JPS6178382A - 制限酵素の製造法 - Google Patents

制限酵素の製造法

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JPS6178382A
JPS6178382A JP59202199A JP20219984A JPS6178382A JP S6178382 A JPS6178382 A JP S6178382A JP 59202199 A JP59202199 A JP 59202199A JP 20219984 A JP20219984 A JP 20219984A JP S6178382 A JPS6178382 A JP S6178382A
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gluconobacter
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dna
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晃 大林
Shinji Hiraoka
平岡 信次
Keiko Kita
恵子 喜多
Hiroshi Nakajima
浩 中嶋
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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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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 本発明は制限酵素の製造法に関し、更に詳細にはグルコ
ノバクタ−属の細菌の生産する制限酵素の製造法に関す
る。
従来の技術 制限酵素とはデオキシリボ核酸(DNA )上のある特
定の塩基配列を認識し、二本鎖を切断するエンド型ヌク
レアーゼである。分子遺伝学や生化学等の発達により、
DNAが遺伝をつかさどる本体であることが明らかにな
って以来、制限酵素は遺伝病解明のための利用や、遺伝
子操作による遺伝物質の大量生産への利用゛&現在広く
用いられている有用な酵素である。制限酵素は種々の微
生物より単離されており、その認識する塩基配列、切断
様式により現在までに約100種類が知られている。
これまでに ↑ (式中0はシチジン、Oはグアノシンを示すという塩基
配列を認識し、矢印の位置で切断する制限酵素(以下本
酵素と称する)として、ストレプトマイセス アクロモ
ゲネス(Str apt omyo e sachro
mogenes) ATOO12767が生産する5a
clお、及びストレプトマイセス スタンフォード(5
tr6pto myoea 5tanford )の生
産するSst l (Nucleic Ac1ds R
es、 11巻、r135頁、1983年)が知られて
いる。
発明が解決しようとする問題点 58elおよびSst lではその生産量が低いこと、
またSBOI  またはSst lの混入があり、除去
が困帷であることなど工業化には間頭がある。
を発明の目的はSac lおよびsst lと同様の塩
基配列の認識部位および切断部位を有する制限酵素の工
業的生産に適した製造法を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明を概説すれば、本発明はグルコノバクタ−属に属
し、下記ヌクレオチド配列の式中矢印の部位で特異的に
切断する制限酵素以外萌を有する細菌を培養し、得られ
た培養物より下記ヌクレオチド配列の式中矢印の部位で
特異的に切断する制限酵素を採取することを特徴とする
制限酵素の製造法に関する。
↓ 5’−00GOGG−3’ 3’−GGOGOO−5’ ↑ (式中0はシチジン、Gはグアノシンを示す)本発明者
らはSac lおよびSst lと同様の塩基配列の認
識部位および切断部位を有する制限酵素が新たにグルコ
ノバクタ−礪細菌によって生産されること、かつ該細菌
は該制限酵素以外の制限酵素を生成しないことから精製
を容易に行なうことができることを見い出し本発明を完
成した。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明で使用する微生物はグルコノバクタ−属に属する
本酵素生産菌は全て使用できるが、たとえば財団法人発
酵研究所保存菌グルフッバクター アルビダス(Glu
conobacter albidus)工?0325
1およびグルコノバクタ−セリヌス(Gluconob
aoter cerinus )■FO3262がある
培養を行なう場合には、培地組成としては使用微生物が
資化でき、かつ本酵素を生産する炭素源、窒素源および
無機塩等を適宜組合わせて使用する。培地のpHは3.
5〜8,0が好ましい。
培養法としては振盪培養、攪拌培養、通気培養を用いる
ことができるが、 量に培養するには通気攪拌培養が好
ましい。培養温度は酵素を生産する範囲内で変更するこ
とができるが、特に好ましくは20″C〜30゛Cであ
る。培養時間は、培養条件により異なり、本酵素の生産
量が最高に達するまで培養を行なう。
本酵素は主として菌体内に生産される。
培養液からの菌体の分離はたとえば遠心分離により行な
うことかできる。
本酵素の抽出、精製は一般の制限酵素精製法に従った方
法で行なえる。すなわち、菌体を緩衝液に斐濁後、超音
波処理により破砕し、細胞内酵素の抽出を行なら。次に
細胞残渣を超遠心分離により除去後、抽出液を硫醸アン
モニウムで塩析する。沈殿物をリン酸カリウム緩衝液(
pH7,5)に溶解し、同綬衝液にて透析を行なう。
得られる透析内液をDI AR;−セルロースのイオン
交換クロマトグラフィー、アフィゲルブルーアガロース
、ヘパリンセファロースのアフイニテイクロマトグラフ
イーを用いた精製法で本制限酵素を得る。本酵素の活性
測定法を示す。下記表1に示す組成の反応液50声tを
予め37゛Cで予熱した後、本酵素を加え酵素反応を進
める。
60分後に酵素反応停止液(1%BDB、50%グリセ
ロール、0.02%ブロムフェノールブルー)を5pt
添加して反応を停+hさせる。
表    1 10mM)リス−H0I、pH8,0 7mM MgO1゜ 7 mM   2−メルカプトエタノール0.01% 
 牛血清アルブミン i、oメ2  χ−DNA (宝酒造製品)反応液を1
%アガローススラブゲルに重層し、10V/amの定電
圧下で約1時間から2時間、電気泳動を行なう。電気泳
動用緩衝液は90mMトリス−は>m緩衝液(pH8,
3) 2.5111M gnTAを用いる。
ゲルに前もって0.5 、IIF /mlのエチジウム
ブロマイドを含ませておくことによりUV照射でDNA
のバンドが検出可能である。DNAフラグメントのバン
ドの数と歓が変化しなくなった時を終点とする。
活性の定義は37°(]で11時に1fi?のχ−DN
Aを完全に分解する酵素活性を1単位とする。
本発明により得られた本酵素は以下のような理化学的性
質を持っている。
(1)作用および基質特異性 本酵素は二本鎖デオキシリポ薩酸中の ↓ ↑ という塩基配列を認識し、矢印の位置で切断する酵素で
、公知の制限酵素Sac lおよびSat■とアイソシ
ゾマーである。
本酵素の認識部位の決定はχ−DNA%pBR322D
NA、  φX 174  RFI DNA (以上宝
酒造製品)とアデノパイラス−2DNA(ベセスダ リ
サーチ ラボラトリ−製品)を基質に用いて行なった。
その結果、本酵素はχ−DNAを4カ所、φX174R
FよりNAを1カ所切断し、アデノパイラス−2DNA
を25力所以上切断した。しかしpBR322DNAに
は作用しなかった。さらに既知制限酵素S&c lをそ
れら基質に作用させ、本酵素のそれと切断パターンを比
較したところ同一のパターンを示した。以上の結果から
本酵素の認識するDNA上のヌクレオチド配列は5’−
00GOGG−3’であると結論された。
本発明の制限酵素の切断部位の決定には、アデノパイラ
ス−2DNAを、本酵素で切断したのち得られるフラグ
メントの5′末端塩基を決定する方法と、本酵素認識部
位をもつオリゴヌクレオチドを合成し、これに本酵素を
作用させ生成物の鎖長から切断部位を決定する方法を用
いた。
詳細は以下のとおりである。
すなわち、γデフバイラス−2DNAを酵素標品で完全
に分解する。これをアルカリフォスファターゼ(宝酒造
製品)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(宝酒造製品)と〔
γ−32P〕アデノシン三リン酸を用いてDNAフラグ
メントの末端に放射性リン酸を付加する。これをP1ヌ
クレアーゼ(ヤマサ製品)でモノヌクレオチドにまで分
解する。
これをPEl−セルロース薄層プレート(マシエレイ 
ナゲル社製品)を用いて分析した。
この時検出された標誠された5′モノヌレオチドはグア
ノシンであった。
一万、セルフコンプリメンタリ−の構造をもつオリゴヌ
クレオチドd (GAOOGOGOTO)を、固相法に
より合成しポリヌクレオチドキナーゼと〔γ−11p〕
アデノシン三リン酸を用いて51宋端に放射性リン酸を
付加する。オリゴヌクレオチドをアニーリングさせて二
本鎖DNAとした後、本酵素で切断し、Dlll:AJ
−セルロース薄層プレート(マシエレイ ナゲル社製品
)により分析した。この時、生成物として鎖長六塙基(
5’−GAOOGO)の標識されたスポットが検出され
た。
このことから本酵素は ↓ ↑ を認識し矢印の位置で切断していると結論された。
(2)至適酵素活性条件 ■)至適温度 至適温度は約37“Cであった。
■)至適pH 至適pHは、pH8,0〜8.5の範囲にある。
冒)塩濃度 Na1l、K0111!1度について両者とも29mM
以上の濃度から阻害される。
■)Mg01s濃度 MgO1g濃度が5 mM〜20 mMの存在下で酵素
反応が活性化される。
実施例 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例 1 2001容のジャーファーメンタ−に下記表2に示す培
地160tを仕込み常法により培地を滅菌した。
」1記と同じ培地で26゛Cで36時間振−培養したグ
ルコノバクタ−アルビダス エF03251の種培養液
3tを上記ジャーファーメンタ−に移植し、通気社1v
vm、攪拌数250rpm、26”Cで18時間培養を
行なった。次いで冷却遠心機を用いて菌体を得た。培養
液160tから411にして約640fの菌体が得られ
た。
表    2 グルコース     5F グリセロール  15m1 イーストエキス  5f’ ポリペプトン   52 KH,Po、      0.59 KIHPO,0,59 脱イオン水    1t pH6,5 得られた2002の菌体を1000m/の抽出緩衝液(
20mM )リス−H(+1 、 pH7,5,10m
M 2−メルカプトエタノール)に懸濁し、超音波破砕
機を用いて破砕後、100000Xfで1時間遠心分離
を行ない、残渣を除去、抽出液を得た。
得られた抽出液に硫酸アンモニウムを80%飽和になる
ように加え、沈殿物を遠心分離にて集め、緩衝液入(1
0mMQン酸カリウム緩衝液、pH7,5,10mM 
2−メルカプトエタノール、5%グリセロール)に溶解
後、同緩衝液Aで一晩透析を行なった。
次に透析内液を予め緩衝液Aで平衡化させておいりDl
CAE−セルロース(ワットマン製品Dm52)のカラ
ム(65X95m)に吸着させ、緩衝液Aで洗浄後、0
〜0.6Mの塩化カリウムの直線濃度勾配を持つ緩衝液
Aで溶出させると0.15〜0.23Mの塩化カリウム
濃度画分に本酵素の活性が検出できた。
次に得られた活性画分を合わせ緩衝液Aで−晩透析後、
透析内液をfめ緩衝液Aで平衡化させておいたアフィゲ
ルブルーアガロース(バイオラッド製品、100〜20
0mθah )のカラム(25X100m)に吸着させ
、緩衝液Aで洗浄後O〜1.0Mの塩化カリウムの直線
濃度勾配を持つ緩衝液Aで溶出させると、0.44〜0
.66Mの塩化カリウム濃度画分に本酵素の活性が検出
できた。
次に得られた活性画分を合わせ、緩衝液B(20mMリ
ン酸カリウム緩衝液、1)H7,5,10mM2−メル
カプトエタノール、10%グリセロール)で−晩透析後
、透析内液を予め緩衝液Bで平衡化させておいたヘパリ
ン−セファロース(ファルマシア製品、0L6B)のカ
ラム(10×130■)に吸着させ、緩衝液Bで洗浄後
、0〜0.8Mの塩化カリウムの直線濃度勾配を持つ緩
衝液Bで溶出させると0.20〜0.26Mの塩化カリ
ウム濃度画分に本酵素の活性が検出できた。
次に得られた活性画分を合わせ緩衝液Bで−晩透析後、
透析内液を予め緩衝液Bで平衡化させておいたヘパリン
−セファロース(ファルマシア製品、0L6B)のカラ
ム(5X50■)に吸着させ、緩衝液Bで洗浄後、0.
5Mの塩化カリウム濃度を持つ緩衝液Bで溶出させ、本
酵素の最終標品として得た。
この酵素標品には非特異的なりNA分解酵素およびホス
ファターゼは夾雑していなかった。
゛以上述べた方法により200fの湿菌体より7500
0単位の活性単位を得た。
発明の効果 以上詳細に説明したとおり、本発明によりSac lお
よびSet、 lと同様d塩基配列の認識部位および切
断部位を有する制限酵素の工業的に有利な製造法が提供
された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、グルコノバクター属に属し、下記ヌクレオチド配列
    の式中矢印の部位で特異的に切断する制限酵素生産能を
    有する細菌を培養し、得られた培養物より下記ヌクレオ
    チド配列の式中矢印の部位で特異的に切断する制限酵素
    を採取することを特徴とする制限酵素の製造法。 5′−CCGCGG−3′ 3′−GGCGCC−5′ (式中Cはシチジン、Gはグアノシンを示す)
JP59202199A 1984-09-27 1984-09-27 制限酵素の製造法 Granted JPS6178382A (ja)

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