JPH1066570A - 新規プロリルオリゴペプチダーゼおよびそれをコードする遺伝子 - Google Patents

新規プロリルオリゴペプチダーゼおよびそれをコードする遺伝子

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JPH1066570A
JPH1066570A JP9089391A JP8939197A JPH1066570A JP H1066570 A JPH1066570 A JP H1066570A JP 9089391 A JP9089391 A JP 9089391A JP 8939197 A JP8939197 A JP 8939197A JP H1066570 A JPH1066570 A JP H1066570A
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ala
prolyl oligopeptidase
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gly
leu
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Tadashi Yoshimoto
忠 芳本
Tsutomu Kabashima
力 椛島
Mikio Fujii
幹夫 藤井
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高濃度の食塩存在下でも機能する新規プロリ
ルオリゴペプチダーゼを見出だし、該酵素を利用した蛋
白質の加水分解プロセスを開発する。 【解決手段】 スフィンゴモナス カプスラタに属する
微生物由来のプロリルオリゴペプチダーゼは、2Mの食
塩存在下でも最大活性の50%以上の活性を保持しう
る。また、市販の酵素を組み合わせて加水分解反応を行
うことにより、蛋白質が高度に分解される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規プロリルオリゴペプ
チダーゼ、該プロリルオリゴペプチダーゼをコードする
遺伝子、該プロリルオリゴペプチダーゼの製造方法、該
プロリルオリゴペプチダーゼを利用した蛋白質およびペ
プチドの加水分解方法に関する。蛋白質の加水分解物は
調味料および調味料原料として利用される。
【0002】
【従来の技術】蛋白質の加水分解は、従来高濃度の塩酸
存在下に加熱することにより行われており、この方法に
より多くの蛋白質から調味料および調味料原料および食
品素材が製造されている。しかしながらこれらの食品を
取り扱う業界では、消費者の天然物嗜好の拡大に伴い、
化学薬品である塩酸を使用しない方法が望まれるように
なりつつある。塩酸加水分解法に代わる方法として、蛋
白質分解酵素を用いる加水分解方法が考えられるが、酵
素のコストが塩酸に比べて高価であること、また塩酸を
用いて加水分解した場合と同程度に加水分解率を高める
ことは困難であったことから実用化された例は少ない。
【0003】酵素による加水分解で蛋白質の加水分解率
が低い原因の1つとして、蛋白質中のプロリン残基およ
びヒドロキシプロリン残基の存在があげられる。プロリ
ンおよびヒドロキシプロリンは環状α−イミノ酸であ
り、他のアミノ酸とは異なる立体構造をしている。蛋白
質またはペプチド中のプロリン残基およびヒドロキシプ
ロリン残基のイミノ基やカルボキシル基が関与するペプ
チド結合は通常の蛋白質分解酵素による加水分解を受け
にくい。一方、プロリン特異的ペプチダーゼはペプチド
中のプロリン残基部分を特異的に加水分解する酵素であ
り、プロリルオリゴペプチダーゼ(別名プロリルエンド
ペプチダーゼ)、プロリンジペプチダーゼ等多数の酵素
が知られている。本発明者らは、このようなプロリン特
異的ペプチダーゼを用いることにより、蛋白質が高度に
加水分解できることを既に見出し、特開平7ー1159
69号公報、特開平8ー266276号公報、特開平9
ー000164号公報にその詳細を開示した。
【0004】食品加工のために酵素を用いる場合には、
反応中の微生物繁殖を抑制するために高い食塩濃度下で
反応を行うことが多い。しかしながら、これらの酵素は
高濃度の食塩が存在した場合にはその活性が大幅に低下
し、食品加工用途として工業的に使用する際の問題点と
なっていた。中でも、蛋白質の高度加水分解に特に重要
であると考えられるプロリルオリゴペプチダーゼについ
ては、何種類かの微生物由来酵素がこれまでに報告され
ているが、それら酵素が高い塩濃度の条件下でも活性を
示すか否かについては、これまで全く開示されていな
い。本発明者らは、これらの内の何種類かのプロリルオ
リゴペプチダーゼについて、高食塩濃度下での活性を調
べてみたが、満足できる食塩耐性度を示す酵素は存在し
なかった。さらに、既知のプロリルオリゴペプチダーゼ
生産菌であるフラボバクテリウムメニンゴセプティカム
(Flavobacterium meningose
pticum)は、新生児脳膜炎の病原菌として、キサ
ントモナス マルトフィリア(Xanthomonas
maltophilia)は日和見感染症の原因菌で
あるとの報告があり、エアロモナス ヒドロフィラ(A
eromonashydrophila)は魚毒生産菌
であると報告されている。このように人体や環境に対し
て有害な微生物を食品加工の用途に利用することは、産
業上望ましい姿ではなく、安全な微生物由来で、かつ食
塩に対する耐性度が高いプロリルオリゴペプチダーゼが
望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】高濃度の食塩存在下で
も高い活性を示し、かつ安全な微生物由来のプロリルオ
リゴペプチダーゼを見出し、該酵素を用いた蛋白質の加
水分解プロセスを確立することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討を行った結果、スフィンゴモナ
ス カプスラタ(Sphingomonas caps
ulata)IFO12533が高濃度の食塩に対する
耐性が強いプロリルオリゴペプチダーゼを生産すること
を見出し、該プロリルオリゴペプチダーゼを用いた蛋白
質の加水分解において高い加水分解率が達成できること
を見出し、さらに該プロリルオリゴペプチダーゼをコー
ドする遺伝子を単離し、その構造を調べることにより本
発明を完成させるに到った。すなわち、本発明は、食塩
に対する耐性度の強い新規プロリルオリゴペプチダー
ゼ、該プロリルオリゴペプチダーゼをコードする遺伝
子、および該プロリルオリゴペプチダーゼの製造方法、
並びにこれを用いた蛋白質の加水分解方法に係わる。
【0007】本発明のプロリルオリゴペプチダーゼは以
下の特徴を有する。 (1)加水分解反応の最適食塩濃度が0.2±0.1M
であり、2Mの食塩濃度下での活性が最適食塩濃度下で
の活性の50%以上である。 (2)反応の最適pHが8.5±0.5であり、pH5
における活性が最適pHにおける活性の20%以上であ
る。 (3)SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動による
分子量が75000±2000である。 (4)等電点が7.5±0.2である。 (5)フェニルメタンスルホニルフルオリドおよびジイ
ソプロピルフルオロリン酸により阻害される。
【0008】これらの特徴は、後述の実施例に記載の方
法により測定する。本発明のプロリルオリゴペプチダー
ゼの例としては、スフィンゴモナス カプスラタ IF
O 12533が生産するペプチダーゼがあげられる。
尚、スフィンゴモナス カプスラタ IFO 1253
3は財団法人発酵研究所が保有する微生物であり、同所
に依頼することにより誰でもこの菌株の分譲を受けるこ
とができる。本発明のプロリルオリゴペプチダーゼは、
このようなプロリルオリゴペプチダーゼを生産する能力
のある微生物を培地に接種し、一定時間培養を行った
後、培養液より該酵素を抽出することにより製造するこ
とができる。該プロリルオリゴペプチダーゼを生産する
能力のある微生物をスクロース、ゼラチン、酵母エキ
ス、コーンスティープリカー(CSL)等を含む培地に
接種し、28〜30℃で1〜3日好気培養することによ
り該ペプチダーゼが生産される。該ペプチダーゼは培養
上清中にも多少蓄積するため、これを濃縮してもよい
が、多量の酵素を取得する場合には菌体を遠心分離等に
より集め、超音波処理、浸透圧ショック処理、リゾチー
ム処理や界面活性剤処理を行い、菌体内に存在する該ペ
プチダーゼを抽出することが望ましい。該抽出液より公
知の常法、例えば硫安またはアセトンによる分画、疎水
クロマトグラフ、イオン交換クロマトグラフ、ゲル濾過
クロマトグラフ等を用いることにより、本発明の酵素を
精製することができる。
【0009】本発明のプロリルオリゴペプチダーゼをコ
ードする遺伝子は、遺伝子工学の技術を用いて単離する
ことができる。大腸菌等の公知の宿主−ベクター系を用
い、公知の常法によりクローニングを行う。プロリルオ
リゴペプチダーゼをコードする遺伝子を含む組換え体
は、平板培地に生じたコロニーにカルボベンゾキシ−グ
リシル−プロリン−β−ナフチルアミド(今後Z−Gl
y−Pro−βNAと略す)を含む軟寒天を重層し、さ
らにファスト・ガーネットGBC液を注ぎ、赤色に変化
するコロニーとして検出される。このような方法により
得られたプロリルオリゴペプチダーゼをコードする遺伝
子を含むDNAを、pUC18等のベクターに接続し、
該組換え体を培養後、IPTG等の誘導化剤で処理する
ことによっても該プロリルオリゴペプチダーゼを生産す
ることができる。
【0010】本発明のプロリルオリゴペプチダーゼを用
いて蛋白質およびペプチドを加水分解する際、必ずしも
酵素を精製することは必要ではない、加水分解反応もし
くは加水分解物に悪影響を与える因子が混在せず、かつ
食品衛生上の問題が無ければ該酵素の粗精製品または培
養液からの抽出物をそのまま反応に利用することも可能
である。尚、スフィンゴモナス カプスラタ IFO
12533の培養液より調製した粗酵素には、プロリル
オリゴペプチダーゼ(POP)の他にシペプチジルペプ
チダーゼIV(DPPIV)、ロイシンアミノペプチダ
ーゼ(LAP)、グリシンアミノペプチダーゼ(GA
P)の活性が含まれており、加水分解すべき蛋白質やペ
プチドの種類によっては、該粗酵素をそのまま加水分解
に用いた方が高い加水分解率が得られることもある。
【0011】本発明のプロリルオリゴペプチダーゼを用
いた蛋白質およびペプチドを加水分解する方法も公知の
ペプチダーゼを用いる反応と何等変わりはない。蛋白質
を高度に加水分解する場合には、原料蛋白質を複数のプ
ロテアーゼおよびペプチダーゼで処理することが必要で
あるが、異なる複数のプロテアーゼ製剤を同時にまたは
連続して使用するよりも、複数のプロテアーゼおよびペ
プチダーゼを同時に含むプロテアーゼ製剤を用いる方が
有利である。複数のプロテアーゼおよび公知のペプチダ
ーゼを同時に含むプロテアーゼ製剤の例としてはノボ・
ノルディスク社(NOVO NORDISK A/S、
デンマーク)のフレ−バ−ザイム(Flavourzy
me)があげられる。該プロテアーゼ製剤にはアスペル
ギルスオリゼ(Aspergillus oryza
e)由来で、その中には、約23kD、約31kD、約
35kD、約38kD、約53kDの少なくとも5種の
プロテアーゼおよびペプチダーゼが含まれており、さら
にそれ以外にも、約27kD、約32kD、約42k
D、約47kD、約100kDのプロテアーゼおよびペ
プチダーゼが含まれていることもある。このような酵素
製剤と、本発明のプロリルオリゴペプチダーゼとを同時
にまたは別々に蛋白質に作用させることにより蛋白質の
高度加水分解が達成される。
【0012】本発明のプロリルオリゴペプチダーゼによ
る加水分解は反応液のpHが4〜10、好ましくは7〜
9の範囲で、反応温度は30〜50℃、好ましくは40
〜45℃で行うことが必要である。以下に本発明の実施
例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0013】
【実施例】以下の実施例で得られた酵素の性質は以下の
ようにして求めた。 (1)蛋白質量の測定 精製酵素を10mMトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)
で適宜希釈後、同緩衝液をブランクとして280nmの
吸光度を島津分光光度計UV−160Aを用いて測定し
た。蛋白質量は、280nmにおける吸光度1の蛋白質
溶液1ml中に含まれる蛋白質を1単位とする吸光度単
位で示した。尚、本精製酵素1.5吸光度単位が、約1
mgの蛋白質量に相当した。 (2)プロリルオリゴペプチダーゼ活性 Z−Ala−Ala−Pro−pNA5mM濃度のエタ
ノール溶液にその1.5倍容の50mMトリス−塩酸緩
衝液(pH8.0)を加えて基質溶液とした(終濃度2
mM)。酵素液は100mMのNaCl、1mMのジチ
オトレイトールおよび0.1mg/mlのウシ血清アル
ブミンを含む50mMトリス−塩酸緩衝液(pH8.
0)で適宜希釈し、その500μlに基質溶液100μ
lを加えて37℃で5〜15分間反応させた。反応液に
1Mの酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.0)300μl
を添加して反応を停止させ、8000×gで1分間遠心
分離を行うことにより不溶物を除去し、遊離パラニトロ
アニリンに由来する410nmの吸光度を測定した。酵
素1単位はZ−Ala−Ala−Pro−pNAを基質
とした場合に37℃、1分間の反応で1μモルのパラニ
トロアニリンを遊離させる酵素量と定義した。尚、パラ
ニトロアニリンの分子吸光係数は9480M-1・cm-1
とした。
【0014】(3)阻害剤の影響 阻害剤の酵素に及ぼす効果を以下のように調べた。酵素
液に各種阻害剤を一定量添加して500μlとし、室温
で20分放置した後、上述の基質溶液100μlを添加
して37℃で5分間反応させた。 (4)最適温度 10mMトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)の緩衝液
中、各種温度で10分間酵素反応を行い、Z−Ala−
Ala−Pro−pNAを加水分解する活性を比較し
た。 (5)分子量の測定 酵素の分子量はファルマシア社製ファストシステム(P
hast system)を用いたSDS−ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動により測定した。ゲルは10−1
5%のグラディエントゲルを使用した。分子量マーカー
として、ファルマシア社製ホスホリラーゼb(分子量9
4、000)、アルブミン(分子量67、000)、オ
ボアルブミン(分子量43、000)、カーボニック・
アンヒドラーゼB(分子量30、000)、トリプシン
インヒビター(分子量20、100)、α−ラクトアル
ブミン(分子量14、400)を用い、これらの泳動位
置から求めた校正曲線より分子量を求めた。
【0015】(6)等電点の測定 ファルマシア社製ファストシステム(Phast sy
stem)を用いた等電点電気泳動により等電点を求め
た。ゲルはIEF5−8を使用し、内部標準として用い
た等電点マーカーであるファルマシア社製トリプシンイ
ンヒビタ−〔等電点4.55)、β−ラクトグロブリン
A(等電点5.20)、ウシカーボニック・アンヒドラ
ーゼ(等電点5.85)、人カーボニック・アンヒドラ
ーゼ(等電点6.55)、ウマミオグロビン(酸性側バ
ンド[等電点6.85]および塩基性側バンド[等電点
7.35])、レンチルレクチン酸性側バンド(等電点
8.15)より校正曲線を求め本発明の酵素の等電点を
求めた。 (7)最適pHおよびpH安定性 pH安定性は、酵素を各種pHの緩衝液中で、室温で1
時間放置し、その後pH8.0の緩衝液中での活性を測
定することにより求めた。その際、pH3.5〜5.5
は50mMの酢酸ナトリウム緩衝液をpH5.5〜7.
0は50mMリン酸ナトリウム緩衝液を、pH7.0〜
9.0は50mMトリス−塩酸緩衝液をpH9.0〜1
0.5は50mM炭酸ナトリウム緩衝液を用いた。酵素
の最適反応pHは、Z−Ala−Ala−Pro−pN
Aを加水分解する反応を上記の緩衝液中で行わせること
により求めた。
【0016】
【実施例1】スフィンゴモナス カプスラタ(Sphi
ngomonas capsulata) IFO 1
2533をスクロース0.5%、ゼラチン1%、酵母エ
キス0.5%、CSL1%、塩化ナトリウム0.3%、
リン酸水素二カリウム0.2%、硫酸マグネシウム・7
水和物0.1%よりなる培地3リットルを含む5リット
ル容ジャ−ファ−メンタ−に接種し、30℃で9時間通
気・撹拌培養した。培養液より集菌し、10mMトリス
−塩酸緩衝液(pH8.0)で2回洗浄し、43gの湿
菌体を得た。同緩衝液200mlに懸濁させた。これに
リゾチームとトリトンX−100をそれぞれ終濃度1m
g/mlおよび0.1%となるように添加し、37℃で
1時間保温した。これを超音波処理し、15、000g
で10分間遠心分離して上清200mlを回収し、硫酸
プロタミンを終濃度0.1%となるように添加して核酸
を沈澱させ、沈澱を同様の遠心分離により除去した液を
粗酵素抽出液とした。粗酵素抽出液の各種合成ペプチド
に対する加水分解活性を測定した(表1)。その結果、
本粗酵素抽出液中にはプロリルオリゴペプチダーゼ(P
OP)活性の他に、ジペプチジルペプチダーゼIV(D
PPIV)、ロイシンアミノペプチダーゼ(LAP)、
グリシンアミノペプチダーゼ(GAP)の各活性が認め
られた。
【0017】
【表1】
【0018】ファルマシア社製オクチルセファロースC
L−4Bを充填したカラムを1.5Mの硫安を含む10
mMトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)で平衡化した。
粗酵素抽出液に硫安を終濃度1.5Mとなるように添加
し、これを上記カラムにアプライし、1.5→0Mの硫
安の濃度勾配(総量200ml)で酵素を溶出させた。
各画分につき280nmの吸光度とZ−Ala−Ala
−Pro−pNAを加水分解する活性について測定した
結果を図1に示した。活性画分(フラクション47乃至
51)を混合し、これを10mMトリス−塩酸緩衝液
(pH8.0)に対して透析し、これを同緩衝液で平衡
化したファルマシア社製DEAEセファロースCL−6
Bカラムにアプライして、0→1Mの塩化ナトリウムの
濃度勾配(総量200ml)により酵素を溶出させた
(図2)。
【0019】活性画分(フラクション14乃至15)を
集め、これを10mMトリス−塩酸緩衝液(pH8.
0)で平衡化した旭ペンタックス社製ヒドロキシルアパ
タイトカラムにアプライし、0→0.3Mのリン酸ナト
リウム緩衝液(pH8.0)の濃度勾配(総量200m
l)により酵素を溶出させた(図3)活性画分であるフ
ラクション12乃至14をそれぞれアミコン社製セント
リフローCF25(分画分子量25、000)で濃縮し
た。フラクション12の濃縮液をファルマシア社製スー
パーロース12 HR10/30カラムを用い、0.5
Mの塩化ナトリウムを含む10mMトリス−塩酸緩衝液
(pH8.0)を流してゲル濾過を行った(図4A)。
また前記フラクション13および14の濃縮液も同様に
ゲル濾過を行った(図4BおよびC)。図4Aのフラク
ション46乃至50、図4Bのフラクション45乃至5
0および図4Cのフラクション46乃至50を混合し、
セントリフローにて濃縮・脱塩を行って精製酵素液を得
た。本酵素精製のプロフィールを表2に示した。
【0020】
【表2】
【0021】精製酵素を10〜15%のポリアクリルア
ミドゲル電気泳動(ファルマシア社製ファストシステ
ム)にて解析した結果、純度は95%以上であることを
確認した。精製酵素のZ−Ala−Ala−Pro−p
NAを加水分解する比活性は280nmの吸光度単位当
たり10.3単位であった。得られた酵素の分子量は7
5,000±2,000、(図5)と推定された。また
本酵素の等電点は7.5±0.2と推定された(図
6)。
【0022】本精製酵素の活性に及ぼす食塩濃度の影響
を、生化学工業社製プロリルオリゴペプチダーゼ(商品
名:プロリン特異的エンドペプチダーゼ、フラボバクテ
リウム メニンゴセプティカム由来)と比較した。図7
に結果を示したとおり、本発明のプロリルオリゴペプチ
ダーゼは食塩濃度が0.2±0.1Mの場合に最大の活
性を示し、食塩濃度が2Mの場合でも、この最大活性の
50%以上の活性を示した。一方、フラボバクテリウム
メニンゴセプティカム由来の酵素は、2Mの食塩存在
下ではその活性は最大活性の30%以下であった(図
7)。
【0023】本プロリルオリゴペプチダーゼに対する各
種阻害剤の影響を調べた結果を表3に示す。本発明のプ
ロリルオリゴペプチダーゼはキレート剤であるEDTA
やo−フェナントロリン(OPT)、チオール酵素の阻
害剤であるパラクロロメルクリ安息香酸(PCMB)や
ヨード酢酸(IAA)では全く阻害を受けず、セリン酵
素の阻害剤であるフェニルメタンスルホニルフルオリド
(PMSF)やジイソプロピルフルオロリン酸(DF
P)により阻害されたことから、セリン残基を活性中心
に持つ酵素であると考えられた。
【0024】
【表3】
【0025】本酵素はpH3乃至9の範囲で安定であっ
た(図8)。反応の最適pHは8.5であり(図9)、
pH5でも最大活性の20%以上の活性を示した。本酵
素の最適作用温度は43℃であった(図10)。精製酵
素のN−末端アミノ酸配列をエドマン分解法で調べた結
果、本酵素のN−末端は、Asp−Gln−Ala−M
et−Pro−Ser−Leu−であった。
【0026】
【実施例2】実施例1と全く同様の操作により、約20
0mlの粗酵素抽出液を取得した。これに2倍容の冷ア
セトンを添加・混合し3、000×gで10分間遠心分
離を行って沈澱を回収した。沈澱を40mlの10mM
トリス−塩酸緩衝液(pH8.0)に溶解させ、不要物
を遠心分離(5、000×g、5分)により除去し、こ
れを凍結乾燥することにより約100単位/gの粗酵素
標品約1gを得た。
【0027】ゼラチンの18%水溶液50mlに6gの
食塩を添加し、10mlずつ4本の試験管に分注した。
全ての試験管にそれぞれノボ・ノルディスク社製のアル
カラーゼ2.4Lを20μl加え、試験管2および4に
はそれぞれノボ・ノルディスク社製のフレーバーザイム
MG10mgを、試験管3および4にはそれぞれ上記の
粗酵素標品125mgを加えて、45℃で24時間反応
させた。85℃で15分間過熱することにより酵素を失
活させ、それぞれのサンプルにつき、ホルモール態窒素
含量と、ケルダール窒素含量を測定し、これらの比より
加水分解率を計算した。その結果、試験管4の反応液は
試験管2の反応液に比べて約10%高い加水分解率を、
試験管3の反応液は試験管1の反応液に比べて約16%
高い加水分解率を示し、プロリルオリゴペプチダーゼの
加水分解に及ぼす効果が確認された(表4)。
【0028】
【表4】
【0029】
【実施例3】スフィンゴモナス カプスラタ IFO
12533を5mlの培地(バクトトリプトン10g/
l、酵母エキス5g/l、グルコース5g/l、NaC
l3g/l、リン酸水素二カリウム2g/l、硫酸マグ
ネシウム0.1g/lを含む培地で培養し、この培養液
よりBIO 101社製GENOME DNA ISO
LATION KITを用いて染色体DNAを調製し
た。染色体DNAを制限酵素HindIIIで消化し、
これをHindIII消化したpUC18と混合して、
T4−DNAリガーゼで処理し、エシェリシア コリ
(Escherichia coli)XL1−Blu
eのコンピテントセル(Stratagene社)に導
入した。20μg/mlのアンピシリンを含むL−寒天
培地(バクトトリプトン10g/l、酵母エキス5g/
l、NaCl5g/l、グルコース2g/l、寒天15
g/l)上に生じたコロニーを同じL−寒天培地2枚に
レプリカして30℃で培養した。1mg/mlのZ−G
ly−Pro−βNAを含む40%ジオキサン溶液1m
lを50℃に保温した3%寒天を含む50mMトリス−
塩酸緩衝液(pH8.0)2.5mlに加え、これをレ
プリカしたL−寒天培地の内の1枚に重層して室温で3
0分間静置した後、1mg/mlのファスト・ガーネッ
トGBC水溶液3mlを流し込み、赤色に変化するコロ
ニーに対応するコロニーを、レプリカしたもう1枚のL
−寒天培地よりピックアップした。このコロニーを培養
後、フナコシ社製QIAPREP SPIN PLAS
MID KITによりプラスミドpSPEP2を抽出し
た。pSPEP2を各種制限酵素で処理し、切断点地図
を作成した。pSPEP2はpUC18のHindII
I部位に約16kbの断片が挿入されていた(図1
1)。尚、pSPEP2を保持するエシェリシア コリ
XL1−Blueは工業技術院生命工学工業技術研究
所にFERM P−16120として寄託されている。
【0030】pSPEP2よりプロリルオリゴペプチダ
ーゼ活性を指標に、サブクローニングを行った。pSP
EP2を各種制限酵素を組み合わせて消化し、これを同
じ酵素で消化したpHSG398と混合、T4−リガー
ゼ処理を行い、エシェリシアコリ XL1−Blueの
形質転換を行った。その結果、プロリルオリゴペプチダ
ーゼ活性を示す形質転換株よりpSPE103を得た。
pSPE103は約4.5kbのEcoRI−SphI
断片を含む組換えプラスミドであった(図11)。この
プラスミドより、種々の制限酵素を用いた欠失プラスミ
ドを作製した。EcoRI−SmaI断片を欠失したp
SPdSmaおよびEcoRI−EcoRV断片を欠失
したpSPdRVではプロリルオリゴペプチダーゼ活性
が発現したが、PstI−SphI断片を欠失したpS
PdPstではプロリルオリゴペプチダーゼは発現しな
かった。このことより、プロリルオリゴペプチダーゼを
コードする部分は約2.4kbのEcoRV−SphI
断片上に存在することが判明した。
【0031】上記EcoRV−SphI断片を含む約
2.85kbのSmaI−SphI断片につきジデオキ
シ法を用いて塩基配列を調べた(配列番号1)。その結
果、EcoRV切断部位から数えて7塩基目より始ま
り、723アミノ酸残基をコードするオープンリーディ
ングフレーム(ORF)が確認され、翻訳開始点である
ATGコドンの上流約80塩基の間にプロモーターと考
えられる領域およびリボゾーム結合部位と考えられる領
域が存在した。実施例1で精製した酵素のN−末端アミ
ノ酸配列がAsp−Gln−Ala−Met−Pro−
Ser−Leu−であったことから、成熟酵素は539
塩基目より始まるGACコドンより下流にコードされて
いることがわかる。塩基配列より推定される成熟酵素の
分子量は75258であり、実施例1で行ったSDS−
ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られた値、7
5000と一致した。
【0032】欠失プラスミドpSPdRVを保持するエ
シェリシア コリ XL1−Blueを、20μg/m
lのクロラムフェニコールを含むLB培地(バクトトリ
プトン10g/l、酵母エキス5g/l、NaCl5g
/l、グルコース2g/l)中で37℃で4時間培養し
た。これにIPTG(宝酒造社)を終濃度0.1mMと
なるように添加してさらに2時間培養を続けた。遠心分
離により菌体を集め、10mMトリス−塩酸緩衝液(p
H8.0)で洗浄後同緩衝液に懸濁し、超音波処理を行
った。細胞残渣を遠心分離により除いて得られた粗酵素
抽出液についてプロリルオリゴペプチダーゼ活性を測定
した。この組換え体は培養液1ml当たり0.2単位の
プロリルオリゴペプチダーゼを生産した。一方、同様に
培養したスフィンゴモナス カプスラタ IFO 12
533のプロリルオリゴペプチダーゼ活性は、培養液1
ml当たり0.03単位であった。
【0033】
【発明の効果】食塩に対する耐性度が高いプロリルオリ
ゴペプチダーゼが、これまでに病原性や毒性等の報告の
ない微生物より新たに見出され、これを用いることによ
り、高食塩濃度の条件下でも、蛋白質を高度に加水分解
できるようになった。また、該プロリルオリゴペプチダ
ーゼの遺伝子を単離したことにより、遺伝子工学の技術
を用いて該プロリルオリゴペプチダーゼを大量に生産で
きるようになった。
【0034】
【配列表】
配列番号:1 配列の型:対応する蛋白質を有するヌクレオチド 配列の長さ:2720個の塩基対 鎖の数:2本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の起源:ゲノムDNA 起源 生物名:スフィンゴモナス カプスラタ IFO 12
533 特徴:プロリルオリゴペプチダーゼをコードするゲノム
DNA 1〜448 プロモーター領域 449〜538 シグナル配列 539〜2617 成熟プロリルオリゴペプチダーゼ
コード領域 2618〜2620 停止コドン 配列 CCCGGGCACC 10 GCATCGTGCA TTTGCCAGCG AGGCCGGCCT CGCCGTGCTG GTACAGCAAC 60 GCTATCTGGC AGAGCCGGCA GAAACCTGCG AAACGCCGTT CGATCTGGGG 110 TGGACGGAGA TTGCCGCCGT GCTCGAACGT GTGCCCGATG GCCTTGATCG 160 CGCCGACACG ATTGCGTTTG TCGATGCCTG GGCGAACTCT GGGCGGGGGC 210 TCTTGCTTGC CGTGCGCTCG GCCGTGCTGC CAGAGGCCGA CGTCATCCTG 260 ATGAACGCCG ATCATCCCGC AGCAGGCACA GTGCCACCTC AGACAGTGCG 310 GCCGTTCCGC TTTGCCCAGT GCCTGCATCG CCCGCCGATG CTGGGCCGCT 360 ATTCCTGATC GTTGCAAAGT CTGTTGCACT GGGGCGATCC TGCGGTAGTT 410 TCTGGCGAAA CCACCCCCCG TCTTGTCAGG ATATCGCA ATG AAG AAC CGC 460 Met Lys Asn Arg -30 TTG TGG CTG GCC ATG GCC GCC CCG CTT GCG CTT GCC ACC CCG GTT 505 Leu Trp Leu Ala Met Ala Ala Pro Leu Ala Leu Ala Thr Pro Val -25 -20 -15 GCG TTT GCC CAG ACG CCG CCC ACC CTT GCC AAG GAC CAG GCC ATG 550 Ala Phe Ala Gln Thr Pro Pro Thr Leu Ala Lys Asp Gln Ala Met -10 -5 -1 +1 CCG TCA CTG CCG CCC TAT CCC GCC AGC CCG CAA GTG CCG CTG GTG 595 Pro Ser Leu Pro Pro Tyr Pro Ala Ser Pro Gln Val Pro Leu Val 5 10 15 GAG GAC CAT TTC GGT GAA AAG GTG TCC GAT CCC TGG CGC TGG CTG 640 Glu Asp His Phe Gly Glu Lys Val Ser Asp Pro Trp Arg Trp Leu 20 25 30 GAA GCC GAC GTG CGC ACC GAT GCC AAG GTG GCG GCC TGG GTC CAG 685 Glu Ala Asp Val Arg Thr Asp Ala Lys Val Ala Ala Trp Val Gln 35 40 45 GCG CAA AGC GCC TAT ACC GCA GCC TAT CTC AAG CAG TTG CCC GAG 730 Ala Gln Ser Ala Tyr Thr Ala Ala Tyr Leu Lys Gln Leu Pro Glu 50 55 60 CGT GCC GCG CTG GAA AAG CGG ATG AAG GCG CTG ATC GAT TAC GAA 775 Arg Ala Ala Leu Glu Lys Arg Met Lys Ala Leu Ile Asp Tyr Glu 65 70 75 CGG TTT GGC CTG CCG CAG CGC CGT GGC GCT TCG GTC TTC TAC AGC 820 Arg Phe Gly Leu Pro Gln Arg Arg Gly Ala Ser Val Phe Tyr Ser 80 85 90 TGG AAC AGC GGC TTG ATG AAC CAG TCG CAG CTG CTG GTG CGC CCT 865 Trp Asn Ser Gly Leu Met Asn Gln Ser Gln Leu Leu Val Arg Pro 95 100 105 GCC GAT GCG CCG GTG GGC ACC AAG GGA CGG GTA CTG CTC GAT CCC 910 Ala Asp Ala Pro Val Gly Thr Lys Gly Arg Val Leu Leu Asp Pro 110 115 120 AAT ACC TGG GCC AAG GAT GGC GCC ACT GCG CTC GAT GCC TGG GCG 955 Asn Thr Trp Ala Lys Asp Gly Ala Thr Ala Leu Asp Ala Trp Ala 125 130 135 GCA TCG GAT GAC GGG CGC CTG CTG GCC TAT TCG GTG CAG GAT GGC 1000 Ala Ser Asp Asp Gly Arg Leu Leu Ala Tyr Ser Val Gln Asp Gly 140 145 150 GGT TCG GAT TGG CGG ACG GTG AAG TTT GTC GGC GTG GCC GAC GGC 1045 Gly Ser Asp Trp Arg Thr Val Lys Phe Val Gly Val Ala Asp Gly 155 160 165 AAG CCG CTG GCC GAC GAA CTC AAG TGG GTG AAG TTT TCC GGC CTG 1090 Lys Pro Leu Ala Asp Glu Leu Lys Trp Val Lys Phe Ser Gly Leu 170 175 180 GCC TGG CTG GGC AAC GAT GCG CTG CTC TAT TCC CGC TTT GCC GAG 1135 Ala Trp Leu Gly Asn Asp Ala Leu Leu Tyr Ser Arg Phe Ala Glu 185 190 195 CCA AAG GAA GGC CAG GCC TTC CAG GCG CTG AAC TAT AAC CAG ACG 1180 Pro Lys Glu Gly Gln Ala Phe Gln Ala Leu Asn Tyr Asn Gln Thr 200 205 210 GTG TGG CTC CAC CGC CTG GGC ACG CCG CAA AGC GCC GAT CAG CCG 1225 Val Trp Leu His Arg Leu Gly Thr Pro Gln Ser Ala Asp Gln Pro 215 220 225 GTG TTC GCG ACG CCC GAG CTG CCC AAG CGC GGC CAC GGC GCC AGC 1270 Val Phe Ala Thr Pro Glu Leu Pro Lys Arg Gly His Gly Ala Ser 230 235 240 GTT TCG AGC GAT GGG CGC TGG GTG GTG ATC ACC AGC AGC GAG GGC 1315 Val Ser Ser Asp Gly Arg Trp Val Val Ile Thr Ser Ser Glu Gly 245 250 255 ACC GAT CCG GTC AAC ACC GTG CAC GTT GCG CGC GTC ACC AAC GGC 1360 Thr Asp Pro Val Asn Thr Val His Val Ala Arg Val Thr Asn Gly 260 265 270 AAG ATT GGG CCG GTT ACC GCA CTG ATC CCC GAT CTC AAG GCG CAA 1405 Lys Ile Gly Pro Val Thr Ala Leu Ile Pro Asp Leu Lys Ala Gln 275 280 285 TGG GAT TTC GTC GAT GGC GTG GGC GAT CAG CTG TGG TTC GTG TCG 1450 Trp Asp Phe Val Asp Gly Val Gly Asp Gln Leu Trp Phe Val Ser 290 295 300 GGC GAT GGC GCC CCG CTC AAG AAG ATC GTG CGG GTC GAT CTG TCG 1495 Gly Asp Gly Ala Pro Leu Lys Lys Ile Val Arg Val Asp Leu Ser 305 310 315 GGC AGC ACG CCG CGC TTC GAT ACC GTG GTG CCC GAA AGC AAG GAC 1540 Gly Ser Thr Pro Arg Phe Asp Thr Val Val Pro Glu Ser Lys Asp 320 325 330 AAC CTC GAA TCC GTC GGC ATT GCC GGC AAC CGC CTG TTC GCC AGC 1585 Asn Leu Glu Ser Val Gly Ile Ala Gly Asn Arg Leu Phe Ala Ser 335 340 345 TAT ATC CAC GAT GCC AAG AGC CAG GTC CTG GCG TTC GAT CTT GAT 1630 Tyr Ile His Asp Ala Lys Ser Gln Val Leu Ala Phe Asp Leu Asp 350 355 360 GGC AAG CCG GCC GGT GCG GTC AGC CTG CCC GGC ATC GGC AGC GCC 1675 Gly Lys Pro Ala Gly Ala Val Ser Leu Pro Gly Ile Gly Ser Ala 365 370 375 TCG GGC CTG AGC GGC CGG CCC GGC GAT CGC CAT GCC TAT CTC TCG 1720 Ser Gly Leu Ser Gly Arg Pro Gly Asp Arg His Ala Tyr Leu Ser 380 385 390 TTC AGC AGC TTT ACC CAG CCT GCC ACG GTG CTG GCG CTC GAT CCC 1765 Phe Ser Ser Phe Thr Gln Pro Ala Thr Val Leu Ala Leu Asp Pro 395 400 405 GCC ACG GCG AAA ACC ACC CCG TGG GAG CCG GTG CAC CTG ACG TTC 1810 Ala Thr Ala Lys Thr Thr Pro Trp Glu Pro Val His Leu Thr Phe 410 415 420 GAT CCG GCC GAT TTC CGG GTG GAG CAG GTG TTC TAT CCC AGC AAG 1855 Asp Pro Ala Asp Phe Arg Val Glu Gln Val Phe Tyr Pro Ser Lys 425 430 435 GAC GGC ACC AAG GTG CCG ATG TTC ATC GTG CGC CGC AAG GAT GCC 1900 Asp Gly Thr Lys Val Pro Met Phe Ile Val Arg Arg Lys Asp Ala 440 445 450 AAG GGC CCG CTG CCC ACG CTG CTC TAT GGC TAT GGC GGC TTC AAT 1945 Lys Gly Pro Leu Pro Thr Leu Leu Tyr Gly Tyr Gly Gly Phe Asn 455 460 465 GTG GCG CTT ACC CCA TGG TTT TCC GCC GGT TTC ATG ACC TGG ATC 1990 Val Ala Leu Thr Pro Trp Phe Ser Ala Gly Phe Met Thr Trp Ile 470 475 480 GAC AGC GGC GGC GCC TTT GCC CTG GCA AAC CTA CGC GGC GGC GGC 2035 Asp Ser Gly Gly Ala Phe Ala Leu Ala Asn Leu Arg Gly Gly Gly 485 490 495 GAA TAT GGC GAT GCG TGG CAC GAT GCC GGC CGG CGC GAC AAG AAG 2080 Glu Tyr Gly Asp Ala Trp His Asp Ala Gly Arg Arg Asp Lys Lys 500 505 510 CAG AAC GTC TTC GAC GAT TTC ATT GCC GCG GGC GAA TGG CTG ATC 2125 Gln Asn Val Phe Asp Asp Phe Ile Ala Ala Gly Glu Trp Leu Ile 515 520 525 GCC AAT GGC GTG ACG CCG CGC CAC GGC CTG GCG ATC GAG GGT GGC 2170 Ala Asn Gly Val Thr Pro Arg His Gly Leu Ala Ile Glu Gly Gly 530 535 540 TCC AAC GGT GGC CTG CTG ATC GGC GCG GTG ACC AAC CAG CGG CCC 2215 Ser Asn Gly Gly Leu Leu Ile Gly Ala Val Thr Asn Gln Arg Pro 545 550 555 GAT CTG TTT GCG GCG GCC AGC CCT GCC GTG GGC GTG ATG GAC ATG 2260 Asp Leu Phe Ala Ala Ala Ser Pro Ala Val Gly Val Met Asp Met 560 565 570 CTG CGC TTC GAC CAG TTC ACC GCC GGG CGC TAT TGG GTG GAT GAC 2305 Leu Arg Phe Asp Gln Phe Thr Ala Gly Arg Tyr Trp Val Asp Asp 575 580 585 TAT GGC TAT CCC GAA AAG GAA GCC GAT TGG CGC GTG CTG CGC CGC 2350 Tyr Gly Tyr Pro Glu Lys Glu Ala Asp Trp Arg Val Leu Arg Arg 590 595 600 TAT TCG CCC TAT CAC AAC GTG CGT TCG GGC GTG GAC TAT CCG GCC 2395 Tyr Ser Pro Tyr His Asn Val Arg Ser Gly Val Asp Tyr Pro Ala 605 610 615 ATC CTG GTG ACC ACG GCC GAC ACC GAC GAT CGC GTC GTG CCG GGG 2440 Ile Leu Val Thr Thr Ala Asp Thr Asp Asp Arg Val Val Pro Gly 620 625 630 CAC AGC CTC AAA TAT ACT GCG GCG CTG CAG ACC GCC GCG ATC GGG 2485 His Ser Leu Lys Tyr Thr Ala Ala Leu Gln Thr Ala Ala Ile Gly 635 640 645 CCC AAG CCG CAC CTG ATC CGC ATC GAG ACG CGC GCC GGC CAT GGT 2530 Pro Lys Pro His Leu Ile Arg Ile Glu Thr Arg Ala Gly His Gly 650 655 660 TCG GGC AAG CCG ATC GAC AAG CAG ATC GAG GAA ACC GCC GAT GTG 2575 Ser Gly Lys Pro Ile Asp Lys Gln Ile Glu Glu Thr Ala Asp Val 665 670 675 CAG GCG TTT CTG GCC CAT TTC ACC GGG CTG ACG CCG CGC CCC TGA 2620 Gln Ala Phe Leu Ala His Phe Thr Gly Leu Thr Pro Arg Pro 680 685 690 AGTCTATCTT TGACGGTGCA ATCTCTGGCG CCGGCGCTGT GCCGGTGCTA 2670 GAGATTTCCG AACAATGACA AGGTTTGGGA CAGGATGGCG CAAGGCGCTG 2720
【図面の簡単な説明】
【図1】オクチル−セファロースCL−4Bクロマトグ
ラフィーによるプロリルオリゴペプチダーゼの分画パタ
ーンである。
【図2】DEAE−セファロースCL−6Bクロマトグ
ラフィーによるプロリルオリゴペプチダーゼの分画パタ
ーンである。
【図3】ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィーに
よるプロリルオリゴペプチダーゼの分画パターンであ
る。
【図4】スーパーロース12HR10/30カラムによ
るゲル濾過クロマトグラフィーによるプロリルオリゴペ
プチダーゼの分画パターンである。
【図5】SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動により
求めたプロリルオリゴペプチダーゼの分子量を示す。
【図6】等電点電気泳動により求めたプロリルオリゴペ
プチダーゼの等電点を示す。
【図7】プロリルオリゴペプチダーゼ活性に及ぼす食塩
濃度の影響の比較である。
【図8】プロリルオリゴペプチダーゼのpH安定性を示
す。
【図9】プロリルオリゴペプチダーゼのpH特性を示
す。
【図10】プロリルオリゴペプチダーゼの温度特性を示
す。
【図11】プロリルオリゴペプチダーゼをコードする遺
伝子を含む組換えプラスミドの制限酵素切断点地図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 9/48 C12R 1:19) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:01) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:69) (C12P 21/06 C12R 1:01) (C12P 21/06 C12R 1:69)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)加水分解反応の最適食塩濃度が
    0.2±0.1M、2Mの食塩濃度下での活性が最大活
    性の50%以上であり、(2)反応の最適pHが8.5
    ±0.5、pH5における活性が最適pHにおける活性
    の20%以上であることを特徴とするプロリルオリゴペ
    プチダーゼ。
  2. 【請求項2】 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳
    動による分子量が75000±2000であり、等電点
    が7.5±0.2であり、フニルメタンスルホニルフル
    オリドおよびジイソプロピルフルオロリン酸により阻害
    されることを特徴とする請求項1記載のプロリルオリゴ
    ペプチダーゼ。
  3. 【請求項3】 スフィンゴモナス(Sphingomo
    nas)属細菌由来である請求項2記載のプロリルオリ
    ゴペプチダーゼ
  4. 【請求項4】 配列表の配列番号1に記載された配列を
    有するプロリルオリゴペプチダーゼ。
  5. 【請求項5】 スフィンゴモナス カプスラタ培養液よ
    り抽出される蛋白質加水分解酵素製剤。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5記載のプロリルオリゴペ
    プチダーゼを加水分解反応に使用することを特徴とす
    る、蛋白質およびペプチドの加水分解方法。
  7. 【請求項7】 アスペルギルス オリゼに由来し、かつ
    分子量がそれぞれ約23kD、約27kD、約31k
    D、約32kD、約35kD、約38kD、約42k
    D、約47kD、約53kD、および約100kDの中
    から選ばれる少なくとも5種のプロテアーゼおよびペプ
    チダーゼを含む酵素製剤を加水分解反応に使用すること
    を特徴とする請求項6記載の加水分解方法。
  8. 【請求項8】 5種のプロテアーゼおよびペプチダーゼ
    の分子量が約23kD、約31kD、約35kD、約3
    8kD、約53kDである請求項7に記載の加水分解方
    法。
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