JPS6341558B2 - - Google Patents

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JPS6341558B2
JPS6341558B2 JP57147399A JP14739982A JPS6341558B2 JP S6341558 B2 JPS6341558 B2 JP S6341558B2 JP 57147399 A JP57147399 A JP 57147399A JP 14739982 A JP14739982 A JP 14739982A JP S6341558 B2 JPS6341558 B2 JP S6341558B2
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JP
Japan
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leucine
approximately
activity
leucine dehydrogenase
dehydrogenase
Prior art date
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Expired
Application number
JP57147399A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5934884A (en
Inventor
Toshihisa Ooshima
Kenji Soda
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Publication date
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Priority to EP83304854A priority patent/EP0101653B1/en
Priority to DE8383304854T priority patent/DE3376340D1/en
Priority to US06/525,905 priority patent/US4546077A/en
Publication of JPS5934884A publication Critical patent/JPS5934884A/en
Publication of JPS6341558B2 publication Critical patent/JPS6341558B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規かつ有用なロイシン脱水素酵素
及びその製造方法に関するものであり、さらに詳
細には、医療分野における臨床検査においてロイ
シンアミノペプチダーゼ活性を測定する際に用い
られるロイシン脱水素酵素及びその製造方法に関
するものである。 近時、酵素は、酵素反応の特徴である反応、基
質、光学の各特異性にすぐれている点などが注目
され、医療分析、食品分析等に広く触媒として利
用されている。なかでも血清中のロイシンアミノ
ペプチダーゼ活性は、肝疾患及び胆汁排泄障害に
より増加することが知られており、臨床検査にお
いて重要な検査項目となつている。このロイシン
アミノペプチダーゼ活性を測定するにさいし、近
年、ロイシン脱水素酵素を用いる方法が、すでに
述べたとおり、酵素の非常にすぐれた反応基質、
光学の各特異性の利点から利用されつつある。 一般に酵素を用いる微量分析法には、上記の利
点がある一方、一般に酵素は非常に不安定で、室
温で数日から数週間のうちに、触媒活性を失うの
が通例であり、それゆえ、この不安定性が、酵素
を用いる微量成分分析における大きな障害となつ
ている。従来、知られているロイシン脱水素酵素
も同様不安定で、たとえば、ジヤーナル・オブ・
バイオロジカル・ケミストリー誌(J.Biol.
Chem.)、253巻、5719頁(1978年)に記載されて
いるバチルススフエリカス(Bacillus
Sphaericus)から得られるロイシン脱水素酵素
は、水溶液中(室温)で1〜3週間のうちに活性
をほとんど失うのが通例であり、熱安定性及び長
期の安定性に欠けるものであるという大きな欠点
を有している。それゆえ、ロイシン脱水素酵素を
用いる分析法の利点を最大限に発揮するうえで、
熱に安定で、室温で長期間活性を失わないロイシ
ン脱水素酵素の出現が熱望されている。 そこで、本発明者らはこのような観点から、熱
に安定で、長期間活性を失わない性質を有するロ
イシン脱水素酵素を求めて鋭意研究した結果、バ
チルス属に属する微生物菌体に上記の性質を有す
るロイシン脱水素酵素が存在することを見い出し
本発明を完成した。 すなわち、本発明は、約70℃の緩衝液中で約10
分間処理したのちの活性が処理前の活性の約80%
以上の値を保持している性質を有し、かつ次の理
化学的性質を有するロイシン脱水素酵素及びバチ
ルス属に属する細菌を培養し、培養物から約70℃
の緩衝液中で約10分間処理したのちの活性が処理
前の活性の約80%以上の値を保持している性質を
有し、かつ次の理化学的性質を有するロイシン脱
水素酵素を採取することを特徴とするロイシン脱
水素酵素の製造方法。 (a) 作用及び基質特異性 L−ロイシン+H2O+NAD+ ↑↓ α−ケトイソカプロン酸+NH4 ++NADH 上記反応を触媒する。L−ロイシン以外にL−
バリン、L−イソロイシンにも作用する。 (b) 分子量 ゲルクロマトグラフイーにより測定した値は、
約30万である。 (c) 至適PH 55℃で約11である。 (d) 安定PH範囲 5.5〜10.5である。 本発明のロイシン脱水素酵素は、約70℃の緩衝
液中で約10分間処理することにより、ロイシン脱
水素酵素の残存活性がもとの活性の約80%以上、
好ましくは約90%以上、最適には約100%の値を
保持している性質を有し、特に約70℃の緩衝液中
で約30分間処理したのちの活性が処理前の活性の
約80%以上の値を保持している、優秀な性質を有
している。緩衝液の濃度およびPHは特に限定され
ないが、一般には濃度は5mMないし500mMであ
り、PHは6ないし10である。特に本発明において
は、2−メルカプトエタノールを0.01容量%含む
10mMのリン酸緩衝液(PH7.2)を用いることが
好ましい。 次に本発明のロイシン脱水素酵素の理化学的性
質を示す。 1 作用及び基質特異性 前記したとおり。 なお、L−ロイシン及びNADに対するミカエ
リス定数(Km値)は、それぞれ約1.54mM及び
約0.39mMである。 2 至適PH 前記したとおり。 3 安定PH範囲 前記したとおり(55℃で5分間の処理でほとん
ど失活が起こらない。)。 4 作用適温の範囲 PH11で25℃より70℃までの範囲。 5 耐熱性 70℃、30分間の熱処理に対して安定である。 6 分子量 前記したとおり。 なお、ゲルクロマトグラフイーとしてトヨパー
ル55−F(東洋曹達社製)を用いた。 7 力価の測定法 PH11、0.1Mグリシン−KCl−KOH緩衝液中
1.25mMNAD、10mML−ロイシンを含む混合溶
液を調製し、その混合液に適当量のロイシン脱水
素酵素を加えて、55℃における還元型NADの単
位時間あたりの増加を340nmの吸光度の増加とし
て計測し、1分間あたり1マイクロモルの
NADHの340nmにおける吸光度を増加せしめる
酵素量を1単位とした。 8 単一性 精製標品は、PH9.4の7.5%アクリルアミドゲル
デイスク電気泳動法により陽極側に移動し、単一
なバンドを与えた。 9 元素分析 元素分析値はまだ測定していない。 10 結晶構造 現在まだ結晶として得られていないため不明。 本発明のロイシン脱水素酵素を製造するには、
次のごとき方法を採用することができる。すなわ
ち、バチルス属に属する細菌を培養し、その培養
物から本発明のロイシン脱水素酵素を採取するこ
とによつて得ることができる。 本発明に使用する細菌は、本発明のロイシン脱
水素酵素を産生しうるバチルス属の細菌であり、
そのような細菌であれば、いかなるものでも使用
できる。好ましい細菌としては、たとえば、バチ
ルス・ステアロサーモフイルス(Bacillus
Stearothermophilus)があげられる。ステアロ
サーモフイルスとしての具体例としては、
ATCC7953,7954,8005,10194,12980、
NCA1503などがある。 本発明における細菌を培養するに際して用いら
れる栄養培地において炭素源として、たとえば、
グルコース、シユークロース、フルクトース、澱
粉加水分解物、糖密、亜硫酸パルプ廃液の糖類、
酢酸、乳酸等の有機酸類、さらには使用する細菌
が資化しうるアルコール類、油脂、脂肪酸および
グリセリン等が使用でき、窒素源として、たとえ
ば硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸
アンモニウム、アンモニア、アミノ酸、ペプト
ン、肉エキス、酵母エキス等の無機または有機物
が使用できる。さらに、無機塩類として、たとえ
ばカリウム、ナトリウム、リン酸、亜鉛、鉄、マ
グネシウム、マンガン、銅、カルシウム、コバル
ト等の各塩類、必要に応じて微量金属塩、コー
ン・ステイープ・リカー、ビタミン類、核酸等を
使用してもよく、細菌の一般的栄養培地が使用で
きる。 これらの培地を用いて、バチルス属に属する細
菌を20℃〜80℃、好ましくは40℃〜70℃、最適に
は55℃で、約2〜16時間、好気的に培養すればよ
い。また、工業的には、たとえば希釈率(発酵槽
に培地液を供給する速度および同時に発酵槽より
抜出す速度を発酵槽中の培養液量で割つた値)を
使用する菌株の最大比増殖速度の0.3〜1.0、好ま
しくは0.5〜1.0、最適には0.7〜1.0の範囲で制御
しながら連続的に培養する連続培養法も用いるこ
とができる。 次に得られた培養物から本発明のロイシン脱水
素酵素が採取されるが、培養物、分離生菌体、分
離菌体の処理物、粗製酵素、精製酵素等のあらゆ
る段階で採取できる。精製法としては、通常の酵
素精製法を用いることができる。すなわち、遠心
分離等により菌体を得た後、菌体をマントンゴー
リン、ダイノミル、フレンチプレス、超音波処
理、乳鉢磨砕等により細胞破砕後、遠心分離によ
り細胞片を除去し、細胞抽出液を得、これに硫酸
ストレプトマイシンまたは硫酸プロタミン処理を
行いさらには、ポリエチレングリコール沈澱、ア
セトン沈澱、加熱処理等を行ない、精製するため
に、DEAE−セルロ−スカラム等のイオン交換ク
ロマトグラフイー、ヒドロキシアパタイトカラム
等の吸着クロマトグラフイー、セフアデツクスク
ロマトグラフイー等のゲル濾過クロマトグラフイ
ー等のクロマトグラフイーを組合わせて行なうこ
とができる。このようにして本発明のロイシン脱
水素酵素を単離、精製することができる。 本発明のロイシン脱水素酵素は、熱に対して非
常に安定であるから、従来のロイシン脱水素酵素
と比較して、酵素単離後、これを長期間保存する
ことができる。このため、生化学の研究、食品、
臨床検査分野に非常に有効である。たとえば、本
発明のロイシン脱水素酵素とNADとからなる反
応液を用いて、被検液中のL−ロイシン含量を精
度良く測定することができる。このL−ロイシン
の定量は、L−ロイシンアミドからL−ロイシン
を生成するロイシンアミノペプチダーゼ活性の測
定に用いることができ、血清中のロイシンアミノ
ペプチダーゼ活性の測定は、肝疾患および胆汁排
泄障害などの診断に利用され、臨床検査のなかで
重要な項目となつている。 次に本発明を実施例により具体的に説明する。 実施例1、比較例1 ポリペプトン10g/酵母エキス2.5g/、
肉エキス2g/、グリセリン2g/、塩化ナ
トリウム5g/、リン酸二カリウム2g/、
リン酸一カリウム2g/、硫酸マグネシウム
0.1g/、ビオチン4μg/、PH7.2に調整した
培地3を120℃、10分間加熱殺菌した後、バチ
ルス・ステアロサーモフイルスATCC12980株を
接種し、55℃で15時間好気的に培養した。培養
後、遠心分離機で菌体を採取し、11gの湿菌体を
得た。 得られた菌体を約30gの酸化アルミニウム粉末
と共に乳鉢で約20分間磨砕した後、2−メルカプ
トエタノールを0.01容量%含む0.6Mリン酸緩衝
液50mlを添加し、遠心分離により酸化アルミニウ
ムと細胞片とを除去し、ロイシン脱水素酵素を含
む粗抽出液を得た。 この粗抽出液にポリエチレングリコール(平均
分子量7500)を最終濃度が9%(W/V)となる
ように添加して撹拌した後、生じた沈澱物を遠心
分離除去して上清(粗酵素液)を得た。あらかじ
め、2−メルカプトエタノールを0.01容量%含む
10mMリン酸緩衝液(PH7.2)で平衝化した
DEAE・セルロースカラムに上記の粗酵素液を通
じ、食塩を上記緩衝液に加えた溶液で溶出せしめ
ると、食塩濃度0.35Mの近くで目的のロイシン脱
水素酵素が溶出した。 この区分を集め、固形硫酸アンモニウムを徐々
に加えて30%飽和(4℃)とした。生成した沈澱
を遠心分離除去し、得られた上清に再び固形硫酸
アンモニウムを徐々に加えて60%飽和(4℃)と
した。生成した沈澱を遠心分離により集め、2−
メルカプトエタノール0.01容量%と塩化カリウム
0.1Mとを含む10mMリン酸緩衝液(PH7.2)を溶
出液とし、セフアデツクスG−150によるゲルク
ロマトグラフイーを行つた。 次に溶出した活性区分を、2−メルカプトエタ
ノールを0.01容量%含む2mMリン酸緩衝液で透
析したのち、あらかじめ同じ緩衝液で平衝化した
ヒドロキシアパタイトカラムに通じ、緩衝液濃度
を連続的に100mMまで上昇させたところ、緩衝
液濃度20〜35mM附近で目的のロイシン脱水素酵
素が溶出した。この区分を集め、あらかじめ2−
メルカプトエタノールを0.01容量%含む10mMリ
ン酸緩衝液(PH7.2)で平衝化したDEAE−セル
ロースカラムに通じ、食塩を上記緩衝液に加えた
溶液で溶出せしめると食塩濃度0.2から0.25Mの
附近で目的のロイシン脱水素酵素が溶出した。さ
らにこの区分を集め、固形硫酸アンモニウムを加
えて70%飽和(4℃)とし、生成した沈澱を遠心
分離により集め、2−メルカプトエタノールを
0.01容量%、塩化カリウムを0.1M含む10mMリン
酸緩衝液(PH7.2)を溶出液とし、セフアデツク
スG−150によるゲルクロマトグラフイーを行つ
た。 その結果、精製されたロイシン脱水素酵素1.2
mgが得られた。 このようにして得たロイシン脱水素酵素は、PH
9.4の7.5%アクリルアミドゲルデイスク電気泳動
で陽極側に移動し単一なバンドを与え、さらにト
ヨパール55−Fゲルクロマトグラフイーにおいて
も分子量約30万のところに単一のピークを与え
た。また、ラウリル硫酸ナトリウムを含む12%ア
クリルアミドゲルスラブ電気泳動において分子量
49000〜50000の位置に単一のバンドを与えた。ま
た、活性の収率は約9%で、酵素1mgあたり約9
単位の力価を示し、その精製度は粗抽出液を1と
すると約70であつた。 次に、このようにして得たロイシン脱水素酵素
の安定性と、バチルス・スフエリカス(Bacillus
sphaericus)から得たロイシン脱水素酵素(比較
例1)の安定性とを比較した。 その結果、2−メルカプトエタノールを0.01容
量%含むPH7.2の10mMリン酸緩衝液中、70℃で
10分間加熱処理を行つた後の残存活性を測定した
ところ、バチルス・スフエリカスのロイシン脱水
素酵素は、100%失活していた。ところが、本発
明のロイシン脱水素酵素は70℃、10分間の加熱処
理によつて全くその活性を失わないばかりか70
℃、30分間の加熱処理も処理前の活性の約100%
の値を保持していた。 次に、2−メルカプトエタノールを0.01容量%
含むPH7.2、10mMリン酸緩衝液中で、4〜8℃
における保存安定性を調べた。 その結果を第1図に示す。 第1図において曲線Aは実施例1、曲線Bは比
較例1である。第1図から明らかなようにバチル
ス・スフエリカスから得たロイシン脱水素酵素は
4日間で活性が約50%に減少し、2週間でほぼ活
性を失うのに対し、本発明のロイシン脱水素酵素
は、2週間経過後も約100%の活性を保持してい
た。 また、室温における保存安定性を調べたところ
バチルス・スフエリカスから得たロイシン脱水素
酵素は、5日目でほぼ失活したのに対し、本発明
のロイシン脱水素酵素は10日間経過後も約90%以
上の活性を保持していた。 参考例 1 実施例1で得たロイシン脱水素酵素を用いて、
L−ロイシンを測定する際に必要な検量線を作製
した。 その測定方法は、70マイクロモルのグリシン−
Kcl−KOH緩衝液(PH11.0)、10マイクロモルの
NAD、0〜0.2マイクロモルのL−ロイシンを含
む0.8mlを反応溶液とし、340nmにおける吸光度
を測定してから約0.3単位のロイシン脱水素酵素
を添加し、55℃で30分間保温したのち、340nmの
吸光度を再び測定した。その結果、340nmにおけ
る吸光度の増加と、反応液中に添加したL−ロイ
シンの量との間には、第2図に示すように良好な
比例関係が認められ、本発明のロイシン脱水素酵
素を用いてL−ロイシンが精度良く測定できるこ
とがわかつた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel and useful leucine dehydrogenase and a method for producing the same, and more specifically, it is used in measuring leucine aminopeptidase activity in clinical tests in the medical field. This invention relates to leucine dehydrogenase and its production method. Recently, enzymes have attracted attention for their excellent reaction, substrate, and optical specificity, which are characteristics of enzymatic reactions, and are widely used as catalysts in medical analysis, food analysis, etc. Among them, leucine aminopeptidase activity in serum is known to increase due to liver disease and impaired bile excretion, and is an important test item in clinical tests. In recent years, methods using leucine dehydrogenase have been used to measure this leucine aminopeptidase activity, which is an excellent reaction substrate for the enzyme.
It is being used to take advantage of the unique characteristics of optics. While microanalytical methods that generally use enzymes have the above advantages, enzymes are generally very unstable and typically lose their catalytic activity within days to weeks at room temperature; This instability is a major obstacle in trace component analysis using enzymes. Previously known leucine dehydrogenases are similarly unstable;
Biological Chemistry (J.Biol.
Chem.), vol. 253, p. 5719 (1978).
Leucine dehydrogenase obtained from A. Sphaericus usually loses most of its activity within 1 to 3 weeks in an aqueous solution (room temperature), and has a major drawback in that it lacks thermostability and long-term stability. have. Therefore, in order to maximize the advantages of analytical methods using leucine dehydrogenase,
The emergence of a leucine dehydrogenase that is heat-stable and does not lose its activity for long periods at room temperature is eagerly awaited. Therefore, from this perspective, the present inventors conducted extensive research in search of a leucine dehydrogenase that is heat-stable and does not lose its activity over a long period of time. The present invention was completed based on the discovery that there is a leucine dehydrogenase having the following properties. That is, the present invention provides a solution for about 10
The activity after treatment is approximately 80% of the activity before treatment.
Leucine dehydrogenase and bacteria belonging to the genus Bacillus that have the above values and the following physical and chemical properties are cultured, and the culture is heated to approximately 70°C.
Collect a leucine dehydrogenase whose activity after treatment in a buffer solution for about 10 minutes retains approximately 80% or more of the activity before treatment, and which has the following physical and chemical properties. A method for producing leucine dehydrogenase, characterized by: (a) Action and substrate specificity L-leucine + H 2 O + NAD + ↑↓ α-ketoisocaproic acid + NH 4 + +NADH Catalyzes the above reaction. In addition to L-leucine, L-
It also acts on valine and L-isoleucine. (b) Molecular weight The value measured by gel chromatography is
Approximately 300,000 yen. (c) Optimum pH is approximately 11 at 55℃. (d) Stable pH range of 5.5 to 10.5. When the leucine dehydrogenase of the present invention is treated in a buffer solution at about 70°C for about 10 minutes, the residual activity of the leucine dehydrogenase is about 80% or more of the original activity.
It preferably maintains a value of about 90% or more, optimally about 100%, and in particular, the activity after processing in a buffer at about 70°C for about 30 minutes is about 80% of the activity before treatment. It has excellent properties, holding a value of % or more. The concentration and pH of the buffer are not particularly limited, but generally the concentration is 5mM to 500mM and the pH is 6 to 10. In particular, in the present invention, it contains 0.01% by volume of 2-mercaptoethanol.
Preferably, 10 mM phosphate buffer (PH7.2) is used. Next, the physicochemical properties of the leucine dehydrogenase of the present invention will be shown. 1 Action and substrate specificity As described above. Note that the Michaelis constants (Km values) for L-leucine and NAD are approximately 1.54 mM and approximately 0.39 mM, respectively. 2 Optimum PH As mentioned above. 3 Stable PH range As described above (almost no deactivation occurs after treatment at 55°C for 5 minutes). 4 Suitable temperature range for action: 25℃ to 70℃ at PH11. 5 Heat resistance Stable to heat treatment at 70℃ for 30 minutes. 6 Molecular weight As described above. Note that Toyo Pearl 55-F (manufactured by Toyo Soda Co., Ltd.) was used as gel chromatography. 7 Measurement method of titer PH11, in 0.1M glycine-KCl-KOH buffer
Prepare a mixed solution containing 1.25mMNAD and 10mML-leucine, add an appropriate amount of leucine dehydrogenase to the mixture, and measure the increase in reduced NAD per unit time at 55℃ as the increase in absorbance at 340nm. , 1 micromol per minute
The amount of enzyme that increases the absorbance of NADH at 340 nm was defined as one unit. 8. Unity The purified sample migrated to the anode side by 7.5% acrylamide gel disc electrophoresis at pH 9.4, giving a single band. 9 Elemental analysis Elemental analysis values have not yet been measured. 10 Crystal structure Unknown as it has not yet been obtained as a crystal. To produce the leucine dehydrogenase of the present invention,
The following methods can be adopted. That is, it can be obtained by culturing bacteria belonging to the genus Bacillus and collecting the leucine dehydrogenase of the present invention from the culture. The bacteria used in the present invention are bacteria of the genus Bacillus that can produce the leucine dehydrogenase of the present invention,
Any such bacteria can be used. Preferred bacteria include, for example, Bacillus stearothermophilus.
Stearothermophilus). As a specific example of stearothermophilus,
ATCC7953, 7954, 8005, 10194, 12980,
Examples include NCA1503. As a carbon source in the nutrient medium used for culturing the bacteria in the present invention, for example,
Glucose, sucrose, fructose, starch hydrolyzate, molasses, sugars from sulfite pulp waste liquid,
Organic acids such as acetic acid and lactic acid, as well as alcohols, oils and fats, fatty acids, glycerin, etc. that can be assimilated by the bacteria used can be used, and as nitrogen sources, for example, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonia, amino acids, peptone, Inorganic or organic substances such as meat extract and yeast extract can be used. Furthermore, as inorganic salts, for example, potassium, sodium, phosphoric acid, zinc, iron, magnesium, manganese, copper, calcium, cobalt salts, trace metal salts, corn steep liquor, vitamins, nucleic acids, etc. etc., and common nutrient media for bacteria can be used. Using these media, bacteria belonging to the genus Bacillus may be cultured aerobically at 20°C to 80°C, preferably 40°C to 70°C, optimally 55°C, for about 2 to 16 hours. In addition, industrially, for example, the maximum specific growth rate of a strain is determined using the dilution rate (the value obtained by dividing the rate of supplying the culture medium into the fermenter and the rate at which it is simultaneously withdrawn from the fermenter by the amount of culture solution in the fermenter). A continuous culture method can also be used, in which the concentration is controlled continuously in the range of 0.3 to 1.0, preferably 0.5 to 1.0, optimally 0.7 to 1.0. Next, the leucine dehydrogenase of the present invention is collected from the obtained culture, but it can be collected at any stage, such as culture, isolated viable cells, processed products of isolated cells, crude enzyme, purified enzyme, etc. As a purification method, a normal enzyme purification method can be used. That is, after obtaining bacterial cells by centrifugation, the cells are crushed by Manton-Gaulin, Dyno Mill, French press, ultrasonic treatment, mortar grinding, etc., cell debris is removed by centrifugation, and the cell extract is obtained. This is then treated with streptomycin sulfate or protamine sulfate, and further subjected to polyethylene glycol precipitation, acetone precipitation, heat treatment, etc., and purified using ion exchange chromatography such as DEAE-cellulose column, hydroxyapatite column, etc. It can be carried out in combination with chromatography such as adsorption chromatography, gel filtration chromatography such as sepadex chromatography. In this way, the leucine dehydrogenase of the present invention can be isolated and purified. Since the leucine dehydrogenase of the present invention is very stable against heat, it can be stored for a long period of time after isolation, compared to conventional leucine dehydrogenase. For this reason, biochemical research, food,
Very effective in the field of clinical testing. For example, the L-leucine content in a test solution can be measured with high accuracy using a reaction solution consisting of the leucine dehydrogenase of the present invention and NAD. This quantitative determination of L-leucine can be used to measure the activity of leucine aminopeptidase, which generates L-leucine from L-leucineamide.Measurement of leucine aminopeptidase activity in serum is useful for liver diseases, biliary excretion disorders, etc. It is used for diagnosis and is an important item in clinical tests. Next, the present invention will be specifically explained using examples. Example 1, Comparative Example 1 Polypeptone 10g/yeast extract 2.5g/,
Meat extract 2g/, glycerin 2g/, sodium chloride 5g/, dipotassium phosphate 2g/,
Monopotassium phosphate 2g/, magnesium sulfate
After heat sterilizing medium 3 adjusted to PH7.2 at 120°C for 10 minutes, Bacillus stearothermophilus ATCC12980 strain was inoculated and cultured aerobically at 55°C for 15 hours. . After culturing, the cells were collected using a centrifuge to obtain 11 g of wet cells. After grinding the obtained bacterial cells with about 30 g of aluminum oxide powder in a mortar for about 20 minutes, 50 ml of 0.6M phosphate buffer containing 0.01% by volume of 2-mercaptoethanol was added, and the aluminum oxide and cells were separated by centrifugation. The pieces were removed to obtain a crude extract containing leucine dehydrogenase. Polyethylene glycol (average molecular weight 7500) was added to this crude extract to give a final concentration of 9% (W/V) and stirred.The resulting precipitate was removed by centrifugation and the supernatant (crude enzyme solution ) was obtained. Contains 0.01% by volume of 2-mercaptoethanol in advance.
Equilibrated with 10mM phosphate buffer (PH7.2)
When the above crude enzyme solution was passed through a DEAE/cellulose column and eluted with a solution containing salt added to the above buffer, the target leucine dehydrogenase was eluted at a salt concentration of approximately 0.35M. The fractions were collected and solid ammonium sulfate was added slowly to 30% saturation (4°C). The generated precipitate was removed by centrifugation, and solid ammonium sulfate was gradually added to the resulting supernatant again to achieve 60% saturation (4°C). The generated precipitate was collected by centrifugation, and 2-
Mercaptoethanol 0.01% by volume and potassium chloride
Gel chromatography was performed using Sephadex G-150 using 10 mM phosphate buffer (PH7.2) containing 0.1 M as the eluent. Next, the eluted active fraction was dialyzed against a 2mM phosphate buffer containing 0.01% by volume of 2-mercaptoethanol, and passed through a hydroxyapatite column equilibrated with the same buffer in advance to continuously adjust the buffer concentration to 100mM. When the buffer concentration was increased to 20 to 35 mM, the target leucine dehydrogenase was eluted. Collect this classification and 2-
When passed through a DEAE-cellulose column equilibrated with 10mM phosphate buffer (PH7.2) containing 0.01% by volume of mercaptoethanol and eluted with a solution containing salt added to the above buffer, the salt concentration ranged from 0.2 to 0.25M. The target leucine dehydrogenase was eluted. This fraction was further collected, solid ammonium sulfate was added to achieve 70% saturation (at 4°C), the precipitate formed was collected by centrifugation, and 2-mercaptoethanol was extracted.
Gel chromatography was performed using Sephadex G-150 using 10 mM phosphate buffer (PH7.2) containing 0.01% by volume and 0.1M potassium chloride as the eluent. As a result, purified leucine dehydrogenase 1.2
mg was obtained. The leucine dehydrogenase obtained in this way has a pH of
In 7.5% acrylamide gel disc electrophoresis of 9.4, it migrated to the anode side and gave a single band, and in Toyopearl 55-F gel chromatography, it also gave a single peak at a molecular weight of about 300,000. In addition, the molecular weight was determined by 12% acrylamide gel slab electrophoresis containing sodium lauryl sulfate.
gave a single band at position 49000-50000. In addition, the yield of activity is approximately 9%, which is approximately 9% per mg of enzyme.
It shows the titer in units, and the degree of purification was about 70 when the crude extract is 1. Next, we investigated the stability of the leucine dehydrogenase obtained in this way and the stability of the leucine dehydrogenase obtained in this way and the
The stability of the leucine dehydrogenase obtained from A. sphaericus (Comparative Example 1) was compared. As a result, at 70℃ in 10mM phosphate buffer with pH 7.2 containing 0.01% by volume of 2-mercaptoethanol.
When the residual activity was measured after heat treatment for 10 minutes, the leucine dehydrogenase of Bacillus sphaericus was found to be 100% inactivated. However, the leucine dehydrogenase of the present invention not only does not lose its activity at all when heated at 70°C for 10 minutes, but also loses its activity at 70°C.
℃, heat treatment for 30 minutes also has approximately 100% of the activity before treatment.
held the value of. Next, add 0.01% by volume of 2-mercaptoethanol.
4-8°C in 10mM phosphate buffer with pH 7.2
The storage stability was investigated. The results are shown in FIG. In FIG. 1, curve A is Example 1, and curve B is Comparative Example 1. As is clear from Figure 1, the activity of the leucine dehydrogenase obtained from Bacillus sphaericus decreases to about 50% in 4 days and almost loses its activity in 2 weeks, whereas the leucine dehydrogenase of the present invention The activity remained approximately 100% even after 2 weeks. Furthermore, when we investigated the storage stability at room temperature, we found that the leucine dehydrogenase obtained from Bacillus sphaericus was almost inactivated after 5 days, whereas the leucine dehydrogenase of the present invention remained at approximately 90% activity even after 10 days. % or more of the activity. Reference Example 1 Using the leucine dehydrogenase obtained in Example 1,
A calibration curve necessary for measuring L-leucine was prepared. The method of measurement is 70 micromoles of glycine.
Kcl−KOH buffer (PH11.0), 10 μM
Use 0.8 ml of NAD and 0 to 0.2 micromoles of L-leucine as a reaction solution, measure the absorbance at 340 nm, add about 0.3 units of leucine dehydrogenase, incubate at 55°C for 30 minutes, and measure the absorbance at 340 nm. The absorbance was measured again. As a result, a good proportional relationship was observed between the increase in absorbance at 340 nm and the amount of L-leucine added to the reaction solution, as shown in Figure 2. It was found that L-leucine could be measured with high accuracy using the method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のロイシン脱水素酵素(曲線
A)およびバチルス・スフエリカスから得られた
ロイシン脱水素酵素(曲線B)を4〜8℃で放置
した後の残存活性を示す図で、第2図は本発明の
ロイシン脱水素酵素を用いて作製したL−ロイシ
ンに対する検量線を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the residual activity of the leucine dehydrogenase of the present invention (curve A) and the leucine dehydrogenase obtained from Bacillus sphaericus (curve B) after being left at 4 to 8°C; The figure shows a calibration curve for L-leucine prepared using the leucine dehydrogenase of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 約70℃の緩衝液中で約10分間処理したのちの
活性が処理前の活性の約80%以上の値を保持して
いる性質を有し、かつ次の理化学的性質を有する
ロイシン脱水素酵素。 (a) 作用及び基質特異性 L−ロイシン+H2O+NAD+ ↑↓ α−ケトイソカプロン酸+NH4 ++NADH 上記反応を触媒する。L−ロイシン以外にL
−バリン、L−イソロイシンにも作用する。 (b) 分子量 ゲルクロマトグラフイーにより測定した値
は、約30万である。 (c) 至適PH 55℃で約11である。 (d) 安定PH範囲 5.5〜10.5である。 2 バチルス属に属する細菌を培養し、培養物か
ら約70℃の緩衝液中で約10分間処理したのちの活
性が処理前の活性の約80%以上の値を保持してい
る性質を有し、かつ次の理化学的性質を有するロ
イシン脱水素酵素を採取することを特徴とするロ
イシン脱水素酵素の製造方法。 (a) 作用及び基質特異性 L−ロイシン+H2O+NAD+ ↑↓ α−ケトイソカプロン酸+NH4 ++NADH 上記反応を触媒する。L−ロイシン以外にL
−バリン、L−イソロイシンにも作用する。 (b) 分子量 ゲルクロマトグラフイーにより測定した値
は、約30万である。 (c) 至適PH 55℃で約11である。 (d) 安定PH範囲 5.5〜10.5である。
[Claims] 1. Has the property that the activity after being treated for about 10 minutes in a buffer solution at about 70°C maintains a value of about 80% or more of the activity before the treatment, and the following physical and chemical Leucine dehydrogenase with properties. (a) Action and substrate specificity L-leucine + H 2 O + NAD + ↑↓ α-ketoisocaproic acid + NH 4 + +NADH Catalyzes the above reaction. In addition to L-leucine, L
-Also acts on valine and L-isoleucine. (b) Molecular weight The value measured by gel chromatography is approximately 300,000. (c) Optimum pH is approximately 11 at 55℃. (d) Stable pH range of 5.5 to 10.5. 2. Bacteria belonging to the genus Bacillus are cultivated and the culture is treated in a buffer solution at approximately 70°C for approximately 10 minutes, and the activity thereof retains approximately 80% or more of the activity before treatment. A method for producing leucine dehydrogenase, which comprises collecting leucine dehydrogenase having the following physical and chemical properties. (a) Action and substrate specificity L-leucine + H 2 O + NAD + ↑↓ α-ketoisocaproic acid + NH 4 + +NADH Catalyzes the above reaction. In addition to L-leucine, L
-Also acts on valine and L-isoleucine. (b) Molecular weight The value measured by gel chromatography is approximately 300,000. (c) Optimum pH is approximately 11 at 55℃. (d) Stable pH range of 5.5 to 10.5.
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