JPS58152482A - 耐熱性蛋白分解酵素アクアライシンiおよびその製造法 - Google Patents

耐熱性蛋白分解酵素アクアライシンiおよびその製造法

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JPS58152482A
JPS58152482A JP3683482A JP3683482A JPS58152482A JP S58152482 A JPS58152482 A JP S58152482A JP 3683482 A JP3683482 A JP 3683482A JP 3683482 A JP3683482 A JP 3683482A JP S58152482 A JPS58152482 A JP S58152482A
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松澤 洋
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーマス(Them+us )属に属する菌株
が産生ずる高度に耐熱性を有する蛋白分解酵素アクアラ
イシンIに関する。
(2) 従来、耐熱性を有する蛋白分解酵素の生産菌としては、
ストレプトミセスAll! (Streptomyce
sJI4)、バチルス属(Bac i l lus属)
、トルーラ属(’I’orula属)、およびサーマス
T −851(The −rmus T−851) C
欧州特許24182号〕等が報告されている。又、本発
明者等は、すでに、栃本県奥鬼怒の温泉源から分離した
サーマス・カルドフィラ7. G K −24(The
rmus  caldophi−1usGK−24)の
生産する耐熱性蛋白分解酵素について報告(日本農芸化
学会 昭和53年度大会講演要旨集 65ページ、生化
学第51巻 749ページ(昭和54年)、日本農芸化
学会 昭和55年度大会講演要旨集 269ベージ、日
本農芸化学会昭和56年度大会講演要旨果 201ペー
ジ)してきたが、今回さらに優秀な一株を求めて、公知
の保存菌株も含めて、鋭意Gこ検索を続けたところサー
マス・アクアティカスATCC25104(Therm
us aquaticusATCC25104)が、従
来のものとは全く異なる高度(こ耐熱性を有する蛋白分
解酵素を産生ずる(3) ことを見出した。
サーマス・アクアティカスATCC25104の産生ず
る耐熱性蛋白分解酵素は培養条件の違いにより2種類存
在し、培養開始後約1日で産生され、次に示す理化学的
性質を有するものを本発明者等はアクアライシン■と命
名した。
耐熱性蛋白分解酵素アクアライシンIは以下に示す理化
学的性質を有する。
(1)作   用: カゼイン等の蛋白j5[こ作用し
てトリクロル酢酸溶液にロエ溶性 のオリゴペプチドあるいはアミ ノ酸を生ずる。
(2)至適pH:  各4pHの0.6%カゼイン基質
500μtに本酵素液to’。
μtを70℃、10分間反応さ せた。緩衝液はpH3〜6に対 しては50 mMクエン酸−クエ ン酸ナトリウム緩#液、pH6 〜8に対しては同濃度のリン酸 緩衝液、p)f8.5〜l015に対しく4) ては同濃度のホウ酸緩衝液をそ れぞれ使用した。その結果、至 適pHは9.4以上である。(第1図)(3)  pH
安定性: 各種pHの緩衝液に本酵素を溶解し、60℃
、1時間処理 した。緩衝液はpH8,pH4は 50 mMクエン酸−クエン酸ナ トリウム緩衝液、pH6,pH7,3 は同濃度のリン酸緩衝液、pH 9,4,pH1o、5は同濃度のホウ 酸緩衝液を使用した。pH処理後 酵素液を50mMリン酸緩衝液 (pH7,8)で希釈し、0.6%カゼイン基質(pH
7,8)と70°C,1時間反応させた。その結果、 
pH 7,3以上では安定であるが、pH 6以下では不安定である。(第2 図) (4)至適温度二 本酵素液(50mMボウ酸緩衝液、
PH9,4に溶解)100μtと (5) 0.6%カゼイン基質(pH9,4) 500μtを各種温度で10分間 反応させた。その結果至適温度 は70℃付近に存在する。(第 3図) (5)熱安定性二 本酵素液(50rnMホウ酸緩衝液
、pH9,4に溶解)を70℃及 び80℃で各時間処理し、その 後06%カゼイン基質(pH9,4) と70℃、1時間反応させ活性 を測定した。その結果70℃。
2時間で約90%残存し、80 0c、go分では約15%残存す る。(第4図) (6)分子量二 本酵素を5mMのDFP(ジイソプロ
ピルフルオロリン酸)と 50°c、3o分処理、あるいは 115mMの塩酸と室温で数1−分 処理して失活させたのち、同駄 の以下の組成物、すなわち62 (6) mM)リス塩酸、2.8%ドデシ ル硫酸ナトリウム(SDS)、 5%β−メルカプトエタノール、 10%グリセロール、 (pH6,8)を加えて、10
0°C,a分間の処 理をし、レムリ(Laemli)の方 法〔ネイチャー (Nature )第227巻680
〜685頁(1970) )に従ってSDSポリアクリ
ルア ミドゲル電気泳動を行った。
標準蛋白としては牛血清アルブ ミン(分子量67.000)、卵白 アルブミン(分子量43,000) カルボニック・アンヒドラーゼ (分子量ao、ooo)、大豆トリ プシンインヒビター(分子量 20.100)を使用した。
その結果、本酵素の分子量は 約28,500である。
(7)電気泳動: 本酵素を前記(6)項と同様の方(
7) 法によりSDSポリアクリルア ミドゲル電気泳動を行った。第 5図に示すように本酵素は電気 泳動的に単一バンドが得られる。
(8)阻害剤二 本酵素液を各種阻害剤を含む50mM
ホウ酸緩衝液(pH9,4) とともに50°C930分間処理 したのち、0.6%カゼイン基質 (pH9,4)と70℃、1時間反 応させ残存する活1生を測定した。
本酵素はDFP (ノイソブロビル フルオロリン酸)により著しく 阻害される。(第1表) 第1表 阻害剤の影響 (8) *tDFP  ニジイソプロピルフルオロリン酸*2E
DTA:エチレンジアミン四酢酸*3EGTA:エチレ
ングリコール−ビス(β−アミノエチルエーテル) N、 N’−四酢酸 *4PCMB:パラクロロマー午ユリンクペンゾエート 以1−の理化学的性質より、本酵素はアルカリ曲のセリ
ン酵素であると考えられる。
(9)安定化剤: 本酵素液を177LM濃度のCa2
+(CaC12)を含む50rnMグリシンー水酸化ナ
トリウム緩衝液 (pH9,5)とともに80°Cで、 各時間処理したのち、残存する 活性を測定した。第6図に示す ように、本酵素はCa2+イオン によって安定化される。
以tの性質を有する本酵素は、ソリュプルフロテイ7 
(Soluble Protein :食品添加+71
)の製造、ペブチノドの合成、洗剤用添加物、バイオリ
アクター等への利用が期待される。
(9) 耐熱性蛋白分解酵素アクアライシン■は、本発明者等が
すでに報告しているサーマス・カルドフィラスGK−2
4の産生ずる耐熱性蛋白分解酵素およびサーマスT−3
51の産生ずる耐熱性蛋白分解酵素カルトリシン(CA
LDOLYS IN)〔欧州特許24182号参照〕と
は第2表に示すように、各種性質の全く異なる新規酵素
である。
本発明の耐熱性蛋白分解酵素アクアライノンIは、サー
マス属番こ属するアクアライシン■生産微生物を好気的
に培養し、培養物からアクアライシンI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できる。
本発明において使用するアクアライシンI生産微生物は
、アクアライシン■を生産することができるサーマス属
に属するすべての菌株、突然変異株、変種を含む。その
好ましい菌株はサーマス・アクアティカフ、 ATCC
25104(The −rmus aquaticus
 ATCC25104)である。
サーマス・アクアティカスATCC25104の培養は
、本閑株が生育することのできる通常の(lO) 栄養源を含有する培地中で行うことができる。
例えば、ポリペプトン、酵母エキス、グルコース、無機
塩類などを含む培地が用いられる。ビタミン、アミノ酸
は要求しない。培養は固体培養、液体培養、いずれでも
よいが、通常液体培養の方が工業的に有利である。又、
本菌株は好気性であるため、液体培養においては通気攪
拌を必須とする。
培養温度は約40〜79℃の間ならば生育できるが、よ
り好ましくは70°C@後である。培地pHは7〜8の
間で生胃i■能である。pH5以下、9.5以上では生
育しない。培養時間は約1日で活性が最大に達する。さ
らζこ培養を延長すると、3日以降に生産される蛋白分
解酵素も存在するが、これはアクアライシン■とは別の
ものである。
このようにして耐熱性蛋白分解酵素アクアライシン■が
培地中に生成される。生成されたアクアライシンエの採
取、精製は公知の方法の組合せによって行うことができ
る。例えば、培養(12) 液から遠心分離又は濾過によって菌体を除去したのち、
濾液又は上清を硫安塩析し、沈澱を10mM’)ン酸緩
衝液(pH6,0)に溶解する。本溶液を透析脱塩し、
0Mセルロースカラムに吸着させる。溶離は、0.1M
塩化カリウムを含む、10mM ’)ン酸緩衝液(pH
6,0)で行なわれる。溶離したアクアライシン工を透
析、濃縮、凍結乾燥すること番こより、SDSポリアク
リルアミドゲル電気電気的動的一バンドを与えるアクア
ライシン■粉末が得られる。
次に本酵素の活性測定法O二ついて述べる。
酵素液100μtと0.6%カゼイン溶液(50mMホ
ウ酸緩衝液、  pH9,4に溶解) 500 uLを
混合し、70’C,80分間反応させる。反応終了後、
5%トリクロル酢酸溶液を500μを加え、沈澱を遠心
により除き、上清の280nmの吸収の増〃口を測定す
る。1分間に280 nmの吸収を0.001上昇させ
る酵禦力を0.5単位とする。
以−F試験例、実施例により詳しく説明する。
(13) 試験例1.サーマス属に属す保存菌株を用いて、耐熱性
蛋白分解酵素の生産能を調べた。
ポリペプトンo、s%、酵母エキス0.4%、 CaS
O4・2H2060〜/l、MgSO4・7H2010
0”f/l、 NaN0a  6891Lf/l、 F
 e C1g ・5 H2O0,4”f/1. MnS
O4・5H203,16q/l、 Zn804−7H2
00,5〜/l、 HaBOa  o、sq/z。
1)H7,2の組成の培地 各々200m1を50〇−
容坂ロフラスコに入れ、各種保存菌株を接種して、70
℃にて各時間培養し、培養液中の酵素活性を測定した。
その結果を第3表番こ示す。表から明らかなように、サ
ーマス・アクアティカスATCC25104以外にもサ
ーマス・サーモフィラスATCC27634、サ マス
・カルドフィラスFERM−P No、5723に若干
ではあるが本酵素活性生産能のあることがわかる。
(14) 第8表 *m株名 A:サーマス中アクアティカス(Therm
−us aquaticus)ATCC25104B:
サーマス・サーモフィラス(Therm−us  th
ermophilus) ATCC27684 C:サーマス・カルドフィラス(Therm−us  
caldophilus ) FEWm−P NO,5728 実施例1.以下の組成の種培地200 mlを含む50
0 mt容坂ロフラスコにサーマス・アクアティカスA
TCC25104の一白金耳を接種し75°Cで1口振
とう培養した。
ポリペプトン   0.8% 酵母エキス   0.4% (15) 無機塩類: CaSO4−2Hz0 60my/1Mg
SO4・7H20100 NaNO3689 FeC43・5H200,4 Mn5O4−5H208,16 ZnSO44H200,5 H3BO30,5 pH7,5 上記培地組成と同一の培地15tの入ったジャーファー
メンタ−に種培養液を1%接種し、65°Cで24時間
通気攪拌したところ、800u/mlのアクアラインエ
を含む培養液が得られた。
実施例2.実施例1で得られた培養液を遠心分離によっ
て菌体を除き、上清92Omtcこ硫酸アンモニウムを
100%飽和(こなるように加えた。冷却下、遠心分離
により沈澱を採取し、これを10mMリン酸緩衝液(p
H6,0)に溶解し、同じ緩衝液に透析した。透析液を
L OmM ’)ノ酸緩fIfIfeL(pH6,0)
 テ平衡化LりCMセルロースカラム(径2.8cTn
、高さ2.76z)に吸着させ(16) た。0.1M塩化カリウムを含む10 mM ’)ン酸
緩衝液(pH6,0)で溶離を行い、活性画分を集めた
。活性画分を透析脱塩、濃縮、凍結乾燥して62.90
0 u/IWのアクアライシンエ粉末を得た。
このアクアライシンエ粉末はポリアクリルアミドゲルデ
ィスク成気泳動的に単一であった。精製の要約を第4表
に示す。
第4表
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の酵素の至適pHを示す図であり、第2
図は同じ< pt(安定性を、第3図は(17) 至適温度を、第4図は熱安定性をそれぞれ示す図である
。第5図は本酵素のSDSポリアクリルアミドゲル電気
泳動の結果を示す写真であり、第6図はCa2+イオン
の熱安定性に対する影響を示す図である。 特許出願人  天野製薬株式会社 (18) 図面の浄書(内容に変更なし) 第1図 H 第2図 第 3 図 40     60     80     100温
度(6C) 第4図 時間(hr) 第5図 時間(分) 手 続 補 正 書(方式) %式% 1 事件の表示 昭和57年特許願第36834号 2 発明の名称 耐熱性蚤自分解酵素アクアライ/ン1およびその1#ヘ
リ、3 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  愛知県名古啜市中区錦−下目2番7号4 補
正命令の日付 昭和57年6月29日 5、補正の対策 [明細書の図面の簡単な説明のal及び[図而16 補
正の内容 (11明細、!F第18ページ2行から3行の[第5図
は本酵素のSDSポリγタリルアミドゲル醒気泳動の結
果を示す写真で滲、す、」を−1除する。 (2)明細書第18ページ4行「第6図」を「第5図」
に訂正する。 (61添付図面中「第5図」を削除する。 (41添付図面中「第6図」を「第5図」に訂正する。 +51  amで書いた図面の浄書(内容に変更なし)
を補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次の理化学的性質を有する耐熱性蛋白分解酵素アク
    アライシンI。 (1)  作  用: カゼイン等の蛋白質に作用して
    トリクロル酢酸溶液に可溶 性のオリゴペプチドあるいは アミノ酸を生ずる。 (2)至Xl1pH:  p)I 9.4以上。 (3)  pH安定性:  pH7J以上で安定、pH
    6以下では不安定。 (4)  至4i11i[:  70 cc付近。 (5)熱安定性: 70℃、2時間で約90%残存し、
    80℃、30分では約 15%残仔する(Ca2拘狛在F)。 (6)分子量: 約28,500(Si)Sボリア(1
    ) クリルアミドゲル電気泳動法 による。) (7)[害剤:  DFP(ジイソプロピルフルオロリ
    ン酸)により著しく阻 害される。 (8)安定化剤= 2価金属イオン、例えばCa″イオ
    ン番こより安定化される。 2 サーマス属に属する菌株を培養し培養物から耐熱性
    蛋白分解酵素アクアラインン■を取得することを特徴と
    する耐熱性蛋白分解酵素アクアライシンエの製造法。 3 サーマス属に属する菌株がサーマス・アクアティカ
    スATCC25104である特許請求の範囲第2項記載
    の耐熱性蛋白分解酵素アクアライシンエの製造法。
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