JPH02283281A - 新規制限酵素及びその製造法 - Google Patents
新規制限酵素及びその製造法Info
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Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
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。
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]
本発明は新規な制限酵素及びその製造法に関するもので
ある。
ある。
[従来の技術]
制限酵素とはデオキシリボ核酸(DNA )上のある特
定の塩基配列を認識し、この配列内または近傍の二本鎖
を切断するエンドヌクレアーゼである。
定の塩基配列を認識し、この配列内または近傍の二本鎖
を切断するエンドヌクレアーゼである。
この酵素は、その酵素活性に高い基質特異性と再現性を
有しており、遺伝子の単離、塩基配列の解析やタンパク
質の構造解析を初め、遺伝物質の大量生産などの遺伝子
操作を行う上で不可欠である。
有しており、遺伝子の単離、塩基配列の解析やタンパク
質の構造解析を初め、遺伝物質の大量生産などの遺伝子
操作を行う上で不可欠である。
また、今後の遺伝病の解明や治療、遺伝子の人工変換等
に重大な産業的意義を有する試薬である。
に重大な産業的意義を有する試薬である。
制限酵素は種々の微生物より単離されており、その認識
する塩基配列、切断様式により、現在までに約100種
類が知られている。
する塩基配列、切断様式により、現在までに約100種
類が知られている。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、既に発見された制限酵素は理論上考えられる種
類の酵素の半分はどでしかない。
類の酵素の半分はどでしかない。
したがって、本発明は従来知られていないまったく新し
い認識塩基配列を有する新規制限酵素及びその工業的生
産方法を提供することにある。
い認識塩基配列を有する新規制限酵素及びその工業的生
産方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明者等は有能な制限酵素を開発することを目的とし
て多数の制限酵素生産菌の研究を行った結果、バクテロ
イデス属に属する菌が、従来より知られていない認識塩
基を認識するまったく新しい制限酵素を生産することを
突止め、本発明を完成するに至った。
て多数の制限酵素生産菌の研究を行った結果、バクテロ
イデス属に属する菌が、従来より知られていない認識塩
基を認識するまったく新しい制限酵素を生産することを
突止め、本発明を完成するに至った。
本発明の新規制限酵素BdiIは次の酵素化学的諸性質
を有するものである。
を有するものである。
a)作用及び基質特異性
制限酵素BdtIは二本鎖デオキシリボ核酸中の↓
↑
(式中、Aはアデノシン、Gはグアノシン、Tはチミジ
ン、Cはシチジンを示す) という塩基配列を認識し、矢印で切断する酵素である。
ン、Cはシチジンを示す) という塩基配列を認識し、矢印で切断する酵素である。
制限酵素B+liIの認識部位の決定のため、大腸菌フ
ァージλDN^、大腸菌ウィルスMi3mp18RFD
NA、動物ウィルス5V4ODN^、大腸菌ファージφ
X174RFDNA 、大腸菌プラスミドpBR322
DNAの各DNAの切断数を調べ、ロバートの表(Nu
cieicAcids Re5earch 19115
.13. r165 )に照らし合わせた。その結果、
制限酵素BdiIと同種の酵素はロパートの表にはなく
、また1988年までの各雑誌の文献にも見出されなか
った。よって本発明者等が知るかぎり、まったく新しい
認識塩基配列を有する新規制限酵素であることが示され
た。
ァージλDN^、大腸菌ウィルスMi3mp18RFD
NA、動物ウィルス5V4ODN^、大腸菌ファージφ
X174RFDNA 、大腸菌プラスミドpBR322
DNAの各DNAの切断数を調べ、ロバートの表(Nu
cieicAcids Re5earch 19115
.13. r165 )に照らし合わせた。その結果、
制限酵素BdiIと同種の酵素はロパートの表にはなく
、また1988年までの各雑誌の文献にも見出されなか
った。よって本発明者等が知るかぎり、まったく新しい
認識塩基配列を有する新規制限酵素であることが示され
た。
また、大腸菌プラスミドpBR322DNAに制限酵素
Bdi Iを作用させたとき生成されるDNA断片の長
さを、アガロースゲル電気泳動法にて測定したところ、
制限酵素Bdi Iによる切断片の長さはそれぞれ約1
90. 6811. 890. 2600bp (ベー
スペアー)であった。そこで、この切断片の長さ及び各
種DNAの切断数をファックスのデータ(Gene、
1980゜10、 371)に照らし合わせた。その結
果、下記の表1に示した通り制限酵素Bdi Iは二本
鎖デオキシリボ核酸中の ↓ という塩基配列を認識していると推定された。
Bdi Iを作用させたとき生成されるDNA断片の長
さを、アガロースゲル電気泳動法にて測定したところ、
制限酵素Bdi Iによる切断片の長さはそれぞれ約1
90. 6811. 890. 2600bp (ベー
スペアー)であった。そこで、この切断片の長さ及び各
種DNAの切断数をファックスのデータ(Gene、
1980゜10、 371)に照らし合わせた。その結
果、下記の表1に示した通り制限酵素Bdi Iは二本
鎖デオキシリボ核酸中の ↓ という塩基配列を認識していると推定された。
さらに、5’−CTGCAG−3’ という塩基配列
を認識切断する制限酵素Ps目と大腸菌プラスミドpB
R322DNAを用い、制限酵素Bdi Iとのダブル
ダイゼッションを行った。その結果、制限酵素Bdi
Iのみで生成される切断片とまったく同じであり、制限
酵素BdiIは5’−CTGCAG−3’ という塩
基配列を認識切断することが明らかになった。また、大
腸菌プラスミド9BR322DNAの137の位置に5
’−CTGTAG−3’ 、2929の位置に5′−C
TACAG−3’ 、2738の位置に5’−CTGT
AG−3′ そして360フの位置にPstIの5’−
CTGCAG−3’ の配列が確認され、この配列で切
断されると191 、678 、891 、26QIb
p (ベースペアー)の切断片が生成されると分かった
。以上の結果から、制限酵素BdiIの認識塩基配列は
であることが判明した。
を認識切断する制限酵素Ps目と大腸菌プラスミドpB
R322DNAを用い、制限酵素Bdi Iとのダブル
ダイゼッションを行った。その結果、制限酵素Bdi
Iのみで生成される切断片とまったく同じであり、制限
酵素BdiIは5’−CTGCAG−3’ という塩
基配列を認識切断することが明らかになった。また、大
腸菌プラスミド9BR322DNAの137の位置に5
’−CTGTAG−3’ 、2929の位置に5′−C
TACAG−3’ 、2738の位置に5’−CTGT
AG−3′ そして360フの位置にPstIの5’−
CTGCAG−3’ の配列が確認され、この配列で切
断されると191 、678 、891 、26QIb
p (ベースペアー)の切断片が生成されると分かった
。以上の結果から、制限酵素BdiIの認識塩基配列は
であることが判明した。
切断点の決定は次の方法で行った。まず、大腸菌プラス
ミドpBR322DNAを制限酵素Bdi Iで切断し
、切断末端のリン酸をアルカリフォスファターゼで除い
た。次に、ポリヌクレオチドカイネース及び[γ−32
P]アデノシン三リン酸を用いて、DNA断片の5′末
端に放射性リン酸を付加した。この放射性リン酸を付加
したDNA断片を、制限酵素Bindn[で切断した。
ミドpBR322DNAを制限酵素Bdi Iで切断し
、切断末端のリン酸をアルカリフォスファターゼで除い
た。次に、ポリヌクレオチドカイネース及び[γ−32
P]アデノシン三リン酸を用いて、DNA断片の5′末
端に放射性リン酸を付加した。この放射性リン酸を付加
したDNA断片を、制限酵素Bindn[で切断した。
制限酵素旧ndll[で新たに生成された2つの小断片
を、ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離・分取した
。各々のDNA断片をマクサム・ギルバート法によりそ
の5′末端からの塩基配列を調べた。これらの実験から
制限酵素Bdi■は ↓ という塩基配列を認識し、矢印の位置で切断していると
判明した。
を、ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離・分取した
。各々のDNA断片をマクサム・ギルバート法によりそ
の5′末端からの塩基配列を調べた。これらの実験から
制限酵素Bdi■は ↓ という塩基配列を認識し、矢印の位置で切断していると
判明した。
b)酵素反応の至適条件及び酵素の安定性至 適pH:
制限酵素Bdi Iの至適pHは8.2であった。
制限酵素Bdi Iの至適pHは8.2であった。
安 定pH:4℃24時間の処理に対し、p)16.
[1〜7.5で100%の酵素活性を維持 していた。
[1〜7.5で100%の酵素活性を維持 していた。
至適温度:制限酵素BdiIの至適温度は45℃であっ
た。
た。
安定温度:40°05分間の加熱に対し、100%の酵
素活性を維持していた。
素活性を維持していた。
塩濃度:塩化ナトリウム濃度0〜5001Mで安定に酵
素活性を示した。
素活性を示した。
塩化マグネシウム濃度:
1〜l0mMで高い酵素活性を示した。
7mMが至適濃度であった。
C) 分子量
TSKgel G30QO3W Glass (東ソー
■製)を用いたゲルろ適法で、25,1100±5,0
00であった。
■製)を用いたゲルろ適法で、25,1100±5,0
00であった。
本発明の新規制限酵素の製造法は、バクテロイデス属に
属する制限酵素BdiI生産菌を栄養培地で培養し、培
養物より制限酵素BdiIを採取することを特徴とする
ものである。
属する制限酵素BdiI生産菌を栄養培地で培養し、培
養物より制限酵素BdiIを採取することを特徴とする
ものである。
本発明で使用する微生物はバクテロイデス属に属するB
diI生産菌であればいずれでもよいが、例えば人糞便
中より分離されたバクテロイデス・ディスクツニスS−
7(Bacte+oides dictasonisS
−7) (微工研菌寄第10654号)である。本菌
は以下に示す生理学的性質を有していた。
diI生産菌であればいずれでもよいが、例えば人糞便
中より分離されたバクテロイデス・ディスクツニスS−
7(Bacte+oides dictasonisS
−7) (微工研菌寄第10654号)である。本菌
は以下に示す生理学的性質を有していた。
(1)個性嫌気性菌
(2)芽胞形成 −、ダラム陰性桿菌
(0,6〜i、OX 1.ll−11,0ftm )(
3)胆汁による発育促進 +、硫化水素ガスの発生 −
1運動性 −2窒素固定 インドール生成 −、ゼラチン生成 (4)コハク酸・酢酸醗酵 ペプトン、酵母エキス、フィルデス液、グルコース培地
による。
3)胆汁による発育促進 +、硫化水素ガスの発生 −
1運動性 −2窒素固定 インドール生成 −、ゼラチン生成 (4)コハク酸・酢酸醗酵 ペプトン、酵母エキス、フィルデス液、グルコース培地
による。
(5)炭素源同化性
アラビノース −、キシロース +。
リボース +、グルコース +。
マンノース +、フラクトース +・。
ガラクトース +6 シュークロース +。
マルトース +、セロビオース +。
ラクトース +、トレハロース +。
メリビオース +、ラフィノース +。
メレチトース +、グリセロール
マニトール − ソルビトール−
エリスリトール −、イノシトール
本菌は以上の生理学的性質から「腸内菌の世界・嫌気性
菌の分離と同定」 (光岡知足著)によりバクテロイデ
ス・ディスタソニス(Bacte+oidesdist
asonis)と同定された。
菌の分離と同定」 (光岡知足著)によりバクテロイデ
ス・ディスタソニス(Bacte+oidesdist
asonis)と同定された。
培養法に制限はなく通常行われるバクテロイデス属細菌
の培養法で増殖可能であるものなら何でもよい。例えば
、炭素源としてはグルコースをはじめとする多くの糖類
及び有機酸などでよく、窒素源としては肉エキス、酵母
エキス、ペプトン。
の培養法で増殖可能であるものなら何でもよい。例えば
、炭素源としてはグルコースをはじめとする多くの糖類
及び有機酸などでよく、窒素源としては肉エキス、酵母
エキス、ペプトン。
アミノ酸などがある。また、血液成分を数%加えること
により生育が良くなる。
により生育が良くなる。
本酵素の抽出、精製は一般の制限酵素精製法に従った方
法で行える。すなわち、培養菌体は常法に従って集菌し
、超音波処理などの方法により菌体を破砕する。破砕の
後、遠心分離などの方法で無細胞抽出液を得る。この抽
出液をイオン交換クロマトグラフィー法、ヒドロキシア
パタイトクロマトグラフィー法、ゲルろ適法、アフィニ
ティークロマトグラフィー法などのクロマトグラフィー
法の組合わせにより精製を行い、制限酵素Nilを得る
。
法で行える。すなわち、培養菌体は常法に従って集菌し
、超音波処理などの方法により菌体を破砕する。破砕の
後、遠心分離などの方法で無細胞抽出液を得る。この抽
出液をイオン交換クロマトグラフィー法、ヒドロキシア
パタイトクロマトグラフィー法、ゲルろ適法、アフィニ
ティークロマトグラフィー法などのクロマトグラフィー
法の組合わせにより精製を行い、制限酵素Nilを得る
。
[1diIの活性測定を次の通り行った。10mM h
リス塩酸pH7,5,7mM 2−メルカプトエタノー
ル。
リス塩酸pH7,5,7mM 2−メルカプトエタノー
ル。
7μm1M塩化マグネシウム、1μgλDN^からなる
反応系に、酵素を加えて全量を50μmとし、37℃で
1時間反応させた。反応液に1%SO3(ドデシル硫酸
ナトリウム)、50%グリセロール、0.1%BPB
(ブロモフェノールブルー)からなる酵素反応停止液
を5μm加えて反応を停止させた。反応液中の大腸菌フ
ァージλDN^を0.5μgem lのエチジウムブロ
マイドを含ませた1%アガロースゲル電気泳動にて分離
し、UV照射でDNAのバンドを検出した。バンドの数
と量が変化しな(なった時を終点きした。上記反応にお
いて1μgλDNAを完全に切断する酵素活性を1単位
とした。
反応系に、酵素を加えて全量を50μmとし、37℃で
1時間反応させた。反応液に1%SO3(ドデシル硫酸
ナトリウム)、50%グリセロール、0.1%BPB
(ブロモフェノールブルー)からなる酵素反応停止液
を5μm加えて反応を停止させた。反応液中の大腸菌フ
ァージλDN^を0.5μgem lのエチジウムブロ
マイドを含ませた1%アガロースゲル電気泳動にて分離
し、UV照射でDNAのバンドを検出した。バンドの数
と量が変化しな(なった時を終点きした。上記反応にお
いて1μgλDNAを完全に切断する酵素活性を1単位
とした。
〔実施例コ
バクテロイデス・ディスタソニス5−7(微工研菌寄第
10654号)はスチールジャー及び表2に示すカザミ
ノ酸液体培地を用いて嫌気培養を行った。
10654号)はスチールジャー及び表2に示すカザミ
ノ酸液体培地を用いて嫌気培養を行った。
前培養は37℃で24時間、本培養は前培養液を本培養
液の1/100量摂取し、37℃で48時間行った。
液の1/100量摂取し、37℃で48時間行った。
遠心分離で菌体を集めたところ、約9g湿菌体を得た。
注)ツイーン80(相当品)はポリオキシエチレン(2
0)ソルビタンモノオレ ートである 得られた菌体に緩衝液A (IQmM )リス塩酸pH
7,5,1hM 2−メルカプトエタノール、 7mM
塩化マグネシウム)901を加え、超音波で処理し、菌
体を破砕した。遠心分離で無細胞抽出液を得、30〜6
0%(W/Y)の硫酸アンモニウム塩析画分を制限酵素
画分として得た。この制限酵素画分を緩衝液B (50
mMトリス塩酸pH7,5,7mM塩化マグネシウム、
7mM2−メルカプトエタノール) 20m1に溶解さ
せ、同緩衝液IQで一夜透析した。
0)ソルビタンモノオレ ートである 得られた菌体に緩衝液A (IQmM )リス塩酸pH
7,5,1hM 2−メルカプトエタノール、 7mM
塩化マグネシウム)901を加え、超音波で処理し、菌
体を破砕した。遠心分離で無細胞抽出液を得、30〜6
0%(W/Y)の硫酸アンモニウム塩析画分を制限酵素
画分として得た。この制限酵素画分を緩衝液B (50
mMトリス塩酸pH7,5,7mM塩化マグネシウム、
7mM2−メルカプトエタノール) 20m1に溶解さ
せ、同緩衝液IQで一夜透析した。
この透析後の制限酵素画分を以下の高速液体クロマトグ
ラフィー(東ソー■製)にて精製を行った。
ラフィー(東ソー■製)にて精製を行った。
まずこの透析液を0.45μmのフィルターに通した後
、緩衝液Bで平衡したTSKgel DEAE−5PW
Glass (イオン交換クロマトグラフィー)に吸
着させた。0〜500mMの塩化ナトリウムの直線的濃
度勾配を持つ緩衝液Bで溶出させ、130〜16f1m
M塩化ナトリウム濃度に制限酵素画分を得た。この制限
酵素画分を緩衝液C(10mMリン酸ナトリウムpH7
,5,0,02mM塩化カルシウム、10% (V/V
)グリセロール)に−夜透析した。
、緩衝液Bで平衡したTSKgel DEAE−5PW
Glass (イオン交換クロマトグラフィー)に吸
着させた。0〜500mMの塩化ナトリウムの直線的濃
度勾配を持つ緩衝液Bで溶出させ、130〜16f1m
M塩化ナトリウム濃度に制限酵素画分を得た。この制限
酵素画分を緩衝液C(10mMリン酸ナトリウムpH7
,5,0,02mM塩化カルシウム、10% (V/V
)グリセロール)に−夜透析した。
この制限酵素画分を緩衝液Cで平衡したTSKgeH^
−1000Glass (ヒドロキシアパタイトクロマ
トグラフィー)に吸着させ、緩衝液Cから緩衝液D(5
00mM リン酸ナトリウムpH7,5,0,02d塩
化カルシウム、 10%(V/V) グリセロール)
までの直線的濃度勾配で溶出を行った。75〜lf15
mMリン酸ナトリウム濃度に制限酵素画分を得た。
−1000Glass (ヒドロキシアパタイトクロマ
トグラフィー)に吸着させ、緩衝液Cから緩衝液D(5
00mM リン酸ナトリウムpH7,5,0,02d塩
化カルシウム、 10%(V/V) グリセロール)
までの直線的濃度勾配で溶出を行った。75〜lf15
mMリン酸ナトリウム濃度に制限酵素画分を得た。
この制限酵素画分を8倍に濃縮して、300mM塩化ナ
トリウム及び10%(V/V) グリセロールを含む緩
衝液BにてTSKgel G3(100sW Glas
s (ゲルろ過)に供した。リテンションタイム14.
7〜16.6分に制限酵素画分を得た。
トリウム及び10%(V/V) グリセロールを含む緩
衝液BにてTSKgel G3(100sW Glas
s (ゲルろ過)に供した。リテンションタイム14.
7〜16.6分に制限酵素画分を得た。
得られた制限酵素画分を50%(V/V)グリセロール
を含む緩衝液Aで一夜透析を行い、最終酵素標品とした
。ゲルろ過画分において、非特異的なりNA分解酵素は
ほとんど見られなかった。
を含む緩衝液Aで一夜透析を行い、最終酵素標品とした
。ゲルろ過画分において、非特異的なりNA分解酵素は
ほとんど見られなかった。
[発明の効果]
上述した本発明により、まったく新しい認識塩基配列を
有する新規制限酵素Bdi I及びその製造が可能とな
った。
有する新規制限酵素Bdi I及びその製造が可能とな
った。
Claims (3)
- (1)次の酵素化学的諸性質を有する新規制限酵素Bd
i I イ)作用及び基質特異性 二本鎖デオキシリボ核酸中の塩基配列 【遺伝子配列があります】 を認識し、かつこれを矢印の位置で切断する。 (式中、Aはアデノシン、Gはグアノシン、Tはチミジ
ン、Cはシチジンを示す) ロ)至適pH8.2 ハ)安定pH6.0〜7.5 ニ)至適温度45℃ ホ)安定温度40℃ 但し、5分間の加熱で100%の酵素活性を保持する温
度。 ヘ)安定塩濃度0〜50mM 但し、塩化ナトリウム、塩の要求性はない。 ホ)分子量25,000±5,000 但し、ゲルろ過法による。 - (2)バクテロイデス属に属する制限酵素Bdi I 生
産菌を栄養培地で培養し、培養物より制限酵素Bdi
I を採取することを特徴とする制限酵素Bdi I の製
造法。 - (3)バクテロイデス属に属する制限酵素Bdi I 生
産菌が、バクテロイデス・ディスタソニスS−7である
請求項第(2)項に記載の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1104991A JPH02283281A (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 新規制限酵素及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1104991A JPH02283281A (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 新規制限酵素及びその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02283281A true JPH02283281A (ja) | 1990-11-20 |
Family
ID=14395565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1104991A Pending JPH02283281A (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 新規制限酵素及びその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH02283281A (ja) |
-
1989
- 1989-04-25 JP JP1104991A patent/JPH02283281A/ja active Pending
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