JPH0218833B2 - - Google Patents

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JPH0218833B2
JPH0218833B2 JP8888781A JP8888781A JPH0218833B2 JP H0218833 B2 JPH0218833 B2 JP H0218833B2 JP 8888781 A JP8888781 A JP 8888781A JP 8888781 A JP8888781 A JP 8888781A JP H0218833 B2 JPH0218833 B2 JP H0218833B2
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JP
Japan
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agmatine
oxidase
enzyme
produced
solution
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JP8888781A
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Japanese (ja)
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JPS57206387A (en
Inventor
Hideaki Yamada
Yoshiki Tani
Kimyasu Isobe
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Amano Enzyme Inc
Original Assignee
Amano Pharmaceutical Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、アグマチンを酸化する酵素(以下ア
グマチンオキシダーゼという)に関する。 更に詳細には、本発明は新規な酵素,アグマチ
ンオキシダーゼに関するものである。 本発明者らは、ペニシリウム・クリソゲナムの
産生する多くの酵素を調査中、そのなかに特殊な
酵素が存在することを知り、その諸性質を調べた
ところ、本酵素がアグマチンを選択的に酸化する
新しい酵素であることを見いだし、本酵素をアグ
マチンオキシダーゼと命名した。 一般に、アグマチンは、アルギニンが脱炭酸さ
れて生成する物質であり、ポリアミン類生合成経
路上の重要な物質である。又、ニトロソ化される
と強力な変異原性物質になることが知られてお
り、生体中あるいは種々の物質中のアグマチン量
を知ることはきはめて重要で、かつ、必要とされ
ている。しかしながら、現在までに報告されてい
るアグマチンの分析法は、薄層クロマトグラフイ
ー,ペーパークロマトグラフイー,アミノ酸分析
装置,ガスクロマトグラフイー等を用いる化学的
な分析方法のみであり、高価な器機と長時間の分
析時間を必要とする欠点を有し、アグマチン分析
の進歩に大きなさまたげとなつていた。 本発明者らは、こうした実情に鑑み、アグマチ
ンを酵素を用いて定量するために、アグマチンに
反応する酵素を工業的に、安価に、大量に製造す
る方法を確立すべく種々研究の結果、スペルミ
ン,スペルミジン,プトレツシン,アグマチン等
を単一の炭素及び窒素源,単一炭素又は単一窒素
源として生育しうるペニシリウム・クリソゲナム
(Penicillium chrysogenum)IFO 4626をスペル
ミン,スペルミジン,プトレツシン,アグマチン
含有培地で培養し、培養物中のしかも新規なアグ
マチンの酸化酵素を生産蓄積することを見い出
し、これをアグマチンオキシダーゼと命名し、本
発明を完成したものである。 本発明で得られたアグマチンオキシダーゼは、
アグマチンに基質特異性を有し、他のジアミン類
には僅かに作用するが、ポリアミン類には実質的
に作用しない新規酵素である。 本発明のアグマチンオキシダーゼは、次の理化
学的性質を有している。 1 作用:次式に示す通り、アグマチンに作用し
て、1モルのアグマチンから1モルのγ―グアニ
ジノブチルアルデヒドと1モルのアンモニアと1
モルの過酸化水素を生成する。 イ) 過酸化水素の生成の確認 アグマチンに酸素の存在下でアグマチンオキ
シダーゼを作用させ、次いで該酵素系にペルオ
キシダーゼ,4―アミノアンチピリン,フエノ
ールを加えて反応させると反応系にキノンイミ
ン色素が生成する(過酸化水素とペルオキシダ
ーゼ,4―アミノアンチピリン,フエノールの
反応についてはClin.Chem.20巻,470頁
(1974)に示されている)。 ロ) アンモニアの生成の確認 アグマチンに酸素の存在下アグマチンオキシ
ダーゼを作用させ、次いで該酵素系に次亜塩素
酸ナトリウム,フエノール,水酸化ナトリウ
ム,ニトロプルシドナトリウムを加えて反応さ
せると反応液系にインドフエノールが生成する
(アンモニアと次亜塩素酸ナトリウム,フエノ
ール,水酸化ナトリウム,ニトロプルシドナト
リウムの反応については、J.Clin.Path.13巻156
頁(1960)に示されている)。 ハ) γ―グアニジノブチルアルデヒドの生成の
確認 アグマチンに酸素の存在下アグマチンオキシ
ダーゼを作用させ、次いで該酵素系に過マンガ
ン酸カリウムを添加し、生成されるアルデヒド
を酸化する。この溶液を以下に示す薄層クロマ
トグラフイーで分析した結果、生成アルデヒド
の酸化物はγ―グアニジノブチル酸と同定され
たので、過マンガン酸カリウムで酸化する前の
生成物はγ―グアニジノブチルアルデヒドと同
定された。使用した薄層プレートはシリカゲル
60―F―254(メルク社製、西ドイツ)で展開溶
剤は溶剤系1〔0.1モルリン酸緩衝液PH7.0〕、溶
剤系2〔ブタノール:酢酸:水=4:1:5(容
量比)〕である。展開後、ニンヒドリン反応,
坂口反応を行なつて、Rf値,色調が標品のそ
れと一致することを確認した。 ニ) 酸素の吸収量の確認 アグマチンにアグマチンオキシダーゼを作用
させた系中の酸素の消費は、酸素電極によつて
測定した。その結果、過酸化水素,の生成量に
見合う量の酸素の吸収が確認された。 2 基質特異性 アグマチンに対する活性を100としたときの他
の基質に対する相対活性の測定結果を表1に示
す。活性は生成する過酸化水素をペルオキシダー
ゼ,フエノール,4―アミノアンチピリン法で測
定した。基質濃度はいずれも2mMである。
The present invention relates to an enzyme that oxidizes agmatine (hereinafter referred to as agmatine oxidase). More specifically, the present invention relates to a novel enzyme, agmatine oxidase. While investigating the many enzymes produced by Penicillium chrysogenum, the present inventors learned that there was a special enzyme among them, and upon investigating its properties, found that this enzyme selectively oxidizes agmatine. We discovered that this enzyme is a new enzyme and named it agmatine oxidase. Generally, agmatine is a substance produced by decarboxylation of arginine, and is an important substance on the polyamine biosynthesis pathway. Furthermore, it is known that agmatine becomes a strong mutagenic substance when nitrosated, and it is extremely important and necessary to know the amount of agmatine in living organisms or in various substances. However, the only analytical methods for agmatine that have been reported to date are chemical analysis methods that use thin layer chromatography, paper chromatography, amino acid analyzers, gas chromatography, etc., and require expensive equipment and time. This method has the disadvantage of requiring hours of analysis time, which has been a major hindrance to the progress of agmatine analysis. In view of these circumstances, the present inventors have conducted various studies to establish a method for industrially producing an enzyme that reacts with agmatine in large quantities at low cost in order to quantify agmatine using an enzyme. Penicillium chrysogenum IFO 4626, which can grow using spermine, spermidine, putretsucine, agmatine, etc. as a single carbon and nitrogen source, was cultured in a medium containing spermine, spermidine, putretzine, agmatine, etc. discovered that a novel agmatine oxidase was produced and accumulated in culture, named it agmatine oxidase, and completed the present invention. The agmatine oxidase obtained in the present invention is
It is a novel enzyme that has substrate specificity for agmatine, slightly acts on other diamines, but does not substantially act on polyamines. The agmatine oxidase of the present invention has the following physicochemical properties. 1 Action: As shown in the following formula, it acts on agmatine and converts 1 mol of agmatine into 1 mol of γ-guanidinobutyraldehyde, 1 mol of ammonia, and 1 mol of ammonia.
Produces moles of hydrogen peroxide. b) Confirmation of production of hydrogen peroxide When agmatine oxidase is allowed to act on agmatine in the presence of oxygen, and then peroxidase, 4-aminoantipyrine, and phenol are added to the enzyme system and allowed to react, quinone imine dye is produced in the reaction system. (The reaction between hydrogen peroxide, peroxidase, 4-aminoantipyrine, and phenol is shown in Clin. Chem. vol. 20, p. 470 (1974)). b) Confirmation of the production of ammonia When agmatine is reacted with agmatine oxidase in the presence of oxygen, and then sodium hypochlorite, phenol, sodium hydroxide, and sodium nitroprusside are added to the enzyme system and reacted, the reaction solution system contains ammonia. Phenol is produced (For the reaction of ammonia with sodium hypochlorite, phenol, sodium hydroxide, and sodium nitroprusside, see J.Clin.Path.Volume 13, 156)
(1960)). c) Confirmation of production of γ-guanidinobutyraldehyde Agmatine oxidase is allowed to act on agmatine in the presence of oxygen, and then potassium permanganate is added to the enzyme system to oxidize the aldehyde produced. As a result of analyzing this solution by thin layer chromatography shown below, the oxide of the aldehyde produced was identified as γ-guanidinobutyric acid, so the product before oxidation with potassium permanganate was γ-guanidinobutyraldehyde. was identified. The thin layer plate used was silica gel.
60-F-254 (manufactured by Merck & Co., West Germany), and the developing solvents are solvent system 1 [0.1 molar phosphate buffer PH7.0] and solvent system 2 [butanol:acetic acid:water = 4:1:5 (volume ratio)]. It is. After development, ninhydrin reaction,
The Sakaguchi reaction was performed and it was confirmed that the Rf value and color tone matched those of the standard product. d) Confirmation of oxygen absorption amount The consumption of oxygen in the system in which agmatine was treated with agmatine oxidase was measured using an oxygen electrode. As a result, it was confirmed that oxygen was absorbed in an amount commensurate with the amount of hydrogen peroxide produced. 2. Substrate specificity Table 1 shows the measurement results of the relative activity against other substrates when the activity against agmatine is set as 100. The activity was measured by the peroxidase, phenol, and 4-aminoantipyrine method for hydrogen peroxide produced. The substrate concentration was 2mM in both cases.

【表】【table】

【表】 3 至適PH PH6.5〜7.0付近である(第1図に示す通り)。 4 PH安定性 40℃で20分間処理した場合、PH5.5〜7.5におい
て90%以上の残存活性を有する(第2図に示す通
り)。 5 至適温度 PH7.0において45℃付近にある(第3図に示す
通り)。 6 温度安定性 PH7.0において40℃20分間処理でもほぼ100%の
活性が残存する(第4図に示す通り)。 7 阻害剤,金属イオンの影響 a) 各種阻害剤の影響について表2に示す。
[Table] 3. Optimal PH: Around PH6.5-7.0 (as shown in Figure 1). 4 PH stability When treated at 40°C for 20 minutes, it has a residual activity of 90% or more at pH 5.5 to 7.5 (as shown in Figure 2). 5. Optimum temperature is around 45℃ at PH7.0 (as shown in Figure 3). 6 Temperature stability Almost 100% activity remains even after treatment at 40°C for 20 minutes at pH 7.0 (as shown in Figure 4). 7 Effects of inhibitors and metal ions a) Table 2 shows the effects of various inhibitors.

【表】【table】

【表】 * パラクロロマーキユリベンゾエート
** エチレンジアミンテトラアセテート
b) 金属イオンの影響について表3に示す。
[Table] *Parachloromercurybenzoate **Ethylenediaminetetraacetate b) Table 3 shows the effects of metal ions.

【表】 8 等電点 PH5.7付近(アンホライン等電点電気泳動法)。 9 分子量 160000(1量体)であるが、重合して320000を
示すこともある(セフアデツクスG―200ゲル
過法)。 10 サブユニツトの分子量 80000である(SDSデイスク電気泳動法)。 11 結晶形 六角板状(ピンク色)である。 12 補欠分子族銅イオン 上記理化学的性質を持つたアグマチンオキシダ
ーゼは全く新規な酵素であるが、基質特異性等か
ら分類するとジアミン酸化酵素に分類されると考
えられる。現在までに微生物起源のジアミン酸化
酵素としてはプトレツシンオキシダーゼが知られ
ているのみである。又、動物ではブタ腎臓のジア
ミンオキシダーゼが、植物ではマメ科のジアミン
オキシダーゼが知られている。又、Aspergillus
terreusのアミンオキシダーゼは、分類上、動物
又は植物のジアミンオキシダーゼと同じ型に属し
ている。これらのアミンオキシダーゼとアグマチ
ンオキシダーゼの性質を比較して表4に示した。
但し、プトレツシンオキシダーゼは、アダチら
(O.Adachi et al)によるAgricultural and
Biological Chemistry 30巻,1202〜1210頁
(1966)記載のものであり、ブタ腎臓のジアミン
オキシダーゼは、ヤマダら(H.Yamada et al)
によるBiochemical and Biophysical Besearch
Communications 29巻,723〜727頁(1967)記
載のものであり、マメ科のジアミンオキシダーゼ
は、ジエー.エム.ヒルら(J:M.Hill et al)
によるBiochemical Journal91巻,171〜182頁
(1964)およびMethod in Enzymology17巻B,
730〜735頁記載のものであり、Aspergillus
terreusのアミンオキシダーゼは、ヤマダら(H.
Yamada et al)によるAgricultural and
Biological Chemistsy29巻,864〜869頁(1965)
およびMethod in Enzymology17巻B,705〜
709頁記載のものである。
[Table] 8 Isoelectric point around PH5.7 (ampholine isoelectric focusing method). 9 Molecular weight: 160,000 (monomer), but may reach 320,000 when polymerized (Sephadex G-200 gel filtration method). The molecular weight of 10 subunits is 80,000 (SDS disk electrophoresis method). 11 Crystal form Hexagonal plate shape (pink color). 12 Prosthetic Group Copper Ion Although agmatine oxidase, which has the above-mentioned physicochemical properties, is a completely new enzyme, it is considered to be classified as a diamine oxidase when classified based on substrate specificity. To date, putrescine oxidase is the only known diamine oxidase of microbial origin. In addition, diamine oxidase from pig kidney is known as an animal, and diamine oxidase from the Fabaceae family is known as a plant. Also, Aspergillus
terreus amine oxidase belongs to the same type as animal or plant diamine oxidase. The properties of these amine oxidases and agmatine oxidases are compared and shown in Table 4.
However, putrescine oxidase is used in the Agricultural and
Biological Chemistry Vol. 30, pp. 1202-1210 (1966), and pig kidney diamine oxidase was described by H. Yamada et al.
Biochemical and Biophysical Besearch by
Communications vol. 29, pp. 723-727 (1967), and leguminous diamine oxidase is described in J. M. M. Hill et al.
Biochemical Journal Vol. 91, pp. 171-182 (1964) and Method in Enzymology Vol. 17 B,
It is described on pages 730-735, and Aspergillus
terreus amine oxidase was determined by Yamada et al. (H.
Agricultural and
Biological Chemistsy Vol. 29, pp. 864-869 (1965)
and Method in Enzymology Volume 17 B, 705~
It is described on page 709.

【表】【table】

【表】 表4より明らかな如く、本発明のアグマチンオ
キシダーゼは、微生物起源の唯一のジアミン酸化
酵素であるプトレツシンオキシダーゼとは基質特
異性,阻害剤に対する挙動,分子量,補欠分子族
等の点で明らかに異なる。又、動物起源,植物起
源のジアミンオキシダーゼともその基質特異性や
分子量において大きく異なる。従つて、本発明の
アグマチンオキシダーゼは、微生物起源の全く新
しいジアミンオキシダーゼである。 本発明のアグマチンオキシダーゼは、ペニシリ
ウム・クリソゲナムIFO4626を培養することによ
つて得られるが、使用する培地としては、炭素
源,窒素源,無機物その他栄養素を程よく含有す
る培地ならば合成培地または天然培地のいずれも
使用可能であり、液状でも固状でもよいが、通常
液体培地を使用する。そしてアグマチン,プトレ
ツシン,スペルミジン,スペルミンの如きアグマ
チンオキシダーゼの誘導物質を1種類又は2種類
以上適宜組み合わせて使用することが可能であ
る。 培養条件としては、培養開始時のPHは通常4〜
7の範囲で好適には5〜6付近で行われる。培養
温度は20〜40℃の範囲で好適には25〜35℃の範囲
で行われる。このような条件下で12〜120時間培
養すれば培養物中にアグマチンオキシダーゼが著
量生成する。 こうして培養物中に生産蓄積されたアグマチン
オキシダーゼは次のごとき方法で採取される。ア
グマチンオキシダーゼは主として菌体中に存在す
るので、培養終了後菌体は過等の方法で集めら
れ、水または緩衝液でよく洗浄し、適量の緩衝液
に懸濁し、菌体内のアグマチンオキシダーゼを抽
出する。この場合の抽出操作は、酵素単離の常法
によつて抽出されうる。一方、菌体から培養液中
に遊離されたアグマチンオキシダーゼについても
培養過から常法により採取することができる。
これら菌体抽出物又は培養液より得られる粗アグ
マチンオキシダーゼをさらに精製するには、例え
ば等電点沈澱法,イオン交換クロマトグラフイ
ー,硫安による分画沈澱,ヒドロキシアパタイト
によるカラムクロマトグラフイー,セフアデツク
スによるゲル過,アフイニテイークロマトグラ
フイー等の方法を適宜組み合せ、あるいは繰り返
すこと及び他の常法の精製手段を必要に応じて用
いることができる。このようにして得られた高純
度アグマチンオキシダーゼ含有液は、デイスク電
気泳動分析で単一であり、さらに濃縮し、硫安で
結晶化を行なうことにより、六角板状の結晶を得
ることができる。 次に本発明において用いたアグマチンオキシダ
ーゼの活性測定法を示す。 4―アミノアンチピリン10mg,フエノール0.2
ml,ペルオキシダーゼ10mgを0.2Mリン酸緩衝液
(PH7.0)100mlに溶解して発色試薬を調製する。
この発色試薬1.5mlにアグマチン(10mM)0.5ml
と酵素液0.5mlを加えて反応させ、その1分間当
りの505nmの吸光度変化量を測定する。 酵素液のアグマチンオキシダーゼ活性単位は次
の如く算出する。すなわち、毎分1.0nmolの過酸
化水素を生成せしめるアグマチンオキシダーゼの
量を1単位と規定する。このアグマチンオキシダ
ーゼ1単位は上記505nmにおける吸収において毎
分0.0025の吸収増加に相当するものである。 次に本発明によつて提供される新規な酵素アグ
マチンオキシダーゼを利用するアグマチンの定量
法について説明する。アグマチンの定量法には、
(イ) 酸素の存在下アグマチンにアグマチンオキシ
ダーゼを作用させ、生成する過酸化水素を定量す
る方法、(ロ) 同じく生成するアンモニアを定量す
る方法、(ハ) 同じく生成するγ―グアニジノブチ
ルアルデヒドに3―メチル―2―ベンゾチアゾリ
ノンヒドラゾンを作用させて670nmの吸光度を比
色定量することにより、アグマチンを定量する方
法〔アルデヒドの定量はM.A.Paz(Archives of
Biochemistry and Biophysics109巻548〜559
(1965))による〕、(ニ) 酸素の存在下アグマチン
にアグマチンオキシダーゼを作用させ、この系の
酸素の吸収量を測定する方法があげられる。ここ
では(イ)の、生成する過酸化水素量を測定すること
により、アグマチンを定量する方法について述べ
る。即ち、活性測定法の項中、アグマチンの濃度
を20μM,40μM,60μM,80μM,100μM,
120μM,160μMと変え、比活性約5000の酵素を
約3000単位加えて20分間反応を行なつて505nmで
の反応液の吸収値を求めると次のような結果が得
られた。
[Table] As is clear from Table 4, the agmatine oxidase of the present invention is different from putrescine oxidase, which is the only diamine oxidase of microbial origin, in terms of substrate specificity, behavior toward inhibitors, molecular weight, prosthetic group, etc. clearly different in this respect. Furthermore, diamine oxidases of animal origin and plant origin differ greatly in their substrate specificity and molecular weight. Therefore, the agmatine oxidase of the present invention is a completely new diamine oxidase of microbial origin. The agmatine oxidase of the present invention can be obtained by culturing Penicillium chrysogenum IFO4626, but the medium to be used may be a synthetic medium or a natural medium as long as it contains moderate amounts of carbon sources, nitrogen sources, inorganic substances, and other nutrients. Although either liquid or solid media can be used, liquid media are usually used. It is also possible to use one type or a combination of two or more of agmatine oxidase inducers such as agmatine, putrescine, spermidine, and spermine. Regarding culture conditions, the pH at the start of culture is usually 4 to 4.
7, preferably around 5 to 6. The culture temperature is in the range of 20 to 40°C, preferably in the range of 25 to 35°C. If cultured under such conditions for 12 to 120 hours, a significant amount of agmatine oxidase will be produced in the culture. Agmatine oxidase produced and accumulated in the culture in this way is collected by the following method. Since agmatine oxidase is mainly present in the bacterial cells, the bacterial cells are collected using an appropriate method after the culture is completed, thoroughly washed with water or a buffer solution, and suspended in an appropriate amount of buffer solution. Extract. In this case, extraction can be performed by a conventional enzyme isolation method. On the other hand, agmatine oxidase released from the bacterial cells into the culture solution can also be collected from the culture using a conventional method.
In order to further purify the crude agmatine oxidase obtained from these bacterial cell extracts or culture fluids, methods such as isoelectric precipitation, ion exchange chromatography, fractional precipitation with ammonium sulfate, column chromatography with hydroxyapatite, and sepadex Methods such as gel filtration and affinity chromatography may be appropriately combined or repeated, and other conventional purification methods may be used as necessary. The highly purified agmatine oxidase-containing solution obtained in this way is single in disk electrophoresis analysis, and by further concentrating and crystallizing with ammonium sulfate, hexagonal plate-shaped crystals can be obtained. Next, a method for measuring the activity of agmatine oxidase used in the present invention will be described. 4-aminoantipyrine 10mg, phenol 0.2
Prepare a color reagent by dissolving 10 mg of peroxidase in 100 ml of 0.2 M phosphate buffer (PH7.0).
Agmatine (10mM) 0.5ml to 1.5ml of this coloring reagent
Add 0.5 ml of the enzyme solution and react, and measure the change in absorbance at 505 nm per minute. The agmatine oxidase activity unit of the enzyme solution is calculated as follows. That is, the amount of agmatine oxidase that produces 1.0 nmol of hydrogen peroxide per minute is defined as 1 unit. One unit of agmatine oxidase corresponds to an increase in absorption of 0.0025 per minute at the above-mentioned 505 nm. Next, a method for quantifying agmatine using the novel enzyme agmatine oxidase provided by the present invention will be described. For the determination of agmatine,
(b) A method for quantifying hydrogen peroxide produced by agmatine oxidase acting on agmatine in the presence of oxygen, (b) A method for quantifying ammonia produced in the same way, (c) A method for quantifying ammonia produced in the same way, (c) A method for quantifying the produced ammonia in the same way, and (c) a method for quantifying the produced hydrogen peroxide in the presence of oxygen. A method for quantifying agmatine by colorimetrically measuring the absorbance at 670 nm with the action of 3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone.
Biochemistry and Biophysics Volume 109 548-559
(1965)] and (d) a method in which agmatine oxidase is allowed to act on agmatine in the presence of oxygen and the amount of oxygen absorbed by this system is measured. Here, we will describe the method (a) of quantifying agmatine by measuring the amount of hydrogen peroxide produced. That is, in the section of activity measurement method, the concentration of agmatine is 20 μM, 40 μM, 60 μM, 80 μM, 100 μM,
By changing the concentrations to 120 μM and 160 μM, adding about 3000 units of an enzyme with a specific activity of about 5000, and carrying out a reaction for 20 minutes, the absorption value of the reaction solution at 505 nm was determined, and the following results were obtained.

【表】 即ち、基質濃度(アグマチン濃度)と505nmで
の反応液の吸光度値とは直線関係が認められる。
この原理により、溶液中の未知の濃度のアグマチ
ンを定量できる。又、この様に溶液中のアグマチ
ン濃度がアグマチンオキシダーゼによつて測定可
能となつた。この事実は、アグマチンの定量が関
与する分野において新たな定量手段、定量用キツ
トの作成を示唆するものである。 次に本発明の実施例について述べる。 実施例 1 ペニシリウム・クリソゲナムIFO4626を、培地
組成グルコース0.1%,スペルミジン0.025%,
KH2PO40.1%,K2HPO40.15%,MgSO4
7H2O0.02%からなる培地9に接種して28℃で
48時間培養する。こうして得られた種培養液をプ
トレツシン0.25%,KH2PO40.1%,K2HPO40.15
%,MgSO4・7H2O0.02%からなる培地(殺菌前
PH5.5)80に加えて、28℃で48時間本培養を行
なう。培養終了後、過で菌体を集め(約420
g)、0.02%メルカプトエタノールと0.1mM
EDTAを含む0.01Mリン酸緩衝液(PH7.0)(以下
リン酸緩衝液にはすべて0.02%メルカプトエタノ
ールと0.1mM EDTAを含む)で洗浄し、同一緩
衝液に懸濁後、ダイノーミルで破砕する。この破
砕液より遠心分離(7000rpm,20分)で上澄画分
3.2を得た。該抽出液は直ちに上記緩衝液で平
衡化されたDEAE―セルロースカラム1.2に通
す。この操作で、アグマチンオキシダーゼは吸着
される。同じ緩衝液で吸着されない不純蛋白質を
洗浄し、次に緩衝液濃度を0.2Mに上昇させてア
グマチンオキシダーゼを溶離する。溶離された活
性画分は45%飽和の硫安濃度で硫安分画を行な
い、0.01Mリン酸緩衝液(PH7.0)で透析する。
透析酵素は0.01Mリン酸緩衝液(PH7.0)で平衡
化したDEAE―セルロースカラムに通す。同一緩
衝液で洗浄後、0.01M〜0.2Mリン酸緩衝液(PH
7.0)による直線濃度勾配法で酵素を溶離せしめ
る。活性画分は35%〜45%飽和の硫安濃度で硫安
分画を行ない、0.01Mリン酸緩衝液(PH7.0)で
透析する。透析酵素液は同一緩衝液で平衡化した
ヒドロキシアパタイトカラムに通して吸着させ
る。未吸着蛋白質を同一緩衝液で洗浄し、酵素は
0.01〜0.1Mリン酸緩衝液(PH7.0)の直線濃度勾
配法で溶離する。該溶離液は45%飽和硫安で濃縮
後、セフアデツクスG―200による分子篩を行な
う。通過液中に含まれるアグマチンオキシダーゼ
の活性画分を濃縮し、硫安を添加して結晶化を行
なう。得られた結晶は六角板状である。精製酵素
は細胞抽出液に比べて比活性は約640倍に上昇し、
活性の収率は約30%である。 参考例 イ) 用いる試薬 (1) 被検液アグマチン含有(濃度未知)0.5ml。 (2) 次の組成からなる発色試薬 1.5ml 0.2Mリン酸緩衝液(PH7.0)100ml中に10mg4
―アミノアンチピリン,5mgペルオキシダーゼ
(比活性1000),0.2mlフエノールを含む。 (3) 酵素(6000unit/ml)0.5ml 上記(1)と(2)を試験管に入れて35℃で3分間予熱
する。次いで酵素液を加えて35℃で20分間反応さ
せる。一方コントロールとして、被検液の代りに
水を用いたものを同様に処理する。被検液の
505nmでの吸収値を求め、コントロールとの差△
Aは0.235であつた。第5図の検量線より被検液
中のアグマチン含量は37.6μMすなわち94nmolで
あると分析した。
[Table] That is, a linear relationship is observed between the substrate concentration (agmatine concentration) and the absorbance value of the reaction solution at 505 nm.
This principle allows the quantification of unknown concentrations of agmatine in solution. Furthermore, it has become possible to measure the agmatine concentration in the solution using agmatine oxidase. This fact suggests the creation of new quantitative means and kits for the field of agmatine quantification. Next, examples of the present invention will be described. Example 1 Penicillium chrysogenum IFO4626 was grown in a medium containing glucose 0.1%, spermidine 0.025%,
KH 2 PO 4 0.1%, K 2 HPO 4 0.15%, MgSO 4
Inoculate medium 9 consisting of 0.02% 7H2O and incubate at 28℃.
Incubate for 48 hours. The seed culture solution thus obtained was mixed with putretsucine 0.25%, KH 2 PO 4 0.1%, K 2 HPO 4 0.15%.
%, MgSO4.7H2O0.02 % ( before sterilization)
In addition to pH 5.5) 80, perform main culture at 28°C for 48 hours. After culturing, collect the bacterial cells by straining (approximately 420
g), 0.02% mercaptoethanol and 0.1mM
Wash with 0.01M phosphate buffer (PH7.0) containing EDTA (all phosphate buffers hereinafter contain 0.02% mercaptoethanol and 0.1mM EDTA), suspend in the same buffer, and crush with a Dyno Mill. . The supernatant fraction is extracted from this crushed solution by centrifugation (7000 rpm, 20 minutes).
Got 3.2. The extract is immediately passed through a DEAE-cellulose column 1.2 equilibrated with the above buffer. With this operation, agmatine oxidase is adsorbed. Wash unadsorbed impure proteins with the same buffer, then increase the buffer concentration to 0.2M to elute agmatine oxidase. The eluted active fraction is subjected to ammonium sulfate fractionation at an ammonium sulfate concentration of 45% saturation, and then dialyzed against 0.01M phosphate buffer (PH7.0).
The dialyzed enzyme is passed through a DEAE-cellulose column equilibrated with 0.01M phosphate buffer (PH7.0). After washing with the same buffer, add 0.01M to 0.2M phosphate buffer (PH
Elute the enzyme using the linear concentration gradient method according to 7.0). The active fraction is subjected to ammonium sulfate fractionation at an ammonium sulfate concentration of 35% to 45% saturation, and then dialyzed against 0.01M phosphate buffer (PH7.0). The dialyzed enzyme solution is passed through a hydroxyapatite column equilibrated with the same buffer solution for adsorption. Wash the unadsorbed protein with the same buffer, and remove the enzyme.
Elute with a linear concentration gradient method of 0.01-0.1M phosphate buffer (PH7.0). The eluate was concentrated with 45% saturated ammonium sulfate and then subjected to molecular sieving using Sephadex G-200. The active fraction of agmatine oxidase contained in the flowthrough is concentrated and crystallized by adding ammonium sulfate. The obtained crystals have a hexagonal plate shape. The specific activity of the purified enzyme is approximately 640 times higher than that of the cell extract.
The yield of activity is approximately 30%. Reference Example A) Reagents used (1) Test solution containing agmatine (concentration unknown) 0.5 ml. (2) Coloring reagent consisting of the following composition: 1.5ml 10mg4 in 100ml of 0.2M phosphate buffer (PH7.0)
-Contains aminoantipyrine, 5mg peroxidase (specific activity 1000), and 0.2ml phenol. (3) Enzyme (6000 units/ml) 0.5 ml Place (1) and (2) above into a test tube and preheat at 35°C for 3 minutes. Next, add the enzyme solution and react at 35°C for 20 minutes. On the other hand, as a control, a sample using water instead of the test liquid was treated in the same manner. of the test liquid
Obtain the absorption value at 505 nm, and compare the difference with the control △
A was 0.235. Based on the calibration curve shown in FIG. 5, the agmatine content in the test solution was analyzed to be 37.6 μM, or 94 nmol.

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

第1図は本発明のアグマチンオキシダーゼのPH
活性曲線であり、第2図は同じくPH安定性を、第
3図は至適温度を、第4図は温度安定性をそれぞ
れ示すものである。第5図はアグマチン定量にお
ける表5を図示したものである。
Figure 1 shows the pH of agmatine oxidase of the present invention.
These are activity curves; Figure 2 shows the PH stability, Figure 3 shows the optimum temperature, and Figure 4 shows the temperature stability. FIG. 5 is a graphical representation of Table 5 for agmatine determination.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも下記の理化学的性質を有すること
を特徴とするアグマチンオキシダーゼ。 a 作用 アグマチンに作用して、1モルのアグマチンよ
り1モルのγ―グアニジノブチルアルデヒドと1
モルのアンモニアと1モルの過酸化水素を生ず
る。 b 基質特異性 アグマチンに特異性を有し、他のジアミン類に
は僅かに作用するが、ポリアミン類には実質的に
作用しない。 c 至適PH 6.5〜7.0付近。 d 安定PH範囲 5.5〜7.5(40℃、20分)。 e 分子量 160000(ゲル濾過法)。
[Scope of Claims] 1. Agmatine oxidase characterized by having at least the following physical and chemical properties. a Action: Acts on agmatine, producing 1 mole of γ-guanidinobutyraldehyde and 1 mole of agmatine.
Produces 1 mole of ammonia and 1 mole of hydrogen peroxide. b Substrate specificity It has specificity for agmatine, slightly acts on other diamines, but does not substantially act on polyamines. c Optimum pH around 6.5-7.0. d Stable PH range 5.5-7.5 (40℃, 20 minutes). e Molecular weight 160000 (gel filtration method).
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