JPS6140789A - 新規制限酵素及びその製造方法 - Google Patents

新規制限酵素及びその製造方法

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JPS6140789A
JPS6140789A JP16160984A JP16160984A JPS6140789A JP S6140789 A JPS6140789 A JP S6140789A JP 16160984 A JP16160984 A JP 16160984A JP 16160984 A JP16160984 A JP 16160984A JP S6140789 A JPS6140789 A JP S6140789A
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restriction enzyme
dna
spli
spirulina
enzyme
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雅英 川村
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正樹 榊原
Teruo Watanabe
渡辺 輝夫
Akira Obayashi
晃 大林
Shinji Hiraoka
平岡 信次
Keiko Kita
恵子 喜多
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Takara Shuzo Co Ltd
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/16Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
    • C12N9/22Ribonucleases RNAses, DNAses

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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】 本発明は新規な制限酵素SpQ I及びその製造法に関
するものである。
一般に、制限酵素は2本鎖デオキシリボ核酸(以下、r
DNAJと略称する)中のある特定の数個の塩基配列を
認識してDNA鎖を切断するDNA分解酵素である。こ
の酵素はその酵素活性により長いDNA分子の特定部位
を切断出来、それによって得られるDNA断片の分離、
塩基配列の決定等のDNAの溝造と機能の解析に有用で
ある。
さらに今後きわめて重要な産業的意義を持つ遺伝子工学
のための試薬として不可欠のものである。
本発明者らは、このように実用性に富む重要な生化学試
薬としての制限酵素を、いまだ検束が不一十分であった
藻類について研究を行ったところ、スピルリナ属に屈す
る藻類がDNAを特異的に切断する従来未知の制限酵素
SpρIを生産していることを見い出し本発明を完成す
るに至った。
すなわち、本発明は新規制限酵素spa I及びその製
造方法−に関するものである。
本発明の制限酵素5p121の切断部位の決定にはφX
 174 RF DNA (全酒造製品)を本酵素及び
性質の良く知られた制限酵素で二重消化する方法により
φX 174 RF DNA上の切断点を求めた。その
結果。
Pst I切断点を0番とする番地付けで、430±2
0番と2810±20番に本酵素の切断点があると結論
された。同様の実験をλDNAについても行ったところ
、19,000±500番に本酵素の切断点があった6
以上のデータ及びpBR322とpAO3−を切断しな
いこと、さらにC,Fuchsらのコンピュータによる
検束法(Gene第10巻、357〜370頁、198
0年)より本酵素の認識するDNA上のヌクレオチド配
列はCGTACGであると結論された。さらに本酵素の
切断点認識部位はφX 174 RF DNAを本酵素
で切断したのち得られる2本のフラグメントの末端の塩
基配列をマキサムとギルバートの方法(Proc。
Natl、 Acat、 Sci、 USA、第74巻
、第560頁、1977年)により決定した。
詳細は以下の通りである。
すなわち、φX 174 RF DNA(全酒造製品)
を本酵素で完全に分解する。これをアルカリ性ホスファ
ターゼ(シグマ社製)で処理して、DNAフラグメント
の末端のリン酸を取り除く。その後、ポリヌクレオチド
キナーゼ(全酒造製 )と〔γ−32p〕アデノシン三
リン酸を用いて、DNAフラグメントの5′末端に放射
性リン酸を付加する。この状態ではDNAの両末端に2
2Pリン酸が付加しているので、一端のみ32Pで標識
されたフラグメントを得るためにTth H88I (
全酒造製品)により切断し、5%アクリルアミドゲル電
気泳動により分離する。この時、4本の標識されたバン
ドが検出されるが65bpと250bpの長さをもつバ
ンドを各々抽出し、その5′末端付近を、前記のマキサ
ムとギルバートの方法により分析した。その結果、切断
点付近の配列は、以下のようであることが明らかとなっ
た。
一5’−GTACGTTTCCA− −GCATG−5’□ ると結論できる。また、ここで調べた切断点はφX 1
74 RF DNA 414番にあり、切断部位の決定
で述べた430±20番という結果とよく一致する。
以上より、本酵素の切断点認識部位は。
↓ 5’−CGTACG−3’ 3’−〇CATGC−5’ ↑ であり、切断点は矢印の場所であると結論された。
本酵素はSm1thとNathansの命名法(J、 
Mol。
Biol、第81巻、419〜423頁、1973年)
に従い5pffi■と命名された。
制限酵素Spρ■は5基質特異性の点でヌクレイツク・
アシッズ・リサーチ(Nucleic Ac1dsRe
search、第12巻、y167頁、1984年)記
載のロバーッ(Richard J、 Roberts
)の制限酵素の表にも記載なく新規な制限酵素と認めら
れるものであり、次の様な特性を持っている。
(1)基質特異性 この酵素による種々の基質DNAの切断個所の数は第1
表のとおりである。
第1表 λDNA         l Co11 El        2 p138322       0 φX174RF      2 ↓ 5’−CGTACG−3’ 3’−〇CATGC−5’ ↑ を認識し、矢印で示したC−0間のホスポジエステル結
合を切断し、5′末端に4塩基の長さの1本鎖を持つD
NAを生成する。
(2)至適、)II : ;1.o〜7.5(3)至J
温度:37℃付近 (4) NthCL2fjit)Jlf: : 0〜2
00+nMで活性を有する。
(5)活性化:5〜20mM Mg”で活性化されるが
、A T P’l’、 S−アデノシルメチオニンのよ
うなコーファクターを必要としない。
上述のような制限酵素spg Iを生産する藻株として
はスピルリナ属に属するスピルリナ・プラテンシス(S
pirulina platensis) M−185
、スピルリナ・マキシマ(Spirulina max
ima) UTEX LB−2342の公領株。及び本
発明者らが独自にエチオピアの塩湖より分離したスピル
リナ・プラテンシス・サブスピーシス・サイアミーゼ(
Spirulina platensissubsp、
siamess)をあげることができる、スピルリナ・
プラテンシスト185は東京大学応用微生物研究所に微
細藻類系統保存株として保存されている公知株であり、
スピルリナ・マキシマUTEX LB−2342はテキ
サス大学の藻類保存施設(丁ha cultureCo
llection of Algae at The 
University ofTexas at Au5
tin)で保存されている公知株である。
スピルリナの培養は周知の培養法に従い行うことができ
る。培地の主成分として1重炭酸ソーダを含むものを用
い、培養中培地を、PH8〜9.5に保持することが好
ましい。
培養終了後は、培養液を濾過し、濾紙及び濾布上に藻体
を収穫する。酵素の抽出・精製は常法に従って行えばよ
く、得られた藻体を緩衝液に懸濁し超音波破砕した後、
遠心分離などの方法で抽出液を得る。この抽出液をスト
レプトマイシン硫酸塩またはポリエチレンイミンで処理
し、更に硫酸アンモニウムで分画した後、ホスホセルロ
ースなどを用いるイオン交換クロマト法、ヘパリンアガ
ロース、DNA−セルロースなどを用いるアフィニティ
ークロマト法、又はこれらの方法の組合せにより精製し
て得られる= このように本発明は、培養並びに酵素抽出が容易である
スピルリナを用いて新規な制限酵素を提供することに成
功したもので、制限酵素を必要とする生化学研究及び各
種産業に貢献するところ大なものである。
尚、これらspg Iを生産するスピルリナには5pf
fi夏 の他に5pjl II 、 spxmと命名し
た2種の制限酵素の存在が確認された。  5pQnは
サーマス・サーモフィラス(Thermus thar
mophilus)ストレイン111の生産するTth
lllIのアイソシゾマーであり、Spffimはフェ
モフィラス・エジプテイウス()Iaemophilu
s aegyptius) A’TCC−11116の
生産するHae mのアイソシゾマーであった。
以下、実施例を示して本発明の詳細な説明する。
実施例1 スピルリナ・プラテンシスト185を第2表に示したS
OT培地に○D 560nmで0.1となるよう1.5
であった。この培養液5(Mlを500メツシユの濾布
により濾過して湿重量で約100gの藻体を収穫した。
第2表 SOT培地の組成 NaHCO316,8g/l K2HPO40,5g/l1 NaNO32,5g/R K2S0.            1.0  gif
tNaCl              7.Og/n
恥S04・71120            0.2
  gIQCaC12’71120         
  0.04 gIQFcS(14・71120   
        0.01 gIQIEDTA    
             0.08 giftAl、
溶液           1   d/QA5溶液 11300コ                   
          2.85  g/gMnC12・
41120            1.81 g/R
ZnSO4・7H200,22g/42CuSO4・5
1120           0.08 g/IMO
O:1               0.015g/
llまた制限酵素spa I活性は、基質DNAとして
Cot Elを1/IZIE含む反応液(10+++M
 hリス塩酸。
10mM MgCl2.7+uM 2−メルカプトエタ
ノール、50mM NI+C1,pH7,5)に酵素を
加えて50μ2とし、37℃、1時間反応させた後、反
応生成物をアガロース電気泳動法で分析した。上記反応
条件で1μgのDNAを完全分解する酵素活性を1単位
とした。
収穫した湿菌体100gを3倍量のMi漣液A(10腸
阿リン酸功リウム緩衝液pH7,4,7鱈2−メルカプ
トエタノ、−ル、4mM EDTA)に懸濁し、超音波
破砕機により菌体を破砕した後、 10,000Xg、
1時間の遠心分離により残渣を除去し、抽出液を得た。
この抽出液に最終濃度2%になるようにストレプトマイ
シン硫酸塩水溶液(5〜10%)を加え、30分間攪拌
後15,000Xg、 20分間の遠心を行い、核酸を
除き上清を得る。この上清に硫酸アンモニウムを70%
飽和になるように添加し、生じた沈殿を遠心分!(15
,000Xg、20分1’1ll) ニテ集メタ、:1
7)沈殿を緩衝液B (10+oM トリス塩酸緩衝液
PH7,3゜7mM 2−メルカプトエタノール、  
1a+M EDTA、10%(v/v)グリセロール)
に溶解し、同a衝液に対し一夜透析した。あらかじめ緩
衝液Bで平衡化したDEAE−セルロース(ワットマン
DE 52)のカラム(2,5x30 cm)に、透析
内液を吸着させ、緩衝液Bで洗浄後、0〜0.5mM塩
化ナトリウムのり、υD〜U、t M [(じアトリワ
ム源反の画分に粘性が見い出さ4bたに の両分をBWu液C(10%グリセロールを含む緩衝液
A)に−夜透析後、あらかじめ緩衝液Cで平衡化したs
p−セファデックス(ファルマシア)のカラム(3,O
X30cm)に吸着させ、緩衝液Cで洗トリウム濃度の
両分に活性が見い出された。この活性画分を再度、緩衝
液Bに一夜透析し、あらかじめ平衝化したDEAE−セ
ルロースのカラム(1,2X15c+u)に吸着させ、
緩衝液Bで洗浄後0〜0.5M塩化ナトリウムの直線的
濃度勾配を持つ緩衝液13で溶出させると0.05〜0
.2H塩化ナトリウム濃度の両分に制限酵素5p121
の活性が認められ、活性画分(約5千単位)を得た。
実施例2 実施例1と同様の方法でスピルリナ・マキシマLITE
X Lll−2342を培養し約110gの湿菌体を得
た。
制限酵素の精製も実施例1と同様の方法で行ったところ
5pIlIの活性が認められ約8千単位を得た。
手続補正書 昭和60年6月10日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、次の理化学的性質を有する新規制限酵素SplI。 (イ)2本鎖デオキシリボ核酸中の塩基配列【塩基酸配
    列があります】 を認識し且つこれを矢印で示したC−G間のホスホジエ
    ステル結合を切断し、5′末端に4塩基の長さの1本鎖
    を持つDNA断片を生成する。 (ロ)2本鎖デオキシリボ核酸λ−DNAを1ケ所、C
    olE1を2ケ所、φX174RFを2ケ所切断する。 (ハ)5〜20mM Mg^2^+で活性化される。 (ニ)NaCl濃度0〜200mMで活性を有する。 2、制限酵素SplI生産能を量するスピルリナ属に属
    する藻類を培養し、得られた藻体の抽出液から制限酵素
    SplIを採取することを特徴とする新規制限酵素Sp
    lIの製造方法。
JP16160984A 1984-08-02 1984-08-02 新規制限酵素及びその製造方法 Granted JPS6140789A (ja)

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