JPS632592B2 - - Google Patents
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- JPS632592B2 JPS632592B2 JP55124716A JP12471680A JPS632592B2 JP S632592 B2 JPS632592 B2 JP S632592B2 JP 55124716 A JP55124716 A JP 55124716A JP 12471680 A JP12471680 A JP 12471680A JP S632592 B2 JPS632592 B2 JP S632592B2
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- oxidase
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- enzyme
- arginine oxidase
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- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
本発明は、新規L−アルギニンオキシダーゼ
(L−Arginine oxydase)、およびその製造法、
その生産菌に関する。
従来、異種のアミノ酸に対して同程度に作用す
る酸化酵素としては、L−アミノ酸オキシターゼ
が知られていた〔J.Biol.Chem.、153、387
(1944)、J.Bacteriol.、55、401(1948)、
Biochem.J.、50、258(1952)、J.Bacteriol.、121、
656(1975)、Agric.Biol.Chem.、432531(1979)、
Method in Enzymology、 B(1971)など〕。
これらのL−アミノ酸オキシダーゼは、その基
質特異性が広く、一種のアミノ酸に強く作用する
ものではなく、例えば蛇毒L−アミノ酸オキシダ
ーゼはL−ロイシン、L−メチオニン、L−フエ
ニルアラニンに同程度に作用するものであつた。
本発明者らは、新潟県長岡市の用水路の汚泥よ
り分離した細菌B−0780菌株の培養物中に、L−
アルギニンに強い基質特性を有し、かつ下記反応
式〔〕
で示される反応を強く触媒する酵素作用を有する
酵素を見い出し、本酵素は、その基質特異性およ
びその酵素作用から明らかなとおり、公知のL−
アミノ酸オキシダーゼと全く異なる酵素であり、
よつて新規酵素と認め、L−アルギニンオキシダ
ーゼと命名した。
まず本発明のL−アルギニンオキシダーゼの活
性測定法、基質特異性、酵素作用について述べ
る。
(1) 活性測定法
0.2ML−アルギニン溶液0.1ml、0.2Mジメチ
ルグルタル酸−水酸化ナトリウム緩衝液(PH
6.5)0.2ml、0.3%4−アミノアンチピリン0.1
ml、0.2%フエノール0.1ml、ペルオキシダーゼ
(50U/ml)0.1ml、蒸留水0.3mlよりなる組成の
反応液0.9mlを小試験管に分注し、37℃で3分
間予備加温した後、酵素液0.1mlを加え、正確
に10分間37℃で反応せしめ、その後2.0mlエタ
ノールを加えて反応を停止せしめ、次いでその
反応液を480nmにて比色測定し、その吸光度
を求める。
酵素単位としては、37℃で1分間に1μモル
の過酸化水素を生成する酵素量を1単位(1U)
とした。
酵素力価の算出方法は、次式にしたがつた。
力価(U/ml)=△A480nmX0.699
×希釈倍率
(△A480nmは、480nmにおける吸光度を示
す)
(2) 基質特異性
L−アルギニンオキシダーゼ0.047U含有液
0.1ml、5mM基質(第1表に記載の各基質)
含有液0.1ml、1mMEDTA0.1ml、0.2Mジメチ
ルグルタル酸−水酸化ナトリウム緩衝液(PH
6.5)0.2ml、0.3%4−アミノアンチピリン0.1
ml、ペルオキシダーゼ(50U/ml)0.1ml、0.2
%フエノール0.1ml、蒸留水0.2mlよりなる反応
液を用いて反応せしめ、以下、活性測定法に基
いて各基質に対する活性を測定した結果、第1
表に示すとおりであつた。
The present invention provides novel L-arginine oxidase
(L-Arginine oxydase), and its production method,
Regarding the producing bacteria.
Conventionally, amino acids of different types had the same effect on each other.
As an oxidase, L-amino acid oxidase
was known [J.Biol.Chem.,153, 387
(1944), J. Bacteriol.55, 401 (1948),
Biochem.J.,50, 258 (1952), J. Bacteriol.121,
656 (1975), Agric.Biol.Chem.432531 (1979),
Method in Enzymology B (1971) etc.].
These L-amino acid oxidases
Has wide quality specificity and acts strongly on one type of amino acid
For example, snake venom L-amino acid oxidizer
The enzymes are L-leucine, L-methionine, and L-phene.
It acted to the same extent as nilalanine.
The present inventors have investigated the problem of removing sludge from irrigation canals in Nagaoka City, Niigata Prefecture.
L-
Has strong substrate properties for arginine and reacts with the following
formula〔〕
It has an enzymatic action that strongly catalyzes the reaction shown in
The enzyme was discovered and its substrate specificity and
As is clear from its enzymatic action, the known L-
It is a completely different enzyme from amino acid oxidase.
Therefore, it was recognized as a new enzyme and L-arginine oxidase.
It was named ``Ze''.
First, the activity of L-arginine oxidase of the present invention
Describes the assay method, substrate specificity, and enzymatic action.
Ru.
(1) Activity measurement method
0.2ML - Arginine solution 0.1ml, 0.2M dimethylene
Luglutaric acid-sodium hydroxide buffer (PH
6.5) 0.2ml, 0.3% 4-aminoantipyrine 0.1
ml, 0.2% phenol 0.1ml, peroxidase
(50U/ml) and 0.3ml of distilled water.
Dispense 0.9ml of the reaction solution into small test tubes and incubate at 37℃ for 3 minutes.
After prewarming for a while, add 0.1ml of enzyme solution and
Incubate at 37°C for 10 minutes, then add 2.0 ml of ether.
The reaction was stopped by adding alcohol, then the
The reaction solution was measured colorimetrically at 480nm, and its absorbance
seek.
As an enzyme unit, 1 μmol per minute at 37℃
The amount of enzyme that produces hydrogen peroxide is 1 unit (1U)
And so.
The enzyme titer was calculated according to the following formula.
Titer (U/ml) = △A480nmX0.699
×Dilution ratio
(△A480nm indicates the absorbance at 480nm.
vinegar)
(2) Substrate specificity
Liquid containing L-arginine oxidase 0.047U
0.1ml, 5mM substrate (each substrate listed in Table 1)
Contains 0.1ml of liquid, 1mMEDTA0.1ml, 0.2M dimethycin
Luglutaric acid-sodium hydroxide buffer (PH
6.5) 0.2ml, 0.3% 4-aminoantipyrine 0.1
ml, peroxidase (50U/ml) 0.1ml, 0.2
% phenol 0.1ml, distilled water 0.2ml reaction
The following reaction is based on the activity measurement method.
As a result of measuring the activity against each substrate using
It was as shown in the table.
【表】【table】
【表】
上記第1表に示すとおり、本発明の酵素はL
−アルギニンに対して強く作用し、L−リジ
ン、L−アスパラギン酸、L−アラニン、DL
−トリプトフアンの基質に対して極めて微弱に
作用を示し、さらにその他のD−、L−および
DL−アミノ酸およびL−ロイシル−L−リジ
ン、L−ロイシル−グリシン、L−ロイシル−
L−アルギニンに対しては作用を示さないもの
であることから、本発明の酵素は、L−アルギ
ニンに基質特異性を有すると認められる。
(3) 酵素作用
0.5mML−アルギニン溶液0.1ml、0.2Mジ
メチルグルタル酸−水酸化ナトリウム緩衝液
(PH6.5)0.9ml、L−アルギニンオキシダー
ゼ溶液20μl(1.3U)よりなる反応系を用いて、
37℃、10分間反応せしめ、反応における酸素
消費量、アンモニア生成量をそれぞれ酸素電
極、アンモニア電極にて測定した。その結
果、L−アルギニン0.05μモル当り、酸素消
費量は0.047μモル、アンモニア生成量は
0.048μモルであつた。
活性測定法におけるL−アルギニン溶液の
代りに0.5mML−アルギニン溶液0.1mlを用
い、かつL−アルギニンオキシダーゼ溶液
0.1ml(1.3U)を用いて、以下活性測定法に
準じて行ない、反応における過酸化水素生成
量を測定した。その結果、L−アルギニン
0.05μモル当り、過酸化水素生成量は0.049μ
モルであつた。
以上の結果より、下記反応式〔〕
で示される酵素反応を触媒すると推定される。
以上の基質特異性および酵素作用から明らかな
とおり、本発明の酵素は、従来より知られていた
L−アミノ酸オキシダーゼとは異なる新規酵素と
認められ、その基質特異性の特徴よりL−アルギ
ニンオキシダーゼと命名した。
さらに本発明のL−アルギニンオキシダーゼに
関して限定するものではないが、その分子量、
Km値、等電点、至適PH、PH安定性、熱安定性、
至適温度、金属塩およびキレート剤の影響、コフ
アクターの影響について記載する。
(1) 分子量
140000±14000(セフアクリルS−200を用い
るゲル過法にて)
(2) Km値
Km=25×10-3M±2.5×10-3M(L−アルギ
ニンに対して)
(3) 等電点
PH4.8±0.4(キヤリア−アンホライトを用い
る電気泳動法にて)
(4) 至適PH
緩衝液として、ジメチルグルタル酸−水酸化
ナトリウム緩衝液(PH3.8〜7.5)(第1図中、
〇−〇にて示す)、リン酸緩衝液(PH6.0〜7.8)
(第1図中、●−●にて示す)およびトリス−
塩酸緩衝液(PH6.8〜8.8)(第1図中、△−△
にて示す)を用い、各PHにおける本酵素の活性
測定を行なつた結果、第1図に示すとおりで、
本酵素の至適PHは6.5付近(37℃にて)と認め
られた。
(5) PH安定性
緩衝液として、ジメチルグルタル酸−水酸化
ナトリウム緩衝液(PH3.8〜7.5)(第2図中、
〇−〇にて示す)、リン酸緩衝液(PH6.0〜7.8)
(第2図中、●−●にて示す)、トリス−塩酸緩
衝液(PH6.8〜8.8)(第2図中、△−△にて示
す)およびグリシン−水酸化ナトリウム緩衝液
(PH8.7〜9.2)(第2図中、▲−▲にて示す)を
用い、37℃、24時間保持した後、本酵素の活性
測定を行なつた結果、第2図に示すとおりで、
本酵素はPH6.0付近に安定性を有すると認めら
れた。
(6) 熱安定性
ジメチルグルタル酸−水酸化ナトリウム緩衝
液(PH6.5)を用いて各温度で10分間処理した
場合の熱安定性の結果は第3図に示すとおり
で、その結果、本酵素は25℃まで安定であると
認められた。
(7) 至適PH
活性測定法における反応液と同一組成よりな
る反応液を用い、種々の温度にてその至適温度
を測定した結果、第4図に示すとおりで、本酵
素の至適PHは25℃付近と認められた。
(8) 金属塩およびキレート剤の影響
活性測定法における反応液に、各々第2表に
示す金属塩、キレート剤を添加して、その影響
を求めた。その結果、第2表に示すとおりであ
つた。[Table] As shown in Table 1 above, the enzyme of the present invention is L
- Strongly acts on arginine, L-lysine, L-aspartic acid, L-alanine, DL
-Exhibits a very weak effect on tryptophan substrates, and also on other D-, L- and
DL-amino acids and L-leucyl-L-lysine, L-leucyl-glycine, L-leucyl-
Since it has no effect on L-arginine, the enzyme of the present invention is recognized to have substrate specificity for L-arginine. (3) Enzyme action Using a reaction system consisting of 0.1ml of 0.5mM arginine solution, 0.9ml of 0.2M dimethylglutaric acid-sodium hydroxide buffer (PH6.5), and 20μl (1.3U) of L-arginine oxidase solution,
The reaction was carried out at 37°C for 10 minutes, and the amount of oxygen consumed and the amount of ammonia produced during the reaction were measured using an oxygen electrode and an ammonia electrode, respectively. As a result, per 0.05μmol of L-arginine, the amount of oxygen consumed was 0.047μmol, and the amount of ammonia produced was
It was 0.048μmol. Use 0.1ml of 0.5mM L-arginine solution instead of L-arginine solution in the activity measurement method, and use L-arginine oxidase solution.
Using 0.1 ml (1.3 U), the amount of hydrogen peroxide produced in the reaction was measured according to the activity measurement method below. As a result, L-arginine
The amount of hydrogen peroxide produced is 0.049μ per 0.05μmol
It was mole hot. From the above results, the following reaction formula [] It is estimated that it catalyzes the enzymatic reaction shown in As is clear from the substrate specificity and enzymatic action described above, the enzyme of the present invention is recognized as a new enzyme that is different from the conventionally known L-amino acid oxidase, and due to its substrate specificity, it is similar to L-arginine oxidase. I named it. Furthermore, although the L-arginine oxidase of the present invention is not limited, its molecular weight,
Km value, isoelectric point, optimum PH, PH stability, thermal stability,
The optimum temperature, the influence of metal salts and chelating agents, and the influence of cofactors will be described. (1) Molecular weight 140000±14000 (by gel filtration method using Cephacryl S-200) (2) Km value Km=25×10 -3 M±2.5×10 -3 M (relative to L-arginine) (3 ) Isoelectric point PH4.8±0.4 (by electrophoresis using carrier amphorite) (4) Optimum pH As a buffer solution, dimethyl glutaric acid-sodium hydroxide buffer (PH3.8-7.5) (first In the figure,
〇-〇), phosphate buffer (PH6.0-7.8)
(indicated by ●-● in Figure 1) and Tris-
Hydrochloric acid buffer (PH6.8-8.8) (△-△ in Figure 1)
As shown in Figure 1, the results of measuring the activity of this enzyme at each pH were as follows:
The optimum pH of this enzyme was found to be around 6.5 (at 37°C). (5) PH stability As a buffer solution, dimethyl glutaric acid-sodium hydroxide buffer (PH3.8-7.5) (in Figure 2,
〇-〇), phosphate buffer (PH6.0-7.8)
(indicated by ●-● in Figure 2), Tris-hydrochloric acid buffer (PH6.8-8.8) (indicated by △-△ in Figure 2), and glycine-sodium hydroxide buffer (PH8. 7-9.2) (indicated by ▲-▲ in Fig. 2), and after holding at 37°C for 24 hours, the activity of this enzyme was measured, as shown in Fig. 2.
This enzyme was found to be stable around pH 6.0. (6) Thermal stability The thermal stability results when treated with dimethyl glutaric acid-sodium hydroxide buffer (PH6.5) at each temperature for 10 minutes are shown in Figure 3. The enzyme was found to be stable up to 25°C. (7) Optimal PH Using a reaction solution with the same composition as the reaction solution used in the activity measurement method, the optimum temperature was measured at various temperatures, as shown in Figure 4. The temperature was found to be around 25℃. (8) Effects of metal salts and chelating agents The metal salts and chelating agents listed in Table 2 were added to the reaction solution in the activity measurement method, and their effects were determined. The results were as shown in Table 2.
【表】
(9) コフアクターの影響
活性測定法における反応液に、各々第3表に
示すコフアクターを添加して、その影響を求め
た。その結果は、第3表に示すとおりであつ
た。[Table] (9) Influence of cofactors Each of the cofactors shown in Table 3 was added to the reaction solution in the activity measurement method, and the influence was determined. The results were as shown in Table 3.
【表】
また本発明の新規L−アルギニンオキシター
ゼ生産菌である細菌B−0780菌株は、新潟県長
岡市の用水路の汚泥を、肉エキス0.4%、ペプ
トン1.0%、食塩0.3%、L−アミノ酸0.1%およ
び寒天1.5%よりなるスクリーニング用寒天培
地に塗布せしめ、30℃で30時間培養して、L−
アルギニンオキシターゼ活性を示す生育したコ
ロニーを分取して得たものである。
本菌B−0780菌株の肉眼的および顕微鏡的観察
に基く各種培地上における培養の特徴は、次に記
載するとおりである。
A 肉眼的観察
(1) 普通寒天斜面培地
線状に生育し、半透明、淡黄色で、生育速
度はやゝ遅い。可溶性色素は産生しない。
(2) 普通寒天平板培地
丸い小さな集落を形成、半透明、淡黄色を
呈する。可溶性色素は産生しない。
(3) ブイヨン培地
生育は弱いが、一様に混濁後、沈澱を生ず
る。
B 形態的特徴
若い細胞(培養後12時間)は、まつすぐ、ま
たはやゝ曲つた桿状、混棒状またはクラブ状
で、V字型、W字型、Y字型およびU字型の細
胞配列が観察される。大きさは0.5〜1.0×1.5〜
3.0μ。古い細胞(培養後24時間以上)では短桿
状または球状になる。運動性はない。芽胞形成
能はない。
C 生理的、生化学的性状
グラム染色、抗酸性染色 −
OFテスト O(酸化)
ゼラチンの分解 −
デンプンの分解 (+)
カゼインの分解 −
エスクリンの分解 +
カタラーゼ産生 +
オキシダーゼ産生 (+)
ウレアーゼ産生 −
インドール産生 −
H2S産生 −
VP、MRテスト −
硝酸塩の環元 +
BCPミルク 不変
クエン酸の利用
シモンズ培地 +
クリステンガン培地 +
糖より酸の産生
下記の各種の糖より酸を産生するが、キシロ
ースは約4日、他の糖類は約7日頃弱い酸を産
生する。ガスは産生しない。
アドニトール、L(+)−アラビノース、メソ
−エリスリトール、フラクトース、フコース、
ガラクトース、グルコース、グリセリン、マン
ニトール、マンノース、メリビオース、L(+)
−ラムノース、ソルビトール、キシロース
酸を産生しない糖類
セロビオース、ヅルシトール、イノシトー
ル、イヌリン、ラクトース、マルトース、メレ
ジトース、ラフイノース、サリシン、L−ソル
ボース、デンプン、シユクロース、トレハロー
ス
酸素に対する態度 好気性
無機窒素源
硝酸塩 −
アンモニウム塩 −
脱窒反応 −
生育温度範囲 15〜37℃
生育PH範囲 PH6〜9
以上のとおり、本菌B−0780菌株は、短時間
培養でV字型、W字型、Y字型およびU字型の
細胞配列が観察される桿菌で、長時間培養で短
桿状または球状になる好気性の細菌で、またそ
の糖の利用の性状から、アースロバクター
(Arthrobacter)属に属すると認められ
(Bergey′s Manual of Determinative
Bacteriology)第7版(1957)および同第8
版(1974)、さらにアースロバクター属の7種
記載の内、アースロバクター・サイトレウス
(Arthrobacter citreus)に類似するものゝ、
以下の第4表に記載の点において差異が認めら
れる。[Table] Bacterial strain B-0780, which is a new L-arginine oxidase-producing bacterium of the present invention, was used to collect sludge from irrigation canals in Nagaoka City, Niigata Prefecture, with 0.4% meat extract, 1.0% peptone, 0.3% salt, and 0.1 L-amino acid. % and agar 1.5%, and cultured at 30°C for 30 hours.
It was obtained by sorting out grown colonies exhibiting arginine oxidase activity. The characteristics of the culture of this strain B-0780 on various media based on macroscopic and microscopic observations are as described below. A. Macroscopic observation (1) Ordinary agar slant culture medium Grows in a linear pattern, translucent, pale yellow in color, and growth rate is rather slow. No soluble pigments are produced. (2) Ordinary agar plate medium Forms small round colonies, translucent, and pale yellow in color. No soluble pigments are produced. (3) Bouillon medium Growth is weak, but after uniform turbidity, precipitation occurs. B. Morphological characteristics Young cells (12 hours after culture) are straight or slightly curved rod-shaped, mixed rod-shaped, or club-shaped, with V-shaped, W-shaped, Y-shaped, and U-shaped cell arrangements. be observed. Size is 0.5~1.0×1.5~
3.0μ. Older cells (more than 24 hours in culture) have a short rod-like or spherical shape. There is no motility. It has no spore-forming ability. C Physiological and biochemical properties Gram staining, acid-fast staining - OF test O (oxidation) Gelatin degradation - Starch degradation (+) Casein degradation - Aesculin degradation + Catalase production + Oxidase production (+) Urease production - Indole production − H 2 S production − VP, MR test − Nitrate ring element + BCP milk Utilization of unchanged citric acid Simmons medium + Christen Gan medium + Production of acids from sugars The following types of sugars produce acids, but xylose produces a weak acid in about 4 days, and other sugars in about 7 days. Does not produce gas. Adonitol, L(+)-arabinose, meso-erythritol, fructose, fucose,
Galactose, glucose, glycerin, mannitol, mannose, melibiose, L(+)
- Sugars that do not produce rhamnose, sorbitol, xylose acid Cellobiose, dulcitol, inositol, inulin, lactose, maltose, melezitose, raffinose, salicin, L-sorbose, starch, sucrose, trehalose Attitude towards oxygen Aerobic inorganic nitrogen source Nitrate - Ammonium salt - Denitrification reaction - Growth temperature range 15-37℃ Growth PH range PH6-9 As mentioned above, the B-0780 strain of this bacterium can develop V-shaped, W-shaped, Y-shaped, and U-shaped shapes in short-time culture. It is an aerobic bacterium whose cell arrangement is observed, and which becomes short rod-shaped or spherical when cultured for a long period of time.It is also recognized as belonging to the genus Arthrobacter due to its sugar usage characteristics. Manual of Determinative
Bacteriology) 7th edition (1957) and 8th edition
(1974), and among the seven species described in the genus Arthrobacter, those similar to Arthrobacter citreus,
Differences are recognized in the points listed in Table 4 below.
【表】【table】
【表】
以上のとおり、本菌B−0780菌株は、アースロ
バクター属に属する菌と認められるが、本菌株の
諸性状がよく一致する菌はなく、よつて本菌株を
アースロバクター・エス・ビー・B−0780
(Arthrobacter sp.B−0780)と同定命名した
(微生物寄託番号通知書「微工研菌寄第5663号、
FERM−PNo.5663」)。
本発明における新規L−アルギニンオキシダー
ゼとしては、上記の基質特異性、酵素作用を有す
るものであればよく、その分子量、Km値、等電
点など多少の相異を示すものであつても、上記の
性状、作用を有するものは、本発明のそれに包含
されるもので、この新規L−アルギニンオキシダ
ーゼを得るための使用菌としては、上記の菌はそ
の一例である。
また本発明の製造法における使用菌としては、
上記の菌はその一例であつて、アースロバクター
属に属するL−アルギニンオキシターゼ生産能力
を有するものであればすべて本発明において使用
できる。もちろん微生物は、自然的、人工的に変
異を起こし易く、これらの変異株であつても、L
−アルギニンオキシダーゼの生産能力を失わない
限り本発明に使用できるものである。
本発明を実施するに当つて、アースロバクター
属に属するL−アルギニンオキシダーゼ生産菌に
ついて例示すれば次の如くである。すなわち、ア
ースロバクター属に属するL−アルギニンオキシ
ダーゼ生産菌を、抗生物質、酵素などを生産する
通常の方法で培養する。培養の形態は液体培養で
も、固体培養でもよいが、工業的にはL−アルギ
ニンオキシダーゼ生産菌の細胞を、その生産用培
地に接種し、深部通気撹拌培養を行なうのが有利
である。
培地の栄養源としては、微生物の培養に通常用
いられるものが広く使用される。窒素源として
は、利用可能な窒素化合物であればよく、例え
ば、コーン・スチープ・リカー、大豆粉、カゼイ
ン、ペプトン、酵素エキス、種々の肉エキス、ア
ルギニンや種々のアミノ酸などが使用される。炭
素源としては、同化可能な炭素化合物であればよ
く、例えば、糖蜜、グルコース、デンプン加水分
解物、グリセリン、シユクロースなどが使用され
る。その他、食塩、塩化カリウム、硫酸マグネシ
ウム、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム
などの種々の塩類や、消泡剤が必要に応じて使用
される。
培地温度は菌が発育し、L−アルギニンオキシ
ダーゼを生産する範囲内で適宜変更できるが、特
に好ましくは25〜30℃である。培養時間は条件に
よつて多少異なるが、通常24〜72時間程度であつ
て、L−アルギニンオキシダーゼが最高力価に達
する時期をみはからつて適当な時期に培養を終了
すればよい。
かくして得られたL−アルギニンオキシターゼ
生産菌の培養物において、L−アルギニンオキシ
ダーゼは大部分その菌体内に含有、蓄積されてい
る。
このようにして得られた培養物よりL−アルギ
ニンオキシダーゼを抽出するために一例を挙げれ
ば、まず培養物を固液分離し、得られる湿菌体を
リン酸緩衝液などの溶液を用いて、リゾチーム処
理、超音波処理、フレンチプレス処理などの種々
の菌体処理手段を適宜選択組合せて、粗製のL−
アルギニンオキシダーゼ含有液を得る。
次いで、この粗製のL−アルギニンオキシダー
ゼ含有液は、さらに公知の蛋白質、酵素などの単
離、精製手段を用いて精製されたL−アルギニン
オキシダーゼを得る。例えば、粗製のL−アルギ
ニンオキシダーゼ含有液に、アセトン、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノールなどの有機溶
媒により分別沈澱法を用いて、水溶液から沈澱せ
しめて回収してもよく、またはこのL−アルギニ
ンオキシダーゼ含有液を、ジエチルアミノエチル
−セルロース、ジエチルアミノエチル−デキスト
ランゲル、トリエチルアミノエチル−デキストラ
ンゲルなどのイオン交換法や、ポリアクリルアマ
イドゲルなどのゲル過剤による吸着クロマトグ
ラフイーを行なえばよく、またこれらの手段を適
宜組合せて、電気泳動法などにて単一の帯を示す
まで精製すればよく、次いで、これを凍結乾燥手
段などにより乾燥してL−アルギニンオキシダー
ゼの精製粉末を得る。
このようにして得られた新規L−アルギニンオ
キシターゼは、その基質特異性に示すとおり、L
−アルギニンに対して強く作用し、かつL−ロイ
シル−L−アルギニンに作用しないことから、ロ
イシンアミノペプチダーゼ(以下、LAPという)
活性測定に極めて有用な診断用酵素である。すな
わち、LAPに合成基質であるL−ロイシル−L
−アルギニンを作用せしめ、そのLAP活性によ
つて合成基質より生成されるL−アルギニンに、
このL−アルギニンオキシダーゼを作用せしめ、
次いで、この反応系において消費される酸素また
は生成される過酸化水素やアンモニアの成分を、
公知の電気的測定手段、例えば、酸素電極、過酸
化水素電極やアンモニア電極、その他過酸化水素
に対する呈色手段、螢光手段などに基いて定量
し、よつてLAPの活性測定をするもので、この
際、L−アルギニンオキシダーゼはその合成基質
には何んら作用せず、LAP活性に基いて合成基
質より生成するL−アルギニンにのみ作用するた
めに、極めて正確にLAP活性測定をすることが
できるものである。また、L−アルギニンオキシ
ダーゼは上記LAP活性測定用酵素としての有用
性に限定されるものではなく、食品成分、発酵液
成分などのL−アルギニンの分析用酵素、その他
種々利用されるものである。
次に本発明の実施例を挙げて具体的に説明する
が、本発明は、これによつて何んら限定されるも
のではない。
実施例
ポリペプトン1.0%、酵母エキス粉末1.0%、グ
ルコース1.0%、NaCl0.5%、MgSO40.05%、
K2HPO40.05%、エールリツヒ肉エキス1.0%、ミ
ルクカゼイン1.0%、アルギニン1.0%、消泡剤0.2
%よりなる培地(オートクレーブ滅菌、PH6.7)
100ml含有500ml容三角フラスコ(2本)に、アー
スロバクター・エス・ビー・B−0780菌株を接種
し、30℃、3日間振盪培養して種培養物を得た。
次いで、同一組成を有する培地20を有する30
容ジヤーフアメンターに、この種培養物2本を
接種し、30℃、2日間、200rpm、通気量20/
分の条件にて培養せしめた。培養終了後、培養物
を遠心分離(5000rpm、10分間)して湿菌体を取
得し、10mMリン酸緩衝液(PH6.0)にて2回菌
体を洗浄した。次いで、この湿菌体を5mM
EDTA含有20mMリン酸緩衝液(PH6.0)に分散
せしめた後、リゾチーム濃度1mg/mlになるよう
にリゾチームを添加した。その後、これを遠心分
離(5000rpm、10分間)して上澄2を得た
(10000U)。
次いで、10mMリン酸緩衝液(PH6.0)にて充
填したジエチルアミノエチル−セルロースのカラ
ム(6×30cm)に上清をチヤージせしめ、2の
10mMリン酸緩衝液(PH6.0)にて洗浄後、0〜
0.5M KCl含有10mMリン酸緩衝液(PH6.0)の直
線濃度勾配法により溶出せしめ、約0.3M KCl含
有10mMリン酸緩衝液にて溶出された活性区分を
回収し、さらに、この活性画分を限外過膜XM
−50(アミコン社製)にて濃縮した。次いで、こ
の濃縮液をセフアクリルS−200のカラム(3.6×
80cm)にチヤージし、10mMリン酸緩衝液にて溶
出し、溶出液500〜600mlの間の溶出液を回収し、
これを凍結乾燥してL−アルギニンオキシターゼ
の粉末958mg(1380U、1.44U/mg)を得た。[Table] As shown above, this strain B-0780 is recognized as belonging to the genus Arthrobacter, but there is no other strain that closely matches the characteristics of this strain, so this strain is classified as Arthrobacter spp.・B-B-0780
(Arthrobacter sp.
FERM-P No.5663”). The novel L-arginine oxidase of the present invention may be one that has the above-mentioned substrate specificity and enzymatic action, and even if it shows some differences in molecular weight, Km value, isoelectric point, etc. Those having these properties and actions are included in the scope of the present invention, and the above-mentioned bacteria are examples of the bacteria used to obtain this novel L-arginine oxidase. In addition, the bacteria used in the production method of the present invention include:
The above-mentioned bacteria are just one example, and any bacteria belonging to the genus Arthrobacter that has the ability to produce L-arginine oxidase can be used in the present invention. Of course, microorganisms tend to mutate naturally or artificially, and even these mutant strains may
- It can be used in the present invention as long as it does not lose its ability to produce arginine oxidase. In carrying out the present invention, examples of L-arginine oxidase-producing bacteria belonging to the genus Arthrobacter are as follows. That is, L-arginine oxidase-producing bacteria belonging to the genus Arthrobacter are cultured by a conventional method for producing antibiotics, enzymes, and the like. The form of culture may be either liquid culture or solid culture, but from an industrial perspective it is advantageous to inoculate cells of L-arginine oxidase producing bacteria into a production medium and perform deep aeration agitation culture. As the nutrient source for the medium, those commonly used for culturing microorganisms are widely used. The nitrogen source may be any available nitrogen compound, such as corn steep liquor, soy flour, casein, peptone, enzyme extracts, various meat extracts, arginine, and various amino acids. The carbon source may be any assimilable carbon compound, such as molasses, glucose, starch hydrolyzate, glycerin, sucrose, and the like. In addition, various salts such as common salt, potassium chloride, magnesium sulfate, primary potassium phosphate, and secondary potassium phosphate, and antifoaming agents are used as necessary. The temperature of the medium can be changed as appropriate within the range that allows the bacteria to grow and produce L-arginine oxidase, but is particularly preferably 25 to 30°C. The culture time varies somewhat depending on the conditions, but is usually about 24 to 72 hours, and the culture may be terminated at an appropriate time, taking into account the time when L-arginine oxidase reaches its maximum titer. In the thus obtained culture of L-arginine oxidase-producing bacteria, most of L-arginine oxidase is contained and accumulated within the cells. In order to extract L-arginine oxidase from the culture obtained in this way, for example, the culture is first subjected to solid-liquid separation, and the obtained wet bacterial cells are separated using a solution such as a phosphate buffer. Crude L-
Obtain an arginine oxidase-containing solution. Next, this crude L-arginine oxidase-containing solution is further purified to obtain L-arginine oxidase using known isolation and purification means for proteins, enzymes, and the like. For example, a crude L-arginine oxidase-containing solution may be precipitated from an aqueous solution using a fractional precipitation method with an organic solvent such as acetone, methanol, ethanol, or isopropanol, or the L-arginine oxidase-containing solution may be recovered. may be carried out by ion exchange methods such as diethylaminoethyl cellulose, diethylaminoethyl dextran gel, triethylaminoethyl dextran gel, or adsorption chromatography using a gel filtration agent such as polyacrylamide gel. They may be combined as appropriate and purified until they show a single band by electrophoresis or the like, and then dried by freeze-drying or the like to obtain a purified powder of L-arginine oxidase. The novel L-arginine oxidase obtained in this way has L-arginine oxidase, as shown in its substrate specificity.
- Leucine aminopeptidase (hereinafter referred to as LAP) because it acts strongly on arginine and does not act on L-leucyl-L-arginine.
It is an extremely useful diagnostic enzyme for activity measurement. That is, L-leucyl-L, which is a synthetic substrate for LAP,
-L-arginine produced from a synthetic substrate by its LAP activity by acting on arginine,
This L-arginine oxidase is activated,
Next, the components of oxygen consumed or hydrogen peroxide and ammonia produced in this reaction system are
The activity of LAP is measured by quantifying using known electrical measuring means, such as oxygen electrodes, hydrogen peroxide electrodes, ammonia electrodes, other coloring means for hydrogen peroxide, and fluorescent means. At this time, L-arginine oxidase does not have any effect on its synthetic substrate, but acts only on L-arginine produced from the synthetic substrate based on LAP activity, so it is difficult to measure LAP activity very accurately. It is possible. Further, L-arginine oxidase is not limited to its usefulness as an enzyme for measuring LAP activity, but can also be used as an enzyme for analyzing L-arginine in food components, fermentation liquid components, etc., and for various other purposes. Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto in any way. Examples Polypeptone 1.0%, yeast extract powder 1.0%, glucose 1.0%, NaCl 0.5%, MgSO 4 0.05%,
K 2 HPO 4 0.05%, Ehrlitsu meat extract 1.0%, milk casein 1.0%, arginine 1.0%, antifoaming agent 0.2
Medium consisting of % (autoclave sterilized, PH6.7)
Arthrobacter SB B-0780 strain was inoculated into 500 ml Erlenmeyer flasks (two bottles) containing 100 ml, and cultured with shaking at 30°C for 3 days to obtain a seed culture. Then 30 with 20 medium with the same composition
Two cultures of this kind were inoculated into a container jar and incubated at 30°C for 2 days at 200 rpm and aeration rate of 20/min.
The cells were cultured under the following conditions. After completion of the culture, the culture was centrifuged (5000 rpm, 10 minutes) to obtain wet bacterial cells, and the bacterial cells were washed twice with 10 mM phosphate buffer (PH6.0). Next, the wet bacterial cells were diluted with 5mM
After dispersing in 20mM phosphate buffer (PH6.0) containing EDTA, lysozyme was added so that the lysozyme concentration was 1 mg/ml. Thereafter, this was centrifuged (5000 rpm, 10 minutes) to obtain supernatant 2 (10000 U). Next, the supernatant was charged to a diethylaminoethyl cellulose column (6 x 30 cm) packed with 10 mM phosphate buffer (PH6.0), and the
After washing with 10mM phosphate buffer (PH6.0), 0-
Elution was performed using a linear concentration gradient method using 10 mM phosphate buffer (PH6.0) containing 0.5 M KCl, and the active fraction eluted with 10 mM phosphate buffer containing approximately 0.3 M KCl was collected. Ultrafiltration membrane XM
-50 (manufactured by Amicon). Next, this concentrated solution was passed through a Sephacryl S-200 column (3.6×
80cm), elute with 10mM phosphate buffer, collect the eluate between 500 and 600ml,
This was freeze-dried to obtain 958 mg (1380 U, 1.44 U/mg) of L-arginine oxidase powder.
第1図はL−アルギニンオキシダーゼの至適PH
曲線、第2図はL−アルギニンオキシダーゼのPH
安定性曲線、第3図はL−アルギニンオキシダー
ゼの熱安定性曲線、第4図はL−アルギニンオキ
シダーゼの至適温度曲線を示す。
Figure 1 shows the optimal pH for L-arginine oxidase.
The curve, Figure 2 shows the pH of L-arginine oxidase.
Stability curves: Figure 3 shows the thermostability curve of L-arginine oxidase, and Figure 4 shows the optimum temperature curve of L-arginine oxidase.
Claims (1)
分子量、Km値、等電点、至適PHおよびPH安定性
を有する新規L−アルギニンオキシダーゼ。 基質特異性: L−アルギニンに基質特異性を有する。 酵素作用: 下記反応式〔〕で示される反応を強く触媒す
る酵素作用を有する。 分子量:140000±14000 Km値:25×10-3M±2.5×10-3(L−アルギニン
に対して) 等電点:PH4.8±0.4 至適PH:6.5付近 PH安定値:PH6.0付近 2 アースロバクター属に属するL−アルギニン
オキシダーゼ生産菌を培養し、その培養物からL
−アルギニンオキシダーゼを採取することを特徴
とする少なくとも、下記の基質特異性、酵素作
用、分子量、Km値、等電点、至適PHおよびPH安
定性を有する新規L−アルギニンオキシダーゼの
製造法。 基質特異性: L−アルギニンに基質特異性を有する。 酵素作用: 下記反応式〔〕で示される反応を強く触媒す
る酵素作用を有する。 分子量:140000±14000 Km値:25×10-3M±2.5×10-3(L−アルギニン
に対して) 等電点:PH4.8±0.4 至適PH:6.5付近 PH安定値:PH6.0付近 3 アースロバクター属に属するL−アルギニン
オキシダーゼ生産菌が、アースロバクター・エス
ピー・B−0780菌株である特許請求の範囲第2項
記載のL−アルギニンオキシダーゼの製造法。[Claims] 1. At least the following substrate specificity, enzymatic action,
A novel L-arginine oxidase with molecular weight, Km value, isoelectric point, optimum PH and PH stability. Substrate specificity: Has substrate specificity for L-arginine. Enzyme action: It has an enzymatic action that strongly catalyzes the reaction shown by the following reaction formula []. Molecular weight: 140000±14000 Km value: 25×10 -3 M±2.5×10 -3 (for L-arginine) Isoelectric point: PH4.8±0.4 Optimal PH: Around 6.5 PH stable value: PH6.0 Nearby 2 L-arginine oxidase-producing bacteria belonging to the genus Arthrobacter are cultured, and L-arginine oxidase-producing bacteria belonging to the genus Arthrobacter are cultured, and L
- A method for producing a novel L-arginine oxidase having at least the following substrate specificity, enzymatic action, molecular weight, Km value, isoelectric point, optimum PH and PH stability, which comprises collecting arginine oxidase. Substrate specificity: Has substrate specificity for L-arginine. Enzyme action: It has an enzymatic action that strongly catalyzes the reaction shown by the following reaction formula []. Molecular weight: 140000±14000 Km value: 25×10 -3 M±2.5×10 -3 (for L-arginine) Isoelectric point: PH4.8±0.4 Optimal PH: Around 6.5 PH stable value: PH6.0 3. The method for producing L-arginine oxidase according to claim 2, wherein the L-arginine oxidase-producing bacteria belonging to the genus Arthrobacter is Arthrobacter sp. B-0780 strain.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55124716A JPS5750886A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Novel l-arginine oxydase, its preparation, and bacteria capable of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55124716A JPS5750886A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Novel l-arginine oxydase, its preparation, and bacteria capable of producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5750886A JPS5750886A (en) | 1982-03-25 |
| JPS632592B2 true JPS632592B2 (en) | 1988-01-19 |
Family
ID=14892332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55124716A Granted JPS5750886A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Novel l-arginine oxydase, its preparation, and bacteria capable of producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5750886A (en) |
-
1980
- 1980-09-10 JP JP55124716A patent/JPS5750886A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5750886A (en) | 1982-03-25 |
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