JPH0783711B2 - 新規なd―アミノアシラーゼの製造法 - Google Patents

新規なd―アミノアシラーゼの製造法

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JPH0783711B2
JPH0783711B2 JP62161493A JP16149387A JPH0783711B2 JP H0783711 B2 JPH0783711 B2 JP H0783711B2 JP 62161493 A JP62161493 A JP 62161493A JP 16149387 A JP16149387 A JP 16149387A JP H0783711 B2 JPH0783711 B2 JP H0783711B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、アルカリゲネス属に属する細菌により産生さ
れるD-アミノアシラーゼ及び、その生産方法に関するも
のである。
(従来技術) 従来、シュードモナス・エスピー(Pseudomo-massp.)A
AA6029株(ケミカル・アンド・ファルマシューティカル
・ブリテン(Chemical and Pharmaceutical Bulletin
26,2698(1978)や、通性メタノール資化性細菌シュー
ドモナス・アミノボ ランス(Pseudomonas aminovoran
s)NCIB9039(特開昭55-42534)や、ストレプトミセス
・オリバアセウス(Steptomyces olivaceus)S-62等の
放線菌(特開昭53-59092)が、D-アミノアシラーゼを生
産することが知られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、これらのD-アミノアシラーゼ生産菌は、
D-アミノアシラーゼ以外にL-アミノアシラーゼも同時に
生産するため、アミノ酸の光学分割に利用するには菌体
を培養後、菌を破砕し精製することによってD-アミノア
シラーゼとL-アミノアシラーゼを分離する必要がある。
これらの操作は煩雑で時間,コストがかかり、また酵素
の安定性も損なわれるため工業的に有利でない。従っ
て、L-アミノアシラーゼを生産しないD-アミノアシラー
ゼ生産菌の発見が望まれている。
本発明者は鋭意研究の結果、アルカリゲネス属細菌がD-
アミノアシラーゼのみを生産することを発見し、このD-
アミノアシラーゼを精製し、その理化学的性質及び酵素
化学的性質を明らかにし、本発明に至った。
(問題点を解決するための手段) 即ち、本発明は新規なD-アミノアシラーゼ及びその製造
方法である。
本発明者は、D-アミノアシラーゼ生産菌をスクリーニン
グするために、コテングタケモドキの生産するアミノ酸
代謝きっ抗体である2-アミノ‐4-クロロ‐4-ペンテン酸
(ACP)のD体をN‐アセチル化したN‐アセチル‐D-2-
アミノ‐4-クロロ‐4-ペンテン酸(Ac-D-ACP)を窒素源
として資化できる微生物を検索したところ、以下に掲げ
る菌学的性質を有する細菌が、大分大学の構内の土壌よ
り単離された。
以下、本菌株の菌学的性質を詳述する。この菌学的性質
の検討には、マニュアル・フォア・ジ・アイデンティフ
ィケーション・オブ・メディカル・バクテリア第2版
(Manual for the Identifi-cation of Medical Bacter
ia.2nd ed.,Cowan,S.T.&Steel,K.J.(1974)Cambridge
University Press)に記載されている方法、培地組成
を用いた。
(形態的所見) 1.細胞の形:かん状 2.多形性:なし 3.運動性:あり 4.胞 子:なし 5.グラム染色性:陰性 6.抗酸性:なし (生育状態) 1.ブイヨン寒天平板培養 円形,僅かに盛り上がり,淡褐色,平滑,半透明 2.ゼラチン穿刺培養 液化せず (生理学的性質) 1.硝酸塩の還元:+ 2.脱窒反応:+ 3.インドールの生成:− 4.硫化水素の生成:+ 5.デンプンの加水分解:− 6.クエン酸の利用:+ 7.色素の生成:− 8.ウレアーゼ:− 9.オキシターゼ:+ 10.カタラーゼ:+ 11.O-Fテスト グルコース:− キシロース:酸生成 12.アルギニンの分解:− 13.ビタミン要求性:− 14.酸素に対する態度:好気性 15.生育温度:41℃では生育するが、45℃では生育しな
い。
16.リジンの脱炭酸反応:− 17.オルニチンの脱炭酸反応:− 18.DNAase:− 19.カゼインの加水分解:− 20.レシチナーゼ:− 21.リパーゼ:− 22.Tween80の分解:− 23.エスクリンの分解:− 24.β‐ガラクトシダーゼ:− 25.チロシン:− 26.チトクロームオキシターゼ:+ 27.レバン産生:− (炭素源の資化性) 1.グルコース:+ 2.アラビノース:− 3.マンノース:− 4.マンニトール:− 5.N‐アセチルグルコサミン:− 6.マントース:− 7.グルコン酸:+ 8.Caprate:+ 9.アジピン酸:+ 10.リンゴ酸:+ 11.フェニル酢酸:+ 12.キシロース:+ 13.L-アルギニン:− 14.ベタイン:− 15.乳酸:+ 16.酢酸:+ (糖からの酸及びガスの生成) ブドウ糖からの酸及びガスの生成はない。
(発明の効果) 以下の菌学的諸性質から、バージェイズ・マニュアル・
オブ・システマティック・バクテリオロジー第1巻(Be
rgey's Manual of Systematic Bacteriology vol.1)に
従って検索した結果、この菌株はグラム陰性かん菌
運動性あり 好気性 カタラーゼ陽性 オキシ
ターゼ陽性 ペプトンを含む培地でブドウ糖から酸非
産生 蛍光色素を生産しない ことから、アルカリゲ
ネス属に属する細菌であると考えられる。
アルカリゲネス属に含まれる種について検索を行ったと
ころ、硝酸塩の還元が陽性であること、脱窒反応が陽性
であること、ゼラチンの液化性がないこと、D-グルコー
ス,D-キシロース,D-グルコン酸,アジピン酸の資化性を
有することから、本菌はアルカリゲネス・デニトリフィ
カンス(Alcaligenes denitrificans)に属すると考え
られる。
更に、O-F培地でD-キシロースから酸を生成することか
ら、本菌はアルカリゲネス・デニトリフィカンス・サブ
スピーシーズ・キシロースオキシダンス(Alcaligenes
denitrificanssubsp.xy-losoxydans)に属すると考えら
れ、アルカリゲネス・デニトリフィカンス・サブスピー
シーズ・キシロースオキシダンスMI-4株と命名した。
本菌株は、昭和62年6月13日に通産省工業技術院微生物
工業技術研究所に寄託した。その微生物受託番号は、微
生物菌寄第9413号である。
次に、本菌株により生産されるD-アミノアシラーゼの理
化学的性質及び酵素学的性質について記述する。
作用:N‐アシル‐D-アミノ酸に作用してD-アミノ
酸と有機酸を生じる。
基質特異性:N‐アシル‐D-アミノ酸にのみ作用
し、N‐アシル‐L-アミノ酸には全く作用しない。N‐ア
シル‐D-アミノ酸のアミノ酸部分としてはメチオニンに
最も好ましく作用し、フェニルアラニン,アロイソロイ
シン,ロイシン,トリプトファン,ノルロイシン,バリ
ン,アラニン,セリン等にも作用する。また、アシル基
としてはアセチル基,クロロアセチル基が好ましく、ホ
ルミル基,ペンジルオキシカルボニル基(Cbz)にも作
用する。
グリシル‐D-ロイシンに作用し、ジペプチターゼ活性も
有する。
至適pH:リン酸カリウム緩衝液,トリス‐塩酸緩衝
液ともにpH7.8 至適温度:45℃ 熱安定性:60℃,10分間の熱処理で約20%の残存活性
を有する。
活性化剤:塩化マグネシウム,塩化カルシウム,塩
化バリウム,塩化亜鉛,塩化ニッケル,塩化コバルト,
塩化銅(II),塩化鉄(III),硫酸鉄(II),塩化水
銀によって活性化されない。
阻害剤:塩化水銀によって完全に阻害される。
分子量:アファデックスG-200ゲルろ過で約6万 活性の測定方法:リン酸カリウム緩衝液pH7.8,100u
mol、N‐アセチル‐D-メチオニン10umol及び酵素を含む
1mlの反応液中で20分間反応させ、生成したD-メチオニ
ンをニンヒドリン‐ヒドリンダンチン法(ジャーナル・
オブ・バイオロジカル・ケミストリー,211,907(195
4)もしくは、アミノ酸分析計によって測定した。尚1U
は、1分間に1μmolのD-メチオニンの生成を触媒する
酵素量とした。
本発明のD-アミノアシラーゼは、アルカリゲネス属に属
するD-アミノアシラーゼ生産能を有する微生物をN‐ア
セチル‐DL-メチオニン等の誘導物質を含む培地中で培
養し、培養物からD-アミノアシラーゼを取得することを
特徴とする方法によって製造することが出来る。
本発明において使用するD-アミノアシラーゼ生産能を有
する微生物は、D-アミノアシラーゼを生産することの出
来るアルカリゲネス属に属するすべての菌株,突然変異
株,変種を含む。それらのうち好ましい菌株は、アルカ
リゲネス・デニトリフィカンス・サブスピーシーズ・キ
シロースオキシダンス(Alcaligenes denitrificanssub
sp.xylosoxydans)MI-4である。
アルカリゲネス・デニトリフィカンス・サブスピーシー
ズ・キシロースオキシダンスMI-4の培養は、D-アミノア
シラーゼの誘導物質を含む培地中で行われる。
D-アミノアシラーゼの誘導物質としては、N‐アセチル
‐DL-ロイシン,N‐アセチル‐DL-メチオニン,N‐アセ
チル‐DL-バリン,N‐アセチル‐DL-トリプトファン,N
‐アセチルグリシン等があげられるが、N‐アセチル‐D
L-ロイシンが特に好ましい。また、誘導物質としてN
アセチル‐DL-メチオニンを用いた時の最適濃度は0.5%
であった。誘導物質以外の培地成分としては、硫安,リ
ン酸塩,酵母エキス等が用いられる。pH7付近で30℃で
約1日培養することによってD-アミノアシラーゼが菌体
中に生産される。
生産されたD-アミノアシラーゼの精製は、通常の方法を
組み合わせることによって行われる。例えば、培養物を
遠心分離することにより菌体を回収し、超音波破砕によ
り無細胞抽出液を得、プロタミン処理,DEAE-セルロース
イオン交換クロマトグラフィー,セファデックスG-200
ゲルろ過,DEAE-トヨパール650イオン交換クロマトグラ
フィー(2回)によって約110倍精製される。
以下、実施例により詳しく説明するが、本発明がこれに
限定されるものではない。
(実施例) 実施例1 D-アミノアシラーゼ生産に及ぼす誘導物質の影響 誘導物質0.5%,グルコース1%,硫安1%,KH2PO40.1
%,K2HPO40.1%,MgSO4・7H2O0.01%及び酵母エキス0.
05%を含むpH7.0の500mlの培地中でアルカリゲネス・デ
ニトリフィカンス・サブスピーシーズ・キシロースオキ
シダンスMI-4(以下MI-4株と略す)を22時間培養し、そ
の無細胞抽出液のD-アミノアシラーゼ活性を測定したと
ころ、第1表の結果となった。尚、D-アミノアシラーゼ
は、前記活性測定法に従った。また比活性は、タンパク
1mg当たりのユニット数(U/mg)とし、総活性は培地500
ml当たりのユニット数(U)とした。
実施例2 D-アミノアシラーゼ生産におけるN‐アセチル‐DL-メチ
オニンの最適濃度の検討 誘導物質としてN‐アセチル‐DL-メチオニンを各種%含
む実施例1記載の培地中でMI-4株を30℃,22時間培養
し、D-アミノアシラーゼの比活性を測定した。その結果
を第1図に示した。
実施例3 D-アミノアシラーゼのMI-4株からの精製 MI-4株をN‐アセチル‐DL-メチオニン0.5%を含む実施
例1に記載の培地90lで培養し、遠心分離により菌体を
回収した。回収した菌体150g(湿重量)を10mMリン酸カ
リウム緩衝液pH7.0(以下、緩衝液Iと略す)300mlに懸
濁し、超音波により菌体を破砕した。このようにして得
た無細胞抽出液にプロタミン・サルフェートを加え(タ
ンパク1mg当たり0.1mg)、除核酸した。この除核酸した
溶液を緩衝液Iに透析した後、緩衝液Iに平衡化したDE
AE-セルロースに吸着させた。次にステップ‐ワイズ法
によりNaClで溶出させたところ、0.15〜0.3MNaCl画分で
D-アミノアシラーゼは溶出した。活性画分を濃縮後、ア
ファデックスG-200でゲルろ過した。溶出したD-アミノ
アシラーゼの活性画分を限外ろ過により濃縮後緩衝液I
に透析し、緩衝液Iに平衡化したDEAE-トヨパール650に
吸着させた。ステップ‐ワイズ法によりNaClで溶出させ
たところD-アミノアシラーゼは、0〜0.1MNaCl画分で溶
出した。この活性画分を再びDEAE-トヨパールに吸着さ
せ、同様の手法により溶出させたところ、0.05〜0.1MNa
ClでD-アミノアシラーゼが溶出した。これらの操作によ
りD-アミノアシラーゼの比活性は、約110倍増加した。
精製の要約を第2表に示す。
実施例4 D-アミノアシラーゼの基質特異性 実施例3により得た精製酵素を用いて、各種N‐アシル
アミノ酸に対する相対活性を測定した。基質濃度はN
アシル‐D-もしくはL-アミノ酸は10mM,N‐アシル‐DL-
アミノ酸は20mMとし、その他の反応条件は前記活性測定
方法に従った。その結果をN‐アセチル‐D-メチオニン
に対する活性を100とした相対活性で第3表に表した。
実施例5 次にペプチターゼ活性を調べた。各ペプチドの濃度は3m
Mとし、その他の条件は前記活性測定条件に従った。
活性測定の結果をN‐アセチル‐D-メチオニンに対する
活性を100とした相対活性で表し、第4表に示した。
実施例6 実施例3で精製した酵素のD-アミノアシラーゼ活性に及
ぼす各種金属イオンの影響を調べた。活性の測定は、活
性の測定方法に記した反応液に各種金属イオンを1mM添
加して行った。その結果を無添加時の活性を100として
表し、第5表に示した。
実施例7 D-アミノアシラーゼ活性に及ぼす温度の影響 D-アミノアシラーゼ活性を各種温度で測定し、至適温度
を求めたところ、第2図に示したように45℃であった。
実施例8 D-アミノアシラーゼの安定性に及ぼす温度の影響 D-アミノアシラーゼを各温度で10分間放置した後、D-ア
ミノアシラーゼ活性を測定することにより、本酵素の安
定性に及ぼす温度の影響を調べた。
その結果を無処理の酵素活性を100とした相対活性で表
し、第3図に示した。
実施例9 D-アミノアシラーゼ活性に及ぼすpHの影響 D-アミノアシラーゼ活性に及ぼすpHの影響を調べた。
前記したD-アミノアシラーゼ活性の測定方法のうち、緩
衝液の種類及びpHを変えて活性を測定し、その結果を各
緩衝液,pH7.8での活性を100とした相対活性で表し、第
4図に示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例2に記したように誘導物質としてN‐ア
セチル‐DL-メチオニンを各種%含む実施例1記載の培
地でMI-4株を30℃,22時間培養して得た菌体の無細胞抽
出液のD-アミノアシラーゼ活性を表したものである。 第2図は実施例7に記したようにD-アミノアシラーゼ活
性に及ぼす温度の影響を図示したものである。D-アミノ
アシラーゼ活性を活性の測定方法に記した反応液中で各
種温度で測定し、45℃におけるD-アミノアシラーゼ活性
を100とした相対活性で表した。 第3図は実施例8に記したようにD-アミノアシラーゼの
安定性に及ぼす温度の影響を図示したものである。D-ア
ミノアシラーゼを各種温度で10分間放置した後、D-アミ
ノアシラーゼ活性を測定し、無処理の酵素活性を100と
した相対活性で表した。 第4図は実施例9に記したようにD-アミノアシラーゼ活
性に及ぼすpHの影響ををずししたものである。リン酸カ
リウム緩衝液,トリス‐塩酸緩衝液の各種pHでD-アミノ
アシラーゼ活性を想定し、各緩衝液におけるpH7.8での
酵素活性を100とした相対活性で表した。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルカリゲネス属に属する細菌を培養し、
    培養物からD−アミノアシラーゼを取得することを特徴
    とするD−アミノアシラーゼの製造方法。
  2. 【請求項2】アルカリゲネス属に属する細菌が、アルカ
    リゲネス・デニトリフィカンス・サブスピーシーズ・キ
    シロースオキシダンス(Alcaligenesdenitrificans sub
    sp.xylosoxydans)MI−4である特許請求の範囲第1項
    記載のD−アミノアシラーゼの製造方法。
JP62161493A 1987-06-29 1987-06-29 新規なd―アミノアシラーゼの製造法 Expired - Lifetime JPH0783711B2 (ja)

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