JPH04365480A - プロテアーゼ - Google Patents
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Landscapes
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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
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、L−アスパラギンのC
末端側アミド結合のみを選択特異的に水解するプロテア
ーゼに関する。 【0002】 【従来の技術】ペプチド鎖中に含まれる特定のアミノ酸
残基を選択特異的に認識してそのN末端側又はC末端側
ペプチド結合のみを加水分解する方法は、タンパク質の
構造解析、タンパク質の修飾を行う上において極めて重
要な手段である〔綱沢進、崎山文夫、続生化学実験講座
(日本生化学会編)、2、第260〜277頁(198
7)〕。従来、この目的のための手段として、生物化学
的方法としてはL−リジンのC末端側ペプチド結合の水
解、L−リジンのN末端側ペプチド結合の水解、L−ア
ルギニンのC末端側ペプチド結合の水解、L−グルタミ
ン酸及びL−アスパラギン酸のC末端側ペプチド結合の
水解、L−アスパラギン酸のN末端側ペプチド結合の水
解、L−プロリンのC末端側ペプチド結合の水解が知ら
れており、また有機化学的方法としては、L−メチオニ
ンのC末端側ペプチド結合の切断、L−システィンのN
末端側ペプチド結合の切断、L−トリプトファンのC末
端側ペプチド結合の切断が知られている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】タンパク質工学におい
ては、各種アミノ酸特異的にペプチド結合を切断する方
法が望まれている。しかしながら、上述した方法以外の
アミノ酸に特異的な切断方法は知られていない。本発明
の目的は、L−アスパラギンのC末端側アミド結合のみ
を選択特異的に水解するプロテアーゼを提供することに
ある。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明はL−アスパラギンのC末端側アミド結合のみを選
択特異的に水解するプロテアーゼに関し、下記の酵素化
学的性質: (1)作用:ペプチド鎖中のL−アスパラギンのC末端
側アミド結合のみを選択特異的に水解する。 (2)基質特異性:ニューロテンシン、β−エンドルフ
ィン、パラサイロイドホルモン(1−34)、バソアク
ティブインテスティナルペプチド、ペプチドT、ボンベ
シン、酸化インシュリンB鎖、フィサラミンなるペプチ
ド鎖中のL−アスパラギンのC末端側アミド結合のみを
選択特異的に水解する。 (3)至適pH:6.0〜7.0 (4)pH安定性:4.5〜6.5(1mM DTT
を含む緩衝液中で37℃、6時間処理) (5)至適温度:45℃付近 (6)温度安定性:1mM DTTを含むpH5.0
の緩衝液中で、55℃、15分間の加熱で安定。 (7)分子量:26550(ゲルろ過法)を有すること
を特徴とする。 【0005】本発明者らは、植物種子中に存在するレク
チンや貯蔵タンパク質のC末端側アミノ酸がL−アスパ
ラギンであることにかんがみ、植物種子中にペプチド鎖
中のL−アスパラギンのC末端側アミド結合のみを選択
特異的に水解するプロテアーゼを検索したところ、タチ
ナタマメ( Canavalia ensiformi
s ) 種子中よりペプチド鎖中のL−アスパラギンの
C末端側アミド結合のみを加水分解するプロテアーゼを
単離、精製することに成功し、本発明を完成させた。本
発明は本酵素の製造方法、酵素の諸性質について検討を
重ね完成されたものである。 【0006】以下に本発明を詳細に説明する。 (本酵素の製造方法)本発明で用いられる酵素は、例え
ば、市販のジャックビーンミールを適当な還元剤の存在
下、pH4〜6の緩衝液中でホモゲナイズすることによ
り本酵素を可溶化した後、不溶物を遠心分離等の手段に
より除去し、種々のイオン交換クロマトグラフィー、ゲ
ルろ過法等の精製手段により精製度を高め、本酵素の特
異的阻害物質であるパラメルクリ安息香酸(PMB)を
アガロースに固定化したアフィニティクロマトグラフィ
ーを行うことにより単一なタンパク質として単離するこ
とができる。 【0007】(本酵素の測定方法及び単位)基質として
は配列表の配列番号1に示すペプチドが用いられる。 0.02mM本基質、5mM DTT、2mM E
DTA、酵素及び内部標準物質としての0.002mM
DNP−L−Serを含む20mM酢酸緩衝液(p
H5.0)からなる反応液を37℃、10〜20分間保
温したのち、終濃度10%となる様にギ酸を添加し反応
を停止、反応液の一部を、例えば、ODS−カラムを用
いた高速液体クロマトグラフィーにより分析し、生成し
た配列表の配列番号2に示す配列を持つ断片量を内部標
準物質であるDNP−L−Serと比較定量することに
より本酵素活性を測定することができる。本酵素活性の
単位は1分間に1μmolの配列表の配列番号2に示す
配列を持つ断片を生成する酵素量を1単位とした。 【0008】(本酵素の基質特異性)配列表の配列番号
3で表されるニューロテンシン、配列番号4で表される
β−エンドルフィン、配列番号5で表されるパラサイロ
イドホルモンのN末端ポリペプチド(1−34)、配列
番号6で表されるバソアクティブインテスティナルペプ
チド、配列番号7で表されるペプチドT、配列番号8で
表されるボンベシン、配列番号9で表される酸化インシ
ュリンB鎖、配列番号10で表されるフィサラミンを基
質として基質(nmol)と酵素(mU)の比率を50
:1とし、pH5.0で37℃、15時間反応を行った
結果L−アスパラギンのC末端側アミド結合のみが加水
分解され、他のペプチド結合は全く加水分解されなかっ
た。表1及び表2に基質として用いた合成ペプチド及び
加水分解されたアミド結合部位を示した。 【0009】 【表1】
表 1────────────────
───────────────────
基 質
水解されたアミド結合
───────────────────────
────────────
5 ↓ 6
ニューロテンシン
Asn−
Lys
20 ↓ 21
β−エンドルフィン(ヒト)
Asn−Ala
25 ↓ 26
Asn−Ala
10 ↓ 11 パラ
サイロイドホルモン
Asn−Leu
(ヒト,1−34)
16 ↓ 17
Asn−Ser
33
↓ 34
Asn−Phe
9 ↓ 10 バソアクティ
ブイン
Asn−Tyr
テスティナルペプチド
24 ↓ 25
(ヒト,ブタ)
Asn−
Ser
28 ↓
Asn−NH2 【0010】 【表2】
表 2────────────────
───────────────────
基 質
水解されたアミド結合
───────────────────────
────────────
6 ↓ 7
ペプチドT
A
sn−Tyr
6 ↓ 7
ボンベシン
Asn−
Gln
3 ↓ 4
酸化インシュリンB鎖
Asn−Gln
5 ↓ 6 フィサラミン
Asn−Lys ─
─────────────────────────
───────── 【0011】 【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。 【0012】実施例1 市販ジャックビーンミール(シグマ社製)500gを1
mM DTT、1mMEDTAを含む20mM酢酸緩
衝液(pH5.0)でホモゲナイズし遠心分離により上
清を得た。該上清を上記緩衝液中にて透析後、再び生じ
た沈殿物を遠心分離により除去し、SP−トヨパール6
50M(東ソー製)によるイオン交換クロマトグラフィ
ーを行った。SP−トヨパール650Mカラムに吸着し
、0.5M塩化ナトリウムにて溶出した活性画分を60
%飽和硫安沈殿後、上記緩衝液に対し透析した。続いて
、PMBをアガロースに固定化して作ったアフィニティ
カラムを用いてアフィニティクロマトグラフィーを行っ
た。同カラムに吸着し、0.5M塩化ナトリウムにて溶
出した活性画分を再び上記緩衝液に対し透析した。次に
、ロイシルアルギニナールカラム(オルガノ製)による
アフィニティクロマトグラフィーを行い、同カラムに吸
着されない活性画分を回収した。同活性画分を排除分子
量10000の限外ろ過膜にて濃縮後トヨパールHW−
55S(東ソー製)によるゲルろ過を行った。こうして
得られた精製酵素は2.6mg、活性は180mUであ
り、C4−逆相クロマトグラフィーにおいて単一なタン
パク質であった。 【0013】実施例2 実施例1で得られた精製酵素を用い、市販可溶性還元リ
ゾチーム(生化学工業社製)の限定加水分解を行った。 反応条件は10mM DTT、1mM EDTAを
含む20mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0)中で
、基質濃度0.2mM、酵素濃度4mU/mlにて37
℃、15時間反応を行った。終濃度10%となるように
ギ酸を添加することにより反応を停止後、生成したペプ
チドフラグメントをC4−逆相クロマトグラフィー(ウ
ォーターズ社製、マイクロボンダスフェアー、3.9×
150mm)にて分離後、各フラグメントについてアミ
ノ酸組成分析、アミノ酸配列分析を行った。 【0014】可溶性還元リゾチームのアミノ酸配列を配
列表の配列番号11に、C4−逆相クロマトグラフィー
を図1に、ピーク番号1〜16の各フラグメントのアミ
ノ酸配列を、ピーク番号1〜7は配列表の配列番号12
〜18、ピーク番号8は配列番号19及び20、ピーク
番号9は配列番号21及び22、ピーク番号10〜14
は配列番号23〜27、ピーク番号15は配列番号28
、29及び30、ピーク番号16は配列番号31として
それぞれ示す。図1は可溶性還元リゾチームを本酵素で
消化した後、C4逆相HPLCにて画分したクロマトグ
ラフィーを時間(分、横軸)と215nmにおける吸光
度(縦軸)との関係で示したグラフである。この結果本
酵素は、可溶性還元リゾチームに含まれるL−アスパラ
ギンのC末端側アミド結合のみを切断することが確認さ
れた。 【0015】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よりペプチド鎖中のL−アスパラギンのC末端側アミド
結合のみを選択特異的に水解するプロテアーゼが提供さ
れた。また、本発明により、L−アスパラギンとL−ア
スパラギン酸とを区別することができ、遺伝子工学にお
ける生産物の確認においても有効である。本発明のプロ
テアーゼは、タンパク質の構造解析において極めて重要
な手段として利用することができる。 【配列表】配列番号:1 配列の長さ:4 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 2,4,−dinitrophenyl−L−p
roline4 L−asparaginamide
配列番号:2 配列の長さ:4 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 2,4,−dinitrophenyl−L−p
roline配列番号:3 配列の長さ:13 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 L−pyroglutamic acid配列番
号:4 配列の長さ:31 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列: Tyr Gly Gly Phe Met Thr S
er Glu Lys Ser Gln Thr Pr
o Leu Val Thr 1
5
10 15Le
u Phe Lys Asn Ala Ile Ile
Lys Asn Ala Tyr Lys Lys
Gly Glu 20
25
30配列番号:5 配列の長さ:34 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 フラグメント型:N末端フラグメント 配列の種類:ペプチド 配列: Ser Val Ser Glu Ile Gln L
eu Met His Asn Leu Gly Ly
s His Leu Asn 1
5
10 15 S
er Met Glu Arg Val Glu Tr
p Leu Arg Lys Lys Leu Gln
Asp Val His
20 25
30Asn Phe 配列番号:6 配列の長さ:28 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 28 L−asparaginamide配列: His Ser Asp Ala Val Phe T
hr Asp Asn Tyr Thr Arg Le
u Arg Lys Gln 1
5
10 15Me
t Ala Val Lys Lys Tyr Leu
Asn Ser Ile Leu Xaa
20
25 配列番号:7 配列の長さ:8 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列番号:8 配列の長さ:14 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 L−pyroglutamic acid14
L−methioninamide配列: Xaa Gln Arg Leu Gly Asn G
ln Trp Ala Val Gly His Le
u Xaa 1 5
10配列番号:
9 配列の長さ:24 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列: Phe Val Asn Gln His Leu C
ys Gly Ser His Leu Val Gl
u Ala Leu Tyr 1
5
10 15Le
u Val Cys Gly Glu Arg Gly
Phe 20 配列番号:10 配列の長さ:11 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 L−pyroglutamic acid11
L−methioninamide配列番号:11 配列の長さ:129 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 6 S−3−(trimethylammonio)
propylcysteine30 S−3−(tr
imethylammonio)propylcyst
eine64 S−3−(trimethylamm
onio)propylcysteine76 S−
3−(trimethylammonio)propy
lcysteine80 S−3−(trimeth
ylammonio)propylcysteine9
4 S−3−(trimethylammonio)
propylcysteine115 S−3−(t
rimethylammonio)propylcys
teine127 S−3−(trimethyla
mmonio)propylcysteine配列: Lys Val Phe Gly Arg Xaa G
lu Leu Ala Ala Ala Met Ly
s Arg His Gly 1
5
10 15Le
u Asp Asn Tyr Arg Gly Tyr
Ser Leu Gly Asn Trp Val
Xaa Ala Ala
20 25
30Lys Phe
Glu Ser Asn Phe Asn Thr G
ln Ala Thr Asn Arg Asn Th
r Asp 35
40
45Gly Ser Thr Asp Ty
r Gly Ile Leu Gln Ile Asn
Ser Arg Trp Trp Xaa
50 55
60Asn Asp
Gly Arg Thr Pro Gly Ser
Arg Asn Leu Xaa Asn Ile P
ro Xaa 65
70 75
80Ser A
la Leu Leu Ser Ser Asp Il
e Thr Ala Ser Val Asn Xaa
Ala Lys
85 90
95Lys Ile
Val Ser Asp Gly Asn Gly
Met Asn Ala Trp Val Ala T
rp Arg 100
105
110Asn Arg Xaa L
ys Gly Thr Asp Val Gln Al
a Trp Ile Arg Gly Xaa Arg
115
120 1
25Leu 配列番号:12 配列の長さ:7 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:13配列の長さ:10 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:14 配列の長さ:8 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:15 配列の長さ:10 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 30 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine配列番号:16 配列の長さ:9 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:17 配列の長さ:6 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 64 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine配列番号:18 配列の長さ:7 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:19 配列の長さ:17 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 30 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine配列: Trp Val Xaa Ala Ala Lys P
he Glu Ser Asn Phe Asn Th
r Gln Ala Thr 28
32
37 42As
n 配列番号:20 配列の長さ:21 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 60 unknown 配列: Thr Gln Ala Thr Asn Arg A
sn Thr Asp Gly Ser Thr As
p Tyr Gly Ile 40
44
49 54Le
u Gln Ile Asn Xaa
59 配列番号:21 配列の長さ:15 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
: Arg Asn Thr Asp Gly Ser T
hr Asp Tyr Gly Ile Leu Gl
n Ile Asn 45
49 54
59配列番号:2
2 配列の長さ:18 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 30 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine45 unknow
n 配列: Trp Val Xaa Ala Ala Lys P
he Glu Ser Asn Phe Asn Th
r Gln Ala Thr 28
32
37 42As
n Xaa 配列番号:23 配列の長さ:19 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: N末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 6 S−3−(trimethylammonio)
propylcysteine配列: Lys Val Phe Gly Arg Xaa G
lu Leu Ala Ala Ala Met Ly
s Arg His Gly 1
5
10 15Le
u Asp Asn 配列番号:24 配列の長さ:10 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:25 配列の長さ:16 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: C末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 115 S−3−(trimethylammoni
o)propylcysteine127 S−3−
(trimethylammonio)propylc
ysteine配列: Arg Xaa Lys Gly Thr Asp V
al Gln Ala Trp Ile Arg Gl
y Xaa Arg Leu 114
118
123 128配列
番号:26 配列の長さ:28 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 76 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine80 S−3−(t
rimethylammonio)propylcys
teine配列: Asp Gly Arg Thr Pro Gly S
er Arg Asn Leu Xaa Asn Il
e Pro Xaa Ser 66
70
75 80配列
番号:27 配列の長さ:27 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: N末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 6 S−3−(trimethylammonio)
propylcysteine配列: Lys Val Phe Gly Arg Xaa G
lu Leu Ala Ala Ala Met Ly
s Arg His Gly 1
5
10 15Le
u Asp Asn Tyr Arg Gly Tyr
Ser Leu Gly Asn
20
25配列番号:28 配列の長さ:21 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 30 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine48 unknow
n 配列: Trp Val Xaa Ala Ala Lys P
he Glu Ser Asn Phe Asn Th
r Gln Ala Thr 28
32
37 42As
n Arg Asn Thr Xaa
47 配列番号:29 配列の長さ:21 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 64 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine76 S−3−(t
rimethylammonio)propylcys
teine80 unknown 配列: Ser Arg Trp Trp Xaa Asn A
sp Gly Arg Thr Pro Gly Se
r Arg Asn Leu 60
64
69 74Xa
a Asn Ile Pro Xaa
79 配列番号:30 配列の長さ:16 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: C末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 115 S−3−(trimethylammoni
o)propylcysteine127 S−3−
(trimethylammonio)propylc
ysteine配列: Arg Xaa Lys Gly Thr Asp V
al Gln Ala Trp Ile Arg Gl
y Xaa Arg Leu 114
118
123 128配列
番号:31 配列の長さ:23 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: C末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 115 S−3−(trimethylammoni
o)propylcysteine127 S−3−
(trimethylammonio)propylc
ysteine配列: Ala Trp Val Ala Trp Arg A
sn Arg Xaa Lys Gly Thr As
p Val Gln Ala 107
111
116 121Tr
p Ile Arg Gly Xaa Arg Leu
126
末端側アミド結合のみを選択特異的に水解するプロテア
ーゼに関する。 【0002】 【従来の技術】ペプチド鎖中に含まれる特定のアミノ酸
残基を選択特異的に認識してそのN末端側又はC末端側
ペプチド結合のみを加水分解する方法は、タンパク質の
構造解析、タンパク質の修飾を行う上において極めて重
要な手段である〔綱沢進、崎山文夫、続生化学実験講座
(日本生化学会編)、2、第260〜277頁(198
7)〕。従来、この目的のための手段として、生物化学
的方法としてはL−リジンのC末端側ペプチド結合の水
解、L−リジンのN末端側ペプチド結合の水解、L−ア
ルギニンのC末端側ペプチド結合の水解、L−グルタミ
ン酸及びL−アスパラギン酸のC末端側ペプチド結合の
水解、L−アスパラギン酸のN末端側ペプチド結合の水
解、L−プロリンのC末端側ペプチド結合の水解が知ら
れており、また有機化学的方法としては、L−メチオニ
ンのC末端側ペプチド結合の切断、L−システィンのN
末端側ペプチド結合の切断、L−トリプトファンのC末
端側ペプチド結合の切断が知られている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】タンパク質工学におい
ては、各種アミノ酸特異的にペプチド結合を切断する方
法が望まれている。しかしながら、上述した方法以外の
アミノ酸に特異的な切断方法は知られていない。本発明
の目的は、L−アスパラギンのC末端側アミド結合のみ
を選択特異的に水解するプロテアーゼを提供することに
ある。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明はL−アスパラギンのC末端側アミド結合のみを選
択特異的に水解するプロテアーゼに関し、下記の酵素化
学的性質: (1)作用:ペプチド鎖中のL−アスパラギンのC末端
側アミド結合のみを選択特異的に水解する。 (2)基質特異性:ニューロテンシン、β−エンドルフ
ィン、パラサイロイドホルモン(1−34)、バソアク
ティブインテスティナルペプチド、ペプチドT、ボンベ
シン、酸化インシュリンB鎖、フィサラミンなるペプチ
ド鎖中のL−アスパラギンのC末端側アミド結合のみを
選択特異的に水解する。 (3)至適pH:6.0〜7.0 (4)pH安定性:4.5〜6.5(1mM DTT
を含む緩衝液中で37℃、6時間処理) (5)至適温度:45℃付近 (6)温度安定性:1mM DTTを含むpH5.0
の緩衝液中で、55℃、15分間の加熱で安定。 (7)分子量:26550(ゲルろ過法)を有すること
を特徴とする。 【0005】本発明者らは、植物種子中に存在するレク
チンや貯蔵タンパク質のC末端側アミノ酸がL−アスパ
ラギンであることにかんがみ、植物種子中にペプチド鎖
中のL−アスパラギンのC末端側アミド結合のみを選択
特異的に水解するプロテアーゼを検索したところ、タチ
ナタマメ( Canavalia ensiformi
s ) 種子中よりペプチド鎖中のL−アスパラギンの
C末端側アミド結合のみを加水分解するプロテアーゼを
単離、精製することに成功し、本発明を完成させた。本
発明は本酵素の製造方法、酵素の諸性質について検討を
重ね完成されたものである。 【0006】以下に本発明を詳細に説明する。 (本酵素の製造方法)本発明で用いられる酵素は、例え
ば、市販のジャックビーンミールを適当な還元剤の存在
下、pH4〜6の緩衝液中でホモゲナイズすることによ
り本酵素を可溶化した後、不溶物を遠心分離等の手段に
より除去し、種々のイオン交換クロマトグラフィー、ゲ
ルろ過法等の精製手段により精製度を高め、本酵素の特
異的阻害物質であるパラメルクリ安息香酸(PMB)を
アガロースに固定化したアフィニティクロマトグラフィ
ーを行うことにより単一なタンパク質として単離するこ
とができる。 【0007】(本酵素の測定方法及び単位)基質として
は配列表の配列番号1に示すペプチドが用いられる。 0.02mM本基質、5mM DTT、2mM E
DTA、酵素及び内部標準物質としての0.002mM
DNP−L−Serを含む20mM酢酸緩衝液(p
H5.0)からなる反応液を37℃、10〜20分間保
温したのち、終濃度10%となる様にギ酸を添加し反応
を停止、反応液の一部を、例えば、ODS−カラムを用
いた高速液体クロマトグラフィーにより分析し、生成し
た配列表の配列番号2に示す配列を持つ断片量を内部標
準物質であるDNP−L−Serと比較定量することに
より本酵素活性を測定することができる。本酵素活性の
単位は1分間に1μmolの配列表の配列番号2に示す
配列を持つ断片を生成する酵素量を1単位とした。 【0008】(本酵素の基質特異性)配列表の配列番号
3で表されるニューロテンシン、配列番号4で表される
β−エンドルフィン、配列番号5で表されるパラサイロ
イドホルモンのN末端ポリペプチド(1−34)、配列
番号6で表されるバソアクティブインテスティナルペプ
チド、配列番号7で表されるペプチドT、配列番号8で
表されるボンベシン、配列番号9で表される酸化インシ
ュリンB鎖、配列番号10で表されるフィサラミンを基
質として基質(nmol)と酵素(mU)の比率を50
:1とし、pH5.0で37℃、15時間反応を行った
結果L−アスパラギンのC末端側アミド結合のみが加水
分解され、他のペプチド結合は全く加水分解されなかっ
た。表1及び表2に基質として用いた合成ペプチド及び
加水分解されたアミド結合部位を示した。 【0009】 【表1】
表 1────────────────
───────────────────
基 質
水解されたアミド結合
───────────────────────
────────────
5 ↓ 6
ニューロテンシン
Asn−
Lys
20 ↓ 21
β−エンドルフィン(ヒト)
Asn−Ala
25 ↓ 26
Asn−Ala
10 ↓ 11 パラ
サイロイドホルモン
Asn−Leu
(ヒト,1−34)
16 ↓ 17
Asn−Ser
33
↓ 34
Asn−Phe
9 ↓ 10 バソアクティ
ブイン
Asn−Tyr
テスティナルペプチド
24 ↓ 25
(ヒト,ブタ)
Asn−
Ser
28 ↓
Asn−NH2 【0010】 【表2】
表 2────────────────
───────────────────
基 質
水解されたアミド結合
───────────────────────
────────────
6 ↓ 7
ペプチドT
A
sn−Tyr
6 ↓ 7
ボンベシン
Asn−
Gln
3 ↓ 4
酸化インシュリンB鎖
Asn−Gln
5 ↓ 6 フィサラミン
Asn−Lys ─
─────────────────────────
───────── 【0011】 【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。 【0012】実施例1 市販ジャックビーンミール(シグマ社製)500gを1
mM DTT、1mMEDTAを含む20mM酢酸緩
衝液(pH5.0)でホモゲナイズし遠心分離により上
清を得た。該上清を上記緩衝液中にて透析後、再び生じ
た沈殿物を遠心分離により除去し、SP−トヨパール6
50M(東ソー製)によるイオン交換クロマトグラフィ
ーを行った。SP−トヨパール650Mカラムに吸着し
、0.5M塩化ナトリウムにて溶出した活性画分を60
%飽和硫安沈殿後、上記緩衝液に対し透析した。続いて
、PMBをアガロースに固定化して作ったアフィニティ
カラムを用いてアフィニティクロマトグラフィーを行っ
た。同カラムに吸着し、0.5M塩化ナトリウムにて溶
出した活性画分を再び上記緩衝液に対し透析した。次に
、ロイシルアルギニナールカラム(オルガノ製)による
アフィニティクロマトグラフィーを行い、同カラムに吸
着されない活性画分を回収した。同活性画分を排除分子
量10000の限外ろ過膜にて濃縮後トヨパールHW−
55S(東ソー製)によるゲルろ過を行った。こうして
得られた精製酵素は2.6mg、活性は180mUであ
り、C4−逆相クロマトグラフィーにおいて単一なタン
パク質であった。 【0013】実施例2 実施例1で得られた精製酵素を用い、市販可溶性還元リ
ゾチーム(生化学工業社製)の限定加水分解を行った。 反応条件は10mM DTT、1mM EDTAを
含む20mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0)中で
、基質濃度0.2mM、酵素濃度4mU/mlにて37
℃、15時間反応を行った。終濃度10%となるように
ギ酸を添加することにより反応を停止後、生成したペプ
チドフラグメントをC4−逆相クロマトグラフィー(ウ
ォーターズ社製、マイクロボンダスフェアー、3.9×
150mm)にて分離後、各フラグメントについてアミ
ノ酸組成分析、アミノ酸配列分析を行った。 【0014】可溶性還元リゾチームのアミノ酸配列を配
列表の配列番号11に、C4−逆相クロマトグラフィー
を図1に、ピーク番号1〜16の各フラグメントのアミ
ノ酸配列を、ピーク番号1〜7は配列表の配列番号12
〜18、ピーク番号8は配列番号19及び20、ピーク
番号9は配列番号21及び22、ピーク番号10〜14
は配列番号23〜27、ピーク番号15は配列番号28
、29及び30、ピーク番号16は配列番号31として
それぞれ示す。図1は可溶性還元リゾチームを本酵素で
消化した後、C4逆相HPLCにて画分したクロマトグ
ラフィーを時間(分、横軸)と215nmにおける吸光
度(縦軸)との関係で示したグラフである。この結果本
酵素は、可溶性還元リゾチームに含まれるL−アスパラ
ギンのC末端側アミド結合のみを切断することが確認さ
れた。 【0015】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よりペプチド鎖中のL−アスパラギンのC末端側アミド
結合のみを選択特異的に水解するプロテアーゼが提供さ
れた。また、本発明により、L−アスパラギンとL−ア
スパラギン酸とを区別することができ、遺伝子工学にお
ける生産物の確認においても有効である。本発明のプロ
テアーゼは、タンパク質の構造解析において極めて重要
な手段として利用することができる。 【配列表】配列番号:1 配列の長さ:4 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 2,4,−dinitrophenyl−L−p
roline4 L−asparaginamide
配列番号:2 配列の長さ:4 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 2,4,−dinitrophenyl−L−p
roline配列番号:3 配列の長さ:13 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 L−pyroglutamic acid配列番
号:4 配列の長さ:31 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列: Tyr Gly Gly Phe Met Thr S
er Glu Lys Ser Gln Thr Pr
o Leu Val Thr 1
5
10 15Le
u Phe Lys Asn Ala Ile Ile
Lys Asn Ala Tyr Lys Lys
Gly Glu 20
25
30配列番号:5 配列の長さ:34 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 フラグメント型:N末端フラグメント 配列の種類:ペプチド 配列: Ser Val Ser Glu Ile Gln L
eu Met His Asn Leu Gly Ly
s His Leu Asn 1
5
10 15 S
er Met Glu Arg Val Glu Tr
p Leu Arg Lys Lys Leu Gln
Asp Val His
20 25
30Asn Phe 配列番号:6 配列の長さ:28 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 28 L−asparaginamide配列: His Ser Asp Ala Val Phe T
hr Asp Asn Tyr Thr Arg Le
u Arg Lys Gln 1
5
10 15Me
t Ala Val Lys Lys Tyr Leu
Asn Ser Ile Leu Xaa
20
25 配列番号:7 配列の長さ:8 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列番号:8 配列の長さ:14 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 L−pyroglutamic acid14
L−methioninamide配列: Xaa Gln Arg Leu Gly Asn G
ln Trp Ala Val Gly His Le
u Xaa 1 5
10配列番号:
9 配列の長さ:24 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列: Phe Val Asn Gln His Leu C
ys Gly Ser His Leu Val Gl
u Ala Leu Tyr 1
5
10 15Le
u Val Cys Gly Glu Arg Gly
Phe 20 配列番号:10 配列の長さ:11 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 1 L−pyroglutamic acid11
L−methioninamide配列番号:11 配列の長さ:129 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴: 6 S−3−(trimethylammonio)
propylcysteine30 S−3−(tr
imethylammonio)propylcyst
eine64 S−3−(trimethylamm
onio)propylcysteine76 S−
3−(trimethylammonio)propy
lcysteine80 S−3−(trimeth
ylammonio)propylcysteine9
4 S−3−(trimethylammonio)
propylcysteine115 S−3−(t
rimethylammonio)propylcys
teine127 S−3−(trimethyla
mmonio)propylcysteine配列: Lys Val Phe Gly Arg Xaa G
lu Leu Ala Ala Ala Met Ly
s Arg His Gly 1
5
10 15Le
u Asp Asn Tyr Arg Gly Tyr
Ser Leu Gly Asn Trp Val
Xaa Ala Ala
20 25
30Lys Phe
Glu Ser Asn Phe Asn Thr G
ln Ala Thr Asn Arg Asn Th
r Asp 35
40
45Gly Ser Thr Asp Ty
r Gly Ile Leu Gln Ile Asn
Ser Arg Trp Trp Xaa
50 55
60Asn Asp
Gly Arg Thr Pro Gly Ser
Arg Asn Leu Xaa Asn Ile P
ro Xaa 65
70 75
80Ser A
la Leu Leu Ser Ser Asp Il
e Thr Ala Ser Val Asn Xaa
Ala Lys
85 90
95Lys Ile
Val Ser Asp Gly Asn Gly
Met Asn Ala Trp Val Ala T
rp Arg 100
105
110Asn Arg Xaa L
ys Gly Thr Asp Val Gln Al
a Trp Ile Arg Gly Xaa Arg
115
120 1
25Leu 配列番号:12 配列の長さ:7 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:13配列の長さ:10 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:14 配列の長さ:8 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:15 配列の長さ:10 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 30 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine配列番号:16 配列の長さ:9 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:17 配列の長さ:6 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 64 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine配列番号:18 配列の長さ:7 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:19 配列の長さ:17 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 30 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine配列: Trp Val Xaa Ala Ala Lys P
he Glu Ser Asn Phe Asn Th
r Gln Ala Thr 28
32
37 42As
n 配列番号:20 配列の長さ:21 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 60 unknown 配列: Thr Gln Ala Thr Asn Arg A
sn Thr Asp Gly Ser Thr As
p Tyr Gly Ile 40
44
49 54Le
u Gln Ile Asn Xaa
59 配列番号:21 配列の長さ:15 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
: Arg Asn Thr Asp Gly Ser T
hr Asp Tyr Gly Ile Leu Gl
n Ile Asn 45
49 54
59配列番号:2
2 配列の長さ:18 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 30 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine45 unknow
n 配列: Trp Val Xaa Ala Ala Lys P
he Glu Ser Asn Phe Asn Th
r Gln Ala Thr 28
32
37 42As
n Xaa 配列番号:23 配列の長さ:19 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: N末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 6 S−3−(trimethylammonio)
propylcysteine配列: Lys Val Phe Gly Arg Xaa G
lu Leu Ala Ala Ala Met Ly
s Arg His Gly 1
5
10 15Le
u Asp Asn 配列番号:24 配列の長さ:10 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
番号:25 配列の長さ:16 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: C末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 115 S−3−(trimethylammoni
o)propylcysteine127 S−3−
(trimethylammonio)propylc
ysteine配列: Arg Xaa Lys Gly Thr Asp V
al Gln Ala Trp Ile Arg Gl
y Xaa Arg Leu 114
118
123 128配列
番号:26 配列の長さ:28 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 76 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine80 S−3−(t
rimethylammonio)propylcys
teine配列: Asp Gly Arg Thr Pro Gly S
er Arg Asn Leu Xaa Asn Il
e Pro Xaa Ser 66
70
75 80配列
番号:27 配列の長さ:27 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: N末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 6 S−3−(trimethylammonio)
propylcysteine配列: Lys Val Phe Gly Arg Xaa G
lu Leu Ala Ala Ala Met Ly
s Arg His Gly 1
5
10 15Le
u Asp Asn Tyr Arg Gly Tyr
Ser Leu Gly Asn
20
25配列番号:28 配列の長さ:21 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 30 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine48 unknow
n 配列: Trp Val Xaa Ala Ala Lys P
he Glu Ser Asn Phe Asn Th
r Gln Ala Thr 28
32
37 42As
n Arg Asn Thr Xaa
47 配列番号:29 配列の長さ:21 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: 中間部フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 64 S−3−(trimethylammonio
)propylcysteine76 S−3−(t
rimethylammonio)propylcys
teine80 unknown 配列: Ser Arg Trp Trp Xaa Asn A
sp Gly Arg Thr Pro Gly Se
r Arg Asn Leu 60
64
69 74Xa
a Asn Ile Pro Xaa
79 配列番号:30 配列の長さ:16 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: C末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 115 S−3−(trimethylammoni
o)propylcysteine127 S−3−
(trimethylammonio)propylc
ysteine配列: Arg Xaa Lys Gly Thr Asp V
al Gln Ala Trp Ile Arg Gl
y Xaa Arg Leu 114
118
123 128配列
番号:31 配列の長さ:23 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド フラグメント型: C末端フラグメント(卵白可溶性還元リゾチーム)配列
の特徴: 115 S−3−(trimethylammoni
o)propylcysteine127 S−3−
(trimethylammonio)propylc
ysteine配列: Ala Trp Val Ala Trp Arg A
sn Arg Xaa Lys Gly Thr As
p Val Gln Ala 107
111
116 121Tr
p Ile Arg Gly Xaa Arg Leu
126
【図1】可溶性還元リゾチームを本酵素で消化した後C
4逆相HPLCにて画分したクロマトグラフィーを示し
た図である。
4逆相HPLCにて画分したクロマトグラフィーを示し
た図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 下記の酵素化学的性質:(1)作用:
ペプチド鎖中のL−アスパラギンのC末端側アミド結合
のみを選択特異的に水解する。 (2)基質特異性:ニューロテンシン、β−エンドルフ
ィン、パラサイロイドホルモン(1−34)、バソアク
ティブインテスティナルペプチド、ペプチドT、ボンベ
シン、酸化インシュリンB鎖、フィサラミンなるペプチ
ド鎖中のL−アスパラギンのC末端側アミド結合のみを
選択特異的に水解する。 (3)至適pH:6.0〜7.0 (4)pH安定性:4.5〜6.5(1mM DTT
を含む緩衝液中で37℃、6時間処理) (5)至適温度:45℃付近 (6)温度安定性:1mM DTTを含むpH5.0
の緩衝液中で、55℃、15分間の加熱で安定。 (7)分子量:26550(ゲルろ過法)を有すること
を特徴とするL−アスパラギンのC末端側アミド結合の
みを選択特異的に水解するプロテアーゼ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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JP2579567B2 JP2579567B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=17603485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3278887A Expired - Fee Related JP2579567B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | プロテアーゼ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1991
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---|---|---|---|---|
EP1758927A2 (en) * | 2004-01-21 | 2007-03-07 | Unigene Laboratories, Inc. | Amidated parathyroid hormone fragments and uses thereof |
EP1758927A4 (en) * | 2004-01-21 | 2008-09-17 | Unigene Lab Inc | PARATHYROID HORMONE AMIDE FRAGMENTS AND USES THEREOF |
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Publication number | Publication date |
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JP2579567B2 (ja) | 1997-02-05 |
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