JPH1175835A - 脱アミド化酵素及び当該酵素の測定法 - Google Patents

脱アミド化酵素及び当該酵素の測定法

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JPH1175835A
JPH1175835A JP24949797A JP24949797A JPH1175835A JP H1175835 A JPH1175835 A JP H1175835A JP 24949797 A JP24949797 A JP 24949797A JP 24949797 A JP24949797 A JP 24949797A JP H1175835 A JPH1175835 A JP H1175835A
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JP
Japan
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enzyme
deamidase
deamidation
kda
sds
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JP24949797A
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Akio Kato
昭夫 加藤
Naotoshi Matsutomi
直利 松富
Akira Matsuura
明 松浦
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Amano Enzyme Inc
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Amano Pharmaceutical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】脱アミド化酵素及びその測定法を提供する。 【構成】蛋白質の脱アミド化反応を触媒し、分子量が約
36kDa又は約18kDaであり、SDSの存在下で安定であ
り、Caイオン及びSH試薬により実質的に影響を受けな
い新規な脱アミド化酵素及びグルテンを基質として、脱
アミド化酵素を作用させ、次いでα−ケトグルタレー
ト、NAD(P)H及びグルタメートデヒドロゲナーゼを作用
せしめることを特徴とする脱アミド化酵素の測定法に関
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な脱アミド化酵素
及び当該酵素の測定法に関する。詳細には本発明は、発
芽中の小麦種子から得られた脱アミド化酵素及びグルタ
ミン酸デヒドロゲナーゼを利用した新規な脱アミド化酵
素活性測定法に関する。
【0002】
【従来の技術】発芽中の小麦種子にタンパク質脱アミド
化活性が存在していることはVaintraub等によって報告
されている[FEBS-Letter, 302巻, 169-171(1992)]。
トランスグルタミナーゼはグルタミン残基のアミド基を
リジン残基のε-アミノ基で置換するのを触媒するが、
これはまた、ε-アミノ基が不適切に含有されている状
態で反応中に脱アミド化も引き起こす。Vaintraubらに
よって報告された脱アミド化酵素はトランスグルタミナ
ーゼとは異なっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タンパ
ク質脱アミド化酵素は、脱アミド活性の信頼できるアッ
セイが良好には確立されていないので、これまでのとこ
ろ同定や特徴化がなされておらず、そして発芽中の種子
の粗製抽出物中のタンパク質分解攻撃による不安定性の
ため、精製も困難であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、小麦、豆
類の発芽種子中の酵素について鋭意検討を重ねた結果、
グルテンを脱アミド化する酵素の存在を確認し精製する
ことに成功し本発明を完成した。
【0005】即ち、本発明は、以下のような酵素化学的
性質を有する新規な脱アミド化酵素である。
【0006】蛋白質の脱アミド化反応を触媒する。 分子量が約36kDa又は約18kDaである。 SDSの存在下で安定である。 Caイオン及びSH試薬により実質的に影響を受けな
い。 N末端アミノ酸配列がAla-Ala-Phe-Met-Gly-Gly-Glu-
Gluで表される。
【0007】更に又、本発明は、グルテンを基質とし
て、脱アミド化酵素を作用させ、次いで、α−ケトグル
タレート、NAD(P)H及びグルタメートデヒドロゲナーゼ
を作用せしめることを特徴とする脱アミド化酵素の測定
法を提供する。
【0008】本発明の脱アミド化酵素は例えば発芽小麦
種子、大豆、ヒラマメ、インゲンマメ、カボチャ、レン
ズ豆等から塩析、DEAE−セルロースカラムクロマ
ト、ゲルろ過により精製することが出来る。更に、SD
Sに対して安定であることよりSDS-PAGEを用い
て酵素を更に精製することが出来る。精製された脱アミ
ド化酵素は上述したような性質を有している。
【0009】本発明の脱アミド化酵素の測定法は、基質
にグルテンを用い、酵素を作用させることにより生成す
るアンモニアをα−ケトグルタレート、NAD(P)H及びグ
ルタメートデヒドロゲナーゼを含む試薬を用いて測定す
ることを含む。
【0010】酵素活性はは340nmの吸光度を測定するこ
とにより行うこともできるが、自体公知の方法で発色系
に導くことも可能である。反応の条件は特に限定されな
いが、対象とする脱アミド化酵素の活性を阻害しない緩
衝液を用いることが望ましい。更に温度は、脱アミド化
酵素活性を測定するためには任意に選択することが出来
る。
【0011】以下に、本発明を実施例を用いて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【0012】
【実施例】尚、実施例に用いた試薬・測定法などは、特
に断らない限り、以下に示す方法に従った。
【0013】試薬 グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(GLDH)(オリエンタル
酵母工業社製) NADPH(オリエンタル酵母工業社製) α-ケトグルタル酸2ナトリウム塩(シグマ社製) プロナーゼE(シグマ社製) トリエタノールアミン塩酸塩(メルク社製) 他に記載しない限り、使用した試薬は全て分析等級
【0014】活性測定法 基質の調製 不溶性の小麦タンパク質コンプレックス、グルテンは、
洗浄液から可溶性タンパク質がなくなるまで小麦粉の塊
を洗浄して調製した。このようにして得たグルテンボー
ルを蒸留水で透析し、そしてその後、凍結乾燥したグル
テン2gを0.05Mトリス−HCl緩衝液(pH8.0)200ml中に
懸濁した。
【0015】プロナーゼE 20mgを加えてグルテンを可
溶化しそしてアジ化ナトリウム(0.02%)も混合物溶液
で加えた。この混合物を37℃で12時間インキュベートし
た。
【0016】インキュベーション後、プロナーゼEを10
0℃で3分間加熱して不活化した。プロナーゼ処理グル
テン(PTG)を脱イオン水で透析し、そしてその後凍
結乾燥した。
【0017】操作法 PTG基質溶液[1mg/リン酸−クエン酸緩衝液(pH6.
8)1ml]0.5ml及び酵素溶液0.5mlからなる混合溶液を3
0℃で30分間インキュベートする。対照実験は酵素不含
緩衝溶液中で実施する。インキュベートした混合物から
発生したアンモニア量は、Kun及びKearneyの方法[Meth
od of Enzymatic Analysis, 4巻, 1802-1806(1974)]
に従ってグルタメートデヒドロゲナーゼを使用して測定
する。即ち、この反応混合物に、0.15Mトリエタノール
アミン、0.11mM α-ケトグルタレート(pH7.2)、0.2mM
NADPH及びグルタメートデヒドロゲナーゼ(5単
位)を含有するアッセイ溶液を加える。340nmで15分間
の吸光度の減少をUV-2001分光光度計(日立製)で自動
的に測定する。
【0018】アンモニアは、(1.4〜14μg/ml)NH4Cl
溶液から得られた標準線曲線を使用して概算した(μg
/ml)。酵素活性1単位は1分当たりに放出されたNH3
のnmolとして表わす。
【0019】実施例1 酵素抽出 小麦種子を蒸留水に6時間浸漬し、25℃の暗所で貯蔵中
に発芽させ、そしてその後、冷蒸留水を3:5の重量比
(乾燥種子/水の容量)で用いて1分間ホモジネートし
た。6000rpmで15分間遠心した後、上清液を4℃で集め
た。
【0020】粗製の水抽出物(25ml)を、83:17のモル
比の乾燥NaH2PO4(13g)とK2HPO4(3g)の混合物
と穏やかに混合して3.7Mの濃度とした。遠心後、清明
な上清液を0.001%の2-メルカプトエタノールを含有す
る蒸留水を用いて冷室内で72時間透析し、そしてその後
凍結乾燥した。
【0021】濃縮した溶液(5〜10ml)を、10mMリン
酸緩衝液(pH6.8)で平衡化したDEAE-セルロースカ
ラム(3.2×25cm)に適用し、そしてその後酵素を同じ
緩衝液で溶出した。図1に小麦種子の粗製抽出物を塩析
して得た上清液の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示す。
【0022】脱アミド活性は2つのピーク、フラクショ
ン番号20〜30及び32〜45で観察された。フラクション20
〜30を集め、10mMリン酸緩衝液(pH6.8)で透析し、そ
して5000rpm、2℃でミリポア管によって遠心して濃縮
した。濃縮した酵素溶液(4〜6ml)を、10mMリン酸
緩衝液で平衡化したセファデックスG-50カラム(2.5×
95cm)に適用し、そしてその後10mMリン酸緩衝液(pH
6.8)で溶出した。
【0023】図2は、活性フラクションのセファデック
スG-50カラムでのゲルろ過パターンを示す。酵素活性
を有するフラクションを一緒に合わせ、次いで透析しそ
してミリポア管で濃縮した。酵素は−20℃で貯蔵した。
【0024】タンパク質の測定 タンパク質はLowry等の方法[J. Biol. Chem. 193巻, 2
65-275(1951)]で標準品としてウシ血清アルブミンを用
いて分析した。
【0025】電気泳動 電気泳動は、Laemmliの方法[Nature, 227巻, 680-685
(1970)]によって、0.05%のSDSを含有するトリス−
グリシン(pH8.8)中12.5%のアクリルアミド分離用ゲ
ル及び3%の積層ゲルを使用して冷室中5mAの一定電
流で8〜10時間実施した。
【0026】この試料は溶液100μl及び2-メルカプト
エタノール20μlを加熱しないで一夜混合して調製し
た。電気泳動後、アクリルアミドゲルを0.25%クーマシ
ーブリリアントブルーR250:酢酸:メタノール(容量で
5:1:5)で染色した。
【0027】SDSゲル切断 酵素を精製するためにゲル切断法を実施した。SDSが
活性に影響を与えないことを確認するために予備試験を
実施した。
【0028】
【表1】
【0029】表1は、脱アミド化活性がSDS除去後に
回復したことを示している。脱アミド化酵素はSDSに
対して安定であるか又は透析してSDSを除去すること
によって可逆的に折り畳まれると思われ、一方大部分の
タンパク質はSDSの存在下で変性する。それ故、SD
S-PAGE中のタンパク質バンドを切断しそしてその
後ゲルから抽出するゲル切断法でSDSスラブ上の脱ア
ミド化酵素バンドを集めることができる。
【0030】1つのレーンだけを染色してタンパク質バ
ンドの位置を決定した。染色しなかった他のゲルは、染
色した標準ゲルを使用して垂直に切断してタンパク質を
集めた。次に、切断したゲル(対応するタンパク質バン
ド)を冷蒸留水と共に粉砕しそして冷室内で一夜透析し
てSDSを除去した。ろ過後、脱アミド活性を測定し
た。18kDa周囲の少量のバンドも脱アミド化活性を示し
たが、脱アミド化活性の殆どは36kDa周囲のバンド中に
見い出された。
【0031】アミノ酸の配列決定 アミノ酸配列分析は気相タンパク質シークエンサーモデ
ルPSQ2(島津製)中でEdman分解を用いて、高活性
のバンド(36kDa)をアミノ酸シークエンサーに適用し
た。その結果、N末端アミノ酸配列はAla-Ala-Phe-Met-
Gly-Gly-Glu-Gluであることが決定された。
【0032】発芽中の小麦種子から得られたタンパク質
デアミダーゼの精製工程は表2に要約する。
【0033】
【表2】
【0034】得られた脱アミド化酵素は、トランスグル
タミナーゼが形成できるグルテン基質間の交差結合を示
さなかった。加えて、Ca2+及びSH試薬はその活性に顕
著な影響を全く有していない。それ故、この酵素は脱ア
ミド化酵素であってトランスグルタミナーゼではないこ
とが明らかとなった。
【0035】
【発明の効果】本発明により新規な脱アミド化酵素及び
その測定法が提供される。脱アミド化酵素は蛋白質の機
能改変のために有用な酵素となる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】小麦種子の粗製抽出物を塩析して得た上清液の
DEAE-セルロースカラムクロマトグラフィーの溶出
パターンを示す図である。
【図2】活性フラクションのセファデックスG-50カラ
ムでのゲルろ過パターンを示す図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蛋白質の脱アミド化反応を触媒し、分子量
    が約36kDa又は約18kDaであり、SDSの存在下で安定で
    あり、Caイオン及びSH試薬により実質的に影響を受け
    ない新規な脱アミド化酵素。
  2. 【請求項2】N末端アミノ酸配列がAla-Ala-Phe-Met-Gl
    y-Gly-Glu-Gluで表される、請求項1記載の新規な脱ア
    ミド化酵素。
  3. 【請求項3】小麦種子より得られる請求項1又は2記載
    の新規な脱アミド化酵素。
  4. 【請求項4】グルテンを基質として、脱アミド化酵素を
    作用させ、次いでα−ケトグルタレート、NAD(P)H及び
    グルタメートデヒドロゲナーゼを作用せしめることを特
    徴とする脱アミド化酵素の測定法。
JP24949797A 1997-08-29 1997-08-29 脱アミド化酵素及び当該酵素の測定法 Pending JPH1175835A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0976829A3 (en) * 1998-06-04 2000-02-16 Amano Pharmaceutical Co., Ltd. Protein-deamidating enzyme, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof
EP1106696A1 (en) * 1999-12-03 2001-06-13 Amano Enzyme Inc. Protein-deamidating enzyme, microorganism producing the same, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof
US6756221B1 (en) 1999-06-03 2004-06-29 Amano Enzyme Inc. Protein-deamidating enzyme, microorganism producing the same, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6251651B1 (en) 1998-06-04 2001-06-26 Amano Pharmaceutical Co., Ltd. Protein-deamidating enzyme, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof
US7279298B2 (en) 1998-06-04 2007-10-09 Amano Pharmaceutical Co., Ltd. Protein-deamidating enzyme, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof
US7462477B2 (en) 1998-06-04 2008-12-09 Amano Enzyme Inc. Protein-deamidating enzyme, microorganism producing the same, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof
US7569378B2 (en) 1998-06-04 2009-08-04 Amano Enzyme Inc. Protein-deamidating enzyme, microorganism producing the same, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof
US7786281B2 (en) * 1998-06-04 2010-08-31 Amano Enzyme Inc. Protein-deamidating enzyme, microorganism producing the same, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof
US7846709B2 (en) 1998-06-04 2010-12-07 Amano Enzyme Inc. Protein-deamidating enzyme, microorganism producing the same, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof
US6756221B1 (en) 1999-06-03 2004-06-29 Amano Enzyme Inc. Protein-deamidating enzyme, microorganism producing the same, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof
EP1106696A1 (en) * 1999-12-03 2001-06-13 Amano Enzyme Inc. Protein-deamidating enzyme, microorganism producing the same, gene encoding the same, production process therefor, and use thereof

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