JPS6029473B2 - ザルコシン・オキシダ−ゼの製法 - Google Patents

ザルコシン・オキシダ−ゼの製法

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JPS6029473B2
JPS6029473B2 JP52119776A JP11977677A JPS6029473B2 JP S6029473 B2 JPS6029473 B2 JP S6029473B2 JP 52119776 A JP52119776 A JP 52119776A JP 11977677 A JP11977677 A JP 11977677A JP S6029473 B2 JPS6029473 B2 JP S6029473B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ザルコシン・オキシダーゼの製法に関する。
ザルコシン・オキシダーゼ(Sarcoslneoxi
dase)は、酵素番号1.5.3.1へ ザルコシン
:オキシゲン・オキシドレダクターゼ(デメチレイテイ
ング)(Sarcosl肥:o刈袋n oxidore
ductase(deme比ylating))として
、ザルコシン十日20★○2こグリシン十日CHO十比
02の反応を触媒すると推定されている酸素であり、従
来ネズミの肝臓、腎臓またはコリネバクテリウム(Co
ひnebacterium)属菌などの微生物から得ら
れていたにすぎなかった。
本発明者らは、京都府福知山市下佐々木のなす畑の±穣
より分離したバチルス(Bacillue)属に属する
細菌B−0618菌株が、その菌体内に、上記の反応を
触媒するザルコシン・オキシダーゼを生産することを見
し、出し、該酵素を得た。
上記の細菌B−0618菌株の肉眼的および顕微鏡的観
察に基く各種培地上における培養の特徴は、次に記載す
る通りである。
A 肉眼的観察 30℃ 18〜24時間培養の結果、次の通りである。
■ 肉汁寒天斜面培地生育は良好で、線状に生育する。
灰白色〜淡褐色を呈する。
可溶性色素は殆んど産生しない。■ グリコース肉汁寒
天斜面培地 生育は良好で、線状に生育する。
灰白色〜淡褐色を呈する。
可溶性色素はあまり産生しない。■ 肉汁液体培地 一様に混濁する。
菌膜は形成しない。沈澱も生じる。
■ リトマスミルク培地 1〜2週間後アルカリ性となる。
■ 肉汁ゼラチン高層塔地 上部のみ生育し、液化は弱いがロート状に液化する。
B 顕微鏡的観察 ■ 細胞の形、大きさ 大きく、直すぐな樺菌で、大きさは1.0〜1.5×2
.0〜5山mで、端は丸い。
単独または2蓮で、たまに短連鎖する。■ 細胞の多形
性 なし。
■ 運動性 周鞭毛で運動する(肉汁寒天斜面塔地で、2600、1
錨寺間培養)。
■ 胞子 菌体(細胞)の中央または端に近い所に、円柱状または
卵形(楕円形)の胞子を形成する。
胞子によって菌体(細胞)は膨隆しない。
胞子の大きさは0.8〜1.0×1.2×1.6一mで
ある。■ グラム染色 腸性 ■ 抗酸性染色 陰性 C 生理学的性質 硝酸塩の還元 陰性脱窒反応
陰性M収テスト
陰性VPテスト
陰性インドールの生成
陰性硫化水素の生成 腸性
スターチの加水分解 陰性ゼラチン
の加水分解 陽‘性カゼインの加水分
解 陰性ェスクリンの加水分解
陰性セルロースの加水分解
陰性クエン酸の利用シモンズ(Simons)塔地
陰性クリステンゼン(Christens
en)塔地 腸性硝酸塩の利用
陽性アンモニウム塩の利用 陰性硝酸塩
よりアンモニアの生成 陽性生育pH範囲 p
H6.4〜9.6で生育する。
生育温度範囲 10〜4が0で生育する。耐塩性 N
ac16.0%まで生育する。
酸素に対する態度 好気性。○−Fテスト(Hu餌Le
i$on塔地) NTO−Fテスト(本菌株はグルコ
ースより酸を産生せず、また他の糠 類も酸を産生しないか酸を産生し ても弱いため、糖類としてグリセ リンを用い、N 日4日2P04 1.0夕、KCLO
.2夕、MgS 047日200.2夕、イーストエキ
ス粉末1.0夕、細菌用寒天末3.0夕、BTB (10%水溶液)10の‘、蒸留水1000の‘、PH
7.2〜7.4の基礎培地を用いた)
○(酸化)糖より酸およびガスの産生Lーア
ラビノース セロビオース ヅルシトール エリスリトール フラクトース +(酸)ガラクトース グルコース グリセリン 十(酸) イノシトール ラクトース マルトース マンニトール +(酸)マンノース メレジトース メリビオース ラフイノース L−ラムノース サリシン Lーソルボース ソノレビトー/し スターチ ー シユクロース トレノ・ロース キシロース (ガスは産生しない) なお、上記方法においては、基礎培地として、N 日
4日2P 04 1.0 夕 、Kclo.2 夕 、
MgS047日200.2夕、イーストエキス粉末1.
0夕、細菌用寒天末3.0夕、BTB(10%水溶液)
10のと、蒸留水1000奴、pH7.2〜7.4を用
い、これに糖を10タ添加して行なったものである。
以上の性状において、本菌B−0618が、グラム陽性
の芽胞を形成する大きな樺菌で、周毛で運動する好気的
な細菌で、グルコースより酸を産生しない点を、パージ
ーズ・マェュアル・オブ・ディタミネィティブ・バクテ
リオロジィー伍erger′sMan雌l of De
にrminatire Bacteriology)8
版(1974)により対比すればバチルス(Badll
us)属に属する細菌であると認められ、さらに本菌B
−0618と、性状がよく一致していると認められるバ
チルス・バデイウス(脇cill瓜舷di肥)バチルス
・フレウデンレイチイ(Bacmusfreudenr
eichii)およびバチルス・マクロイデス(Bac
illusmacmides)との比較を行なうため、
次の菌株との比較を行なった。
バチルス・バディウスATCC−14574(本菌は、
ATCCにおけるタイプ・カルチャーである)(以下1
4574と略す)バチルス・フレウデレィチィATCC
−7053(本菌は、ATCCにおけるタイプ・カルチ
ャーでもなく、オリジナル・ストレインでもない)(以
下7053と略す)バチルス・マクロイデスATCC−
12905(本菌は、ATCCにおけるタイプカルチャ
ーである)(以下12905と略す)なお、ATCCと
はザ・アメリカン・タイプ・カルチヤー・コレクション
(TheAmericanTypeC山tureCol
lection)の略号である。
なお、1)においては、HughLej$on培地を用
いたことを示す。2)においては、上述した○−Fテス
トに使用した培地を用いたことを示す。
※においては、酸の産生において、酸を産生するが、後
にアルカリ性となることを示す。
また、ブイョン培地での生産性は次の通りである。
本菌B−0618 生育弱く、柔毛状沈澱を生ずる。
14574 一様に混濁、一部沈澱を生ずる。
7053 生育弱く、柔毛状沈澱を生ずる。
12905 生育弱く、一様に混濁、一部沈澱を生ずる。
以上の比較実験の結果、本菌B−0618は、バチルス
・バデイウスATCC山14574とはウレアーゼ・グ
リセリンより酸の産生(酸を産生するが、後にアルカリ
性となる点)、マンニトールより酸の産生の点が多少異
なり、バチルス・フレウデンレィチィATCC−705
3とは液体培地での生育様子やウレアーゼ産生の点から
、より類似しているが、ェスクリン加水分解、フラクト
ース、グリセリン、マンニトールなどの糖より酸の産生
の点で多少異なり、さらに該菌はタイプ・カルチャでな
く、さらにオリジナル・ストレインでもないことにより
、本菌B−0618は同定困難であり、また新種とする
にも不適当であり、よって本菌B−0618をバチルス
・ヱス・ピー(Badllussp)B−0618と命
名し、本菌は工業技術院微生物工業技術研究所に微生物
受託番号微工研菌寄第4049号(FERM−P No
.4049)として寄合もされている。本発明は、上記
の知見に基いて完成されたもので、バチルス属に属する
ザルコシン・オキシダ−ゼ生産菌を培地に培養し、その
培養物からザルコシン・オキシダーゼを採取することを
特徴とするザルコシン・オキシダーゼの製法である。
本発明における使用菌としては、上言己のバチルス・ェ
ス・ピーB−0618はその一例であって、この菌だけ
でなくバチルス属に属する菌でザルコシン・オキシダー
ゼを生産する菌は、すべて本発明において使用できる。
もちろん、微生物は、自然的、人工的に変異を起こし易
く、本菌も例外ではないが、これらの変異株であっても
ザルコシン・オキシダーゼの生産能力を失わない限り、
本発明に使用し得るものである。本発明を実施するに当
って、まずバチルス属に属するザルコシン・オキシダー
ゼ生産菌を、抗生物質、酵素などを生産する通常の方法
で培養する。
培養の形態は液体培養でも固体培養でもよいが、工業的
にはザルコシン・オキシダーゼ生産菌の細胞をその生産
用培地に接種し、深部通気櫨梓培養を行なうのが有利で
ある。培地の栄養源としては、微生物の培養に通常用い
られるものが広く使用される。
窒素源としては利用可能な窒素化合物であればよく、例
えばコーン・スチーブ・リカー、大豆粉、ベプトン、種
々の肉エキス、酵母エキス、硫安、塩化アンモニウムな
どが使用される。炭素源としては、同化可能な炭素化合
物であればよく、グルコース、健蜜、グリセリン、スタ
ーチ加水分解物などが使用される。その他、食塩、塩化
カリウム、硫酸マグネシウム、リン酸第一カリウム、リ
ン酸第二カリウムなどの塩類が必要に応じて使用される
。また培地中にクレアチンを添加せしめて、培養時ザル
コシン・オキシダーゼの生産能を上昇せしめることが好
ましく、好ましくは0.5〜1%程度添加される。培養
温度は菌が発育し、ザルコシン・オキシダ−ゼを生産す
る範囲内で適宜変更し得るが、特に好ましくは26〜3
300である。
培養時間は条件によって多少異なるが、通常15〜2曲
時間程度であって、ザルコシン・オキシダーゼが最高力
価に達する時期をみはからつて適当な時期に培養を終了
すればよい。かくして得られた培養物中において、ザル
コシン。オキシダーゼはその菌体内に含有、蓄積されて
いる。この様にして得られた培養物中よりザルコシン・
オキシダーゼを抽出し、粗製のザルコシン・オキシダー
ゼ含有液を得るために、例示すれば、まず培養物を固液
分離し、得られる湿菌体を、必要に応じてリン酸綾術液
やトリスー塩酸綾術液などに懸濁せしめ、次いでリゾチ
ーム処理、超音波処理やフレンチプレス処理などの菌体
処理手段を適宜選択組合せて、菌体内よりザルコシン・
オキシダーゼを抽出し、粗製のザルコシン・オキシダー
ゼ含有液を得る。
次いでこの粗製のザルコシン・オキシダーゼ含有液を、
さらに公知の、蛋白質、酵素などの単離、精製手段を用
いて処理することにより精製されたザルコシン・オキシ
ダーゼを得ることができる。
例えば、粗製のザルコシン・オキシダーゼ含有液に、必
要に応じて硫酸プロタシン水溶液を加えて核酸などを除
去し、これに、アセトン、メタノール、エタノール、ィ
ソブロパノールなどの有機溶媒を加えて分別沈澱せしめ
るが、硫安などを加えて塩機せしめるかして水溶液から
沈澱せしめ、回収すればよい。さらにこの沈澱物を精製
するに際し、例えば電気泳動法などにて単一のスポット
を示までに精製すればよく、その精製手段としては目的
とするザルコシン・オキシダーゼの性質を利用した手段
を用いればよく、例えば上記の沈澱物をトリスー塩酸緩
衝液などの媒体に溶解し、ジエチルアシノエチルーセル
ロースやジエチルァミノェチルーデキストランゲル架橋
体などの陰イオン交換体、デキストランゲル、ポリアク
リルアマィドゲルなどのゲル炉過剤によるクロマトグラ
フ法を行えばよい。またこれらの手段を適宜組合せて精
製すればよく、次いでこれを真空凍結乾燥手段などによ
り乾燥してザルコシン・オキシダーゼの精製粉末を得る
。本発明によって得られるザルコシン・オキシダーゼは
、以下に述べる理化学的性質を有するものである。
(1l作用 1モルのザルコシンより、1モルの水、1モルの酸素を
消費して、1モルのグリシン、1モルのホルムアルデヒ
ドおよび1モルの過酸化水素を生成する。
ザルコシンを酸化してグリシン、ホルムァルデヒドとす
る反応を触媒する作用を有する。CH3NHCH2CO
OH+02十日20→日2NCH2COO日十HCHO
十比02‘2) 力価の測定法0.2Mトリス−塩酸緩
衝液(pH8.0)0.05の‘、3の9/奴の4−ア
ミノアンチピリン0.05のZ0.2%フエノール0.
05の上、0.5の9/の【のベルオキシダーゼ0.0
5の‘、IMザルコシンの0.1私、蒸留水0.2の{
よりなる反応液0.5の【に酵素液10仏そを添加し、
370、5分間反応せしめた後エタノールを加えて反応
を止める。
比色は、480脚の吸取を測定し、生成する過酸化水素
量を求める。酵素活性は、1分間に1一moleの過酸
水素を生成する活性を1単位(1皿iL1u)とする。
{3} 基質特異性0.2Mトリス−塩酸緩衝液(pH
8.0)0.05私、0.2%フェノール0.05の【
、0.5の9/泌のベルオキシダーゼ0.05地、蒸留
水0.2の‘および下記化合物を基質とする0.9M基
質溶液0.20の(よりなる反応液0.5机に、ザルコ
シン・オキシダーゼ0.5uを添加し、3700、5分
間反応せしめ、次いで2.5机上エタノールを加えて反
応を停止せしめた後48Mmにて比色した。基 質
相対活性(%)ザルコシン
100.0コリン
○べタイン 0.
03ジメチルグリシン 0
.01グリシン 0
.06セリン 0スレオニン
O アラニン 0 バリン ○ リジン 0.09
N−メチルエタノールアミン ON−ジメチル
エタノールアミン 0‘4} 至適pH 4−アミノアンチピリンーフェノールーベリオキシダー
ゼの発色系に及ぼす影響を避けるため、アセチルアセト
ン法にて、生成するホルムァルデヒドを定量した結果、
第1図に示す通りであり、ザルコシン・オキシダーゼの
至極pHは8.0〜9.5付近と認められる。
用いた緩衝液としては、PH4〜7:ジメチルダルタル
酸緩衝液、pH6〜8:リン酸緩衝液、pf17.5〜
9:トリスー塩酸緩衝液、pH9〜10:グリシン−水
酸化ナトリウム緩衝液、pHIO〜11:炭酸ナトリウ
ム−ホウ酸ナトリウム緩衝液である。(5} 至適温度 上記の力価の測定法における測定法を利用して、その温
度条件を変えて酵素反応を行ない、ザルコシン・オキシ
ダーゼのザルコシンに対する酵素活性を測定した結果、
第2図に示す通りであって、その至極温度は5000付
近と認められる。
■ PH安定性 PH5〜7としてジメチルグルタル酸緩衝液、pH6〜
8としてリン酸緩衝液、pH7.5〜9としてトリス−
塩酸緩衝液、pH9〜10としてグリシン−水酸化ナト
リウム緩衝液、pH10〜11として炭酸ナトリウムー
ホウ酸ナトリウム緩衝液を用い、各pHの緩衝液0.1
磁に、酵素溶液(酵素蛋白質濃度100ムタ/の「‘)
100仏そを加え、370060分間放置し、次いでこ
れに1.0Mトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)0.3
の‘を加えてpHを調節した後20〃夕を分取し、反応
液に加え、上記の力価の測定法に従って、ザルコシン・
オキシダーゼのザルコシンに対する酵素活性を測定した
結果第3図に示す通りであって、そのpH安定性は6.
0〜10.の寸近を認められる。
{7} 熱安定性 酵素蛋白質20仏夕/泌を含有してなる1仇hMトリス
ー塩酸緩衝液(pH8.0)0.5の‘を各温度にて1
び分間放置し、次いで上記の力価の測定法に従って、ザ
ルコシン・オキシダーゼのザルコシンに対する酵素活性
を測定した結果、第4図に示す通りであって、その熱安
定性は40oC付近以下であると認められる。
職 分子量 約4000(ゲル炉過法により測定) ‘9} 等電点 4.7付近(キャリアアンホライトを用いる等霞点分画
法){IQ 反応生成物の同定または定量 i グリシンの同定 反応液 0.2Mトリスー塩酸緩衝液(pH8.0) 1.
0MlmMザ、ルコシン
1.0の(カタラーゼ
200 uザルコシン.オキシダーゼ 5u
蒸留水 8.0の【10
.0の‘上記反応液1物上を37o0、6M分間放置し
、100℃、6分間加熱処理して反応を停止した。
生じた沈澱物を遠心除去し、その上清をIM音‘こ濃縮
し、口紙上にスポットし、水飽和フェノールを展開溶媒
として一晩展開し、ニンヒドリン溶液を口紙上にスプレ
ーし、加熱して発色せしめた結果、そのスポットのRf
値は0.26であった。また別に調整したザルコシンの
Rf値は0.66であり、グリシンのRf値は0.26
であることより、上記のスポットのRf値0.26はグ
リシンと同定された。ii ホルムアルデヒドの定量 アセチルアセトン法にて定量した。
反応液 0.2Mトリス−塩酸緩衝液(pH8.0) 0.0
5机上各濃度のザルコシン 0.10の
【カタラーゼ 200
uザルコシン・オキシダーゼ 3.0 u
蒸留水 0.35汎‘〇
.50叫上記反応液を3700、2庇ふ間放置した後、
5分間熱処理して反応を停止し、冷却後酢酸緩衝液(P
H5.5)を1.5の(加え、さらに下記発色液2.0
叫加えて370、50分間放置後41かmにて比色した
結果、第5図に示す通り、ザルコシンの各濃度に対応し
たホルムアルデヒドの生成を確認した。
発色液 酢酸アンモニウム 15 多酢酸
0.3の‘アセチルア
セトン 0.2の上水を加え
て100の‘とする。
iii 過酸化水素の定量 4ーアミノアンチピリンーフエノール−ベルオキシダー
ゼ系で発色せしめて定量した。
反応液0.刻4トリス−塩酸緩衝液(pH8.0)
0.05羽3の9/机上4−アミノアンチピリン
0.05地0.2%フエノール
0.05舷o.5の9/の【ベルオキシダーゼ
0.05のと各濃度のザルコシン
0.10の【ザルコシン・オキシダーゼ
3.0 u蒸留水
0.2ぬ【〇.5のZ上記反応液を370、20分間
放置した後、2.5叫エタノールを加えて48皿mにて
比色した結果、第6図に示す通り、ザルコシンの各濃度
に対応した過酸化水素の生成を確認した。
以上の通り、本発明の酵素ザルコシン・オキシダーゼは
、ザルコシンに作用して酸化せしめる際に酵素と反応し
(なおこの際1モルのザルコシンに対し1モルの水を消
費を伴う)、グリシン、ホルムアルデヒドおよび過酸化
水素を生成せしめることにより、酵素番号1.5.3.
1へ ザルコシン:オキシゲン・オキシドレダクタ−ゼ
(デメチレンイテイング)として公知の酵素に分類され
る酵素と認められる。
本発明のザルコシン・オキシダーゼは酵素的臨床診断剤
、例えばクレアチナーゼと組合せて血清や尿中のクレア
チニンの測定に利用され、またクレアチニナーゼの活性
測定などへの利用などの種々の有用性を有しているもの
である。
次に実施例を挙げて本発明を具体的に述べるが、本発明
は何んらこれらにより限定されるものではない。
実施例 1 クレアチン0.5%、魚肉エキス0.5%、酵母エキス
0.2%、KCIO.3%、K2日 P 。
40.1%、MgS047日200.05%よりなる培
地loo似(pH7.0)を500の‘客三角フラスコ
に加え、120q○、2び分間滅菌処理し、次いでこれ
にバチルス・ェス・ピーB−0618(斑cillus
spB−0618)を接種し、3000 日間培養して
種菌を得た。
次いでこの種菌を、上記と同一組成を有する培養液20
夕を有してなる滅菌後の30そ客ジャーフアメンターに
移植し、30oo、2餌時間、20仇pm、20夕/m
inの滅菌空気の条件下通気燈梓培養し、得られる培養
液を遠心分離して集菌し、その湿菌体12夕を分取し、
この菌体を1肌Mリン酸緩衝液(PH7.0)で洗浄後
、同一緩衝液に懸濁せしめ、これにリゾチーム(最終濃
度0.2の9/の‘)を加え、37o0、3び分間処理
し、次いでこの溶液を500仇pm、15分間遠心分離
して上清液を回収した(ザルコシン・オキシダーゼの酵
素活性140肌)。得られた上清液に、2%硫酸プロ夕
ミン水溶液2.5肌を加えて遠心して核醸成分を除去し
た後、これに飽和硫安を加えて、硫安濃度50%〜70
%の画分にて沈澱する沈澱物を回収し、この沈澱物を1
倣Mトリス‐塩酸緩衝液(PH8.0)20の‘に溶解
し、この溶液をセフアデックスG−25(ファルマシア
社製)を充填したカラム(径3.5肌/30肌)にて脱
塩し、次いで1仇hMトリス−塩酸緩衝液(pH8.0
)で平衡化したDEAE−セルロース(ブラウン社製)
を充填したカラム(径20cの×18cの)にチャージ
せしめ、0.1MKCI含有の同一緩衝液にて洗浄後、
KCIO.IM〜0.5Mの濃度勾配で溶出せしめ、そ
のKCIO.3柵による溶出の活性画分を回収し、次い
でこの活性画分は透析膜(ビスキング社製)を用いて1
皿Mトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)に対して、10
時間透析せしめ、この溶液を凍結乾燥してザルコシン・
オキシダーゼの粉末(全活性54血、蛋白量43の9、
比活性12.7u/の9、回収率38.6%)を得た。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ザルコシン・オキシダーゼの至造pHを示し
、第2図はザルコシン・オキシダーゼの至適温度を示し
、第3図はザルコシン・オキシダーゼのpH安定性を示
し、第4図はザルコシン・オキシダーゼの熱安定性を示
し、第5図は各濃度のザルコシンにザルコシン・オキシ
ダーゼを作用せしめて生成されるホルムアルデヒドの定
量曲線を示し、第6図は各濃度のザルコシンにザルコシ
ン・オキシダーゼを作用せしめて生成される過酸化水素
の定量曲線を止す。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 バチルス属に属するザルコシン・オキシダーゼ生産
    菌を培地に培養し、その培養物からザルコシン・オキシ
    ダーゼを採取することを特徴とするザルコシン・オキシ
    ダーゼの製法。
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