JPH04252182A - Nadhキナーゼ及びその製造法 - Google Patents
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なNADHキナーゼ
及びその製造法に関する。
及びその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、酵素反応を用いて、病態のマーカ
ーとなる物質を定量する診断法が広く行われている。し
かし、現行法では、測定の困難な極く微量のマーカーも
あり、また、新生児検診のように被検液量が微量に限ら
れる場合もあって、これに対応しうる高感度な分析法が
求められている。
ーとなる物質を定量する診断法が広く行われている。し
かし、現行法では、測定の困難な極く微量のマーカーも
あり、また、新生児検診のように被検液量が微量に限ら
れる場合もあって、これに対応しうる高感度な分析法が
求められている。
【0003】それらの方法のひとつとして、サイクリン
グ反応による増感分析法があり、β−NAD+ ⇔β−
NADH系のサイクリング反応やβ−NADP+ ⇔β
−NADPH系のサイクリング反応等が知られている。 (東京化学同人社刊 生化学実験講座 第5巻、
121〜131 ページ) 。そして例えば、特開昭
59−213400 号公報に記載されている如く、β
−NAD+ に特異的なキナーゼを用いてβ−NADH
とβ−NAD+ を含有する溶液中のβ−NAD+ の
みをリン酸化してβ−NADP+ とし、サイクリング
反応に導くことによって高感度に定量することができる
。
グ反応による増感分析法があり、β−NAD+ ⇔β−
NADH系のサイクリング反応やβ−NADP+ ⇔β
−NADPH系のサイクリング反応等が知られている。 (東京化学同人社刊 生化学実験講座 第5巻、
121〜131 ページ) 。そして例えば、特開昭
59−213400 号公報に記載されている如く、β
−NAD+ に特異的なキナーゼを用いてβ−NADH
とβ−NAD+ を含有する溶液中のβ−NAD+ の
みをリン酸化してβ−NADP+ とし、サイクリング
反応に導くことによって高感度に定量することができる
。
【0004】しかしながら、NAD+ とNADHを含
有する混合系において、NADHが微量に存在している
場合は、そのNADHを定量する方法として前述の特開
昭59−213400 号公報で記載されている方法で
は、定量が不可能である。そのため従来は、HPLCを
使ったフローインジェクションアッセイや煮沸する方法
(特開昭58−129994 号) を用いていたが
、高価な装置が必要だったり、操作が煩雑で時間がかか
ったりするという欠点があった。また、β−NADHを
ルシフェラーゼで発光に導く高感度な方法や、化学発光
に導く方法もあるが、特殊で高価な検出器が必要となり
、また試薬の安定性も問題になってくる。
有する混合系において、NADHが微量に存在している
場合は、そのNADHを定量する方法として前述の特開
昭59−213400 号公報で記載されている方法で
は、定量が不可能である。そのため従来は、HPLCを
使ったフローインジェクションアッセイや煮沸する方法
(特開昭58−129994 号) を用いていたが
、高価な装置が必要だったり、操作が煩雑で時間がかか
ったりするという欠点があった。また、β−NADHを
ルシフェラーゼで発光に導く高感度な方法や、化学発光
に導く方法もあるが、特殊で高価な検出器が必要となり
、また試薬の安定性も問題になってくる。
【0005】ここで、安定でNADHに非常に特異的な
キナーゼがあれば、上記NADHの定量が可能となるが
、実際、実用に耐え得るNADHキナーゼは知られてい
ない。即ち、いくつかのNADHキナーゼについての報
告はあるものの、特異性が明らかでなかったり、特異性
がなかったり、特異性があっても非常に不安定であった
りするため、各種の酵素反応と組み合わせて高感度測定
を行う上で、実用には使用し得ないものであった。
キナーゼがあれば、上記NADHの定量が可能となるが
、実際、実用に耐え得るNADHキナーゼは知られてい
ない。即ち、いくつかのNADHキナーゼについての報
告はあるものの、特異性が明らかでなかったり、特異性
がなかったり、特異性があっても非常に不安定であった
りするため、各種の酵素反応と組み合わせて高感度測定
を行う上で、実用には使用し得ないものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は上記した
事実に鑑み、実用に適する、安定でNADHに特異的な
NADHキナーゼを得べく、鋭意研究を重ねた結果、ピ
ヒア属に属する酵母が目的とするNADHキナーゼを生
産することを見出し、本発明を完成させた。
事実に鑑み、実用に適する、安定でNADHに特異的な
NADHキナーゼを得べく、鋭意研究を重ねた結果、ピ
ヒア属に属する酵母が目的とするNADHキナーゼを生
産することを見出し、本発明を完成させた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の理化学
的性質を有する新規なNADHキナーゼ(以下、“本酵
素”という)にある。 (1) 作用 本酵素は下記の反応式に示す通り、Mg2+、Mn2+
、Ca2+、Co2+のうち少なくとも1種のイオンの
存在下で、NADHとXTP〔式中、XはA (アデノ
シン),U (ウリジン),G (グアノシン),C
(シチジン),I (イノシン),dT (チミジン)
,dA (デオキシアデノシン),dU (デオキシウ
リジン),dG (デオキシグアノシン),dC (デ
オキシシチジン) 又はdI (デオキシイノシン)
を示す〕を基質としてNADHをリン酸化し、NADP
HとXDP〔式中、Xは前記と同じ〕を生成する反応を
触媒する。
的性質を有する新規なNADHキナーゼ(以下、“本酵
素”という)にある。 (1) 作用 本酵素は下記の反応式に示す通り、Mg2+、Mn2+
、Ca2+、Co2+のうち少なくとも1種のイオンの
存在下で、NADHとXTP〔式中、XはA (アデノ
シン),U (ウリジン),G (グアノシン),C
(シチジン),I (イノシン),dT (チミジン)
,dA (デオキシアデノシン),dU (デオキシウ
リジン),dG (デオキシグアノシン),dC (デ
オキシシチジン) 又はdI (デオキシイノシン)
を示す〕を基質としてNADHをリン酸化し、NADP
HとXDP〔式中、Xは前記と同じ〕を生成する反応を
触媒する。
【0008】
(2) 基質特異性
本酵素は、NADHに対して非常に特異的であって、N
AD+ には殆ど作用しない。
AD+ には殆ど作用しない。
【0009】本酵素の基質特異性を以下の反応条件で調
べた。 第1表
基質溶液 ───────────────────
─────── 10mM NADHまたは NA
D+ のいずれか 0.2ml 0
.5M HEPPS * 緩衝液 (pH8.5)
0.1ml 10mM A
TP
0.3ml 0.1M 塩化マ
グネシウム 0
.1ml 2.0M 酢酸ナトリウム
0.1ml
蒸留水
0.1ml
───────
0.9ml ─────────────
─────────────* HEPPS:N−2−
Hydroxyethylpiperazine−N’
−3−pro panesulfonic acid
上記のNADHを含む基質溶液 0.9ml及びNAD
+ を含む基質溶液 0.9mlに、それぞれ 23U
/mlの本酵素を 0.1mlずつ加え、30℃で20
分間反応させた。その後、 100℃、2分間の処理で
反応を停止して変性タンパクを除去し、次いでそれぞれ
の基質の反応によって生成したNADPHまたはNAD
P+ の量を以下の通り測定した。なお対照としては、
基質溶液と本酵素を混合後、直ちに反応を停止したもの
を用いた。
べた。 第1表
基質溶液 ───────────────────
─────── 10mM NADHまたは NA
D+ のいずれか 0.2ml 0
.5M HEPPS * 緩衝液 (pH8.5)
0.1ml 10mM A
TP
0.3ml 0.1M 塩化マ
グネシウム 0
.1ml 2.0M 酢酸ナトリウム
0.1ml
蒸留水
0.1ml
───────
0.9ml ─────────────
─────────────* HEPPS:N−2−
Hydroxyethylpiperazine−N’
−3−pro panesulfonic acid
上記のNADHを含む基質溶液 0.9ml及びNAD
+ を含む基質溶液 0.9mlに、それぞれ 23U
/mlの本酵素を 0.1mlずつ加え、30℃で20
分間反応させた。その後、 100℃、2分間の処理で
反応を停止して変性タンパクを除去し、次いでそれぞれ
の基質の反応によって生成したNADPHまたはNAD
P+ の量を以下の通り測定した。なお対照としては、
基質溶液と本酵素を混合後、直ちに反応を停止したもの
を用いた。
【0010】すなわち上記反応液各1mlに、10mM
G−6−P50mM HEPPS 緩衝液(pH8.
0)−10mM塩化マグネシウム−0.1%牛血清アル
ブミン 2.5IU/ml G−6−Pデヒドロゲナー
ゼ (NADP+ 依存性) 5IU/mlジアホラー
ゼ−250μM 2, 6−ジクロロフェノールイン
ドフェノール、なる組成の発色液1mlをそれぞれ加え
て混合し、直ちにギルフォード社ステーサー III型
分光光度計の恒温キュベット内に導き、30℃で反応さ
せた。この際、反応と同時に 600nmにおける吸光
度の変化を経時的に測定し、発色反応後1分後の吸光度
値と2分後の吸光度値との差 (ΔOD600nm /
min) を測定値とした。相対活性(%)は、NAD
Hを基質として得られた測定値(ΔOD600nm /
min) を100 %として、NAD+ を基質とし
て得られた測定値(ΔOD600nm /min)を比
較値(%) で示した。
G−6−P50mM HEPPS 緩衝液(pH8.
0)−10mM塩化マグネシウム−0.1%牛血清アル
ブミン 2.5IU/ml G−6−Pデヒドロゲナー
ゼ (NADP+ 依存性) 5IU/mlジアホラー
ゼ−250μM 2, 6−ジクロロフェノールイン
ドフェノール、なる組成の発色液1mlをそれぞれ加え
て混合し、直ちにギルフォード社ステーサー III型
分光光度計の恒温キュベット内に導き、30℃で反応さ
せた。この際、反応と同時に 600nmにおける吸光
度の変化を経時的に測定し、発色反応後1分後の吸光度
値と2分後の吸光度値との差 (ΔOD600nm /
min) を測定値とした。相対活性(%)は、NAD
Hを基質として得られた測定値(ΔOD600nm /
min) を100 %として、NAD+ を基質とし
て得られた測定値(ΔOD600nm /min)を比
較値(%) で示した。
【0011】結果は次の通りである。
基 質 相対活性 (%)NADH
100NAD+
0.9(3) 力価の測定法 第2表
基質溶液 ───────────────────
─────── 10mM NADH
0.2ml 0.5M HEPPS* 緩衝液 (
pH8.5) 0.1ml
10mM ATP
0.3ml 0
.1M 塩化マグネシウム
0.1ml 2.0M 酢酸ナトリウム
0.1m
l 蒸留水
0.1ml
───────
0.9ml ───────
─────────────────── 上記の組
成のNADHを含む基質溶液 0.9mlを30℃に予
備加温し、これに所定の濃度の本酵素液 0.1mlを
加えて、30℃で20分間反応させた。その後、 10
0℃、2分間の処理で反応を停止して変性タンパクを除
去し、次いでそれぞれの基質の反応によって生成したN
ADPHまたはNADP+ の量を以下の通り測定した
。なお対照としては、基質溶液と本酵素を混合後、直ち
に反応を停止したものを用いた。
100NAD+
0.9(3) 力価の測定法 第2表
基質溶液 ───────────────────
─────── 10mM NADH
0.2ml 0.5M HEPPS* 緩衝液 (
pH8.5) 0.1ml
10mM ATP
0.3ml 0
.1M 塩化マグネシウム
0.1ml 2.0M 酢酸ナトリウム
0.1m
l 蒸留水
0.1ml
───────
0.9ml ───────
─────────────────── 上記の組
成のNADHを含む基質溶液 0.9mlを30℃に予
備加温し、これに所定の濃度の本酵素液 0.1mlを
加えて、30℃で20分間反応させた。その後、 10
0℃、2分間の処理で反応を停止して変性タンパクを除
去し、次いでそれぞれの基質の反応によって生成したN
ADPHまたはNADP+ の量を以下の通り測定した
。なお対照としては、基質溶液と本酵素を混合後、直ち
に反応を停止したものを用いた。
【0012】すなわち上記反応液各1mlに、前記“基
質特異性”の項に記載したものと同じ組成の発色液1m
lを加えて混合し、直ちにギルフォード社ステーサー
III型分光光度計の恒温キュベット内に導き、30℃
で反応させた。この際、反応と同時に600nm にお
ける吸光度の変化を経時的に測定し、発色反応後1分後
の吸光度値と2分後の吸光度値との差 (ΔOD600
nm /min) を測定値として得た。予め、濃度既
知のNADPH溶液を用いて、ΔOD600nm /m
inとNADPH濃度との検量線を作成しておき、これ
によって測定値から、生成したNADPHの量を算出し
た。
質特異性”の項に記載したものと同じ組成の発色液1m
lを加えて混合し、直ちにギルフォード社ステーサー
III型分光光度計の恒温キュベット内に導き、30℃
で反応させた。この際、反応と同時に600nm にお
ける吸光度の変化を経時的に測定し、発色反応後1分後
の吸光度値と2分後の吸光度値との差 (ΔOD600
nm /min) を測定値として得た。予め、濃度既
知のNADPH溶液を用いて、ΔOD600nm /m
inとNADPH濃度との検量線を作成しておき、これ
によって測定値から、生成したNADPHの量を算出し
た。
【0013】なお、30℃において1分間当り、1ナノ
モル量のNADPHを生成する酵素量を1単位とする。 本酵素のNADHに対するKm値〔ミカエリス定数〕は
、30℃, pH7.8(トリス緩衝液) において
、27マイクロモルである。 (4) 至適 pH 本酵素の至適 pHは、NADHを基質とした場合、第
1図に示すように pH8.0〜9.0である。
モル量のNADPHを生成する酵素量を1単位とする。 本酵素のNADHに対するKm値〔ミカエリス定数〕は
、30℃, pH7.8(トリス緩衝液) において
、27マイクロモルである。 (4) 至適 pH 本酵素の至適 pHは、NADHを基質とした場合、第
1図に示すように pH8.0〜9.0である。
【0014】(5) 安定 pH範囲
本酵素を、各種 pHの緩衝液に溶解し、4℃,16時
間放置した後、残存活性を調べたところ、第2図に示す
ように pH7.0〜9.0で安定であった。 (6) 作用適温の範囲 本酵素の作用適温の範囲は、第3図に示すように30〜
45℃にある。
間放置した後、残存活性を調べたところ、第2図に示す
ように pH7.0〜9.0で安定であった。 (6) 作用適温の範囲 本酵素の作用適温の範囲は、第3図に示すように30〜
45℃にある。
【0015】(7) 熱安定性
本酵素を、緩衝液中に溶解し、各温度で10分間放置し
て、残存する酵素活性を測定し、熱安定性を調べた。そ
の結果、第4図に示すように、本酵素は35℃で83%
、40℃で60%、45℃で30%の残存活性を示した
。 (8) 阻害、活性化及び安定化 本酵素はSDS (Sodium Lauryl Su
lfate)、p−CMB (p−Chloromer
curibenzoic acid)、Pb2+、Zn
2+、Cd2+、Cu2+、Hg2+等により強く阻害
され、また酢酸ナトリウム等により活性化される。さら
に、サッカロース、Mg2+、Mn2+、DTT (D
ithiothreitol) 、硫酸アンモニウム等
により安定化される。
て、残存する酵素活性を測定し、熱安定性を調べた。そ
の結果、第4図に示すように、本酵素は35℃で83%
、40℃で60%、45℃で30%の残存活性を示した
。 (8) 阻害、活性化及び安定化 本酵素はSDS (Sodium Lauryl Su
lfate)、p−CMB (p−Chloromer
curibenzoic acid)、Pb2+、Zn
2+、Cd2+、Cu2+、Hg2+等により強く阻害
され、また酢酸ナトリウム等により活性化される。さら
に、サッカロース、Mg2+、Mn2+、DTT (D
ithiothreitol) 、硫酸アンモニウム等
により安定化される。
【0016】(9) 精製方法
本酵素は、常法の酵素精製方法、例えばイオン交換クロ
マトグラフィー、硫安分画、疎水クロマトグラフィー、
ゲル濾過等の方法を、単独または組合わせて用いること
により精製できる。 (10) 分子量 本酵素の分子量を、アンドリウスの方法〔Bioche
m. J. 96, 595(1965) 〕に基づき
、セファクリルS−300HR〔ファルマシア社 (ス
ウェーデン) 製〕を用いたゲル濾過法で測定すると約
270,000 である。
マトグラフィー、硫安分画、疎水クロマトグラフィー、
ゲル濾過等の方法を、単独または組合わせて用いること
により精製できる。 (10) 分子量 本酵素の分子量を、アンドリウスの方法〔Bioche
m. J. 96, 595(1965) 〕に基づき
、セファクリルS−300HR〔ファルマシア社 (ス
ウェーデン) 製〕を用いたゲル濾過法で測定すると約
270,000 である。
【0017】(11) 等電点
本酵素の等電点を、アンフォライトを含むアガロースゲ
ルを用いて電気泳動法によって測定した結果、pI=6
.40である。本酵素を公知文献に記載のNADHキナ
ーゼA(J. Biochem. 105, 588−
593, 1989)及びB(J. Biochem.
247, 1473−1478, 1972)と比較
すると第3表の通りである。
ルを用いて電気泳動法によって測定した結果、pI=6
.40である。本酵素を公知文献に記載のNADHキナ
ーゼA(J. Biochem. 105, 588−
593, 1989)及びB(J. Biochem.
247, 1473−1478, 1972)と比較
すると第3表の通りである。
【0018】
第3表 本
酵素 A
B 由 来
ピヒア・ サッカ
ロマイセス・ サッカロマイセス・
メンブラニファシエンス セレビシエ
セレビシエ 至適pH
8.5
8.5 8.
0〜8.5 熱安定性 35℃5分で、
35℃5分で、
非常に不安定 1
0%失活、 65%失活
35℃10分で、
17%失活
特異性 N
ADH=100 NA
DH=100 NADH=10
0 NAD+
=0.9 NAD+
=1.7 NAD+ =1.6
分子量 270,000
160,000
?
第3表から明らかなように、本酵素は公知のNADH
キナーゼとは酵素化学的、物理化学的性質が異なり、特
に熱安定性の点において優れているため、他の各種酵素
と組み合わせて使用して高感度分析を行ったりする上で
、実用に耐え得るため大変有利である。
第3表 本
酵素 A
B 由 来
ピヒア・ サッカ
ロマイセス・ サッカロマイセス・
メンブラニファシエンス セレビシエ
セレビシエ 至適pH
8.5
8.5 8.
0〜8.5 熱安定性 35℃5分で、
35℃5分で、
非常に不安定 1
0%失活、 65%失活
35℃10分で、
17%失活
特異性 N
ADH=100 NA
DH=100 NADH=10
0 NAD+
=0.9 NAD+
=1.7 NAD+ =1.6
分子量 270,000
160,000
?
第3表から明らかなように、本酵素は公知のNADH
キナーゼとは酵素化学的、物理化学的性質が異なり、特
に熱安定性の点において優れているため、他の各種酵素
と組み合わせて使用して高感度分析を行ったりする上で
、実用に耐え得るため大変有利である。
【0019】次に、本酵素の製造法について詳述する。
本発明において使用される酵母はピヒア属に属し、NA
DHキナーゼ生産能を有する菌株であればいずれもよく
、その具体例としてはピヒア・メンブラニファシエンス
YS27株を挙げることができ、その変種あるいは変異
株も用いることができる。
DHキナーゼ生産能を有する菌株であればいずれもよく
、その具体例としてはピヒア・メンブラニファシエンス
YS27株を挙げることができ、その変種あるいは変異
株も用いることができる。
【0020】ピヒア・メンブラニファシエンスYS27
株は、本発明者等が栃木県宇都宮市内の土壌中より新た
に分離した菌株であり、その菌学的性質は以下の通りで
ある。YM寒天培地上において25℃で5日間培養した
時の集落は鈍い光沢のあるクリーム色を呈する。光学顕
微鏡観察によれば、亜球形あるいは長楕円形の栄養細胞
が認められ、多極出芽によって増殖する。改良ゴロドコ
ーワ寒天培地上で25℃、5日間培養した集落を光学顕
微鏡で観察すると通常4個の子のう胞子を内在する楕円
形あるいは長楕円形の子のうが認められる。子のう胞子
は球形を呈し、子のうから離脱しやすい。真性菌糸は認
められないが、偽菌糸はよく発育する。培養液の表面に
皮膜を形成し、好気性である。カロチノイド系色素の生
成は認められない。
株は、本発明者等が栃木県宇都宮市内の土壌中より新た
に分離した菌株であり、その菌学的性質は以下の通りで
ある。YM寒天培地上において25℃で5日間培養した
時の集落は鈍い光沢のあるクリーム色を呈する。光学顕
微鏡観察によれば、亜球形あるいは長楕円形の栄養細胞
が認められ、多極出芽によって増殖する。改良ゴロドコ
ーワ寒天培地上で25℃、5日間培養した集落を光学顕
微鏡で観察すると通常4個の子のう胞子を内在する楕円
形あるいは長楕円形の子のうが認められる。子のう胞子
は球形を呈し、子のうから離脱しやすい。真性菌糸は認
められないが、偽菌糸はよく発育する。培養液の表面に
皮膜を形成し、好気性である。カロチノイド系色素の生
成は認められない。
【0021】本菌株は硝酸塩を資化できず、グルコース
の発酵能はなく強い生酸性も観察されない。また、本菌
株はマルトース、ガラクトース、トレハロース、マンニ
トール、サリシン、グルコン酸カリウムを資化できない
。本菌株を「ザ・イースツ・ア・タキソノミック・スタ
ディー 第3版」に従って検索した結果、上記の菌学
的性質からピヒア・メンブラニファシエンス(Pi−
chia membranaefaciens) と
同定した。
の発酵能はなく強い生酸性も観察されない。また、本菌
株はマルトース、ガラクトース、トレハロース、マンニ
トール、サリシン、グルコン酸カリウムを資化できない
。本菌株を「ザ・イースツ・ア・タキソノミック・スタ
ディー 第3版」に従って検索した結果、上記の菌学
的性質からピヒア・メンブラニファシエンス(Pi−
chia membranaefaciens) と
同定した。
【0022】本菌株はピヒア・メンブラニファシエンス
YS27と命名し、通商産業省工業技術院微生物工業技
術研究所に微工研条寄第3208号 (FERM BP
−3208) として寄託している。次に、本発明で使
用する培地としては、炭素源、窒素源、無機物、その他
の栄養素を含む培地であれば合成培地、天然培地のいず
れでも良い。炭素源としては、例えばグルコース、クエ
ン酸、グリセリン等を、窒素源としては、例えばペプト
ン、酵母エキス、麦芽エキス、肉エキス、硫酸アンモニ
ウム等が、好適に使用できる。無機物としては、ナトリ
ウム、マンガン、マグネシウム、カルシウム等の塩類、
リン酸塩等が必要に応じて使用される。培養条件は通常
20〜40℃、好ましくは、30℃近辺で、16〜48
時間振盪または通気攪拌培養する。培養開始の pHは
通常5.0〜7.5、好ましくは6.0前後である。
YS27と命名し、通商産業省工業技術院微生物工業技
術研究所に微工研条寄第3208号 (FERM BP
−3208) として寄託している。次に、本発明で使
用する培地としては、炭素源、窒素源、無機物、その他
の栄養素を含む培地であれば合成培地、天然培地のいず
れでも良い。炭素源としては、例えばグルコース、クエ
ン酸、グリセリン等を、窒素源としては、例えばペプト
ン、酵母エキス、麦芽エキス、肉エキス、硫酸アンモニ
ウム等が、好適に使用できる。無機物としては、ナトリ
ウム、マンガン、マグネシウム、カルシウム等の塩類、
リン酸塩等が必要に応じて使用される。培養条件は通常
20〜40℃、好ましくは、30℃近辺で、16〜48
時間振盪または通気攪拌培養する。培養開始の pHは
通常5.0〜7.5、好ましくは6.0前後である。
【0023】また本酵素は、クエン酸回路にあるか、ま
たはその近傍に存在する物質、例えばコハク酸、乳酸、
クエン酸等を培地に添加する事によって、より多量に菌
体内に蓄積させることができる。こうして、培養する過
程で本酵素が最高力価に達する時期を選んで、培養を停
止すればよい。
たはその近傍に存在する物質、例えばコハク酸、乳酸、
クエン酸等を培地に添加する事によって、より多量に菌
体内に蓄積させることができる。こうして、培養する過
程で本酵素が最高力価に達する時期を選んで、培養を停
止すればよい。
【0024】本酵素は通常、菌体内に存在するので、培
養物から濾過あるいは遠心分離等によって、菌体を集め
、これをガラスビーズ処理やフレンチプレス処理等の機
械的破壊手段や、酵母溶菌酵素等による酵素的破壊手段
等で破壊し、またこの際必要に応じてトリトンX−10
0 等の可溶化剤を添加して、酵素を可溶化することに
より溶液中に遊離させる。こうして得られた酵素含有液
より核酸と菌体細胞壁を常法により除去し、濾過または
遠心分離等によって不溶化物を除いて、本酵素を得る。
養物から濾過あるいは遠心分離等によって、菌体を集め
、これをガラスビーズ処理やフレンチプレス処理等の機
械的破壊手段や、酵母溶菌酵素等による酵素的破壊手段
等で破壊し、またこの際必要に応じてトリトンX−10
0 等の可溶化剤を添加して、酵素を可溶化することに
より溶液中に遊離させる。こうして得られた酵素含有液
より核酸と菌体細胞壁を常法により除去し、濾過または
遠心分離等によって不溶化物を除いて、本酵素を得る。
【0025】また、本酵素は常法、例えばイオン交換ク
ロマトグラフィー、硫安分画、疎水クロマトグラフィー
、ゲル濾過等の酵素精製方法を、単独または適宜選択し
て組み合わせて用いることにより精製酵素とすることが
できる。実験例:本発明のNADHキナーゼによるNA
DHの定量多量のNAD+ を含む系に混在する微量の
NADHを定量する目的で、下記反応液I組成を持つ反
応液0.8ml に2mM NAD+ と各濃度(0
〜10μM)のNADHを含有する試料液0.4ml
を添加し、35℃で20分間反応させた。反応停止後、
これに下記反応液II組成を持つ反応液0.8ml を
添加して混合し、直ちにギルフォード社ステーサーII
I 型分光光度計の恒温キュベット内に導き、30℃で
反応させて、同時に600nm における吸光度の変化
を経時的に測定し、発色反応後1分後の吸光度値と2分
後の吸光度値との差(△OD 600nm/min)
を測定値として得た。その結果、第5図に示すように、
NADH量と△OD 600nm/ min 値との間
に、良好な直線性が感度良く得られた。
ロマトグラフィー、硫安分画、疎水クロマトグラフィー
、ゲル濾過等の酵素精製方法を、単独または適宜選択し
て組み合わせて用いることにより精製酵素とすることが
できる。実験例:本発明のNADHキナーゼによるNA
DHの定量多量のNAD+ を含む系に混在する微量の
NADHを定量する目的で、下記反応液I組成を持つ反
応液0.8ml に2mM NAD+ と各濃度(0
〜10μM)のNADHを含有する試料液0.4ml
を添加し、35℃で20分間反応させた。反応停止後、
これに下記反応液II組成を持つ反応液0.8ml を
添加して混合し、直ちにギルフォード社ステーサーII
I 型分光光度計の恒温キュベット内に導き、30℃で
反応させて、同時に600nm における吸光度の変化
を経時的に測定し、発色反応後1分後の吸光度値と2分
後の吸光度値との差(△OD 600nm/min)
を測定値として得た。その結果、第5図に示すように、
NADH量と△OD 600nm/ min 値との間
に、良好な直線性が感度良く得られた。
【0026】
【発明の効果】本発明は、安定性に優れ、NADHに対
して特異的な新規なNADHキナーゼを提供する。更に
このNADHキナーゼを、ピヒア属に属する酵母を培養
することにより製造する方法を提供する。本酵素を用い
れば、NAD+ とNADHを含有する混合系において
も、微量のNADHのみを高感度に定量することが可能
となり、臨床・医療等の分野で、産業上極めて有意義で
ある。
して特異的な新規なNADHキナーゼを提供する。更に
このNADHキナーゼを、ピヒア属に属する酵母を培養
することにより製造する方法を提供する。本酵素を用い
れば、NAD+ とNADHを含有する混合系において
も、微量のNADHのみを高感度に定量することが可能
となり、臨床・医療等の分野で、産業上極めて有意義で
ある。
【0027】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例:NADHキナーゼの調製 ピヒア・メンブラニファシエンス(Pichia me
mbranaefaciens) YS27 (微工研
条寄第3208号)を、500ml 坂口フラスコ中の
、グルコース2%、酵母エキス1%、ポリペプトン1%
、リン酸水素一カリウム0.9 %、硫酸アンモニウム
0.6 %、塩化カルシウム0.05%、硫酸マグネシ
ウム0.05%なる組成の培地A(pH5.5 )50
mlに植菌し、30℃で24時間振盪培養した。この種
培養物を、培地A20リットルに接種し、30リットル
のジャーファーメンターで、通気量20L/min 、
攪拌速度300rpmの条件下で、30℃で18時間培
養し、培養物を遠心分離により集菌し、菌体1406g
を得た。この全量を、グルコース0.5 %、酵母エ
キス1%、ポリペプトン1%、リン酸水素一カリウム0
.9 %、硫酸アンモニウム0.6 %、塩化カルシム
0.05%、硫酸マグネシウム0.05%、コハク酸ナ
トリウム2%なる組成の、培地B(pH5.5 )20
リットルに接種し、30リットルのジャーファーメンタ
ーで、通気量20L/min 、攪拌速度300rpm
の条件下で、30℃で6時間培養し、培養物を遠心分離
により集菌し、菌体1428g を得た。この全量を、
0.1Mサッカロース、0.5 %トリトンX−100
、50mMリン酸バッファー( pH6.0)に分散
させて、総量を5リットルとし、これをダイノミル(ス
イス国 WAB社)を用いてガラスビーズ破砕した。
る。 実施例:NADHキナーゼの調製 ピヒア・メンブラニファシエンス(Pichia me
mbranaefaciens) YS27 (微工研
条寄第3208号)を、500ml 坂口フラスコ中の
、グルコース2%、酵母エキス1%、ポリペプトン1%
、リン酸水素一カリウム0.9 %、硫酸アンモニウム
0.6 %、塩化カルシウム0.05%、硫酸マグネシ
ウム0.05%なる組成の培地A(pH5.5 )50
mlに植菌し、30℃で24時間振盪培養した。この種
培養物を、培地A20リットルに接種し、30リットル
のジャーファーメンターで、通気量20L/min 、
攪拌速度300rpmの条件下で、30℃で18時間培
養し、培養物を遠心分離により集菌し、菌体1406g
を得た。この全量を、グルコース0.5 %、酵母エ
キス1%、ポリペプトン1%、リン酸水素一カリウム0
.9 %、硫酸アンモニウム0.6 %、塩化カルシム
0.05%、硫酸マグネシウム0.05%、コハク酸ナ
トリウム2%なる組成の、培地B(pH5.5 )20
リットルに接種し、30リットルのジャーファーメンタ
ーで、通気量20L/min 、攪拌速度300rpm
の条件下で、30℃で6時間培養し、培養物を遠心分離
により集菌し、菌体1428g を得た。この全量を、
0.1Mサッカロース、0.5 %トリトンX−100
、50mMリン酸バッファー( pH6.0)に分散
させて、総量を5リットルとし、これをダイノミル(ス
イス国 WAB社)を用いてガラスビーズ破砕した。
【0028】回収した破砕液5280mlは、遠心分離
によって沈澱物を除去した後、限外濾過膜(分画分子量
6,000)を用いてバッファー交換を行い、0.05
M 塩化ナトリウム、10mMリン酸バッファー(pH
6.0 )の状態とした。次にこの酵素液5260ml
を、予め0.05M 塩化ナトリウム、10mMリン酸
バッファー(pH6.0)で緩衝化したCM−セファデ
ックスC−50カラム(ファルマシア社)に通液して吸
着させ、0.1M塩化ナトリウム、10mMリン酸バッ
ファー(pH6.0)で洗浄した後、塩化ナトリウム濃
度0.1 〜0.4Mの濃度勾配で溶出を行い、活性画
分を集めた。
によって沈澱物を除去した後、限外濾過膜(分画分子量
6,000)を用いてバッファー交換を行い、0.05
M 塩化ナトリウム、10mMリン酸バッファー(pH
6.0 )の状態とした。次にこの酵素液5260ml
を、予め0.05M 塩化ナトリウム、10mMリン酸
バッファー(pH6.0)で緩衝化したCM−セファデ
ックスC−50カラム(ファルマシア社)に通液して吸
着させ、0.1M塩化ナトリウム、10mMリン酸バッ
ファー(pH6.0)で洗浄した後、塩化ナトリウム濃
度0.1 〜0.4Mの濃度勾配で溶出を行い、活性画
分を集めた。
【0029】溶出液455ml は限外濾過膜(分画分
子量6,000)を用いてバッファー交換を行い、10
%硫酸アンモニウム、5mM MgCl2, 10mM
HEPPS バッファー(pH7.5)として、予め
同じバッファーで緩衝化した、フェニル−トヨパール6
50 カラム(東ソー社)に通液して吸着させ、10%
硫酸アンモニウム、5mM MgCl2, 10mM
HEPPS バッファー(pH7.5 )で洗浄した後
、硫酸アンモニウム濃度10%〜0%の濃度勾配で溶出
を行い、活性画分を集めた。
子量6,000)を用いてバッファー交換を行い、10
%硫酸アンモニウム、5mM MgCl2, 10mM
HEPPS バッファー(pH7.5)として、予め
同じバッファーで緩衝化した、フェニル−トヨパール6
50 カラム(東ソー社)に通液して吸着させ、10%
硫酸アンモニウム、5mM MgCl2, 10mM
HEPPS バッファー(pH7.5 )で洗浄した後
、硫酸アンモニウム濃度10%〜0%の濃度勾配で溶出
を行い、活性画分を集めた。
【0030】続いて、この溶出液372ml を、アミ
コン社製限外濾過装置(分画分子量10,000)を用
いて濃縮して25mlとし、予め0.2M硫酸アンモニ
ウム、5mM MgCl2,10mM HE−PPS
バッファー(pH7.5)で緩衝化した、セファクリル
S−300 HRカラム(ファルマシア社製)にかけて
、ゲル濾過を行った。得られた活性画分を濃縮後、凍結
乾燥して本酵素標品117.3mg (回収率34%)
を得た。本標品の比活性は102U/mg であった。
コン社製限外濾過装置(分画分子量10,000)を用
いて濃縮して25mlとし、予め0.2M硫酸アンモニ
ウム、5mM MgCl2,10mM HE−PPS
バッファー(pH7.5)で緩衝化した、セファクリル
S−300 HRカラム(ファルマシア社製)にかけて
、ゲル濾過を行った。得られた活性画分を濃縮後、凍結
乾燥して本酵素標品117.3mg (回収率34%)
を得た。本標品の比活性は102U/mg であった。
【図1】本酵素の至適pH(●−●はリン酸緩衝液;○
−○はトリス塩酸緩衝液;▲−▲は、グリシン水酸化ナ
トリウム緩衝液)を示した図。
−○はトリス塩酸緩衝液;▲−▲は、グリシン水酸化ナ
トリウム緩衝液)を示した図。
【図2】安定pH範囲(●−●はリン酸緩衝液;○−○
はトリス塩酸緩衝液;▲−▲は、グリシン水酸化ナトリ
ウム緩衝液)を示した図。
はトリス塩酸緩衝液;▲−▲は、グリシン水酸化ナトリ
ウム緩衝液)を示した図。
【図3】作用適温の範囲を示した図。
【図4】熱安定性を示した図。
【図5】実験例における検量線を、NADH量と△OD
600nm/min値との関係で示した図。
600nm/min値との関係で示した図。
Claims (2)
- 【請求項1】 以下の理化学的性質を有するNADH
キナーゼ。 (a) 作用及び基質特異性:Mg2+、Mn2+、C
a2+、Co2+のうち少なくとも1種のイオンの存在
下で、NADHとXTP〔式中、XはA (アデノシン
),U (ウリジン),G (グアノシン),C (シ
チジン),I (イノシン),dT (チミジン),d
I(デオキシアデノシン),dU (デオキシウリジン
),dG (デオキシグアノシン),dC (デオキシ
シチジン) 又はdI (デオキシイノシン) を示す
〕を基質としてNADHをリン酸化し、NADPHとX
DP〔式中、Xは前記と同じ〕を生成する反応を触媒す
る。NADHに対して非常に特異的であってNAD+
には作用しない。 (b) 至適 pH及び安定 pH範囲:至適 pHは
、NADHを基質とした場合、 pH8.0〜9.0で
あり、安定 pH範囲は、 pH7.0〜9.0である
。 (c) 作用適温の範囲:30℃〜45℃(d) 熱安
定性:35℃, 10分間の処理で83%、40℃,
10分間の処理で60%、45℃,10分間の処理で3
0%の残存活性を示す。 (e) 分子量:約270,000 - 【請求項2】 ピヒア属に属しNADHキナーゼ生産
能を有する酵母を培地に培養し、培養物よりNADHキ
ナーゼを採取することを特徴とするNADHキナーゼの
製造法。
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JP2818695B2 JP2818695B2 (ja) | 1998-10-30 |
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DE3046741A1 (de) * | 1980-12-11 | 1982-07-15 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Nachweis von nad(p)h oder salicylat |
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1992
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