JPS5837834B2 - 新規リポプロテイン・リパ−ゼ - Google Patents

新規リポプロテイン・リパ−ゼ

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JPS5837834B2
JPS5837834B2 JP14317276A JP14317276A JPS5837834B2 JP S5837834 B2 JPS5837834 B2 JP S5837834B2 JP 14317276 A JP14317276 A JP 14317276A JP 14317276 A JP14317276 A JP 14317276A JP S5837834 B2 JPS5837834 B2 JP S5837834B2
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lipoprotein lipase
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JP14317276A
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治 寺田
和夫 相阪
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KH Neochem Co Ltd
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Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微生物にょろりポプロテイン・リパーゼの製造
法に関する。
さらに詳しくは、本発明はりゾープス属に属し、リポプ
ロテイン・リパーゼ生産性を有する微生物を栄養培地に
培養し、リボプロテイン・リパーゼを培養液中に蓄積せ
しめ、該培養液からこれを採取することを特徴とするリ
ポプロテイン・リパーゼの製造法に関する。
その目的とするところは、優れた活性を有するリポプロ
テイン・リパーゼを工業的安価に製造する方法を提供す
るにある。
従来、リポプロテイン・リパーゼ(以下LPLと略記す
る)は動物および微生物起源のものが知られている。
たとえば動物起源のものとしては種種の動物のヘパリン
静注血漿中にLPLが存在することが古くから知られて
いる。
微生物起源のものとしては特公昭41−7836号公報
ニシュードモナス属、ムコール属、ストレプトミセス属
、セラチア属、エアロモナス属およびバチルス属に属す
る微生物を培養して得られるLPL 、またAgr1B
iol、Chem1Vol3 3、/I6.3、p,4
14〜423、1969にムコール・ジャバニクスに属
する微生物を培養して得られるLPL の報告がある。
LPL は人体におげるリポ蛋白質の定量に用いられる
ことはよく知られており、優れた活性を有するLPL
を安価に工業的に製造する方法を提供することが望まれ
ている。
本発明者らは工業的に安価にLPLを製造する方法につ
いて研究を重ねた結果、リゾープス属に属する微生物を
培養したときに培養液中に優れた性質を有するLPLが
著量に生産されることを見出し本発明を完成するに到っ
た。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明によればリゾープス属に属しLPL の生産能を
有する微生物を培養することにより培養液中に著量のL
PLが生産されるので、これを採取する。
本発明に用いるリゾープス属に属する微生物はLPLを
培養液中に生或せしめることができるものであればいか
なる菌株をも用いることができる。
具体的に好適な菌株の一例としては、たとえば次のごと
きものが挙げられる。
(1)リゾープス・ヤボニカスKY″521微工研菌寄
第3651号 (2) リゾープス・カンショKY 527微工研菌
寄第3652号 (3) リゾープス・ノドサスKY 533微工研菌
寄第3653号 これらの菌種の菌学的性質についてはJ,Gen,Ap
pl .Microbiol . 1 1.、Supp
l, 1 9 6 5に記載がある。
本発明で使用する培地としては炭素源、窒素源、無機物
その他の栄養素を程よく含有する培地ならば合成培地ま
たは天然培地のいずれも使用可能である。
炭素源としてはグルコース、ガラクトース、マンノース
、フラクトース、シュクロース、トレノ)ロース、ラク
トース、セロビオース、アラビノース、廃糖蜜、澱粉、
澱粉加水分解物などの糖類、グリセリン、ソルビトール
、マンニトールなどの糖アルコール類、酢酸、グルコン
酸、コハク酸、ギ酸、クエン酸、フマール酸、乳酸、ピ
ルビン酸などの有機酸類、メタノール、エタノールなど
のアルコール類などが使用できる。
窒素源としてはアンモニア水、塩化アンモニウム、硫酸
アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、
燐酸アンモニウムなどの各種有機および無機のアンモニ
ウム化合物、尿素などの窒素化合物、ペプトン、酵母エ
キス、カゼイン加水分解物、脱脂大豆あるいはその消化
物などの窒素性有機物質などが使用できる。
無機物としてはナトリウム、カリウム、マンガン、マグ
ネシウム、カルシウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅
などの金属の塩類、クロム、硫酸、燐酸、硝酸、塩酸な
どの塩類が使用できる。
本発明においては酵素の誘導物質として大豆レシチン、
卵レシチンなどのレシチン類、レシチンを含有する天然
物たとえば大豆抽出物を培地に添加すればより大量のL
PLを生成せしめることができる。
これら添加物の添加は培養当初からでも培養途中に行っ
てもよい。
添加量としてはレシチンとして0.1〜0. 5 97
dlの割合で添加すれば良い結果が得られる。
培養温度は通常20〜40℃の範囲で、好適には28〜
33℃の範囲で行われる。
培養時のpHは通常5.0〜8.0の範囲で、好適には
5.5〜7.0の範囲で行われる。
このような条件下で20〜40時間培養すれば培養液中
にLPLが著量生成する。
かくして培養液中に生成七たLPLは次のごとき方法で
採取される。
培養液からr過法あるいは遠心分離法によって菌株を除
き、沢液あるいは上清をフラッシュ・エバポレーターな
どを用いる減圧濃縮法によって約1/4容まで濃縮する
濃縮液に硫酸アンモニウム、アセトン、エタノールなど
を添加することによって沈殿物を得る。
硫酸アンモニウムを使用する場合は70%(w/v)飽
和で沈殿する部分を採取する。
アセトン、エタノールを用いるときはそれぞれ80%(
■/v)になるように加えて沈殿する部分を採取する。
得られた沈殿物を透析あるいはゲルp過の処理を行うこ
とによって沈殿物に含まれる塩類を除去する。
透析操作において用いる透析膜はセロファン膜、膀胱膜
、コロジオン膜などがあげられる。
透析液としては0.OIM燐酸緩衝液(pH6.5)を
用いるのがよい。
ゲル沢過の操作においてはセファデツクスG−25ある
いはセファデツクスG−50、0.OIM燐酸緩衝液(
pH 6.5 )を用いるとよい。
ついで塩類を除去した処理液のpHを塩酸で4.0に下
げ、10分間放置し、生ずる沈殿を遠心分離で除去し、
上清液を得る。
この上清液にエタノール、アセトンなどの溶剤を添加す
ることにより沈殿物を得る。
これらの溶剤の80%(v/v)で沈殿する部分を採取
する。
得られた沈殿物を0.01M燐酸緩衝液( pH 6.
5 )に溶解し上記と同様の方法で透析後、透析液を0
.01M燐酸緩衝液( pH 6.5 )で平衡化して
おいた力ラム・ライトf硅酸アルミン酸マグネシウム〔
Al203、MgO、2Si02、XH20 (X=約
4)〕の商品名、富士化学工業社製}のカラムに通塔す
る。
さらに0.01M燐酸緩衝液(pH6.5)を通塔する
この段階で不純な蛋白質は流出して《る。
次に0.(I)IM燐酸緩衝液(pH6.5)から15
%硫酸アンモニウムを含む0.01M燐酸緩衝液( p
H 6.5 )まで濃度勾配液で溶出を行う。
得られる溶出液を一定量ずつの両分に分画し、各画分中
に含まれるLPL の活性を後で述べる方法で測定して
LPL活性のある画分を取出す。
活性画分を集めて硫酸アンモニウムを70%飽和濃度に
なるように加え、生ずる沈殿を遠心分離法によって集め
、沈殿を0.01M燐酸アンモニウム(pH6.5)で
透析して透析内液を凍結乾燥する。
かくしてLPL の精製酵素粉末を得ることができる。
LPLの酵素活性は人エリポプロテインを基質として反
応した場合生成するグリセロールをクロモトローブ酸法
で定量することによって算出する。
すなわち、オリーブ油12を8. 9 rnlの3%ポ
リビニールアルコール水溶液に入れ、ウエイビング・ブ
レンダー〔具体的にはユニバーサルホモゲナイザー(日
本精密機械社製)を使用〕を用いて10分間ホモゲナイ
ズする。
このときの温度は10℃以下にするとよい。
かくして得られるオリーブ油エマルジョン0.2rrL
lと仔牛血清9. 8 rnlを37℃、30分間イン
キュベートすることにより人エリボプロテインを調製し
、これを基質とする。
該基質0,5rI′Ll、0.25Mアンモニウム緩衝
液( pH 8.3 ) 0.2rrLl,水0.2−
および酵素液0. 1 rnlを混合し、37℃、10
分間インキユベートした後、10%トリクロール酢酸2
mlを加え、よく攪拌した後、30分間室温に放置する
この処理液を遠心分離して上清液を得る。
その上清液o,2rulに0. 1 M過沃素酸ナトリ
ウム溶液0.1rrLlを加え、5分間放置後、10%
亜硫酸水素ナトリウム溶液0. 5 rfLlを加え、
10分間放置する。
この処理液にさらに1%クロモトローブ酸の濃硫酸溶液
5rIllを加え、攪拌後1oo℃にて30分間加温す
る。
この処理液に1o分間水冷後4.6%チオ尿素溶液o、
5rILlを加え、攪拌後光電比色計で570mμの吸
収値を読む。
対照として100℃、5分間加熱処理して得た酵素液を
用いて同様の操作を行ない同じ《570肌μでの吸収値
を求める。
グリセロール濃度と570mμにおける吸収値との検量
線を求めておき、酵素液を処理して得られた吸収値から
対照酵素液を処理して得られた値を差し引いた値からグ
リセロールの量を求める。
このグリセロール量は酵素処理によって生成したグリセ
ロール量に相当するから、これをもとにして試料中の酵
素力価を算出する。
酵素活性の表示は、pH8.3、37℃、1分間の処理
で1μmoleのグリセロールを生或せしめる酵素量を
1単位として行なう。
本発明によって得られるLPLの埋化学的性質を次に述
べる。
■.作用 本酵素はオリーブ油、大豆油などのエマルジョンと仔牛
血清とをインキユベートして調製した人エリポプロテイ
ンを、エステル結合に対して位置特異性を示すことなく
完全に脂肪酸とグリ七ロールまでに分解する。
また人血清、仔牛血清中の天然リポプロテインも同様に
完全に分解する。
さらに単なるオリーブ油を分解するというリパーゼ活性
をも有している。
尚、本酵素がエステル結合に対して位置特異性を示すこ
となくリポプロテインを完全に脂肪酸とグリセロールま
でに分解することは次の実験結果から証明された。
実験例 基質人エリポプロテイン0.5d,0.25Mアンモニ
ウム緩衝液( pH 8.3 ) 0.2rrtl、酵
素液(1.7単位/rnl ) 0. 3 rnlを混
合し、37℃で反応を行い、経時的に5rrLlのエチ
ルエーテルを添加して反応を停止させるとともに、脂質
の抽出を行った。
抽出液を3 0 0 0 rpm、10分間遠心分離後
、エーテル層を分取し減圧濃縮した。
濃縮液を薄層クロマトプレート(メルク社製、シリカゲ
ル6 0 F254,0. 2 5 mm )にスポッ
トし、リグロイン:エチルエーテル:酢酸(70:30
:1)の溶媒を用いて約1時間室温で展開を行う。
展開終了後、薄層クロマトプレートをよく風乾したのち
、50%( W/ V )硫酸を噴霧し、150℃、2
0分間加熱する。
かくして展開された脂質部分がプレート上に着色スポッ
トとして検出される。
この結果、酵素処理後1時間以内にトリグリセライド部
分のスポットが完全に消失すること、トリグリセライド
の分解過程において、グイグリセライド、モノグリセラ
イドの蓄積が認められないことがわかった。
このことより、本酵素はトリグリセライドの3個のエス
テル結合をそれぞれのエステル結合に対して位置特異性
を示すことなく完全に分解するものと考えられる。
2.基質特異性 本酵素はオリーブ油のような天然油脂および炭素数8以
上の長鎖脂肪酸よりなるトリグリセライドたとえばトリ
カプリリン、トリ力プリン、トリオレインなどにも作用
しうるが、トリアセチン、トリプチン、トリカプロイン
などの短鎖脂肪酸よりなるトリグリセライドは分解でき
なかった。
本酵素を下表の基質を用い、pH8.3、37℃で10
分間酵素処理したとき得られる比活性を下表に示す。
3.至適pHおよび安定pH範囲 本酵素の至適pHは、37℃、10分間の反応でpH7
.5〜8.5付近にある。
本酵素の安定pH領域は40℃、2時間の処理でpH6
.0から7.0の間にある。
4.作用適温の範囲 本酵素の最適温度はpH8.3、10分間の反応におい
て37℃付近にある。
5.pH、温度などによる失活条件 本酵素はpH6.5、7分間の処理で45℃まで安定、
50℃で35%程度失活する。
6.阻害、活性化および安定化 (a)NaCl、プロタミン硫酸の影響 酵素反応液に下表に示した濃度のNaClまたはプロタ
ミン硫酸を加える以外は上記酵素活性の測定法と同様に
行って下表に示すごとき比活性を得た。
動物起源のLPL と同様、本酵素はNaCLプロタミ
ン硫酸により活性が阻害される。
(b) 金属イオン、金属キレート剤の影響酵素反応
液に下表に示した濃度の金属イオンまたは金属キレート
剤1rrLMを加える以外は上記酵素活性の測定法と同
様に行って下表に示すごとき比活性を得た。
本酵素活性はFe+イオンによって顕著に阻害された。
またEDTAのような金属キレート剤によっては活性の
阻害は認められなかった。
(c)SH試薬の影響 酵素反応液に下表に示した濃度のSH保護剤またはSH
阻害剤を加える以外は上記酵素活性の測定法と同様に行
って下表に示すごとき比活性を得た。
本酵素はPCMBのようなSH阻害剤によって活性が阻
害されず、またシステイン、グルタチオン、ジチオスレ
イトール、2−メルカプトエタノールのようなSH保護
剤によって活性化されないことより、本酵素の活性発現
にはSH基が関与していないものと推定される。
(d) 界面活性剤の影響 酵素反応液に下表に示した濃度の界面活性剤を加える以
外は上記酵素活性の測定法と同様に行って下表に示すご
とき比活性を得た。
本酵素はタウロコール酸ナトリウム、デオキシコール酸
ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムのような界面活性
剤によって1.4〜1.5倍活性化された。
トリトンX−100、ツイー780のような界面活性剤
では活性の阻害が認められた。
(e) アルブミンの影響 酵素反応液に最終濃度2%(w/v)の牛血清アルブミ
ンを加える以外は上記酵素活性の測定法と同様に行った
場合、約1.25倍の活性化が認められた。
7.分子量 セファデツクスG−1 0 0ゲルフィルトレーション
法により、本酵素の分子量は約43000と算出された
8.等電点 本酵素は等電点pH7.35とpH 7.90を示す蛋
白質を含む。
等電点分画法で両者の蛋白質を分離しLPL活性を測定
したところ両者にLPL活性が認められた。
9.電気泳動 [)avisらの方法(蛋白質・核酸・酵素・生物化学
実験法43頁、1967参照)に従って、以下のように
行った。
分離用ゲルとして7.5%アクリルアミドゲルを用い、
等電点分画法によって分けた等電点7.35または7.
90を示す酵素を含む液0. 1 ml(等電点7.3
5の場合は56μ1、7.90の場合は46μグの蛋白
質を含む)をそれぞれゲル上に添加して、上下両電極槽
にトリスーグリシン緩衝液( pH 8. 3 )を入
れ、下の電極をプラスとして管当り3rILAの電流を
流して約90分間泳動を行った。
泳動終丁後、ゲルを1%アミドシュワルツ(7%酢酸)
溶液中で1時間煮沸することにより染色した。
脱色は上下両槽に7%酢酸を入れ、下の電極をプラスと
して管当り8rrLAの電流を流して泳動を開始した。
この操作で色素は下方へ移動し、泳動は約2時間後に終
了した。
かくして得られた泳動パターンは等電点7.35および
7.90両者ともに単一の層を示し、両者が純粋な蛋白
質であることを示している。
10.結晶構造 本酵素は結晶化が困難なため結晶構造の決定はできない
本発明による酵素LPLは従来知られているLPL と
は違った性質を示す新規なLPLであると考えられる。
たとえば、動物起源のLPLはリパーゼ活性はなく、リ
ポプロテイン・リパーゼ活性のみしか示さない本酵素は
リパーゼ活性をも有する。
特公昭41−7836号公報記載のLPLはリハーゼ活
性はなくリポプロテイン・リパーゼ活性のみしか示さな
いし、タウロコール酸によって阻害されるが、本酵素は
リパーゼ活性を有するし、タウロコール酸によって逆に
活性化される。
前記Agr , B iol . Chem記載のムコ
ール・ジャバニカスの生産するLPLはβ位のエステル
結合の氷解速度が他のエステル結合の氷解速度にくらべ
てきわめて遅《、タウロコール酸ナトリウム、デオキシ
コール酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムなどの薬
剤によって阻害を受けるが、本酵素はエステル結合に対
する位置特異性を示さないし、上記薬剤によって逆に活
性化される。
これらのことから本酵素LPLは従来のLPL とは異
った性質を有する新規なLPLであることがわかる。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例 1 リゾープス・ジャポニカスKY 5 2 1を種菌とし
、これをグルコース1 ?/dl1酵母エキス0.3f
/di、麦芽エキス0. 3 ?/dl、ペプトン0.
5? /dl、寒天2.0?/dlの組成を有する培地
( pH 5.5 )に植菌し、30℃で7日間静置培
養を行う。
菌糸に胞子が着生したのち菌体をグルコース1グ/dl
,ペプトン3 ?/dl, KH2PO40.2f/d
l, KCI O.0 5 ?/dl, MgS04
・7H200. 0 5 ?/di, AY−レシチン
(大豆レシチンの商品名、豊年製油社製) 0. 2
?/diの組成を有する培地( pH5.5 ) 3
0 0縦を含有する2l容三角フラスコに一白金耳植菌
し、30℃で17時間ロータリーシェーカーにて培養す
る。
この培養液600rrLlをグルコ−ス1 ?/dl、
ペプトン3グ/di1KH2PO40.2グ/di,
KCIO. 0 5 ?/dl, MgS04・7H2
00.05タ/di、AY−レシチン0. 2 ?/d
iの組成を有する培地(pH 5.5 )157を含有
する30lジャー・ファーメンターに植菌し、30℃で
24時間通気攪拌培養する。
培養液15Jを大型ヌツチェでr過し、培養沢液約15
Jを得る。
この培養沢液を約1/4容まで減圧下濃縮する。
この濃縮液に硫安を加え、硫安70%飽和で沈殿する部
分を採取する。
この沈殿のLPL活性収率は約60%で、比活性は約3
倍に上昇している。
この沈殿を5001nlの0.01M燐酸緩衝液( p
H 6.5 )に溶解し、透析膜としてセロファンチュ
ーブを使い、8時問おきに透析外液をとりかえながら2
07の同緩衝液で24時間透析すると550rfLlの
透析液が得られる。
ついで透析液550rrLlのpHを塩酸で4.0に調
整し10分間放置後、生ずる沈殿をIOOOOX?、2
0分で遠心分離して除いて600rrLlの上清液を得
た。
上清液のLPL活性収率は90%で、比活性は約1.5
倍上昇する。
この上清液600rfLlに2400rILlのエチル
アルコールを添加、攪拌後10分間放置し、生ずる沈殿
をiooooxy、20分で遠心分離して集める。
得られた沈殿を100rrLlの0.01M燐酸緩衝液
(pH6.5)に溶解し、上記と同様に透析を行って1
50TLlの透析液を得る。
透析液のLPLの活性収率は80%で比活性は約5倍上
昇する。
この透析液を0.OIM燐酸緩衝液( pH 6.5
)で平衡化しておいた1kgOカラムライトを含むカラ
ムに通す。
この操作でLPLはカラムライトに吸着される。
さらに同緩衝液約2lで不純蛋白を洗い流す。
次に0.OIM燐酸緩衝液( pH 6.5 )から1
5%硫安を含む0.OIM燐酸緩衝液( pH 6.5
)までの濃度勾配をつくり通塔する。
溶出液を20rnlEずつの両分で集めるとLPLを含
む活性画分が単一のピークとして得られた。
得られた活性画分をあわせ、これに硫安を加えて、70
%硫安飽和にする。
生じる沈殿を10000Xf、20分の遠心分離で集め
、イオン交換脱塩水100mlに溶かす。
この溶液をゼロファンチューブに入れ、透析外液として
0.01M燐酸緩衝液( pH 6.5 )約21を用
いて3回透析した。
透析液を凍結乾燥して淡黄色の粉末約11を得る。
この粉末は比活性30単位/rnIilの精製LPL
である。
全体の活性収率は35%であり、比活性はioo倍に達
した。
培地からAY−レシチンを除く以外は上記と同様にして
行った場合、得られるLPLの活性収率は上記の場合に
くらべて約90%であった。
実施例 2 使用菌株にリゾープス・カンショKY 5 2 7を用
い、培地をグルコース1?/dl,尿素0.5’f//
di, KH2PO40.2グ/di, KCI O
.0 5y/cll,MgSO4・7H200.0 5
y/di, AYレシチン0. 2 9/dlの組成
を有する塔地(pH5,5)に替えて行うほかは実施例
1と同様に行って比活性25単位/■の精製LPL約1
2を得た。
収率は30%であった。
培地からAY−レシチンを除く以外は上記と同様にして
行った場合、得られるLPLの活性収率は上記の場合に
くらべて約25%であった。
実施例 3 使用菌株にリゾープス・ノドサスKY 5 3 3を用
い、培地をグルコース1?/di、ソイ・ビーン・ミー
ル3グ/dl, KH2PO40. 2グ/dl, K
CI0.05グ/dl,MgS04・7H200.05
グ/dl、AY−レシチン0. 2 9/dlの組成を
有する培地( pH 5.5 )に替えて行うほかは実
施例1と同様に行って比活性10単位/WI9の精製L
PL約0.51を得た。
収率は30%であった。培地からAY−レシチンを除く
以外は上記と同様にして行った場合、得られるLPLの
活性収率は上記の場合にくらべて約20%であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 リゾープス属に属し、リポプロテイン・リパーゼ生
    産能を有する微生物を栄養培地に培養し、リポプロテイ
    ン・リパーゼを培養液中に蓄積せしめ、該培養液からこ
    れを採取することを特徴とするリポプロテイン・リパー
    ゼの製造法。 2 ■ 人エリポプロテインをエステル結合に対して位
    置特異性を示すことなく完全に脂肪酸とグリセロールま
    でに分解すること、 ■ 人血清、仔牛血清中の天然リポプロテインを完全に
    分解すること、 ■ オリーブ油などの天然油脂およびトリカプリン、ト
    リオレインなどの炭素数8以上の長鎖脂肪酸よりなるト
    リグリセライドを分解すること、■ トリアセチン、ト
    リブチンのような短鎖のトリグリセライドは分解しない
    こと、 ■ 至適pHが37℃、10分間の反応で、pH7.5
    〜8.5にあること、 ■安定pH領域が、40℃、2時間の反応でpH6.0
    〜7.0にあること、 ■ 作用適温が、pH8.3、10分間の反応で37℃
    付近にあること、 ■ pH6.5、7分間の処理で45℃まで安定で50
    ℃で35%程度失活すること、 ■ NaCLプロタミンにより活性が阻害されること、 [相] Fe2+イオンによって顕著に阻害されること
    、@ EDTAのような金属キレート剤によって活性
    は阻害されないこと、 @ PCMBのようなSH阻害剤によって活性が阻害
    されないこと、 0 システイン、グルタチオン、ジチオスティトール、
    2−メルカプトエタノールのようなSH保護剤によって
    活性化されないこと、 ■ タウロコール酸ナトリウム、デオキシコール酸ナト
    リウム、ドデシル硫酸ナトリウムのような界面活性剤に
    よって活性化されること、[相] アルキルラウリルポ
    リエーテルアルコール、ポリオキシエチレンソルビタン
    モノオレートのような界面活性剤で活性が阻害されるこ
    と、[相] 牛血清アルブミンの添加により活性化され
    ること、 0 分子量が約43000であること、 [相] 等電点がpH7.35およびpH7.90にあ
    ること、を特徴とする新規リポプロテイン・リパーゼ。
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