JPH0616703B2 - 耐熱性ペルオキシダ−ゼ、その製法および該酵素を用いる分析試薬 - Google Patents

耐熱性ペルオキシダ−ゼ、その製法および該酵素を用いる分析試薬

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JPH0616703B2
JPH0616703B2 JP3866387A JP3866387A JPH0616703B2 JP H0616703 B2 JPH0616703 B2 JP H0616703B2 JP 3866387 A JP3866387 A JP 3866387A JP 3866387 A JP3866387 A JP 3866387A JP H0616703 B2 JPH0616703 B2 JP H0616703B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用の分野) 本発明は60℃において10分間加温処理をしても95
%以上のペルオキシダーゼ活性を有している耐熱性ペル
オキシダーゼ及びその酵素の製造法およびその酵素を用
いる分析試薬に関する。
従来よりペルオキシダーゼは過酸化水素の存在下で種々
の化合物を酸化する酵素であり、近年臨床診断用として
グルコース、コレステロール、リン脂質及び尿酸の定量
に種々のオキシダーゼと共に使用されており、又、酵素
免疫試験法における標識酵素としても使用されている。
(従来の技術) ここで言うペルオキシダーゼとは酵素番号EC1.11.17
であり、系統名Donor:hydrogen−peroxideoxidoreduct
aseのことである。
ペルオキシダーゼの供給源としては西洋ワサビ、大根等
の植物が広く知られている。しかしながら、これらの植
物由来のペルオキシダーゼには性質が僅かずつ異なるア
イソザイムが含まれるため、診断試薬に用いる純粋な酵
素を得るにはアイソザイムを分離する必要があり、非常
に手間を要するという問題がある。
微生物起源のペルオキシダーゼも各種知られており、オ
イデイオデンドロン(Oidiodendron)属(特開昭59−
179075号)、アルスロマイセス属(特開昭61−
43987号)、ヒトヨタケ(特開昭61−12888
7号)に存在することが報告されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来から知られている上記ペルオキシダ
ーゼは熱安定性が不充分であり、臨床診断用試薬及び酵
素免疫試験法における標識酵素として用いる場合、問題
がある。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは熱安定性の優れたペルオキシダーゼを広く
検索したところ、バチルス・ステアロサーモフィラス(B
acillus stearothermophilus)の産生するペルオキシダ
ーゼが60℃において10分間加温処理をしても95%
以上のペルオキシダーゼ残存活性を有していることを見
い出した。
また該耐熱性ペルオキシダーゼ、ペルオキシダーゼの存
在下、過酸化水素と作用すると発色螢光又は発光を生ず
る色原体及び緩衝剤により過酸化水素または種々のオキ
シダーゼから生成した過酸化水素をより熱安定性の優れ
た状態で分析することが出来ることを見い出し、本発明
の完成に至った。
すなわち本発明は下記性質(1)〜(4)を有する耐熱性ペル
オキシダーゼである。
(1) 作用特異性:過酸化水素の存在下で水素供与体の
酸化を触媒する。
(2) 至適pH:pH6付近にある。
(3) 至適温度:50℃付近にある。
(4) 温度安定性:60℃において10分間加温処理し
ても95%以上のペルオキシダーゼ活性を有する。
また本発明はバチルス属に属する下記性質(1)〜(4)を有
する耐熱性ペルオキシダーゼ生産菌を培養し、培養物か
ら下記性質(1)〜(4)を有する耐熱性ペルオキシダーゼを
採取することを特徴とする耐熱性ペルオキシダーゼの製
造法である。
さらに本発明は過酸化水素または過酸化水素を遊離する
系を有してなる試料中の過酸化水素を分析する試薬にお
いて、下記性質(1)〜(4)を有する耐熱性ペルオキシダー
ゼおよび該酵素の存在下、過酸化水素と作用すると発
色、蛍光又は発光を生ずる色原体群を含有することを特
徴とする耐熱性ペルオキシダーゼを用いる分析用試薬で
ある。
本発明の酵素の内の1種、バチルス・ステアロサーモフ
ィラスIAM11001から産生する耐熱性ペルオキシ
ダーゼの理化学的性質を示す。
(1) 作用特異性; 本酵素は過酸化水素の存在下で種々の化合物の酸化を触
媒する。その作用機構は次式に示す通りである。
[但し式中AH2は水素供与体を、又、Aは酸化された水
素供与体を示す]2,4−ジクロロフェノール(2,4−D
ichlorophenol)と4−アミノアンチピリン(4−Amino
antipyrine)は良好な基質である。
(2) 至適pH;pH6付近にある。
(3) 至適温度;50℃付近にある。
(4) 温度安定性; 60℃において10分間の加温処理後の残存活性は96
%であり、30℃において5日間は充分に安定である。
(5) 分子量; 約164,000(ゲル濾過法による)であり、82,000(SD
S電気泳動による)のサブユニットの2量体である。
(6) アミノ酸組成; 下記第2表に示す。
本発明の耐熱性ペルオキシダーゼを産生する微生物とし
てはバチルス属、例えばバチルス・ステアロサーモフィ
ラスなどが挙げられる。バチルス・ステアロサーモフィ
ラスはバージース・マニュアル・オブ・ディタミネイテ
ィブバクテリオロジー(第8版)(1974)により
と、65℃で生育する好熱性桿菌であり、0.6〜1×
2〜3.5の大きさを持ち、運動性を有する。
本発明に用いるバチルス属の微生物としては、例えばバ
チルス・ステアロサーモフィラスIAM11001株な
どがある。
本発明に使用される菌株を培養するためには、その菌株
の胞子菌糸あるいは予め培養して得られた前培養液を液
体培地に接種し培養する。液体培地の炭素源としてはグ
ルコース、フラクトース、キシロース、サッカロース、
マルトース、可溶性デンプン、糖蜜、グリセリン、マン
ニトール等の一般的に使用されるものがいずれも使用で
きる。窒素源としてはペプトン、酵母エキス、麦芽エキ
ス、肉エキス、カザミノ酸、コーンスティープリカー等
の天然窒素源の他に尿素等の有機窒素源ならびに硝酸ナ
トリウム、硝酸アンモニウム等の無機窒素源を用いるこ
とができる。この他必要に応じてリン酸塩、硫酸マグネ
シウム、硫酸鉄、硫酸銅等の無機塩及びビタミン等も微
量栄養源として使用できる。これらの培地成分は微生物
の生育を害しない濃度であれば特に制限はない。使用上
一般に炭素源は0.1〜10重量%、好ましくは1〜5
重量%、窒素源は0.01〜5重量%、好ましくは0.
1〜2重量%の濃度とするのが良い。又、培養温度は3
0〜75℃、好ましくは40〜60℃とし、培地のpHは
4〜10、好ましくは6〜9として、通気撹拌培養、振
盪培養もしくは静置培養を行なう。培養は通常8時間〜
3日間で行なわれる。
ふすま、もみがら、米ぬか等を用いる固形培地も利用で
きるが、大量培養のためには液体培地を使用することが
好ましい。
この様に培養して培養物中にペルオキシダーゼが生成蓄
積する。ここで培養物とは液体培養においては培養後の
菌体及び培養上澄液又は培養濾液を意味し、固形培養に
おいては菌体及び菌体の生育した培地を意味する。
液体培地を使用した場合には培養液中からペルオキシダ
ーゼの採取は次のごとく行なう。
培養終了後、培養液より遠心分離及び濾過などの固液分
離手段により菌体及び不溶物を除いて粗酵素液を得る。
この様にして得られた粗酵素液から、例えば有機溶媒分
別法、硫安分別法、透析、等電点沈殿法及びカラムクロ
マトグラフィー等通常の酵素精製法を単独にあるいは組
合せて用いることにより精製されたペルオキシダーゼを
得ることが出来る。
本発明のペルオキシダーゼを活性測定は水素供与体とし
て、例えば4−アミノアンチピリン−フェノール系を使
用して次のように行なう。
即ち 4mM4−アミノアンチピリン 0.5ml 24.6mM2.4−ジクロロフェノール 0.5ml 8.8mMH22 1ml 100mMリン酸緩衝液pH6.0 1ml を混合し、5分間50℃で予備加温後酵素液10μを
添加し、500nmにおける吸光度の増加を測定した。
分子吸光係数は1.36×104-1cm-1を用いた。
本発明の分析用試薬は過酸化水素または過酸化水素を遊
離する系を有してなる試料中の過酸化水素を分析する試
薬であり、上記耐熱性ペルオキシダーゼおよび該酵素の
存在下、過酸化水素と作用すると発色、螢光又は発光を
生ずる色原体群を含有する。
本発明に用いる過酸化水素を遊離する系とは、例えば体
液試料中の基質となる各成分、例えばグルコース、尿
酸、コレステロール、ポリアミン等に各過酸化酵素を作
用させて過酸化水素を遊離する系を含む。
ペルオキシダーゼの存在下、過酸化水素と作用すると発
色を生ずる色原体とは、例えば次の様な試薬をいう。
(1) 4−アミノアンチピリンとフェノール及びフェノ
ール化合物 (2) 4−アミノアンチピリンとN,N−ジメチルアニ
リン、N,N−ジエチルアニリン等のアニリン化合物 (3) 4−アミノアンチピリンとN−エチル−N−(2
−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−m−トルイジン
(EHSPT)等のトルイジン化合物 (4) メチルベンゾチアゾリンヒドラゾンン(MBTH)とN
−エチル−N−エチル−N−スルホプロピル−m−アニ
シジンESPAS)等のアニシジン化合物などがあり、ペルオ
キシダーゼの存在下過酸化水素と作用すると発色を生ず
る色原体であれば、上述の試薬に限定されるものではな
い。
又、ペルオキシダーゼ存在下、過酸化水素と作用すると
螢光を生じる色原体とは、例えば次の様な試薬をいう。
例えば、ホモバニリン酸、p−シドロキシフェニル酢酸
などがあり、ペルオキシダーゼ存在下、過酸化水素と作
用すると螢光を生ずる色原体であれば、上述の試薬に限
定されるものではない。
さらにペルオキシダーゼの存在下、過酸化水素と作用す
ると発色を生じる色原体とは、例えば次の様な試薬をい
う。
例えば、ルミノール、ロイコ−2′,7′−ジクロロフ
ルオレッセンとビス(2,4,6−トリクロロフェニ
ル)オキザレートなどがあり、ペルオキシダーゼの存在
下、過酸化水素と作用すると発光を生じる色原体であれ
ば、上述の試薬に限定されるものではない。
本発明の分析用試薬は必要により緩衝液、各種安定剤な
どを含む。
本発明の分析用試薬とは上記耐熱性酵素と該酵素の存在
下、過酸化水素と作用すると発色、螢光又は発光を生ず
る色原体群を含有する。したがって、過酸化水素と該分
析用試薬を作用させることにより、発色、螢光又は発光
が生じ、通常の方法に従い、発色、螢光又は発光の量を
測定することにより、過酸化水素の量を知ることができ
る。
本発明の耐熱性酵素は凍結乾燥して、又は液状にて使用
できる。又、固定化酵素として過酸化水素電極を利用し
た電極法、含浸性基材に吸収させた分析用キット、標識
酵素として免疫反応を利用した酵素免疫測定法などに利
用できる。
本発明の分析用試薬は過酸化水素分析のみならず、各種
体液成分(基質又は酵素)の測定が可能である。
(実施例) 以下、本発明を実施例により説明する。
実施例 1 Luria-Bertani(LB)−ブロス寒天培地(1あたりペプ
トン10g、酵母エキス5g、食塩10g、寒天15
g、pH7.0)の斜面培地で55℃、1日間培養したバ
チルス・ステアロサーモフィラスIAM11001株を
12℃、15分間オートクレーブ殺菌したLB培地(1
あたりペプトン10g、酵母エキス5g、食塩10
g、pH7.0)100mlに一白金耳植菌した。55℃、
12時間振盪培養を行い、種菌とした。
120℃、15分間オートクレーブ殺菌したL−ブロス
培地3に上記種菌を30ml植菌した。通気、撹拌しな
がら、55℃、18時間培養を行った結果、その培養物
中にペルオキシダーゼ活性0.14u/mlを見出した。
遠心分離機で菌体を集めたのち、20mMリン酸緩衝液、
pH7.0、100mlで懸濁し、超音波破砕(20KHz、2
0分間)を行った。遠心分離し、その上清90ml(6.
15u/ml、比活性0.22u/mg蛋白)を得た。上清を硫
安分画(35%飽和〜55%飽和)し、活性画分18m
l、11.1u/ml、比活性0.35u/mgを得た。100m
Mリン酸緩衝液pH7.0に対して透析し脱塩した。
さらに20mMリン酸緩衝液pH7.0で緩衝化したDEA
E−セファデックスA−50(ファルマシア社)に吸着
させた。20mMリン酸緩衝液pH7.04で洗浄後、0〜
0.5M Naclを含む20mMリン酸緩衝液pH7.0で溶
出し、活性画分を集め、155ml(1.15u/ml、比活
性0.74u/mg蛋白)を得た。
再度、脱塩後、DEAE−セファデックスA−50クロ
マトグラフィーを行ない、100ml(1.66u/ml、比
活性1.86u/mg蛋白)を得た。
さらに、20mMリン酸緩衝液pH7.0で緩衝化したトヨ
パールHW55(東洋曹達)で分子篩を行い、活性画分
30ml(5.1u/ml、比活性2.73u/mg蛋白)を得
た。
TSK−DEAE−37W((東洋曹達)高速液体クロ
マトグラフィーで吸着、溶出し、高純度品64ml(1.
84u/ml、比活性9.76u/mg蛋白)を得た。
得られた酵素の理化学的性質は前述の通りである。
実施例 2 実施例で1得られた耐熱性ペルオキシダーゼと従来より
市販されている西洋ワサビペルオキシダーゼの熱安定性
を比較した。
0.1mMリン酸緩衝液pH6.0 1mlにペルオキシダー
ゼ0.1u/mlになる様に調製し、各温度での熱安定性を
調べた。各温度の処理時間は10分間とした。ペルオキ
シダーゼ活性の残存率で示した。
実施例 3 実施例1で得られた耐熱性ペルオキシダーゼと従来より
市販されている西洋ワサビペルオキシダーゼを用いた過
酸化水素測定用試薬溶液を調製し、その溶液中でのペル
オキシダーゼの安定性を調べた。過酸化水素測定用試薬
としては次の様な組成を用いた。
4.1mM2.4−ジクロロフェノール、0.67mM4−
アミノアンチピリン、33mMリン酸緩衝液pH6.0、ペ
ルオキシダーゼ(5u/ml)とした。
上記過酸化水素測定用試薬10mlを30℃で保存し、経
日変化をペルオキシダーゼ活性の残存率で示した。
本発明の耐熱性ペルオキシダーゼは過酸化水素測定用試
薬としても安定性が優れていることが判明した。
(効果) 本発明では60℃において10分間加熱処理をしても9
5%以上のペルオキシダーゼ活性を有している新規な耐
熱性ペルオキシダーゼが得られ、該酵素を使用すること
により、従来の熱的性質の弱かったペルオキシダーゼで
は測定が熱的に困難であった過酸化水素の測定が可能と
なった。例えば該耐熱性ペルオキシダーゼを固定化して
バイオリアクターとして又は該耐熱性ペルオキシダーゼ
を標識とする酵素免疫測定に有効に利用することができ
る。また該耐熱性ペルオキシダーゼは基材に含浸させた
診断用キット又は液状酵素として利用しても充分に熱的
に安定である。
【図面の簡単な説明】
第1図は反応pHと本発明のペルオキシダーゼの相対活性
との関係を示すグラフである。 第2図は反応温度と本発明のペルオキシダーゼの相対活
性との関係を示すグラフである。 第3図は温度安定性を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記性質(1)〜(4)を有する耐熱性ペルオキ
    シダーゼ。 (1) 作用特異性:過酸化水素の存在下で水素供 与体の酸化を触媒する。 (2) 至適pH:pH6付近にある。 (3) 至適温度:50℃付近にある。 (4) 温度安定性:60℃において10分間加温処理し
    ても95%以上のペルオキシダーゼ活性を有する。
  2. 【請求項2】バチルス属に属する下記性質(1)〜(4)を有
    する耐熱性ペルオキシダーゼ生産菌を培養し、培養物か
    ら下記性質(1)〜(4)を有する耐熱性ペルオキシダーゼを
    採取することを特徴とする耐熱性ペルオキシダーゼの製
    造法。 (1) 作用特異性:過酸化水素の存在下で水素供与体の
    酸化を触媒する。 (2) 至適pH:pH6付近にある。 (3) 至適温度:50℃付近にある。 (4) 温度安定性:60℃において10分間加温処理し
    ても95%以上のペルオキシダーゼ活性を有する。
  3. 【請求項3】過酸化水素または過酸化水素を遊離する系
    を有してなる試料中の過酸化水素を分析する試薬におい
    て、下記性質(1)〜(4)を有する耐熱性ペルオキシダーゼ
    および該酵素の存在下、過酸化水素と作用すると発色、
    蛍光又は発光を生ずる色原体群を含有することを特徴と
    する耐熱性ペルオキシダーゼを用いる分析用試薬。 (1) 作用特異性:過酸化水素の存在下で水素供与体の
    酸化を触媒する。 (2) 至適pH:pH6付近にある。 (3) 至適温度:50℃付近にある。 (4)温度安定性:60℃において10分間加温処理して
    も95%以上のペルオキシダーゼ活性を有する。
JP3866387A 1987-02-20 1987-02-20 耐熱性ペルオキシダ−ゼ、その製法および該酵素を用いる分析試薬 Expired - Lifetime JPH0616703B2 (ja)

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