JPH0335B2 - - Google Patents

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JPH0335B2
JPH0335B2 JP58217176A JP21717683A JPH0335B2 JP H0335 B2 JPH0335 B2 JP H0335B2 JP 58217176 A JP58217176 A JP 58217176A JP 21717683 A JP21717683 A JP 21717683A JP H0335 B2 JPH0335 B2 JP H0335B2
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JP
Japan
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enzyme
25dkg
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keto
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Takayasu Sonoyama
Bunji Kageyama
Kobei Kobayashi
Masahiro Tanimoto
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Shionogi and Co Ltd
Original Assignee
Shionogi and Co Ltd
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0006Oxidoreductases (1.) acting on CH-OH groups as donors (1.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02Monosaccharides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/58Aldonic, ketoaldonic or saccharic acids
    • C12P7/602-Ketogulonic acid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、2,5−ジケト−D−グルコン酸リ
ダクターゼ(2,5−diketo−D−gluconic
acidreductase、以後25DKG−Raseと略す)に関
する。 すなわち本酵素は、2,5−ジケト−D−グル
コン酸(以後25DKGと略す)を還元型ニコチン
アミド・アデニン・ジヌクレオチド・リン酸(以
後NADPHと略す)存在下に還元し、ビタミン
Cの前駆物質である2−ケト−L−グロン酸(2
−keto−L−gulonic acid、以後2KLGと略す)
を生成する作用を有す。 本発明者らは、多くの2KLG生産菌株の
25DKGを還元する酵素を研究してきたところ、
コリネバクテリウム(Corynebacterium)に属す
る2KLG生産菌株より得た25DKG−Raseが
NADPH存在下に (i) 25DKGを2KLGに還元しかつ、 (ii) 5−ケト−D−フラクトース(以後5KFと略
す)をL−ソルボーズ(L−sorbose)に還元
する 性質を有することを見い出した。また、この今ま
で知られていない作用を有する(この両作用を併
せ有する)新規酵素を単離精製することに成功
し、本発明を完成した。 すなわち本発明の目的は、次の物理化学的性質
を有する25DKG−Raseを提供することにある。 (イ) 酵素作用: NADPHを補酵素として、 (i) 25DKG又はその塩を2KLG又はそのその
塩に還元する。 (ii) 5KFをLソルボーズに還元する。 (ロ) 基質特異性: 25DKGおよび5KFに対し特異性を示す。(但
し、この2基質に共通の、5位のケト基の保有、
という特徴を共にする5−ケト−D−グルコン酸
を還元せず、また末端アルコール基に隣接するケ
ト基を有するD−フラクトースやL−ソルボーズ
などのケトースや、2位がケト基である2KLGや
2−ケト−Dグルコン酸に対しても還元作用を示
さない) (ハ) 至適PH:PH6〜7 (ニ) PH安定性:PH5〜7 (ホ) 分子量:29000±2000 (ヘ) 等電点:PH4.4±0.3 本酵素は、コリネバクテリウム属に属する
2KLG生産菌株の菌体を破砕し、その破砕液より
得られる菌体内酵素である。酵素源としては、コ
リネバクテリウム属に属する2KLG生産菌株であ
るコリネバクテリウム・スピーシーズNo.20A−77
(Corynebacterium sP.No.20A−77,
ATCC31090、FFRM−P2770)およびこの菌体
より造成した変異株(たとえば5−ケト−D−グ
ルコン酸代謝欠損変異株、FERM−BP108)が
挙げられるが、コリネバクテリウム・スピーシー
ズNo.13(ATCC31089)やコリネバクテリウム・ス
ピーシーズNo.K106(ATCC31088)およびこれら
の菌株から造成される変異株も同様に酵素源とし
て用いられる。(20A−77株、T13株およびK106
株の菌学的性状は、特公昭56−15877号公報に、
またFERM−BP108株の親株20A−77株からの誘
導変異法は特開昭58−162296号公報に詳述されて
いる。) これらの2KLG生産菌株に本発明の25DKG−
Raseを生産させるための生育培地に特別な制限
はない。たとえば1〜3%のD−グルコースや蔗
糖等の糖やグルコン酸、グリセリン等の有機酸を
炭素源として用い、0.5〜5%のポリペプトンや
コーン・ステイープ・リカーを窒素源として加
え、リン酸塩、マグネシウム塩その他生育に必要
なビタミン類や微量の金属塩を加えた倍地を用い
る。この培地に前記の2KLG生産菌を植菌し、25
〜35℃で15〜30時間培養し生育させる。 生育後の培養液から菌体内酵素を抽出するため
の方法としては、たとえば次のようなものが挙げ
られる。すなわち、先づ培養液より遠心分離等の
方法で菌体を集め、水又は生理食塩水、あるいは
適当なPHを有する緩衝液で洗菌する。洗菌された
菌体を適当なPHを有する緩衝液に懸濁し、超音
波、フレンチプレスあるいは酵素(リゾチーム)
等の処理により菌体を破砕して菌体内酵素を含む
菌体の破砕液とする。この破砕液から、遠心分離
等により未破砕菌体や破砕菌体残渣を取り除き、
上澄液(粗酵素液)を得る。この粗酵素液に硫酸
アンモニウムを加えて塩析する。(30〜70%飽和
画分)。 この塩析物を酵素が失活しない適当な緩衝液に
溶解し、透析処理を施し硫酸アンモニウムをのぞ
いた後、この酵素液をイオン交換クロマトグラフ
イー、アフイニテイークロマトグラフイー等の精
製処理を行うことにより単一に精製された
25DKG−Raseを得る。 この精製された25DKG−Raseの物理化学的な
性状を詳述すれば次のとおりである。 (1) 作用: 25DKG+NADPH+H+→2KLG+
NADP+5KF+NADPH+H+→L−ソルボーズ
+NADP+上記反応における水素供与体として
は、NADPHが用いられる。NADH(還元型ニコ
チンアミド・ジヌクレオチド)を水素供与体とし
て用いた場合、その反応速度は、NADPHを用
いた場合の反応速度の250分の1以下である。 (2) 基質特異性: 25DKGおよび5KFに特異性を示す。 この2基質と類似(5位にケト基を有する)の
5−ケト−D−グルコン酸は還元されず、末端ア
ルコールに隣接するケト基を有するD−フラクト
ースやL−ソルボース等などのケトースや2位が
ケト基である2KLGや2−ケト−D−グルコン酸
に対しても還元作用を示さない。 NADPあるいは、NAD存在下に2KLGあるい
はL−ソルボーズを加えても25DKGあるいは
5KFの生成は、全くあるいはほとんど認められな
い。 (3) 至適PH:PH6〜7 (4) PH安定性:PH5〜7 (PH4〜5は0.1Mジメチルグルタル酸緩衝液、
PH6〜7は、0.1Mグツド(PIPES)緩衝液、PH
8〜9は、0.1Mトリス・塩酸緩衝液中にて、28
℃、30分処理し残存活性を測定)。PH5〜7では
70%以上残存活性が認められたがPH4以下、8以
上では30%以下の残存活性しか認められなかつ
た。 (5) 酵素活性の測定法 0.1mM NADPHおよび3.3mMのCa−25DKG
を含む0.1Mトリス緩衝液(PH7)に酵素液を加
え30℃で反応させ、NADPEの酸化を340nmの吸
光値の減少から測定する。酵素活性の1unitは、
1分間にNADPH1μmoleを酸化させる酵素活性
と定義する。 (6) 作用温度の範囲:25〜45℃ (7) PH、温度による失活の条件: PH4以下およびPH8以上で、28℃、2時間放置
すると96%以上失活する。 (8) 阻害、活性化および安定化: 蓚酸塩により阻害され、グリセロアルデヒドに
よりわずかに阻害される。Mn++およびMg++
加えても顕著には活性化されない。高濃度のグリ
セリン(30〜50%)やシユークロース(1M)に
より安定化される。 (9) 分子量:29000±2000 (SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動法およ
びゲル過去による測定) (10) 等電点:PH4.4±0.3 (等電点電気泳動法により測定) (11) 酵素のKm値:2.2±1.5mM(基質25DKG、
0.1Mトリス緩衝液(PH7.0)、温度30℃) 本発明の25DKG−Raseは上記酵素作用を発揮
する用途に使用可能である。すなわち、補酵素
NADPHの存在下に25DKGまたは5−ケト−フ
ラクトースと作用させることにより、2KLGまた
はL−ソルボーズを、それぞれ製造することがで
きる。25DKGの場合を例にとると、反応は通常
25〜45℃、PH6〜7、で行う。反応に際しての基
質25DKGのモル濃度は、水素供与体である
NADPHのモル濃度とほぼ等しく、酵素反応の
常識によつて定められるが、20〜200mM程度が
適当とされる。また酵素濃度は0.5〜5.0unit/ml
程度が適当である。また反応に際して、酵素を適
当な担体に固定化して用いることもできる。これ
らの固定化は、酵素に関して知られている一般的
方法が使用可能である。たとえば、官能基を有す
る樹脂の膜、粒などに直接あるいは二官能基を有
する橋状体たとえばグルタルアルデヒドなどを介
して結合させる。 前記酵素反応の時間はとくに制限する必要がな
いが、30℃における反応の場合60〜120分間で基
質中の25DKGの90%以上が2KLGに還元されう
る。以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。 実施例 1 (1) 菌の培養 (i) 種培地: D−グルコース 1.0% イースト・エキストラクト(Difco) 0.5% バクト・ペプトン(Difco) 0.5% NaNO3 0.1% KH2PO4 0.1% MgSO4・7H2O 0.02% PH7.0 上記組成の培地60mlを500ml容のフラスコに入
れ120℃、15分間蒸気滅菌した。 (ii) 生育用培地: D−グルコース 2.0% コーン・ステイープ・リカー 3.0% イースト・エキストラクト 0.1% NaNO3 0.3% KH2PO4 0.06% PH7.2 上記組成の培地20を30容ジヤー・フアーメ
ンターに入れ、消泡剤(ポリプロピレングリコー
ルP−2000)50ppmを加えて、120℃、20分間滅
菌した。 (iii) 培養方法 コリネバクテリウム・スピーシーズNo.20A−77
の変異株(FERM−BP108)を10本の種培地に
1白金耳ずつ植菌し、28℃、18時間、ロータリー
振盪機(振幅71mm、270rpm)で培養した。10本
の種培養液を生育用培地に植菌し、通気量
0.5vvm、撹拌400rpm、28℃にて22時間培養し
た。(OD=19) (2) 酵素の抽出 (1)で得た培養液から、遠心分離(シヤープレス
遠心機、10000G、10分)によつて菌を集め、
0.1Mトリス緩衝液(以後トリス緩衝液はTBと略
す。又特記しないかぎりPHは7.0である)で洗菌
した。この洗菌体をOD=150になるように
0.1MTBに懸濁し超音波(160watt×7分/80ml)
にて菌を破砕した。菌の破砕液から遠心分離
(15000G、30分)により未破砕の菌体および菌体
残渣をとりのぞき約1の上澄液を得た。(蛋白
質=10.3mg/ml、25DKG−Rase=0.63unit/ml)。 (3) 酵素の精製(以下の操作はすべて4℃以下で
行つた) (i) 硫酸アンモニウム(硫安)分画 上記(2)で得た上澄液に30%飽和になるように硫
安を加え塩析物を遠心分離(10000G、10分)に
より取りのぞき、上澄液にさらに70%飽和になる
ように硫安を加えた。約1時間氷冷した後遠心分
離(10000G、10分)にて析出した蛋白質を集め
た。この蛋白質を200mlの0.1MTBに溶解し
0.02MTBに対し1夜透析した。 (ii) イオン交換クロマトグラフイー 上記(i)で得た透析液(250ml、蛋白質13.6mg/
ml)をDEAE−セフアロースCL−6B(フアーマ
シアフアインケミカルズ製)カラムに充填し下記
の条件でクロマトグラフイーを行つた。 カラム:1.6×30cm、平衡化液:0.02MTB、溶
出液=0.02MTB(200ml)−0.15MNaCl/
0.02MTB(300ml)−0.25MNaCl/0.02MTB(200
ml)。 溶出液を5mlずつのフラクシヨンにとり分け、
各フラクシヨンの酵素活性を後記(5)−(ii)で記載す
る方法でCa−25DKG及び5KFを基質として測定
した。この結果、0.25M NaCl/0.02MTBで溶
出された約80mlの溶出液に、両基質に対する酵素
活性が認められた。この溶出液に70%飽和になる
ように硫安を加え蛋白質を塩析し、塩析物を30ml
の0.1MTBに溶解し、0.02MTBに対し4℃、1
夜透析した。 (iii) アフイニテイ・クロマトグラフイー 上記(3)−(ii)で得られた透析液を、0.02MTBで
あらかじめ平衡化されたアミコン・マトリツクス
ゲルレツドA(アミコン フアーイースト リミ
テツド製)カラムに充填し、次の条件でクロマト
グラフイーを行つた。カラム:1.6×19cm、洗浄
液:0.4M NaCl/0.02MTB(400ml)、溶出液:
0.5M NaCl/0.02MTB(450ml)−0.7M NaCl/
0.02MTB(150ml)−1M NaCl/0.02MTB(300
ml)。 (3)−(ii)同様、溶出された各フラクシヨン(各5
ml)の酵素活性を測定した結果0.7M−1M
NaCl/0.02MTBで溶出された18フラクシヨンに
25DKGおよび5KFの両基質に対する酵素活性を
認めた。 約90mlの溶出液に0.02MTB225mlを加えNaCl
濃度を低下させ、再度アミコン マトリツクスゲ
ル レツドA カラム(1.9×13cm)に充填し
0.2M NaCl/0.02MTB120mlで洗浄したのち
0.5mM NADPHと0.2M NaClを含む
0.02MTB150mlで溶出した。各5mlずつ溶出液を
取り分け各フラクシヨンの酵素活性を上記同様に
測定した。この結果0.5mM NADPHおよび0.2M
NaClを含む0.02MTBでの70ml溶出区分を中心に
高い酵素活性を有するフラクシヨン(約35ml)が
得られた。 (iv) 酵素の濃度とNADPHの除去 上記(iii)で得られた溶出液に30%飽和になるよう
に硫安を加え、あらかじめ30%飽和硫安を含む
0.02MTBで平衡化してあるフエニルセフアロー
スCL−4B(フアーマシア・フアインケミカルズ
製)のカラム(0.9×3cm)に充填した。このカ
ラムを30%飽和硫安を含む0.02MTBで洗浄し
340nmの吸光値を測定して完全にNADPHを洗い
除いたのち、0.02MTBで酵素を溶出し1mlずつ
分画した。このフラクシヨンの酵素活性を測定し
たところ、4フラクシヨンに高い酵素活性が認め
られた。この4本のフラクシヨンの液を集め精製
酵素液とし、以後の測定に用いた。この溶液は、
54units/mlの25DKG−Rase活性を示し、かつ
0.58mg/mlの蛋白質を含むものであつた。 (4) 精製酵素液の純度 上記(3)で得た精製酵素液の2〜5μをSDS−
ポリアクリルアミドゲル電気泳動(分離ゲル:10
%アクリルアミド、泳動条件:40mA、1Hr、室
温)により分析したところ、29000±2000の分子
量に相当する位置に単一なバンドとして泳動し
た。 さらにゲル過(セフアデツクスG−100)に
より分析したところ分子量29000±2000に相当す
る溶出区分に酵素活性が認められた。 この酵素液5μ等を等電点電気泳動 (ゲル:ポリアクリルアミド;泳動条件(イ):PH
インターバル25〜5;陽電極液=0.1MH2SO4
陰電極液0.1M NaOH、6W、2700VH、泳動条
件(ロ);PHインターバル4.0〜6.5、陽電極液=
0.04MDL−グルタミン酸、陰電極液0.2M
NaOH、25W、2600VH;温度18〜20℃) で測定したところPH4.4±0.2の位置に単一なバン
ドとして泳動した。以上の事実よりこの精製酵素
液は、25DKG−Raseのみを含む酵素液であるこ
とを確認した。 (5) 酵素の物理化学的性質の測定 (i) 酵素反応 25μmolesの基質(Ca−25DKG又は5KF)およ
び15μmolesのNADPHを含む0.1Mトリス緩衝液
(PH7)3.0mlに(3)で得られた精製酵素液10μlを加
え、30℃で60分反応させた。反応後、反応液をペ
ーパークロマトグラフイー(展開剤:フエノー
ル:ギ酸:水=75:4:25、発色剤=アニリン−
水素−フタル酸溶液)およびガスクロマトグラフ
イー(カラム:SE−52、キヤリアーガス:ヘリ
ウム、サンプル:トリメチルシリル化誘導体)で
分析した。両クロマトグラフイーによる分析の結
果より25DKGからは2KLGのみが生成し、5KF
からはL−ソルボースのみが生成した。第1表に
ガスクロマトグラフイーで生成物を定量分析した
結果を示す。
【表】 (ii) 基質特異性 0.3μmole NADPHを含む0.1Mトリス緩衝液
(PH7)2.9mlを1cmの光路差を有する石英キユベ
ツトに入れ、(3)で得られた酵素液を、1〜5μ
加え30℃に保温し、0.1Mの各基質溶液を0.1ml加
えた。340nmの吸光値の減少を経時的に測定し、
1分当りの吸光値の減少量より各基質に対する反
応性を測定した。その結果を第2表に示す。
【表】 上記より明らかなように本発明の酵素は、
25DKG、5KFには高い活性を示すが、5−ケト
−D−グルコン酸、D−フラクトース、L−ソル
ボーズ、2−ケト−D−グルコン酸、2KLGに対
しては還元活性を示さないことが確認された。 (iii) 補酵素(水素供与体)について (5)−(ii)の反応系のNADPHをNADHにかけて
基質Ca−25DKGおよび5KFに対する25DKG.
Raseの酵素活性を測定した。 その結果を第3表に示した。
【表】 上表に示すようにCa−25DKGに対して
NADPHを水素供与体としたとき、精製酵素液
1ml当り54unitの活性を示したがNADHを用い
ると0.2unit以下の活性しか示さなかつた。同様
に5KFを基質とした場合、NADPHを水素供与
体としたとき94unitであつた活性は、NADHを
用いると0.2unit以下の活性しか示さなかつた。 (iv) 至適PH 25−DKG−Raseの反応速度とPHの関係を知る
ため(5)−(ii)で示した反応系の緩衝液を次の緩衝液
にかけて酵素活性を測定した。 PH4.0〜5.0:0.1M3.3−ジメチルグルタル酸緩
衝液、PH6.0〜7.0は0.1Mグツド緩衝液(PIPES:
ピペラジン−N,N′−ビス−(2−エタンスルホ
ン酸))、PH7.0〜9.0は0.1Mトリス緩衝液。 Ca−25DKGおよび5KFを基質としたときの
各々のPHでの酵素活性の測定結果を次の第4表に
示す。
【表】 上表で明らかなようにこの酵素はPH6〜7で最
も酵素活性が高かつた。 (v) 作用温度 Ca−25DKGを基質とする(5)−(ii)の反応系の温
度を15〜50℃までかえて反応速度を測定した。そ
の結果を次の第5表に示す。
【表】
【表】 量
上表で明らかなように、本発明酵素は40℃まで
は温度の上昇とともに、その酵素活性が増加する
が、45℃以上では温度の上昇とともに酵素活性が
低下するものであることが確認された。 (vi) Km値の測定 (5)−(ii)に記載した方法におけるCa−25DKGの
溶液の濃度を0.01M〜0.25Mまでかえ各々の還元
反応速度を測定し、25DKGに対するKm値を求
めた。その結果Km値は1.8±1.0mMであつた。 実施例 2 (1) 菌の培養 (i) 生育用培地 D−グルコース 1.0% コーン・ステイープ・リカー 1.0% イースト・エキストラクト(Difco) 0.2% ポリペプトン(Difco) 0.5% KH2PO4 0.1% MgSO4・7H2O 0.02% PH7.0。培地12を20容ジヤー・フアーメンタ
ーに入れ、120℃、20分滅菌した。 (ii) 培養 実施例1−(1)に記載した種培地、培養方法で、
コリネバクテリウム・スピーシーズNo.K106
(ATCC31088、以後K106と略す)およびコリネ
バクテリウム・スピーシーズNo.T13
(ATCC31089、以後T13と略す)を各々2本ずつ
培養した。この種培養液を各々(i)の培地に植菌
し、通気量0.5vvm、撹拌速度400rpm、28℃で18
時間培養した。この時の菌量はそれぞれ次の如く
であつた。菌株No.K106:OD=11.8、No.T13:OD
=12・2。 (2) 酵素の抽出 菌株K106およびT13の培養液より実施例1−
(2)に記載した方法で再洗菌し、0.02MTBで
OD150の菌体懸濁液を調整した。この懸濁液を
フレンチプレス(700Kg/cm2)にかけ、菌体を破
砕した。破砕液は、実施例1−(2)に記載したよう
に、遠心分離(15000G、30分)により未破砕菌
体および菌体残渣をとりのぞいた。その結果次の
酵素活性を有する抽出液を得た。 菌株 抽出液量 蛋白質
25DKG−Rase活性 K106 400ml 10mg/ml 2.1 units/ml T13 400ml 12mg/ml 2.0 units/ml (3) 酵素の精製 (i) 硫酸アンモニウムによる塩析 実施例1−(3)で記載した方法により、30%〜70
硫安飽和塩析区分の蛋白質を集め0.02MTBで溶
解後、0.02MTBに対し4℃で1夜透析した。 その結果次の酵素活性を有する酵素液を得た。 菌株 酵素液量 蛋白質
25DKG−Rase活性 K106 74ml (測定せず) 7.0 units/ml T13 88ml 11.1mg/ml 4.8units/ml (ii) イオン交換クロマトグラフイー 実施例1−(3)−(ii)の方法を用いた。その結果次
の酵素活性を有する溶出液を得た。 菌株 酵素液量 蛋白質
25DKG−Rase活性 K106 49ml 0.60mg/ml 2.4units/ml T13 52ml 0.94mg/ml 4.1units/ml (iii) アフイニテイクロマトグラフイー (ii)で得た溶出液に30%飽和になるように硫安を
加え、先ず実施例1−(3)−(iv)に記載したフエニル
セフアロースカラムクロマトグラフイーにより酵
素の濃縮と脱塩を前もつて行つた。濃縮された酵
素液を、実施例1−(3)−(iii)に記載したアミコン・
マトリツクスゲルレツドAカラムによるアフイニ
テイークロマトグラフイーを2回行うことにより
精製した。その結果、両菌株の25DKG−Rase
は、1回目のクロマトグラフイーでは、0.7〜1M
のNaCl濃度でのフラクシヨンに、2回目のクロ
マトグラフイーでは0.5mM MADPHフラクシヨ
ンに溶出された。溶出液は、実施例1−(3)−(iv)で
記載した方法で脱塩、NADPHの除去および酵
素の濃縮を行つた。その結果下記の如くの精製酵
素液が得られた。 菌株 酵素液量 蛋白質
25DKG−Rase活性 K106 約1ml 0.25mg/ml 23.8 units/ml T13 約2ml 0.17mg/ml 15.1 units/ml 上記の酵素液(2〜10μ)を、実施例1−(4)
に記載したSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動
および等電点電気泳動法により分析した結果、い
ずれも単一なバンドとして泳動した。この精製酵
素液を用いて以下の酵素の性質を測定した。 (4) 酵素の物理化学的性質 酵素の物理化学的性質の測定は、実施例1−(4)
〜(5)に記載した方法を用いて行つた。 (i) 分子量 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法によ
り分析したところ、K106およびT13より得た
25DKG−Raseの分子量は共に29000±2000であ
つた。 (ii) 等電点 等電点電気泳動法により測定した結果K106の
酵素は、PH4.4±0.2、T13の酵素は、PH4.5±0.2で
あつた。 (iii) 基質特異性 両酵素ともCa−25DKGからは、Ca−2KLGの
みが、又5KFからはL−ソルボーズのみが生成し
た。5−ケト−D−グルコン酸、D−フラクトー
ス、L−ソルボーズ、2KLG、2−ケト−D−グ
ルコン酸からは何も生成しなかつた。 (iv) 酵素活性 K106の酵素はCa−25DKGに対し、23・
8units/ml(95units/mgProtein)5KFに対し
38.3units/ml(152units/mgProtein)であつた。
一方T13の酵素はCa−25DKGに対し15.1units/
ml(89units/mgProtin)、5KFに対し39units/ml
(229units/mgProtin)であつた。 (v) 両酵素ともNADHを補酵素としてCa−
25DKGに対する酵素活性を測定した結果いずれ
も0.1units/ml以下の活性であつた。 (vi) 至適PH K106およびT13から得た25DKG−Raseの酵素
活性(基質Ca−25DKG、反応温度30℃)をPH4
〜9の各PHで測定した。その結果を次の表に示
す。
【表】 の活性
上表から明らかなように両菌株から得られた
25DKG−Raseの至適PHは、いずれもPH6〜7で
あつた。 (vii) 作用温度 K106およびT13から得た25DKG−Raseの酵素
活性(PH7.0、基質Ca−25DKG)を種々の温度で
測定した。その結果を次の第7表に示す。
【表】
【表】 * 前6表の定義に準じる。
上表から明らかなように両菌株から得られた
25DKG−Raseは、いずれも40℃まで温度の上昇
とともに活性は増加するが45℃以上では、温度の
上昇とともに活性は、低下することが確認され
た。 (viii) Km値 K106およびT13の精製酵素液を用いて測定し
た両酵素の25DKGに対するKm値は、各々1.7±
1.0mM、2.6±1.0mMであつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次の物理化学的性質を有する2,5−ジケト
    −D−グルコン酸リダクターゼ (イ) 酵素作用: NADPHを補酵素として (i) 2,5ジケト−D−グルコン酸またはその
    塩を2−ケト−L−グロン酸またはその塩に
    還元する。 (ii) 5−ケト−D−フラクトースをL−ソルボ
    ーズに還元する。 (ロ) 基質特異性: 2,5−ジケト−D−グルコン酸および5−ケ
    ト−D−フラクトースに対し特異性を示す。 (ハ) 至適PH:PH6〜7 (ニ) PH安定性:PH5〜7 (ホ) 分子量:2900±2000 (ヘ) 等電点:PH4.4±0.3
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