透析中に生じた懸濁状態の酵素液を遠心分離 ( 31,000×g、20 分、4℃ ) し、沈殿を得た。得られた沈殿物を A 緩衝液 ( pH 10.0 ) に完全に溶解させた後、同緩衝液に対して 4℃ で充分透析し、酵素液 52 ml ( 181.0 ユニット) を得た。
(2) Isoelectric precipitation
400 ml (184.0 units) of the brown enzyme solution obtained in (1) was sufficiently dialyzed against 25 mM Na2HPO4-Citrate (citrate monohydrate) buffer (pH 4.0) containing 10% glycerol. Thereafter, the suspended enzyme solution produced during dialysis was centrifuged (31,000 × g, 20 minutes, 4 ° C.) to obtain a precipitate. The resulting precipitate was completely dissolved in A buffer (pH 10.0) and then sufficiently dialyzed against the same buffer at 4 ° C. to obtain 52 ml (181.0 units) of an enzyme solution.

(3)0.86% ( 50 mM ) 硫安分画
(2) で得られた酵素液 52 ml ( 181.0 ユニット ) に、終濃度が 50 mM ( 0.86% 飽和 ) になるよう硫酸アンモニウム ( ナカライテスク(株), 分子量 132.14, 生化学研究用特製試薬 ) を添加した。4℃ で一晩静置後、遠心分離 ( 31,000×g、20 分、4℃ ) により得られた沈殿を A 緩衝液 ( pH 10.0 ) に完全に溶解させ、同緩衝液に対して 4℃ で充分透析し、酵素液 25 ml ( 216.0 ユニット ) を得た。尚、本ステップにより総活性が上昇しているが、これは本ステップの硫酸アンモニウムによる酵素活性阻害により一時的に低下した酵素活性が、透析により該硫酸アンモニウムが排除され、(2)の等電点沈殿での値より上昇したものと考えられる。
(3) 0.86% (50 mM) ammonium sulfate fraction
Ammonium sulfate (Nacalai Tesque, Inc., molecular weight 132.14, special reagent for biochemical research) was added to 52 ml (181.0 units) of the enzyme solution obtained in (2) so that the final concentration was 50 mM (0.86% saturation). did. After standing overnight at 4 ° C, the precipitate obtained by centrifugation (31,000 xg, 20 minutes, 4 ° C) is completely dissolved in A buffer (pH 10.0). After sufficiently dialyzing, 25 ml (216.0 units) of the enzyme solution was obtained. The total activity increased by this step. This is because the enzyme activity temporarily decreased due to inhibition of enzyme activity by ammonium sulfate in this step was eliminated by dialysis, and the isoelectric point precipitation of (2). This is considered to be higher than the value at.

(4)75% エタノール沈殿
(3) で得られた淡黄色の酵素液 25 ml ( 216.0 ユニット ) に終濃度が 75% になるように、20℃ でよく冷やしたエタノール ( 和光純薬工業(株), 特級 ) を加えた。4℃ にて 1 時間静置した後、遠心分離 ( 31,000×g、20 分、4℃ ) によってさらに分離した。得られた沈殿物を、10% グリセロールを含む 10 mM CAPS 緩衝液 ( pH 10.5、以下 B 緩衝液 ; 略記 ) に溶解させた後、同緩衝液に対して 4℃ で充分透析した。その後、限外濾過膜 ( アミコン ミリポア ウルトラフィルトレーション メンブレン、PLCC Dia、44.5 mm、0.7 kg/cm2 ) を用いて、10 ml ( 193.0 ユニット ) にまで濃縮した。
(4) 75% ethanol precipitation
Ethanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade) well cooled at 20 ° C was added to 25 ml (216.0 units) of the pale yellow enzyme solution obtained in (3) to a final concentration of 75%. . The mixture was allowed to stand at 4 ° C for 1 hour, and further separated by centrifugation (31,000 xg, 20 minutes, 4 ° C). The resulting precipitate was dissolved in 10 mM CAPS buffer (pH 10.5, hereinafter referred to as B buffer; abbreviated) containing 10% glycerol, and then sufficiently dialyzed at 4 ° C. against the same buffer. Thereafter, the solution was concentrated to 10 ml (193.0 units) using an ultrafiltration membrane (Amicon Millipore Ultrafiltration Membrane, PLCC Dia, 44.5 mm, 0.7 kg / cm 2 ).

(5)トヨパール HW-55 カラムクロマトグラフィー
(4) で濃縮した酵素液 10 ml ( 193.0 ユニット ) を 5 回に分けて、トヨパール HW-55 カラムに供した。即ち、濃縮酵素液 ( 193.0 ユニット ) を 100 mM 塩化ナトリウム を含む B 緩衝液 ( pH 10.5 ) で平衡化した トヨパール HW-55 カラム ( 1.5×20 cm ) に供し、不純タンパク質の分離を行った。このとき、不純タンパク質のみが溶出され、目的とする酵素タンパク質は 200 mM 塩化ナトリウム 及び 0.5% Brij35 を含む B 緩衝液 ( pH 10.5 ) によって全く溶出されず、トヨパール HW-55 カラム上部に残ったままの状態であった。それゆえ、カラム上部から 5 cm ほど樹脂を採取し、0.5% Brij35 を含む B 緩衝液 ( pH 10.5 ) を適当量 ( 約 5.0 ml ) 添加し、30℃ にて 30 分間静置した後、上清を回収した。同様の操作を数回繰り返し、活性を完全に回収した酵素液を、同緩衝液に対して充分透析した。その後、限外濾過膜 ( アミコン ミリポア ウルトラフィルトレーション メンブレン、PLCC Dia、44.5 mm、0.7 kg/cm2 ) を用いて、16 ml ( 123.0 ユニット ) にまで濃縮した。
(5) Toyopearl HW-55 column chromatography
The enzyme solution 10 ml (193.0 units) concentrated in (4) was divided into 5 portions and applied to a Toyopearl HW-55 column. That is, the concentrated enzyme solution (193.0 units) was applied to a Toyopearl HW-55 column (1.5 × 20 cm) equilibrated with a B buffer solution (pH 10.5) containing 100 mM sodium chloride to separate impure proteins. At this time, only the impure protein was eluted, and the target enzyme protein was not eluted at all with the B buffer (pH 10.5) containing 200 mM sodium chloride and 0.5% Brij35, and remained on the top of the Toyopearl HW-55 column. It was in a state. Therefore, collect about 5 cm of resin from the top of the column, add an appropriate amount (about 5.0 ml) of B buffer (pH 10.5) containing 0.5% Brij35, and leave it at 30 ° C for 30 minutes. Was recovered. The same operation was repeated several times, and the enzyme solution whose activity was completely recovered was sufficiently dialyzed against the same buffer solution. Thereafter, the solution was concentrated to 16 ml (123.0 units) using an ultrafiltration membrane (Amicon Millipore Ultrafiltration Membrane, PLCC Dia, 44.5 mm, 0.7 kg / cm 2 ).

(6)75% エタノール沈殿
(5) で濃縮した酵素液 16 ml ( 123.0 ユニット ) に、終濃度が 75% になるように、20℃ でよく冷やしたエタノール ( 和光純薬工業(株), 特級 ) を加えた。4℃ にて 1 時間静置した後、遠心分離 ( 31,000×g、20 分、4℃ ) によってさらに分離した。得られた沈殿物を、10% グリセロールを含む 20 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 7.0、以下 C 緩衝液 ; 略記 ) に懸濁させた後、その懸濁状態のまま同緩衝液に対して 4℃ で充分透析した。その後、限外濾過膜 ( アミコン ミリポア ウルトラフィルトレーション メンブレン、PLCC Dia、44.5 mm、0.7 kg/cm2 ) を用いて、16 ml ( 114.0 ユニット ) にまで濃縮した。
(6) 75% ethanol precipitation
Ethanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade) well cooled at 20 ° C. was added to 16 ml (123.0 units) of the enzyme solution concentrated in (5) so that the final concentration was 75%. The mixture was allowed to stand at 4 ° C for 1 hour, and further separated by centrifugation (31,000 xg, 20 minutes, 4 ° C). The obtained precipitate was suspended in 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0, hereinafter referred to as C buffer; abbreviated) containing 10% glycerol, and the suspension was kept at 4 ° C against the same buffer. Dialyzed thoroughly. Thereafter, the solution was concentrated to 16 ml (114.0 units) using an ultrafiltration membrane (Amicon Millipore Ultrafiltration Membrane, PLCC Dia, 44.5 mm, 0.7 kg / cm 2 ).

(7)バッファー置換
(6)で濃縮した酵素液 16 ml ( 114.0 ユニット ) において、目的とする酵素タンパク質は C 緩衝液 ( pH 7.0 ) に対して溶解せず、緩衝液中で目視できる状態にあるため、目的とする酵素タンパク質を遠心分離 ( 31,000×g、20 分、4℃ ) によってさらに分離し、得られたアミダーゼ活性を完全に含む沈殿物を B 緩衝液 ( pH 10.5 ) に完全に溶解させた。その後、同緩衝液に対して 4℃ で充分透析し、限外濾過膜 ( アミコン ミリポア ウルトラフィルトレーション メンブレン、PLCC Dia、44.5 mm、0.7 kg/cm2 ) を用いて、17 ml ( 104.0 ユニット ) にまで濃縮した。
(7) Buffer replacement
In 16 ml (114.0 units) of the enzyme solution concentrated in (6), the target enzyme protein does not dissolve in the C buffer (pH 7.0) and is visible in the buffer. The enzyme protein was further separated by centrifugation (31,000 × g, 20 minutes, 4 ° C.), and the resulting precipitate completely containing the amidase activity was completely dissolved in B buffer (pH 10.5). Then, dialyze thoroughly at 4 ° C against the same buffer, and use an ultrafiltration membrane (Amicon Millipore Ultrafiltration Membrane, PLCC Dia, 44.5 mm, 0.7 kg / cm 2 ), 17 ml (104.0 units) Concentrated to.

(8)熱処理
(7) で濃縮した酵素液 17 ml ( 104.0 ユニット ) を45℃ にて 30 分間の熱処理を行った。本操作は、あらかじめ予備実験として行われた本酵素の温度安定性に基づいて行われた。即ち、酵素溶液中に存在すると考えられる目的酵素タンパク質以外のプロテアーゼ類を、熱処理によって変性させ、失活及び本酵素によって加水分解させるために行った。該操作による目的酵素の失活は全く認められなかった ( 104.0 ユニット/17 ml )。
(8) Heat treatment
The enzyme solution 17 ml (104.0 units) concentrated in (7) was heat-treated at 45 ° C. for 30 minutes. This operation was performed based on the temperature stability of the present enzyme, which was previously performed as a preliminary experiment. In other words, proteases other than the target enzyme protein considered to be present in the enzyme solution were denatured by heat treatment, deactivated and hydrolyzed by the enzyme. No inactivation of the target enzyme was observed by this operation (104.0 units / 17 ml).

(9)焦点電気泳動
(8) で熱処理された酵素液 17 ml ( 104.0 ユニット ) を焦点電気泳動に供した。即ち、両性電解質キャリアンファーマライト ( pH 2.5-5.0 ) を酵素溶液に混合し、110 ml のカラム中 ( LKB 社製 8,100 型 ) に両性電解質キャリアンファーマライト ( pH 2.5-5.0 ) を 0.5% 含む 0-50% ショ糖密度勾配を作製した。4℃ で 600V、48 時間泳動させた後、カラム内からの溶出を行った。各画分の pH、280 nm の吸光度及び酵素活性 ( アミダーゼ活性 ) を測定し、活性区分のピークpHを測定し、本発明の酵素の等電点を得た。その結果を図3に示す。
更に、得られた溶出液を、B 緩衝液に対して充分透析した後、限外濾過膜 ( アミコン ミリポア ウルトラフィルトレーション メンブレン、PLCC Dia、44.5 mm、0.7 kg/cm2 ) を用いて、12 ml ( 60.0 ユニット ) にまで濃縮した。
(9) Focus electrophoresis
17 ml (104.0 units) of the enzyme solution heat-treated in (8) was subjected to focal electrophoresis. That is, amphoteric electrolyte carrier pharmalite (pH 2.5-5.0) is mixed with the enzyme solution, and 0.5% amphoteric electrolyte carrier pharmalite (pH 2.5-5.0) is contained in a 110 ml column (type LKB 8,100). A 0-50% sucrose density gradient was created. After electrophoresis at 600V for 48 hours at 4 ° C, elution from the column was performed. The pH, absorbance at 280 nm and enzyme activity (amidase activity) of each fraction were measured, and the peak pH of the activity category was measured to obtain the isoelectric point of the enzyme of the present invention. The result is shown in FIG.
Furthermore, after the obtained eluate was sufficiently dialyzed against B buffer solution, using an ultrafiltration membrane (Amicon Millipore Ultrafiltration Membrane, PLCC Dia, 44.5 mm, 0.7 kg / cm 2 ), 12 Concentrated to ml (60.0 units).

(10)各精製段階における活性収率、比活性
各精製段階における容量、総活性、吸光度測定値から換算した総タンパク質量、ブラッドフォード法による総タンパク質量、比活性、収率、精製度を 表2 に示した。尚、総活性は、(I)に記載されたアミダーゼ活性の測定方法と同様に操作して得られた値であり、比活性は、総活性をブラッドフォード法による総タンパク質量で割った値であり、収率は、培養濾液の総活性を100としたときの各精製段階の活性値の比率、精製度(精製倍率)は、培養濾液の特異活性を1としたときの各精製段階の比活性値の比率を夫々示す。
(10) Activity yield and specific activity in each purification step Table shows the total protein amount converted from the volume, total activity, and absorbance measured values in each purification step, the total protein amount by Bradford method, specific activity, yield, and purity. It was shown in 2. The total activity is a value obtained by operating in the same manner as the method for measuring amidase activity described in (I), and the specific activity is a value obtained by dividing the total activity by the total protein amount by Bradford method. Yes, the yield is the ratio of the activity value of each purification step when the total activity of the culture filtrate is 100, and the degree of purification (purification ratio) is the ratio of each purification step when the specific activity of the culture filtrate is 1. The ratio of activity values is shown respectively.

尚、ブラッドフォード法による総タンパク質の定量に於いては、標準タンパク質としてウシ血清アルブミン ( プロテインスタンダード II、バイオラッド社 ) を用いた。   In the quantification of total protein by the Bradford method, bovine serum albumin (Protein Standard II, Bio-Rad) was used as a standard protein.

Figure 0004374945
Figure 0004374945

この結果から、これらの精製操作により、アミダーゼ活性の収率は27%となり、比活性は約 380倍となることが分かった。また、(2)の等電点沈殿では、比活性を 15.5 倍に上昇することができ、この操作は、混在する不純タンパク質を除去するのに大変有効であることが分かった。(9)の焦点電気泳動は、 図3 の結果から、等電点 pH 4.04 の精製酵素標品を得るために有効な手段であることが確認された。
また、本酵素の等電点 ( pH 4.04 ) は、ストレプトマイセスエリセウス の等電点 ( pH 4.0 ) と近い値を示していることも分かった ( 図3参照 )。
以上の結果から、リゾバクター属IB-9374 由来の本酵素は、酸性タンパク質であることが確認された。
From these results, it was found that these purification operations resulted in an amidase activity yield of 27% and a specific activity of about 380 times. In addition, the isoelectric point precipitation of (2) can increase the specific activity by 15.5 times, and this operation was found to be very effective in removing contaminating proteins. From the results shown in FIG. 3, it was confirmed that the focal electrophoresis of (9) is an effective means for obtaining a purified enzyme preparation having an isoelectric point of pH 4.04.
It was also found that the isoelectric point of this enzyme (pH 4.04) was close to that of Streptomyces ericeus (pH 4.0) (see Fig. 3).
From the above results, it was confirmed that the enzyme derived from Rhizobacter IB-9374 is an acidic protein.

(11)(9)で得られた精製酵素のSDS-PAGE による均一性と分子量の測定
精製酵素標品の均一性ならびに分子量を、分離用ゲル 12.5%、濃縮ゲル 2.5% のアクリルアミドを用いる Laemmli の方法による電気泳動法で測定した。即ち、マーカーである BPB が濃縮ゲル内では 10 mA 定電流、分離ゲル進入後は 20 mA 定電流で、BPB のラインがゲル末端から 5 mm 上の位置にくるまで、約 2 時間泳動を行った。泳動後、0.1% CBB R-250 ( w/v )、30% メタノール (v/v) 及び 10% 酢酸 ( v/v ) の混合液で染色した。脱色は、メタノール : 酢酸 : 水 = 3 : 1 : 6 ( v/v ) を用いて行った。また、分子量推定用マーカーとして、LMWエレクトロフォレシス キャリブレーション キットE( ホスホリラーゼb ; 94,000、血清アルブミン ; 67,000、オブアルブミン ; 43,000、カルボニックアンヒドラーゼ ; 30,000、トリプシンインヒビター ; 20,100、α-ラクトアルブミン ; 14,400 ) を用いた。なお、酵素タンパク質の自己消化を防ぐために、本酵素は、あらかじめ 95℃ の沸騰水中で 3 分間の熱処理を行い完全に失活させたものを用いた。その結果を図4に示す。
(11) Uniformity and molecular weight measurement of the purified enzyme obtained in (9) by SDS-PAGE The homogeneity and molecular weight of the purified enzyme preparation were measured using Laemmli's acrylamide with 12.5% separation gel and 2.5% concentrated gel acrylamide. It was measured by electrophoresis method. That is, the marker BPB was run at constant current of 10 mA in the concentrated gel, 20 mA constant current after entering the separation gel, and run for about 2 hours until the BPB line was 5 mm above the gel end. . After electrophoresis, staining was performed with a mixed solution of 0.1% CBB R-250 (w / v), 30% methanol (v / v), and 10% acetic acid (v / v). Decolorization was performed using methanol: acetic acid: water = 3: 1: 6 (v / v). LMW electrophoresis calibration kit E (phosphorylase b; 94,000, serum albumin; 67,000, ovalbumin; 43,000, carbonic anhydrase; 30,000, trypsin inhibitor; 20,100, α-lactalbumin; 14,400) Was used. In order to prevent self-digestion of the enzyme protein, this enzyme was previously inactivated by heat treatment for 3 minutes in boiling water at 95 ° C. The result is shown in FIG.

この結果から、本精製酵素標品はSDS-PAGE で均一であると認められた。また、本酵素の分子量を、SDS-PAGE によって測定した結果、約 29,000 であると算出された(図5参照)。この値は、ストレプトマイセスグリセウス由来プロテアーゼ ( M.W. 20,000、pI = 9.0 )、ストレプトマイセスフラジアエ由来プロテアーゼ ( M.W. 16,500、pI = 9.0 )、ストレプトマイセスエリセウス由来プロテアーゼ ( M.W. 20,000、pI = 4.0 ) 及びウシやブタ の膵臓由来トリプシンの分子量 (ウシ;M.W. 24,000、ブタ;M.W. 23,300)に比べると、かなり大きいことが確認された。
以上のことから、本菌の培養液 2,565 ml から、9 段階の操作を経ることで、Bz-Arg-pNA に対するアミダーゼ活性の回収率が27%、比活性が約 380 倍に上昇した SDS-PAGE で均一な酵素を得られることが分かった。
From this result, it was confirmed that the purified enzyme preparation was uniform by SDS-PAGE. The molecular weight of the enzyme was measured by SDS-PAGE, and was calculated to be about 29,000 (see FIG. 5). This value is determined from Streptomyces griseus-derived protease (MW 20,000, pI = 9.0), Streptomyces fradiae-derived protease (MW 16,500, pI = 9.0), Streptomyces erytheus-derived protease (MW 20,000, pI = 4.0) Compared with the molecular weight of bovine and porcine pancreatic trypsin (bovine; MW 24,000, pig; MW 23,300), it was confirmed to be considerably larger.
Based on the above, SDS-PAGE with 27% recovery of amidase activity against Bz-Arg-pNA and approximately 380-fold increase in specific activity after 9 steps from 2,565 ml of this bacterial culture It was found that a uniform enzyme can be obtained.

実験例1 本発明の酵素の化学的諸性質
1.試薬
酵素は、実施例1で得られた電気泳動 ( SDS-PAGE ) 的に均一な酵素標品を、10% グリセロールを含む 10 mM CAPS 緩衝液 ( pH 10.5 ) 中で 4℃ に保存してあるものを使用した。
試薬は、以下のものを使用した。
EDTA・3Na・3H2O ; 同仁科学研究所(株)
o-フェナントロリン ; ナカライテスク(株)
L-システイン ; 東京化成(株)
2-メルカプトエタノール ; 和光純薬工業(株)
N-エチルマレイミド(NEM) ; ナカライテスク(株)
ヨード酢酸 ; ナカライテスク(株)
r-クロロマーキュリベンゾイックアシッド(PCMB); ナカライテスク(株)
ジイソプロピルフルオロホスフェート ; 和光純薬工業 (株)
フェニルメタンスルホニルフルオライド ; ベーリンガー
N-トシル-L-リシルクロロメチルケトン(TLCK) ; 和光純薬工業(株)
N-トシル-L-フェニルアラニルクロロメチルケトン(TPCK);ナカライテスク (株)
ジチオスレイトール(DTT) ; ナカライテスク (株)
トリス塩基 ; 和光純薬工業 (株)
メタノール ; 和光純薬工業 (株)
酢酸 ; 和光純薬工業 (株)
クーマシー ブリリアント ブルー R-250 (CBB R-250) ; ナカライテスク (株)
プロ ブロット メンブレン ; アップライバイオシステム
フィルターペーパー ; アドバンテック
ロイペプチン ; ペプチド研究所
キモスタチン ; ペプチド研究所
市販酵素としては、ウシ膵臓由来のTPCK処理されたトリプシンはウォーシントン バイオケミカル社製を、ブタ膵臓由来トリプシン結晶は和光純薬工業(株)製を用いた。
ウシ及びブタ膵臓由来トリプシンの酵素濃度は、紫外部吸収 280 nm におけるモル吸光係数を使用して求め、ウシトリプシンは E1cm 1% = 16.0、及びブタトリプシンはE1cm 1% = 15.0 を用いて求めた。
Experimental Example 1 Chemical properties of the enzyme of the present invention Reagents Enzyme (SDS-PAGE) homogenous enzyme sample obtained in Example 1 was stored at 4 ° C in 10 mM CAPS buffer (pH 10.5) containing 10% glycerol. I used something.
The following reagents were used.
EDTA ・ 3Na ・ 3H2O ; Dojin Research Institute Co., Ltd.
o-Phenanthroline; Nacalai Tesque
L-cysteine; Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
2-mercaptoethanol : Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
N-ethylmaleimide (NEM); Nacalai Tesque
Iodoacetic acid : Nacalai Tesque
r-Chloromercury benzoic acid (PCMB); Nacalai Tesque
Diisopropyl fluorophosphate; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Phenylmethanesulfonyl fluoride; Boehringer
N-tosyl-L-lysyl chloromethyl ketone (TLCK); Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
N-tosyl-L-phenylalanyl chloromethyl ketone (TPCK); Nacalai Tesque
Dithiothreitol (DTT); Nacalai Tesque
Tris base; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Methanol; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Acetic acid; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Coomassie Brilliant Blue R-250 (CBB R-250); Nacalai Tesque
Pro Blot Membrane; Appli Biosystem Filter Paper; Advantech Leupeptin; Peptide Research Center Chimostatin; Peptide Research Center As a commercially available enzyme, TPCK-treated trypsin derived from bovine pancreas is manufactured by Worthington Biochemicals, derived from porcine pancreas A trypsin crystal manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used.
The enzyme concentration of trypsin from bovine and porcine pancreas is determined using the molar extinction coefficient at 280 nm in the ultraviolet region, E 1 cm 1% = 16.0 for bovine trypsin and 1 cm 1% = 15.0 for porcine trypsin. It was.

2.実験方法
(1)pNA基質を用いたアミダーゼ活性の測定
アミダーゼ活性は、基質としてBz-Arg-pNAを用いて、実施例1の2.に記載した方法に準じて測定した。
尚、アミダーゼ活性の測定は、酵素濃度 0.08 μg 以内、基質濃度 0.46 mM以下、吸光度 0.4 以下、反応時間 12 分以内で行った。
2. experimental method
(1) Measurement of amidase activity using pNA substrate The amidase activity was measured according to 2 in Example 1 using Bz-Arg-pNA as a substrate. Measured according to the method described in.
The amidase activity was measured within an enzyme concentration of 0.08 μg, a substrate concentration of 0.46 mM or less, an absorbance of 0.4 or less, and a reaction time of 12 minutes or less.

(2)本酵素の至適 pH
本酵素の Bz-Arg-pNA に対するアミダーゼ活性に及ぼす pH の影響を検討した。即ち、115 mM 各種緩衝液 [ pH 2.0-4.5 ; グリシン塩酸緩衝液(−○−)、pH 3.0-6.0 ; クエン酸緩衝液(−×−)、pH 4.5-8.0 ; リン酸二水素カリウム-リン酸水素二カリウム緩衝液(−■−)、pH 7.0-9.0 ; トリス塩酸緩衝液(−△−)、pH 8.0-9.5 ; AMP-塩酸緩衝液(−●−)、pH 9.0-12.0 ; グリシン-水酸化ナトリウム緩衝液(−□−) ] 1.3 ml に、4.6 mM Bz-Arg-pNA 溶液 0.15 ml を添加した混合溶液を 30℃ で 5 分間インキュベートした後、酵素 0.05μg を含む CAPS 緩衝液 ( pH 10.5 ) 0.05 ml を添加し、反応させた。15 分後、45% 酢酸 0.5 ml を加えて反応を停止させ、405 nm における吸光度を測定した。
その結果を、図6 に示す。この結果から明らかなように、本酵素の Bz-Arg-pNA に対するアミダーゼ活性の至適 pH は、pH 7.5-11.0 であった。
(2) Optimum pH of this enzyme
We investigated the effect of pH on the amidase activity of this enzyme against Bz-Arg-pNA. That is, 115 mM various buffers [pH 2.0-4.5; glycine hydrochloride buffer (-○-), pH 3.0-6.0; citrate buffer (-x-), pH 4.5-8.0; potassium dihydrogen phosphate-phosphorus Dipotassium hydrogen phosphate buffer (-■-), pH 7.0-9.0; Tris-HCl buffer (-△-), pH 8.0-9.5; AMP-HCl buffer (-●-), pH 9.0-12.0; Glycine- Sodium hydroxide buffer solution (-□-)] After incubating a mixed solution of 0.1 ml of 4.6 mM Bz-Arg-pNA solution in 1.3 ml at 30 ° C for 5 minutes, CAPS buffer solution containing 0.05 μg of enzyme (pH 10.5) 0.05 ml was added and reacted. After 15 minutes, 0.5 ml of 45% acetic acid was added to stop the reaction, and the absorbance at 405 nm was measured.
The result is shown in FIG. As is clear from this result, the optimum pH of the amidase activity of this enzyme for Bz-Arg-pNA was pH 7.5-11.0.

(3)本酵素の至適温度
本酵素の Bz-Arg-pNA に対するアミダーゼ活性に及ぼす温度の影響を検討した。即ち、200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.3 ml に 4.6 mM Bz-Arg-pNA 溶液 0.15 ml を添加した混合溶液を各種温度 ( 10-80℃ ) で 5 分間インキュベートした後、酵素 0.05μg を含む CAPS 緩衝液 ( pH 10.5 ) 0.05 ml を添加し、各種温度で反応させた。2-20 分後、45% 酢酸 0.5 ml を加えて反応を停止させ、405 nm における吸光度を測定し、1 ml あたりの Unit 数から相対活性を算出した。その結果、図7 に示す。
この結果から、本酵素は 70 ℃において最大活性を示すことが分かった。
(3) Optimum temperature of this enzyme The effect of temperature on the amidase activity of this enzyme for Bz-Arg-pNA was examined. That is, after incubating a mixed solution in which 0.15 ml of 4.6 mM Bz-Arg-pNA solution was added to 1.3 ml of 200 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) at various temperatures (10-80 ° C) for 5 minutes, 0.05 μg of enzyme was added. 0.05 ml of CAPS buffer solution (pH 10.5) containing was added and reacted at various temperatures. After 2-20 minutes, the reaction was stopped by adding 45 ml of 45% acetic acid, the absorbance at 405 nm was measured, and the relative activity was calculated from the number of Units per ml. The result is shown in FIG.
From this result, it was found that this enzyme shows the maximum activity at 70 ° C.

(4)本酵素のpH 安定性
各種 pH における本酵素の安定性について検討した。
即ち、酵素 0.1μg を含む 100 mM 各種緩衝液 [ pH 2.0-4.5 ; グリシン塩酸緩衝液(−○−)、pH 3.0-6.0 ; クエン酸緩衝液(−×−)、pH 4.5-8.0 ; リン酸二水素カリウム-リン酸水素二カリウム緩衝液(−■−)、pH 7.0-9.0 ; トリス塩酸緩衝液、(−△−)pH 8.0-9.5 ; AMP-塩酸緩衝液(−●−)、pH 9.0-12.0 ; グリシン-水酸化ナトリウム緩衝液(−□−) ] 0.1 ml を 4℃ にて 24 時間静置後、この酵素溶液 0.05 ml ( 酵素 ; 0.05μg ) を、あらかじめ 30℃ で 5 分間インキュベートしておいた 200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.3 ml と 4.6 mM Bz-Arg-pNA 溶液 0.15 ml の混合溶液に添加し、反応を開始させた。15 分後、45% 酢酸 0.5 ml を加えて反応を停止させ、405 nm における吸光度を測定した。その結果を図8 に示す。
この結果から、本酵素は pH 4.5-10.5 の領域で安定であることが分かった。
(4) pH stability of the enzyme The stability of the enzyme at various pH was investigated.
That is, various buffer solutions of 100 mM containing 0.1 μg of enzyme [pH 2.0-4.5; glycine hydrochloride buffer (− ○ −), pH 3.0-6.0; citrate buffer (− × −), pH 4.5-8.0; phosphate Potassium dihydrogen-dipotassium hydrogen phosphate buffer (-■-), pH 7.0-9.0; Tris-HCl buffer, (-△-) pH 8.0-9.5; AMP-hydrochloric acid buffer (-●-), pH 9.0 -12.0; glycine-sodium hydroxide buffer (-□-)] 0.1 ml was allowed to stand at 4 ° C for 24 hours, and 0.05 ml of this enzyme solution (enzyme; 0.05 µg) was incubated at 30 ° C for 5 minutes in advance. The reaction was initiated by adding 1.3 ml of 200 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) and 0.15 ml of 4.6 mM Bz-Arg-pNA solution. After 15 minutes, 0.5 ml of 45% acetic acid was added to stop the reaction, and the absorbance at 405 nm was measured. The result is shown in FIG.
From this result, it was found that this enzyme is stable in the range of pH 4.5-10.5.

(5)本酵素の温度安定性
各種温度における本酵素の安定性について検討した。
即ち、酵素 0.1μg を含む 100 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 8.0 ) 0.1 ml を、各種温度 ( 10-80℃ ) に 30 分間放置後、氷上で充分冷却した。この酵素溶液 0.05 ml ( 酵素 ; 0.05μg ) を、あらかじめ 30℃ で 5 分間インキュベートしておいた 200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.3 ml と 4.6 mM Bz-Arg-pNA 溶液 0.15 ml の混合溶液に添加し、反応を開始させた。15 分後、45% 酢酸 0.5 ml を加えて反応を停止させ、405 nm における吸光度を測定した。その結果を図9 に示す。
この結果から、本酵素は10℃〜50℃ までは最大活性とほぼ同程度の活性を有するほど安定しており、60℃で最大活性の90%程度、70℃でも最大活性の80%程度と安定していることが分かった。一方、80℃では、完全に失活することも分かった。
(5) Temperature stability of the enzyme The stability of the enzyme at various temperatures was investigated.
That is, 0.1 ml of 100 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.1 μg of enzyme was allowed to stand at various temperatures (10-80 ° C.) for 30 minutes and then cooled sufficiently on ice. 0.05 ml of this enzyme solution (enzyme; 0.05 μg) was mixed with 1.3 ml of 200 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) and 0.15 ml of 4.6 mM Bz-Arg-pNA solution that had been incubated at 30 ° C for 5 minutes. To start the reaction. After 15 minutes, 0.5 ml of 45% acetic acid was added to stop the reaction, and the absorbance at 405 nm was measured. The result is shown in FIG.
From this result, the enzyme is stable enough to have approximately the same activity as the maximum activity from 10 ° C to 50 ° C. It is about 90% of the maximum activity at 60 ° C and about 80% of the maximum activity at 70 ° C. It turned out to be stable. On the other hand, it was also found that at 80 ° C., it was completely deactivated.

(6)本酵素の各種タンパク質変性剤による影響
本酵素のアミダーゼ活性に対する尿素、グアニジン塩酸塩及びドデシル硫酸ナトリウム ( SDS ) の影響を検討した。
即ち、尿素、グアニジン塩酸塩及び SDS の本酵素に対する影響は、各種濃度の変性剤と酵素 0.05μg を含む 40 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 8.0 ) 0.2 ml を 30℃ で 30 分間前処理した後、この処理液 0.1 ml ( 酵素 ; 0.025μg ) を、事前に 30℃ で 5 分間インキュベートしておいた各種濃度の尿素、グアニジン塩酸塩及び SDS を含む 200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.25 ml と 4.6 mM Bz-Arg-pNA 溶液 0.15 ml の混合溶液に添加し、反応を開始させた。15 分後、45% 酢酸 0.5 ml を加えて反応を停止させ、405 nm における吸光度を測定した。
また、各種タンパク質変性剤に対する本酵素の影響を比較するため、ウシ及びブタの膵臓由来トリプシンを用いて、同じように影響を測定した。即ち、各種濃度の変性剤とウシ由来トリプシン ( 20.0μg ) あるいはブタ由来トリプシン ( 2.0μg ) を含む 40 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 8.0 ) 0.2 mlを 30℃ で 30 分間前処理した後、この処理液 0.1 ml ( ウシ由来トリプシン ; 10.0μg、ブタ由来トリプシン ; 1.0μg ) を用いて残存活性を測定した。
(6) Effects of various enzyme denaturing agents on this enzyme The effects of urea, guanidine hydrochloride and sodium dodecyl sulfate (SDS) on the amidase activity of this enzyme were examined.
That is, the effect of urea, guanidine hydrochloride and SDS on this enzyme was determined by pretreating 0.2 ml of 40 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing various concentrations of denaturant and 0.05 μg of enzyme at 30 ° C for 30 minutes. Add 0.1 ml of this treatment solution (enzyme; 0.025 μg) to 1.25 ml of 200 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) containing various concentrations of urea, guanidine hydrochloride, and SDS that had been incubated at 30 ° C for 5 minutes in advance. 4.6 mM Bz-Arg-pNA solution was added to 0.15 ml of the mixed solution to start the reaction. After 15 minutes, 0.5 ml of 45% acetic acid was added to stop the reaction, and the absorbance at 405 nm was measured.
Moreover, in order to compare the influence of this enzyme with respect to various protein denaturing agents, the influence was similarly measured using trypsin derived from bovine and porcine pancreas. Specifically, 0.2 ml of 40 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing various concentrations of denaturant and bovine-derived trypsin (20.0 μg) or porcine-derived trypsin (2.0 μg) was pretreated at 30 ° C. for 30 minutes. Residual activity was measured using 0.1 ml of the solution (bovine-derived trypsin; 10.0 μg, porcine-derived trypsin; 1.0 μg).

その結果を夫々図10 ( 尿素 )、図11 ( グアニジン塩酸塩 )、図12 ( SDS ) に夫々示す。尚、ウシ膵臓由来トリプシンの結果を−●−、ブタ膵臓由来トリプシンの結果を、−△−、本酵素の結果を−○−で夫々示した。
この結果から、40 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 8.0 ) で、本酵素を 1.0 M 尿素、0.1 M グアニジン塩酸塩及び 0.1% SDS にそれぞれ 30℃ で 30 分間前処理した場合、活性はそれぞれ 100%、30% 及び 35% が残存した。いずれの場合においても、ウシ及びブタの膵臓由来トリプシンのそれらより、高い残存活性を示していた。その中でも特に、本酵素の尿素に対する抵抗性は、ウシ及びブタの膵臓由来トリプシンのそれらより顕著であり、5.0 M 尿素の存在下において、ウシ及びブタの膵臓由来トリプシンはほぼ失活するのに対し、本酵素では 50% の残存活性が認められた。
The results are shown in FIG. 10 (urea), FIG. 11 (guanidine hydrochloride), and FIG. 12 (SDS), respectively. The results of trypsin derived from bovine pancreas are shown as-●-, the results of trypsin derived from porcine pancreas are shown as -Δ-, and the results of this enzyme are shown as-◯-.
From this result, when the enzyme was pretreated with 1.0 mM urea, 0.1 M guanidine hydrochloride and 0.1% SDS for 30 minutes at 30 ° C in 40 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), the activity was 100%, 30% and 35% remained. In any case, the residual activity was higher than those of bovine and porcine pancreatic trypsin. In particular, the resistance of the enzyme to urea is more pronounced than that of bovine and porcine pancreatic trypsin, whereas in the presence of 5.0 M urea, bovine and porcine pancreatic trypsin is almost inactivated. With this enzyme, 50% residual activity was observed.

(7)本酵素の各種阻害剤による影響
本酵素のアミダーゼ活性に対する金属キレート試薬、SH 試薬及び還元剤による影響を検討した。
即ち、0.1-10 mM 各種阻害剤と酵素 0.05μg を含む 40 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 8.0 ) 0.2 ml を 30℃ にて 30 分間前処理した後、この前処理液 0.1 ml ( 酵素 ; 0.025μg ) を、事前に 30℃ で 5 分間インキュベートしておいた所定濃度の阻害剤を含む 200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.25 ml と 4.6 mM Bz-Arg-pNA 溶液 0.15 ml の混合溶液に添加し、反応を開始させた。15 分後、45% 酢酸 0.5 ml を加えて反応を停止させ、405 nm における吸光度を測定した。その測定値から求めた相対活性を表3に示す。
(7) Effects of various inhibitors of this enzyme The effects of metal chelating reagent, SH reagent and reducing agent on the amidase activity of this enzyme were examined.
Specifically, 0.2 ml of 40 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.1-10 mM of various inhibitors and 0.05 μg of enzyme was pretreated at 30 ° C. for 30 minutes, and then 0.1 ml of this pretreatment solution (enzyme; 0.025 μg ) Is added to a mixture of 1.25 ml of 200 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) and 0.15 ml of 4.6 mM Bz-Arg-pNA solution containing the inhibitor at the specified concentration previously incubated at 30 ° C for 5 minutes. The reaction was started. After 15 minutes, 0.5 ml of 45% acetic acid was added to stop the reaction, and the absorbance at 405 nm was measured. Table 3 shows the relative activities determined from the measured values.

Figure 0004374945
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この結果から明らかなように、金属キレート試薬 ( EDTA、o-フェナントロリン )、還元剤 ( システイン、2-メルカプトエタノール(2-ME)、ジチオスレイトール(DTT) ) 及び SH 試薬 ( N-エチルマレイミド(NEM)、MIA(モノイオド酢酸)、r-クロロマーキュリベンゾイックアシッド(PCMB)) によって、本酵素の活性が阻害されないことから、メタルエンドペプチダーゼ及びシステインエンドペプチダーゼのいずれでもないと見なされた。また、ジイソプロピルフルオロリン酸(DFP) 及び フェニルメタンスルホニルフルオライド(PMSF) は、本酵素のアミダーゼ活性を強く阻害することから、本酵素はセリンエンドペプチダーゼであることが強く示唆された。さらに、本酵素はトリプシンの活性中心に存在するヒスチジン(His)残基に対して特異的に反応するN-トシル-L-リシルクロロメチルケトン(TLCK)及び放線菌由来のトリプシン阻害剤であるロイペプシンによって強く阻害されたが、キモトリプシンの His 残基に対して特異的に反応するN-トシル-L-フェニルアラニルクロロメチルケトン(TPCK)及び放線菌由来のキモトリプシン阻害剤であるキモスタチンによって阻害されなかった。これらのことから、本酵素はトリプシン様セリンエンドペプチダーゼの一種であることが示唆された。   As is clear from this result, a metal chelating reagent (EDTA, o-phenanthroline), a reducing agent (cysteine, 2-mercaptoethanol (2-ME), dithiothreitol (DTT)) and SH reagent (N-ethylmaleimide ( NEM), MIA (monoiodoacetic acid), and r-chloromercuribenzoic acid (PCMB)) did not inhibit the activity of this enzyme, and thus were considered neither metal endopeptidase nor cysteine endopeptidase. In addition, diisopropylfluorophosphate (DFP) and phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF) strongly inhibited the amidase activity of the enzyme, strongly suggesting that the enzyme is a serine endopeptidase. Furthermore, this enzyme is N-tosyl-L-lysyl chloromethyl ketone (TLCK) that reacts specifically with the histidine (His) residue present in the active center of trypsin and leupepsin, a trypsin inhibitor derived from actinomycetes. N-tosyl-L-phenylalanyl chloromethyl ketone (TPCK) reacts specifically to the His residue of chymotrypsin and not chymostatin, a chymotrypsin inhibitor from actinomycetes It was. These results suggest that this enzyme is a kind of trypsin-like serine endopeptidase.

(8)本酵素の各種金属塩による影響
本酵素のアミダーゼ活性に対する金属塩の影響を検討した。
即ち、1.0 mM 濃度各種金属塩と酵素 0.05μg を含む 40 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 8.0 ) 0.2 ml を 30℃ で 30 分間前処理した後、この処理液 0.1 ml ( 酵素 ; 0.025μg ) を、事前に 30℃ で 5 分間インキュベートしておいた 1.0 mM 濃度各種金属塩を含む 200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.25 ml と 4.6 mM Bz-Arg-pNA 溶液 0.15 ml の混合溶液に添加し、反応を開始させた。15 分後、45% 酢酸 0.5 ml を加えて反応を停止させ、405 nm における吸光度を測定した。その測定値から求めた相対活性を表4に示す。
(8) Influence of various metal salts of this enzyme The influence of metal salts on the amidase activity of this enzyme was examined.
Specifically, 0.2 ml of 40 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing various metal salts with a concentration of 1.0 mM and 0.05 μg of enzyme was pretreated at 30 ° C. for 30 minutes, and then 0.1 ml of this treatment solution (enzyme; 0.025 μg) Add to a mixed solution of 1.25 ml of 200 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) containing various metal salts at 1.0 mM concentration and 0.15 ml of 4.6 mM Bz-Arg-pNA solution that had been incubated at 30 ° C for 5 minutes in advance. The reaction was started. After 15 minutes, 0.5 ml of 45% acetic acid was added to stop the reaction, and the absorbance at 405 nm was measured. Table 4 shows the relative activity determined from the measured values.

Figure 0004374945
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この結果から、明らかなように本酵素のアミダーゼ活性は 1.0 mM Co2+、Hg2+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Ba2+、Cd2+、Ni2+、Sr2+、Cu2+ 及び Fe2+ による影響を受けないが、1.0 mM Zn2+ によって弱く阻害された。 As is clear from this result, the amidase activity of this enzyme is 1.0 mM Co 2+ , Hg 2+ , Ca 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ , Ba 2+ , Cd 2+ , Ni 2+ , Sr 2 Although not affected by + , Cu 2+ and Fe 2+ , it was weakly inhibited by 1.0 mM Zn 2+ .

(9)本酵素のN-末端アミノ酸配列分析
)本酵素のN-末端アミノ酸配列は、既知の方法[岩松明彦:タンパク質実験ノート(下)、P.83、(株)羊土社発行(2001年)]に準じて16残基まで測定した。即ち、電気泳動的に均一に精製した本酵素をSDS−PAGE後のゲルからエレクトロブロッティング(セミドライ)法によりPVDF膜に転写し、気相プロテインシークエンサー(アップライドバイオシステム社494型)により分析した。その結果を、動物・微生物由来トリプシン様セリンプロテアーゼと比較して、表5に示す。
(9) N-terminal amino acid sequence analysis of this enzyme
) The N-terminal amino acid sequence of this enzyme was measured up to 16 residues according to a known method [Akihiko Iwamatsu: Protein Experiment Note (bottom), P.83, published by Yodosha Co., Ltd. (2001)]. . That is, the electrophoretically uniformly purified enzyme was transferred from a gel after SDS-PAGE to a PVDF membrane by electroblotting (semi-dry) method and analyzed by a gas phase protein sequencer (Upride Biosystems Model 494). The results are shown in Table 5 in comparison with animal / microbe-derived trypsin-like serine protease.

Figure 0004374945
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表5から明らかなように、本酵素の N-末端アミノ酸はイソロイシン(Ile)であった。さらに、N-末端残基のイソロイシン(Ile)をはじめ、3 残基、4 残基目のグリシン(Gly)、10 残基目のグリシン(Gly)、13 残基目のプロリン(Pro)、16 残基目のバリン(Val)は、どのトリプシン様セリンプロテアーゼと比較してもよく保存されていた。これらトリプシン様セリンプロテアーゼの中でも特に、N-末端 16 残基において、ストレプトマイセスグリセウス由来トリプシンとのアミノ酸レベルでの同一性は 56.3% であり、12 残基目のフェニルアラニン(Phe)から 16 残基目のバリン(Val)までは全く同じ配列が確認された。また、ウシ由来トリプシンとは 31.3%、ザリガニ由来トリプシンとは 50%、ブタ由来カリクレインとは 37.5%、ブタ由来トロンビン B とは 43.8%、ウシ由来 Facter Xa とは 43.8% の同一性を示した。その中でも特に、本酵素とヤギ由来アクロシンは、本酵素と 62.5% のアミノ酸レベルでの同一性を示した。   As is apparent from Table 5, the N-terminal amino acid of this enzyme was isoleucine (Ile). In addition to the N-terminal residue isoleucine (Ile), the third, fourth glycine (Gly), the tenth glycine (Gly), the thirteenth proline (Pro), 16 The residue valine (Val) was well conserved compared to any trypsin-like serine protease. Among these trypsin-like serine proteases, the N-terminal 16 residues have 56.3% identity at the amino acid level with Streptomyces griseus-derived trypsin. From the 12th residue phenylalanine (Phe), 16 residues The exact same sequence was confirmed up to the valine (Val). It also showed 31.3% identity with bovine trypsin, 50% with crayfish trypsin, 37.5% with porcine kallikrein, 43.8% with porcine thrombin B, and 43.8% with bovine Facter Xa. In particular, the enzyme and acrosin derived from goat showed 62.5% amino acid identity with the enzyme.

3.本発明の酵素の化学的諸性質の検討
上記結果を、その他のウシ由来のトリプシン、ストレプトマイセスグリセウス由来のプロテアーゼ、ストレプトマイセスエリセウス由来のプロテアーゼ及びストレプトマイセスフラジアエ由来のプロテアーゼと併せて表6に示す。
3. Examination of chemical properties of the enzyme of the present invention The above results were combined with other bovine-derived trypsin, protease derived from Streptomyces griseus, protease derived from Streptomyces erytheus and protease derived from Streptomyces fradiae. Table 6 shows.

Figure 0004374945
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本酵素の至適 pH は、微生物由来の既知のトリプシン様プロテアーゼと比較して、中性域からアルカリ性側へ幅広い領域を有していた。更に、pH 安定性は、ストレプトマイセスフラジアエのそれ ( pH 4.0-9.0 ) と近い領域を示したが、他の微生物由来トリプシン様プロテアーゼのそれ ( pH 2.0-5.0 ) やウシ膵臓由来トリプシンのそれ ( pH 2.0-3.0 ) よりもアルカリ性側へ広い領域に存在していた。
温度安定性では、ウシトリプシンのそれ ( 40℃ ) よりも 10℃ 高い値を示し、至適温度においては、ウシトリプシンのそれ ( 40℃ ) よりも 30℃ 高い値を示した。
また、本酵素は DFP、PMSF、TLCK 及びロイペプシンによって阻害された。一方、金属キレート試薬 ( EDTA、o-フェナントロリン )、還元剤 ( システイン、2-メルカプトエタノール(2-ME)、ジチオスレイトール(DTT) ) 及び SH 試薬 ( N-エチルマレイミド(NEM)、MIA(モノイオド酢酸)、r-クロロマーキュリベンゾイックアシッド(PCMB))によって阻害されないことから、メタルエンドペプチダーゼ及びシステインエンドペプチダーゼのいずれでもないとみなされた。これらのことから、本酵素は基質のリジン残基またはアルギニン残基のカルボキシル末端側のペプチド結合を特異的に切断するトリプシン様セリンプロテアーゼの一種であることが強く示唆された。
The optimum pH of this enzyme had a wide range from neutral to alkaline compared to known trypsin-like proteases derived from microorganisms. Furthermore, the pH stability was close to that of Streptomyces fradiae (pH 4.0-9.0), but that of trypsin-like protease from other microorganisms (pH 2.0-5.0) and that of bovine pancreatic trypsin. It existed in a wider area on the alkaline side than (pH 2.0-3.0).
The temperature stability was 10 ° C. higher than that of bovine trypsin (40 ° C.), and 30 ° C. higher than that of bovine trypsin (40 ° C.).
The enzyme was inhibited by DFP, PMSF, TLCK and leupepsin. On the other hand, metal chelating reagents (EDTA, o-phenanthroline), reducing agents (cysteine, 2-mercaptoethanol (2-ME), dithiothreitol (DTT)) and SH reagents (N-ethylmaleimide (NEM), MIA (monoiodo) Acetic acid) and r-chloromercuribenzoic acid (PCMB)) were considered to be neither metal endopeptidase nor cysteine endopeptidase. These results strongly suggested that this enzyme is a kind of trypsin-like serine protease that specifically cleaves the peptide bond on the carboxyl terminal side of the lysine residue or arginine residue of the substrate.

本酵素は、1.0 mM Co2+、Hg2+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Ba2+、Cd2+、Ni2+、Sr2+、Cu2+ 及び Fe2+ によって影響を受けなかった。金属塩に対するトリプシン様セリンプロテアーゼの阻害現象は、1.0 mM 濃度の Co2+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Cd2+、Zn2+ によって 20% 活性化されることが報告されているが、本酵素の場合、上記のような活性化現象は見られなかった。また、本酵素は 1.0 mM Zn2+ によって弱く阻害されていることから、これまでに報告されているトリプシン様セリンプロテアーゼと性質が異なることが示唆された。なお、Zn2+ によって阻害されるトリプシン様セリンプロテアーゼにはアクロシンが知られている。 This enzyme is activated by 1.0 mM Co 2+ , Hg 2+ , Ca 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ , Ba 2+ , Cd 2+ , Ni 2+ , Sr 2+ , Cu 2+ and Fe 2+ It was not affected. Inhibition of trypsin-like serine protease on metal salts is reported to be 20% activated by 1.0 mM concentrations of Co 2+ , Ca 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ , Cd 2+ , and Zn 2+ However, in the case of this enzyme, the above activation phenomenon was not observed. In addition, since this enzyme is weakly inhibited by 1.0 mM Zn 2+ , it was suggested that the enzyme has different properties from the trypsin-like serine proteases reported so far. Acrosin is known as a trypsin-like serine protease that is inhibited by Zn 2+ .

また、尿素、グアニジン塩酸塩、SDS などの変性剤に対して、本酵素は、ウシやブタの膵臓由来トリプシンのそれよりも強い抵抗性を示した。特に、尿素に対する抵抗性では、50% の残存活性が認められた濃度が、ウシやブタ由来トリプシンでは 2.0 M であったのに対し、本酵素では 5.0 M であった。また、SDS-PAGE から推定された本酵素の分子量約 29,000 は、他の微生物由来トリプシン様プロテアーゼの分子量 ( 分子量 16,500-20,000 ) と比較するとかなり高いことが明らかとなった。   In addition, this enzyme was more resistant to denaturing agents such as urea, guanidine hydrochloride, and SDS than that of bovine and porcine pancreatic trypsin. In particular, in the resistance to urea, the concentration at which 50% residual activity was observed was 2.0 M for bovine and porcine trypsin, whereas it was 5.0 M for this enzyme. In addition, the molecular weight of this enzyme estimated from SDS-PAGE was found to be considerably higher than that of other microorganism-derived trypsin-like proteases (molecular weight 16,500-20,000).

さらに、N-末端アミノ酸配列 16 残基において、本酵素はヤギ由来アクロシンと62.5% の同一性を示した 。次いで、ストレプトマイセスグリセウス 由来トリプシン ( 56.3% )、ザリガニ由来トリプシン ( 50.0% )、ウシ由来 Factor Xa 及びブタ由来トロンビン B ( 43.8% )、ブタ由来カリクレイン ( 37.5% ) の順序で高い同一性を示した。しかしながら、ウシ由来トリプシンとの同一性は 31.25% であり、他のトリプシン様セリンプロテアーゼとの同一性と比較して、かなり低い結果であった。さらに、本酵素は、各種トリプシン様セリンプロテアーゼに共通して見られる N-末端 1 残基目のイソロイシン(Ile)をはじめ、3 残基、4 残基目のグリシン(Gly)、10 残基目のグリシン(Gly)、13 残基目のプロリン(Pro)、16 残基目のバリン(Val)は、どのトリプシン様セリンプロテアーゼと比較してもよく保存されていた。   Furthermore, the enzyme showed 62.5% identity with goat-derived acrosin at the N-terminal amino acid sequence of 16 residues. Next, trypsin (56.3%) derived from Streptomyces griseus, trypsin (50.0%) from crayfish, Factor Xa from bovine, thrombin B from pig (43.8%), and porcine kallikrein (37.5%) in this order. It was. However, the identity with bovine-derived trypsin was 31.25%, which was considerably lower than the identity with other trypsin-like serine proteases. Furthermore, this enzyme includes N-terminal first residue isoleucine (Ile), which is commonly found in various trypsin-like serine proteases, as well as third and fourth residue glycines (Gly) and tenth residue. The glycine (Gly), the 13th proline (Pro), and the 16th residue valine (Val) were well conserved compared to any trypsin-like serine protease.

また、本酵素は、ヤギ由来アクロシンと N-末端 16 残基アミノ酸配列において高い同一性を示した。アクロシンは、受精の際、精子の卵膜通過に不可欠な酵素として、古くから哺乳類精子の尖体内膜に存在することが知られており、トリプシン類似の基質特異性を示すプロテアーゼとして、タンパク質中のペプチド結合のうち、アルギニン(Arg)-X 結合及び リジン(Lys)-X 結合を加水分解することが知られている。N-末端 16 残基アミノ酸配列において 62.5% の同一性が確認されたヤギ由来アクロシンは 2 つのポリペプチド鎖からなり、分子量が 40,000 の H 鎖と 3,700 の L 鎖で構成されている。このうち、本酵素と高い同一性を示したのは H 鎖であった。また、アクロシンはジイソプロピルフルオロリン酸 ( DFP )、トシルリシルクロロメチルケトン ( TLCK )及び亜鉛によって阻害されることが知られており、これらの性質は、本酵素とよく類似していた。   The enzyme also showed high identity with the goat-derived acrosin in the N-terminal 16-residue amino acid sequence. Acrosin has long been known to exist in the apical membrane of mammalian spermatozoa as an enzyme essential for sperm passage through the egg membrane during fertilization, and as a protease exhibiting substrate specificity similar to trypsin, Among these peptide bonds, it is known to hydrolyze arginine (Arg) -X bond and lysine (Lys) -X bond. Acrosin derived from goat, which has been confirmed to have 62.5% identity in the N-terminal 16-residue amino acid sequence, consists of two polypeptide chains, consisting of an H chain with a molecular weight of 40,000 and an L chain with 3,700. Of these, the H chain showed high identity with this enzyme. Acrosin is known to be inhibited by diisopropyl fluorophosphate (DFP), tosyl lysyl chloromethyl ketone (TLCK) and zinc, and these properties were very similar to this enzyme.

以上の結果から、本酵素は、DFP、PMSF、TLCK 及びロイペプシンによって阻害されるトリプシン様セリンプロテアーゼの一種であり、N-末端アミノ酸配列においても、動物及び微生物由来トリプシン様セリンプロテアーゼとの同一性が高いことが明らかとなった。それにもかかわらず、既知の市販されているウシ及びブタ由来トリプシンと比較して、尿素に対する抵抗性が高いこと、分子量が大きいこと、4.5-10.5と幅広い pH 安定性を示すこと、至適温度が 70℃ と高いことが異なっていることが明らかとなった。   From the above results, this enzyme is a kind of trypsin-like serine protease that is inhibited by DFP, PMSF, TLCK and leupepsin, and the N-terminal amino acid sequence is identical to animal and microbial trypsin-like serine proteases. It became clear that it was expensive. Nevertheless, compared to known commercially available bovine and porcine trypsin, it has a higher resistance to urea, a higher molecular weight, a broad pH stability of 4.5-10.5, and an optimum temperature. It became clear that the difference was as high as 70 ℃.

実験例2 本酵素の基質特異性
1.実験材料
酵素は、実施例1で精製した電気泳動 ( SDS-PAGE ) 的に均一な酵素標品を、10% グリセロールを含む 10 mM CAPS 緩衝液 ( pH 10.5 ) 中で 4℃ で保存したものを使用した。また、ウシ及びブタ膵臓由来トリプシンはそれぞれ Worthington Biochemical corporation ( TRTPCK ) 及び和光純薬工業(株)製のものを用いた。
基質は、以下のものを用いた。
Bz-Arg-pNA ; ペプチド研究所、 Bz-Lys-pNA ; 和光純薬工業 (株)、
Arg-pNA ; Bachem 社 、 Lys-pNA ; Merck 社 、
Ac-Asp-pNA ; Bachem 社 、 Ac-Glu-pNA ; Bachem 社 、
Suc-Ala-pNA ; ペプチド研究所、 Ac-Phe-pNA ; Bachem 社、
Ac-Leu-pNA ; Bachem 社 、 Bz-Tyr-pNA ; ペプチド研究所、
AMC(7-アミノ-4-メチルクマリン) ; ペプチド研究所、
Bz-Arg-MCA(4-メチルクマリン-7-アミド) ;ペプチド研究所、
Z-Phe-Arg-MCA;ペプチド研究所、 Boc-Leu-Arg-Arg-MCA;ペプチド研究所、
Boc-Gln-Gly-Arg-MCA ; ペプチド研究所、
Boc-Leu-Ser-Thr-Arg-MCA;ペプチド研究所、
α-MSH (アルファメラノサイト刺激ホルモン) ; ペプチド研究所、
アンジオテンシンII ( Human、4001-v ) ; ペプチド研究所。
その他の基質は、通常知られている方法により調製したものを用いた。
Experimental Example 2 Substrate specificity of the enzyme Experimental materials Enzyme (SDS-PAGE) homogenous enzyme sample purified in Example 1 was stored at 4 ° C in 10 mM CAPS buffer (pH 10.5) containing 10% glycerol. used. Bovine and porcine pancreas-derived trypsin were manufactured by Worthington Biochemical corporation (TRTPCK) and Wako Pure Chemical Industries, Ltd., respectively.
The following substrates were used.
Bz-Arg-pNA; Peptide Institute, Bz-Lys-pNA; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Arg-pNA; Bachem, Lys-pNA; Merck,
Ac-Asp-pNA; Bachem, Ac-Glu-pNA; Bachem,
Suc-Ala-pNA; Peptide Institute, Ac-Phe-pNA; Bachem,
Ac-Leu-pNA; Bachem, Bz-Tyr-pNA; Peptide Institute,
AMC (7-amino-4-methylcoumarin); Peptide Institute,
Bz-Arg-MCA (4-methylcoumarin-7-amide);
Z-Phe-Arg-MCA; Peptide Institute, Boc-Leu-Arg-Arg-MCA; Peptide Institute,
Boc-Gln-Gly-Arg-MCA;
Boc-Leu-Ser-Thr-Arg-MCA; Peptide Institute,
α-MSH (alpha melanocyte stimulating hormone);
Angiotensin II (Human, 4001-v); Peptide Institute.
As other substrates, those prepared by a generally known method were used.

また、試薬は、以下のものを用いた。
トリフルオロ酢酸 ( TFA ) ; ペプチド研究所
ジメチルスルフォキシド ( アミノ酸自動分析用 );和光純薬工業(株)
2-プロパノール ( HPLC 用 ) ; 和光純薬工業(株)
アセトニトリル ( HPLC 用) ; 関東化学(株)
ニンヒドリン試液-L8,500 セット ; 和光純薬工業(株)
Polyoxyethylene Lauryl Alcohol Ether ; ナカライテスク(株)
b-チオジグリコール ( アミノ酸自動分析用 ) ; 和光純薬工業(株)
カプリル酸(アミノ酸自動分析用) ; 和光純薬工業(株)
クエン酸三ナトリウム二水和物 ; 和光純薬工業 (株)
クエン酸一水和物 ; 和光純薬工業 (株)
The following reagents were used.
Trifluoroacetic acid (TFA); Peptide Research Institute Dimethylsulfoxide (for automatic amino acid analysis); Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
2-Propanol (for HPLC); Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Acetonitrile (for HPLC); Kanto Chemical Co., Inc.
Ninhydrin sample solution-L8,500 set; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Polyoxyethylene Lauryl Alcohol Ether ; Nacalai Tesque
b-thiodiglycol (for automatic amino acid analysis); Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Caprylic acid (for automatic amino acid analysis); Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Trisodium citrate dihydrate ; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Citric acid monohydrate : Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

2.実験方法
(1)各種pNA基質に対する本酵素の作用
本酵素の各種pNA基質に対する基質特異性について検討した。即ち、0.25 mM 濃度の各種合成基質 ( Bz-Arg-pNA、Arg-pNA、Bz-Lys-pNA、Lys-pNA、Boc-His-pNA、Ac-Asp-pNA、Ac-Glu-pNA、Suc-Ala-pNA、Ac-Phe-pNA、Ac-Leu-pNA、Z-Pro-pNA、Boc-Gln-pNA、Bz-Tyr-pNA、Z-Thr-pNA、Boc-Met-pNA ) を含む 200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.45 ml を 30℃ で 5 分間インキュベートした後、0.05μg の酵素を含む酵素溶液 0.05 ml を添加して、反応を開始させた。10〜1,500 分後、45% 酢酸 0.5 ml を添加して反応を停止させ、405 nm の吸光度を測定し、各種pNA基質に対する本酵素の基質特異性を検討した。その結果を、Bz-Arg-pNAに対する活性を100として表7に夫々示す。
2. experimental method
(1) Action of the enzyme on various pNA substrates The substrate specificity of the enzyme for various pNA substrates was examined. That is, various synthetic substrates (Bz-Arg-pNA, Arg-pNA, Bz-Lys-pNA, Lys-pNA, Boc-His-pNA, Ac-Asp-pNA, Ac-Glu-pNA, Suc- 200 mM including Ala-pNA, Ac-Phe-pNA, Ac-Leu-pNA, Z-Pro-pNA, Boc-Gln-pNA, Bz-Tyr-pNA, Z-Thr-pNA, Boc-Met-pNA) After incubating 1.45 ml of Tris-HCl buffer (pH 9.2) at 30 ° C. for 5 minutes, 0.05 ml of an enzyme solution containing 0.05 μg of enzyme was added to initiate the reaction. After 10 to 1,500 minutes, 0.5 ml of 45% acetic acid was added to stop the reaction, the absorbance at 405 nm was measured, and the substrate specificity of the enzyme for various pNA substrates was examined. The results are shown in Table 7 with the activity against Bz-Arg-pNA as 100.

Figure 0004374945
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表7から明らかなように、本酵素は、Bz-Arg-pNAに対するアミダーゼ活性が最も強く、次いでBz-Lys-pNAに対する活性が強い活性を有していた。また、Arg-pNA 及び Lys-pNA に対するアミダーゼ活性がわずかに認められた。このことは、本酵素がエンドペプチダーゼに属しながら、弱いエキソペプチダーゼ活性も有していることを示している。
以上の結果から、トリプシン様セリンプロテアーゼの一種であることが強く示唆された。
As is clear from Table 7, this enzyme had the strongest amidase activity against Bz-Arg-pNA, and then the activity with strong activity against Bz-Lys-pNA. In addition, amidase activity against Arg-pNA and Lys-pNA was slightly observed. This indicates that the enzyme belongs to endopeptidase but also has weak exopeptidase activity.
The above results strongly suggested that it is a kind of trypsin-like serine protease.

(2)各種合成基質に対する本酵素の動力学的定数について
各種合成基質に対する加水分解反応における本酵素の動力学的定数 ( Km、 kcat ) を Lineweaver-Burk プロットから求めた。
(i)MCA(4-メチルクマリン-7-アミド)基質に対する本酵素の至適pH
各種MCA基質に対するアミダーゼ活性を測定する前に、Bz-Arg-MCA(4-メチルクマリン-7-アミド)基質に対する本酵素の至適pHを測定した。まず、各種緩衝液を用い、そのpHを変化させたときのBz-Arg-MCA基質に対する本酵素のアミダーゼ活性を測定した。
尚、MCA基質に対する酵素活性は以下のように行った。即ち、あらかじめ 所定 pHに調製した20 mMの各種緩衝液と、終濃度 100 nMになるように調製した各種 MCA 基質を、全量で 2,995 ml になるように調製し、30℃ で 5 分間インキュベートした。その後、酵素溶液 0.05 ml ( 酵素 ; 5 pg ) を加えて反応を開始した。正確に 5 分間、反応を 380 nm の励起波長、440 nm の蛍光波長でレコーダーでモニターし、遊離したAMC(7-アミノ-4-メチルクマリン)の蛍光強度を測定した。酵素作用によって遊離した AMC 量は、標準 AMC の標準曲線より算出した。
(2) Kinetic constants of the enzyme for various synthetic substrates The kinetic constants (Km, kcat) of the enzyme in the hydrolysis reaction for various synthetic substrates were determined from Lineweaver-Burk plots.
(i) Optimum pH of this enzyme for MCA (4-methylcoumarin-7-amide) substrate
Prior to measuring the amidase activity for various MCA substrates, the optimum pH of the enzyme for Bz-Arg-MCA (4-methylcoumarin-7-amide) substrate was measured. First, using various buffers, the amidase activity of this enzyme against Bz-Arg-MCA substrate when the pH was changed was measured.
In addition, the enzyme activity with respect to a MCA substrate was performed as follows. That is, 20 mM of various buffers previously prepared at a predetermined pH and various MCA substrates prepared to a final concentration of 100 nM were prepared to a total volume of 2,995 ml and incubated at 30 ° C. for 5 minutes. Thereafter, 0.05 ml of enzyme solution (enzyme; 5 pg) was added to start the reaction. The reaction was monitored with a recorder at an excitation wavelength of 380 nm and a fluorescence wavelength of 440 nm for exactly 5 minutes, and the fluorescence intensity of released AMC (7-amino-4-methylcoumarin) was measured. The amount of AMC released by enzyme action was calculated from the standard curve of standard AMC.

得られた結果を図13に示した。尚、図13は、最大活性値を100とした場合の各pHでの活性値を表したものであり、○は20mMトリス塩酸緩衝液を、×は20mMAMP塩酸緩衝液を、■は20mMグリシン塩酸緩衝液を用いた時の結果を表す。
その結果、pNA基質の場合と同様に、本酵素のMCA基質の至適pHは9.2であった。よって、以下MCA基質のアミダーゼ活性を測定する際にはpHを9.2として測定を行った。
The obtained results are shown in FIG. FIG. 13 shows the activity value at each pH when the maximum activity value is 100, ○ is 20 mM Tris-HCl buffer, × is 20 mM AMP hydrochloric acid buffer, ■ is 20 mM glycine hydrochloride. The results when using a buffer solution are shown.
As a result, as in the case of the pNA substrate, the optimum pH of the MCA substrate of this enzyme was 9.2. Therefore, hereinafter, when measuring the amidase activity of the MCA substrate, the measurement was performed at a pH of 9.2.

(ii)pNA基質及びMCA基質に対する各種酵素のLineweaver-Burkプロット
加水分解反応の代表例として、Bz-Arg-pNA に対する本酵素、及びブタ膵臓由来トリプシンのLineweaver-Burkプロットを 図14(A:本酵素,B:ブタ膵臓由来トリプシン)に、Bz-Arg-MCA に対する本酵素及びブタ膵臓由来トリプシンのプロットを 図15(A:本酵素,B:ブタ膵臓由来トリプシン)に夫々示した。
尚、MCA基質に対する酵素活性測定は(i)に準じた方法で行い、pNA基質に対する酵素のアミダーゼ活性は以下のように測定した。即ち、試験管 ( 1.5×13 cm ) に、200 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 1.3 ml 及び各種濃度の基質 ( 0.01-0.40 mM ) 0.15 ml を添加し、30℃ で 5 分間インキュベートした後、酵素溶液 0.05 ml ( 0.05μg ) を加えて反応させた。正確に一定時間後 ( 10-135 分間 )、45% 酢酸 0.5 ml を加えて反応を停止し、酵素作用によって遊離した p-ニトロアニリドを 405 nm の吸光度で測定し、アミダーゼ活性を得た。
(ii) Lineweaver-Burk plots of various enzymes against pNA substrate and MCA substrate As representative examples of hydrolysis reactions, this enzyme against Bz-Arg-pNA and Lineweaver-Burk plots of porcine pancreatic trypsin are shown in Fig. 14 (A: book). Enzyme, B: Trypsin derived from porcine pancreas) and plots of this enzyme and porcine pancreatic trypsin against Bz-Arg-MCA are shown in Fig. 15 (A: this enzyme, B: trypsin derived from porcine pancreas), respectively.
In addition, the enzyme activity measurement with respect to MCA substrate was performed by the method according to (i), and the amidase activity of the enzyme with respect to pNA substrate was measured as follows. Specifically, after adding 1.3 ml of 200 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) and 0.15 ml of various concentrations of substrate (0.01-0.40 mM) to a test tube (1.5 × 13 cm), incubating at 30 ° C for 5 minutes, 0.05 ml (0.05 μg) of enzyme solution was added and reacted. Exactly after a certain time (10-135 minutes), 0.5 ml of 45% acetic acid was added to stop the reaction, and p-nitroanilide released by enzymatic action was measured at an absorbance of 405 nm to obtain amidase activity.

(iii)各種基質に対する本酵素の基質特異性
上記方法(i),(ii)により、各種Arg、及び Lys 含有pNA基質、並びに各種Arg、及び Lys 含有 MCA基質に対する各種酵素の動力学的定数 ( Km、kcat ) を算出した。尚、本酵素の各種pNAに対する触媒中心活性 ( kcat ) は、モル吸光係数 9,620を用い、本酵素の分子量を 29,000 として最大活性 ( Vmax ) より算出した。また、比較のために用いられた市販のウシ及びブタ膵臓由来トリプシンの分子量をそれぞれ、24,000 及び 23,300 として kcat を算出した。
各種 Arg 及び Lys 含有pNA基質に対する本酵素の動力学的定数(km及びkcat)の結果を表8に、また、各種 Arg 及び Lys 含有 MCA基質に対する本酵素のそれらを表9 に示した。
(iii) Substrate specificity of the enzyme for various substrates By the above methods (i) and (ii), the kinetic constants of various enzymes for various Arg and Lys-containing pNA substrates and various Arg and Lys-containing MCA substrates ( Km, kcat) were calculated. The catalytic center activity (kcat) for various pNAs of this enzyme was calculated from the maximum activity (Vmax) using a molar extinction coefficient of 9,620 and the molecular weight of this enzyme as 29,000. In addition, kcat was calculated assuming that the molecular weights of commercially available bovine and porcine pancreatic trypsin used for comparison were 24,000 and 23,300, respectively.
The results of the kinetic constants (km and kcat) of the enzyme for various Arg and Lys-containing pNA substrates are shown in Table 8, and those of the enzyme for various Arg and Lys-containing MCA substrates are shown in Table 9.

Figure 0004374945
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上記結果から、本酵素の Bz-Arg-pNA に対する kcat/Km 値は、1,920 であることが分かった。この値は、ウシ及びブタ由来トリプシンのそれら ( 約 2.0 及び 約 13.0 ) と比較して、約 960 倍 及び 約 150 倍であった。また、既に報告されている ストレプトマイセスグリセウス、ストレプトマイセスフラジアエ及びストレプトマイセスエリセウス由来のトリプシン様セリンプロテアーゼの Bz-Arg-pNA に対する kcat/Km 値 ( 約 260、約 170 及び約 90 )と比較しても、7-20 倍の高い値を示していた。   From the above results, it was found that the kcat / Km value for Bz-Arg-pNA of this enzyme was 1,920. This value was about 960 times and about 150 times that of bovine and porcine trypsin (about 2.0 and about 13.0). In addition, the kcat / Km values for Bz-Arg-pNA of trypsin-like serine proteases derived from Streptomyces griseus, Streptomyces fradiae and Streptomyces erytheus have been reported (about 260, about 170 and about 90) Compared with, it was 7-20 times higher.

また、本酵素の Bz-Arg-MCA に対する kcat/Km 値 ( 13,800 ) は、ウシ及びブタ由来トリプシンのそれら (3.4 及び 3.8 ) と比較して、約 4,000 倍及び約 3,600 倍高い値を示した。また、Z-Phe-Arg-MCA、Boc-Leu-Arg-Arg-MCA、Boc-Gln-Gly-Arg-MCA 及び Boc-Leu-Ser-Thr-Arg-MCA に対する本酵素の kcat/Km 値 ( 約 41,000、約 32,000、約41,000 及び約 53,000 ) は、Bz-Arg-MCA と比較して 2-4 倍高い値を示した。これらの MCA基質において、P1 位から N-末端側に 3 残基延長した Boc-Leu-Ser-Thr-Arg-MCA の kcat/Km 値は、約 53,000 と最も高い値を示し、ウシ及びブタ膵臓由来トリプシンのそれら ( 6,000 及び 3,500 ) と比較して、約 9 倍及び約 15 倍高い値を示した。   In addition, the kcat / Km value (13,800) for Bz-Arg-MCA of this enzyme was about 4,000 times and about 3,600 times higher than those of bovine and porcine trypsin (3.4 and 3.8). In addition, the kcat / Km value of this enzyme against Z-Phe-Arg-MCA, Boc-Leu-Arg-Arg-MCA, Boc-Gln-Gly-Arg-MCA and Boc-Leu-Ser-Thr-Arg-MCA ( About 41,000, about 32,000, about 41,000 and about 53,000) were 2-4 times higher than Bz-Arg-MCA. In these MCA substrates, Boc-Leu-Ser-Thr-Arg-MCA with 3 residues extended from the P1 position to the N-terminal side showed the highest kcat / Km value of about 53,000, and the bovine and porcine pancreas Compared with those of derived trypsin (6,000 and 3,500), it was about 9 times and about 15 times higher.

以上の結果から、本酵素は、Arg 含有のpNA基質及び MCA基質を特異的に切断し、また、ウシ・ブタ膵臓由来のトリプシンと比較しても両基質に対して非常に高い親和性を示した。このことから、本酵素はトリプシン様セリンプロテアーゼの一種であることが強く示唆された。
また、本酵素は、Arg-pNA 及び Lys-pNA を弱いながらも加水分解したことは、本酵素が、エンドペプチダーゼに属しながらも、弱いエキソペプチダーゼ活性も有していることも示された。
From the above results, this enzyme specifically cleaves Arg-containing pNA substrate and MCA substrate, and also shows very high affinity for both substrates compared to trypsin derived from bovine and porcine pancreas. It was. This strongly suggested that this enzyme is a kind of trypsin-like serine protease.
In addition, the enzyme hydrolyzed Arg-pNA and Lys-pNA, indicating that the enzyme also belongs to endopeptidase but has weak exopeptidase activity.

(3)アンジオテンシンII に対する本酵素の作用
アルギニルペプチド結合がペプチド鎖中に 1 ヶ所存在する アンジオテンシンII ( 8 残基 ) を用いて、本酵素の基質特異性を検討した。
即ち、アンジオテンシンII 100μg ( 95.6 nmol ) を 20 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 0.1 ml に溶解した ( 0.1% 濃度 )。次いで、モル比で基質の 1/2,000 相当量の酵素 ( 1.39μg、47.8 pmol ) を加えて、30℃ で 9 時間反応を行った。反応終了後、その分解物を 100℃ の沸騰水中で 3 分間加熱して反応を停止させ、凍結乾燥した。凍結乾燥した分解物は、0.05% TFA を含むミリキュー処理超純水 100μl に溶解させ、HPLC で分画し、精製した結果を 図16 に示した。尚、分画は以下のHPLC条件で行った。
HPLC機器:L-6300 型(日立社製)、固定相: 東ソー TSKgel Octyl-80Ts カラム ( 4.6 ID×25 cm )、移動相:A液 ;0.05% TFA 水溶液、B液;Isopropanol/Acetonitrile = 7/3 ( v/v )( 0.05% TFA を含む )
また、分画された 5 つのピーク ( AT-1、-2、-3、-4 及び -5 ) のアミノ酸組成、N-末端アミノ酸配列及び回収率を 表10 に示した。尚、表10中の()内の数字はペプチド中の既知のアミノ算配列数を表す。
(3) Action of the enzyme on angiotensin II The substrate specificity of the enzyme was examined using angiotensin II (8 residues) in which one arginyl peptide bond is present in the peptide chain.
That is, 100 μg (95.6 nmol) of angiotensin II was dissolved in 0.1 ml of 20 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) (0.1% concentration). Next, an enzyme equivalent to 1 / 2,000 of the substrate in a molar ratio (1.39 μg, 47.8 pmol) was added, and the reaction was carried out at 30 ° C. for 9 hours. After the completion of the reaction, the decomposition product was heated in boiling water at 100 ° C. for 3 minutes to stop the reaction and freeze-dried. The freeze-dried degradation product was dissolved in 100 μl of Millicue-treated ultrapure water containing 0.05% TFA, fractionated by HPLC, and purified. The results are shown in FIG. The fractionation was performed under the following HPLC conditions.
HPLC instrument: L-6300 (manufactured by Hitachi), stationary phase: Tosoh TSKgel Octyl-80Ts column (4.6 ID × 25 cm), mobile phase: solution A; 0.05% TFA aqueous solution, solution B; Isopropanol / Acetonitrile = 7 / 3 (v / v) (including 0.05% TFA)
Table 10 shows the amino acid composition, N-terminal amino acid sequence and recovery rate of the five fractionated peaks (AT-1, -2, -3, -4 and -5). The numbers in parentheses in Table 10 represent the number of known amino sequences in the peptide.

尚、アミノ酸組成は以下のようにして分析した。即ち、定沸点 6 N塩酸溶液を加水分解用試験管 ( バキュームハイドロリシスチューブ、10×15.0 cm ) に移し、減圧封管後、110℃、22 時間酸加水分解した後、酸加水分解後放冷し、水酸化ナトリウム入りのデシケーター中で再び減圧乾固した。この乾固物に、0.02 N 塩酸アミノ酸分析用希釈液 ( pH 2.2 ) を 2 nmol/20μl となるように添加し、日立 L-8800 型アミノ酸分析計を用いて同定した。   The amino acid composition was analyzed as follows. That is, a 6 N hydrochloric acid solution with a constant boiling point was transferred to a test tube for hydrolysis (vacuum hydrolysis tube, 10 x 15.0 cm), sealed under reduced pressure, acid hydrolyzed at 110 ° C for 22 hours, and then allowed to cool after acid hydrolysis. Then, it was again dried under reduced pressure in a desiccator containing sodium hydroxide. To this dried solid, 0.02 N hydrochloric acid amino acid analysis diluent (pH 2.2) was added to a concentration of 2 nmol / 20 μl, and identified using a Hitachi L-8800 amino acid analyzer.

また、N-末端アミノ酸配列分析法は、以下のようにして行った。即ち、HPLCで分画した各ペプチドをスピッチ型試験管 ( 1.3×10.5 cm ) に分取し、減圧乾固した後、1.0 nmol/ml になるようにミリキュー処理超純水で希釈し、アップライバイオシステム 494プロテインシークエンサーを用いて、N-末端アミノ酸配列を同定した。   Further, the N-terminal amino acid sequence analysis was performed as follows. In other words, each peptide fractionated by HPLC was dispensed into a pitch-type test tube (1.3 x 10.5 cm), dried under reduced pressure, diluted with millicue-treated ultrapure water to 1.0 nmol / ml, and updated. The N-terminal amino acid sequence was identified using a Biosystem 494 protein sequencer.

Figure 0004374945
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表10から、AT-1、-2、-3、-4 及び -5 はそれぞれ、Asp1-Arg2、Val3-Tyr4、Asp1-Tyr4、Ile5-Phe8 及び Val3-Phe8 のペプチドであることが認められた。 From Table 10, AT-1, -2, -3, -4 and -5 are Asp 1 -Arg 2 , Val 3 -Tyr 4 , Asp 1 -Tyr 4 , Ile 5 -Phe 8 and Val 3 -Phe, respectively. It was found to be 8 peptides.

以上の結果から、本酵素は、アンジオテンシンII 中のアルギニルペプチド結合である Arg2-Val3 結合に加えて、チロシルペプチド結合である Tyr4-Ile5 結合が、本酵素によって加水分解されたことを示している ( 図17参照 )。 From the above results, in addition to the Arg 2 -Val 3 bond, which is an arginyl peptide bond in Angiotensin II, this enzyme was hydrolyzed by the enzyme with a Tyr 4 -Ile 5 bond, which is a tyrosyl peptide bond. (See Figure 17).

即ち、ペプチド鎖中に 1 ヶ所存在する Tyr4-Ile5 結合が加水分解された AT-3 ( Asp1-Tyr4 ) 及びAT-4 ( Ile5-Phe8 ) の回収率はそれぞれ 25.29% 及び 29.59% と、5つのピークの中で最も高いこと、またほぼ同収率であることから、第1次的に加水分解されていることが示唆された。また、合成基質に対する特異性の結果 ( 表7参照 ) から推測されていた Arg2-Val3 結合の加水分解によって生じた AT-1 ( Asp1-Arg2 ) 及び AT-5 ( Val3-Phe8 ) の回収率は、11.92% 及び 6.17% と低く、AT-2 ( Val3-Tyr4 ) の回収率は 2.02% と最も低い回収率であった。これらの結果から、本酵素は アンジオテンシンII に対して、まず、Tyr4-Ile5 結合を優位に加水分解し、同時に Arg2-Val3 結合もまた加水分解していることが示唆された。次いで、生じた AT-3 ( Asp1-Tyr4 )ペプチド中のArg2-Val3 結合、或いはAT-5 ( Val3-Phe8 )ペプチド中のTyr4-Ile5 結合が本酵素によって弱く加水分解されて、AT-2 ( Val3-Tyr4 ) が生じたものと考えられた。
尚、本酵素は、合成基質 Bz-Tyr-pNA を加水分解しないにもかかわらず、ペプチド鎖中の Tyr4-Ile5 結合を切断した。この結果は、既知のトリプシンが、合成基質とペプチド基質の切断点が一致していることと異なっていた。
That is, the recovery rates of AT-3 (Asp 1 -Tyr 4 ) and AT-4 (Ile 5 -Phe 8 ), which were hydrolyzed at one Tyr 4 -Ile 5 bond in the peptide chain, were 25.29% and It was 29.59%, the highest among the five peaks, and almost the same yield, suggesting that it was hydrolyzed primarily. In addition, AT-1 (Asp 1 -Arg 2 ) and AT-5 (Val 3 -Phe) produced by hydrolysis of the Arg 2 -Val 3 bond, which was estimated from the specificity results for the synthetic substrate (see Table 7). recovery of 8) as low as 11.92% and 6.17%, the recovery of aT-2 (Val 3 -Tyr 4 ) was the lowest recovery rates 2.02%. From these results, it was suggested that this enzyme hydrolyzes the Tyr 4 -Ile 5 bond first, and simultaneously Arg 2 -Val 3 bond to Angiotensin II. Next, the resulting Arg 2 -Val 3 bond in the AT-3 (Asp 1 -Tyr 4 ) peptide or the Tyr 4 -Ile 5 bond in the AT-5 (Val 3 -Phe 8 ) peptide was weakly hydrolyzed by this enzyme. It was considered that AT-2 (Val 3 -Tyr 4 ) was produced by decomposition.
This enzyme cleaved the Tyr 4 -Ile 5 bond in the peptide chain, even though it did not hydrolyze the synthetic substrate Bz-Tyr-pNA. This result was different from the known trypsin in which the cut points of the synthetic substrate and the peptide substrate coincided.

(4)α-MSH(メラノサイト刺激ホルモン) に対する本酵素の作用
アルギニルペプチド結合及びリジルペプチド結合がペプチド鎖中に一ヶ所ずつ存在する α-MSH ( 15 残基 ) を用いて、本酵素の基質特異性を検討した。
即ち、α-MSH 100μg ( 60.0 nmol ) を 20 mM トリス塩酸緩衝液 ( pH 9.2 ) 0.1 ml に溶解した ( 0.1% 濃度 )。次いで、モル比で基質の 1/2,000 相当量の酵素 ( 0.87μg、30.0 pmol ) を加えて、30℃ で 18 時間反応を行った。反応終了後、その分解物は 100℃ の沸騰水中で 3 分間加熱して反応を停止させ、凍結乾燥した。凍結乾燥した分解物は、0.05% TFA を含むミリキュー処理超純水 100μl に溶解させ、HPLC で分画し、精製した結果を 図18 に示した。分画された 8 つのピーク ( α-1、-2、-3、-4、-5、-6、-7 及び -8 ) のアミノ酸組成、N-末端アミノ酸配列及び収率を 表11 に示した。尚、表11中の()内の数字は既知のアミノ算配列数を表す。
(4) Action of the enzyme on α-MSH (melanocyte-stimulating hormone) Substrate of the enzyme using α-MSH (15 residues), each containing arginyl peptide bonds and lysyl peptide bonds in the peptide chain. Specificity was examined.
That is, 100 μg (60.0 nmol) of α-MSH was dissolved in 0.1 ml of 20 mM Tris-HCl buffer (pH 9.2) (0.1% concentration). Next, an enzyme (0.87 μg, 30.0 pmol) equivalent to 1 / 2,000 of the substrate by molar ratio was added, and the reaction was carried out at 30 ° C. for 18 hours. After completion of the reaction, the decomposed product was heated in boiling water at 100 ° C for 3 minutes to stop the reaction and freeze-dried. The freeze-dried degradation product was dissolved in 100 μl of Millicue-treated ultrapure water containing 0.05% TFA, fractionated by HPLC, and purified. The results are shown in FIG. Table 11 shows the amino acid composition, N-terminal amino acid sequence and yield of the eight fractionated peaks (α-1, -2, -3, -4, -5, -6, -7 and -8). It was. The numbers in parentheses in Table 11 represent the number of known amino sequences.

Figure 0004374945
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表11から、α-1、-2、-3、-4、-5、-6、-7 及び -8 はそれぞれ、Pro12-Val13、His6-Arg8、Glu5-Arg8、Trp9-Lys11、Trp9-Val13、Ser1-Glu5、Ser1-Met4 及びSer1-Arg8のペプチドであることが認められた。
以上の結果から、本酵素は、α-MSH 中のアルギニルペプチド結合である Arg8-Trp9結合、及びリジルペプチド結合であるLys11-Pro12結合に加えて、存在するメチオニルペプチド結合である Met4-Glu5 結合及びグルタミルペプチド結合であるGlu5-His6 結合が、本酵素によって加水分解されたことを示された ( 図19参照 )。
From Table 11, α-1, -2, -3, -4, -5, -6, -7 and -8 are Pro 12 -Val 13 , His 6 -Arg 8 , Glu 5 -Arg 8 and Trp, respectively. 9 -Lys 11, it was confirmed that a peptide of Trp 9 -Val 13, Ser 1 -Glu 5, Ser 1 -Met 4 and Ser 1 -Arg 8.
Based on the above results, this enzyme is capable of binding methionyl peptide bonds in addition to Arg 8 -Trp 9 bonds, which are arginyl peptide bonds in α-MSH, and Lys 11 -Pro 12 bonds, which are lysyl peptide bonds. It was shown that a certain Met 4 -Glu 5 bond and a glutamyl peptide bond Glu 5 -His 6 bond were hydrolyzed by this enzyme (see FIG. 19).

また、Arg8-Trp9結合が加水分解されて生じた α-8 ( Ac-Ser1-Arg8 ) 及び α-5 ( Trp9-Val13-NH2 ) の回収率は、それぞれ 33.33% 及び 21.08% と、HPLC によって得られた 8 つのペプチドの中で高く ( 表11参照 )、このアルギニルペプチド結合が、本酵素によって優位に加水分解されていることが示唆された。更に、ペプチド鎖中の Met4-Glu5 結合が加水分解されて生じる α-7 ( Ac-Ser1-Met4 ) 及び α-3 ( Glu5-Arg8) の回収率はそれぞれ、19.17% 及び 19.00% とほぼ等しいことから、まず、α-MSH の Arg8-Trp9 結合が加水分解されて、α-8 ( Ac-Ser1-Arg8 ) のペプチドが得られた後、このペプチド鎖中の Met4-Glu5 結合が加水分解されたと考えられた。また、同様に、α-MSH の Glu5-His6 結合が加水分解されて生じる α-6 ( Ac-Ser1-Glu5 ) 及び α-2 ( His6-Arg8 ) の回収率が、3.92% 及び 3.41% とほぼ等しく、かつ低いことから、この 2 つのペプチドの生成についても、α-MSH の Arg-Trp 結合が加水分解されて、α-8 ( Ac-Ser1-Arg9 ) のペプチドが得られた後、このペプチド鎖中の Glu-His 結合が加水分解されたと考えられた。しかしながら、α-6 ( Ser1-Ac1-Glu ) 及び α-2 ( His-Arg ) の両ペプチドの回収率が、低いことから、本酵素のグルタミルペプチド結合に対する特異性は低いものと考えられた。
尚、本酵素は、合成基質 Boc-Met-pNA 及び Ac-Glu-pNA を加水分解しないにもかかわらず、ペプチド鎖中の Met-Glu 結合及び Glu-His 結合を切断していた。この結果は、既知のトリプシンが、合成基質とペプチド基質の切断点が一致していることと異なっていた。
The recovery rates of α-8 (Ac-Ser 1 -Arg 8 ) and α-5 (Trp 9 -Val 13 -NH2) produced by hydrolysis of the Arg 8 -Trp 9 bond were 33.33% and 21.08, respectively. %, Which is higher among the 8 peptides obtained by HPLC (see Table 11), suggesting that this arginyl peptide bond is predominantly hydrolyzed by this enzyme. Furthermore, the recoveries of α-7 (Ac-Ser 1 -Met 4 ) and α-3 (Glu 5 -Arg 8 ) generated by hydrolysis of the Met 4 -Glu 5 bond in the peptide chain were 19.17% and Since it is almost equal to 19.00%, the Arg 8 -Trp 9 bond of α-MSH was first hydrolyzed to obtain α-8 (Ac-Ser 1 -Arg 8 ) peptide, and then the peptide chain It was thought that the Met 4 -Glu 5 bond was hydrolyzed. Similarly, the recovery rate of α-6 (Ac-Ser 1 -Glu 5 ) and α-2 (His 6 -Arg 8 ) produced by hydrolysis of the Glu 5 -His 6 bond of α-MSH is 3.92. % And 3.41% are almost equal to each other and low. Therefore, the Arg 8 -Trp 9 bond of α-MSH is also hydrolyzed to produce α-8 (Ac-Ser 1 -Arg 9 ). It was considered that the Glu 5 -His 6 bond in this peptide chain was hydrolyzed after the obtained peptide. However, since the recovery rate of both α-6 (Ser 1 -Ac 1 -Glu 5 ) and α-2 (His 6 -Arg 8 ) peptides is low, the specificity of this enzyme for glutamyl peptide binding is low. It was considered.
The enzyme cleaved the Met 4 -Glu 5 bond and Glu 5 -His 6 bond in the peptide chain even though it did not hydrolyze the synthetic substrates Boc-Met-pNA and Ac-Glu-pNA. . This result was different from the known trypsin in which the cut points of the synthetic substrate and the peptide substrate coincided.

このように、合成基質 Bz-Tyr-pNA、Boc-Met-pNA 及び Ac-Glu-pNA は加水分解しないにもかかわらず、ペプチド鎖中の Tyr-Ile 結合、Met-Glu 結合及び Glu-His 結合が本酵素によって加水分解されるという結果は、トリプシン様セリンプロテアーゼでは本酵素が初めてである。   Thus, although the synthetic substrates Bz-Tyr-pNA, Boc-Met-pNA and Ac-Glu-pNA are not hydrolyzed, Tyr-Ile, Met-Glu and Glu-His bonds in the peptide chain This is the first trypsin-like serine protease to be hydrolyzed by this enzyme.

また、以上の結果から、本酵素は、合成基質及びペプチド鎖中の Arg-X 結合、及び Lys-Pro 結合を含む Lys-X 結合を加水分解することが明らかとなった。更に、ペプチド基質では、既知のトリプシン様セリンプロテアーゼでは全く報告されていない Tyr-X 結合、Met-X 結合及び Glu-X 結合が加水分解された。従って、本酵素が既知のセリンプロテアーゼと比較して、その活性中心に広いサブサイトが存在していることが予想され、トリプシン様セリンプロテアーゼとしては、新規なプロテアーゼであることが強く示唆された。   From the above results, it was revealed that this enzyme hydrolyzes Ars-X bonds and Lys-X bonds including Lys-Pro bonds in synthetic substrates and peptide chains. In addition, peptide substrates hydrolyzed Tyr-X, Met-X, and Glu-X bonds that were not reported at all by known trypsin-like serine proteases. Therefore, compared to known serine proteases, this enzyme is expected to have a wider subsite in the active center, strongly suggesting that the trypsin-like serine protease is a novel protease.

本発明に係るリゾバクター属IB-9374 の培養曲線(吸光度660nm)とそのときのアミダーゼ活性を表した図である。It is a figure showing the culture curve (absorbance 660 nm) of Rhizobacter genus IB-9374 according to the present invention and the amidase activity at that time. リゾバクター属IB-9374から酵素を精製する際の各ステップを説明した図である。It is a figure explaining each step at the time of refine | purifying an enzyme from Rhizobacter genus IB-9374. 実施例1 2.(9)で得られた泳動後の画分(フラクション)のpH、280nmの吸光度及び酵素(アミダーゼ)活性を表す。Example 1 The pH, absorbance at 280 nm, and enzyme (amidase) activity of the fraction (fraction) after electrophoresis obtained in (9) are shown. 実施例1 2.(11)で得られた本酵素のSDS-PAGEによる泳動結果を表したものである。Example 1 It shows the result of electrophoresis of this enzyme obtained in (11) by SDS-PAGE. SDS-PAGEによる、各種分子量のタンパク質とその相対異動度をグラフにしたものである。This is a graph of various molecular weight proteins and their relative variability as determined by SDS-PAGE. 各種緩衝液を用い、pHを変化させたときの本酵素のアミダーゼ活性の変化を表したグラフである。It is a graph showing the change of the amidase activity of this enzyme when using various buffers and changing pH. 温度を変化させたときの本酵素のアミダーゼ活性の変化を表したグラフである。It is a graph showing the change of the amidase activity of this enzyme when temperature is changed. 各種緩衝液を用い、温度を変化させたときの本酵素のアミダーゼ活性の変化を表したグラフである。It is a graph showing the change of the amidase activity of this enzyme when using various buffer solutions and changing temperature. 温度を変化させたときの本酵素のアミダーゼ活性の変化を表したグラフである。It is a graph showing the change of the amidase activity of this enzyme when temperature is changed. 尿素濃度を変化させたときの各種酵素のアミダーゼ活性の変化を表したグラフである。It is a graph showing the change of the amidase activity of various enzymes when a urea concentration is changed. グアニジン塩酸塩濃度を変化させたときの各種酵素のアミダーゼ活性の変化を表したグラフである。It is a graph showing the change of the amidase activity of various enzymes when changing a guanidine hydrochloride density | concentration. ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)濃度を変化させたときの各種酵素のアミダーゼ活性の変化を表したグラフである。It is the graph showing the change of the amidase activity of various enzymes when changing a sodium dodecyl sulfate (SDS) density | concentration. 各種緩衝液を用い、Bz-Arg-MCAを基質とし、pHを変化させたときの、本酵素のアミダーゼ活性の変化を表したグラフである。It is a graph showing the change of the amidase activity of this enzyme when using various buffers and using Bz-Arg-MCA as a substrate and changing the pH. Bz-Arg-pNA に対する本酵素(A)及びブタ膵臓由来トリプシン(B)の Lineweaver-Burk プロットを夫々表す。The Lineweaver-Burk plots of this enzyme (A) and porcine pancreatic trypsin (B) against Bz-Arg-pNA are respectively shown. Bz-Arg-MCA に対する本酵素(A)及びブタ膵臓由来トリプシン(B)の Lineweaver-Burk プロットを夫々表す。The Lineweaver-Burk plots of this enzyme (A) and porcine pancreatic trypsin (B) against Bz-Arg-MCA are shown, respectively. 本酵素によるアンジオテンシンIIの分解物を液体クロマトグラフィーで分画したときの液体クロマトグラフを表す。The liquid chromatograph when the degradation product of angiotensin II by this enzyme is fractionated by liquid chromatography is shown. 本酵素のアンジオテンシンIIの切断部位を表した図である。It is a figure showing the cleavage site of angiotensin II of this enzyme. 本酵素によるα-MSH(メラノサイト刺激ホルモン)の分解物を液体クロマトグラフィーで分画したときの液体クロマトグラフを表す。The liquid chromatograph when the degradation product of α-MSH (melanocyte stimulating hormone) by this enzyme is fractionated by liquid chromatography is shown. 本酵素のα-MSH(メラノサイト刺激ホルモン)の切断部位を表した図である。It is a figure showing the cleavage site of α-MSH (melanocyte stimulating hormone) of this enzyme.

符号の説明Explanation of symbols

図1における、−○−は、リゾバクター属IB-9374を培養したときの培養液を吸光度660nmで測定した値(培養曲線)を、−×−はリゾバクター属IB-9374を培養したときのアミダーゼ活性を表す。   In FIG. 1, -o- indicates a value (culture curve) of a culture solution obtained by culturing Rhizobacter IB-9374 at an absorbance of 660 nm, and -x- indicates amidase activity when Rhizobacter IB-9374 is cultured. Represents.

図3において、−●−は、各画分(フラクション)の280nmにおける吸光度を、−○−は、各画分のpHを、−×−は各画分のアミダーゼ活性を表す。   In FIG. 3,-●-represents the absorbance of each fraction (fraction) at 280 nm, -O- represents pH of each fraction, and -x- represents amidase activity of each fraction.

図5における、1は分子量94000のホスホリラーゼBの結果を、2は分子量67000の血清アルブミンの結果を、3は分子量43000のオブアルブミンの結果を、4は分子量30000のカルボン酸アンヒドラーゼの結果を、5は分子量20100のトリプシンインヒビターの結果を、6は分子量14400のα-ラクトアルブミンの結果を、●は本酵素の結果を表す。   In FIG. 5, 1 is the result of phosphorylase B having a molecular weight of 94,000, 2 is the result of serum albumin having a molecular weight of 67,000, 3 is the result of ovalbumin having a molecular weight of 43,000, and 4 is the result of carboxylate anhydrase having a molecular weight of 30000. Represents the result of trypsin inhibitor having a molecular weight of 20100, 6 represents the result of α-lactalbumin having a molecular weight of 14400, and ● represents the result of the enzyme.

図6における、―○―はグリシン塩酸緩衝液を用いた時の結果を、―×―はクエン酸緩衝液を用いた時の結果を、―■―はリン酸二水素カリウム−リン酸水素二カリウム緩衝液を用いた時の結果を、―△―トリス塩酸緩衝液を用いた時の結果を、―●―は2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオール(AMP)-塩酸緩衝液を用いた時の結果を、―□―はグリシン水酸化ナトリウム緩衝液を用いた時の結果を夫々表す。   In FIG. 6,-○-indicates the results when using glycine hydrochloride buffer, -X- indicates the results when using citrate buffer,-■-indicates potassium dihydrogen phosphate-hydrogen hydrogen phosphate. The results when using potassium buffer, the results when using-△ -Tris-HCl buffer,-●-is 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol (AMP) -hydrochloric acid buffer -□-represents the results when using a glycine sodium hydroxide buffer, respectively.

図8における、―○―はグリシン塩酸緩衝液を用いた時の結果を、―×―はクエン酸緩衝液を用いた時の結果を、―■―はリン二水素カリウム−リン酸水素二カリウム緩衝液を用いた時の結果を、―△―トリス塩酸緩衝液を用いた時の結果を、―●―は2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオール(AMP)-塩酸緩衝液を用いた時の結果を、―□―はグリシン水酸化ナトリウム緩衝液を用いた時の結果を夫々表す。   In FIG. 8,-○-indicates the results when using glycine hydrochloride buffer, -X- indicates the results when using citrate buffer,-■-indicates potassium dihydrogen phosphate-dipotassium hydrogen phosphate. The results when using buffer solution, the results when using-△ -Tris-HCl buffer solution,-●-is 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol (AMP) -hydrochloric acid buffer solution -□-represents the results when using glycine sodium hydroxide buffer, respectively.

図10における、―○―は本酵素のアミダーゼ活性値を、―●―は、ウシ膵臓由来トリプシンのアミダーゼ活性値を、―△―はブタ膵臓由来トリプシンのアミダーゼ活性値を夫々表す。   In FIG. 10, —O— represents the amidase activity value of this enzyme, — ● — represents the amidase activity value of bovine pancreatic trypsin, and —Δ— represents the amidase activity value of porcine pancreatic trypsin.

図11における、―○―は本酵素のアミダーゼ活性値を、―●―は、ウシ膵臓由来トリプシンのアミダーゼ活性値を、―△―はブタ膵臓由来トリプシンのアミダーゼ活性値を夫々表す。   In FIG. 11, -O- represents the amidase activity value of this enzyme,-●-represents the amidase activity value of bovine pancreatic trypsin, and -Δ- represents the amidase activity value of porcine pancreatic trypsin.

図12における、―○―は本酵素のアミダーゼ活性値を、―●―は、ウシ膵臓由来トリプシンのアミダーゼ活性値を、―△―はブタ膵臓由来トリプシンのアミダーゼ活性値を夫々表す。   In FIG. 12, —O— represents the amidase activity value of this enzyme, — ● — represents the amidase activity value of bovine pancreatic trypsin, and —Δ— represents the amidase activity value of porcine pancreatic trypsin.

図13における、―○―はトリス塩酸緩衝液を用いた時の結果を、―×―は2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオール(AMP)-塩酸緩衝液を用いた時の結果を、―■―はグリシン水酸化ナトリウム緩衝液を用いた時の結果を夫々表す。
In FIG. 13,-○-indicates the results when using Tris-HCl buffer, and -X- indicates the results when using 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol (AMP) -HCl buffer. -■-represents the results when using sodium glycine hydroxide buffer, respectively.

Claims (1)

以下のa〜eの性状を有し、且つリゾバクター属に属する受託番号FERM P-16928の微生物の培養物から採取されるトリプシン様セリンプロテアーゼを用いて、アルギニン-X結合、リジン-X結合、チロシン-X結合、メチオニン-X結合及びグルタミン酸-X結合(但し、Xはアミノ酸を表す)を切断する加水分解方法。
a.pH:至適pH;7.5-11.0、安定pH範囲;4.5〜10.5
b.温度:至適温度;70℃、温度安定範囲10℃〜70℃
c.分子量:29,000(SDS−PAGE法)
d.N末端アミノ酸からの16残基の配列:
Ile Ile Gly Gly Ile Asp Val Ala Asn Gly Lys Phe Pro Phe Met Val
e.アルギニン-X結合、リジン-X結合、チロシン-X結合、メチオニン-X結合及びグルタミン酸-X結合(但し、Xはアミノ酸を表す)を切断する
Using the following possess the properties of a to e, trypsin-like serine protease and collected from the culture of a microorganism accession number FERM P-16928 belonging to Rizobakuta genus, arginine -X bond, lysine -X bond, tyrosine A hydrolysis method for cleaving a -X bond, a methionine-X bond and a glutamic acid-X bond (where X represents an amino acid).
a. pH: optimum pH; 7.5-11.0, stable pH range; 4.5-10.5
b. Temperature: Optimal temperature; 70 ° C, temperature stability range 10 ° C to 70 ° C
c. Molecular weight: 29,000 (SDS-PAGE method)
d. A sequence of 16 residues from the N-terminal amino acid:
Ile Ile Gly Gly Ile Asp Val Ala Asn Gly Lys Phe Pro Phe Met Val
e. Cleaves arginine-X bond, lysine-X bond, tyrosine-X bond, methionine-X bond and glutamate-X bond (where X represents an amino acid)
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