JPH0331436B2 - - Google Patents

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JPH0331436B2
JPH0331436B2 JP63184556A JP18455688A JPH0331436B2 JP H0331436 B2 JPH0331436 B2 JP H0331436B2 JP 63184556 A JP63184556 A JP 63184556A JP 18455688 A JP18455688 A JP 18455688A JP H0331436 B2 JPH0331436 B2 JP H0331436B2
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JP
Japan
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arginine
arginine deiminase
enzyme
solution
cells
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Application number
JP63184556A
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Japanese (ja)
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JPH0235081A (en
Inventor
Yutaka Sato
Junji Kobayashi
Kazuo Horyu
Makoto Nogawa
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Publication of JPH0331436B2 publication Critical patent/JPH0331436B2/ja
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  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

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

〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規なアルギニン・デイミナーゼお
よびその製造法並びにその用途に関する。 〔従来の技術〕 アルギニン・デイミナーゼ(酵素分類番号
3.5.3.6)は、L−アルギニンと水からL−シトル
リンとアンモニアを生成する酵素反応を触媒する
酵素であり、動物、細菌、酵母類にその存在が知
られている〔酵素ハンドブツク、602頁、朝倉書
店、1984年版、第1版第3刷〕。これらの酵素の
うち、精製されたと報告のあるものには、シユー
ドモナス・プチダ(Pseudomonas putida)、マ
イコプラズマ・ホミニス(Mycoplasma
hominis)、マイコプラズマ・アルスリテイデイ
ス(Mycoplasma a arthritidis)がある〔カ
キモト,テイー.ら(Kakimoto,T.etal)フエ
ブス レター(FEBS Lett.)VOL.19,P 166
−168、(1971);シムケ,アール.テイー.
(Shimke,R.T.)メソツド オブ エンザイモ
ロジー(Meth.Enzymol.)VOL.17A,P 310−
313,(1970);ワイクマン,ジエー.エル.アン
ド フアルニー,デイー.イー.(Weickman,
J.L.&Fahrney,D.E.)ジヤーナル オブ バイ
オロジカル ケミストリー(J.Biol.Chem.)
VOL.252,P2615−2620,(1977)〕。 また、L−アルギニンを分解する酵素であるL
−アルギナーゼが抗腫瘍作用を有していることが
知られていることから、アルギニン・デイミナー
ゼへの同様な作用への期待はされていた〔特開昭
48−58187号〕。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、これら従来のアルギニン・デイ
ミナーゼ生産菌による生産にはいくつかの問題点
があつた。すなわち、これらのアルギニン・デイ
ミナーゼ生産菌は、アルギニン・デイミナーゼ生
産性が低いこと;マイコプラズマに属するマイコ
プラズマ・ホミニス(Mycoplasma hominis)、
マイコプラズマ・アルスリデイス(Mycoplasma
arthritidis)から採取する場合は培養管理が煩雑
であり、該酵素の大量生産における酵素源として
用いるには難点があること;精製純化するのに極
めて困難である等の問題があつた。 また、マイコプラズマ由来のアルギニン・デイ
ミナーゼが、腫瘍細胞増殖阻害を示す明確な報告
もない。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、動物腫瘍細胞の中から、培養液
が顕著に増殖阻害作用を示す細胞株を見出し、そ
の株について、種々研究を行つた結果、その株に
寄生したマイコプラズマ属に属する菌株
(TGIF)が、産生する蛋白質が、腫瘍細胞増殖
阻害を示すことを見出した。また研究者らは、該
蛋白質を、前記マイコプラズマに属する菌株
(TGIF)を培養し、単離精製することにより均
質に得、この蛋白質が新規なアルギニン・デイミ
ナーゼであることも見出し本発明を完成した。 すなわち、本発明は下記の理化学的性状を有す
るアルギニン・デイミナーゼであり、 (a) 作用;L−アルギニンと水からシトルリンと
アンモニアを生成する酵素反応を触媒する (b) 基質特異性;L−アルギニンに基質特異性を
有する (c) 至適PH;7.0〜7.5 (d) PH安定性;5.0以上 (e) 分子量;47000±5000(SDS−PAGE法によ
る) (f) 等電点;7.4±0.5 マイコプラズマ・オラーレに属するアルギニン・
デイミナーゼ生産菌を培地に培養し、培養物より
該アルギニン・デイミナーゼを採取することを特
徴とするアルギニン・デイミナーゼの製造法であ
り、更にマイコプラズマ属に属する微生物由来の
アルギニン・デイミナーゼ活性を有する腫瘍細胞
増殖阻害活性物質を提供するものである。 本発明の新規なアルギニン・デイミナーゼ生産
菌の分類学的性状は以下の通りである。 培地における生育状態 マイコプラズマ・オラーレ(TGIF)の液体培
地〔培地組成;培地1中にPPLOブロスW/O
(DIFCO社製)15g、L−アルギニン塩酸塩5
g、ウマ血清200ml、酵母エキス25g、酢酸タリ
ウム0.25g、ペニシリンGカリウム10万単位、フ
エーノールレツド5mgを含有する〕に於ける増殖
は、種菌として1×105CFU/ml〔CFUは集落形
成単位(Colony Foming Unit)の略記号であ
る〕接種し、37℃で、静置培養した結果、誘導期
に続いて対数増殖期に入り、培養開始4〜5日後
に菌数が最大になる定常期に至る。定常期の期間
は短く、培養によつて異なり、且つほぼ数時間
で、減数期に入る生育状態をとる。 生理的諸条件 生育し得るPH;6〜8 至適PH;7.4〜7.6 生育し得る温度;30〜37℃ 至適生育温度;37℃ 顕微鏡下における形態的特徴 寒天培地〔培地組成;培地1中に、バクトア
ガール(DIFCO社製)10g、PPLOブロスW/
O CV(DIFCO社製)14.5g、L−アルギニン
塩酸塩5g、L−グルタミン3g、DNA(粗製)
20mg、NAD150mg、グルコース10g、イーグルビ
タミン液(×100)10ml、ウマ血清200ml、酵母エ
キス25gを含有する〕に於ける集落の大きさは、
10〜500μmであり、中心部が濃く、周辺が薄く、
いわゆる目玉焼状を呈する。染色はDienes(デイ
エネス)液〔メチレンブルー2.5g;アズール
1.25g;マルトース10.0g;Na2CO30.25g;蒸
留水 100ml〕を用いて行つた。染色液を寒天面
に流し、1〜2分後に余分の液を捨て、顕微鏡観
測した。集落の中心部は濃青色に周辺部は淡青色
に染まつて見える。100倍の顕微鏡倍率下では、
周辺部は顆粒状に見える。 抗体による発育阻害 各マイコプラズマ種の抗血清を用い、ワラス
(Wallace A.Clyde,JR)著の文献〔ジヤーナル
オブ イムノロジー(J.Immunol.)VOL.92,
P.958−965,(1964)〕に従い同定の結果〔東京大
学医学部付属動物実験施設にて〕、マイコプラズ
マ・オラーレと同定された。 グルコース、アルギニン、尿素の分解試験被
検菌を10%(V/V)ウマ血清添加ハートインフ
ユジヨンブロス(Heart infusion broth)Difco
社製)で、24時間培養し、その1mlをそれぞれグ
ルコース、アルギニン、尿素を含む被検培地およ
び対照培地に接種した。培養試験管を密栓して、
37℃で1週間培養した。被検物質を含ませない対
照と0.5以上のPHの下降または上昇のみられたも
のを陽性として判定した結果以下の通りであつ
た。 グルコース分解活性;陰性 アルギニン分解活性;陽性 尿素分解活性;陰性 以上の結果から、細胞壁の完全欠如、直径0.1〜
0.2μmの基本小体を有し、集落形態として、寒天
培地にくい込んで増殖し、目玉焼状集落を形成す
る特徴を有し、発育に血清を必要とすることから
マイコプラズマ属に属する。そこで、抗体による
増殖阻害試験により、本菌株(TGIF)は、マイ
コプラズマ・オラーレ(TGIF)〔Mycoplasma
orale(TGIF)〕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研
究所にマイコプラズマ・オラーレ(TGIF)
〔Mycoplasma orale(TGIF)〕微工研菌条寄第
1970号(FERM BP−1970)として寄託されて
いる。 本発明のアルギニン・デイミナーゼを生産する
に当たつては、このアルギニン・デイミナーゼ生
産菌を酵素などを生産する通常の方法で培養す
る。培養の方法は、液体培養でも固体培養でもよ
いが、工業的にはアルギニン・デイミナーゼ生産
菌をその生産用培地に接種し、静置培養を行うの
が有利である。アルギニン・デイミナーゼを培養
するための培地組成は、微生物、特にマイコプラ
ズマを培養するのに通常用いられるものが広く用
いられる。窒素源として利用可能な窒素化合物で
あればよく、例えば酵母エキス、ラクトアルブミ
ン水解物、尿素、ペプトン、肉エキスなどが使用
される。炭素源としては資化可能な炭素化合物で
あればよく、例えばブドウ糖などが使用される。
その他マイコプラズマの培養に必須である血清ま
たはステロール類を適宜添加すればよく、また
種々の無機塩が必要に応じて使用される。培養温
度は菌が発育し、アルギニン・デイミナーゼを生
産する範囲内で適宜変更し得るが、30〜37℃、好
ましくは35〜37℃である。培養時間は、条件によ
つて多少異なるが、通常4〜8日、好ましくは5
〜6である。しかしながら、本菌株の増殖が最高
力価に達する時期を見計らつて適当な時期に培養
を終了するのは当然のことである。 培養終了後、該培養物より本酵素を採取するに
は通常の酵素採取手段を用いることができる。な
お、本酵素は、菌体内酵素であるので、超音波処
理、凍結菌体衝撃破砕法(低温細胞破砕法)、各
種薬剤による方法等菌体内よる酵素を採取する通
常の手段を用いて、粗酵素液を得る。このように
して得られた粗酵素液は、さらに公知の蛋白質、
酵素などの単離、精製手段を用いて精製し、精製
されたアルギニン・デイミナーゼが得られる。例
えば、粗製のアルギニン・デイミナーゼ含有液
を、トリス−塩酸緩衝液等の緩衝液で緩衝化し、
これをカルボキシ−セルロース、カルボキシメチ
ル−デキストランゲル、スルホプロピル−デキス
トランゲルなどのイオン交換樹脂やデキストラン
ゲルやポリアクリルアマイドなどのゲル濾過剤に
よるクロマトグラフイーを適宜組み合わせて精製
し、ついで、必要に応じて濃縮し緩衝液に溶解し
た溶液としてし、精製アルギニン・デイミナーゼ
溶液を得ることができる。 このようにして得られたアルギニン・デイミナ
ーゼの理化学的性質は以下に述べる通りである。 (1) アルギニン・デイミナーゼ活性測定法 基質溶液の調整: 200mMトリス−塩酸緩衝液(PH7.2)200μ
に50mMDTT(デイチオスレイトール)80μ、
100mMアルギニン・塩酸付加物40μを溶解し
て、基質溶液を調整する。 酵素溶液の調整: 後述の実施例により得られた本発明アルギニ
ン・デイミナーゼ溶液を10mMトリス塩酸緩衝
液(PH7.0)でOD280=0.005になる様に希釈し
て酵素溶液とした。 活性測定: 前記の基質溶液320μを小試験管に取り、
37℃、水浴中に2分間静置した後、酵素溶液
80μ添加し、反応を開始する。正確に30分
間、37℃で反応した後、5M過塩素酸100μを
添加し反応を停止する。その後、反応液に、酸
化還元緩衝液〔9.0g NH4Fe(SO42
12H2O、11.0g(NH42Fe(SO42・6H2Oを
1N硫酸溶液に溶解し100mlとした溶液〕125μ
を加え、その後酸混合液〔蒸留水200ml、
H3PO4(d=1.74)300ml、H2PO4(d=1.84)
100ml〕625μを加え、ジアセチルモノキシム
溶液〔ジアセチルモノキシム0.75gを蒸留水に
溶解し100mlとした溶液〕250μを加え、遮光
下、20分間沸騰水中で加熱し、その後冷却し、
490nmの吸光度を測定する。シトルリン生成
量を算定するための標準線は、1M過塩素酸で
調整した種々の濃度(0.01〜0.05μmole/ml)
のL−シトルリン溶液500μを用い、上記酸
化還元緩衝液125μ添加以降の操作行つてシ
トルリン濃度に対する490nmの吸光度の関係
をプロツトして作成し、直線領域を標準検量線
として使用した。 (2) 基質特異性: 遊離アミノ酸に対する反応の特異性を調べる
ために、アミノ酸混合液(1の10mMトリス
塩酸緩衝液PH7.0)L−アルギニン200mg、L−
アスパラギン・H2O 56.8mg、L−アスパラギ
ン酸20mg、L−シスチン50mg、L−グルタミン
酸20mg、L−グルタミン300mg、グリシン10mg、
L−ヒスチジン15mg、L−ヒドロキシプロリン
20mg、L−イソロイシン50mg、L−ロイシン50
mg、L−リジン・HCl40mg、L−メチオニン15
mg、L−フエニルアラニン15mg、L−プロリン
20mg、L−セリン30mg、L−スレオニン20mg、
L−チロシン20mg、L−バリン20mg、L−トリ
プトフアン mgを含有する)800μに200μ
の本発明アルギニン・デイミナーゼ溶液
(OD280om=0.016)を添加し、37℃、18時間イ
ンキユベートした後、アミノ酸濃度の変化をア
ミノ酸自動分析装置(日立 L−8500型)を用
いて解析した。対照として、本発明アルギニ
ン・デイミナーゼ溶液の代わりに10mMトリス
塩酸緩衝液を添加して同じ操作を行つた。その
結果第1表に示す如く本発明アルギニン・デイ
ミナーゼは、L−アルギニンに特異的に作用し
てシトルリンを生成する反応を触媒する酵素で
あることがわかつた。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a novel arginine deiminase, its production method, and its uses. [Prior art] Arginine deiminase (enzyme classification number
3.5.3.6) is an enzyme that catalyzes the enzymatic reaction that produces L-citrulline and ammonia from L-arginine and water, and its existence is known in animals, bacteria, and yeasts [Enzyme Handbook, p. 602, Asakura Shoten, 1984 edition, 1st edition, 3rd printing]. Among these enzymes, those that have been reported to have been purified include Pseudomonas putida and Mycoplasma hominis.
hominis) and Mycoplasma a arthritidis [Kakimoto, T. Kakimoto, T. etal FEBS Lett. VOL.19, P 166
-168, (1971); Schimke, R. Tee.
(Shimke, RT) Method of Enzymology (Meth.Enzymol.) VOL.17A, P 310−
313, (1970); Wijkman, J. L. and Falny, D. E. (Weickman,
J.L. & Fahrney, DE) Journal of Biological Chemistry (J.Biol.Chem.)
VOL.252, P2615-2620, (1977)]. In addition, L-arginine is an enzyme that decomposes L-arginine.
- Since arginase is known to have antitumor effects, there were expectations for a similar effect on arginine deiminase [JP-A-Sho
No. 48-58187]. [Problems to be Solved by the Invention] However, there are several problems in production using these conventional arginine deiminase producing bacteria. In other words, these arginine deiminase-producing bacteria have low arginine deiminase productivity; Mycoplasma hominis, which belongs to Mycoplasma;
Mycoplasma allusridis
When the enzyme is collected from A. arthritidis, culture management is complicated, and there are problems such as difficulty in using it as an enzyme source in mass production of the enzyme; and extremely difficult purification. Furthermore, there are no clear reports showing that mycoplasma-derived arginine deiminase inhibits tumor cell growth. [Means for Solving the Problems] The present inventors discovered a cell line among animal tumor cells whose culture medium exhibits a remarkable growth-inhibiting effect, and as a result of conducting various studies on that line, It was discovered that a protein produced by a parasitic strain belonging to the genus Mycoplasma (TGIF) inhibits tumor cell growth. The researchers also found that the protein was obtained homogeneously by culturing the aforementioned Mycoplasma strain (TGIF), and isolated and purified it, and discovered that this protein was a novel arginine deiminase, and completed the present invention. . That is, the present invention is an arginine deiminase having the following physical and chemical properties: (a) Action: catalyzes an enzymatic reaction that produces citrulline and ammonia from L-arginine and water; (b) Substrate specificity: L-arginine (c) Optimum pH; 7.0-7.5 (d) PH stability; 5.0 or more (e) Molecular weight; 47000±5000 (by SDS-PAGE method) (f) Isoelectric point; 7.4±0.5 Arginine belonging to Mycoplasma orale
A method for producing arginine deiminase, which is characterized by culturing deiminase-producing bacteria in a medium and collecting the arginine deiminase from the culture, and further comprising growing tumor cells having arginine deiminase activity derived from microorganisms belonging to the genus Mycoplasma. It provides an inhibitory active substance. The taxonomic properties of the novel arginine deiminase producing bacterium of the present invention are as follows. Growth status in medium Liquid medium of Mycoplasma orale (TGIF) [Medium composition; PPLO broth W/O in medium 1
(manufactured by DIFCO) 15g, L-arginine hydrochloride 5
200 ml of horse serum, 25 g of yeast extract, 0.25 g of thallium acetate, 100,000 units of potassium penicillin G, and 5 mg of phenol red]. [This is an abbreviation for Colony Foaming Unit] As a result of inoculation and static culture at 37℃, the number of bacteria enters the logarithmic growth phase following the lag phase, and the number of bacteria reaches its maximum 4 to 5 days after the start of culture. A stationary phase is reached. The period of the stationary phase is short and varies depending on the culture, and the growth state enters the meiotic phase in approximately a few hours. Physiological conditions PH for growth: 6-8 Optimal PH: 7.4-7.6 Temperature for growth: 30-37°C Optimal growth temperature: 37°C Morphological characteristics under the microscope Agar medium [Medium composition; medium 1 , Bactagar (manufactured by DIFCO) 10g, PPLO broth W/
O CV (manufactured by DIFCO) 14.5g, L-arginine hydrochloride 5g, L-glutamine 3g, DNA (crude)
20 mg, NAD 150 mg, glucose 10 g, Eagle vitamin solution (x100) 10 ml, horse serum 200 ml, yeast extract 25 g].
It is 10 to 500 μm, thicker in the center and thinner in the periphery.
It has a so-called fried egg shape. Staining is Dienes solution [methylene blue 2.5g; Azure
1.25 g; maltose 10.0 g; Na 2 CO 3 0.25 g; distilled water 100 ml]. The staining solution was poured onto the agar surface, and after 1 to 2 minutes, the excess solution was discarded and microscopic observation was performed. The center of the village appears to be dyed dark blue and the surrounding area appears to be dyed pale blue. Under 100x microscope magnification,
The peripheral area appears granular. Growth inhibition by antibodies Using antiserum of each Mycoplasma species, we used the literature by Wallace A. Clyde, JR [J.Immunol. VOL.92,
P.958-965, (1964)] [at the Animal Experiment Facility attached to the Faculty of Medicine, University of Tokyo], it was identified as Mycoplasma orale. Glucose, arginine, urea decomposition test Test bacteria in heart infusion broth supplemented with 10% (V/V) horse serum Difco
1 ml of the culture was inoculated into a test medium and a control medium containing glucose, arginine, and urea, respectively. Seal the culture test tube tightly.
The cells were cultured at 37°C for one week. The control that did not contain the test substance and those that showed a decrease or increase in PH of 0.5 or more were judged as positive, and the results were as follows. Glucose degrading activity; Negative arginine degrading activity; Positive urea degrading activity; Negative or higher results indicate complete absence of cell wall, diameter 0.1~
It has an elementary body of 0.2 μm, and its colony form is characterized by embedding it in agar medium and multiplying, forming fried egg-shaped colonies, and because it requires serum for growth, it belongs to the genus Mycoplasma. Therefore, through a growth inhibition test using antibodies, this strain (TGIF) was confirmed to be Mycoplasma orale (TGIF).
orale (TGIF)]. This strain has been designated as Mycoplasma orale (TGIF) by the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology.
[Mycoplasma orale (TGIF)]
It has been deposited as No. 1970 (FERM BP-1970). In producing the arginine deiminase of the present invention, the arginine deiminase producing bacterium is cultured by a conventional method for producing enzymes and the like. The culture may be carried out by liquid culture or solid culture, but from an industrial perspective, it is advantageous to inoculate arginine deiminase-producing bacteria into a production medium and perform static culture. As the medium composition for culturing arginine deiminase, those commonly used for culturing microorganisms, particularly mycoplasma, are widely used. Any nitrogen compound that can be used as a nitrogen source may be used, such as yeast extract, lactalbumin hydrolyzate, urea, peptone, and meat extract. The carbon source may be any carbon compound that can be assimilated, such as glucose.
In addition, serum or sterols essential for culturing mycoplasma may be added as appropriate, and various inorganic salts may be used as necessary. The culture temperature can be changed as appropriate within the range that allows the bacteria to grow and produce arginine deiminase, but it is 30 to 37°C, preferably 35 to 37°C. The culture time varies depending on the conditions, but is usually 4 to 8 days, preferably 5 days.
~6. However, it is a matter of course that the culture should be terminated at an appropriate time by determining the time when the growth of this strain reaches its maximum titer. After the culture is completed, the present enzyme can be collected from the culture using a conventional enzyme collection method. Since this enzyme is an intracellular enzyme, it can be crudely purified using conventional means for collecting enzymes from within bacteria, such as ultrasonication, frozen cell impact disruption (low-temperature cell disruption), and methods using various drugs. Obtain the enzyme solution. The crude enzyme solution thus obtained further contains known proteins,
Purified arginine deiminase is obtained by purification using isolation and purification means such as enzymes. For example, a crude arginine deiminase-containing solution is buffered with a buffer such as Tris-HCl buffer,
This is purified by an appropriate combination of chromatography using an ion exchange resin such as carboxycellulose, carboxymethyl-dextran gel, sulfopropyl-dextran gel, or a gel filtration agent such as dextran gel or polyacrylamide, and then, if necessary, A purified arginine deiminase solution can be obtained by concentrating the arginine deiminase and dissolving it in a buffer solution. The physicochemical properties of the arginine deiminase thus obtained are as described below. (1) Arginine Deiminase Activity Assay Preparation of substrate solution: 200mM Tris-HCl buffer (PH7.2) 200μ
50mMDTT (deithiothreitol) 80μ,
Prepare the substrate solution by dissolving 40μ of 100mM arginine/hydrochloric acid adduct. Preparation of enzyme solution: The arginine deiminase solution of the present invention obtained in the example described below was diluted with 10 mM Tris-HCl buffer (PH7.0) to give an enzyme solution of OD 280 =0.005. Activity measurement: Take 320μ of the above substrate solution into a small test tube,
After standing for 2 minutes in a water bath at 37℃, remove the enzyme solution.
Add 80μ and start the reaction. After reacting at 37 °C for exactly 30 min, stop the reaction by adding 100 µl of 5M perchloric acid. After that, a redox buffer [9.0g NH 4 Fe(SO 4 ) 2 .
12H 2 O, 11.0g (NH 4 ) 2 Fe (SO 4 ) 2・6H 2 O
Solution dissolved in 1N sulfuric acid solution to 100ml〕125μ
and then add the acid mixture [200ml of distilled water,
H 3 PO 4 (d=1.74) 300ml, H 2 PO 4 (d=1.84)
Add 250μ of diacetylmonoxime solution [a solution of 0.75g of diacetylmonoxime dissolved in distilled water to make 100ml], heat in boiling water for 20 minutes in the dark, and then cool.
Measure the absorbance at 490 nm. The standard line for calculating the amount of citrulline produced is at various concentrations (0.01-0.05 μmole/ml) adjusted with 1M perchloric acid.
Using 500 μl of the L-citrulline solution, the following operations were performed after adding 125 μl of the redox buffer, and the relationship between absorbance at 490 nm and citrulline concentration was plotted, and the linear region was used as a standard calibration curve. (2) Substrate specificity: To examine the specificity of the reaction to free amino acids, an amino acid mixture (10mM Tris-HCl buffer PH7.0) containing 200mg of L-arginine, 200mg of L-arginine,
Asparagine/ H2O 56.8mg, L-aspartic acid 20mg, L-cystine 50mg, L-glutamic acid 20mg, L-glutamine 300mg, glycine 10mg,
L-histidine 15mg, L-hydroxyproline
20mg, L-isoleucine 50mg, L-leucine 50
mg, L-lysine/HCl40mg, L-methionine 15
mg, L-phenylalanine 15 mg, L-proline
20mg, L-serine 30mg, L-threonine 20mg,
Contains 20mg L-tyrosine, 20mg L-valine, mg L-tryptophan) 800μ to 200μ
After adding the arginine deiminase solution of the present invention (OD 280 o m = 0.016) and incubating at 37°C for 18 hours, changes in amino acid concentration were analyzed using an automatic amino acid analyzer (Hitachi Model L-8500). As a control, the same operation was carried out by adding 10 mM Tris-HCl buffer instead of the arginine deiminase solution of the present invention. As a result, as shown in Table 1, the arginine deiminase of the present invention was found to be an enzyme that specifically acts on L-arginine to catalyze the reaction that produces citrulline.

【表】【table】

【表】 (3) 酵素作用: 次の反応を触媒する。 L−アルギニン+H2O→シトルリン+NH3 (4) PH安定性: 10μの本発明酵素溶液(OD280om=0.8)を
40μの試験PH緩衝液と混合し、37℃、3時間
インキユベートした後、950μのPBSを加え
て、20倍に希釈し、残存する酵素活性を前記酵
素活性測定法に従つて計測した。その結果、PH
5.0〜10.0まで安定であつた。 尚、試験PH緩衝液は、PH3.0〜6.0までは0.1M
クエン酸−クエン酸ナトリウム緩衝液、PH7.0
〜9.0までは0.1Mトリス塩酸緩衝液、PH10.0は
0.1Mグリシン−NaOH緩衝液を用いた。 (5) 至適PH: 種々のPH値の緩衝液を用いて、前述の酵素活
性測定法に従い、測定した結果、PH7.0〜7.5の
範囲に至適PHを有していた。 (6) 分子量: 47000±5000(SDS−PAGE法) 55000±5000(ゲル濾過法) (7) 等電点 アンフオライン ピーエージープレート
(AMPHOLINE PAGPLATE;LKB社製)を
用いる等電点電気泳動法により測定した結果、
p17.4±0.5に等電点を有する。 (8) N末端アミノ酸配列解析 後述の実施例に基づいて得られた本発明酵素
(総OD280om=0.01)を用いて液相プロテイン
シーケンサー(ベツクマン社製:
BECKMAN System 890ME)によりN末端
側からのアミノ酸配列を解析した結果、まず、
以下の如く5番目までの配列が明らかとなり、 X−Ser−Val−Phe−Ser−Asp− (式中、Xは水素原子又はMetを示す) 更に、総OD280om=0.05のサンプルで解析の結
果、以下の如く30番目までの配列が明らかとな
つた。 X−Ser−Val−Phe−Ser−Asp−Lys−Phe
−Asn−Gly−Ile−His−Val−Tyr−Ser−
Glu−Ile−Gly−Asp−Leu−Glu−Ser−Val−
Leu−Val−His−Glu−Pro−Gly−Lys−Glu
− (式中、Xは水素原子又はMetを示す) (9) アミノ酸組成分析 精製した本発明酵素標品(OD280om=0.08)
1mlに12N塩酸を等量加え、105℃、24時間加
水分解した後、アミノ酸自動分析装置(日立L
−8500型)を用いて解析した。本発明酵素の分
子量はSDS電気泳動から約47000であり、アミ
ノ酸の平均分子量を110とすると構成アミノ酸
は約427残基となることから、分析結果を427残
基当たりのアミノ酸残基数で表し、その結果を
第2表に示す。
[Table] (3) Enzyme action: Catalyzes the following reaction. L-Arginine + H 2 O → Citrulline + NH 3 (4) PH stability: 10μ of the present enzyme solution (OD 280o m = 0.8)
After mixing with 40μ of test PH buffer and incubating for 3 hours at 37°C, 950μ of PBS was added to dilute 20 times, and the remaining enzyme activity was measured according to the enzyme activity measurement method described above. As a result, PH
It was stable from 5.0 to 10.0. In addition, the test PH buffer solution is 0.1M from PH3.0 to 6.0.
Citric acid-sodium citrate buffer, PH7.0
0.1M Tris-HCl buffer until ~9.0, PH10.0
A 0.1M glycine-NaOH buffer was used. (5) Optimal PH: As a result of measurement according to the enzyme activity measurement method described above using buffer solutions with various PH values, it was found that the optimal PH was in the range of PH7.0 to 7.5. (6) Molecular weight: 47000±5000 (SDS-PAGE method) 55000±5000 (gel filtration method) (7) Isoelectric point Measured by isoelectric focusing using AMPHOLINE PAGPLATE (manufactured by LKB) As a result,
It has an isoelectric point at p17.4±0.5. (8) N-terminal amino acid sequence analysis Using the enzyme of the present invention (total OD 280o m = 0.01) obtained based on the Examples described below, a liquid phase protein sequencer (manufactured by Beckman:
As a result of analyzing the amino acid sequence from the N-terminal side using BECKMAN System 890ME), first,
The sequence up to the fifth position is revealed as shown below, and X-Ser-Val-Phe-Ser-Asp- (in the formula, X represents a hydrogen atom or Met). As a result, the sequence up to number 30 was revealed as shown below. X-Ser-Val-Phe-Ser-Asp-Lys-Phe
−Asn−Gly−Ile−His−Val−Tyr−Ser−
Glu−Ile−Gly−Asp−Leu−Glu−Ser−Val−
Leu−Val−His−Glu−Pro−Gly−Lys−Glu
- (In the formula, X represents a hydrogen atom or Met) (9) Amino acid composition analysis Purified enzyme preparation of the present invention (OD 280 o m = 0.08)
Add an equal amount of 12N hydrochloric acid to 1 ml and hydrolyze at 105℃ for 24 hours.
-8500 model). The molecular weight of the enzyme of the present invention is approximately 47,000 according to SDS electrophoresis, and if the average molecular weight of amino acids is 110, the constituent amino acids are approximately 427 residues, so the analysis results are expressed as the number of amino acid residues per 427 residues. The results are shown in Table 2.

【表】 以上の諸性質を公知のアルギニン・デイミナー
ゼと比較すると、いずれの酵素とも異なることが
判る。 また、本発明酵素は腫瘍細胞にたいする強い増
殖阻害活性を示すことから抗癌剤としての用途が
考えられる。以下に本発明酵素の腫瘍細胞に対す
る理化学的諸性状を示す。 (a) 細胞増殖抑制活性の測定法 測定に用いる細胞:本発明酵素に対し阻害感
受性の高い細胞としてCCRF−CEM細胞(ヒ
トリンパ球系白血病細胞;大日本製薬(株)から購
入)を選定し、検定に使用した。 培養用培地:10%牛胎児血清(FCS)添加
RPMI−1640培地(100mg/のペニシリンG
及び硫酸ジヒドロストレプトマイシンを含む)。 測定方法:上記培養用培地で培養された対数
増殖期にあるCCRF−CEM細胞を集め、新鮮
な培養用培地に懸濁し、細胞濃度を1.11×104
個/mlに調整する。その後、得られた細胞含有
溶液を24穴マルチプレート(MULTIDISH;
NUNC社製)に900μ/穴(well)づつ均質
な細胞懸濁液を播種する。フイルター
(MILLEX GV フイルター;ミリポア社製)
で濾過滅菌した試験溶液を100μ/well添加
し、ゆるく撹拌する。コントロールとして
PBS(リン酸緩衝液生理食塩水)100μ/well
添加する。細胞懸濁液を播種した24穴マルチプ
レートそれぞれを、5%CO2、95%空気、100
%湿度、37℃のインキユベーターで4日間培養
した後、各well内の細胞数をコールターカウン
ター(米国;コールター社製)を用いて計測す
る。 以下の式に従い増殖抑制率(%)を算出す
る。 増殖抑制率(%)=1−A−B/C−B×100 A;試験液細胞数 B;播種細胞数 C;コントロール溶液の細胞数 この系で、CCRF−CEM細胞の増殖を50%
阻害する活性を1単位(u)とした。 (b) 細胞増殖抑制に対するPH安定性 10μの本発明酵素溶液(10000u/ml)を
40μの試験PH緩衝液と混合し、37℃、3時間
インキユベートした後、950μのPBSを加え
て、20倍に希釈し、残存する細胞増殖抑制活性
を前記細胞増殖抑制活性の測定法に示した方法
に従つて計測した。その結果、PH5.0〜10.0ま
で安定であつた。 尚、試験PH緩衝液は、PH3.0〜6.0までは0.1M
クエン酸−クエン酸ナトリウム緩衝液、PH7.0
〜9.0までは0.1Mトリス塩酸緩衝液、PH10.0は
0.1Mグリシン−NaOH緩衝液を用いた。 (c) 細胞増殖抑制に対する熱安定性 10μの本発明酵素溶液(10000u/ml)を
990μの0.05Mトリス塩酸緩衝液(PH7.0)に
加え、37℃で24時間、60℃で1時間、100℃で
5分間処理した後氷冷し、残存する細胞増殖抑
制活性を測定することにより評価した。以下の
第3表にその結果を示す。
[Table] Comparing the above properties with known arginine deiminase, it can be seen that it is different from any other enzyme. Furthermore, since the enzyme of the present invention exhibits strong growth-inhibiting activity against tumor cells, it can be used as an anticancer agent. The physicochemical properties of the enzyme of the present invention against tumor cells are shown below. (a) Method for measuring cell proliferation inhibitory activity Cells used for measurement: CCRF-CEM cells (human lymphoid leukemia cells; purchased from Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) were selected as cells with high inhibition sensitivity to the enzyme of the present invention. Used for testing. Culture medium: 10% fetal calf serum (FCS) added
RPMI-1640 medium (100 mg/penicillin G
and dihydrostreptomycin sulfate). Measurement method: CCRF-CEM cells in the logarithmic growth phase cultured in the above culture medium were collected, suspended in fresh culture medium, and the cell concentration was adjusted to 1.11×10 4
Adjust to 2 pieces/ml. After that, the obtained cell-containing solution was poured into a 24-well multiplate (MULTIDISH;
A homogeneous cell suspension is seeded at 900 μ/well in a tube (manufactured by NUNC). Filter (MILLEX GV filter; manufactured by Millipore)
Add 100 μ/well of the test solution filter-sterilized using 100 μl/well and stir gently. as a control
PBS (phosphate buffered saline) 100μ/well
Added. Each of the 24-well multiplates seeded with cell suspensions was placed in 5% CO 2 , 95% air, and 100%
After culturing in an incubator at 37°C and % humidity for 4 days, the number of cells in each well is counted using a Coulter counter (manufactured by Coulter, USA). Calculate the growth inhibition rate (%) according to the following formula. Growth inhibition rate (%) = 1-A-B/C-B x 100 A; Number of cells in test solution B; Number of cells seeded C; Number of cells in control solution In this system, the proliferation of CCRF-CEM cells was suppressed to 50%.
The inhibiting activity was defined as 1 unit (u). (b) PH stability for cell growth inhibition 10μ of the present enzyme solution (10000u/ml)
After mixing with 40μ of test PH buffer and incubating at 37°C for 3 hours, 950μ of PBS was added to dilute 20 times, and the remaining cytostatic activity was shown in the method for measuring cytostatic activity described above. Measurements were made according to the method. As a result, the pH was stable from 5.0 to 10.0. In addition, the test PH buffer solution is 0.1M from PH3.0 to 6.0.
Citric acid-sodium citrate buffer, PH7.0
0.1M Tris-HCl buffer until ~9.0, PH10.0
A 0.1M glycine-NaOH buffer was used. (c) Thermostability against cell growth inhibition 10μ of the present enzyme solution (10000u/ml)
In addition to 990μ of 0.05M Tris-HCl buffer (PH7.0), treat at 37℃ for 24 hours, 60℃ for 1 hour, and 100℃ for 5 minutes, cool on ice, and measure the remaining cell growth inhibitory activity. Evaluated by. The results are shown in Table 3 below.

【表】 (d) 細胞増殖抑制作用の各種酵素に対する安定性 各種の酵素を用い、それぞれの至適PHで37
℃、6時間反応した後、残存する細胞増殖抑制
活性を測定することにより評価した。以下にそ
の結果を第4表に示す。
[Table] (d) Stability of cell proliferation inhibitory effect against various enzymes.
After reacting at ℃ for 6 hours, the remaining cell proliferation inhibitory activity was evaluated. The results are shown in Table 4 below.

【表】 (e) 細胞増殖抑制作用の各種の有機酸および有機
溶媒に対する安定性 本発明酵素溶液(2000u/ml)に各種の有機
酸および有機溶媒を各添加濃度(V/V%)で
添加し、25℃、1時間反応した。その後反応液
をPBSを用いて希釈し、本発明酵素濃度を
100u/mlになる様に調整した後、残存する細
胞増殖抑制活性を測定することにより評価し
た。以下にその結果を第5表に示す。
[Table] (e) Stability of cell proliferation inhibitory effect against various organic acids and organic solvents Various organic acids and organic solvents were added to the enzyme solution of the present invention (2000u/ml) at various concentrations (V/V%). The mixture was reacted at 25°C for 1 hour. After that, dilute the reaction solution with PBS to adjust the concentration of the enzyme of the present invention.
After adjusting the concentration to 100 u/ml, the remaining cell proliferation inhibitory activity was evaluated. The results are shown in Table 5 below.

【表】 (f) 各種腫瘍細胞に対する増殖抑制作用 各種培養系の腫瘍細胞に対する本発明酵素の
増殖抑制作用について、ヒトリンパ球系白血病
由来細胞株(CCRF−CEM、CCRF−HSB2、
CCRF−SB、RPMI−8226)、ヒト骨髄系白血
病由来細胞株(K−562、HEL92・1・7)、
ヒト腎癌由来細胞株(TRC−29R)、ヒト肺癌
由来細胞株(TLC−7NC3)、マウス乳癌由来
細胞株(C−1271)を用い、これらの細胞株の
増殖に及ぼす影響を調べた。培養に用いた培地
は、C−1271細胞株には、E−MEM培地に10
%牛胎児血清を添加した培地を使用し、それ以
外の細胞株は、RPMI−1640培地に10%牛胎児
血清を添加した培地を使用した。それぞれの細
胞株を各培地で培養し、対数増殖期にあるこれ
らの腫瘍細胞株を集め、新鮮な培養用培地に懸
濁し、細胞濃度を1×104個/mlになる様に調
整した。24穴マルチプレートに均一に懸濁した
細胞浮遊液を1ml/wellに播種した後、PBS
に溶解した本発明酵素の種々の濃度の希釈液
100μ/well添加し、5%CO2、95%空気、
100%湿度、37℃のインキユベーターで4日間
培養した。対照として本発明酵素の希釈液の代
わりにPBSを添加して培養した。 培養後の細胞数の測定は、浮遊系の細胞(白血
病由来細胞)は、ISOTON (米国;コール
ター社製)で20倍に希釈し、付着性細胞は、培地
を吸引除去した後0.1%トリプシン溶液1mlで、
培養基質から細胞を剥離し、ISOTON で20
倍に希釈して測定用サンプルとし、コールターカ
ウンター(米国;コールター社製)を用いて計測
した。更に以下の式に従い増殖抑制率(%)を算
出する。 増殖抑制率(%)=1−A−B/C−B×100 A;試験液細胞数 B;播種細胞数 C;対照溶液の細胞数 その結果、試験に供したすべての腫瘍細胞株で増
殖抑制作用が認められ、50%の増殖阻害をしめす
本発明酵素濃度は第6表に示す如く、280nmに
於けるOD値が10-5〜10-6の領域にあり、極めて
微量で作用することが明らかとなつた。
[Table] (f) Growth inhibitory effect on various tumor cells The growth inhibitory effect of the enzyme of the present invention on tumor cells in various culture systems was investigated using human lymphoid leukemia-derived cell lines (CCRF-CEM, CCRF-HSB2,
CCRF-SB, RPMI-8226), human myeloid leukemia-derived cell line (K-562, HEL92・1・7),
Using a human kidney cancer-derived cell line (TRC-29R), a human lung cancer-derived cell line (TLC-7NC3), and a mouse breast cancer-derived cell line (C-1271), the effects on the proliferation of these cell lines were investigated. The culture medium used was E-MEM medium for C-1271 cell line.
% fetal bovine serum was used, and for other cell lines, a medium containing RPMI-1640 medium supplemented with 10% fetal bovine serum was used. Each cell line was cultured in each medium, and these tumor cell lines in the logarithmic growth phase were collected and suspended in fresh culture medium, and the cell concentration was adjusted to 1×10 4 cells/ml. After seeding 1 ml/well of uniformly suspended cell suspension in a 24-well multi-plate, PBS
dilutions of the enzyme of the invention at various concentrations dissolved in
Added 100μ/well, 5% CO 2 , 95% air,
The cells were cultured in an incubator at 100% humidity and 37°C for 4 days. As a control, culture was performed by adding PBS instead of the diluted solution of the enzyme of the present invention. To measure the number of cells after culturing, floating cells (leukemia-derived cells) are diluted 20 times with ISOTON (USA; Coulter), and adherent cells are diluted with 0.1% trypsin solution after removing the medium by suction. 1 ml,
Detach the cells from the culture substrate and incubate with ISOTON for 20 min.
A sample for measurement was diluted twice, and measured using a Coulter Counter (manufactured by Coulter Inc., USA). Furthermore, the growth inhibition rate (%) is calculated according to the following formula. Growth inhibition rate (%) = 1-A-B/C-B x 100 A; Number of cells in test solution B; Number of cells seeded C; Number of cells in control solution As a result, all tumor cell lines used in the test proliferated. As shown in Table 6, the concentration of the enzyme of the present invention at which an inhibitory effect was observed and 50% growth inhibition was observed, the OD value at 280 nm was in the range of 10 -5 to 10 -6 , indicating that it acts in extremely small amounts. It became clear.

【表】 (g) 一般正常細胞に対する本発明酵素の影響 マウス3T3細胞は長期分裂増殖可能である
が、造腫瘍能を有さないことから、正常細胞に
近い細胞として、細胞変異及び細胞毒性の研究
に広く用いられており、今回一般正常細胞に対
する本発明酵素の影響の指標として用いた。マ
ウス3T3細胞を10%牛胎児血清を含むイーグル
MEM培地に懸濁し、5×104個/mlになるよ
うに調整し、φ35mmの組織培養用プラスチツク
デイシユに2mlずつ播種した。更にPBSに溶
解したOD280om値4.7×10-3の本発明酵素溶液
を終濃度がOD280om値2.35×10-4(10.2u/ml)
になるように添加し、5%CO2、95%空気、
100%湿度、37℃のインキユベーターで培養し
た。対照として本発明酵素溶液の代わりに
PBSを添加して培養した。2日間及び4日間
培養した後、0.1%トリプシン溶液を用いて細
胞を剥離し、再度培養用培地に懸濁させて単細
胞浮遊液とした。細胞浮遊液1容にPBSに溶
解した0.1%トリパンブルー溶液9容を加えた
後、ノイバウエル氏血球計測盤を用いて細胞数
を計測した。トリパンブルーにより青色に染ま
る細胞は死細胞、染まらない細胞は生細胞であ
るので、その数を計測した結果、第7表に示す
如く、本発明酵素添加培養と無添加培養の場合
に於いて、細胞生存率に有意な差は認められ
ず、本発明酵素が、正常細胞に対して直接的な
毒性を有さないことを示した。
[Table] (g) Effect of the enzyme of the present invention on general normal cells Although mouse 3T3 cells are capable of long-term division and proliferation, they do not have tumorigenic ability, so they are considered to be cells close to normal cells and are susceptible to cell mutations and cytotoxicity. It is widely used in research, and this time it was used as an indicator of the effect of the enzyme of the present invention on general normal cells. Eagle containing mouse 3T3 cells with 10% fetal bovine serum
The cells were suspended in MEM medium, adjusted to 5×10 4 cells/ml, and seeded in 2 ml portions in φ35 mm tissue culture plastic dishes. Furthermore, the enzyme solution of the present invention having an OD 280 o m value of 4.7 x 10 -3 dissolved in PBS was added to a final concentration of OD 280 o m value of 2.35 x 10 -4 (10.2 u/ml).
5% CO 2 , 95% air,
Culture was performed in an incubator at 100% humidity and 37°C. Instead of the enzyme solution of the present invention as a control
PBS was added and cultured. After culturing for 2 and 4 days, the cells were detached using a 0.1% trypsin solution and resuspended in a culture medium to obtain a single cell suspension. After adding 9 volumes of 0.1% trypan blue solution dissolved in PBS to 1 volume of the cell suspension, the number of cells was counted using a Neubauer hemocytometer. Cells that are stained blue by trypan blue are dead cells, and cells that are not stained are live cells.As a result of counting the number, as shown in Table 7, in the case of culture with the enzyme of the present invention and culture without additives, No significant difference in cell survival rate was observed, indicating that the enzyme of the present invention has no direct toxicity to normal cells.

〔実施例〕〔Example〕

次いで本発明の実施例を挙げるが、本発明はこ
れらによつて何ら限定されるものではない。 実施例 1 PPLOブロス(DIFCO社製)7容、ウマ血清
2容、酵母エキス1容、ペニシリンG1000u/ml、
酢酸タリウム500μg/mlを加えた液体培地500ml
に、1×106CFU/mlのマイコプラズマ・オラー
レ(TGIF)を10ml接種し、37℃、5日間静置培
養した。培養液を高速冷却遠心分離機(日立
SCR−20BA型)を用い、4℃、11000r.p.m、30
分間遠心し、ペレツト状に集菌した。 得られたマイコプラズマ・オラーレTGIFの菌
体1g(湿重量)を30mlのPBSに懸濁した後、
氷冷下超音波処理(120秒、4〜5回)により菌
体を破砕した。破砕液を4℃、18000r.p.mで40分
間遠心分離し、上清を分離した。沈澱物は、再度
30mlのPBSに懸濁した後、上記と同一の操作を
行い、上清液を分離し、先に得た上清と混合して
透折用セルロースチユーブ(米国、VISKASE社
製)に入れ、10mMトリス塩酸緩衝液(PH7.0)
3に対し4℃での透折を24時間づつ2回くり返
した。 得られた菌体抽出液を、予め同一緩衝液
〔10mMトリス塩酸緩衝液(PH7.0)〕で平衡化し
たDEAE−Sepharoseカラム(φ16×200mm)に吸
着させ、カラム容量の3倍の同一緩衝液で洗浄し
た後、同一緩衝液に溶解したNaClによる0から
200mMの直線的濃度勾配で溶出を行つた。溶出
液は6mlごとの分画に集め、各分画の細胞増殖抑
制活性を前記の活性測定法に示した方法により調
べた結果、NaCl濃度20mMから100mMまでの分
画に活性の溶出が認められた。 DEAE−Sepharoseのイオン交換クロマトグラ
フイーで精製された細胞増殖抑制活性画分を集
め、限外濾過膜(YM−10;米国アミコン社製)
を用いて9.5ml濃縮した後、予め50mMのNaClを
含む10mMトリス塩酸緩衝液(PH7.0)で平衡化
したゲル濾過(UltrogelAcA44;スウエーデン、
LKB社製)のカラム(φ26×930mm)にチヤージ
し、同一緩衝液を用いて溶出した。溶出液は5ml
の分画に集め、各分画の細胞増殖抑制活性を前記
の活性測定法に示した方法により調べた結果、溶
出液量の240mlから310mlの範囲に細胞増殖抑制活
性の溶出が認められた。 ゲル濾過によつて精製された細胞増殖抑制活性
画分を集めることにより61mlの溶液が得られた。
得られた溶液を限外濾過膜(YM−10;米国アミ
コン社製)を用いて5mlに濃縮した後、透折用セ
ルロースチユーブ(米国、VISKASE社製)を用
いて10mMトリス塩酸緩衝液(PH7.0)2に対
し、4℃で2回(48時間)透折した。透折後の溶
液の一部を予め10mMトリス塩酸緩衝液(PH7.0)
に平衡化したイオン交換クロマトグラフイー
(MonoQ HR5/5カラム;スウエーデン、フア
ルマシア社製)に吸着させた後、同一緩衝液に溶
解したNaClによる0から200mMの直線的濃度勾
配で溶出した。流速1ml/分で20mlの溶媒を使用
した。溶出液の蛋白濃度変化を280nmの紫外線
吸収で観測しながら、蛋白質溶出ピーク毎に分画
し、各分画の細胞増殖抑制活性を前記の活性測定
法に示した方法により調べた結果、NaCl濃度が
55mMから65mMに溶出する蛋白ピークに存在す
ることが明らかとなつた。 前記のイオン交換クロマトグラフイー
(MonoQ HR5/5カラム;スウエーデン、フア
ルマシア社製)によつて精製された活性蛋白ピー
ク画分をさらに精製するために、得られた活性蛋
白ピーク画分を集め、この溶液を透折用セルロー
スチユーブ(米国、VISKASE社製)を用いて
10mMトリス塩酸緩衝液(PH7.0)3に対し、
4℃で24時間透折した後、透折後の溶液の一部を
予め10mMトリス塩酸緩衝液(PH7.0)に平衡化
したイオン交換クロマトグラフイー(MonoS
HR5/5カラム;スウエーデン、フアルマシア
社製)に吸着させた。吸着した蛋白質の溶出は、
同一緩衝液に溶解したNaClによつて行い、流速
1ml/分で20分後からNaClの濃度を0から
100mMまでの直線的濃度勾配で溶出させた。溶
出液の蛋白濃度変化を280nmの紫外線吸収で観
測しながら、蛋白質溶出ピーク毎に分画し、各分
画の細胞増殖抑制活性を前記の活性測定法に示し
た方法により調べた結果、NaCl濃度が60mM付
近にある単一ピークに局在して溶出することがわ
かり、その分画を採取した。 イオン交換クロマトグラフイー(MonoQ
HR5/5カラム;スウエーデン、フアルマシア
社製)およびイオン交換クロマトグラフイー
(MonoS HR5/5カラム;スウエーデン、フア
ルマシア社製)を用いる精製操作を繰り返し全試
料の処理を行つた結果、本発明酵素標品として約
3mgを得た。 試験例(純度検定) (1) 逆相高速液体クロマトグラフイーによる検定 本発明酵素の0.1%トリフルオロ酢酸溶液
(100μg/ml)500μをシリカゲルを担体とした
逆相クロマトグラフイー用カラム(ODS)にか
けて高速液体クロマトグラフイーをおこなつた。
溶出は流速1ml/分で0.1%トリフルオロ酢酸を
溶媒とし、アセトニトリル(CH3CN)の濃度を
0〜60%まで1%/分の速度の直線的濃度勾配で
溶出させた。その結果43〜45%のアセトニトリル
濃度に単一のピークとして溶出されることから、
均一な物質であることがわつた。 (2) ポリアクリルアミドゲル電気泳動による検定 本発明酵素の12%ポリアクリルアミドスラブゲ
ルを用いたSDS電気泳動を常法〔電気泳動学会
編、電気泳動実験法 208頁、(1976年)文光堂〕
に従つて行つた。泳動に供した本発明酵素標品は
1%SDS(ラウリル硫酸ナトリウム)存在下で
0.1M2−メルカプトエタノール添加及び無添加
で、37℃、20時間インキユベートして変性させる
ことにより調製した。泳動終了後、日本バイオラ
ツドラボラトリーズ社製の銀染色キツトを用い、
これに添付されている処方に従つて泳動蛋白染色
を行つた。その結果本発明酵素標品は、還元剤の
存在下でも非存在下でも単一なバンドになること
から、均一な蛋白質であることが明らかになつ
た。また同時に泳動した分子量マーカーとの相対
泳動度から本発明酵素の分子量は約47000である
ことがわかつた。 〔発明の効果〕 本発明は新規なアルギニン・デイミナーゼを提
供するもので、また本アルギニン・デイミナーゼ
は、腫瘍細胞増殖阻害作用を示し、抗腫瘍剤とし
ての用途が期待されるものである。
Next, examples of the present invention will be given, but the present invention is not limited thereto. Example 1 7 volumes of PPLO broth (manufactured by DIFCO), 2 volumes of horse serum, 1 volume of yeast extract, 1000 u/ml of penicillin G,
500ml of liquid medium containing 500μg/ml of thallium acetate
10 ml of Mycoplasma orale (TGIF) at 1×10 6 CFU/ml was inoculated into the tube and cultured stationary at 37° C. for 5 days. Transfer the culture solution to a high-speed refrigerated centrifuge (Hitachi
SCR-20BA type), 4℃, 11000r.pm, 30
The cells were centrifuged for a minute to collect the bacteria into a pellet. After suspending 1 g (wet weight) of the obtained Mycoplasma orale TGIF cells in 30 ml of PBS,
The bacterial cells were disrupted by ultrasonication (120 seconds, 4 to 5 times) under ice cooling. The disrupted solution was centrifuged at 4° C. and 18,000 rpm for 40 minutes, and the supernatant was separated. The precipitate is again
After suspending in 30ml of PBS, perform the same operation as above to separate the supernatant, mix it with the supernatant obtained earlier, put it in a cellulose tube for dialysis (manufactured by VISKASE, USA), and add 10mM Tris-HCl buffer (PH7.0)
Transmission analysis at 4°C was repeated twice for 24 hours each. The obtained bacterial cell extract was adsorbed onto a DEAE-Sepharose column (φ16 x 200 mm) equilibrated in advance with the same buffer [10mM Tris-HCl buffer (PH7.0)], and the same buffer was added to 3 times the column volume. After washing with NaCl in the same buffer,
Elution was performed with a 200mM linear gradient. The eluate was collected into fractions of 6 ml each, and the cell proliferation inhibitory activity of each fraction was examined using the method described in the activity measurement method described above. As a result, activity was observed to elute in fractions with NaCl concentrations of 20 mM to 100 mM. Ta. The cell proliferation inhibitory activity fraction purified by DEAE-Sepharose ion exchange chromatography was collected and filtered using an ultrafiltration membrane (YM-10; manufactured by Amicon, USA).
After concentrating 9.5 ml using
It was charged to a column (φ26 x 930 mm) manufactured by LKB Co., Ltd., and eluted using the same buffer. Eluate is 5ml
The cell proliferation inhibitory activity of each fraction was examined using the method described in the activity measurement method described above, and as a result, cell proliferation inhibitory activity was observed in the eluate volume range of 240 ml to 310 ml. A 61 ml solution was obtained by collecting the cytostatic activity fractions purified by gel filtration.
The obtained solution was concentrated to 5 ml using an ultrafiltration membrane (YM-10; manufactured by Amicon, USA), and then diluted with 10mM Tris-HCl buffer (PH7) using a cellulose tube for dialysis (manufactured by VISKASE, USA). .0) 2 was subjected to dialysis twice (48 hours) at 4°C. A part of the solution after dialysis was preliminarily added to 10mM Tris-HCl buffer (PH7.0).
After adsorption onto an ion exchange chromatography column (MonoQ HR5/5 column; manufactured by Pharmacia, Sweden) equilibrated with , it was eluted with a linear concentration gradient from 0 to 200 mM using NaCl dissolved in the same buffer. 20 ml of solvent was used at a flow rate of 1 ml/min. While observing changes in the protein concentration of the eluate using ultraviolet absorption at 280 nm, each protein elution peak was fractionated, and the cell proliferation inhibitory activity of each fraction was examined using the method shown in the activity measurement method above. As a result, the NaCl concentration was determined. but
It was revealed that the protein peak eluted from 55mM to 65mM. In order to further purify the active protein peak fraction purified by the above ion exchange chromatography (MonoQ HR5/5 column; manufactured by Pharmacia, Sweden), the obtained active protein peak fractions were collected and The solution was filtered using a cellulose tube for dialysis (manufactured by VISKASE, USA).
10mM Tris-HCl buffer (PH7.0) 3
After diafiltration at 4°C for 24 hours, a portion of the diafiltration solution was subjected to ion exchange chromatography (MonoS) equilibrated in 10mM Tris-HCl buffer (PH7.0).
It was adsorbed onto an HR5/5 column (manufactured by Pharmacia, Sweden). Elution of adsorbed protein is
The concentration of NaCl was increased from 0 to 0 after 20 minutes at a flow rate of 1 ml/min.
Elution was performed with a linear concentration gradient up to 100mM. While observing changes in the protein concentration of the eluate using ultraviolet absorption at 280 nm, each protein elution peak was fractionated, and the cell proliferation inhibitory activity of each fraction was examined using the method shown in the activity measurement method above. As a result, the NaCl concentration was determined. was found to elute locally in a single peak around 60mM, and that fraction was collected. Ion exchange chromatography (MonoQ
As a result of repeated purification operations using HR5/5 column (manufactured by Pharmacia, Sweden) and ion exchange chromatography (MonoS HR5/5 column; manufactured by Pharmacia, Sweden), the enzyme preparation of the present invention was obtained. About 3 mg was obtained. Test example (purity test) (1) Verification by reversed phase high performance liquid chromatography A column for reversed phase chromatography (ODS) using 500μ of a 0.1% trifluoroacetic acid solution (100μg/ml) of the enzyme of the present invention as a carrier on silica gel. High performance liquid chromatography was performed over the course of the process.
Elution was carried out using 0.1% trifluoroacetic acid as a solvent at a flow rate of 1 ml/min, and a linear concentration gradient of acetonitrile ( CH3CN ) from 0 to 60% at a rate of 1%/min. As a result, it was eluted as a single peak at an acetonitrile concentration of 43 to 45%.
It turned out to be a homogeneous substance. (2) Assay by polyacrylamide gel electrophoresis SDS electrophoresis of the enzyme of the present invention using a 12% polyacrylamide slab gel is performed using a conventional method [edited by the Electrophoresis Society, Electrophoresis Experimental Methods, p. 208, (1976) Bunkodo]
I followed. The enzyme preparation of the present invention subjected to electrophoresis was incubated in the presence of 1% SDS (sodium lauryl sulfate).
It was prepared by incubating and denaturing at 37°C for 20 hours with and without the addition of 0.1M 2-mercaptoethanol. After the electrophoresis is complete, use a silver staining kit manufactured by Nippon Bio-Rats Laboratories, Inc.
Electrophoretic protein staining was performed according to the instructions attached to this. As a result, the enzyme preparation of the present invention was found to be a homogeneous protein, as it formed a single band in the presence and absence of a reducing agent. Furthermore, the molecular weight of the enzyme of the present invention was found to be approximately 47,000 from the relative mobility with the molecular weight marker that was electrophoresed at the same time. [Effects of the Invention] The present invention provides a novel arginine deiminase, and this arginine deiminase exhibits a tumor cell growth inhibiting effect and is expected to be used as an antitumor agent.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも下記の理化学的性状を有するアル
ギニン・デイミナーゼ。 (a) 作用;L−アルギニンと水からシトルリンと
アンモニアを生成する酵素反応を触媒する (b) 基質特異性;L−アルギニンに基質特異性を
有する (c) 至適PH;7.0〜7.5 (d) PH安定性;5.0以上 (e) 分子量;47000±5000(SDS−PAGE法によ
る) (f) 等電点;7.4±0.5 2 マイコプラズマ属に属する菌株に由来した酵
素である特許請求の範囲第1項記載のアルギニ
ン・デイミナーゼ。 3 N末端側より少なくとも X−Ser−Val−Phe−Ser−Asp− (式中、Xは水素原子又はMetを示す) のアミノ酸配列を有するポリペプチドを構成成分
としてなる特許請求の範囲第1項記載のアルギニ
ン・デイミナーゼ。 4 マイコプラズマ・オラーレに属するアルギニ
ン・デイミナーゼ生産菌を培地に培養し、培養物
より該アルギニン・デイミナーゼを採取すること
を特徴とするアルギニン・デイミナーゼの製造
法。 5 アルギニン・デイミナーゼが特許請求の範囲
第1項記載のアルギニン・デイミナーゼである特
許請求の範囲第4項記載の製造法。 6 マイコプラズマ・オラーレに属するアルギニ
ン・デイミナーゼ生産菌が、マイコプラズマ・オ
ラーレ(TGIF)(FERM BP−1970)である特
許請求の範囲第4項記載の製造法。 7 少なくとも下記の理化学的性状のアルギニ
ン・デイミナーゼ活性を有する腫瘍細胞増殖阻害
活性物質。 (a) 作用;L−アルギニンと水からシトルリンと
アンモニアを生成する酵素反応を触媒する (b) 基質特異性;L−アルギニンに基質特異性を
有する (c) 至適PH;7.0〜7.5 (d) PH安定性;5.0以上 (e) 分子量;47000±5000(SDS−PAGE法によ
る) (f) 等電点;7.4±0.5
[Scope of Claims] 1. Arginine deiminase having at least the following physical and chemical properties. (a) Action: Catalyzes the enzymatic reaction that produces citrulline and ammonia from L-arginine and water (b) Substrate specificity: Has substrate specificity for L-arginine (c) Optimal pH: 7.0-7.5 (d ) PH stability: 5.0 or more (e) Molecular weight: 47000±5000 (according to SDS-PAGE method) (f) Isoelectric point: 7.4±0.5 2. Claim 1, which is an enzyme derived from a strain belonging to the genus Mycoplasma. Arginine deiminase as described in Section. 3. Claim 1 comprising a polypeptide having an amino acid sequence of at least X-Ser-Val-Phe-Ser-Asp- (wherein X represents a hydrogen atom or Met) from the N-terminal side. Arginine deiminase as described. 4. A method for producing arginine deiminase, which comprises culturing an arginine deiminase-producing bacterium belonging to Mycoplasma orale in a medium, and collecting the arginine deiminase from the culture. 5. The production method according to claim 4, wherein the arginine deiminase is the arginine deiminase according to claim 1. 6. The production method according to claim 4, wherein the arginine deiminase-producing bacterium belonging to Mycoplasma orale is Mycoplasma orale (TGIF) (FERM BP-1970). 7. A tumor cell growth inhibiting substance having arginine deiminase activity with at least the following physical and chemical properties. (a) Action: Catalyzes the enzymatic reaction that produces citrulline and ammonia from L-arginine and water (b) Substrate specificity: Has substrate specificity for L-arginine (c) Optimal pH: 7.0-7.5 (d ) PH stability: 5.0 or more (e) Molecular weight: 47000±5000 (by SDS-PAGE method) (f) Isoelectric point: 7.4±0.5
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