JPS615781A - ホスホトランスアセチラ−ゼ - Google Patents

ホスホトランスアセチラ−ゼ

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JPS615781A
JPS615781A JP12572484A JP12572484A JPS615781A JP S615781 A JPS615781 A JP S615781A JP 12572484 A JP12572484 A JP 12572484A JP 12572484 A JP12572484 A JP 12572484A JP S615781 A JPS615781 A JP S615781A
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phosphotransacetylase
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和彦 永田
Hiromasa Shirai
宏政 白井
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永来 美保子
Takaaki Matsuo
隆明 松尾
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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、耐熱性のホスホトランスアセチラーゼ(ph
osphotransacetylase ’+酵素番
号2.3. L、8゜系統名Acetyl−Co^:o
rthophosphate acetyltranc
ferase)に関するものである。
ボスポト〜ノンスアセチラーセ(1ソ下1’T八と■ニ
ドず。)は次式の反応を触媒する酵素として知られてい
る。
アセチルトリン酸十へo八 #アセチルC〇へ +リン酸 (、(’、oA ;コエンザイムへ、 coenzym
e A )この反応を利用して、 (:oAやアセチル
リン酸の定量、酢酸キナーセを共役さ七ることによる酢
酸の定量、さ゛らには種々のアセチル化反応のアセチル
CoΔ供与体として広く利用が可能である。
しかしながら、従来知られているPTAはニジエリシア
・コリ (Escherichiacoli)由来の酵
素(Methods  in  Enzymology
  、  18八 S、  314  頁。
1970年)1 クロストリディウム・クルイヘリ(C
lostridium Kluyverj)由来の酵素
(Methodsin Enzymology + 1
3巻、 381 頁、 1969年)などがあるが、こ
のPTAはきわめて不安定なものであった。このことが
、前記したごと< PT/lを利用した種々の測定を実
用化するに当たっての大きな障害となっていたのである
そこで、木発明廿らは、熱に安定であり、しかも室温に
おいて長期間活性を失わない性質を有するPTAを求め
て鋭意研究した結果1特定の微生物菌体に上記の性質を
有するPT^が存在することを見い出し、しかもこのP
TAは容易に純粋に精製し得、かつ往来のクロストリデ
ィウムなどに存在するPTAに比較し、驚くほどその安
定性に優れた新規酵素であることを見い出し1本発明を
完成した。
すなわち1本発明は約50°Cの緩衝液中で約15分間
処理したのらの活性が、処理前の活性の約80%以上の
値を保持している性質を有する(耐熱性)PT八である
う 本発明のPTAは、約50℃の緩衝液中で約15分間処
理することにより、 PTAの残存活性がもとの活性の
約80%以上、好ましくは約90%以上、最適には約1
00%の値を保持している優秀な性質を有している(以
下これらの性質を耐熱性という。)。
緩衝液の濃度及びpHは特に限定されないが、一般には
濃度は5mMないし500mMであり、 pttば7な
いし11である。特に本発明においては、 50mMリ
ン酸緩衝液(pH’ 7.5)を用いることが好ましい
次に1本発明のPTAの理化学的性質を示すか。
そのPT八はバチルス・ステアロサ−モフィルスから得
られたものである。
(1)作 用:次の反応を触媒する。
アセチル−リン酸+へo八 #アセチルCoA +リン6変 (2)基質特異性ニアセチルリン酸及びCO^に対すミ
カエリス定数(Km値)は、おのおの1.11及び0.
4mMである。
(3)至適p11:約pH7,5(lA度30°C)(
4)安定p+1範囲:pH7,0〜11で4℃、24時
間の処理でほとんど失活が起こらない。
(5)作用適温の範囲 ptt7.5で20℃より65
°Cまでの温度の上昇とともに活性は増大する。通常は
、30°Cにおいて反応を行わしめる。
(6)耐熱性=55°C315分間の加熱に対して安定
である。
(7)分子量:約70,000 CセファデックスG−
100(商品名、ファルマシア社製)ζこよるゲル濾過
クロマトグラフィーにて測定〕。
約35,000 (505−ポリアクリルアミド電気泳
動法にて測定〕。
これらの結果より2本酵素は2量体からなるものと推定
される。
(8)力価の測定法: pH7,5,85mMのトリス
−塩酸緩衝襖中、 0.43mMのCoA、 7.3m
Mのアセチルリン酸、 33mMの硫酸アンモニウムを
含む混合溶液を調製し、その混合液にホスホトランスア
セチラーゼを加えて、 233nmの吸光度の単位時間
あたりの増加値より力価を測定した。アセチルCoAの
233inmにおけるモル吸光係数は、 Co、Aのモ
ル吸光係数と比較し、 4.44X]、03 β/mo
le−cm大きい値であること利用し、1分間あたり1
マイクロモルのアセチルCoAを生成せしめる酵素量を
求め、この量を酵素活性の1単位とした(Mothod
s in Enzymology + 13巻、381
頁。
1969年を参照)。
(9)単一性:精製標品は、アクリルアミドディスク電
気泳動法により陽極側に移動し、単一なハントを与えた
本発明のPTAを製造するは1次のごとき方法を採用す
ることができる。すなわち2最適生育温度が50°Cな
いし85°Cである微生物を培養し、その培養物から本
発明のPTAを採取することによって得ることができる
本発明に使用する微生物は1本発明のl0TAを産生じ
うるちのであればいかなるものでもよく2例えばバチル
ス・ステアロサーモフィルス、バチルス・サーモプロテ
オリティクス、バチルス・アシドカルダリウスなどのバ
チルス属、サーモアクチノマイセス属、サーマス属、サ
ーモミクロビウム属、カルデリア属などの微生物があげ
られ、特にバチルス属の細菌が好ましい。これらの中で
も特にバチルス・ステアロサーモフィルス(Bacil
lusstearother敷−吐旦■)が好ましく、
ステアロサーモフィルスとしての具体例としては、  
ATCC7953゜7954、8005.10149.
12980. NGA 1503及び[IK−788゜
563(微工研菌第5411号、第7275号)などが
ある。
本発明における微生物を培養するに際して用いられる栄
養培養地において、炭素源として2例えばグルコース、
・シュークロース、フルクトース。
澱粉加水分解物、 ti蜜、亜硫酸パルプ廃液の糖類。
酢酸、乳酸などの有機酸類、さうには使用する細菌が資
化しうるアルコール類、油脂、脂肪酸及びグリセリンな
どが使用でき、窒素源として2例えよ硫酸アンモニウム
、塩化アンモニウム、リン酸rンモニウム、アンモニア
、アミノ酸、ペプトン。
肉エキス、酵母エキスなどの無機又は有機物が使用でき
る。さらに、無機塩類として1例えばカリウム、ナトリ
ウム、リン酸、亜鉛、鉄、マグネソウム、マンガン、銅
、カルシウム、コバルトなどの各塩類、必要に応して微
量金属塩、コーン・ステイープ・リカー、ビタミン類、
核酸などを使用してもよく、細菌の一般的栄養培地が使
用できる。
これらの培地を用いて、上記の微生物を20℃〜80℃
、好ましくは40℃〜70℃、最適には60℃で約2〜
6時間好気的に培養すればよい。また、工業的には希釈
率を9本発明に使用する微生物のμmayの0.9以上
に制御して連続培養することが好ましい。ずなわら、D
を本発明に使用する微生物のμmaxの0.9以上に保
って連続培養して得た微生物菌体のPTA含有量は1回
分法で得られた単位菌体あたりのPTAの最大値をしの
ぎ、かつ微生物菌体の生産性も高まり、特にD :l!
−p max付近に保った場合、微生物菌体中のPTA
含有量は実に四分法の1.35倍に向上する。一方、D
を0.9μmax未猫に保9て連続培養した菌体のPT
A含有量は回分法より低下する。
本発明における希釈率〔グイリュウンヨンレイト(di
lution rato ) 、以下りという。〕とは
下記の式(1) %式%) F;発酵槽に原料液を供給する速度及び同時に発酵槽よ
り抜出す速度 (L/!1r)V;発酵槽中の液量、 
(1) によって表されるものである。
本発明におけるμmaxとは、微生物を連続培養する際
のその連続培養条件における微生物の最大比増殖速度(
1/l1r)をいい、物質環境型連続培養(ケモスタッ
ト;ハルヘルド、エルスワース、テリング、ジャーナル
・オブ・ジェネラル・ミクロ。
バイオロジー、14巻、8号、601〜622頁、 1
956年)でDを高め、菌濃度が定常値を保てなくなっ
た時、すなわちいわゆるウォッシュ・アウト時に測定さ
れる比増殖速度をいう。本発明における好熱性細菌を使
ってμmaxを求めるには9例えば2〜30n容発酵槽
に栄養培地を1.5〜207!仕込み。
40〜75℃、好ましくは48〜61℃、 pH4,5
〜9.0゜好ましくはpl+ 6.0〜8.0に保ちな
がらこの細菌を接種し3回分培養を行い、菌の生育が始
まり、培養液中の炭素源が0.01重量%以下になった
時1発酵槽に仕込んだものと同組成の栄養培地を用いて
生育制限因子が炭素源のみである連続培養を開始する。
こうすることによって、物質環境型連続培養法くケモス
タット)が設定できる。連続培養が定常になった後、D
を段階的に順次高めていき。
発酵液中の菌濃度と、残存炭素原料とを経時的に測定し
、さらにDを次第に高め、菌の比増殖速度を超えた時、
定常値を保っていた菌濃度が滅失しはしめ、それに反し
炭素源濃度が上昇しるまじめ。
もはやこれ以J−のDでは連続培養の定常性が保゛なく
なった時、これをウォノソユ・アウトと言いこの時の比
増殖速度がμmaxになる。
このμmaxは使用する栄養培地の種類や培養条件によ
って同一菌株でもさまざまに変化するが。
これらの絹合せが変わらなければ一定値を示すので、一
度測定すれば長期にわたって信頼できる数値となる。
本発明において1通常の前培養及び回分培養で希望の菌
濃度まで培養した後、連続培養に移し、Dの制限を実施
することができる。その時期は培養期間中の何れの時期
でもよいが、望ましくはハツチ培養時の対数増殖末期に
連続培養に移し、速やかに所定のDに固定するのが有利
である。
次に2本発明の一実施態様をバチルス・スラブロサーモ
フィルス・NCA 1503の例をあげて説明すると、
グルコースを炭素源とした栄養培地を用い最a?L度(
57°C)、最適pH(6,8) 、 ’ 30 i!
容発酵槽(20ρ仕込め)で物質環境型連続培養を行っ
て。
μmaxを測定したところ、  μmax =1.1 
(1/1lr)であった。したがって、同組成の新しい
栄養培地を1時間あたり2発酵槽仕込み液量の1.1倍
、すなわち前記式(I)より224! /Hrの速度で
連続的に定量ポンプなどを用いて発酵槽中に供給し、同
時に同速度で培養液を抜出せばよい。
次に、得られた培養物から本発明のPTAが採取される
が、培養物5分離生菌体1分離菌体の処理力、粗製酵素
、精製酵素などのあらゆる段階で採取できる。精製法と
しては、′a常の酵素精製法を用いることができる。す
なわち、遠心分離などにより菌体を得た後、菌体をマン
トンゴーリン、ダイノミル、フレンチプレス、超音波処
理などにより細胞破砕後、遠心分離により細胞片を除去
し。
細胞抽出液を得、これに硫酸ストレプトマイシン又は硫
酸プロタミン処理を行い、さらには硫酸アンモニア沈澱
、アセトン沈澱、加熱処理などを行い、精製するために
DEAE−セルロースカラムなどのイオン交換クロマト
グラフィー、ヒトロキシアパタイトカラトなどの吸着ク
ロマトグラフィー。
フェニルセファロースCL−48(商品名+ ファルマ
シア社製)のような疎水性クロマトグラフィー。
架橋デキストランあるいは架橋ポリアクリルアミドなど
のゲル濾過クロマトグラフィーを組合せて行うことがで
きる。このようにして9本発明のPTAを単離、精製す
ることができる。
本発明のPTAは、熱に対して非常に安定であり。
しかも従来のPTAと比較して酵素単離後これを室温で
長期間保存することができる。
次に、木発明を実施例により具体的に説明する。
実施例1.比較例1 ポリペプトン0.5 g/d I! 、酵母エキス0.
5 g/d 1. 。
シュークロース1.0 g/dβ、硫酸カリウム0.1
3g/dρ、リン酸二ナトリウム0.644 g/d 
12 、硫酸マグネシラl、0.027 g/d e 
、 クエン酸0.032 g/d A 。
硫酸第一鉄0.0007 tt/d 11 、硫酸マン
ガン0.015 g/djl’、 pH7,00に調整
した培地250βを115℃。
10分間加熱殺菌した後、バチルス・ステアロサーモフ
ィルスNCA 1503株を接種し、60℃で3時間内
圧0.5 kg/rn’で通気培養した。
培養後、水で冷却しながら直ちにデラバル型遠心分離機
で菌体を採取し、 700 gの菌体を得た。
得られた菌体を凍結状態で保持したのち、凍結菌体30
0gを2倍量の0.1Mリン酸緩衝液(pH7,5)に
)ド、濁し、フレンチプレスを用い゛て細胞を十分に破
壊後、遠心分離により細胞片を除去し、 PTAを含む
粗抽出液を得た。この粗抽出液600m1当たり1%の
硫酸プロタミン溶液300m lを添加し、十分攪拌し
た後、生じた沈澱を遠心分離で除去し、プロタミン上清
を得た。この上清に固形硫酸アンモニウムを徐々に加え
て60%飽和(4℃)とした。
生成した沈澱を遠心分離により集め、再び0.1Mリン
酸緩衝液(pH7,5)にとかし、ついで20倍量の2
0mMリン#緩衝液(plf 7.5)に対して透析、
脱塩した。
あらかしめ 2mMメルカプトエタノール、2mMエチ
レンジアミン四酢酸ナトリウムを含む20mMリン酸緩
衝液(plf 7.5)で平衡化したD[EAE−セル
ロースカラ1.t:: J−記の粗酵素液を通し、塩化
カリウムを上記緩衝液に加えた溶液で溶出せしめると。
塩化カリウム濃度0.06Mの近くで目的のPTAが溶
出した。、二の区分を集め+ O−8MfH度となるに
必要な固形硫酸アンモニウムを加えた後、あらかしめ2
mMメルカプトエタノール、2mMエチレンジアミン四
酢酸ナトリウム、 0.8 M硫酸アンモニウムを含む
20mMリン酸緩衝液(plf 7.5)で平衡化した
フェニルセファロースCL−4Bカラムに通し、上記の
硫酸アンモニウムを含む緩衝液から硫酸アンモニラを含
まない緩衝液への流度勾配溶出を行った。
これにより、目的のPTAは硫酸アンモニウム濃度0.
2M付近で溶出した。この活性B分を、濃縮後。
0.1M塩化ナトリウムを含むトリス−塩酸緩衝液を溶
出液に用いてウルトロゲル胱へ(商品名、 LKB社製
)クロマトグラフィーワ行い、 PTA活性区分を集め
た。
このようにして得たPT八は、アクリルアミドディスク
電気泳動で陽極側に移動し、単一なハンドを与え、さら
にセファデックスG−100クロマトグラフイーにおい
ても3分子量約70,000のところに単一のピークを
与えた。
その収量は約5mgで、酵素1mgあたり約15,00
0単位の力価をしめした。
次に、このようにして得たPTA と比較のため1クロ
ストリデイウムから得られたPTA (比較例1)の安
定性を調べた。
その結果を第1図及び第2図に示す。なお、第1図はp
H7,5の50mMリン酸緩衝液中の各温度で15分間
加熱したとき−の残存活性を示したもので1曲線Aが実
施例11曲線Bが比較例1である。第2回はpo 7.
5の50mMリン酸緩衝液中30℃で保存したときの残
存活性の経口変化を示したもので2曲線Cが実施例12
曲線りが比較例1である。これらの結果からあきらかな
ように、クロストリディウムから得られたPT^は50
℃で15分間処理することにより、はぼ完全にその活性
を不可逆的に失うのに対し1本発明のPTAは50°C
では全く活性を失わなかった。さらに、30℃ではクロ
ストリディウムから得られたPTへは10−15日間で
ほぼ活性を失うのに対し1本発明のPTAは50日経過
した時点でも活性の低下はまったく認められなかった。
ごのように9本発明のPTAが驚くほど熱に対して安定
であり、これを長期間保存することができる1クニ質を
有している。この性質は、いままでのPTAにはないも
のである。
実施例2〜5 (1[i体;バチルス・ステアロサーモフィルスNCA
 1503゜ 栄養培地組成;グルコースを炭素源として他の組成を次
のごとくのちのを用いた。
グルコース]、3 g 、酵母エキス(オリエンタル酵
母社製) 1.0 g 、ペプトン(ディフィコ製) 
0.5g。
Kl(2PO40,5g 、 Na2Hpo、 ’ 1
211zO0,5g 、 Mg5On7H200,1g
 、 Zn5O,’ 7Hz00.OIg 、 Mn5
0g ’ 711200.01g、CllSO4・5t
h00.01g、’CoCIz・611200.01g
以上のものを水道水1βに溶解した。
前培養;」二記組成の栄養培地を100m1容三角フラ
スコに20 ml −+ 500 ml容三角フラスコ
に100m1ずつ分注し、綿栓後121℃、  1 k
g/cm2.10分間加圧蒸気殺菌した。冷却後、 1
00m1容三角フラスコにアメリカン・タイプ・カルチ
ャー・コレクシヨー ンより入手した凍結乾燥菌体を約
5ml無菌的に接種した。ロータリー・シェイカー(高
崎製作所型)を用いて55℃で一昼夜回転振盪培養(1
60rpm )したところ、菌体の生育が見られ、濁度
が高まり660 nm吸光度(日立製作所製101型分
光光度計で測定、以後00660. nmと称す。)が
0.8〜1.0に達したので、これを次に500m1容
三角フラスコに約5ml接種した。同条件で数時間50
0m l容三角フラスコを回転振盪培養したところ、 
00660 nmが1.0程度に達したので回転振盪培
養を中止し7 これを前培養物として本培養への接種に
用いた。
本培養;301容発酵槽を用い、上記栄養培地を20R
張り込み殺菌を行った(121℃+ 1 kg/cm”
 +15分)。培養条件を55±1℃、 pH6,5〜
7.0  (4NNaOHで調整)1通気!20j!/
分(空気)、攪拌数90Orpmに設定後、前培養物を
約14接種し。
ハツチ培養を開始した。培養に伴い発泡したので消泡剤
(信越化学KM−70)を少量添加した。培養開始後約
2 、511’+間でOf) 660 nmが1.2 
(0,56g乾燥菌体/p)に至り、培養液中のグルコ
ースがほぼ消費され、 0.01重量%以下になったの
で、ずみやかに連続培養を開始した。前もって測定した
木■■のpmaxが1.4 (1/hr )であったの
で、前記した殺菌済みの栄養培地を28.07!/hr
の速度で連続的に供給、同速度で発酵槽より培養液を抜
出すことでμを1.00μmay  (実施例2)に設
定し2発酵槽液量の5倍量の栄養培地を用いて連続培養
して菌体を得た。
次に+’ I)を段階的にpmaxの0.9 C(供給
抜出速度25.27!/hr)実施例3 ) 、 0.
75 ’((21,OL/hr)実施例4〕に変更し、
連続培養を行って菌体を得た。
このようにして得た菌体中のPTA含有量を測定して、
その結果を表1に示す。なお1表1に回分培養で得た値
(実施例5)も併記したが、これは連続樟養に移行する
前の回分培養時に得た菌体の値である。
表1 表1の結果からあきらかなように、Dが0.9μmax
以上において生産した菌体は9回分法をしの<PTA含
有量を示している。
実施例6 301容酩酵槽にグルコース1.3g 、硫酸アンモニ
ウム1.0g 、酵母エキス0.5g 、  リン酸−
カリウム0.5g 、  リン酸ニナトリウム0.5g
 、硫酸マグネシウム0.1gを水道水lIlに溶解し
て得た培地を20!張り込み、121℃+  Ikg/
cm2で15分間加圧蒸気殺菌した。培養条件を57℃
、 pu 6.5〜7.0(4N−NaOHで調整した
。)1通気量を201/分(空気)、攪拌数90Orp
mに設定した後、これにバチルス・ステアロサーモフィ
ルスATCC12980株を上記培地であらかしめ前培
地して得た。660nmでの吸光度が約1.0に達した
?8液を1g接種した。まず、約2.5時間パッチ培養
を行い、 660 nmの吸光度がIOに至ったときに
、前記組成の殺菌済み栄養培地を24.Oj! /hr
の速度で定量ポンプを用いて連続的に供給し、同速度で
発酵槽より培養液を抜出すことにより、 100 Q、
の栄養培地を用いて連続培養して培養液を得た。培養液
を水で冷却しながら直ぢにデラハル型遠心分11jft
 nで菌体を採取し、 400 gの菌体を得た。
この菌体を1.5倍量の0.1Mリン酸緩衝液に1u濁
し、ダイノミルを用いて細胞を破砕後、遠心分離により
不溶物を除去し、 PTAを含む粗抽出液を得た。この
粗抽出液400m1当たり10%の硫酸ストレプトマイ
シン溶液200m lを添加後、生した沈澱を遠心分離
で除去し、ストレプトマイシン」二清を得た。この上清
に硫酸アンモニウム分割を施し。
30%飽和(4℃)から、60%飽和(4°C)の間の
分画部を得た。この分画部を50mM )リス−塩酸緩
衝液(pH8,0)にとかした後、あらかじめ上記緩衝
液で平(ai化したDEAIE−セファデックス(商品
名ファルマシア社製)カラムに通し、塩化ナトリウムを
上記緩衝液に加えた溶液で溶出せしめると。
塩化ナトリウム濃度0.08Mの近くで、目的とするP
TAが溶出した。この溶出部分を実施例1と同様な条件
下にフヱニルセファロースCL−4Bカラムクロマトグ
ラフィーを行ったのち、セファデックスG−150カラ
ムに通じ0.1M塩化ナトリウムを含む30mM )リ
スー塩緩衝液(ptl 8.0)で溶出して。
実施例1と同様にアクリルアミドディスク電気泳動で単
一・なハンドを与えるPTA標品を得た。さらに、実施
例1と同様にセファデックスG100クロマトグラフイ
ーにおいても1分子量約70,000のところに単一の
ピークを与えた。
収量は約9’mgであった。その力価は酵素1mg当た
り約15,000単位であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のPTA  (曲線A)及びクロストリ
ディウムから得られたPTA  (曲線B)の各温度に
おける15分間加熱後の残存活性を示す図で、第2図は
本発明のIITA  (曲線C)及びクロストリディウ
ムから得られたPTA  (曲線D)を3Q℃で放置し
た後の残存活性を示す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)約50℃の緩衝液中て約15分間処理したのちの
    活性が処理前の活性の約80%以上の値を保持している
    性質を有するホスホトランスアセチラーゼ。
  2. (2)約80%以上の値が、約90%以上の値である特
    許請求の範囲第1項記載のホスホトランスアセチラーゼ
  3. (3)約90%以上の値が、約100%の値である特許
    請求の範囲第2項記載のホスホトランスアセチラーゼ。
JP12572484A 1984-06-19 1984-06-19 ホスホトランスアセチラ−ゼ Granted JPS615781A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12572484A JPS615781A (ja) 1984-06-19 1984-06-19 ホスホトランスアセチラ−ゼ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10470629B2 (en) 2005-02-18 2019-11-12 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for dry cleaning
US10524629B2 (en) 2005-12-02 2020-01-07 Irobot Corporation Modular Robot
US11058271B2 (en) 2010-02-16 2021-07-13 Irobot Corporation Vacuum brush

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US10470629B2 (en) 2005-02-18 2019-11-12 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for dry cleaning
US10524629B2 (en) 2005-12-02 2020-01-07 Irobot Corporation Modular Robot
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