JPH0759563A - フコイダン分解酵素及びその製造方法 - Google Patents

フコイダン分解酵素及びその製造方法

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JPH0759563A
JPH0759563A JP22784693A JP22784693A JPH0759563A JP H0759563 A JPH0759563 A JP H0759563A JP 22784693 A JP22784693 A JP 22784693A JP 22784693 A JP22784693 A JP 22784693A JP H0759563 A JPH0759563 A JP H0759563A
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JP
Japan
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fucoidan
enzyme
present
purified
degrading enzyme
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JP22784693A
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English (en)
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Takeshi Sakai
武 酒井
Hitomi Amarime
ひとみ 餘目
Yoshikuni Nakanishi
芳邦 中西
Ikunoshin Katou
郁之進 加藤
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TOUSA KOGAKU KENKYUSHO KK
Original Assignee
TOUSA KOGAKU KENKYUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 新規なエンド型のフコイダン分解酵素及びそ
の製造方法を提供する。 【構成】 フコイダンをエンド的に分解する作用及び基
質特異性、pH4〜4.5付近の至適pH、60℃付近
の至適温度なる理化学的性質を有するフコイダン分解酵
素。真ウニ類に属する動物から抽出、精製する前記のフ
コイダン分解酵素の製造方法。 【効果】 フコイダンの構造解析、分解やフコイダンオ
リゴ糖の調製などに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フコイダンの構造解析
や分解及びフコイダンオリゴ糖の調製等に利用できるフ
コイダン分解酵素及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】藻類由来の硫酸化多糖の一種であるフコ
イダンは以前から腫瘍増殖阻止効果や抗凝血作用や脂血
清澄作用等の重要な生物活性を持つことが知られてい
る。フコイダンはフコースを主成分とする硫酸化多糖で
あり、ガラクトース、グルクロン酸、キシロース、マン
ノース、グルコース等をも含む物が知られているが、由
来となる海藻の種類によってこれらの構成糖の種類や量
が異なる。またその構造もよくわかっておらず、分子量
も均一ではないため、フコイダンの生物活性に関する研
究はあまり進展していない。フコイダンの構造を解析し
たり分子量の調整を行うに当ってはエキソ( exo )型や
エンド( endo ) 型のフコイダンを分解する酵素を利用
するのが有利である。従来より、アワビ、ホタテ貝、海
洋微生物などが、それぞれある種の、フコイダンを分解
する酵素を生産する可能性が報告されている。しかしな
がら、これらの酵素は一般に生体の中に極微量含まれて
いるだけなので、これらの酵素を完全に精製するには様
々な精製方法を駆使する必要があり、フコイダンを分解
する酵素の入手は困難である。実際に、現在までに完全
に精製されたフコイダンを分解する酵素はホタテ貝由来
の酵素〔バイオサイエンス・バイオテクノロジー・アン
ド・バイオケミストリー( Biosci. Biotech. Biochem.
)、第56巻、第490〜494頁(1992)、日本
農芸化学会誌、第66巻、第3号、第358頁(199
2)〕、及びビブリオ属細菌の酵素〔バイオサイエンス
・バイオテクノロジー・アンド・バイオケミストリー、
第56巻、第1829〜1834頁(1992)〕しか
ない。また、ブレチン オブ ザ ジャパニーズ ソサ
エティ オブ サイエンティフィック フィッシャリー
ズ( Bulletin of the Japanese Society of Scientif
ic Fisheries )、第50巻、第7号、第1255〜12
60頁(1984)には、キタムラサキウニ( Strongy
locentrotus nudus ) の消化管のホモジネートの未精製
の上清がフコイダンに作用して還元性物質が増加するこ
とをソモジ−ネルソン( Somogyi-Nelson ) 法で確認し
たという報告があるが、生成物の確認はなされていな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、現在フ
コイダンを分解する酵素の入手は困難である。本発明の
目的は、フコイダンに関する研究に有用な、新規なエン
ド型のフコイダン分解酵素及びその製造方法を提供する
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
発明の第1の発明は、下記の理化学的性質を有すること
を特徴とするフコイダン分解酵素に関する。 (I)作用及び基質特異性:フコイダンをエンド的に分
解する。 (II) 至適pH:本酵素の至適pHは4〜4.5付近に
ある。 (III)至適温度:本酵素の至適温度は60℃付近であ
る。 また本発明の第2の発明は、上記第1の発明のフコイダ
ン分解酵素の製造方法に関する発明であって、真ウニ類
に属する動物から抽出、精製することを特徴とする。
【0005】以下本発明について詳細に説明する。本発
明に使用される原材料は真ウニ類に属する動物であれば
特に限定されるものではない。また本発明のフコイダン
分解酵素を採取するのに用いる部位は特に限定されない
が、消化管壁や生殖巣が利用できる。本発明のフコイダ
ン分解酵素を抽出精製する際には、例えばキタムラサキ
ウニの消化管壁を集め、通常用いられる細胞破壊手段、
例えば、ホモジナイザー等で細胞を破砕し、無細胞抽出
液を得る。次いで、この抽出液から通常用いられる精製
手段により精製酵素標品を得ることができる。例えば、
塩析、有機溶媒沈殿、イオン交換カラムクロマトグラフ
ィー、疎水結合カラムクロマトグラフィー、ゲルろ過、
凍結乾燥などにより精製を行い、純化されたフコイダン
分解酵素を得ることができる。
【0006】本発明のフコイダン分解酵素の酵素化学的
及び理化学的性質は次のとおりである。 (I)作用及び基質特異性:フコイダンをエンド的に分
解する。本発明者らは、以下に述べるごとく、本発明の
フコイダン分解酵素の作用機作を2−アミノピリジンを
用いた蛍光標識方法による分析で決定した。後述の方法
により精製したヒバマタ由来フコイダン(シグマ社製)
2mgを充分に乾燥させ、パルステーションモデル40
00及びパルステーションピリジルアミネーションリエ
イジェントキット(共に宝酒造社製)を用い、各々の取
扱い説明書に記載の方法に従ってピリジルアミノ化(P
A化)を行い、PA化フコイダンを得た。次いで、この
PA化フコイダンを200μlの蒸留水に溶かし、HP
LC用カラムOHpak SB−2004(昭和電工社
製)により分子量分画を行い高分子画分のみを集め、凍
結乾燥した。5μgのPA化フコイダンを、3μgの精
製した本発明のフコイダン分解酵素標品と共に、3時間
反応させた後、反応液をHPLCにより分析した。使用
したカラムはショウデックス( Shodex ) SB−803
(昭和電工社製)で、蛍光検出器(日立製作所製、F−
1150、Ex 320nm/Em 400nmに設
定)により検出した。対照として、本発明のフコイダン
分解酵素標品の代りに、オートクレーブで120℃、5
分の処理により変性させた本発明の酵素の精製標品の3
μgを用いて同様の条件により反応させ、分析を行っ
た。その結果を図1に示す。すなわち図1は、PA化フ
コイダンに本発明のフコイダン分解酵素を作用させ、分
解物の蛍光分析を行った際のクロマトグラムである。図
1において縦軸は相対蛍光強度、横軸及び図中の数字は
保持時間(分)を示し、図中の矢印a、bの各ピークは
PA化フコイダンの溶出位置を示す。図1によれば、未
変性のフコイダン分解酵素を用いた場合には(矢印
a)、変性させた本発明の酵素を用いた場合(矢印b)
に比べて、PA化フコイダンの溶出位置が低分子側にシ
フトしており、本発明のフコイダン分解酵素の作用によ
りPA化フコイダンが低分子化されていることがわか
る。
【0007】精製したヒバマタ由来のフコイダンに本発
明のフコイダン分解酵素を作用させ、分解物の還元末端
をPA化して、蛍光分析を行った。2mgの精製したヒ
バマタ由来フコイダンを、15μgの精製した本発明の
フコイダン分解酵素標品と共に、後述する酵素活性の測
定方法に記載した条件に従って12時間反応させた後、
反応液をパルステーションモデル4000及びパルステ
ーションピリジルアミネーションリエイジェントキット
(共に宝酒造社製)を用い、各々の取扱い説明書に記載
の方法に従ってPA化し、PA化した反応液をHPLC
により分析した。使用したカラムはショウデックスSB
−803(昭和電工社製)、蛍光検出器(日立製作所
製、F−1150、Ex 320nm/Em 400n
mに設定)により検出した。対照として、本発明のフコ
イダン分解酵素標品の代りに、オートクレーブで120
℃、5分の処理により変性させた本発明の酵素の精製標
品の15μgを用いて同様の条件により反応させ、分析
を行った。
【0008】結果を図2に示す。すなわち図2は、精製
したヒバマタ由来のフコイダンに本発明のフコイダン分
解酵素を作用させ、分解物をPA化後蛍光分析を行った
際のクロマトグラムである。図2において縦軸は相対蛍
光強度、横軸及び図中の数字は保持時間(分)を示し、
図中の矢印a、bの各ピークはPA化されたフコイダン
分解物の溶出位置を示す。変性させた本発明のフコイダ
ン分解酵素を用いた場合には、矢印bで示される分子量
の大きなPA化されたフコイダンのピークしか検出され
ないのに対して、未変性のフコイダン分解酵素標品を用
いて反応を行った場合には、矢印bで示されるピークの
溶出位置よりも低分子側に矢印aで示す様々な分子量の
PA化されたフコイダン分解物のピークが検出された。
すなわち、本発明のフコイダン分解酵素がフコイダンを
エンド型に切断していることがわかる。
【0009】(II) 活性測定方法 フコイダン分解酵素の活性の測定は以下の様にして行っ
た。 (1)市販フコイダンの精製 1gのヒバマタ由来のフコイダン(シグマ社製)を50
mlの200mM塩化ナトリウムを含む10mMリン酸
ナトリウム緩衝液(pH2.5)に溶解し、同緩衝液で
十分透析後、遠心分離して不溶物を除き、あらかじめ2
00mM塩化ナトリウムを含む10mMリン酸ナトリウ
ム緩衝液(pH2.5)で平衡化した250mlのDE
AE−セファロース( Sepharose )FF(ファルマシア
社製)を詰めたカラムに流す。同カラムを、200mM
塩化ナトリウムを含む10mMリン酸ナトリウム緩衝液
(pH2.5)で洗浄し、次に200〜3000mMの
塩化ナトリウムでグラジエント溶出し、800〜200
0mMの溶出画分を集め、限外ろ過により脱塩、濃縮し
40mlの精製フコイダンを得た。
【0010】こうして得られた精製フコイダンを前述の
方法でPA化し、PA化フコイダンを得、以下の方法で
フコイダン分解酵素の活性を測定した。 (2)酵素活性の測定 100μg/mlのPA化フコイダン4.8μlと、2
μlの本発明のフコイダン分解酵素と、4μlの50m
M酢酸緩衝液pH3.5を混合し、37℃、3時間反応
させた後、反応液をHPLCにより分析した。使用した
カラムはショウデックス SB−803(昭和電工社
製)で、蛍光検出器(日立製作所製、F−1150、E
x 320nm/Em 400nmに設定)により検出
した。対照として、本発明のフコイダン分解酵素標品の
代りに、オートクレーブで120℃、5分の処理により
変性させた本発明の酵素を用いて同様の条件により反応
させ、分析を行った。
【0011】1単位の酵素は、上記反応系において1分
間に1μmolのPA化フコイダンを分解して低分子化
させる酵素量とする。PA化フコイダンの定量は、市販
のPA化フコース(宝酒造社製)を標準物質とし、上記
のHPLCの条件で分析した際に1μmolのPA化フ
コースと等面積のピークを形成するPA化フコイダンの
量を1μmolとして行った。
【0012】タンパク質の定量は、酵素液の280nm
の吸光度を測定することにより行った。その際1mg/
mlのタンパク質溶液の吸光度を1.0として計算し
た。
【0013】(III)至適pH:本酵素の至適pHは4〜
4.5付近にある(図3)。 すなわち図3は、本酵素のpHと相対活性の関係を表す
グラフであり、縦軸は相対活性(%)、横軸はpHを示
す。
【0014】(IV) 至適温度:本酵素の至適温度は60
℃付近である(図4)。 すなわち図4は、本酵素の温度と相対活性の関係を表す
グラフであり、縦軸は相対活性(%)、横軸は温度
(℃)を示す。
【0015】
【実施例】以下に本発明によるフコイダン分解酵素の製
造方法を実施例をもって示すが、本発明が以下の実施例
の範囲のみに限定されるものではない。
【0016】実施例1 以下の操作は4℃で行った。キタムラサキウニ(30k
g)の消化管壁及び一部の消化管内容物1520gを常
法によりアセトンパウダー(286g)とし、4.5リ
ットルの10mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)
に懸濁し、20時間かくはん後遠心分離し上清を得た。
その上清に60%飽和となるように硫安を加え1時間か
くはん後遠心分離し上清を得た。その上清に90%飽和
となるように硫安を加え1時間かくはん後遠心分離し沈
殿を得た。その沈殿を50mlの10mM酢酸ナトリウ
ム緩衝液(pH6.0)に溶解後、10mM酢酸ナトリ
ウム緩衝液(pH6.0)で透析した。この酵素液を遠
心分離した得られた上清に対し、セファクリルS−20
0HR(ファルマシア社製)を用いたカラムクロマトグ
ラフィーを行った。その活性画分を集め10mM酢酸ナ
トリウム緩衝液(pH5.0)で平衡化したSP−トヨ
パール650M(東ソー株式会社製)を用いたカラムク
ロマトグラフィーを行った。この活性フラクションを集
め、限外ろ過により濃縮し、セファクリルS−200H
Rを用いたカラムクロマトグラフィーを行った。この活
性フラクションを集め、10mM酢酸ナトリウム緩衝液
(pH5.5)で平衡化したモノ(Mono) S(ファルマ
シア社製)を用いたカラムクロマトグラフィーを行っ
た。この活性画分を集め精製フコイダン分解酵素0.6
81mUを得た。ゲルろ過法(セファクリルS−200
HR)により測定された精製フコイダン分解酵素の分子
量は約5万であった。また、マルチゲル10/20(第
一化学薬品社製)を用いて非還元条件下で電気泳動を行
って測定した分子量は約5万であった。以上の精製工程
の各結果を表1に示す。
【0017】
【表1】 表 1 ─────────────────────────────────── 工 程 総タン 総活性 比活性 収 率 パク (ミリ単位) (ミリ単位 (%) (mg) /mg) ─────────────────────────────────── アセトンパウダー抽出液 99,700 25.3 0.000254 100 硫安分画 923 4.92 0.00533 19.4 セファクリルS−200 49.2 SP−トヨパール650M 7.44 1.18 0.159 4.66 セファクリルS−200 3.10 0.820 0.265 3.24 モノS 1.67 0.681 0.408 2.06 ───────────────────────────────────
【0018】
【発明の効果】本発明により、フコイダンの構造解析や
フコイダンの分解やフコイダンオリゴ糖の調製などに有
用なフコイダン分解酵素及びその簡便な製造方法が提供
された。
【図面の簡単な説明】
【図1】PA化フコイダンに本発明のフコイダン分解酵
素を作用させ、分解物の蛍光分析を行った際のクロマト
グラムを示す図である。
【図2】精製したヒバマタ由来のフコイダンに本発明の
フコイダン分解酵素を作用させ、分解物をPA化後蛍光
分析を行った際のクロマトグラムを示す図である。
【図3】本発明の酵素のpHと相対活性の関係を表すグ
ラフである。
【図4】本発明の酵素の温度と相対活性の関係を表すグ
ラフである。
フロントページの続き (72)発明者 加藤 郁之進 青森県弘前市大字在府町82番地4 株式会 社糖鎖工学研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の理化学的性質を有することを特徴
    とするフコイダン分解酵素。 (I)作用及び基質特異性:フコイダンをエンド的に分
    解する。 (II) 至適pH:本酵素の至適pHは4〜4.5付近に
    ある。 (III)至適温度:本酵素の至適温度は60℃付近であ
    る。
  2. 【請求項2】 真ウニ類に属する動物から抽出、精製す
    ることを特徴とする請求項1記載のフコイダン分解酵素
    の製造方法。
JP22784693A 1993-08-23 1993-08-23 フコイダン分解酵素及びその製造方法 Pending JPH0759563A (ja)

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Cited By (3)

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