JPH02200179A - Nad合成酵素の製造法 - Google Patents

Nad合成酵素の製造法

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JPH02200179A
JPH02200179A JP1312574A JP31257489A JPH02200179A JP H02200179 A JPH02200179 A JP H02200179A JP 1312574 A JP1312574 A JP 1312574A JP 31257489 A JP31257489 A JP 31257489A JP H02200179 A JPH02200179 A JP H02200179A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、NAD合成酵素の製造法に関する。
〔従来の技術〕
従来、NAD合成酵素(NAD” s yn t he
 tass)は、ラット肝臓(J、Biol、Chem
、、233.493〜500  (1958))、ブタ
肝臓(J、Biol、Chem、、236.’525〜
530 (1961))酵母(J、Biol、Chem
、、247.4794〜4802 (1972))、E
、Co1t  (J、Biol、Chem、、23亙、
1494〜1497  (1961)) 、J、Bio
l、Chem、、  242. 385〜392  (
1967)に夫々その存在が知られている。そして、酵
素分類上、 Mg’″0 ATP+デアミド−NAD+NH3□AMP+ppi+
NAD の反応を触媒するNAD合成酵素(E、C,6,3゜1
.5)と Mg” ATP+デアミド−N A D + G 1 n + 
Hz O←−APM+pp i +NAD+L−グルタ
ミン酸の反応を触媒するNAD合成酵素(E、C,6,
85,1)に分類されているが、いずれもNH3または
Ginのアミドを利用でき、両者の相違はアザセリンで
阻害されるか否かによって区別されている。
本酵素の活性測定法は、反応により生じた還元型NAD
をアルコールデヒドロゲナーゼ(E、C,1゜1.1)
で還元し、生じたNADHを340nmにおける吸光度
測定する方法または生じたNADを蛍光法で測定する方
法が報告されている。しかし、この活性測定法に基いて
ATP、デアミド−NADまたはNH,または(、In
の定量を試みようとしても、その感度が低く、従来由来
の酵素では測定用試薬としては著しく困難であった。
本発明者らは、前記のNAD合成酵素の反応により生じ
たNADを補酵素とする酸化還元反応系と還元型NAD
を補酵素とする酸化還元反応系との組み合わせによる補
酵素サイクリング反応により増幅反応させ、消費また生
成される成分を定量することに着目した。
本発明のNAD合成酵素において、バチルス・リケニホ
ルミスB−0844の産生ずる酵素は、本発明者らが新
たに見出したものであり、従来公知のNAD合成酵素よ
り安定であり、診断用酵素として有用であり、本発明は
、バチルス属に属するNAD合成酵素生産菌を培地に培
養し、その培養物からNAD合成酵素を採取することを
特徴とするNAD合成酵素の製造法である。
まず、本バチルス・リケニホルミスB−0844菌株は
、静岡田方郡修善寺町大野の堆肥より分離された菌株で
あって、その菌学的性質は次の通りである。
a、形態的特徴 普通寒天斜面培地を用いて、30℃で18〜24時間培
養して顕微鏡観察を行った。
(1)形および配列; 端は丸く、まっすぐ又はやや曲がった桿菌で単独又は二
連たまに短連類する。
(2)大きさ; 0.6〜0.8X1.5〜3.0μm (3)運動性; 周毛で運動する (4)芽胞; 中央又は端に近いところに形成する。大きさは0.8X
1.5μm細胞は膨張する時もある。
b、各培地における生育状態(50℃)(11普通寒天
平板培地 灰白色で円形周縁は波状で平らな集落を形成する。表面
にしわを生ずる時がある。可溶性色素は産生じない。
(2)普通寒天斜面培地 圧伏(Echnulate)で良好に生育する。
灰白色を呈する。可溶性色素は産生じない。
(3)ブイヨン培地 一様に混濁良好に生育する。後に菌膜を形成し柔毛状沈
澱を生ずる。
(41B CPミルク 1〜2週間後凝固し一部ペプトン化する。
C1生理的性質(+;陽性、−;陰性)ダラム染色  
          十カタラーゼ産生       
   十オキシダーゼ産生         十ウレア
ーゼ産生(S S R培地) 〃   (Chris、培地) ゲラチン加水分解         十デンプン加水分
解         十カゼイン加水分解      
   −(3日目)エスタリン加水分解       
 十セルロース加水分解 インドール産生 硫化水素産生           十アセトイン産生
          十MRテスト         
    +(弱)硝酸塩の還元           
十脱窒反応 クエン酸塩の利用         十7.0%NaC
β添加培地での生育 +50℃での生育       
   +20℃での生育          十糖より
酸の産生水(ガス非産生) アドニトール L(+)アラビノース       +セロビオース 
          +ヅルシトール meso−エリスリトール フラクトース            +フコース ガラクトース            +グルコース 
            +グリセリン イノシトール イヌリン ラクトース マルトース マンニトール マンノース メレジトース メリビオース ラフィノース L(+)ラムノース サリシン Lソルボース ソルビトール デンプン サッカロース トレハロース キシロース OFテスト(Huckerの方法)NT+ + OFテスト(変法)糸 ※基礎培地 (N Ha ) z HP Oa Cl Mg5On 7Hz 0 Yeast  ex ga r TB (醗酵) g g g g g 2g Distilled   water l  000 m l 利用性テスト(炭素源として) Dアラニン Lアラニン フラクトース プロパノール エタノール エチルアミン ラフティト αアミノブチレイト グルコース pH7,0 + + + イノシトール シュークロース          +セロビオース L(+)アラビノース       −マンノース  
           +マンニトール       
     +ラムノース トレハロース            +アセチイト プロピオネイト           +DNAのシト
シン グアニン含!(%)45.6%(Tm変法) 上記の菌学的性質から、零B−0844菌株は50℃で
生育でき、端の丸いまっすぐまたはやや曲がった桿菌で
、ダラム陽性、芽胞を形成し、糖を醗酵的に分解する細
菌であるとの特徴を有する。このような諸性状を有する
本国の分類学上の位置をBergey’s  Manu
al  8版、1974、医学細菌同定の手引き2版、
1974およびAgriculture  Handb
ook、427.Thegenus  Bacillu
sを参照して検討すると、本国は芽胞を形成し、好気条
件で生育できることからバチルス属に属するものと判定
される。そこで、50℃で生育できる菌種として、(イ
)バチルス・コアギユランス、(ロ)バチルス・リケニ
ホルミス、(ハ)バチルス・ズブチリス、(ニ)バチル
ス・プレビスおよび(ホ)バチルス・ステア−サーモフ
ィラスが挙げられる。これらの性状を比較対比すると次
の通りである〔十;陽性、−;陰性、d;菌株によって
反応が異なる〕 本面 イ  ロ  ハ  ニ  ホ 50℃での生育     + +++++20℃での生
育     + ++++嫌気での生育      +
 +十− プロビオン酸の利用   + −+ 7%食塩培地での生育  十 −++ 5%食塩培地での生育  + +++−dクエン酸塩の
利用    + d++dd以上の比較対比から、本菌
株はバチルス・リケニホルミスとよく一致しており、そ
の他の諸性状について比較検討した結果でもバチルス・
リケニホルミスとよく一致した。よって零B−0844
菌株をバチルス・リケニホルミス(Bactlllus
  lichniformis)B−0844と同定命
名した。なお、本菌株は工業技術院微生物工業技術院研
究所に「微工研菌寄第6809号(FERM  BP 
 601jとして寄託されている。
本発明においては、バチルス属に属するNAD合成酵素
生産菌としては、上記のバチルス・リケニホルミスB−
0844はその一例であって、この菌株に限らず、バチ
ルス属に属し、NAD合成酵素を生産する菌はすべて本
発明において使用できる。
本発明は、先ずバチルス属に属するNAD生産菌を酵素
を生産する通常の方法で培養される。培養の形態は液体
培養でも固体培養でもよいが、工業的に深部通気攪拌培
養を行うのが望ましい。
培地の栄養源としては、微生物の培養に通常用いられる
ものが広く使用される。炭素源としては同化可能な炭素
化合物であればよく、例えばブドウ糖、シー!糖、乳糖
、麦芽糖、スターチ、デキストリン、糖蜜、廃糖蜜、グ
リセリンなどが挙げられる。窒素源としては、利用可能
な窒素化合物であればよく、例えばコーン、スチーブ、
リカー、大豆粉、綿実粉、小麦グルテン、ペプトン、肉
エキス、酵母エキス、カゼイン加水分解物などが使用さ
れる。その他リン酸塩、マグネシウム、カルシウム、カ
リウム、ナトリウム、亜鉛、鉄、マンガン、ハロゲンな
どの塩類が必要に応じて使用される。
培養温度は、NAD合成酵素生産菌が発育し、本酵素を
生産する範囲内で適宜変更し得るが、26〜50℃が好
ましい。培養時間は培養条件によって異なるが通常15
〜40時間程度行えばよい。本酵素が最高力価に達する
時期を見計らって適当な時期に培養を終了すればよい、
通気攪拌する場合には、200〜400r、p、mの条
件で充分である。
このようにして得られたNAD合成酵素生産菌の培養物
からNAD合成酵素を採取するのであるが、本酵素は主
にその菌体内に含有されるので、得られた培養物を濾過
または遠心分離などの手段により集菌し、この菌体を超
音波処理、フレンチプレス処理やガラスピーズ処理など
の機械的破壊手段やリゾチームなどの酵素的破壊手段に
て破壊し、また必要に応じてトリトンX−100(Tr
iton  X−100=商品名)、アデカトール5o
−120(商品名)などの界面活性剤を添加してもよい
。こうして得られたNAD合成酵素含有液は、濃縮する
か、または濃縮することなく、可溶性塩類、例えば硫安
などを用いて塩析するか、親水性有機溶媒、例えばメタ
ノール、エタノール、アセトン、イソプロパツールなど
を用いて本酵素を沈澱させればよい。この沈澱物は、水
または緩衝液に溶解後、必要に応じて半透膜にて透析し
、さらにDEAE−セファデックス、DEAE−セファ
ロースやDEAE−セルロースなどやカルボキシメチル
−セルロース、カルボキシメチル−セファロース、カル
ポキシメチルーセフアデンクスなどのイオン交換樹脂を
用いるクロマトグラフィーやセファデックスG200、
セファロースCL −6B、セファクリルS−200な
どの分子篩荊などのゲル濾過剤を用いるクロマトグラフ
ィーにて精製せしめ、その後凍結乾燥などの処理により
生成されたNAD合成酵素を得ることができる。
次に、本発明で得たNAD合成酵素の性質について述べ
る。
(1)分子量;約62000 (セファデックスG−1
50ゲル濾過による。
(2)等電点;pH4,6付近(アンフオライトを用い
た電気泳動法による) (3)作用 ; Mg− ATP+デアミド−NAD+NH−x→AMP+ppi
+NAD (4)基質特異性; N H3以外にL−G I n、 L−A s nにも
作用して、次の反応を触媒する。
ATP+デアミノ−NAD+G1n(またはAMg〜 s n) →AMP+ p p i +NAD+G l
 u  (またはAsp) (5)至摘pH 酵素活性測定法の反応液1の緩衝液を酢酸緩衝液(pH
3,8〜6.6)、ジメチルグルタル酸−水酸化ナトリ
ウム緩衝液(pH5,1〜6.8)およびトリス塩酸緩
衝液(pH6,5〜8.8)に加えて酵素活性を測定し
た結果は第1図の通りである。
pH8,0〜8.7付近に至適pHを有する。
(6) p H安定性 本酵素を50mMの酢酸緩衝液(pH3,9〜6.8)
、ジメチルグルタル酸−水酸ナトリウム緩衝液(pH4
,1〜7.1)、リン酸緩衝液(pH6,3〜7.9)
およびトリス塩酸緩衝液(pH64〜8.9)に溶解し
、37℃で60分間処理した後、その残存活性を酵素活
性測定法に従って測定した結果は、第2図の通りである
。p)15.5〜90の範囲で安定である。
(7)熱安定性 50mM)リス塩酸緩衝液(pH6,8)に本酵素を溶
解し、各温度で10分間加熱処理した後、その残存活性
を酵素活性測定法に従って測定した結果は、第3図の通
りである。40℃まで安定である。
(8)界面活性剤の影響 酵素活性測定法において、反応液Iに第1表に記載の界
面活性剤を0.1%になるように添加し、37℃に加温
後、酵素液5μlを添加し、37℃で10分間反応後、
0.8mlの反応液■を加え、37℃で正確に5分間反
応させた後、0.INN塩酸2舟 Qnmで比色定量した。その結果は第1表の通りである
。非イオン性界面活性剤では影響を受けなかったが、カ
チオンおよびアニオン界面活性剤により阻害された。
第1表 (9)金属イオンの影響 酵素活性測定法において反応液1  (20mMMgO
ff.含有)に最終濃度1mlになるように各種金属塩
を添加した後、酵素活性測定法に従って、そのときの酵
素活性を相対活性で示すと第2表の通りである。
第2表 Qal酵素活性測定法 活性測定法 反応液 ■ 50mM  )リスーHCf緩衝液pH8,020mM
  KCl 20 mM  M g C7!z 0.05% 牛血清アルブミン 2mM  ATP 0.5mM  デアミド−NAD 25mM  CNH4)z SOa 反応液 ■ 50mM トリス−HCf緩衝液pH8,010U  
ジアホラーゼ/mβ(東洋醸造製、バチルス属生産菌 由来) 8% エタノール 10U  アルコールデヒドロケナーゼ/ml(東洋紡
績、イースト菌由来) 0.025% NTB にトロテトラゾリウムブルー) 0、1%  Triton   X−10010mM 
  EDTA 反応液10.2mj!!を小試験管にとり、37℃に加
温後酵素液5μlを添加し、37℃で正確に10分間反
応を行い、0.8mlの反応液■を添加し、反応を停止
するとともにサイクリング反応を開始した。サイクリン
グ反応は37℃で正確に5分間行い一、0.INHCj
!2.0mj!を添加によりサイクリング反応を停止後
550nmにおける吸光度を測定してそのときの値より
酵素活性を求めた。なお、活性の計算式は次の式に順じ
た。
NAD合成酵素活性(mU/mf) Δ550  1.Of =×× Δ550 0.005  10 Δ550 :検体の吸光度 Δ550 :標準液の吸光度(0,1mMNAD)0.
005:検体1(mA) 10   :反応時間 f    :希釈倍率 次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これ
により本発明を限定するものではない。
実施例 1 801容ジヤーにペプトン1%、肉エキス1%、酵母エ
キス0.2%、NaCj!0.3%を含む液体培地(p
H7゜3)2ONを仕込み、120℃20分間滅菌後、
上記と同一組成の培地で予備培養した種菌200mj!
を接種し、50℃で16時間通気量20j!/min攪
拌速度300rpm/minで通気培養した。培養後遠
心分離にて菌体を集め、集めた菌体を0.1%のりゾチ
ームを含有する10mMTris−HCI緩衝液(pH
8,0)21に分散させ、37℃で30分間反応を行い
溶菌した。この液を500Or、 p、m10分間遠心
し、上清液191を得た。この上清液に硫安を添加し、
硫安分画(0,44〜0.54飽和)を行い、この沈澱
を10mM)リスーHC1緩衝液200mJに溶解(4
73U)L、この緩衝液121に対して透析した。
この透析物中に生じた不溶物を遠心分離(12000r
、pom、10分間)にて除去した。上清液(462U
)を10mM)リス−HCl緩衝液pH80で緩衝化し
たDEAE−セファロースCL−6Bカラム(5X30
cm)にチャージし、θ〜0゜5 M N a C1の
濃度勾配法にて溶出した。0.15〜0.2MNaC1
で溶出される両分を集め(120m !!、388 U
)アミコン社製限外濾過膜PM−10を用い濃縮した後
、セファデックスG−150(3,6X80cm)にて
精製を行い、その活性画分を集め、精製標品(86m1
1324U)とした。
また、この標品に各々牛血清アルブミン、グルコース、
マルトース、マンニトール、シュクロース、果糖を1%
になるように添加し、凍結乾燥した。無添加のものは活
性収率86%であったが、添加したものはまったく活性
の低下が見られず、安定であった。
参考例 1 反応液 ■ 50mM   )リス−HCl緩衝液(p H8,0)
20mM   KCl 20mM   MgCl1t 0.05% 牛血清アルブミン 1mM    デアミノ−NAD 50mM   (NH4)z SOS O44O0NAD−合成酵素/ m 1反応液 ■ 50mM   トリス−HCIII衝液(pH8,0>
20U    ジアホラーゼ/ m 13%    エ
タノール 20U    アルコールデヒドロゲナーゼ/ m 1
0.05% NTB 001%  Triton  X−100反応液10.
2mffを試験管にとり37℃に加温後、0. 5. 
10. 20. 30. 40μMのATP溶液をそれ
ぞれ5μlを添加し、37℃で10分間反応した後、反
応液■をQ、3ml添加し、37℃で正確に5分間反応
したのち、0.1NHCj12.0mlを加えて反応を
停止し、550nmで吸光度測定した。その結果は第4
図に示す通りで良好な直線性が得られた。
また本反応におけるサイクリング反応率は約4800回
転/時であった。
参考例 2 参考例1に示した反応液Iと反応液■を等量ずつ混合し
、37℃に加温する。この混合物1.0mJ+を37℃
にセットされた分光光度計の石英セル(1,0ml用)
にとり、実施例1に用いたのと同濃度ATP溶液5μl
を添加し、添加後5分から7分目までの2分間の吸光度
変化を550 nmで測定した。その結果は第5図に示
す通りでキネティクス法においても高怒度で良好な直線
性が得られた。このときの回転率は約2800回転/時
であった。
参考例 3 参考例1に示した反応液■中に50mM硫安の代りに5
mMATPを添加した反応液に各種濃度の硫安、L−グ
ルタミン、L−アスパラギンを添加し、実施例2と同じ
操作を行った。その結果は第6図に示す通りで硫安、L
−グルタミン、L−アスパラギンと共に良好な直線性が
得られた。
〇−〇=硫安、・−・:L−グルタミン、Δ−Δ:L−
アスパラギン。
【図面の簡単な説明】
第1図はバチルス・リケンホルミスB−0844の産生
ずるNAD合成酵素の至適pHl11線、第2図は同酵
素のpH安定曲線、第3図は同酵素の熱安定性曲線を示
し、第4図は本発明におけるエンドポイント法によるA
TPの定量曲線、第5図はキネティクス法によるATP
の定量曲線、第6図はエンドポイント法によるし一グル
タミンおよびL−アスパラギンの定量曲線を示すもので
ある。 第3図 餅処S監遥嵐 第4 図 ftイ#’P f)AT P 、1 度()L M )
オイ鰍イ参中のfi($λM) △ し−アスハ9ライン 事針イ谷市のATPiLk(8M)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)バチルス属に属するNAD合成酵素生産菌を培地
    に培養し、その培養物からNAD合成酵素を採取するこ
    とを特徴とするNAD合成酵素の製造法。
  2. (2)NAD合成酵素生産菌がバチルス・リケニホルミ
    スB−0844(FERM BP−601)である特許
    請求の範囲第1項記載の製造法。
JP1312574A 1983-04-25 1989-12-01 Nad合成酵素の製造法 Granted JPH02200179A (ja)

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