JPS63219375A - コラゲナ−ゼ1及び2の製造法 - Google Patents

コラゲナ−ゼ1及び2の製造法

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JPS63219375A
JPS63219375A JP62053766A JP5376687A JPS63219375A JP S63219375 A JPS63219375 A JP S63219375A JP 62053766 A JP62053766 A JP 62053766A JP 5376687 A JP5376687 A JP 5376687A JP S63219375 A JPS63219375 A JP S63219375A
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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〕 本発明はコラゲナーゼの製造法に関し、更に詳細にはス
トレプトミセス属に属するコラゲナーゼ生産菌を利用す
るコラゲナーゼの製造法に関する。
〔従来の技術〕
動物の結合組織を構成するコラーゲンは基本単位として
、それぞれ91%OOOの分子量をもつ3本の?リペデ
テド鎖から成り、三重らせん構造上とっている。コラー
ゲン特有のこのヘソックス構造は通常のノロテイナーゼ
に対して抵抗性を示し、コラゲナーゼによってのみ作用
を受ける。
コラーゲンを加水分解する動物由来のコラゲナーゼはお
たまじゃくしや哨乳動物の組織培養で認められ、特に後
者の酵素はある種の病変、例えば角膜潰瘍、変形関節炎
、歯根膜炎あるいは腫瘍などと関係づけられ注目されて
いる。その一方で、現在まで40種類以上の微生物の生
産するコラゲナーゼが発見されているが、精製されたも
のは少ない。嫌気性病原菌のCloitrldlum 
hlatolytieum 、病原性通性嫌気性好塩菌
のAchro+nobacter iophagua(
Vlbrio arginolytlcum )などか
らコラゲナーゼが単離されている。最近になって。
C,histolytlcumコラダナーゼは6種類存
在すると報告された。
コラゲナーゼは動物組織の細胞分散などの生化学試薬と
して利用されてbるだけでなく、最近では椎間板ヘルニ
アの治療など臨床領域においても、需要性が非常に増大
しつつある。
しかし、入手し得るコラゲナーゼは、 C,hiatolyticumや人、 iophagu
sなどより調興した病原性細菌由来の限られた標品だけ
である。しかし、コラゲナーゼを量産および臨床利用す
るためには好気性、非病原性微生物のコラゲナーゼが必
要である。
先に本発明者は微生物の生産するコラゲナーゼ金臨床応
用するために、土壌より好気的条件下で菌体外にコラゲ
ナーゼ金生産する微生物を検索し、8treptomy
c@s sp、 C−5’3−株(微工研条寄第710
号)が強いコラゲナーゼ生産能を有することを見出した
(特開昭61−188068号ン。さらにStr*pt
omye*gmp、c−51株の生産するコラゲナーゼ
は培養上清液よシ限外r過濃縮、硫安塩析DEAE−T
OYOPEARL 、 DEAE−Cal 1ulof
 ln*のカラムクロマトグラフィー、電気泳動によυ
精製され、2つの活性画分を得た0これらコラゲナーゼ
は未変性コラーゲンおよび変性コラ−ダンに対して作用
するがカゼインを分解しなかった。
また、反応の至適pHおよび温度s  PHおよび温度
安定性、アミノ酸組成、各覆阻害剤の影響および抗原特
異性に関して両者に顕著な差は認められなかった0 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、これらコラゲナーゼは、優れたコラーゲ
ン分解能を有するものの従来の培養法においてはその生
産性が不十分であり、2つの活性画分も各々十分に精製
されたものは得られていない。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者は前記コラゲナーゼの2つの活性画分
(以下コラゲナーゼIおよびlと記す)を各々高収率で
製造すべく種々検討したところ、ストレゾトミセス属に
属するコツゲナーゼ生産菌をm1、一定の培養条件で培
養すれば目的が達成されることを見い出し、本発明を完
成した。
すなわち本発明は、ストレfトミセス属に属するコラゲ
ナーゼ生産菌を培養し、その培養物からコラゲナーゼ■
及びIを採取すること?:特徴とするコラゲナーゼ1及
び1の製造法を提供するものである。
本発明を実施するには、例えばストレゾトミセス属に属
するコラゲナーゼ生産菌を栄養源培地上で好気的に培養
し、培養物中に蓄積したコラゲナーゼ■及び夏を種々の
手段によシ採取することにより行なわれる。好ましい培
地としてはゼラチン添加培地が挙げられる。
以下に本発明の実施態様とともに本発明の詳細な説明す
る。
■ 材料および方法 1−1  使用菌株および培養方法 菌株は遠藤らによって土壌より分離されたコラゲナーゼ
生産株Str@ptomye*s sp、 C−51(
微工研条寄710号2%開昭61−188066号)を
用いた。
表1に示した組成(1)の培地100dを入れた500
d容坂ロフラスコにStreptomyees sp。
C−51株を1白金耳植菌し、30℃で4日間振盪培養
した0これを種培養として表1に示した組成(2)の培
地で各種炭素源・窒素源を加えた培地Loom/i入れ
た500d容坂ロフラスコに5%植菌し、さらに30℃
、20時間振盪培養した0 ここで使用した炭素源または窒素源は、グリセリン(国
産化学)、カザミノ酸(日永製薬Lzリーt:ゾトン(
大豆栄養化学)、ゼラチンの酸加水分解物である水溶性
ゼラチンU、H−タイ70にツタゼラチン)、ゼラチン
の酵素分解物であるハイマーシュH−1000P(住友
化学工業)、フラミックスーEB、フラミックス−P(
日本化薬)、ゼラチン(国産化学)、ハイド、Qウダー
(Hlde powder )(都立皮革技術センター
、長南康正氏より恵与)0 また表1に示した組成(2)の培地で、炭素源・窒素源
としてグルコース、ゲルコーストセラチン、グリセリン
とゼラチンを各05%ずつ添加した培地で同様に培養し
た。
同様に種培養として表1に示した組成(3)の培地を用
い、本培養に組成(4)の培地を用いた。
また、この組成(4)を用いた本培養の培養経過中にク
ロラムフェニコール(和光紬薬工業)を添加し、さらに
30℃でインキュベートした0 以下余白 f−2酵素活性測定法 1−2−1  コラゲナーゼ活性測定法天然基質として
不溶性コラーゲン、酸可溶性コラ−ダン、ゼラチン、ア
ゾコールを用い、合成基質としてPZ−PLGPR(p
−phenylazoban −zyloxycarb
onyl−Pro−Leu−Gly−Pro−D −A
rg ) 、 Z−GPLGP (b@n1yloxy
carbonyl−Gty−Pro−L@u−Gly−
Pro ) 、 Z−GPGGPA(benzyloz
yearbonyl−Gly−Pro−Gly−Gly
−Pro−Ala)を用いて活性測定した。また合成基
質を用いた場合には速度定数も求めた。
(1)不溶性コラーゲン 基質として80メツシユ(0177mm )以下にそろ
えた不溶性コラーゲン(牛アキレス鍵由来のコラ−ダン
 タイfl、シグマ)を用いてP*t*rkofmky
の方法(Methods Enzyrmol、。
82.453−471(1982))に従ってpH76
,37℃で反応させ、遊離した酸可溶性タン、Qり質f
:E、F、Hartrseの方法(Anal、Bloc
hem、。
48.422−427(1972))またはニンヒドリ
ン法によって定量した。
基質溶液は50 mW Trim−塩酸緩衝液s  P
H76,5mM塩化カルシウムを用いて不溶性コラーゲ
ンを最終濃度2%になるように調製したO この基質溶液100 Atに酵素溶液100μtを加え
て37℃でインキュベートし、反応停止は01M酢酸4
00μを添加することで行なった。反応終了後s  1
aOOOr、p、m、、 15分間の遠心分離を行ない
、上清について牛血清アルブミンを標準としたE、P、
Hartr@eの方法またはL−ロイシンを標準とした
ニンヒドリン法によりタンノ9り質量を測定した。
酵素単位ハs  PH76% 30℃で1分間に1μm
olの酸可溶性タンノ9り質を遊離する酵素量を1単位
(U)とした。
(2)  酸可溶性コラ−ダン 基質として酸可溶性牛皮膚コラーグンタイグ■(シグマ
)ヲ用いてE、Yoshida、H,Nodaの方法(
Blochem、旧ophys、Aeta 1015 
、562−574(1965)〕に従って、pH76,
30℃で反応を行ない遊離したアミノ基末端アミノ酸残
基金ニンヒドリン法によって定量した。
基質溶液は10 mM酢酸を用いて酸可溶性コラ−ダン
を最終濃度015%になるように調製した。
この基質溶液03WIIにQ l 5 M Trim−
塩酸緩衝液PH76,1,5M塩化カルシウムQ2dと
酵素溶液αIR1t−加えて30℃でインキュベートし
、反応停止はαIN塩酸2 R1消却することで行なっ
た。反応終了後、遊離したアミノ基末端アミノ酸残基を
同様にニンヒドリン法で定量した。
酵素単位はp)17:6.30℃で1分間に1μmol
のロイシン相当量のアミノ基末端アミノ酸残基金遊離さ
せる酵素量を1単位(U)とした0 (3)  アゾコール 基質としてアゾコール(シグマ)を用いてPvterk
ofskyの方法に従ってPH76,37℃で反応させ
、遊離したアゾ色素を530 nmの吸光度で定量した
基質溶液は50 mM Tris−塩酸緩衝液p)I7
6 s 5 mM塩化カルシウムを用いてアゾコールを
最終濃度06%になるように調製した。
この基質溶液250 μmに625 mM  N −エ
チルマレイミド2oμtと酵素溶液230μtf加えて
37℃でインキュベートし、反応停止はl OmMエチ
レンシアミン四酢酸(EDTA)500μを添加するこ
とで行なった。反応終了後1,0OOXf、5分間遠心
分離を行ない、上清について530 nmの吸光度を測
定した。
酵素単位はpH76,37℃で1分間に1μmolのア
ゾ色素を遊離させる酵素量を1単位(U)とした。
(4)  ゼラチン 基質として牛皮ゼラチンタイ−fW約60プルーム(シ
グマ)を用りて、不溶性コラーゲン基質同様に、pH7
6,37℃で反応を行ない、遊離したアミノ基末端アミ
ノ酸残基金酸可溶性コラーゲン基質同様に定量した。
(5)  PZ−PLGPR 合成基質としてPZ−PLGPR(ペーリンガーマンハ
イム)を用い、W’unsch 、E、 、H,G、H
e1drlehの方法(Physlol、Ch@m、、
 333 、149−151(1963))K従ってP
H80,37℃で反応させ遊離したPZ−PL t−3
20nmの吸光度より定量した。
基質溶液は50mMTr1g−塩酸緩衝液pHao、4
mM塩化カルシウムを用いてPZ −PLGPRを最終
濃度1mMになるように調製した。
この基質溶液100μtに酵素溶液100μtを加えて
37℃でインキュベートし反応停止は05%クエン酸4
00μを添加することで行なった。反応終了後、酢酸エ
チル2 xi f加えて抽出し、酢酸エチル層を無水硫
酸ナトリウムで脱水後320 nmでの吸光度を測定し
た0酵素量位は1μmO1の基質を1分間に分解する酵
素量を1単位(U)とした0 (6)  Z −G P L G PおよびZ−GPG
GPA合成基質とl、−1(、Z−GPI、CPおよび
Z−GPGGPA(ペノテド研究所)を用い、前者はY
、Nagalらの方法(Bloahem、Blophy
s、Acta、 37 、567(19ao))に従い
、後者はGra8mann、W、 。
Nordvilr、A、 、の方法(P h y a 
i o l * Chamt s 322 +267 
(1960))に従って行なった。
基質溶液は25 mM Trlm−塩酸緩衝液s  p
)18014mM塩化カルシウムを用いて調製した。
この基質溶液0.1trtlに酵素溶液α1dを加えて
、Z−GPLGPの場合には37℃% Z−GPGGP
Aの場合には25℃でインキュベートシ、反応停止はQ
2N塩酸0211Llで行なった。反応終了後、遊離し
たアミン基末端アミノ酸残基をL−ロイシンを標準とし
たニンヒドリン法によって定量した。
酵素単位はpHao、25℃あるいは37℃で1分間に
1μmolのアミノ基末端アミノ酸残基を遊離させる酵
素量を1単位(U)とした。
1−2−2  カゼイン分解活性測定法基質としてカゼ
イン(Ca5eln naehHAMMAR8TgN 
、メルク)を用いてE、Yoahida。
H,Nodaの方法に従って行なった。基質のカゼイン
とpH78s 30℃で反応して遊離した酸可溶性チロ
シン残基t” 273 nmで定量した。
Q I M Trlm−塩酸緩衝液、pH78で調製し
た06%カゼイン4mと試料溶液α5Itlを混合し、
37℃で反応させた0反応は10%トリクロロ酢酸で停
止した。反応終了後、−過し、濾過液の273 nmの
吸光度を測定した。
1−2−3  トリデシン様酵素活性測定基質としてN
−ベンゾイル−L−アルギニα ン p−ニトロアニリド(L−BAPNA、シグマ)を
用いてG、Re1nh&rd、F、Hanaの方法(M
ethodsEnzym、Anal、 (3rd、Wd
 ) 5.119−129(1984))に従ってトリ
ノシン様アミダーゼ活性を測定した0 基質L−BAPNA t−用いてpH7:8.25℃で
反応させ、遊離したp−ニトロアニリンを405nmの
吸光度によ)定量した。
トリエタノールアミン溶液(0,2M )リエタノール
アミン、pH78,20mM Cm”)075mlと試
料溶液005−を混合し、5分間放置した0その溶液に
トリエタノールアミン溶液で調製した4 mM  L−
BAPNA Q 20 !116を加え、25℃、10
分間%405nmの吸光度の増加を測定した0 1−3 精製方法 1−3−1  培養 1−1の項同様に表1に示した組成(3)の培地を用い
て種培養を行ない表1に示した組成(4)の培地201
七入れた30を容シャーファーメンタ−(TS−N型培
養装置、高杉製作所)に植菌し、30℃、通気量20 
t / rnin 、攪拌回転数250 r、 p、m
、の条件下で20時間培養を行なった。
1−3−2  限外r過濃縮 30を容シャーファーメンタ−で20時間培養して得た
培養液について図1に示したように精製を進めた。操作
は全て4℃で行なった0 まず、その培養液をf遇して培養上清液を[外濾過((
J)’ ) モジ3.−A/AIL−1010s分画分
子量IQOOO(旭化成)を用いて限外濾過濃縮した。
1−.3−3  硫酸アンモニウムによる塩析前項で得
た濃縮液よりコラゲナーゼ活性画分である硫酸アンモニ
ウム35−75%飽和沈澱物を得た。
濃縮液に硫酸アンモニウムを35%飽和になるように加
え、その沈澱物を遠心分離によって除去した。その上清
液に硫酸アンモニウムを75%飽和になるように加えた
。その沈澱物を遠心分離によって取り%5mMTrig
−塩酸緩衝液s  PH’?:6 s  1 rnM塩
化カルシウムに溶解し、同緩衝液で透析し念。
1−3−4   DEAE−トヨ/リール850Mカラ
ムによる陰イオン交換クロマトグ ラフイー 弱塩基性陰イオン交換体DBAE −)ヨ/Q−ル65
0M(cz−〕(東洋曹達工業)をカラムサイズ40X
13(Xに5 mM Tris−塩酸緩衝液、pH78
,1mM塩化カルシウムで充填したOこれに前項で得た
全量を吸着させ、同緩衝液で洗浄した後、同緩衝液に0
2s Q 3 、L M塩化ナトリウムを加えた溶液で
段階的に流速380Rt/b (30,5屑//h −
cll! )で溶出し、20 ml / tubeで分
画した0これよシ得たコラゲナーゼ活性の高い画分をダ
イアフローメンブランフィルタ−YM−10、分画分子
量IQOOO(アミコン)によって限外r過濃縮した0 r−3−5セルロファインGC−200−mカラムによ
るグルー過 分画範囲(分子量)IQooo−120,000のセル
ロファインGC−200−m(生化学工業)をカラムサ
イズL9X95CIIに20 mMMOPS−水酸化ナ
トリウム緩衝液、PH7:6.4 mM塩化カルシウム
、02M塩化ナトリウムで充填した。前項で得た全量に
ついて同緩衝液で流速1 &7td/ h (48ゴ/
h−cgL”)で溶出し、  15d/ tubeで分
画した。これより得たコラゲナーゼ活性の高い両分をダ
イアフローメンブランフィルタ−YM−10により限外
−過濃縮し、50 mM Tris−塩酸緩衝液、PH
aO,4mM塩化カルシウムで透析した。
1−3−6  Mono Q HR515カラムによる
陰イオン交換クロマトグラフィー 前項で得た粗精製物をFPLC(Fast Prote
in。
Po1yp@ptide、Po1ynucleotid
e、LiquidChromatography lシ
ステムを用いて0強塩基性陰イオン交換体Mane Q
 HR575カラム(ファルマシア)に50 mM T
rls−塩酸緩衝液、p)f a 0.4 mM塩化カ
ルシウムで吸着、洗浄した。その後、同緩衝液に33 
mW塩化す) IJクムを加えた溶液によって、流速α
5au/rhlnで溶出し、αs we / tube
で分画した。この操作のみ20℃で行なった0これより
得九2つの活性画分をそれぞれ4℃でダイアフローメン
ブランフィルタ−YM−10で限外濾過濃縮し、15 
mM  MOP8−水酸化ナトリウム緩衝液。
pH78,1mW塩化カル7ウムで透析した01−4 
 タン/耐り質の定量 L o wr y T O* H−らの方法に従ってタ
ンAり質量を測定した。標準タンノ9り質として牛血清
アルブミンを用いた0 [−5電気泳動 1−5−1  seリアクリルアミドダル電電気泳動ク
リアクリルアミドグル電気泳動 PAGE )はB、J
、Davlmの方法(Ann、N、Y、Acad、Sc
i、。
121.404(1964))により行なったQグルは
2 mfln厚のスラブダルとし、分離ダルはpH9,
5* アクリルアミド濃度70%に調製した。泳動は4
℃で行なった。ダルの染色はコマシーブリリアントブル
ー1250 (牛丼化学薬品)によるタンパク質染色ま
たは過ヨウ素酸−フクシン試薬による糖質染色(PA8
染色)で行なった0 また、PAGEを行なった試料のコラゲナーゼ活性およ
びタン、Qり質量を定量するためには以下の操作を行な
った。
PAGEを行なったゲルを取プ出し、22−3nt間隔
で切り出し、50 vBM Tri−一塩酸緩衝液、 
 pH76,4mM塩化カルシウA 400 pLKよ
って切り出したゲル切片から抽出し、その抽出液につい
て、合成基質PZ−PLGPRt−用いたコラゲナーゼ
活性測定を行なった0また、タン・qり質を定量するた
めにコマシーブリリアントブルーによってゲルを染色し
、デンシトメーター、高滓クロマトスキャナC5−93
0(高滓製作所)を用いて染色したダルの570 nm
の吸光度を測定した01−5−2 5D8−ぼりアクリ
ルアミド電気泳動 5O8−&リアクリルアミド電気泳動けDavimの方
法によって行なった。ダルは1mm厚のスラブダルを用
い、分離グルの?リアクリルアミド濃度はa5%に調製
し九〇 5DS−PAGEによる分子量測定はミオシン(205
KDa ) 、β−ガラクトシダーゼ(116KDa 
) 、ホスホリラーゼB (97KDa ) 、牛血清
アルブミン((35KDa ) sオプアルプミン(4
3KDa ) 、炭酸デヒドロゲナーゼ(29KDa 
) t−含む分子量マーカー(シグマ)の相対的移動度
から計算して行なった。ダルはコマシーブリリアントブ
ルーで染色した。
また、  5DS−PAGEを用いて試料のゼラチン分
解活性の分析をC,Heusmen、E、B、Dowd
leの方法(Anal、Bioeh*ra、、 L 0
2 、196−202(19so))に従って行なった
。分離ダルは、01%ゼラチンを含む85%?リアクリ
ルアミドダルに調製した。4℃で泳動後、取シ出したゲ
ルを室温、1時間25%トライトンX−400中で振盪
し、 SDSを除去し、αI M Trim−塩酸緩衝
液、pa7s、4mM塩化カルシウム中、37℃、3〜
4時間インキュベートした0そのゲルをコマシーブリリ
アントブルーで染色した。
1−6 アミノ酸分析 アミノ酸分析は、自動アミノ酸分析機 (H%taehl Mod@l 835amino a
cid analyzer。
833A data processor ) f用−
て行なった0試料タンノQり質は真空下で02%フェノ
ールを含む6N塩酸で110℃、24時間加水分解して
調製した。
この分析方法では、システィン、トリットファンは検出
できず、アスノ9ライン、グルタミンはアスノQラギン
酸、グルタミン酸として定量した。
1−7  免疫化学実験 部分精製したコラゲナーゼ(セルロファインGC−20
0−mカラムクロマトグラフィーによる活性画分)20
0μt protein / Illと同量の(フロイ
ントの完全アジュバント(ディフコ)?:混合し、その
11Ll全3kfウサギ(♂)の背部皮下に注射した。
1週問おきに3回注射し、最後の注射後、2週間で血清
を分離し、−20℃で保存した。
抗原として、Str@ptomycea ap、 C−
51株のコラゲナーゼとC,hlstolytleum
 (シグマ)および人、Iophagum (ペーリン
ガー マンハイム)t−用いてオフタロニー法で行なっ
た。
以上の材料および方法を用いることKよってコラゲナー
ゼ■及び厘ヲ製造することができるが、次に最適培養条
件及び精製方法を検討した。
夏 培養条件の検討 従来、Streptomycin sp、 C−51株
のコラゲナーゼ金生産させる培地として、ゼラチン03
%、−(ゾトン1.0%、酵母エキス02%、リン酸水
素二ナトリウム02%、炭酸ナトリウム025%、硫酸
マグネシウム004%を用いていた。
この従来の生産培地を用いたときよりも、よシ高いコラ
ゲナーゼ活性を得るための条件を検討するため、以下の
実験を行なった。
1−1  炭素源および窒素源の検討 コラゲナーゼ生産に対する炭素源、窒素源の影響を調べ
た。
表IK示した組成(2)の培地に各種炭素源、窒素源を
06%添加し、30℃、20時間培養したときのコラゲ
ナーゼ生産の変化全表2に示した。この結果のコラゲナ
ーゼ活性は基質としてPZ−PLGPRを用いた測定方
法より求めた0 以下余白 表2 コラゲナーゼ産生に対する培地の影響本基礎培地
:01%アスノ9ラギン、0.1%に、)IPOいQO
4%MEMO4・7H10、微量無機物、pH’72こ
の結果より、炭素源よりも窒素源を添加した場合のほう
がコラゲナーゼ活性が高かった。特にゼラチン、ゼラチ
ン酵素分解物を添加した場合に最もコラゲナーゼ活性が
高く、従来の生産培地を用いた場合よりも5−10倍の
コラゲナーゼ活性が得られた。
次の炭素源のコラゲナーゼ活性の誘導について検討した
(図2)oその結果、グルコースよりもグリセリンを添
加したほうがコラゲナーゼ活性がより高く誘導されたが
、これら炭素源を添加せずにゼラチンのみを培地に添加
したときのほうがコラゲナーゼ活性が高かった(表2)
このことから、炭素源、特にグルコースはコラゲナーゼ
生産を抑制し、著しく遅らせることがわかった。
以上より、コラゲナーゼ産生のために使用する培地は、
炭素源を添加せず、ゼラチンまたはフラミックスp6添
加した培地が特に好ましい。また炭素源、特にグリセリ
ンを添加した培地ではコラゲナーゼ生産能は低くなるが
菌体量の増加が高かったので、種培養のために使用する
培地は、ゼラチンまたはフラミックスPとグリセリンを
添加した培地が好ましい。
厘−2ゼラチンまたはゼラチン酵素分解物(フラミック
スP)によるコラゲナ ーゼ誘導 培地に添加するゼラチン、フラミックスPの濃度変化に
よるコラゲナーゼ産生能への影響を検討した(図3(1
)および(2))。ゼラチンまたは7ラミツクスPを0
3あるいは05%添加した培地(表1 (4) )で培
養し、そのときのコラゲナーゼ活性、カゼイン分解活性
、トリプシン様アミダーゼ活性の変化を調べた。
その結果、コラゲナーゼ活性について従来の生産培地を
用いた培養とほとんど変化のない培養20時間前後に最
大に達し、わずかにゼラチンよりもフラミックスPを添
加したときのほうが高く誘導されたが、ゼラチンと7ラ
ミツクスPの添加濃度によるコラゲナーゼ誘導の変化は
ほとんどなかった。それに対し、カゼイン分解活性は、
培養経過とともに増加し、ゼラチンまたはフラミックス
Pを03%より05%添加した培地のほうが多く生産さ
れた。また、トリグシン様アミダーゼ活性は。
どの場合にでもほとんど生産されなかった。
以上の結果よ#)%最も好ましい培養条件は非特異的蛋
白分解酵素活性が低く、コラゲナーゼ活性を高く誘導す
る条件は表1に示した組成(4)の培地でゼラチンまた
は7ラミツクスP’!i03%添加した培地で、培養時
間20時間であることがわかった。
また、このゼラチン、フラミックスP’i03%添加し
た培地で培養し%  12,20.28時間培養した培
養上清から硫安35−75%飽和画分を得て、30 m
M Trim−塩酸緩衝液pi(76、1mM塩化カル
シウムに溶解、透析後PAGEによるタンノ9り質の分
析を行なった(図4)。図4のレーン1〜3はゼラチン
添加培地で12,20.28時間培養した結果でレーン
4〜6はフラミックスP添加培地で12.20,28時
間培養した硫安分画物の結果である。
この結果よ#)%ゼラチン、7ラミツクスPのどちらを
添加した場合にも培養12時間ではコラゲナーゼIが生
産されているが、コラゲナーゼ厘は生産されず、さらに
培養を続けると、コラゲナーゼ■の生産が観察された。
またコラゲナーゼ活性が最大に達する培養20時間でコ
ラゲナーゼlおよび1の生産量も最大となっていること
がわかった。これによりコラゲナーゼ!と■は、培養時
間をコントロールすることによシ各々を選択的に採取で
きる。
1−1−3  クロラムフェニコールのコラゲナーゼ生
産への効果 いろいろな培養時期に添加したクロラムフェニコールの
コラゲナーゼ生産に対する影響を調べるために、次の操
作を行なった。
Str@ptomyees sp、 C−51株を表1
のフラミックスP03%添加した組成(4)の培地で培
養し、培養0,8.12% 20時間後にそれぞれクロ
ラムフェニコールを5trepton+yces mp
、 C−51株最小致死量(5μf/ld)添加し、さ
らに30℃でインキュベートを行ない、それらの培養液
について、基質としてPZ−PLGPR’i用込るコラ
ゲナーゼ活性測定を行なった(図5)。
図4よりStreptomyces ap、 C−51
株のコラゲナーゼはゼラチンやフラミックスPによって
誘導されることがわかったが、図5の結果よりタン、Q
り質合成阻害剤のクロラムフェニコールの処理によって
streptomyc@s 8p。
C−51株のコラゲナーゼの生産が止められることがわ
かった。
図5において12時間培養した培養液と培1112時1
1[にクロラムフェニコール5μ?/dを添加し、さら
に30℃、8時間インキュベートした培養液から硫安3
5−75%飽和画分を得た。その分画物についてl−5
−1の項に従込、コラゲナーゼIおよびIの活性量、タ
ンノ9り質量の分析を行なった(図6A* 88 )。
図4同様に培養12時間ではコラグナーゼ!は生産され
ているが、コラゲナーゼIはほとんど生産されていない
ことがわかった(図8A )oこれに比べ、培養12時
間後にクロラムフェニコール添加して、8時間インキュ
ベートするとコラゲナーゼ■は減少し、コラゲナーゼ璽
は増加することがわかった(図8B)。
また、PAGEによるコラゲナーゼ1の活性量およびタ
ン、eり質量の変化を定量した結果クロラムフェニコー
ル添加して8RiJHL :Fラグナーゼ■はタン、Q
り質量、活性量ともに約2倍に増加していることがわか
った。
従って、クロラムフェニコールを添加して培養を行うこ
とがコラゲナーゼ夏又は璽を選択的に採取するのIC特
に好ましいものである〇!−2精製方法 従来のコラゲナーゼの精製方法は従来の生産培地で培養
した培養上清液よシ、限外r過濃縮、硫安塩析、DEA
E−トヨノQ−ルとDEAE−セルロファイン力ラムク
ロマトグラフイーおよび電気泳動によシ行なうものであ
った。
しかし、生産培地の変更など培養条件が変わったことよ
シ従来の方法では精製ができなくなったので、最終的に
電気泳動を用いない精製方法の改良および検討を行なっ
た。
その結果、表1の03%フラミックスP添加した組成(
4)の培地を用いて培養した培養上清液setから図1
の精製方法を用いて最終的に精製度138倍、回収率1
8%でコラゲナーゼ■および1が得られた(表3)。
次に各精製過程の結果を示す。
培養上滑液Setを限外濾過濃縮によって6301Ij
にまで濃縮した。これよシ塩析にょシ硫安35〜75%
飽和画分を得た。その硫安分画物を透析後@ eb m
M Tris−塩酸緩衝液PH76,L mMtJi化
カルシタカルシウムしたDIAE−トヨ/Q−/l/6
50 M+7) カラム(40X13cm)に吸着させ
た。そのカラムを同緩衝液で洗浄後、同緩衝液に塩化ナ
トリウムα2、α3、IM加えた緩衝液で展開し、溶出
液t−20ml / tubeで分ijlた(図’y)
oこの活性画分(フラクションN127−34)16C
)+jが得られ、限外濾過濃縮により11.8at K
 II縮した。
この濃縮液を20 mM MOPS−水酸化ナトリウム
緩衝液、pH7:6.4 mM塩化カルシウム、Q2M
塩化ナトリウムで平衡化したセルロファインG C−2
00−mのカラム(L9X95m)にのせ、同緩衝液で
展開し溶出液を15d/lub・で分画した(図8)。
この活性画分(フラジ’/ =i y Nu 22−4
6 ) 375111 ’ft l’Jt外r過外線過
濃縮 a 1ydに濃縮しs 50 mM Trim−
塩酸緩衝液s  PHa Os 4 mM塩化カルシウ
ムで透析した。
この活性画分を50 mM Tr i s−塩酸緩衝液
、PHao、 4 mM塩化カルシウムで洗浄したMo
no Q 1(R5/ 5のカラム(Q5x5cm)に
吸着させた。そのカラムを同緩衝液で洗浄後、同緩衝液
に36−塩化ナトリウムを加えた緩衝液で展開し溶出液
f 0.5 ml /’ t ubeで分画した(図9
)oこれより2つの活性画分が得られその活性画分(フ
ラクショ7Nn22−27および3434−44)30
および6611117を限外−過濃縮によって、それぞ
れ5dに濃縮し15 mM MOPS−水酸化ナトリウ
ム緩衝液tp)17:6.1mM塩化カルシウムで透析
し、−30℃で保存した。
図1OAは各精製段階で得られた活性画分i PAGE
によって分析した結果である。レーン1は硫安35−7
5%分画物、レーン2はDEAN−トヨノQ−ルクロマ
トグラフイー活性画分、レーン3はセルロファイン’G
Cクロマトグラフィー活性画分、レーン4および6はM
ono Qクロマトグラフィー活性画分である。
このように、Mane Q HR5/ 5のカラムクロ
マトグラフィーによって精製された2つの両分は電気泳
動的に単一であったので、その活性画分フラクションN
1122−27 ’iコラゲナーゼ■、フラクションN
134−44をコラゲナーゼ厘の最終精製標品として用
いた。
また、セルロファインG C−200−mのカラムクロ
マトグラフィーによってコラゲナーゼから他のタン、e
り質およびカゼイン分解活性が除去されたことがわかっ
た(図10人、レーン3、表3)。
精製したコラゲナーゼIおよびIft電気泳動後、過ヨ
ウ素酸−7クシン試薬による楯質染色した結果を図10
B(レーンlおよび2)K示した。この染色法によって
も最終精製標品が単一であることがわかった。
また、糖染色されたことよシ、コラダナーゼ!および厘
は糖タンノQり質であると推定された。そこで標品のコ
ラゲナーゼIおよび璽についてグルコースを標準物質と
してフェノール・硫酸法による糖質定量を行なった。そ
の結果、検出限界(コラゲナーゼ!および罵の1モル当
だシタンノ髪り質量の1/1ooo)以下であった。
以下余白 斯くシて得られたコラゲナーゼ■および璽の酵素学的諸
性質について以下に示す。
(1)分子量 精製標品(I−2で得たもの、以下同じ)について5D
S−PAGEを行なった結果、コラゲナーゼ1は単一の
鋭いバンドを示した(図11、レーン2)がコラゲナー
ゼ厘は幅の広いバンドを示した(図11.レーン4)。
また、試料の調製ft6%メルカグトエタノール存在下
で行なったときの結果は、非存在下の場合と同じであっ
た(図11.レーン3.5)。
コラゲナーゼ■および璽の分子量について分子量マーカ
ー(図11.レーン1)の移動度と比較して計算した結
果、コラゲナーゼ■はsa、ooo、:rラグナーゼI
は69. OOO〜89. OOOの分子量をもっと推
定された。
47’(、SDSによって変性を受けていないコラゲナ
ーゼの分子tを調べるためにセファデックスG −L 
150 s セルo7アイ/GC−200−rnオよび
TSK−ダルG3000SWカラムによるダルf過を試
みた。しかし、どの場合にもコラゲナーゼ1.1はカラ
ムに吸着し、塩化ナトリウム0〜IMを含む各種緩衝液
を用いてもほとんど溶出されなかった(回収率く10%
)0このため、グルr過によってネイティブなコラゲナ
ーゼの分子量を知ることはできなかった。
8DS−PAGEのメルカプトエタノール処理による分
子量に変化が見られないことよシ、コラゲナーゼIおよ
び1はジスルフィド結合によるサブユニットを形成しな
いことがわかった。しかし、ネイティブなコラゲナーゼ
の分子量がわからないことからも他の結合によるサブユ
ニット形成については不明である。
(2)  pHおよび温度の影響 精製標品のコラゲナーゼ活性に対する至適pHを調べる
ために基質としてZ−GPLGPを用いてpH3−L 
L%30℃において活性測定を行なった。
ここで用いた緩衝液は酢酸ナトリウム−酢酸緩衝液(p
Haes 〜a5)、Trim −−qレイン酸緩衝液
(paa5〜a5)、炭酸−ホウ酸−塩化カリウム緩衝
液(pH85〜11)。
その結果、コラゲナーゼ【% IともpH8〜9の至適
p■を示した(図12A)0 次にコラゲナーゼ活性に対する至適温度を調べた0基質
として未変性コラーゲンを用いると、この基質が40℃
以上で急激に変性し、測定できなかったので、基質とし
てZ−GPLGPを用いて25〜60’C(PH’75
1でコラゲナーゼ活性測定を行なった。
その結果、コラゲナーゼの至適温度は35〜40℃であ
ることがわかった。(図12B)。
(3)  基質特異性 天然基質として不溶性コラーゲン、酸可溶性コラーゲン
、ゼラチン、アゾコールヲ用いて、コラゲナーゼIおよ
びIによる加水分解を行ない基質特異性を求めた。基質
として不溶性コラーゲン、酸可溶性コラ−ダン、ゼラチ
ンを用いた場合には、μm。l pr。duet / 
mln/ rltg @ 1111!Vtn1l pr
 Ot* 1 fl % アゾコールを用いた場合には
s 119 p r Od u e i / m l 
21 / !Itg@ n Z 7m@ p r OL
・i+として表わした。
その結果は、表4に示したが、コラゲナーゼIはどの基
質を用いた場合にもコラゲナーゼ1よシ高い活性を示し
た。
Clostridium hlstolyticum 
コラゲナーゼによって加水分解される合成オリゴペグチ
ドのPZ−PLGPR%Z−GPLGPおよびZ−GP
GGPAを基質として用いてコラゲナーゼ■と1による
加水分解を行ない、コラゲナーゼ!と1の基質特異性(
μmol hydrolyz@d / mIn / I
Ig・nzyme protaln )を求め念。
その結果、コラゲナーゼ!、璽それぞれPZ−PI、G
PRK: 対しテl 176と11 a 3 bZ−G
PLGPに対して2a3と647.Z−LGPGGPA
に対して8a2と1531であった。
また、ラインライ−バーバークの逆数ノロシト法により
、コラゲナーゼIと厘の合成基質に対するミバエリス定
数Kmおよび触媒定数Kcatを求めた(表5)0 表4 各檀基質に対するコラゲナーゼ!およびIの活性 (4)酵素阻害剤の効果 コラゲナーゼIとIK対する各種酵素阻害剤の効果につ
いて検討した。この活性測定には基質としてPZ−PL
GPRあるいはZ−GPLGP ’ii用する方法で行
なった。
酵素阻害剤として金属キレート剤のEDTAトO−7:
r−ナンドロリン、ゾスルフィト結合還元剤のL−シス
ティンとメルヵゾトエタノール、チオール酵素阻害剤(
アルキル化斉nのヨードアセトアミドとN−エチルマレ
イミド、セリンノロテアーゼ阻害剤のゾイソデロビルフ
ルオロリン酸を用いた。
コラゲナーゼI、Iに対してともにEDTAとO−7エ
ナントロリンは1 mMで100%の阻害、L−システ
ィンとメルカゾトエタノ−ルはL OmMで60〜70
%の阻害を示した。
しかし、ヨードアセトアミド(10mM)、N−エチル
マレイミド(5mM )%ゾイソグロピルフルオロリン
11!(1mM )は阻害を示さなかった。
また、EDTム(1mW )処理したコラゲナーゼに2
価の金属イオンを添加して活性の回復t−調べたところ
、コラゲナーゼ!、1ともC&2+、Co意+、 Mg
”、Mn”十によって強い活性の回復が観察された。そ
の強く活性を回復させる順序はCot+> Cat+>
Mg”> Mn”十であり、10MC6”+でコラゲナ
ーゼ夏は110%、コラゲナーゼ1では155%の活性
の回復を示し、1mM Ca”では、コラゲナーゼ■、
夏とも100%の活性回復を示した。
(5)  アミノ酸分析 コラゲナーゼlと1のアミノ酸組成は表6に酵素タンノ
9り(分子量80,000)1分子当たシの残基数で示
した。
以下余白 表6 コラゲナーゼ■および厘のアミノ酸組成本コラダ
ナーゼ■および璽は分子量so、ooo。
TrpおよびCysは検出されなかった〇イイ値は3測
定の平均である。
この結果よシコラダナーゼ!と璽のアミノ酸組成は非常
に似ていることがわかった。
しかし、両コラゲナーゼともCF” r ”I’ eこ
の方法で測定することはできなかった。
(6)  免疫化学実験 コラゲナーゼ■とIの抗原特異性とこれらコラゲナーゼ
とC,hl@tolytlaumおよび人。
1ophaguaコラゲナーゼ間の免疫化学的関連性を
調べるためにオフタロニー法による免疫拡散法を行なっ
た。
コラゲナーゼ■と1を含む部分精製物に対するウサギ抗
血清を用いてコラゲナーゼ■、コラゲナーゼ!、コラゲ
ナーゼ夏と1を含む部分精製物C,hlstolytl
cumおよびA、 lophagusコラゲナーゼにつ
いてオフタロニー法を行なつた結果を図13に示した。
抗血清(図13.ウェルR)と標品コラゲナーゼ■およ
び厘は単一の沈降線を形成した(図13.ウェルA、B
)が、C,h[stolyttcumおよび人、iop
hagusコラゲナーゼとの間には沈降線を形成しなか
った(図13.ウェルC2v)。
また、抗血清とコラゲナーゼIと1ヲ含む部分精製物、
標品のコラゲナーゼ■および厘の間に形成された沈降線
は1本でかつ融合した(図13.ウェルS+ A+ B
)。
以上よυコラゲナーゼ夏とIは抗原特異性が同じであF
) 、 C,hlmtolyticumおよびA 、 
i o phagusコラダナーゼとは抗原特異性が異
なることがわかった。
■ コラゲナーゼ夏の1への変換 アミノ酸組成が近似し、抗原特異性が同じであるが、分
子量や基質特異性などが異なるコラゲナーゼIとIの関
連性について検討したO 図4よシ培養中はじめに、コラゲナーゼIが生産され、
その後コラゲナーゼIが生産された結果と図6よりクロ
ラムフェニコールによシタンノQり合成が停止している
中で、コラゲナーゼ1が生成された結果、また抗原特異
性ならびにアミノ酸組成の結果よりコラゲナーゼ1はコ
ラゲナーゼIが菌体外に生産されてから分解または修飾
された産物ではな匹かと推定された。
そこで、コラゲナーゼ!と1の関連性を解明する目的で
コラゲナーゼの自己消化、コラゲナーゼ!より曹の生成
について検討した。
厘−1自己消化 (11コラゲナーゼiの自己消化 精製コラゲナーゼI f、pH3〜10において30℃
で20時間インキュベートした。その試料について30
 mM Trls−塩酸緩衝液、pH7:6、 1 m
M塩化カルシウムで透析後、PAGE ’i行なった結
果を図14に示した0図14のレーン1および2はコラ
ゲナーゼ■および罵の標品であシ、レーン3〜10はそ
れぞれpH3,4,5,6,7,8,9,10において
コラゲナーゼ1をインキュベートした結果であるopH
3,4においては、コラゲナーゼが沈澱し、 PA(J
による分析ができなかつた。pH5ではコラゲナーゼ■
がコラゲナーゼ藍および瓢とも異なるタンノQり質に1
00%変換し、またpH6〜10におhてはコラゲナー
ゼ■は自己消化奮起こしているが、その量はわずかであ
った。このことよシ、コラゲナーゼ■の自己消化ではコ
ラゲナーゼ厘は生成されないことがわかった。
同様VCpH3〜10で30℃、20時間インキュベー
トしたコラゲナーゼ1の合成基質PZ−PLGPRに対
する活性とPAGE後のデンシトメーターによるコラゲ
ナーゼ夏とIのタン/Qり質量を測定した結果(図15
)%PH6〜9.30℃、20時間のインキュベートで
インキュベート前のコラゲナーゼ!に比べてコラゲナー
ゼ活性が70−85%残存することがわかった。またp
H3で処理してコラゲナーゼ蓋から生成されたタン/Q
り質にもインキュベート前のコラゲナーゼ1の約60%
tl)−yラグナーゼ活性が存在することがわかった。
またpH5でのコラゲナーゼ■からの生成物について5
DS−PAGEを行なった(図16人。
レーン4)。図16人のレーン1tl)子ffiマーカ
ー、レーン2および3は標品のコラゲナーゼ■および厘
である。
この結果pH5処理で生成されたコラゲナーゼ活性をも
つタン/Vり質の分子量は74,000−94000で
あシ、その平均分子量はコラゲナーゼ■の分子量53o
ooにほぼ一致した0 標品のコラゲナーゼ■および璽とコラゲナーゼIからp
H5で生成されたタンパク質量ついてゼラチン含有5O
8−PAGEを用いた活性染色を行なった結果(図16
B、レーン1〜3)によってもコラゲナーゼ■からpH
5で生成された7 4−94 KDaタン/Qり質に活
性があることが示された。
(2)  コラゲナーゼ履の自己消化 精製したコラゲナーゼ1をpH76,30”Cで80時
間までインキュベートした。この試料について合成基質
PZ−PLGPRi用かたコラゲナーゼ活性を測定しP
AGEにょるタン/Vり質量および活性の分析を行なっ
た。
このインキュベートの結果、コラゲナーゼ活性はインキ
ュベート前のコラゲナーゼ1の20%にまで減少しく図
17B) 、新たVC2っのタンパク質が現われた(図
17A)。
この新たに生成され九タン、Vり質にコラゲナーゼ活性
が存在するか調べるために、コラゲナーゼl130と7
0時間インキュベートした試料について、 PAGEに
よる分析を行なった。
この結果を図18に示したが、インキュベート前のコラ
ゲナーゼ蓋について同様の操作で求めたコラゲナーゼ活
性を100として、それに対する相対活性で表わし念。
これより新たに生成された2つのタンパク質ともコラゲ
ナーゼ活性をもつことがわかった。
コラゲナーゼ!および璽の自己消化によって生成された
コラゲナーゼ活性を有するタン/Qり質は、培養を28
時間まで行なったときには生産されなかった(図4)o
よってpH7〜8である培養条件において生産されてき
たコラゲナーゼに関して自己消化は生じていないかある
いはほとんど起きていないと考えられる。
+1−2  コラゲナーゼ■からコラゲナーゼIの生成 (1)  硫安分画物のpH76でのインキュベート1
−2の項と同じ条件で培養を行なうと、はじめにコラゲ
ナーゼiのみが生産され、その後、コラゲナーゼ蓋が生
産された(図4)。
このコラゲナーゼ1のみが生産された培養上清液の硫安
35〜75%飽和塩析物f:5 rnMTrim−塩酸
緩衝液、pH76,1mM塩化カルシウムで透析し、そ
の硫安分画物’i 30 ’Cでインキュベートした0
そのインキュベート時のコラゲナーゼ活性変化を合成基
質PZ=PLGPRを用いた測定により調べ、またコラ
ゲナーゼ111のタンノqり質量の変化f、PAGEに
よる分析で調べた。
この結果、コラゲナーゼIは減少し、逆にコラゲナーゼ
璽が増加し、生成されたコラゲナーゼIのタン、Vり質
量と活性量はインキュベート12時間後に最大となった
(図19)。
このインキュペー)0,12時間の硫安分画物について
PAGE Kよるコラゲナーゼ■と1のコラゲナーゼ活
性の変化を調べた結果を図2OAおよびBに示した。
この結果より、コラゲナーゼ■のみ含む硫安分画物のイ
ンキュベートによってコラゲナーゼIがタン、vり質量
だけでなく、活性量としても増加したことがわかった。
(2)  [安分画物のpH3−9でのインキュベート 上記と同じ硫安分画物’i pH3−9において30”
C140時間までインキュベートし、30mMTrla
−塩酸緩衝液、p)f 76、in+M塩化カルシウム
で透析した。その試料についてPAGEを行ない、コラ
ゲナーゼ■のタンパク質量を定量した(図21)。仁の
結果はインキュベート前の硫安分画物のコラダナーゼI
t−同様の方法で定量したときのタン、wり質量を10
0とし、それに対する相対量として表わしたO pH3および4でインキュベートしたときは、コラゲナ
ーゼが沈澱したので、コラゲナーゼ1の生成を定量する
ことはできなかった。図21の結果より、  pHが低
下するほどコラゲナーゼ■の生成量と生成速度が高<b
pH5では10時間でコラゲナーゼ!がなくなり、イン
キュベート前のコラゲナーゼ!のタン/リフ質量と同じ
量のコラゲナーゼIが生成され、そのコラゲナーゼ1の
生成速度も最大となった。
またpH5で精製したコラゲナーゼiから生成された7
 4−94 KDaのタンパク質量図16)は、この硫
安分画物をインキュベートしたときには観察されなかっ
た0 同様にpH5と6において、コラゲナーゼ■のみ含まれ
た硫安分画物i30’cで100時間までインキュベー
トし、PAGEによって。
コラゲナーゼ■の活性量とタン、Qり質量を分析した結
果を図22に示した。この結果はpH5で100時間イ
ンキュベートしたときく生成されたコラゲナーゼ■のタ
ン、Qり質量と活性量f、looとし、それに対する相
対量で表わした。
この結果より、pH5および6でコラゲナーゼ■のみを
含む硫安分画物(コラゲナーゼIを含まない)のインキ
ュベートによって、コラゲナーゼIがコラゲナーゼIへ
変換することがわかった。また、生成されたコラゲナー
ゼ1の活性量とタンパク質量に相関性が見られた。
以上の結果より、コラゲナーゼ璽は生産菌フリー系にお
いても生成されることが示された0 なお、これらの実験でコラゲナーゼ自体の影響を除去す
るために、EDTA 10 mM テコラグナーゼを阻
害してインキュベート’を行なったが、この条件ではコ
ラゲナーゼが沈澱し、分析することができなかった。
(3)  コラゲナーゼ菖を生成する因子の検討標品の
コラゲナーゼ■の自己消化によってはコラゲナーゼ■の
生成は検出されなかったので、コラゲナーゼIを生成す
る因子について検討した。また、精製したコラゲナーゼ
■からpH15で生成された74−94KDaのタンパ
ク質t−pH7% 30℃で20時間インキュベートし
てもコラゲナーゼ1の生成は観察されなかった。
各精製過程で得られたコラゲナーゼを含まない画分と標
品のコラゲナーゼIとpH5またはpi(76で30”
Cl2O時間インキユヘートした。コラゲナーゼを含ま
ない両分としてDEAE −トヨノリールのカラムクロ
マトグラフィーで得られた、非吸着および0.2.IM
塩化ナトリウム溶出画分、セルロファインCCのカラム
クロマトグラフィーで得られたフラクション階7〜8.
11〜12画分を用いた。
pH’76 においては、コラゲナーゼ■をコラゲナー
ゼを含まないどの画分とインキュベートしてもコラゲナ
ーゼ璽の生成は観察されなかった。また、インキュベー
ト時間を40時間に延長してもコラゲナーゼ璽は生成さ
れなかった。
pH5においてはコラゲナーゼ!(図23゜レーン1 
) ’i DIAE −トヨノリールによル非吸着FI
J分(図23.レーン3)、セルロファインCCによる
フラクションN17〜8(図23゜レーン6)および階
11〜12(図23.レーン9)と30℃、20時間イ
ンキュベートした結果、それぞれコラゲナーゼI(図2
3、レーン2)の生成が観察され(図23.レーン5.
8,11)、コラゲナーゼ■はなくなり、インキュベー
ト前のコラゲナーゼ■のタンノリク質量と同量のコラゲ
ナーゼ厘が生成された。
また、コラゲナーゼ!の生成の見られた、コラゲナーゼ
を含まない画分だけをpH5で同様にインキュベートし
てもコラゲナーゼは生成されてこなかった(図23.レ
ーン4.7、10)。
これより% pH5においてコラゲナーゼ厘を生成する
因子はDIAI −)ヨ、Q−ルのカラムクロマトグラ
フィーの非吸着画分とセルロファインGCのカラムクロ
マトグラフィーの非活性画分に含まれていることがわか
った。
これらコラゲナーゼ蔦ヲ生成させる両分にはカゼイン分
解活性が存在する。DEAE −トヨ、V−ルによる非
吸着画分にはα17μmoltyrosine / R
9proteln (U / 119 )セルロファイ
ンGCによる2つの非活性画分にはそれぞれ0o26お
よびQO24U/■のカゼイン分解活性が含まれていた
このことから、pH5にお込でコラゲナーゼ1i生成す
る因子は、カゼイン分解活性をもつ酵素による作用であ
ると推定された0そとで、100℃、5分間の処理をし
たDEAE −)ヨパールの非吸着画分と精製したコラ
ゲナーゼ■または精製したコラゲナーゼIからpH5で
生成されたタン、Vり質(以下74−94 KDaタン
パク質とした)と30℃110時間インキュベートした
(図24人)。
図24人のレーン5はDEAE −)ヨノ髪−ル非吸着
画分2X10−”U(レーン4)と標品のコラゲナーゼ
120μf(レーン1)を、レーン6は加熱処理した同
非吸着画分と標品のコラゲナーゼl k pH5でイン
キュ悦−トシた結果で、レーン7および8はレーン5.
6同様に標品のコラゲナーゼ!の代わりに74−94 
KDaタンパク質1our(レーン3)を用いてpH5
でインヤニベートした結果で、レーン9および1oはレ
ーン7.8同様にpH7でインキュベートした結果であ
る。
この結果より、未処理のDEAE −トヨノリール非吸
着画分を用いた場合にはコラゲナーゼ冨(図24A、レ
ーン2)が生成されたが、加熱処理したDEAE −)
ヨ/リール非吸着画分ではコラゲナーゼ曹が生成されな
かった(図24人、レーン6.8,1.0)ので、コラ
ゲナーゼ1を生成する因子は酵素による消化作用である
とわかった。またpH7でその因子によシ精製したコラ
ゲナーゼ1からコラゲナーゼ璽が生成されないが、74
−94KDaタン7Qり質からコラゲナーゼ1が生成さ
れることがわかった0(図24A、レーン10)。
次にMlcroblal m@talloprOt@I
naaea(EC3,4,24,4)のStrapto
rnycasgr1c@us中性ゾロテイナーゼである
ofプロナーゼ(科研製薬)のコラゲナーゼ■からコラ
ダナーゼ厘ヲ生成する作用について検討した(図24B
)0 図24Bのレーン5およびレーン6はプロナーゼE4x
lO−”U (レーン4)epH5および7で30℃、
10時間インキュベートしり結果で、レーン7およびレ
ーン8はプロナーゼE4X10−”ITと精製したコラ
ゲナーゼ120μt(レーン1)をpH7および5で、
30℃、10時間インキュベートした結果で、レーン9
およびレーン10はレーン7bs同様VCf o f−
セE 4 X 10−3Uと74−94KDaタンパク
質10μt(レース2)をインキュベートした結果であ
る。
このように、プロナーゼEによってもs  pH5にお
いてのみ、コラゲナーゼ■および74−94 KDaタ
ンノリク質からコラゲナーゼI(図24B、レーン3)
が生成されることがわかった。
〔発明の効果〕
本発明によってコラ−ダンに異常のある疾患に対して有
用なコラゲナーゼlおよびlを高収率、高純度で製造す
ることができる。またコラゲナーゼI、Iは、従来電気
泳動法によらなければ精製できなかったが、本発明によ
シ、電気泳動法を使用せず大量に高純度のものを製造す
ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明によるコラゲナーゼの精製工程フローチ
ャートを示す図面である。図2はbffjl々の栄養源
を用すた場合の培養時間とコラゲナーゼ活性の関係を示
す図面である。 図3(1)および図3(2)は、ゼラチン又はフラミッ
クスp (F−P)t一種々の濃度で添加した場合の培
養時間とコラゲナーゼ活性との関係を示す図面である。 図4は、ゼラチン又はフラミックスP添加培地で培養し
次場合の硫安分画物の?リアクリルアミドダル電気泳動
図である。図5は、クロラムフェニコール(5μf/I
ILl)を添加して培養した場合のインキュベート時間
とコラゲナーゼ活性との関係を示す図面である。図6A
および6Bは、クロラムフェニコール(5μ’ / R
1) fi’ s加して12時間インキュベートした場
合の電気泳動易動度とコラゲナーゼ活性との関係を示す
図面である。図7は、本発明の精製過程のうちDEAR
−) H/V−ルカラムクロマトグラフイーノ結果を示
す説明図であり、図8は同セルロファイ”/GC−20
0−naカラムクロマトグラフィーの結果を示す説明図
であり、図9は同Mono Q HR6/ 5カラムク
ロマトグラフイーの結果を示す説明図である。図1OA
は本発明の種々の精製過程におけるPAGE−電気泳動
図であり、図10Bはその糖質染色図である。図11は
本発明コラゲナーゼのSDS −PAGE電気泳動図で
ある。図12Aは本発明コラゲナーゼのPHとコラゲナ
ーゼ活性との関係を示し、図121は、同温度とコラゲ
ナーゼ活性との関係を示す図面である。図13は種々の
コラゲナーゼとコラゲナーゼ厘および厘を含む部分精製
物に対する抗血清との間のオフタロニー試験結果を示す
図面である。図14はコラゲナーゼ1を種々のpHでイ
ンキュベートした試料の電気泳動図である。図15はコ
ラゲナーゼ活性種々のpHでインキュベートした場合の
コラゲナーゼ活性の変化を示す図面である。図16Aは
、コラゲナーゼ1をpH5で30℃、20時間インキュ
ベートした試料の5DS−PAGE電気泳動図を示す図
面であシ、図16Bはこれを活性染色した状態を示す図
である。図17Aはコラゲナーゼ厘をpH76,30℃
でインキュベートした試料の電気泳動図を示し、図17
Bは、そのインキュベート時間とコラゲナーゼ活性との
関係を示す図面であ#)、図18は同電気泳動易動度と
コラゲナーゼ活性との関係を示す図である。 図19は、コラゲナーゼ精製過程の硫安分画f pH7
f3でインキュベートした場合のコラゲナーゼ活性の変
化、コラゲナーゼ■からコラゲナーゼ1への変換を示す
図面であり、図20^および20Bは同インキュベート
O時間後および20時間後の試料を電気泳動式せた場合
の易動度とコラゲナーゼ活性を示す図面である。図21
および22は硫安分画t一種々のpgでインキュベート
した場合のインキュベーション時間とコラゲナーゼ■の
生成量を示す図面である。図23は本発明コラグナーゼ
精裂過程における種々のフラクション中でコラゲナーゼ
IをIIHFLo、30℃にて20時間インキュベート
した試料のPAGE−電気泳動図である。図24AはD
EAE −トミ/Q−ル非吸着画分とコラゲナーゼ1又
は74−94KDa t−30Tl: 、 1−0時間
インキュベートした試料の電気泳動図である。図24B
はコラゲナーゼI又は74−94 KDa t−7’ロ
ナーゼE処理した試料の電気泳動図である。 以上 図1 培養P液 を 限外濾過 蓼 図2 Cultivation time (h)図3(1) Cultivation  time (h )図3(
2) Culjivatlon  time (h )図面の
浄書 図4 Collagenase l −+ −−IIIZIZ
I  malZQ(ollac+enase ll →
口LZEi21    口eHImニー   =ゆ 圀ご= 口;; 図5 rncubation  time (h)図面の浄書 図6人 Re1ative mobility 葭1面の浄占 図6B Relative  nobility図8 Fraction   :  ↓5 mエフtube出
ムレ)浄書 図10A       図10fl A                   B51IW
Jの浄書 図11 !951− 口 $G&−m5s 45電−= !h−− 図12A H 図12B −フ Temperature (’C) 図面の浄書 図13 (RI  Artiserum  directed 
 against  partially  puri
fied益二上駁哩!二!IP、 C−51colla
genase(八l  Purified CoLla
genasa  工IJ Purified Coll
agColla X工191 Partially p
urified 5 sp、 C−51collaC−
51co lla Clostridlum histo江hic
um collag@nas!tv) Achromo
bacter 7 collagsnas@図面の浄書 図14 =              じコ ぼS 心コ ロ
 9図15 t−t へ盾のrP書 国璽の浄書 A         図17A = Φ 石 Incubation  time  (h)図18 0     0.2     0.4     0.6
1.0Relative  mobility図19 Incubation  time (h)図面の浄書
・ 図2QA 0   0.2  0.4  0.6  0.8  1
.0Relative  mobilijy35−75
% (NHkk)2SO,ppt−i+1cubate
d for Ob図面の浄書 図2011 Relative  mobility:15−75%
  1NHJzsOb  ppl=、  1ncuba
ted  t’or  20  It  aヒ pH7
,6a七 3010図21 1ncubation time (h)図22 Incubation  time (h)図面のrt
#書 図23 区区田口 蓼Σツ m      ml       −ロロ    Dコ 心コ    == 匠コ ζロ=悶ロ; E母印C公 8コ1 α=口心緊S −3;−にコ ロにコ ^bAjの/7)’i:p 図24A 1  2  3 4  5  6 7   e   9
 10e              1     □
    =2曙ロー    ロ ー   品−″″′こコ0 ん渓・パ2)!3’、:)′ 図24B き萱                ロCコ=フ 手続補正書(方式) %式% 1、 事件の表示 昭和62年特 許  願第53766号2、発明の名称 コラ2ナーゼ■及び■の製造法 3、 補正をする者 事件との関係   出願人 住所 (名 称ン 氏名 遠藤 章 4、代理人′ & 補正の対象 図   面 7、 補正の内容 (1)図4、図6A、図6B、図10A1図10B1図
11、図13、図14、図16A1図16B1図17A
1図2OA1図20B1図23、図24Aおよび図24
Bを別紙の通り訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ストレプトミセス属に属するコラゲナーゼ生産菌を
    培養し、その培養物からコラゲナーゼ I 及びIIを採取
    することを特徴とするコラゲナーゼ I 及びIIの製造法
    。 2、ストレプトミセス属に属するコラゲナーゼ生産菌を
    培養し、その培養物をpH8未満でインキュベートする
    ことによりコラゲナーゼ I をコラゲナーゼIIに変換せ
    しめることを特徴とするコラゲナーゼIIの製造法。
JP62053766A 1987-03-09 1987-03-09 コラゲナ−ゼ▲i▼及び▲ii▼の製造法 Expired - Lifetime JPH082299B2 (ja)

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