JPS62289184A - C末端アミド化酵素及びその製造方法 - Google Patents

C末端アミド化酵素及びその製造方法

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JPS62289184A
JPS62289184A JP61131089A JP13108986A JPS62289184A JP S62289184 A JPS62289184 A JP S62289184A JP 61131089 A JP61131089 A JP 61131089A JP 13108986 A JP13108986 A JP 13108986A JP S62289184 A JPS62289184 A JP S62289184A
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gly
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    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0071Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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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】 〔発明の分野〕 この発明は、ペプチドのC末端をアミド化する酵素、及
びその製造法に関する。この酵素はペプチドのC末端を
アミド化するために有用である。
〔従来技術〕
ペプチドのC末端がアミド化される過程は、プロホルモ
ンの活性化において最も重要な工程の1つである。この
アミド化に関与する酵素が、Bradburyらにより
、ブタ下垂体中に存在するごとが初めて報告された。彼
らは、基質として合成ペプチドD−Tyr−Val−G
lyを用い、これがD−Tyr−Val−NO□に変換
されること、及びC末端の−GlyがアミドのNの供与
体として必須であることを示した(Bradbury 
、  八、Fl等 ;  Nature  298 6
86−688.1982)。
Mi織における、ペプチドC末端アミド化の機構を明ら
かにすることの重要性に加えて、近年、組み換えDNA
技術を用いて作り出されるペプチドのC末端をアミド化
する手段としても、この活性を有する酵素が注目され、
酵素の生化学的解析や精製・物理化学的解析が試みられ
た。Eipperらは、下垂体のα−アミド化酵素活性
には銅イオンとアスコルビン酸が必要であると報告した
(Proc。
Natl、Acad、Sci、、US、805144−
5148.1983 ) 、この報告も含め、ペプチド
のC末端α−アミド化酵素の精製が試みられたが、充分
に精製された酵素が得られた例はこれまでにない。(H
usain、 r、等FEBS Lett、 1522
27−281,1983;Kizer、J、S、等、P
NAS 813228−3232.1984等)。最近
、Murthyらは、牛の下垂体よりC末端アミド化酵
素を部分精製した結果、分子量、電荷の異なる複数の型
が存在することを示した(Murthy、 A、S、N
等、J、Biol、Chem。
2611815−1822)が、いずれの型の酵素につ
いても、単一で純粋な状態にまで精製されていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、充分に精製されたペプチドC末端アミド化酵
素と、その製造法を提供しようとするものである。
〔問題点解決のための手段〕
本発明者らは、アフリカツメガエル(Xenopusl
aevis)の体皮で、C末端アミド化ペプチドである
TRtl(−Thyrotropin Releasi
ng Hormone )やセルレイン(caeru 
le in)が生合成されている事に着目し、この体皮
に口約とするペプチドC末端アミド化酵素が存在する事
を確認し、ここから本発明の酵素を抽出・精製した。又
、本発明における酵素活性の測定法として、(12J)
 −Ac−Tyr−Phe−Glyを基質として用いる
筒便かつ高感度の測定法を開発し、これを用いた。
以下、本発明の詳細な説明する。
(酵素の性質) (1)作用・基質特異性 C末端にグリシン残基を有するペプチドを基質とし、C
末端グリシンが欠失しかつC末端がα−アミド化された
ペプチドを与える。即ち、ペプチド−cry  → ペ
プチド−NHz(1)         (n) で示される変換に関与する酵素である。(Nで示される
一Glyは必須で、これが(II)で示されるC末端ア
ミドのNの供与体となる。
(2)分子量 SDSゲル電気泳動法により測定した分子量は約39.
000である。
(3)至適pH 至適pHは6〜7である。
(4)各種物質に対する酵素活性の応答■ Cu”イオ
ンが酵素活性発現に必須である。
また、0.1 mM EDTAによって阻害されるが、
これに0.12mM以上のCu5O,を添加すると酵素
活性は回復する。
01mMジチオスレイトールによって阻害される。チオ
ール化合物により阻害された酵素活性は1.2 mM 
CuSO4又は5mMN−エチルマレイミドによって回
復する。
■ 反応液中にアスコルビン酸が存在しないと酵素活性
は低下する。
(5)アミノ酸配列 N末端にSer−Leu−Ser・・・の配列を有する
(製造方法) この発明の酵素を抽出するための組織としてアフリカッ
メガエルの体皮が挙げられる。
この発明の酵素を、この体皮から抽出するには、まず、
この体皮を適当な緩衝液を用いて洗浄した後物理的手段
を用いて破砕して酵素を溶出させ、この溶出液から常法
に従い酵素を回収・精製する。例えば、酵素溶出液を遠
心分離して不溶物を除去し、得られた上清に硫酸アンモ
ニウムを添加し、80%飽和として酵素を塩析した後、
遠心分離により沈澱物として回収する。
この沈澱を適当な溶媒に溶屏して透析後、DEAEセル
ロースDE−52カラムクロマトグラフィーのリン酸ナ
トリウムバッファー直vA濃度勾配で溶出する。次に溶
出液の活性画分をアフィジェルブルー力ラムによるアフ
ィニティークロマトグラフィーにおいてNaC1直線濃
度勾配により溶出する。活性画分をセファクリルS−3
00でゲル濾過した後、ヒドロキシルアパタイトにより
精製すると2つの活性画分を得られる。このうち、主活
性画分(第3図中、■の両分)をさらにバイパフォーマ
ンスヒドロキシルアバタイトで精製した後、5uper
ose 12によりゲル濾過して、本発明の酵素である
C末端アミド化酵素AE−1の最終精製品が得られる。
上述のヒドロキシルアパタイト処理で得られる2つの活
性画分のうち、副活性画分(第3図中のHの両分)につ
いて同様に精製を進め、5uperose 12カラム
処理すると、SDSゲル電気泳動(SO5−PAGE)
で分子量約34,000と約39.000を示す2つの
物質が得られる(第5図参照)。これらも先の本発明酵
素(AE−1)と同様にペプチドC末端アミド化活性を
示す。
(酵素活性の測定方法) この発明のα−アミド化酵素の活性は、合成したペプチ
ド(I2J)−Ac−Tyr−Phe−Glyを基質と
して用いて測定する。lpmoleの基質(70,00
0〜150.OOOcpm)を、0.2 M トリス−
塩酸バックy   (2,17M CuSO4、0,2
5mMアスコルビン酸、25μgカタラーゼ(Boeh
ringer社製)及び0.1%ルブロール(Type
 PX) (牛丼化学薬品−社製)を含む、pH7,0
〕250μβ中で被験酵素液と37℃、1〜4時間反応
させる。これにIMトリス塩酸バッフy −(pH7,
0) 0.75m l。
と、酢酸エチル/蒸留水混合液の有機溶媒層2mlとを
加え強(攪拌した後、3000rpm 、3分間遠心分
離して有機溶媒層と水層を分離する。
ここで未反応基質((”’I) −Ac−Tyr−Ph
e−Gly)の98%以上が水層に、本発明の酵素によ
りC末端がアミド化された基質(〔125I〕−胱−T
yr−Phe−NHz)の98%以上が有機溶媒層に移
項するため両者を容易に分離することができる。C末端
アミド化生成物への変換率は、総放射能活性に対する有
機溶媒層の放射能活性の比から求めることができる。こ
の測定法において、1時間当りCl2’I)−Ac−T
yr−Phe−GlyがCl2J) −Ac−Tyr−
Phe−NHzに50%変換する酵素量を1ユニツトと
定義する。被験酵素液として、アフリカッメガエル(X
enopus 1aevis)体皮の粗抽出物を用いた
場合の酢酸エチル層の放射能活性は、マイクロボンダバ
ックC−18(μBondapakC−18、Wate
rs社)の逆相HPLCを用いて溶出した両分について
測定する。溶出は10mMギ酸アンモニウム(pl+ 
4.0 )の、10〜50%CH,CN直線濃度勾配で
行なう(流速2.0trl/分、40分、)(第1図参
照)。第1図の放射能活性のピークは、同じ条件で溶出
されるAc−Tyr−Phe−Nt+。
構造をもつ標準ペプチドと同一の位置に現われ、本発明
の酵素により (”’D −Ac−Tyr−Phe−G
lyが(”5r)−Ac−Tyr−Phe−NH,に変
換されていることが認められる。
次淘」1ユ アフリカッメガエルか°Cがアミアフリカ
ッメガエル(Xenopus Iaevis) 8匹の
体皮48gを、20 it M Cu5Oaを含む10
mMhリス塩酸バ・ノファー(pH7,0)  11で
ポリトロンホモジナイザーを用いて破砕した後、30,
0OOX g、30分間遠心分離して上清を得た。沈澱
物は、さらに同バッファー600m1でポリトロンホモ
ジナイザーを用いて破砕・遠心分離し、得られた上清を
先の上清と合わせ粗抽出液とした。この粗抽出液に、硫
酸アンモニウム80%飽和となる様加えることにより塩
析し、生成した不溶物を、2mMリン酸ナトリウムバッ
ファー(20μM CuSO4を含む、pH8,6) 
120 malに)脈濁し、同バッファーに対して透析
した。透析内液を、同バッファーで平衡化したDEAE
セルロースDE52を充填したカラム(4X32cm)
に吸着せしめた。吸着物を2mM〜250mM リン酸
ナトリウムパンファー(pH8,6)を用いる直線濃度
勾配法により溶出し、既述の方法によりC末端アミド化
酵素活性を測定して活性両分を得た。この活性画分に、
硫酸アンモニウム80%飽和となる様に加えて塩析し、
生成した不溶物を少量の5mMhリス塩酸バッファー(
2MMCuSO,を含む、pH7,0)に溶解し、同バ
ッファーに対して透析する事により濃縮した。透析内液
を、同バッファーで平衡化したアフィジェルブルー(バ
イオランド社製)を充填したカラム(4,OX32cm
)に吸着せしめた。吸着物を、NaCl濃度を0〜1.
0Mとした同バッファー溶液を用いる直線濃度勾配法に
より溶出した(流速40m11時)(第2図)。活性画
分を、YM−10メンプラン(アミコン社製)を用いる
限外濾過により濃縮した。この濃縮内液を、501nM
)リス塩酸(0,1MNaC1,2μM CuSO4を
含む、pH7,0)で平衡化したセファクリルS−30
0を充填したカラム(3,0X140cm)にかけ、同
溶液により溶出しく流速40mI2/時)活性画分をY
M−10メンプラン(先述)で濃縮した後、10mMリ
ン酸カリウムバッフy   (10mM CaC1z、
 0.1%ルブロール(牛丼化学社製)を含む、pH6
,8)で平衡化したヒドロキシルアパタイトを充填した
カラムに吸着せしめた。10mM〜400mMリン酸カ
リウムバッファー(10mM CaCIz 、 0.1
%ルブロールを含む、pH6,8)を用いる直線濃度勾
配法により溶出しく流速12mj!/時)2つの活性画
分を得た(第3図)。
このうち、大きなピークの活性画分(第3図中■の両分
)をAE−1画分、小さなピークの活性画分をAE−I
I画分とした。AE−I画分を蒸留水で3倍希釈した後
、高力価のヒドロキシルアパタイト(バイオランド社製
)を充填したカラムに吸着せしめ、0.01〜0.35
Mリン酸ナトリウムハソフy   (10MM CaC
1z、 0.1%ルブロールを含む、p++ 6.8 
)を用いた直線濃度勾配法により溶出した。
活性画分を、5uperosel 2  (ファルマシ
ア社製)ゲルを充填したカラム(1,6X50cm)に
付し、10mLトリス塩酸バッフy   (0,1M 
NaCl 。
0.1%ルブロールを含む、pH7,0)を用いて溶出
した(流速1.5mjl!/分)。精製酵素AE−1を
得た(第4図)。一方、AE−II画分について、先述
のAE−Iの場合と同様に精製を進め、精製酵素AE−
IIを得た。AE−1,AE−IIについて、12.5
mMジチオスレイトール(DTT)存在下及び非存在下
、不連続緩衝液系(d 1scon * 1nuous
buffer system)を用いた5DS−PAG
Eにかけ、銀染色法により蛋白の染色を行った。その結
果を第5図に示す。DTTの有無にかかわらずAE−1
は分子量約39.000に相当する位置に1本のハンド
が得られ、AE−IIは分子量約34.000及び約3
9,000に相当する位置に各1本のハンドが得られた
。AE−■酵素の精製度について更に、ハイボアRP−
304(バイオラッド社製)による逆相高速液体クロマ
トグラフィー(IIPLC)を用いて分析した。即ちA
E−I2MgをハイボアRP−304を充填したカラム
に吸着せしめ、10〜60%C113CNの0.1%ト
リフルオロ酢酸溶液を用いた直線ン農度勾配法により溶
出したところ(流速1.5mN/分)(第6図)、単一
のピークを示す酵素画分を得た。表1には各精製工程で
の総蛋白量、C末端α−アミド化醇素活性および、比活
性、収率、精製倍率を示す。
実止阻2.  M1込Elのアミノ ヨエl定上記II
 P L Cで得られた酵素画分について、Appli
edB 1osys tems社製のProtein 
5equencer 470Aを用い、常法に従いアミ
ノ酸配列を調べた結果、N末端のアミノ酸配列は、Se
r−Leu−Ser・・・であった。
1皇±1 基質としてTyr−Gly−Gly−Phe−Met−
八rg−Arg−Val−Gly 4 nmo+を用い
、0.2 M トリス塩酸バッファ(2μM Cu5O
< 、 0.25Mアスコルビン酸、25μgカタラー
ゼ、0.1%ルブロールを含む、pH7,0)中実施例
1で得たC末端アミド化酵素AE−I 0.1Mgと3
7℃、24時間インキユヘートした。1%トリフルオロ
酢酸250μlを加えることにより反応を停止させた後
、この溶液を、TSKooS−12OA (東洋曹達社
製)を充填したカラム(0,4X25cm)にかけ、1
2〜60%CH3CNの0.1%トリフルオロ酢酸溶液
を用いて、直VA?H度勾配法により溶出した(流速1
.5rrl/分)。?容量液の21OAmにおける吸光
度を測定することによりペプチドの溶出画分を分析した
ところ、基質とじて用いたペプチドのC末端のGlyが
欠失しかつC末端のα−アミド化されたアドレノルフィ
ンとして知られるペプチド(Tyr−Gly−Gly−
Phe−Met−Arg−Arg−Val−NHz)の
標品と一致する位置のみに単一のピークが得られた(第
7図中1で示した。第7図中aの矢印はアドレノルフィ
ン標品の溶出ピークの位置を、bの矢印は基質標品の溶
出ピークの位置を、各々示している)。第7図より、・
・・Val−Gly体の75〜80%が、・・・V a
 l −N )l z体に変換されていることがわかる
。第7図中1の画分をとって6M塩酸存在下で110℃
、24時間反応させることにより、ペプチドを加水分解
した後、アミノ酸分析機を用いて、アミノ酸組成を分析
した。このアミノ酸組成並びに、サーモライシン消化後
の薄層クロマ) (TLC)によるC末端アミドの分析
、およびIIPLCでのペプチド標品との保持時間の比
較から、第7図に示したピークbは、アドレノルフィン
であると同定された。
更に、基質としてTyr−Phe−Gly、八c−Ty
r−Phe−Gly。
D−Tyr−シal−Gly、 D−Tyr−Gly−
Gly、 Tyr−Gly−Gly−Phe−Met−
Arg−Arg−Val 、及びB A M  12 
P (Tyr−Gly−Gly−Phe−Met−へr
g−へrg−Val−Gly−Arg−Pro−Glu
)  、を用いAE−1の存在下、C末端アミド化体へ
の変換率を求めた。結果を第8図に示した。C末端にG
ly残基を有するペプチドはいずれもC末端アミド化物
に経時的に変換されたが、C末端にctyを有さない基
質は48時間後においても、C末端アミド化体への変換
は見られず、本発明の酵素が、C末端にGly残基を有
するペプチドを特異的にアミド体に変換する有用な酵素
であることが確認された。
AE−1のかわりにAE−IIを用いて同様に゛活性を
見たところ、上述と同様の結果が得られた。
策」−五 アフリカッメガエルの体皮からのα−アミド化計素(A
E−1)の精製段   階    全蛋白質 全°活性
  比活性  収 率  精製倍率(mg)     
   (1ニツト)      (ユニット/mg) 
   (%)1、粗抽出物     11376   
46368    4.08  (100,0)   
 (1,0)2、 6メビシ鍼アンモニウム     
     1681.L      40403   
     24.03     87.1@     
  5.9 3、DE−52729,02440733,4852,
68,24、Affi−GelBlue     56
.30  13037   231.48  2B、1
   56.75.5ephacrylS−30045
,2011584256,2B   25.0   6
2.86、hydoxylapatite     1
.263  3784.2  2996.2   8.
2  734.47、  l+PIIT       
   O,1151509,0131223,3321
6,18、5uperose12      0.02
7  921.4 34126    2.0  83
64.2
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明のα−アミド化酵素AE−■により
アミド化された基質(ペプチド)の、マイクロボンダパ
ックC−18を用いる逆相高速液体クロマトグラフィー
における溶出経過を示す。 第2図は、7フイジエルブルーを用いるカラムクロマト
グラフィーにおける溶出経過を示す。 第3図は、ヒドロキシルアパタイトを用いるカラムクロ
マトグラフィーにおける溶出経過を示す。 第4図は、この発明の酵素AE−1の、5uperos
e12ゲルを用いるカラムクロマトグラフィーにおける
溶出経過を示す。 第5図は、この発明の酵素AE−Iを、ジチオスレイト
ールの存在下(図中(+)で示す)および非存在下(図
中(−)で示す)で5DS−PAGEにかけた結果を示
す。 第6図は、この発明の酵素AE−1の、ハイボアRP−
304を用いたカラムクロマトグラフィーにおける溶出
経過を示す。 第7図はTSK 0DS−12OAを用いたカラムクロ
マトグラフィーを示し、■は、基質として用いたTyr
−Gly−Gly−Phe−Met−Arg−Arg−
Val−Glyの反応0時の溶出パターンを、■は■で
用いた基質と発明の酵素AE−1とを24時間作用させ
得られた反応生成物の溶出パターンを示す。 また、■のa、bの矢印は、標準のアドレノルフィンお
よびTyr−Gly−Gly−Phe−Met−Arg
−Arg−Val−c+yが溶出される位置を示す。O
の1の位置は■のaの矢印の位置と、2はbの矢印の位
置と一致する。 第8図は、この発明の酵素AE−1による各種基質のC
末端α−アミド化体への変換率を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、次の性質: (1)C末端にグリシン残基をもったペプチドを該グリ
    シン残基が欠失したC末端α−アミド体に変換する; (2)SDSゲル電気泳動法により測定した分子量が約
    39,000である;及び、 (3)N末端のアミノ酸配列が、Ser−Leu−Se
    r・・・で表わされる; を有する、アフリカツメガエル(Xenopuslae
    vis)由来のC末端アミド化酵素AE− I 。 2、次の性質: (1)C末端にグリシン残基をもったペプチドを該グリ
    シン残基が欠失したC末端α−アミド体に変換する; (2)SDSゲル電気泳動法により測定した分子量が約
    39,000である;及び、 (3)N末端のアミノ酸配列が、Ser−Leu−Se
    r・・・で表わされる; を有する、アフリカツメガエル(Xenopuslae
    vis)由来のC末端アミド化酵素AE− I の製造方
    法において、上記酵素活性を有するアフリカツメガエル
    (Xenopus laevis)の体皮から該酵素を
    抽出・精製することを特徴とする方法。
JP61131089A 1986-06-07 1986-06-07 C末端アミド化酵素及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH0775541B2 (ja)

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