JPS61231996A - グアニジノ酢酸分解酵素の安定化法 - Google Patents

グアニジノ酢酸分解酵素の安定化法

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JPS61231996A
JPS61231996A JP7008485A JP7008485A JPS61231996A JP S61231996 A JPS61231996 A JP S61231996A JP 7008485 A JP7008485 A JP 7008485A JP 7008485 A JP7008485 A JP 7008485A JP S61231996 A JPS61231996 A JP S61231996A
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JP
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guanidinoacetic acid
culture
acid
guanidinoacetic
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JP7008485A
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Takao Shirokane
白兼 孝雄
Keiko Yachidate
恵子 谷地舘
Motoo Nakajima
中島 基雄
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Kikkoman Corp
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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】 産業上の利用分野 本発明は、腎臓機能あるいは尿毒症等の診断指標となる
グアニジノ酢酸の定量等に用いられるグアニジノ酢酸分
解酵素の安定化法に関する。
従来の技術 従来、グアニジノ酢酸分解酵素を安定させる手段につい
ては知られていない。
発明が解決しようとする問題点 グアニジノ酢酸分解酵素は、グアニジノ酢酸を尿素とグ
リシンとに分解する作用を有する酵素で、該酵素は尿又
は血液等のグアニジノ酢酸含有試料中のグアニジノ酢酸
の定量分析に適応することが出来、このグアニジノ酢酸
含有値を臨床的に応用すれば、腎臓障害や尿毒症等の診
断を効率良く行うことが出来る。
しかしながら、その際問題となる点は、該グアニジノ酢
酸分解酵素自体が極めて不安定で保存中に酵素活性が急
速に低下することである。
かくして、腎臓機能あるいは尿毒症等の臨床診断分野に
於いて極めて有用なグアニジ/酢酸分解酵素を長期間の
保存に係わらず酵素活性を実質的に低下させない該酵素
の安定化手段の開発が、業界では強く要望されている。
問題点を解決するための手段 そこで本発明者等は、この問題点を解消する為、鋭意検
討を重ねた結果、グアニジノ酢酸分解酵素含有液に、糖
類、重金属塩、アルカリ金属塩、アミノ酸類、グアニジ
/化合物及び有機酸塩からなる群より選ばれた少なくと
も1種のものを添加するか、又はさらにこれを乾燥すれ
ば、上記添加物を加えない場合に比較して著しく酵素活
性が安定化すること、殊に長期間の保存に著しく安定で
あることを知り、本発明を完成した。
即ち、本発明はグアニジノ酢酸分解酵素含有液に、糖類
、重金属塩、アルカリ金属塩1アミノ酸類、グアニジノ
化合物及び有機酸塩からなる群より選ばれた少なくとも
1種のものを添加するか、又はさらにこれを乾燥するこ
とよりなるグアニジノ酢酸分解酵素の安定化法である0 以下、本発明の詳細な説明する0 先ず、本発明に用いられるグアニジノ酢酸分解酵素とし
ては、微生物、動植物等いずれの起源のものでも良く、
例えばシュードモナス・エスピー(Pseudomon
as  sp、) AT CC14676(アグリカル
チュラル・アンド・バイオロジカル・ケミストリー41
巻、959頁、1977年)、コリネバクテリウム(C
arynebacterium) sp、  N−19
−1、アースロバフタ−(Arthrobacter)
  sp、N−12−1等が具体例として挙げられる。
そして、上記のコリネバクテリウム Sp、 N −1
9−1及びアースロバフタ−sp、N−12−1は、い
ずれも本発明者等が千葉県内の土壌中より新たに検索し
て得た菌株で、それぞれの菌学的性質は以下に示す通り
である。
なお菌学的性質は概ねマニュアル・オブ・マイクロバイ
オロジカル・メソッヅ(1959年、マグロ−・ヒル・
ブック・カンパニー社出版)記載の方法に準拠した。
コリネバクテリウム sp、N−19−1の菌学的性質 a、形態的性質 顕微鏡的観察(肉汁寒天培地上で30’C,6〜48時
間培養) (1)細胞の形及び大きさ: 1)長時間の培養(24〜48時間)では球菌または卵
形ないしはこん棒状の短桿菌で端は丸く、単独または二
連をなしており、太きさは0.8〜1.2X1〜3ミク
ロンである02)短時間の培養(6〜16時間)では直
状、こん棒状、突起様または湾曲した桿菌もしくは短桿
菌で端は丸く単独または二連をなしており、大きさは0
.7〜IX1.5〜6.5ミクロンである。
(2)運動性の有無:無し。
(3)胞子の有無:無し。
(4)ダラム染色性:陽性。
(5)抗酸性:陰性。
b、各培地における生育状態 (1)肉汁寒天平板培養 30’C,48時間の培養で直径1〜2■の円形コロニ
ー0表面は平滑でやや隆起をなし、金縁状で黄色を呈し
光沢がある0 (2)肉汁寒天斜面培養 30″C148時間の培養で糸状にバター質の生育を示
す。表面は平滑で色沢は淡黄色を呈し、光沢がある。
(3)肉汁液体培養 30°C148時間の静置培養でわずかに濁り)沈渣(
sediment)を生成する。
(4)肉汁ゼラチン穿刺培養 20°C142日間の静置培養で、ゆっくりとゼラチン
を液化する。
(5)リドマスミルク培養 30°C114日間の静置培養で、やや培地はアルカリ
性となり為リドマスミルクは液化するが凝固しない。
C0生理的性質 (1)硝酸塩の還元:還元する。
(2)脱窒反応:無し。
(3)MRテスト:陰性。
(4)VPテスト:陰性。
(5)インドールの生成:生成しない。
(6)流化水素の生成:弱いながら生成する。
(7)デンプンの加水分解:分解しない。
(8)クエン酸の利用:利用する(Cb、risten
senの培地使用)。
(9)無機窒素源の利用:利用する(硝酸塩及びアンモ
ニウム塩)0 (lO)色素の生成:生成しない。
(]1)ウレアーゼ:陽性。
(12)オキシダーゼ:陰性。
(13)カタラーゼ:@性。
(14)生育の範囲: 温度:15〜36°C PH:6〜9.5 (15)酸素に対する態度:好気性。
(16)O〜Fテスト (Hugh  Leifson
法):陰性。
(17)糖類からの酸およびガスの生成:L−アラビノ
ース、D−キシロース、D−グルコース、D−マンノー
ス、D−7ラクトース、D−ガラクトース1麦芽糖、シ
目糖為乳糖、トレハロース、D−ソルビット、D−マン
ニット1イアジツト、グリセリン、デンプン等の何れか
らも酸生成およびガス生成は認められない。
その他セルロースの分解能は認められない。
上記した菌学的性質を有するコリネバクテリウムSp、
N−19−1の分類学上の位置について、バーヂーズ・
マニュアル・オプ・デタミネイティブ・バタテリオロジ
イ第7版(1957年)および第8版(1974年)の
分類と対比検討した結果、本菌株は生活環にともなう多
形性が認められること、ダラム染色は陽性で陰性になる
ことがないこと、また無胞子桿菌で通常栄養培地に生育
すること、50℃以上で生育出来ないため耐熱性を有さ
ないこと、そして好気性でカタラーゼ陽性を示すこと)
セルロース分解能を有さないこと等よりコリネバクテリ
ウム属に属するものと判定される。
さらに本菌株の分離源が動物質由来のものでないこと、
運動性がないこと、また硝酸塩を還元すること、および
ゼラチンを液化することから本菌株はコリネバクテリウ
ム・ラサイ (Corynebacte−rium r
athyi)に近縁な菌株と認められるが、本菌株は土
壌中より分離した菌であり、植物性病原菌でなく、シか
もグルコース、ショ糖、乳糖がら酸を生成しないこと、
またゼラチンを強く液化すること為クエン酸を利用する
こと、およびウレアーゼを生成することよりコリネバク
テリウム・ラサイとは異なる菌であることより、コリネ
バクテリウム属に属する新菌種の菌と判定される。
なお上記コリネバクテリウム sp、N−19−1は工
業技術院微生物工業技術研究所に微工研条寄第506号
(FERM  BP−506)として寄託されている。
アースロバフタ−sp、N−12−1の菌学的性質a、
形態的性質 顕微鏡的観察(肉汁寒天培地上で30°C% 6〜48
時間培養) (1)細胞の形及び大きさ: 1)長時間の培養(24〜48時間)では球菌ないし短
桿菌で端は丸く、単独または二連をなしており、大きさ
は0.6〜IX0.8〜2.5ミクロンである。
2)短時間の培養(6〜16時間)では直状または湾曲
した桿菌ないしは短桿菌で、端は丸く、単独または二連
をなしており、大きさは0.6〜0.8X1.5〜5.
5ミクロンである。
(2)運動性の有無:側鞭毛(1本)を有し、運動性あ
り。
(3)胞子の有無:無し。
(4)ダラム染色性:陽性であるが培養時間により陰性
を示すことがある。
(5)抗酸性:陰性。
b、各培地における生育状態 (1)肉汁寒天平板培養 30″0148時間の培養で直径1〜1.5mmの円形
コロニー0表面は平滑で隆起をなし、全縁状で淡黄色を
呈し光沢がある。
(2)肉汁寒天斜面培養 30’C,48時間の培養で糸状にパター質の生育を示
す。表面は平滑で色沢は淡黄色を呈し光沢がある。
(3)肉汁液体培養 30°C148時間の静置培養でわずかに濁り、沈渣(
sediment)を生成する。
(4)肉汁ゼラチン穿刺培養 20”C,42日間の静置培養で、ゆっくりとゼラチン
を液化する。
(5)リドマスミルク培養 30℃、14日間の静置培養で、やや培地はアルカリ性
となりリドマスミルクは液化するが凝固しない。
C1生理的性質 (1)硝酸塩の還元:還元しない0 (2)脱窒反応:無し。
(3)MRテスト:陰性0 (4)VPテスト:陰性。
(5)インドールの生成:生成しない0(6)流化水素
の生成:生成しない。
(7)デンプンの加水分解二分解しない0(8)クエン
酸の利用:利用する(Christensen) の培
地使用)0 (9)無機窒素源の利用:利用する(硝酸塩及びアンモ
ニウム塩)。
(10)色素の生成:生成しない。
(11)ウレアーゼ:陽性。
(1z)オキシダーゼ:陰性。
(13)カタラーゼ:@性0 (14)生育の範囲: 温度:15〜36°C pH:6〜9.3 (15)酸素に対する態度:好気性0 (16)0〜Fテスト(Hugh Leifson法)
:陰性つ(17)糖類からの酸およびガスの生成:D−
キシロース、D−グルコース、D−マンノース、D−7
ラクトース、D−ガラクトース、麦芽糖、シl糖、乳糖
、トレハロース、D−7ルヒ・ント、D−マンニ・ント
1イノシント、グリセリン、デンプン等の何れからも酸
生成およびガス生成は認められない。またL−アラビノ
ースから酸を生成するが、ガス生成は認められない。そ
の他セルロースの分解能は認められない。
上記した菌学的性質を有するアースロバフタ−sp、N
−12−1の分類学上の位置について、バーヂーズ・マ
ニュアル・オブ・デタミネイティブ・バクテリオロジイ
第7版(1957年)および第8版(1974年)の分
類と対比検討した結果、本菌株は生活環にともなう多形
性が認められること、ダラム染色は陽性であるが培養時
間により陰性を示すこと、運動性(側鞭毛1本)を有す
ること、またグルコースから酸を生成しないこと、カタ
ラーゼ陽性で好気性を示し通常栄養培地に生育すること
、さらにセルロース分解能を有さないこと、スキムミル
ク中63°C130分間処理で死滅すること等よりアー
スロバフタ−属に属するものと判定される。
さらに本菌株を既知のアースロバフタ−属に属する菌と
比較すると、硝酸塩、アンモニウム塩を利用すること、
またゼラチンを液化すること、さらにデンプンを分解し
ないことから本菌株はアースロバフタ−・シムブレック
ス(Arthrobactersimplex )に近
縁な菌株と認められるが、本菌株は硝酸塩を還元しない
こと1およびウレアーゼを生成することよりアースロバ
フタ−・シムプレックスとは異なる菌でアースロバフタ
−属に属する新菌種の菌であると判定される。
なお上記アースロバフタ−sp、N−12−1は工業技
術院微生物工業技術研究所に微工研条寄第505号(F
ERM  BP−505)として寄託されている。
次に本発明に使用する上記菌株を用いてグアニジノ酢酸
分解酵素を生産するには、通常の固体培養法でもよいが
、液体培養法を採用することが好ましい。そして生産培
地としては、例えば酵母エキス、ペプトン、肉エキス、
コーンスチープリカー、大豆、小麦麹の浸出液、硫安、
硝酸アンモニウム等の1種以上の有機もしくは無機の窒
素源に硫酸マンガン、塩化マンガン、硫酸マグネシウム
、塩化マグネシウム、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、燐酸塩
等の無機塩類の1種以上を加え、必要により炭素源例え
6ば糖類、ビタミン等を適宜添加したものが用いられる
。さらに上記培地に、グアニジノ酢酸を、培地総量に対
し0.01%(W/V)以上、好ましくは0.02〜1
.0% (W/V)程度添加すれば、グアニジノ酢酸分
解酵素の収率向上に有効である。
上記の如く調製した液体培地を用いてグアニジノ酢酸分
解酵素を生産するには、通気攪拌深部培養又は振盪培養
等により好気的に培養することが好ましい。その際、培
地の初発PHを4.5〜9.0程度に調製し、25〜3
7°C好ましくは30°C前後の温度で10時間以上培
養する。培養終了後、培養物からグアニジノ酢酸分解酵
素を採取するには、通常の酵素採取手段を用いることが
できる。
しかしこの酵素は、主に菌体内に存在する酵素であるた
め、培養物から例えば濾過、遠心分離等の操作により菌
体を分離し、この菌体からグアニジノ酢酸分解酵素を採
取することが好ましい。この場合、菌体をそのまま用い
ることもできるが、超音波破壊機、フレンチプレス、ダ
イナミル等の種々の破壊手段を用いて菌体を破壊し、あ
るいはりゾチームのごとき細胞壁溶解酵素を用いて菌体
細胞壁を溶解したのち、使用することが好ましい。
次いで菌体自体又はこれを破壊したもの、あるいは細胞
壁を溶解したものを、水、緩衝液又は適当な溶剤で抽出
し、これをそのまま粗酵素液として使用するか、あるい
は抽出液に必要により凍結乾燥法、アルコール沈澱法、
アセトン沈澱法1硫安塩析法等を適宜に施して、粉末状
の粗酵素を得る。これらからさらに精製酵素原品を得る
には、例えばセファデックス、バイオゲル等を用いるゲ
ル濾過法、イオン交換体を用いる吸着溶出法、ポリアク
リルアミドゲルを用いる電気泳動法、ハイドロオキシア
パタイトを用いる吸着溶出法、シ1糖密度勾配遠心法等
の沈降法、アフイニティクロマト法、分子ふるい膜又は
中空糸膜等を用いる分画法等を適宜選択し、これらを単
独にあるいは組合わせて行う。
次にグアニジ/酢酸分解酵素を含有せしめる溶液として
は、水、緩衝液等グアニジノ酢酸分解酵素を失活させな
い溶媒の溶液であれば如何なるものでも使用することが
出来る。
本発明に於いては、グアニジ/酢酸分解酵素含有液に、
糖類、重金属塩、アルカリ金属塩、アミノ酸類、グアニ
ジノ化合物及び有機酸塩から選ばれた少なくとも1種以
上の添加物を、夫々単独に、又は−緒に添加、溶解し、
均一化する。
上記した糖類としては、グルコース、フラクトース、イ
ノシトール、ラクトース、マルトース、サッカロース及
びソルビトール等が挙げられ、重金属塩としては塩化マ
ンガン、塩化カルシウム、硫酸第一鉄、塩化バリウム、
硫酸亜鉛、塩化コバルト等、アルカリ金属塩としては塩
化ナトリウム、塩化カリウム等、アミノ酸類としてはア
ルギニン塩酸塩、グルタミン酸ソーダ、カザミノ酸、グ
ルシン等八グアニジノ化合物としてはグアニジ/塩酸塩
等、有機酸塩としてはクエン酸ソーダ、リンゴ酸ソーダ
等が挙げられる。
そして上記添加物の添加量としては、糖類の場合0.1
〜10%(W/v)、重金属塩の場合1〜30mM−ア
ルカリ金属塩の場合1〜30mM。
アミノ酸類の場合0.1〜10%(W/V) 、グアニ
ジノ化合物の場合0.1〜10%(W/V)、有機酸塩
の場合0.1〜10%(W/V)程度添加するのが好ま
しい。
又上記添加物を添加する際のグアニジノ酢酸分解酵素含
有液のpH値は、グアニジノ酢酸分解酵素の安定なpH
範囲(例えば6〜10のPH範囲)にあれば良く、前記
溶液のpH調整が必要である場合には適宜な手段により
安定なpH範囲に調整する。
上述した如く1グアニジ/酢酸分解酵素含有液に、糖類
、重金属塩、アルカリ金属塩\アミノ酸類、グアニジノ
化合物及び有機酸塩からなる群より選ばれた1種以上の
ものを添加すると、安定なグアニジノ酢酸分解酵素含有
溶液が得られるが、さらにこのようにして得たグアニジ
ノ酢酸分解酵素含有液を凍結乾燥、真空乾燥等の通常の
乾燥手段により乾燥すれば、安定化されたグアニジノ酢
酸分解酵素粉末が得られる。
発明の効果 本発明によれば、簡易な操作でグアニジノ酢酸分解酵素
の失活を著しく防止することが出来、腎臓機能あるいは
尿毒症等の診断用酵素剤等とじて極めて有用な酵素剤を
得ることが出来るので、本発明は産業上極めて有意義で
ある。
以下1実施例により本発明を具体的に示す。
実施例 実施例1 グアニジノ酢酸0.5%(W/V)、糖蜜i。
%(W/V) 、酵母エキス0.5%(W/V)、リン
酸1カリウム0.4%(W/V) 、硫酸マグネシウム
0.05%(W/V) 、硫酸第1鉄0.001%(W
/V)および水からなる培地(pH6,0)10mlを
大型試験管に入れて高圧滅菌したものにフリネバクテリ
ウム sp、N−19−1(徽工研条寄第506号、F
ERMBP−506)の保存スラントより1白金耳接種
し、3゜°Cで20時間種培養を行った。そしてグアニ
ジノ酢酸0.5%(W/V)、糖蜜10%(W/V)、
酵母エキス0.5%(W/V)、リン酸1カリウA1.
0%(W/V) 、硫酸マグネシウム0005%(W/
V)、硫酸第1鉄0.001%(W/V)。
硫酸亜鉛0.0005%(W/V)および水からなる培
地(pH5,0)21を攪拌式小型培養装置(いわしや
社製)の培養槽に入れて高圧滅菌したものに、上記種菌
液20m1を接種し、30°Cで26時間通気攪拌深部
培養を行った。
このようにして得た培養液を遠心分離して湿潤菌体を集
め、リゾチーム(生化学工業製)0.02%(W/V)
を含有する0 、 05 M KH2PO4−NaOH
緩衝液(pH8,0)10tに懸濁した。そして37℃
で1時間加温して溶菌し、さらにエチレンイミン・ポリ
マー(牛丼化学薬品製)を終濃度が0.003%(V/
V)になるように添加して除核酸を行ったのち、遠心分
離して上清を採取した。
次にその上清を0.3M塩化カリウムを含有する0 、
 05 M KH2PO4−NaOH緩衝液(1)I(
8,0)で平衡化したDEAE−セファデックスA−5
0の充填されたカラムに通過させ、本酵素を吸着させた
のち、0.35M塩化カリウムを含有する前記緩衝液で
カラムを充分洗浄し、0.4M塩化カリウムを含有する
前記緩衝液を使用して本酵素の活性区分を分取した。得
られた活性区分を蛋白質濃度が1.0%(W/V)とな
るように限外濾過膜を用いて濃縮し、0 、01 M 
KHzPOa −NaOH緩衝液(pH7,0)で透析
脱塩した。
上記の如くにして得られたグアニジノ酢酸分解酵素含有
液5mlずつに、第1表に示す添加物を添加、溶解した
後、常法により凍結乾燥してグアニジノ酢酸分解酵素粉
末を得た。
得られた酵素粉末を1デシケータ内で30°Cl2O日
間保持した結果、残存酵素活性は第1表の通りであった
。又比較のために、対照(無添加)の場合の残存酵素活
性も第1表に示した。
第   1   表 なお、残存酵素活性の測定は下記の通りである。
基質グアニジノ酢酸を0.05M  B15trisP
ropane  −HC1緩衝液(pH9,0)中に溶
かして基質濃度10mMに調整する。この基質溶液1.
0mlに本酵素液0.05m1を加え、37°Cで10
分間反応させたのち、これに5%四ホウ酸ナトリウム溶
液2.5ml加えて反応を停止させ、沈澱が生じた場合
には該沈澱物を遠心分離もしくは過して除去したのち、
酵素反応液を得る。
なお対照は、上記の操作中本酵素液0.05m1の代り
に蒸留水0.05m1を添加する以外は、すべて同一操
作により調製したものである。
次に上記酵素反応液および対照それぞれに0.2%ビク
リルスルホン酸ナナトリウム溶液10 mlヲ加え、3
7°Cで23分間反応させたのち、420nmにおける
前記酵素反応液および対照それぞれの吸光度を測定した
。次いで酵素反応液と対照との吸光度の差より生成した
グリシンを定量した。
そして力価の表示は37°C% 1分間当り1μモルの
グアニジノ酢酸を分解する酵素量を1単位とした。
以下の実施例に於ける酵素活性の測定も同様である。
第1表の結果より明らかな如く、本発明に於ける添加物
を加えた場合のグアニジノ酢酸分解酵素の安定化効果は
、対照に比し何れも著しく優れたものであることが認め
られた。
実施例2 実施例1に記載したと全く同様に調整したグアニジノ酢
酸分解酵素液5mlに、塩化マンガンを5mM添加、溶
解し、これに第2表に示すフラクトース1イ/シトール
、ソルビトール、ラクトース、サッカロースを夫々1.
0%(W/V)添加、溶解し、常法により凍結乾燥して
酵素粉末を得た。
得られた酵素粉末をデシケータ内で、30℃、40日間
、保持した結果、残存酵素活性は第2表の通りであった
なお比較のために、対照として前記操作のうち塩化マン
ガン及び糖類の両者を添加しない他は、前記と全く同様
に処理して得た酵素粉末の残存酵素活性、そして塩化マ
ンガンだけを添加する以外は前記と全く同様に処理して
得た酵素粉末の残存酵素活性も併せて第2表に示した。
第2表の結果より明らかな如く、グアニジノ酢酸分解酵
素含有液に塩化マンガン又は塩化マンガンと糖類の両者
を添加し、凍結乾燥した場合は、これらを添加しないで
凍結乾燥した場合(対照)に比較して、酵素活性は著し
く安定化させることが認められた。
なお本発明に係る塩化マンガンと糖類の両者を添加した
酵素粉末は、何れも4°Cで6ケ月以上保存しても全く
安定であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. グアニジノ酢酸分解酵素含有液に、糖類、重金属塩、ア
    ルカリ金属塩、アミノ酸類、グアニジノ化合物及び有機
    酸塩からなる群より選ばれた少なくとも1種のものを添
    加するか、又はさらにこれを乾燥することよりなるグア
    ニジノ酢酸分解酵素の安定化法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102005009990A1 (de) * 2005-03-04 2006-09-07 Degussa Ag Salze, Anlagerungs- und Komplexverbindungen der Guanidinoessigsäure
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