JPS62126972A - 新規制限酵素及びその製造法 - Google Patents

新規制限酵素及びその製造法

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JPS62126972A
JPS62126972A JP60268896A JP26889685A JPS62126972A JP S62126972 A JPS62126972 A JP S62126972A JP 60268896 A JP60268896 A JP 60268896A JP 26889685 A JP26889685 A JP 26889685A JP S62126972 A JPS62126972 A JP S62126972A
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restriction enzyme
novel restriction
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Keiko Kita
恵子 喜多
Shinji Hiraoka
平岡 信次
Atsushi Oshima
淳 大島
Toshiko Kadonishi
門西 聡子
Akira Obayashi
晃 大林
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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】 〔産業上の利用分骨〕 本発明は新規制限酵素およびその製造法に関し、更に詳
細にはアチネトバクター(Ac1nθtobacter
 )属の細菌の生産する新規制限酵素およびその製造法
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等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。遺伝子操作にお
いてはその作用において多様な制限酵素を必要とする。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら本発明者等の知る限りにおいては二本鎖デ
オキシリボ核酸中の塩基配列↓ 5’−TOOGGA−3’ 3’ −AGG(1!OT −5’ ↑ (式中人はアデノシン、Gはグアノシン、Tはチミジン
、Cはシチジンを示す)を認識し、がつこれを矢印の位
置で切断する制限酵素は見出されていない。
従って本発明は上記二本鎖デオキシリボ核酸中の塩基配
列を認識し、かつこれを上記矢印の位置で切断する従来
知られていながった新規制限酵素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、本発明の第1の発明は下記の理化
学的性質を有する新規制限酵素にある。
(イ)作用および基質特異性: 二本鎖デオキシリボ核醗中の塩基配列 ↓ 5’ −Too()GA −3’ 3’ −AGGIjOT −5’ ↑ を認識し、かつこれを矢印の位置で切断する。
(式中Aはアデノシン、Gはグアノシン、Tはチミジン
、Cはシチジンを示す) (ロ)至適pH:8.5 (ハ)安定pH:6.0〜9.5 に)至適反応温度: 60〜65℃ なお本発明による上記新規制限酵素は二本鎖デオキシリ
ボ核酸χ−DNAを24個所、pBR322DNAを1
個所、アデノパイラス・タイプ2を8個所で切断する。
φX174RIFDNA。
8740  DNAは切断しない。
また本発明の第2の発明は上記新規制限酵素の製造方法
に関し、アチネトバクター属に属する上記新規制限酵素
を生産する細菌を栄養培地で培養し、培養物より上記新
規制限酵素を採取することにある。
本発明で使用する微生物としては、アチネトバクター属
に属する上記新規制限酵素生産菌の全てを使用できるが
、−例としてアチネトバクター・カルコアセティカス(
Ac1netobactercalooaceticu
s )がある0上記細菌の菌学的性質についてはバーシ
ーズ・マニュアル・オフ・デイターミネイティブ拳バク
テリオロジ−(Bergey’s Manual of
 Daterminative Bacteriolo
gy)第8版第437頁に記載されている。
なお本菌株は工業技術院微生物工業技術研究所に微工研
条寄第935号(FICRM  BP −935)とし
て寄託されている。
本発明による新規制限酵素の製造方法についてさらに詳
細に説明する。まず培養の際、培地に加える栄養源は使
用する菌株が利用し、新規制限酵素を生産するものであ
ればよく、炭素源としては例えばグルコース、穿素源と
しては酵母エキス、ペプトン、プレインハートインフュ
ージョンなどが利用できる。
本発明による制限酵素の生産量は培養条件により大きく
変動するが一般に培養温度は25〜40℃、培地のpH
4〜8が良く、1〜2日間の通気撹拌培養で本発明によ
る制限酵素の生産は最高に達する。培養条件は使用する
菌株、培地組成などに応じ、制限酵素の生産量が最大に
なるように設定するのは轟然である。本発明の菌株によ
って生成された制限酵素は主に菌体内に存在する。
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
うことができる。
本発明の酵素の抽出、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、菌体を緩衝液に懸濁後
、超音波処理により破砕し、細胞内酵素の抽出を行なう
。次に細胞残渣を超遠心分離により除去後、抽出液を硫
酸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1m液にて透析を行な
う。得られる透析内液をイオン交換クロマト法、分子ふ
るいクロマト法およびアフイニテイクロマト法を用いた
精製法で本発明の制限酵素を得る。−例を挙げると、透
析内液をホスホセルロースP11(ワットマン社製)カ
ラムに吸着させて、次いで0〜1.0Mの塩化カリウム
で溶出する、活性画分をDEAE−セルロースDE 5
2(ワットマン社製)カラムに吸着させ、次いで0〜1
.0M塩化カリウムで溶出する。活性画分をヘパリン−
セファロース0L−5B(ファルマシア社製)カラムに
吸着させ、0.7M塩化カリウムで洗浄後、i、oMの
塩化カリウムで溶出する。活性画分をさらにアミノヘキ
シルアガロース(ベセスダ社製)カラムに吸着させて、
次いでO〜1.5Mの塩化カリウムで溶出することによ
り本発明による制限酵素標品を得ることができる。
本発明による制限酵素の活性測定方法を示す。
下記表1に示す組成の反応液50メtを予め37℃で予
熱した後、本酵素を加え酵素反応を進める。10分後に
酵素反応停止液(1%SDS 、 50%グリセロール
、0.02%ブロムフェノールブルー)を5/’を添加
して反応を停止させる。
表     1 1QmM    トリス−)(Ct、  pH7,57
mM    MgCLz 7mM   2−メルカプトエタノール5 Q mM 
  NaC6 0,01% 牛血清アルブミン 1.0,1   χ−DNA 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90 mMトリス−はう酸緩衝液
(pH8,3) 2.5 mM EDTAを用いる。
ゲルに前もって0.5)’f/meのエチジウムブロマ
イドを含ませておくことにより、Uv前照射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
数と債が変化しなくなった時を終点とする。
活性の定義は37℃で1時間に1声2のχ−DNA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新規制限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ボ核酸中の ↓ 5’−TOOGGA−3’ 3’ −AGGOCT−5’ ↑ (式中A、T、O1Gは前述したとおりである)を認識
し、かつこれを矢印の位置で切断する酵素である。
本発明の新規制限酵素の認識部位の決定は以下のように
行なった。
本制限酵素はアデノパイラス・タイプ2 DNAを8カ
所切断したが、φX 174 RF DNAおよび5V
40DNAは分解しなかった。またDam+χ−DNA
とDam−χ−DNAを20力所以上切断したが、生成
フラグメントの数が、Dam+χ−DNAの場合には3
本少なかった。さらにDam−pBR322DNAは1
力所切断したがDam+pBR322DNAは切断され
なかった。これらの結果よりこの酵素の認識部位は大腸
菌のclan遺伝子により認識され、Aがメチル化を受
ける塩基配列5l−GATC−3’の一部が関係してい
ると考えられた。
Dam  pBR322を本制限酵素とHlnd l 
X5adI 5H1nc l 、Pst lのそれぞれ
の酵素と二重分解を行ない本制限酵素の1)BR322
上の位置を調べたところ1700 bp (ベースペア
ー)付近であることが明らかになった。その付近のGA
T(!配列を探したところ1664より1671にTO
OGGATOの配列があった。したがって本制限酵素は
TOOGGAを認識していることが推測される。
次にアデノパイラス・タイプ2DNA、φX174RF
 I)NA、 SV 40  DNA、χ−DNA中ノ
TCCGGAの数を調べたところ8.0.0.24と実
験結果を一致した。χ−DNAの24カ所の内3カ所+
7)TOOGGAのAがdam遺伝子によりメチル化を
受けていて切断されないことも明らかになった。
次に本発明の新規制限酵素の切断部位の決定は以下のよ
うに行なった。
本制限酵素の認識部位を中央に持った2回転対称形のオ
リゴヌクレオチドd (GTT(IC!GGAAO)を
固相法により合成しポリヌクレオチドキナーゼと(7−
p)アデノシン三リン酸を用いて51末端に放射性リン
酸を付加する。この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DKAE
−セルロース91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、生成物として鎖長三項基(
5’ −pGTT )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 ↓ 5’ −Toe()GA −3’ 3’−AGGCOT−5’ ↑ 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 1)至適反応温度: 本酵素の至適反応温度は60〜65℃であった。
11)至apH: 本酵素の至適pHは8.5であった。
Ill )KCt% Na06a度: 本酵素の至適塩濃度はKCl 、 NaC1とも150
 mMであった。
IV)MgO2z濃度: MgC2x濃度が5 mM〜59 mMの存在下で酵素
反応が活性化される。
■)安定pH: 本酵素の安定pHは6.0〜9.5である、〔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 アチネトバクター〇カルコアセティカス(?ERM B
P −935)を下記表2に示す組成の培地160tで
32℃にて10時間通気猾拌培養を行ない、その後、冷
却遠心機を用いて菌体を得る。培養液160tから湿重
量にして約12802の菌体が得られた。
表     2 ポリペプトン    10? イーストエキス    5タ グルコース       12 NaG!t5y 脱イオン水     1t pH7,2 得られた菌体の内、350Fの菌体を700−の抽出緩
衝液(10mMリン酸カリウム緩衝液、pH7,5,1
0mM 2−メルカプトエタノール)に′!f!!濁し
、超音波破砕機を用いて破砕後、100000Xrで1
時間遠心分離を行ない、残渣を除去、抽出液を得た。
この抽出液に硫酸アンモニウムを70%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A (10
mMリン酸カリウム緩衝液、pH7,5、l Q mM
 i−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たホ
スホセルロースP11(ワットマン社製)のカラム(3
00d)に吸着させ、緩衝液Aで洗浄後0〜1.0M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065〜0.70 Mの塩化カリウム濃度画分に制
限酵素活性が検出できた。
次にこの活性画分を合わせ、緩衝液Aで一晩透析後、透
析内液を、予め緩衝浪人で平衡化させておいたDKAI
G−セルロースDK52(ワットマン社製)のカラム(
10m/)に吸着させ、緩衝液Aで洗浄後、0〜1.0
M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0.20〜0.25 Mの塩化カリウム濃度画
分に制限酵素活性が検出できた。
次に得られた活性画分を合わせ緩衝液Aで透析後、透析
内液を予め緩衝液Aで平衡化させておいたヘパリン−セ
ファロース0L−(3B(ファルマシア社製)のカラム
(4me )に吸着させ、0.7Mの塩化カリウムを含
む緩衝液Aで洗浄後、1.0Mの塩化カリウムを含む緩
衝液Aにて溶出させた。
次に得られた活性画分を合わせ緩衝液Aで透析後、透析
内液を予め緩衝液Aで平衡化させておいたアミノへキシ
ルアガロース(ベセスダ社製)のカラムC4me)に吸
着させ、緩衝液Aで洗浄後、0〜1.5M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0.3
2〜0.65Mの塩化カリウム温良画分に制限酵素活性
が検出できた。
次に得られた活性画分を合わせ、ポリエチレンブライフ
ールにて濃縮を行ない、濃縮液に等量のグリセロールを
加え、制限酵素の最終標品を得た。
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350?の湿菌体より3000
単位の活性単位が得られた。
〔発明の効果〕
以上詳細に説朗したとおり、本発明により従来知られて
いなかった基質特異性を有する新規制限酵素およびその
工業的に有利な製造法が提供された。
手続補正書 昭和61年 8月14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。 (イ)作用および基質特異性: 二本鎖デオキシリボ核酸中の塩基配列 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ を認識し、かつこれを矢印の位置で切断する。 (式中、Aはアデノシン、Gはグアノシン、Tはチミジ
    ン、Cはシチジンを示す) (ロ)至適pH:8.5 (ハ)安定pH:6.0〜9.5 (ニ)至適反応温度:60〜65℃ 2、アチネトバクター属に属する新規制限酵素生産菌を
    栄養培地で培養し、培養物より新規制限酵素を採取する
    ことを特徴とする新規制限酵素の製造法。 3、アチネトバクター属に属する新規制限酵素生産菌が
    アチネトバクター・カルコアセテイカスである特許請求
    の範囲第2項記載の製造法。
JP60268896A 1985-11-28 1985-11-28 新規制限酵素及びその製造法 Granted JPS62126972A (ja)

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