JPS62205786A - 新規な組み換え体dna - Google Patents

新規な組み換え体dna

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JPS62205786A
JPS62205786A JP61048246A JP4824686A JPS62205786A JP S62205786 A JPS62205786 A JP S62205786A JP 61048246 A JP61048246 A JP 61048246A JP 4824686 A JP4824686 A JP 4824686A JP S62205786 A JPS62205786 A JP S62205786A
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JP
Japan
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dna
creatinase
strain
culture
recombinant dna
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Application number
JP61048246A
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English (en)
Inventor
Taiji Koyama
泰二 小山
Eiichi Nakano
中野 衛一
Satoru Kitao
北尾 悟
Hideko Yamamoto
秀子 山本
Masaru Suzuki
勝 鈴木
Yasuhiko Nakajima
中嶋 康彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NODA SANGYO KAGAKU KENKYUSHO
Kikkoman Corp
Original Assignee
NODA SANGYO KAGAKU KENKYUSHO
Kikkoman Corp
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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)
    • C12N9/78Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

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、クレアチナーゼの製造に有用な新規な組み換
え体DNAに関する。
クレアチナーゼ(creatinase)  [クレア
チン・アミジノヒドロラーゼ(creatine am
idinohydrolase )とも呼ばれている〕
は、クレアチンに作用して尿素とザルコンン(5arc
osine )に加水分解する酵素であ、す、その反応
式は次のとおりである。
クレアチナーゼ クレアチン+H20 尿素+ザルコシン そしてこのクレアチナーゼは、血清、尿中等のクレアチ
ン含有物中のクレアチン定量用酵素として極めて有用な
ものである。
〔従来の技術〕
従来、クレアチナーゼは、例えばフラボバクテリウム(
Flavobacterium )属に属し、クレアチ
ナーゼ生産能を有する菌株を、クレアチニン、クレアチ
ン、またはこれらの混合物の存在下で培養し、培養物よ
りクレアチナーゼを採取することにより製造されている
(特公昭52−8395号公報)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記のクレアチナーゼの製造法によるときには
、培地中に高価なりレアチニン、クレアチン等を添加す
ることが必須要件であるため、上記のクレアチナーゼ製
造法は、経済的に不利であり、また製造操作も煩雑にな
る等の問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上記の問題点を解決すべく種々
検討した結果、クレアチナーゼをコードする遺伝子を含
有するDNAをベクターDNAに挿入した組み換え体D
NAを得、この組み換え体をエッシェリンア(Esch
erichia)属に属する菌株に含ませたクレアチナ
ーゼ生産能を有する菌株を培地に培養すると、培地中に
、クレアチニン、クレアチン、またはこれらの混合物を
全く添加することなしに、効率よくクレアチナーゼが生
産されること等の知見を得、本発明を完成した。
即ち、本発明はクレアチナーゼをコードする遺伝子を含
有するD N AをベクターDNAに挿入したことを特
徴とする新規な組み換え体DNAである0 以下、本発明について詳細に説明する。
先ず、クレアチナーゼをフードする遺伝子を含有するD
NAの調製について述べる。
フラボバクテリウムU−188[微工研菌寄第2922
号(FERM  P−鬼2922)]株を、特公昭52
−8395号公報記載の方法と全く同様にして培養し、
培養物を得る。この培養物を、例えば3000 r、p
、m、以上、好ましくは8000〜10000 r、p
、m、で5分以上、好ましくは10〜15分間遠心分離
してフラボバクテリウムU−188株の菌体な得る。
この菌体より、例えば斎藤、三浦の方法[バイオケム、
バイオフィズ、アクタ、 (Bi6chem、Biop
bys。
Acta、 ) 、第72巻、第619頁(1963年
)]、]ケーー、zスカービー(K、S、Kirby 
)の方法ロバイオケム、ジェイ、  (Biochem
、J、) 、第64巻、第405頁(1956年)コ等
の方法により染色体DNAを得ることができる。
ついで、この染色体DNAに、突出末端を生じさせる制
限酵素、3例えば−5au 3A I  (東洋紡績社
製)を、温度30°C以上、好ましくは37°C1酵素
濃度1〜10ユニット/ atで20分以上、好ましく
は1〜2時間作用させて消化し、種々の染色体DNA断
片混合物を得る。
このようにして得たDNA断片混合物から、例えば通常
のアガロースゲル電気泳動法によりDNA断片8合物を
得、更に例えばフェノール抽出等の精製手段により精製
し、また更に例えばエタノール沈殿法等の濃縮手段によ
り濃縮し、純化されたD N A 1tJi 片混合物
(この中にクレアチナーゼをコードする遺伝子を含有す
るDNA断片が含まれる)を得る。
一方、本発明において用いることのできるベクターDN
Aとしては、如何なるものでもよく、例えばプラスミド
ベクターDNA、バクテリオファージベクターDNA等
が挙げられるが、具体的には例えばプラスミドpBR3
22DNA [ベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ(
B6thesdaResearch Laborato
ries )社製]などが好ましい。
上記ベクターDNAに、突出末端を生じさせる制限酵素
、例えばBam  Hl  (宝酒造社製)を、温度3
0゛C以上、好ましくは37°C1酵素濃度10〜1o
ooユニツ) / meで1時間以上、好ましくは2〜
3時間作用させて消化し、切断されたベクターDNAを
得る。
ついで、上記のよ°うにして得たフラボバクテリウムU
−188由来で、クレアチナーゼをコードする遺伝子を
含有するDNA断片混合物と、切断されたベクターDN
Aを混合し、こ、れに例えば大BFh VJ D N 
Aリガーゼ(二ニー・イングランド・バイオ・ラプス社
製) 、T4DNAリガーゼ(ぺ一リンガー・マンハイ
ム社製)など、好ましくはT4DNAリガーゼを、温度
4〜37°C1好ましくは4〜16°C1酵素濃度1〜
100ユニットで1時間以上、好ましくは6〜24時間
作用させて組み換え体DNAを得る。
この組み換え体DNAを用いて、例えば大腸菌に−12
、好ましくは大腸菌HBIOI (ATCC33694
) 、大腸菌DHI (ATCC33849) 、大腸
菌χ−1776(ATCC31244) 、などを形質
転換あるいは形質導入してそれぞれの菌株を得る。この
形質転換はディー・エム・モーリソ7 (D、M、Mo
rrison)の方法[メソヅ・イア −! 7ザイモ
1lffジー(Methods in  Enzymo
logy ) 、第68巻、第326〜331頁(19
79年)]により行なうことができる。また形質導入は
ビー・ホーン(B、Hohn )の方法[メソノ゛・イ
ン・エンザイモロジー第68巻、第299〜309頁(
1979年)]によってt行なうことができる。
そして、上記菌株よりクレアチナーゼ生産能を有する菌
株をスクリーニングすることにより、クレアチナーゼを
コードする遺伝子を含有するDNAをベクターDNAに
挿入した組み換え体DNAを含み、クレアチナーゼ生産
能を有するエランエリシア属に属する菌株を得ることが
できる。
このようにして得られた菌株より純化された新規な組み
換え体DNAを得るには、例えばビー・グーリー(P、
Guerry )等の方法[ジエイ、バクテリオロジ−
(J、Bacteriology )第116巻、第1
064〜1066頁(1−973年)]、デー・ビー・
フレウェル(D、B、Clewell )の方法[ジェ
ー、バクテリオロジー第11.O巻、第667〜676
頁(1972年)]などにより得ることができる。
上記のようにして得られたクレアチナーゼをコードする
遺伝子を含有するDNAをベクターDNAに挿入した組
み換え体DNAを含み、クレアチナーゼ生産能を有する
エッシェリンア属に属スる菌株を用いてクレアチナーゼ
を生産するには、この菌株を通常の固体培養法で〜培養
してもよいが、なるべく液体培養法を採用して培養する
のが好ましい。
また、上記菌株を培養する培地としては、例えハ酵母エ
キス、ベフトン、肉エキス、コーンステイープリカーあ
るいは大豆もしくは小麦域の浸出液等の1種以上の窒素
源に、リン酸第1カリウム、リン酸第2カリウム、硫酸
マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化第2鉄、硫酸第
2鉄あるいは硫酸マンガン等の無機塩類の1種以上を添
加し、更に必要により糖質原料、ビタミン等を適宜添加
したものが用いられる。
なお、培地の初発pHは、7〜9に調整するのが適当で
ある。また培養は30〜42°C1好ましくは37°C
前後で4〜24時間、好ましくは6〜8時間、通気撹拌
深部培養、振盪培養、静置培養等により実施するのが好
ましい。
培養終了後、該培養物よりクレアチナーゼを採取するに
は、通常の酵素採取手段を用いて得ることができる。
例えば、常法により菌体を、超音波破壊処理、磨砕処理
などするか、または、リゾチーム等の溶菌酵素を用いて
本酵素を抽出するか、またはトルエン等の存在下で振盪
もしくは放置して自己消化を行なわせ本酵素を菌体外に
排出させる。この溶液を濾過、遠心分離などして固形部
分を除去し、必要によりストレプトマイノン硫酸塩、プ
ロタミン硫酸塩あるいは硫酸マンガンにより除核酸した
のち、これに硫安、アルコール、アセトン等を添加して
分画し、沈殿物を採取し、これを水に対し透析したのち
真空乾燥して粗酵素標品を得る。
更に、クレアチナーゼの精製品を得るには、例エバD 
E A E−セルロース(ジ・エチル・アミン・エチル
・セルロース、米国ブラウン社製)、DEAE−セファ
デックス(ジ・エチル・アミノ・エチル・セファデック
ス、スウェーデン国ファルマシア社製)、QAE−セフ
ァデックス(スウェーデン国、ファルマン7社製)等の
イオン交換物質を用いる吸着溶出法にて精製するか、ま
たセファデックスG−200(スウェーデン国、ファル
マンア社製)、セファロース6B(スウェーデン国、フ
ァルマン7社製)等を用いるゲル濾過法、ハイトロキシ
ルアパタイト(米国バイオランド社製、バイオゲルHT
)を用いる吸着溶出法、ポリアクリルアミドゲル等を用
いる電気泳動等を適宜選択、組み合わせて実施すること
により、高度に精製されたクレアチナーゼ標品を得るこ
とができる。
上記精製手段により得られる精製クレアチナーゼの理化
学的性質は、特公昭52−8395号公報記載のクレア
チナーゼの理化学的性質と全く同様である。
〔発明の効果〕
上述しことから明らかな如く、本発明の新規な組み換え
体DKAを含むエッンエリンア属に属する菌株を培地に
培養すると、クンアチン、クレアチニン等を添加使用す
ることなく、クレアチナーゼを効率よく得ることができ
るので、本発明は産業上極めて有用なものである。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
実施例 (1)フラボバクテリウムロー188株の染色体DNA
の調製 フラボバクテリウムU−188(FERM  PNo、
 2922 )株を、T−Y培地(1%(W/V)バク
トートリブトン(Bacto−trypton  [デ
ィフコ(Dtfco)社製コ、0.5%(W/V)バク
トーイースト+zキストラクト(Bacto−yeas
t extract)[ディフ’ (Dirco)社製
コ、0.5%(W/V)NaCL (pH7,2) 1
100 mlに接01シ、温度30°Cで8時間振盪培
養し、培養物を得た。
この培養物を10000 r、p、m、で1O分間常法
により遠心分離処理し、湿潤菌体0.5gを得たのち、
該菌体から斎藤、三浦の方法ロバイオヶム、バイオフィ
ズ、アクタ、 (Biochem、Biophys、A
cta、 ) 、第72巻、第619頁(1963年)
]により染色体DN Aを得た。
ついで、この染色体D N A 0.2 mg及び制限
酵素−ジ巴3A1 (東洋紡績社製)1.45ユニツト
を、10mM トリス塩酸緩衝液(50mM NaC1
,10mMMgso4及び1 mMジチオスレイトール
含有)  (pH7,4)にそれぞれ混合し、温度37
゛Cで1時間反応させた。反応終了液を常法により0.
7%(W/V)アガロースゲル(宝酒造社製)電気泳動
処理したものより、4〜8Kb(キロベースペアー)の
犬ぎさのDNA断片を7−ル・ン一・エイ・ヤング(R
,C,A、Yang ) 等の方法[メンズ・イン・エ
ンザイモロジ−(Methods in Enzymo
logy ) 、第68巻、第176〜182頁(19
79年)]により溶出して溶出物を得、これから常法に
よりフェノール抽出処理し、更にエタノール沈殿処理し
て5au3AIで消化されたフラボバクテリウムロー1
88株の染色体DNA断片10μyを得た。
(2)新規な組み換え体プラスミドpKLs511DN
Aの作製 プラスミドpBR322DNA [ベセスダ・リサーチ
゛ラボラトリーズ(Bethesda  Re5ear
chLaboratories )社製110μ、5+
と制限酵素BamHI(宝酒造社製)〜40ユニットを
50mM トリス塩酸緩衝液(100mM NaC1、
及び10 mM Mg5O4含有)  (pH7,4)
に混合し、温度37°Cで2時間反応させて消化液を得
、膣液を常法によりフェノール抽出及びエタノール沈殿
処理して、BamHIで1肖化されたプラスミドpBR
322DNAIIた。
ついで、二〇BamHIで消化されたプラスミドpBR
322DNAlOμy1上記(1)で得られたSau 
3 A Iで消化されたフラボバクテリウムロー188
株の染色体DNA断片10μJ及び2ユニツトのT4D
NAリガーゼ[ベーリンガー・マンハイム(Boehr
inger Mannheim) L製コを6.6mM
MgCh 、10 mMジチオスレイトール及び10 
mMATPを含有する66mM ) !Jス塩酸緩衝液
(pH7,5)に添加し、温度16°Cで10時間反応
し、DNAを連結させた。
ついで、ディー・エム・モーリソン(D、M。
Morrison )の方法[メンヅ・イン・エンザイ
モロジー(Methods in Enzymolog
y) 、第68巻、第326〜331頁<1979年)
]で、塩塩化カル/ラム理した大腸菌H8101株(A
TCC33694)を、上記のように連結させたDNA
て形質転換し、アンピシリン耐性及びテトラサイクリン
感受性の形質転換株3200株を得た。
このようにして得られた形質転換株がクレアチナーゼ活
性を有する′か否かを以下のようにして試験した。
各菌株を、0.2%(W/V)クレアチ7(シグマ社製
)及び50μf / m!アンピシリンを含有スるT−
Y培地5 mlに接種し、温度30°Cで24時間培養
して培養液を得た。これを350Or、p、m、で10
分間遠心分離処理して湿潤菌体を得、該菌体を1%l/
V)クレアチンを含有する10mMリン酸緩衝液(pH
7,0) L mlニ懸濁し、これに、20plトルエ
ンを添加し、温度37°Cで1時間反応させたのち、温
度100°Cで5分間加熱処理して反応停+h液を得た
ついで、この液を常法により3500 r、p、m、で
10分間遠心分離処理して反応液を得、この反応液に0
.3ユニツト/ meザルコシンオキシターセ(盛進製
薬社製) 、0.07%(W/V)4−アミノアンチピ
l)7.0.2%(W/V)2.4−ジクqaフェノー
ルスルホン化溶液及び70ユニツト/コパーオキンダー
ゼ(東洋紡績社製)をそれぞれ0.1m1jずつ添加し
、反応液が赤色に変化したものがクレアチナーゼ活、性
を有する形質転換株である。
このようにして得られたクレアチナーゼ活性を有する形
質転換株である大腸菌(E、coli ) HB101
 (pKLs511)は、工業技術院微生物工業技術研
究所に微工研条寄第992号(FERMBP−992)
として寄託されている。
(3)組み換え体プラスミドpKLs511DNAの単
離 トリプト71%(W/V) 、酵母エキス0.5%(W
/v)、及びNaC1O,5%(W/V)からなる培地
IEに、該培地を用い温度37°Cで16〜24時間前
培養して得た大腸菌(E、coli) HB 101(
pKLs511)の培養液20m1を接種し、温度37
°Cで3時間振盪培養したのち、培養液にクロラムフェ
ニコール0.21を添加し、更に同一温度で20時間培
養し、培養液を得た◎ ついで、この培養液を、常法により10000 r、p
、m。
で10分間遠心分離処理して湿潤菌体な得、これを20
コの25%(W/V)ンゴ糖を含有する50mMトリス
塩酸緩衝液(pH8,0)に懸濁したのち、更に、これ
に、リゾチーム10IIIg、0.25MEDTA溶液
(pH8,0) 8 ml及び20%(W/V)ドデ/
ル硫酸ナトリウム溶液8 nItをそれぞれ添加し、温
度60°Cで30分間保温して溶菌し、溶菌液を得た。
この溶菌液に、5M NaC1溶液13m1を添加し、
温度4°Cで16時間処理したものを常法により150
00 r、p、m、で30分間遠心分離して抽出液を得
、常法によりフェノール抽出処理したのち、常法により
エタノール沈殿処理し、沈殿物を得た。
ついで、この沈殿物を通常の減圧乾燥処理したものを、
1’mMEDTAを含有する10 mM )リス塩酸緩
衝液5 ml (pH7,5)に溶解し、更に、これに
塩化センラム6I及び10 mg / meエチジウム
ブロマイド0.2mgを添加したものを、常法により3
9000 r、p、m、で42時間超遠心分離機を用い
て平衡密度勾配遠心処理を行ない組み換え体プラスミド
pKLs511DNAを単離し、また、更に、ノルマル
ブタノールを使用してエチジウムブロマイドを除去した
のち、1mMEDTAを含有する10mM ) !Iス
塩酸緩衝液(pH7,5)に対して透析を行ない純化さ
れた組み換え体プラスミドpKLS511DNA(35
0μIを得た。
(4)大腸菌(E、coli)HBIOI (pKLs
511)によるクレアチナーゼの生産及び該酵素の分離
、精製 トリプトン1%(W/V)、酵母エキス0.5%(W/
V)、及び食塩0.5%(W/V)からなる培地2jを
撹拌式小型培養装置(いわしや社製)の培養槽に分注し
、常法により高圧滅菌処理したものに、上記と同一組成
の培地で予め温・度37°Cで24時間振盪培養した大
腸菌(E、coli) HB 101 (pKLs51
1)の培養液20 mlを接種し、温度37°Cで8時
間通気撹拌培養する操作を5回繰り返して湿潤菌体30
 /を得た。
この菌体な、1mM2−メルカプトエタノールを含有す
る0、05 M IJ 7r!jj、緩衝液(pH8,
0) 100dに懸濁し、常法により超音波破壊処理し
たのち、15000 r、p、m、で30分間通常の遠
心分離処理し、クレアチナーゼの粗酵素液120 ml
 (0,8ユニット/ me )を得た。
このようにして得た粗酵素液に硫酸ストレフトマイノン
を用いて除核酸処理を施したものを、DEAE−セルロ
ースカラム(予め1 mM 2−メルカプトエタノール
を含有する0、05 M !Jン酸緩衝液で平衡化済み
のもの)  (2X30 cm)を通過させて非吸着区
分を得た。これを上記緩衝液で平衡化済みのDEAE−
セファデックスA−50カラム(1,4X40 cm)
に吸着させたのち、O〜1.5モルの食塩濃度勾配溶出
法で溶出することにより0.1〜0.3モルの食塩濃度
範囲でクレアチナーゼ含有溶出液を得た。
このクレアチナーゼ含有溶出液を、上記緩衝液で予め平
衡化済みのセファロース6Bカラム(2X 108 c
m )を通過させてクレアチナーゼ活性区分を分取し、
更に常法により濃縮したのち、凍結乾燥することにより
純化されたクレアチナーゼ粉末43単位を得た。なお、
収率は45%であった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)クレアチナーゼをコードする遺伝子を含有するD
    NAをベクターDNAに挿入したことを特徴とする新規
    な組み換え体DNA。
  2. (2)クレアチナーゼをコードする遺伝子を含有するD
    NAが、フラボバクテリウムU−188株由来のDNA
    である特許請求の範囲第1項記載の新規な組み換え体D
    NA。
  3. (3)ベクターDNAが、プラスミドpBR322DN
    Aである特許請求の範囲第1項記載の新規な組み換え体
    DNA。
JP61048246A 1986-03-07 1986-03-07 新規な組み換え体dna Pending JPS62205786A (ja)

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DE19873707172 DE3707172C2 (de) 1986-03-07 1987-03-06 Rekombiniertes DNA-Molekül, das ein Kreatinasegen codiert, rekombinanter Vektor, der diese DNA-Sequenz umfaßt, sowie Verfahren zur Herstellung von Kreatinase unter Verwendung eines Stammes vom Genus Escherichia, der diesen rekombinanten DNA Vektor enthält

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