JPH06153936A - アリルスルホトランスフェラーゼおよびその製造法 - Google Patents

アリルスルホトランスフェラーゼおよびその製造法

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JPH06153936A
JPH06153936A JP23994192A JP23994192A JPH06153936A JP H06153936 A JPH06153936 A JP H06153936A JP 23994192 A JP23994192 A JP 23994192A JP 23994192 A JP23994192 A JP 23994192A JP H06153936 A JPH06153936 A JP H06153936A
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JP
Japan
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allylsulfotransferase
producing
sulfate
enzyme
sulfuric acid
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JP23994192A
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English (en)
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Kyoichi Kobashi
恭一 小橋
Kimu Donnhiyun
キム ドン−ヒュン
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Fuji Yakuhin Kogyo KK
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Fuji Yakuhin Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 芳香族硫酸エステルを硫酸供与体とし、その
硫酸基をフェノール化合物に移転する反応を触媒するア
リルスルホトランスフェラーゼ及びその産生菌によるア
リルスルホトランスフェラーゼの製造法。 【構成】 37℃以上の温度でも安定で耐アルカリ性に
優れた新規なアリルスルホトランスフェラーゼ及びその
産生菌であるクラブシェラ(Klebsiella)K
−36(FERM P−12976)。この菌は、ラッ
ト糞便より分離された腸内細菌である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なアリルスルホトラ
ンスフェラーゼ及びクラブシェラ属に属する菌株による
アリルスルホトランスフェラーゼの製造法に関する。ア
リルスルホトランスフェラーゼ(Arylsulfot
ransferase、EC2.8.2.1)は硫酸供
与体から硫酸基をフェノール化合物に転移しフェノール
化合物の硫酸抱合体を形成する反応を触媒する酵素であ
り、フェノール化合物の解毒経路に関する酵素として重
要である。また、生体内で重要な役割をもつコレシスト
キニンパンクレオザイミンの合成において、チロシンを
特異的に硫酸エステル化するためにアリルスルホトラン
スフェラーゼが有用であることが見出されている(特開
昭64−80300号)。
【0002】
【従来の技術】従来アリルスルホトランスフェラーゼは
肝、小腸、腎、脳などの動物組織中および糸状菌類に存
在することが知られている。例えば、ラット肝には四つ
のタイプのアリルスルホトランスフェラーゼが存在し
[ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー
(J.Biol.Chem.)第254巻、5658ペ
ージ、1979年、アーカイブス オブ バイオケミス
トリー アンド バイオフィジクス(Arch.Bio
chem.Biophys.)第211巻、352ペー
ジ、1981年およびユーロピアン ジャーナル オブ
バイオケミストリー(Eur.J.Biochem)
第104巻、3ページ、1980年]、これらはいずれ
も硫酸供与体として3′−ホスホアデニル5′−硫酸
(以下「PAPS」という)を必要とし、PAPSがな
いと反応は進行しない。糸状菌類では、アスペルギルス
(Aspergillus)属菌の産生するアリルスル
ホランスフェラーゼはPAPSを介さずに硫酸基を転移
することが知られている[ザ バイオケミカル ジャー
ナル(Biochem.J)第149巻、697ペー
ジ、1975年]。
【0003】また、細菌類ではPAPSを介さずに芳香
族硫酸エステルを基質硫酸供与体とし、その硫酸基をフ
ェノール化合物に転移する反応を触媒するアリルスルホ
トランスフェラーゼがヒト糞便より分離した嫌気性細菌
であるユウバクテリウム・レクタルA−44株から見い
だされている(特公平3−63351号)。しかしなが
ら、ユウバクテリウム・レクタルA−44株は嫌気的培
養が必要なため大量培養に適さず、またその産生するア
リルスルホトランスフェラーゼは安定性の面でも37℃
以上の温度や塩基性溶液中において活性が低下するため
それらの改善が望まれていた。
【0004】
【発明の開示】本発明者らは、37℃以上の温度でも安
定で耐アルカリ性に優れた新規なアリルスルホトランス
フェラーゼを得ることを目的に酵素及び酵素産生用微生
物の探索を行った。その結果、新たにラット糞便より腸
内細菌の一種であるクラブシェラ属菌が新規なアリルス
ルホトランスフェラーゼを産生することを見い出した。
これらの菌は通性嫌気性菌であるため好気的大量培養も
可能であり、またこれら菌から産生される新規なアリル
スルホトランスフェラーゼは、PAPSを硫酸供与体と
しない性質を有する酵素であり、安定性の面でも温度に
対しては50℃でも安定であり、塩基性溶液において活
性が高いなどの特徴をもつ。以下に本発明で用いる菌株
のスクリーニング法ならびに性質およびそれらから得ら
れるアリルスルホトランスフェラーゼの製法、性質につ
いて説明する。
【0005】本発明法に用いるクラブシェラ属菌の例と
して、具体的には本発明者らが腸内菌より見いだしたク
ラブシェラK−36があげられる。本菌株は次のように
光岡らの方法(臨床検査、第23巻、322ページ、1
979年)に準じて分離した。即ち、ラット糞便を希釈
し4−メチルウンベリフェリル硫酸(以下「MUS」と
いう。)を含んだGAM(general anaer
obic medium)寒天平板培地(日水製薬社
製)、およびMUSを含んだTS(tryptic s
oy agar)寒天平板培地(ディフコ社製)にそれ
ぞれ塗抹後、GAM寒天平板培地は嫌気ジャー(ヒラヤ
マ製作所製)で37℃ 3〜5日間培養し、TS寒天平
板培地は好気ジャー(ヒラヤマ製作所製)で37℃ 1
〜2日間培養した。培養した平板に紫外線(320n
m) を照射し蛍光を発したコロニーを釣菌し、それぞ
れ0.1mM MUSを含むGAM培地およびBHI
(brain heart infusion bro
th)培地(ディフコ社製)5mlに接種したのち培養
し、アリルスルホトランスフェラーゼ陽性株K−36を
得た。
【0006】クラブシェラK−36株は次のような性質
を有する。 (1) 形態的性質 形:桿菌 胞子:形成しない グラム染色性:陰性 (2) 培地における生育状態 GAM、LB(Luria Bertani medi
um)、EG(Eggerth and Gagnon
broth )、BHI、NB(nutrient
broth)およびMH(Mueller−Hinto
n broth)培地のうち、LB培地において最も生
育がよい。 (3) 生理学的性質 オキシダーゼ生成:陰性 硫化水素生成:陰性 運動性:陰性 インドール生成:陽性 メチルレッド:陽性 VPテスト:陽性 クエン酸塩(C源として):陽性 ウレアーゼ生成:陽性 酸素に対する態度:通性嫌気性 以上の性質を「腸内細菌の世界−嫌気性菌の分離と同
定」(光岡知足著、叢文社発行、1980年)および
「バージェイズ マニュアル オブ デイターミネイテ
ィブ バクテリオロジー(Bergey’s Manu
al of Determinative Bacte
riology)」(第8版、1974年)に従い検討
したところ、上記K−36株は非運動性、通性嫌気性グ
ラム陰性無芽胞桿菌であり、VPテストが陽性であるこ
とからクラブシェラ属に分類される。本菌株は工業技術
院微生物工業技術研究所にクラブシェラK−36(微工
研菌寄第12976号、FERM P−12976)と
して寄託されている。
【0007】本発明によりアリルスルホトランスフェラ
ーゼを採取するには、まず通常の好気性菌用培地または
嫌気性菌用培地にアリルスルホトランスフェラーゼを産
生するクラブシェラ属に属する菌株を植菌し、それぞれ
好気条件下または嫌気条件下約25〜45℃で培養し酵
素を蓄積せしめる。培養時間は酵素の生産が最大になっ
た時をとればよく、通常約13〜18時間である。本酵
素は公知の酵素精製方法を適宜組合せて精製される。即
ち、培養物をそのままか、または菌体のみを集めて超音
波、フレンチプレス、アルミナ磨砕などの方法により菌
体を破砕し酵素を抽出したのち、塩析、有機溶媒沈殿、
透析、限外ろ過、遠心分離、イオン交換クロマトグラフ
ィー、アフィニティクロマトグラフィー、濃縮、凍結乾
燥などの方法を適宜組合せ精製される。
【0008】本発明によりクラブシェラK−36より得
られたアリルスルホトランスフェラーゼの性質は次のと
おりである。 (1) 作用 芳香族硫酸エステルを基質硫酸供与体とし、その硫酸基
をフェノール化合物に移転する反応を触媒する。 (2) 基質特異性 各種芳香族硫酸エステルならびに生体内硫酸エステルを
硫酸供与体として、またフェノールを受容体として反応
させ生成されるフェノール硫酸の量を高速液体クロマト
グラフィーで定量した。すなわち、反応液をケムコソル
ブ7−ODS−Hを担体とする高速液体クロマトグラフ
装置(島津製作所製)にかけ45%メタノールで1.0
ml/分で溶出し、波長254nmで検出した。p−ニ
トロフェニル硫酸(以下「PNS」という)を硫酸供与
体として、フェノールを受容体として反応させた時の比
活性(蛋白当りの活性)8.82μmol/min m
g蛋白質を100%としたときの活性を表1に示す。ま
たPNSを硫酸供与体としたときの各種硫酸受容体の基
質特異性は表2のとおりである。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2】
【0011】(3) 至適pH 硫酸供与体としてPNSを用い、受容体を各種変えて至
適pHをみた。その結果本酵素は受容体にフェノール、
1−ナフトールを用いた場合はpH約10〜10.5に
至適pHが存在した。(図1) 使用した緩衝液は、pH5〜6は0.1M酢酸緩衝液p
H6〜7は0.1Mリン酸緩衝液、pH7〜9は0.1
Mトリス塩酸緩衝液、pH9〜12.5は0.1Mグリ
シン−水酸化ナトリウム緩衝液である。 (4) 温度安定性 5〜60℃の各温度で10分間処理したのち酵素活性を
測定したところ、50℃以下で安定であった。(図2) (5) 活性測定法 硫酸供与体としてPNS、受容体としてフェノールを用
い、50mMPNS0.03ml、1mMフェノール
0.29mlを含むトリス塩酸緩衝液(pH8.0)
0.21mlおよび酵素溶液0.1mlを混合し37
℃、30分間反応させる。1N水酸化ナトリウム0.4
mlを加えて反応を止め、白濁したものについては遠心
したのち透明な上清の405nmにおける吸光度を測定
し、別にp−ニトロフェノールの標準液を用いて作成し
た検量線にもとづいて定量する。1分間に1μmolの
p−ニトロフェノールを生成する酵素量を1単位とし
た。またPNS以外の硫酸供与体を用いる場合は高速液
体クロマトグラフィーにて行った。
【0012】(6) 基質親和性 受容体としてフェノールを用いたときPNSに対するミ
カエリス定数(Km値)は0.11mM、硫酸供与体と
してPNSを用いたときフェノールに対するミカエリス
定数(Km値)は0.66mMであった。 (7) 安定剤と阻害剤 本酵素に対する金属イオンの影響を表3に示した。マグ
ネシウムイオン、コバルトイオンは2mM添加すること
により活性はそれぞれ65%、30%上昇するが、カド
ミウムイオンは活性を強く阻害し、エチレンジアミン四
酢酸(2mM)は元の活性の53%にまで減少させる。
なおユウバクテリウム・レクタルA−44株由来硫酸基
転移酵素の阻害剤であったp−ニトロフェノールリン
酸、アデノシン三リン酸、ピロリン酸による阻害は認め
られなかった。
【0013】
【表3】
【0014】(8) 等電点 等電点カラムクロマトグラフィーにより、本酵素の等電
点は5.3であった。 (9) 分子量 セファクリルS−300スーパーファイン(ファルマシ
ア社製)を用いたゲルろ過法により測定したところ、約
160000であった(図3)。またSDS−ポリアク
リルアミドゲル電気泳動法により約73000の2つの
サブユニットから成なることが示された。
【0015】次に本発明法を実施例をもって具体的に説
明する。 実施例 1 0.15%寒天を含んだLB培地31を滅菌したのち、
あらかじめ上記と同様の培地にクラブシェラK−36を
培養して得た種培養液60mlを植菌し、好気的に37
℃、15時間培養した。培養液を遠心分離して菌体を集
めたのち超音波破砕機(ヒートシステムズ社製)にて菌
体を破砕し、さらに遠心分離により上清を集め粗酵素抽
出液を得た。これに最終濃度60%になるよう硫安を加
え、沈殿物を0.1Mトリス塩酸緩衝液(pH7.0)
に溶解し、同緩衝液に15時間透析した。次いであらか
じめ同緩衝液で平衡化したDEAEセルロース(ファル
マシア社製)カラム(2.5×30cm)に通し酵素を
吸着させたのち、0〜0.5M塩化カリウムでグラジエ
ントに溶出し活性画分を集めた。これをUM−10メン
ブラン(アミコン社製)を用いた限外ろ過により濃縮、
25mMイミダゾール緩衝液(pH7.4)に溶解し同
緩衝液に透析した。次にあらかじめ同緩衝液で平衡化し
たクロマトフォーカシングカラム(1.5×15cm)
に通し酵素を吸着させたのち、酢酸でpH4までグラジ
エントに溶出し活性画分を集め、UM−10メンブラン
で濃縮した。最後にこれを0.1Mトリス塩酸緩衝液
(pH7.0)で平衡化したセファクリルS−300ス
ーパーファインカラム(2×86cm)に通し精製酵素
標品を得た。図4にDEAEセルロースカラムクロマト
グラフィーの溶出パターン、図5にクロマトフォーカシ
ングカラムクロマトグラフィーの溶出パターンを、また
表4には精製過程の結果を示す。なお蛋白量はフォーリ
ン−ロウリィ(Folin−Lowry)法により牛血
清アルブミン(フラクションV)を標準として測定し
た。
【0016】
【表4】
【図面の簡単な説明】
【図1】アリルスルホトランスフェラーゼの至適pHを
表す図である。
【図2】アリルスルホトランスフェラーゼの温度安定性
を表す図である。
【図3】同酵素のゲルろ過法による分子量の測定を表す
図である。
【図4】同酵素のDEAEセルロースカラムクロマトグ
ラフィーの溶出パターンを表す図である。
【図5】同酵素のクロマトフォーカシングカラムクロマ
トグラフィーの溶出パターンを表す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記性質を有するアリルスルホトランス
    フェラーゼ (a)作用 芳香族硫酸エステルを硫酸供与体とし、その硫酸基をフ
    ェノール化合物に移転する反応を触媒する。 (b) 至適pH 10〜10.5 (c) 温度安定性 50℃以下で安定 (d) 各種金属イオン、阻害剤の影響 Mg2+、Co2+により活性は上昇し、Cd2+、E
    DTAにより阻害される。
  2. 【請求項2】 クラブシェラ属に属する下記性質を有す
    るアリルスルホトランスフェラーゼ産生菌を培養し、該
    アリルスルホトランスフェラーゼを生成蓄積せしめ、こ
    れを採取することを特徴とするアリルスルホトランスフ
    ェラーゼの製造法。 (a) 作用 芳香族硫酸エステルを硫酸供与体とし、その硫酸基をフ
    ェノール化合物に移転する反応を触媒する。 (b) 至適pH 10〜10.5 (c) 温度安定性 50℃以下で安定 (d) 各種金属イオン、阻害剤の影響 Mg2+、Co2+により活性は上昇し、Cd2+、E
    DTAにより阻害される。
  3. 【請求項3】 クラブシェラ属に属するアリルスルホト
    ランスフェラーゼ産生菌がクラブシェラK−36である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載のアリルス
    ルホトランスフェラーゼの製造法。
JP23994192A 1992-07-23 1992-07-23 アリルスルホトランスフェラーゼおよびその製造法 Pending JPH06153936A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6225100B1 (en) 1996-07-09 2001-05-01 Dcv, Inc. Arylsulfotransferase

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6225100B1 (en) 1996-07-09 2001-05-01 Dcv, Inc. Arylsulfotransferase

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