NL9400836A - Stable ADP-dependent kinases, and preparation and use thereof - Google Patents

Stable ADP-dependent kinases, and preparation and use thereof Download PDF

Info

Publication number
NL9400836A
NL9400836A NL9400836A NL9400836A NL9400836A NL 9400836 A NL9400836 A NL 9400836A NL 9400836 A NL9400836 A NL 9400836A NL 9400836 A NL9400836 A NL 9400836A NL 9400836 A NL9400836 A NL 9400836A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
enzyme
adp
substrate
enzyme preparation
preparation according
Prior art date
Application number
NL9400836A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Willem Meindert De Vos
Servatius Wilhelmus Mar Kengen
Alfons Johannes Maria Stams
Original Assignee
Rijkslandbouwhogeschool
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rijkslandbouwhogeschool filed Critical Rijkslandbouwhogeschool
Priority to NL9400836A priority Critical patent/NL9400836A/en
Publication of NL9400836A publication Critical patent/NL9400836A/en

Links

Classifications

    • 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
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C12N9/1205Phosphotransferases with an alcohol group as acceptor (2.7.1), e.g. protein kinases

Landscapes

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

Abstract

The invention relates to an enzyme preparation which catalyzes the phosphorylation and/or dephosphorylation of a substrate other than adenosine diphosphate (ADP) or polyphosphate, wherein ADP is converted into adenosine monophosphate (AMP). In particular, the substrate is a sugar or a sugar derivative. The enzyme of the preparation is novel and is active at a temperature above 70 degree C. The enzyme can be prepared from hyperthermophilic microorganisms such as those of the genus Pyrococcus.

Description

Stabiele ADP-afhankelijke kinasen, hun bereiding, alsmede hun gebruikStable ADP-dependent kinases, their preparation, as well as their use

De uitvinding heeft betrekking op enzymen en enzympreparaten die de fosforylering van substraten katalyseren waarbij ADP wordt omgezet in AMP. De uitvinding heeft tevens betrekking op expressiesystemen en micro-organ is men die deze enzymen kunnen produceren. Ook heeft de uitvinding betrekking op werkwijzen voor de bereiding en de toepassing van dergelijke ADP-afhankelijke kinasen met hoge stabiliteit.The invention relates to enzymes and enzyme preparations which catalyze the phosphorylation of substrates in which ADP is converted into AMP. The invention also relates to expression systems and microorganisms capable of producing these enzymes. The invention also relates to methods for the preparation and use of such ADP-dependent kinases with high stability.

AchtergrondBackground

Enzymen zijn in staat op reversibele wijze biochemische omzetting te katalyseren en worden op grote schaal toegepast in verscheidene takken van de nijverheid zoals de farmaceutische industrie en de voedingsmiddelenindustrie. Daarnaast zijn enzymen essentieel voor tal van diagnostische bepalingen zoals die ondermeer toegepast worden in de gezondheidszorg of onderzoeks- en ontwikkelingslaboratoria. De hierbij gebruikte enzymen zijn veelal afkomstig uit micro-organismen. Micro-organismen lenen zich in het algemeen goed voor de efficiënte en grootschalige produktie van enzymen. Daarnaast kunnen micro-organismen als bron gebruikt worden van DNA-fragmenten die coderen voor bruikbare enzymen. Het is algemeen bekend dat door gebruik te maken van genetische modificatietechnieken, waarbij dergelijke DNA-fragmenten in geschikte gastheren worden geïntroduceerd, er nieuwe micro-organismen kunnen worden verkregen die de gewenste enzymen op efficiënte wijze kunnen produceren.Enzymes are capable of reversibly catalyzing biochemical conversion and are widely used in various branches of industry such as the pharmaceutical and food industries. In addition, enzymes are essential for many diagnostic determinations, such as those used in health care or research and development laboratories. The enzymes used here often come from micro-organisms. Micro-organisms generally lend themselves well to the efficient and large-scale production of enzymes. In addition, microorganisms can be used as a source of DNA fragments encoding useful enzymes. It is well known that by using genetic engineering techniques, introducing such DNA fragments into suitable hosts, new microorganisms can be obtained that can efficiently produce the desired enzymes.

Een belangrijke factor die de bruikbaarheid van enzymen bepaalt is hun activiteit. De temperatuur waarbij de omzetting wordt uitgevoerd speelt hierbij een zeer belangrijke rol [voor een overzicht zie P.W. Hochachka en G.N. Somero (1973) Strategies of Biochemical Adaptation, W.B. Saunders Company, Philadelphia]. Het is algemeen bekend dat enzymatische reacties sneller verlopen naarmate de temperatuur verhoogd wordt. Daarnaast beïnvloedt de temperatuur de substraataffiniteit van sommige enzymen. Voorts kan door de keuze van een geschikte temperatuur de oplosbaarheid van een of meer reactanten worden veranderd waardoor het evenwicht van de reacties op bruikbare wijze kan worden beïnvloed. Tenslotte zijn er omzettingen die alleen bij hoge temperaturen kunnen worden uitgevoerd zoals bijvoorbeeld de polymerase-keten-reactie.An important factor determining the utility of enzymes is their activity. The temperature at which the conversion is carried out plays a very important role here [for an overview, see P.W. Hochachka and G.N. Somero (1973) Strategies of Biochemical Adaptation, W.B. Saunders Company, Philadelphia]. It is well known that enzymatic reactions proceed faster as the temperature is raised. In addition, the temperature influences the substrate affinity of some enzymes. Furthermore, by choosing an appropriate temperature, the solubility of one or more reactants can be changed, thereby usefully influencing the equilibrium of the reactions. Finally, there are conversions that can only be carried out at high temperatures, such as, for example, the polymerase chain reaction.

Er bestaat derhalve een grote behoefte aan enzymen die een breed temperatuurbereik bezitten en bij hoge temperaturen actief zijn. Het is gebleken dat enzymen uit thereof iele micro-organismen in het algemeen een hoge activiteit bezitten bij hoge temperaturen en daarom voor een aantal toepassingen zeer geschikt zijn [H. Rossi (1986) European Conference on Biotechnology, European Institute of Technology & Conzorzio ZAI, Verona, pp. 46-50, Verona; R. Jaenicke en P. Zavodsky (1990) FEBS Lett. 268: 344-349; D. Cowan (1992) Trends Biotechnol. 10: 315*323; R.A. Herbert (1992) Trends Biotechnol. 10: 395*402].There is therefore a great need for enzymes that have a wide temperature range and are active at high temperatures. Enzymes from their microorganisms have generally been found to have high activity at high temperatures and are therefore very suitable for a number of applications [H. Rossi (1986) European Conference on Biotechnology, European Institute of Technology & Conzorzio ZAI, Verona, pp. 46-50, Verona; R. Jaenicke and P. Zavodsky (1990) FEBS Lett. 268: 344-349; D. Cowan (1992) Trends Biotechnol. 10: 315 * 323; R.A. Herbert (1992) Trends Biotechnol. 10: 395 * 402].

De bruikbaarheid van enzymen wordt niet alleen bepaald door hun activiteit maar ook door hun stabiliteit. Deze stabiliteit is niet alleen nodig tijdens de omzetting maar ook in het stadium voordat de enzymen worden toegepast. In veel gevallen dienen er speciale voorzorgen genomen te worden om de stabiliteit van enzymen tijdens bereiding, transport en opslag te verbeteren. In een aantal gevallen kan dit gerealiseerd worden door het drogen van enzymen. Dit is echter een kostbare procedure. Bovendien verliezen veel enzymen hun activiteit tijdens drogen. Tenslotte worden enzymen veelal toegepast bij omzettingen waarbij water als oplosmiddel wordt gebruikt en dient het gedroogde enzym weer opgelost te worden. Een andere wijze waarop de stabiliteit verhoogd kan worden is door waterige oplossingen van enzymen in gekoelde of bevroren vorm te bewaren. Dit brengt echter grote koel-, transport- en opslagkosten met zich mee. Daarom bestaat er grote behoefte aan enzymen die een inherente hoge stabiliteit bezitten. Het is bekend dat enzymen uit thermofiele micro-organismen een hoge fysische en chemische stabiliteit bezitten waardoor het toepassingsgebied van het enzym wordt vergroot [Rossi (1988); Jaenicke en Zavodsky (1990); Cowan (1992); Herbert (1992); vide supra]. Het gebruik van dergelijke enzymen voor tal van toepassingen biedt derhalve grote voordelen.The utility of enzymes is determined not only by their activity but also by their stability. This stability is necessary not only during the conversion but also in the stage before the enzymes are used. In many cases, special precautions must be taken to improve the stability of enzymes during preparation, transport and storage. In a number of cases this can be achieved by drying enzymes. However, this is an expensive procedure. In addition, many enzymes lose their activity during drying. Finally, enzymes are often used in conversions where water is used as a solvent and the dried enzyme has to be dissolved again. Another way in which stability can be increased is by storing aqueous solutions of enzymes in cooled or frozen form. However, this entails large cooling, transport and storage costs. Therefore, there is a great need for enzymes that have inherently high stability. Enzymes from thermophilic microorganisms are known to have high physical and chemical stability, thereby increasing the scope of the enzyme [Rossi (1988); Jaenicke and Zavodsky (1990); Cowan (1992); Herbert (1992); vide supra]. The use of such enzymes for many applications therefore offers great advantages.

De enzymatische activering van substraten door middel van fosforylering speelt een cruciale rol in het metabolisme van levende wezens en fosfaatoverdracht is een basisreactie in de biochemie [L. Stryer, Biochemistry (1988) W.H. Freeman & Company, New York]. Het is daarom niet verrassend dat er uit tal van organismen enzymen zijn geïsoleerd die deze fosforylering kunnen katalyseren in een reactie waarbij de energiedrager adenosinetrifosfaat (ATP) wordt omgezet in adenosinedifosfaat (ADP) volgens de onderstaande reactie waarin X het substraat is en X-P het substraat met een extra fosfaat vertegenwoordigt:The enzymatic activation of substrates by means of phosphorylation plays a crucial role in the metabolism of living things and phosphate transfer is a basic reaction in biochemistry [L. Stryer, Biochemistry (1988) W.H. Freeman & Company, New York]. Not surprisingly, enzymes have been isolated from numerous organisms to catalyze this phosphorylation in a reaction that converts the energy carrier adenosine triphosphate (ATP) into adenosine diphosphate (ADP) according to the reaction below where X is the substrate and XP is the substrate with an additional phosphate represents:

X + ATP - X-P + ADPX + ATP - X-P + ADP

Deze enzymen behoren tot de groep van kinasen en bekende voorbeelden zijn de enzymen hexokinase, glucokinase en fosfofructokinaee. Hexokinasen en glucokinasen katalyseren met verschillende efficiëntie de omzetting van glucose naar glucose-6-fosfaat terwijl fosfofructokinaee de omzetting van fructose-6-fosfaat naar fructose-l,6-difosfaat verzorgt. Deze en andere kinasen worden op grote schaal toegepast in diagnostische tests waarbij de concentratie van de uitgangstoffen bepaald kan worden [J. Keesey (1987) Biochemica Information (1st Edition) Boehringer Mannheim Bio-chemicals, Duitsland]. Omdat alle enzymatische reacties reversibel zijn wordt hierbij ook gebruik gemaakt van de omgekeerde reactie waarbij ATP wordt gevormd uit een gefosforyleerd substraat en ADP zoals hierboven is aangegeven. Hierbij bestaat vooral belangstelling voor de bepaling van suikers en hun afbraakprodukten die in levende cellen worden gevormd. Een bekend voorbeeld is de bepaling van glucose met behulp van hexokinase. Hierbij wordt veelal het hexokinase uit gist gebruikt dat een molecuul-gewicht heeft van 96 kDa [H.R. Mahler and E.H. Cordes (1975) Biological Chemistry, Harper & Row Publishers, New York].These enzymes belong to the group of kinases and well-known examples are the enzymes hexokinase, glucokinase and phosphofructokinaee. Hexokinases and glucokinases catalyze the conversion of glucose to glucose-6-phosphate with different efficiency while phosphofructokinae converts fructose-6-phosphate to fructose-1,6-diphosphate. These and other kinases are widely used in diagnostic tests where the concentration of the starting materials can be determined [J. Keesey (1987) Biochemica Information (1st Edition) Boehringer Mannheim Bio-chemicals, Germany]. Since all enzymatic reactions are reversible, use is also made of the reverse reaction in which ATP is formed from a phosphorylated substrate and ADP as indicated above. In particular, there is interest in the determination of sugars and their degradation products that are formed in living cells. A well-known example is the determination of glucose using hexokinase. The yeast hexokinase, which has a molecular weight of 96 kDa [H.R. Mahler and E.H. Cordes (1975) Biological Chemistry, Harper & Row Publishers, New York].

Een probleem bij bovenstaande fosforylering is de afhankelijkheid van ATP. Niet altijd is ATP beschikbaar bij een omzetting, bijvoorbeeld in geval van een gekoppelde reactie waarbij ATP wordt omgezet in ADP. Daarnaast is ATP in de aanwezigheid van tweewaardige ionen instabiel bij hoge temperaturen en hydrolyseert het sneller dan bijvoorbeeld ADP [M. Tetas en J.M. Lowenstein (1963) Biochemistry 2, blz. 350-357]· Be aanwezigheid van tweewaardige kationen bij fosfotransferase-reacties is veelal noodzakelijk. Tenslotte is ATP een kostbare verbinding. Deze problemen bestaan niet of in sterk verminderde mate voor ADP-afhankelijke kinasen die adenosine-monofosfaat (AMP) vormen volgens onderstaande reactie waarin X het substraat is en X-P het substraat met een extra fosfaat vertegenwoordigt:A problem with the above phosphorylation is the dependence on ATP. ATP is not always available in a conversion, for example in the case of a coupled reaction in which ATP is converted into ADP. In addition, ATP is unstable at high temperatures in the presence of divalent ions and hydrolyses faster than, for example, ADP [M. Tetas and J.M. Lowenstein (1963) Biochemistry 2, pp. 350-357] The presence of divalent cations in phosphotransferase reactions is often necessary. Finally, ATP is a costly connection. These problems are nonexistent or greatly reduced for ADP-dependent kinases that form adenosine monophosphate (AMP) according to the following reaction in which X is the substrate and X-P represents the substrate with an additional phosphate:

X + ADP - X-P + AMPX + ADP - X-P + AMP

Er is een zeer beperkt aantal ADP-afhankelijke fosforyleringen bekend. Zo katalyseert adenylaat-kinase de omzetting van 2 ADP in ATP en AMP. Daarnaast bestaat er een polyfosfaat:AMP-fosfotransferase dat polyfosfaat defosforyleert terwijl AMP wordt gefosforyleerd. Hoewel deze enzymen toepassingsmogelijkheden bezitten zijn deze niet in staat om andere substraten dan ADP of polyfosfaat te fosforyleren.A very limited number of ADP-dependent phosphorylations are known. For example, adenylate kinase catalyzes the conversion of 2 ADP to ATP and AMP. In addition, there is a polyphosphate: AMP phosphotransferase that dephosphorylates polyphosphate while AMP is phosphorylated. Although these enzymes have potential applications, they are unable to phosphorylate substrates other than ADP or polyphosphate.

In het bijzonder zijn deze enzymen niet in staat om suikers en hun afbraakprodukten te fosforyleren. Daarnaast wordt in het geval van adenylaat-kinase weer ATP gevormd dat zoals boven aangegeven niet stabiel is bij hoge temperatuur en ligt het evenwicht van de reactie van het polyfosfaat:AMP-fosfotransferase sterk aan de kant van de vorming van ADP en defosforylering van polyfosfaat.In particular, these enzymes are unable to phosphorylate sugars and their breakdown products. In addition, in the case of adenylate kinase, ATP is again formed which, as indicated above, is not stable at high temperature, and the equilibrium of the reaction of the polyphosphate: AMP phosphotransferase strongly depends on the formation of ADP and dephosphorylation of polyphosphate.

In de afgelopen jaren is een groot aantal thermofiele en hyperthermofiele micro-organismen beschreven [K.O. Stetter, G. Fiala, G. Huber, R. Huber, en G. Segerer (1990) FEMS Microbiol. Rev. 75: 117-124]. Uit deze organismen zijn al verschillende thermostabiele en thermoactieve enzymen beschreven. Een voorbeeld bij uitstek is de Archaeon Pyrococcus furiosus, behorend tot de familie van de Thermococcales, die met een optimale groei temperatuur van 100 aC een van de meest extreem thermofiele micro-organismen is [G. Fiala en K.O.Stetter (1986) Arch. Microbiol. 145: 56-61; Stetter et al. (1990) vide supra]. Het is bekend dat enzymen die door P. furiosus worden geproduceerd tot de meest thermostabiele en thermoactieve gerekend kunnen worden. Zo bezit het B-glucosidase van P. furiosus na 85 uur verhitting in waterige oplossingen bij een temperatuur van 100 *C nog ongeveer de helft van zijn activiteit [S.W.M. Kengen, E.J. Luesink, A.J.M. Stams, A.J.B. Zehnder (1993) Eur. J. Biochem. 213: 305-312].In recent years, a large number of thermophilic and hyperthermophilic microorganisms have been described [K.O. Stetter, G. Fiala, G. Huber, R. Huber, and G. Segerer (1990) FEMS Microbiol. Rev. 75: 117-124]. Various thermostable and thermoactive enzymes have already been described from these organisms. An excellent example is the Archaeon Pyrococcus furiosus, belonging to the Thermococcales family, which is one of the most extremely thermophilic micro-organisms with an optimal growth temperature of 100 aC [G. Fiala and K.O. Stetter (1986) Arch. Microbiol. 145: 56-61; Stetter et al. (1990) vide supra]. It is known that enzymes produced by P. furiosus can be counted among the most thermostable and thermoactive. For example, the B-glucosidase of P. furiosus still has about half of its activity after heating in aqueous solutions at a temperature of 100 ° C for 85 hours [S.W.M. Kengen, E.J. Luesink, A.J.M. Stams, A.J.B. Zehnder (1993) Eur. J. Biochem. 213: 305-312].

Uit bovenstaande is duidelijk dat er behoefte bestaat aan ADP-afhankelijke kinasen die een reactie katalyseren waarin het substraat geen ADP of polyfosfaat is. Zulke ADP-afhankelijke kinasen zijn tot nu toe echter niet beschreven.From the above, it is clear that there is a need for ADP-dependent kinases that catalyze a reaction in which the substrate is not ADP or polyphosphate. However, such ADP-dependent kinases have not been described to date.

Beschrijving van de uitvindingDescription of the invention

De uitvinding heeft betrekking op een nieuwe groep van ADP-afhankelijke kinasen die een hoge thermoactiviteit en hoge thermische stabiliteit bezitten en een reactie katalyseren waarin het eubstraat geen ADP of polyfosfaat is. In het bijzonder heeft de vinding betrekking op een ADP-afhankelijke hexokinase en fosfofructokinase uit het hyperthermofiele micro-organisme Pyrococcus furiosus.The invention relates to a new group of ADP-dependent kinases that have high thermoactivity and high thermal stability and catalyze a reaction in which the substrate is not ADP or polyphosphate. In particular, the invention relates to an ADP-dependent hexokinase and phosphofructokinase from the hyperthermophilic microorganism Pyrococcus furiosus.

Verrassenderwijs is gevonden dat er ADP-afhankelijke kinasen voorkomen in het hyperthermofiele organisme Pyrococcus furiosus, dat een maximale groéitemperatuur heeft van 103 *C, maar nog groei vertoont bij 70 *C [Fiala en Stetter (1986) vide supra]. In het bijzonder is er aanzienlijke activiteit gevonden van een ADP-afhankelijk hexokinase dat vervolgens in gezuiverde vorm is verkregen en bestaat uit polypeptiden met een moleculairgewicht van circa 50 kDa. Het ADP-afhankelijke kinase blijkt daarnaast ook in diaeervorm voor te komen. Daarnaast is er in P. furiosus ook een aanzienlijke activiteit gevonden van een ADP-afhankelijk fosfofructokinase. Deze ontdekkingen geven aan dat er een nieuwe familie ADP-afhankelijke kinasen bestaat, waarvan het bestaan niet eerder gekend of zelfs vermoed was. Gezien de hogere thermische stabiliteit van ADP boven ATP [Tetas en Lowenstein (1963) vide supra] wordt aangenomen dat er in P. furiosus meer ADP-afhankelijke enzymen voorkomen waarvan het bestaan nog niet bekend is.Surprisingly, it has been found that ADP-dependent kinases exist in the hyperthermophilic organism Pyrococcus furiosus, which has a maximum growth temperature of 103 * C, but still shows growth at 70 * C [Fiala and Stetter (1986) vide supra]. In particular, considerable activity has been found of an ADP-dependent hexokinase subsequently obtained in purified form and consisting of polypeptides with a molecular weight of about 50 kDa. The ADP-dependent kinase also appears to be in slide form. In addition, considerable activity of an ADP-dependent phosphofructokinase has also been found in P. furiosus. These discoveries indicate that there is a new family of ADP-dependent kinases, the existence of which was previously unknown or even suspected. In view of the higher thermal stability of ADP over ATP [Tetas and Lowenstein (1963) vide supra], it is believed that there are more ADP-dependent enzymes in P. furiosus, the existence of which is not yet known.

Ook een andere soort van het geslacht Pyrocoeeus, P. woesei [W. Zillig, et al. (1987) Syst. Appl. Microbiol. 9: 62-70] blijkt nu ADP-afhankelijk hexokinase en fosfofructokinase te bevatten. Deze en andere ADP-afhankelijke kinasen zullen ook voorkomen in andere soorten van het geslacht Pyrococcus en andere vertegenwoordigers van de Thermococcales. Omdat deze micro-organismen behoren tot de Archaea [Stetter et al. (1990) vide supra] is het mogelijk dat ADP-afhankelijke hexokinase, fosfofructokinase en andere kinasen ook voorkomen in andere vertegenwoordigers van dit superkoninkrijk of domein dat een aparte fylogenetische positie inneemt [C.R. Woese, 0. Kandier en M.L. Wheelis (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 4576-^579] · Daarnaast wordt verondersteld dat ook in andere thermofiele micro-organismen, die het vermogen hebben te groeien boven een temperatuur van 70 *C, ADP-afhankelijke hexokinase, fosfofructokinase en andere kinasen voorkomen. Omdat het bestaan van ADP-afhankelijke hexokinase en fosfofructokinase nog niet bekend was, is het tenslotte goed mogelijk dat er na gericht zoeken ook in andere, niet-thermofiele micro-organismen, dergelijke ADP-afhankelijke kinasen kunnen worden aangetroffen.Another species of the genus Pyrocoeeus, P. woesei [W. Zillig, et al. (1987) Syst. Appl. Microbiol. 9: 62-70] has now been found to contain ADP-dependent hexokinase and phosphofructokinase. These and other ADP-dependent kinases will also be present in other species of the genus Pyrococcus and other representatives of the Thermococcales. Because these microorganisms belong to the Archaea [Stetter et al. (1990) vide supra], ADP-dependent hexokinase, phosphofructokinase and other kinases may also exist in other representatives of this super kingdom or domain that occupy a separate phylogenetic position [ CR Woese, 0. Kandier and M.L. Wheelis (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 4576-579] In addition, it is also believed that other thermophilic microorganisms, which have the ability to grow above a temperature of 70 ° C, have ADP-dependent hexokinase, phosphofructokinase and other kinases. Finally, since the existence of ADP-dependent hexokinase and phosphofructokinase was not yet known, it is quite possible that, after targeted searches, such ADP-dependent kinases can also be found in other, non-thermophilic microorganisms.

De toepassing van ATP-afhankelijk hexokinase en ATP-afhankelijk fosfofructokinase in diagnostische bepalingen is bekend [Keesey (1987) vide supra]. Vergelijkbare toepassingen kunnen worden gerealiseerd eet de hier beschreven familie van stabiele, ADP-afhankelijke kinasen. Daarnaast kunnen, zoals hierboven aangegeven, ook andere, bijvoorbeeld gekoppelde, reacties verzorgd worden door dergelijke ADP-afhankelijke kinasen. In het celvrije extract van P. furiosus kan de activiteit van ADP-afhankelijke kinasen op eenvoudige wijze bepaald worden. Hieruit blijkt dat toepassing van dergelijke enzymen niet beperkt is tot gezuiverde enzymen. Ondanks het feit dat P. furiosus alleen onder anaerobe condities kan groeien blijken de ADP-afhankelijke hexokinase en fosfo- fructokinase ook onder aerobe condities goed te functioneren, wat in overeenstemming is met de activiteit van veel andere enzymen uit dit organisme [zie Kengen et al. (1993) vide supra]. Hierdoor hebben deze ADP-afhankelijke enzymen uitstekende toepassingsmogelijkheden.The use of ATP-dependent hexokinase and ATP-dependent phosphofructokinase in diagnostic assays is known [Keesey (1987) vide supra]. Similar applications can be realized in the family of stable ADP-dependent kinases described here. In addition, as indicated above, other, for example linked, reactions can also be caused by such ADP-dependent kinases. The activity of ADP-dependent kinases can be easily determined in the cell-free extract of P. furiosus. This shows that the use of such enzymes is not limited to purified enzymes. Despite the fact that P. furiosus can only grow under anaerobic conditions, the ADP-dependent hexokinase and phosphofructokinase also appear to function well under aerobic conditions, which is consistent with the activity of many other enzymes from this organism [see Kengen et al (1993) vide supra]. As a result, these ADP-dependent enzymes have excellent applications.

Het ADP-afhankelijke hexokinase is ook gezuiverd en kan worden gebruikt voor de bepaling van de N-terminale aminozuurvolgorde. Deze volgorde kan vervolgens gebruikt worden om DNA-fragmenten te isoleren die coderen voor het ADP-afhankeli jke hexokinase van P. furiosus. Vervolgens kunnen deze DNA-fragmenten gebruikt worden voor de produktie van dit enzym in geschikte gastheren zoals Escherichia colt. Een analoog voorbeeld voor een ander enzym van P. furiosus is onlangs beschreven [H.I.L. Eggen, A.C.M. Geerling, K. Waldkötter, G. Antranikian & W.M. de Vos (1993) Gene 132: 143-1^8]. Vervolgens kan het gen dat codeert voor het ADP-afhankelijke hexokinase worden gebruikt om vergelijkbare homologe genen uit andere micro-organismen te detecteren. Dit kan plaats vinden door middel van DNA-DNA-hybridisatie onder verschillende condities of, indien de nucleotidevolgorde van het gen is bepaald, door middel van amplificatie via de polymerase-keten-reactie (PCR) [zie onder meer J. Sambrook, E.F. Fritsch, & T. Maniatis (1989) Molecular cloning: A laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y.]. Gezien het feit dat het hexokinase en ook andere enzymen zoals het S-glucosidase (vide supra) via bekende zuiveringsmethoden uit P. furiosus gezuiverd kunnen worden, zal een dergelijke genetische benadering eveneens kunnen worden toegepast op het ADP-afhankelijke fosfofructokinase en andere ADP-afhankelijke kinasen. De gevonden genen kunnen vervolgens in geschikte gastheren tot expressie gebracht worden en de verkregen enzym activiteit kan gebruikt worden bij ADP-afhankelijke omzettingen.The ADP-dependent hexokinase has also been purified and can be used to determine the N-terminal amino acid sequence. This sequence can then be used to isolate DNA fragments encoding the ADP-dependent hexokinase from P. furiosus. These DNA fragments can then be used for the production of this enzyme in suitable hosts such as Escherichia colt. An analogous example for another enzyme from P. furiosus has recently been described [H.I.L. Eggen, A.C.M. Geerling, K. Waldkötter, G. Antranikian & W.M. de Vos (1993) Gene 132: 143-1 ^ 8]. Then, the gene encoding the ADP-dependent hexokinase can be used to detect similar homologous genes from other microorganisms. This can be done by DNA-DNA hybridization under different conditions or, if the nucleotide sequence of the gene has been determined, by amplification via the polymerase chain reaction (PCR) [see, inter alia, J. Sambrook, E.F. Fritsch, & T. Maniatis (1989) Molecular cloning: A laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y.]. Given that the hexokinase and also other enzymes such as the S-glucosidase (vide supra) can be purified from known P. furiosus purification methods, such a genetic approach could also be applied to the ADP-dependent phosphofructokinase and other ADP-dependent kinases. The genes found can then be expressed in suitable hosts and the obtained enzyme activity can be used in ADP-dependent conversions.

De enzympreparaten volgens de uitvinding kunnen, naast het nieuwe ADP-afhankelijke enzym, andere enzymen, eventueel andere fijnverdeelde celresten, verdunningsmiddelen zoals water, stabilisatiemiddelen e.d. bevatten. De preparaten zijn bij voorkeur homogeen. Zij kunnen ook een gedroogde, bij voorbeeld gesproeidroogde of gevriesdroogde, vorm hebben.The enzyme preparations according to the invention may, in addition to the new ADP-dependent enzyme, contain other enzymes, optionally other finely divided cell residues, diluents such as water, stabilizers and the like. Preferably, the preparations are homogeneous. They can also have a dried, for example spray-dried or freeze-dried, form.

De uitvinding heeft betrekking op werkwijzen voor de bereiding van ADP-afhankelijke enzymen en enzympreparaten, zowel door klassiek kweken van microorganismen die deze enzymen bevatten en afscheiden van het enzym of enzymmengsel, als door kweken van recombinante cellen die de genetische code voor dit enzym bevatten.The invention relates to methods for the preparation of ADP-dependent enzymes and enzyme preparations, both by culturing microorganisms containing these enzymes and separating them from the enzyme or enzyme mixture, and by culturing recombinant cells containing the genetic code for this enzyme.

De uitvinding betreft tevens enzymatische bepalingen waarin de boven beschreven enzymen en enzympreparaten worden toegepast. Ook dekt de uitvinding diagnostische kits voor het uitvoeren van dergelijke be* palingen. Deze kits bevatten het enzym of enzympreparaat in een geschikte vormen, alsmede bij voorkeur verdere reactiecomponenten, zoals ADP in geval van een suikerbepaling of glucose in geval van een ADP-bepaling, en verder de nodige hulpmiddelen zoals verdunningsmiddelen, detectie-middelen, handleidingen voor het uitvoeren van diagnostische bepalingen.The invention also relates to enzymatic assays in which the above-described enzymes and enzyme preparations are used. The invention also covers diagnostic kits for performing such determinations. These kits contain the enzyme or enzyme preparation in suitable forms, and preferably further reactants, such as ADP in the case of a sugar determination or glucose in the case of an ADP determination, and further the necessary aids such as diluents, detecting agents, manuals for the performing diagnostic determinations.

V&orbfifill.l·V & orbfifill.l

Dit voorbeeld beschrijft de methode voor de bepaling van hexo* kinase-activiteit in celextracten van het hyperthermofiele micro-organisme Pyrococcus furiosus. P. furiosus werd verkregen van de Deutsche Sammlung ftlr Micro-organismen (DSM) te Braunschweig, Duitsland, onder nummer DSM 3638, en werd gekweekt als beschreven [Kengen et al. (1993). vide supra]. Standaard handelingen zoals enzym- en eiwitbepalingen werden uitgevoerd als beschreven [Kengen et al. (1993)* vide supra].This example describes the method for the determination of hexo * kinase activity in cell extracts of the hyperthermophilic microorganism Pyrococcus furiosus. P. furiosus was obtained from the Deutsche Sammlung ftlr Microorganisms (DSM) of Braunschweig, Germany, under number DSM 3638, and was grown as described [Kengen et al. (1993). vide supra]. Standard procedures such as enzyme and protein assays were performed as described [Kengen et al. (1993) * vide supra].

Celextracten werden verkregen door celsuspensies van Pyrococcus furiosus (1 gram/ml Tris/Cl' buffer; 10 mM, pH 7,8), te behandelen met de French press (138 MPa). Celresten werden verwijderd door centrifugatie (60 min, lOO.OOOxg). Het supernatant werd gebruikt als celvrij extract. Het eiwitgehalte ligt tussen de 23 en 35 mg/ml. De celextracten werden niet anaëroob behandeld, aangezien het hexokinase zuurstof-stabiel is.Cell extracts were obtained by treating cell suspensions of Pyrococcus furiosus (1 gram / ml Tris / Cl 'buffer; 10 mM, pH 7.8) with the French press (138 MPa). Cell debris was removed by centrifugation (60 min, 100,000xg). The supernatant was used as a cell-free extract. The protein content is between 23 and 35 mg / ml. The cell extracts were not treated anaerobically, since the hexokinase is oxygen stable.

Hexokinase-activiteit werd gemeten in een gekoppelde assay, waarbij het gevormde glucose-6-fosfaat met behulp van glucose-6-fosfaat-dehydrogenase afkomstig van gist (Boehringer Mannheim, Duitsland) werd omgezet tot 6-fosfogluconaat. De hieraan gekoppelde reductie van NADP tot NADPH2 wordt gebruikt als maat voor de activiteit. Aangezien het gist-enzym niet stabiel is bij hoge temperatuur werd de assay uitgevoerd bij 50*C. Het hexokinase van P. furiosus is bij deze temperatuur nog voldoende actief om gemeten te kunnen worden. Het complete reactiemengsel voor bepalen van hexokinase-activiteit bevat dus; Tris/Cl' buffer (100 mM; pH 7,8). glucose (15 mM), ADP (2 mM). Mg2* (10 mM). NADP (0.5 mM), glucose-6-fosfaat-dehydrogenase (1,75 units) en 10 μΐ celvrij extract van P. furiosus. Wanneer ADP werd vervangen door ATP kon een geringe hexokinase-activiteit in het celvrij extract aangetoond worden. Deze was echter een gevolg van verontreiniging van ATP met sporen ADP.Hexokinase activity was measured in a coupled assay, converting the glucose-6-phosphate formed into 6-phosphogluconate using yeast glucose-6-phosphate dehydrogenase (Boehringer Mannheim, Germany). The associated reduction of NADP to NADPH2 is used as a measure of activity. Since the yeast enzyme is not stable at high temperature, the assay was performed at 50 ° C. The hexokinase of P. furiosus is still sufficiently active at this temperature to be measured. Thus, the complete reaction mixture for determining hexokinase activity contains; Tris / Cl 'buffer (100 mM; pH 7.8). glucose (15 mM), ADP (2 mM). Mg2 * (10 mM). NADP (0.5 mM), glucose-6-phosphate dehydrogenase (1.75 units) and 10 μΐ cell-free extract of P. furiosus. When ADP was replaced by ATP, low hexokinase activity in the cell-free extract could be demonstrated. However, this was due to contamination of ATP with trace ADP.

Op deze wijze konden hoge activiteiten ADP-afhankelijk hexokinase aangetoond worden in celvrije extracten van P. furiosus. Afhankelijk van het gebruikte groeisubstraat werden waarden bereikt tot 1,4 μαοί glucose omgezet tot glucose-6-fosfaat per min per mg eiwit (50*C). Wanneer wordt aangenomen dat de Q10 van de reactiesnelheid gelijk is aan 2 [Hochachika en Somera (1973) vide supra], dan kan een specifieke activiteit berekend worden van 45 f*iol/min.mg eiwit bij 100*C.In this way, high activities ADP-dependent hexokinase could be demonstrated in cell-free extracts of P. furiosus. Depending on the growth substrate used, values up to 1.4 μαοί glucose were converted to glucose-6-phosphate per min per mg protein (50 * C). Assuming that the Q10 of the reaction rate is 2 [Hochachika and Somera (1973) vide supra], a specific activity can be calculated of 45 µl / min.mg protein at 100 ° C.

Voorbeeld 2.Example 2.

In dit voorbeeld wordt de enzym-assay beschreven voor het aantonen van fosfofructokinase in celvrije extracten van P. furiosus. Evenals het hexokinase is ook dit enzym afhankelijk van ADP in plaats van ATP.This example describes the enzyme assay for detecting phosphofructokinase in cell-free extracts of P. furiosus. Like the hexokinase, this enzyme also depends on ADP instead of ATP.

Fosfofructokinase werd gemeten in een assay, waarin de ADP-afhankelijke vorming van fructose-1,6-bisfosfaat uit fructose-6-fosfaat werd gekoppeld aan de oxydatie van NADK met behulp van aldolase, triose-fosfaat-isomerase en glycerol-3~fosfaat-dehydrogenase (hulp-enzymen afkomstig van konijn en geleverd door Boerhinger Mannheim, Duitsland). Het volledige reactiemengsel voor de bepaling van fosfofructokinase bevatte: Tris/Cl" buffer (100 mM; pH 7.8), dithiothreitol (1 mM), ADP (2 mM), Mg24 (10 mM), NADH (0,4 mM), fructose-6-fosfaat (4 mM), aldolase (0,22 units), triosefosfaat-isomerase (11,4 units), glycerol-3~fosfaat-dehydrogenase (3.7 units) en 20 μΐ celvrij extract van P. furiosus.Phosphofructokinase was measured in an assay, in which the ADP-dependent formation of fructose-1,6-bisphosphate from fructose-6-phosphate was coupled to the oxidation of NADK using aldolase, triose-phosphate isomerase and glycerol-3-phosphate dehydrogenase (rabbit auxiliary enzymes supplied by Boerhinger Mannheim, Germany). The complete reaction mixture for the determination of phosphofructokinase contained: Tris / Cl "buffer (100 mM; pH 7.8), dithiothreitol (1 mM), ADP (2 mM), Mg24 (10 mM), NADH (0.4 mM), fructose -6-phosphate (4 mM), aldolase (0.22 units), triose phosphate isomerase (11.4 units), glycerol-3 ~ phosphate dehydrogenase (3.7 units) and 20 μΐ cell-free extract of P. furiosus.

Op deze wijze werden specifieke activiteiten bereikt tot 0,05 μπιοί fructose-6-fosfaat omgezet tot fructose-1,6-bisfosfaat per minuut per mg eiwit (50*C). Bij 100*0 bedraagt de specifieke activiteit dan 1,6 lanol/min.mg eiwit.In this way, specific activities were achieved up to 0.05 μπιοί fructose-6-phosphate converted to fructose-1,6-bisphosphate per minute per mg of protein (50 * C). At 100 * 0, the specific activity is then 1.6 lanol / min.mg protein.

Voorbeeld 3Example 3

In dit voorbeeld wordt beschreven dat de ADP-afhankelijke hexokinase en fosfofructokinase ook in cel-extracten van Pyrococcus uoesei voorkomen. P. uoesei DSM 3773 werd verkregen, gekweekt en behandeld als boven beschreven voor P. furiosus. In een cel-vrij extract werd bij 50 *C een ADP-afhankelijke hexokinase activiteit van 1 pmol/min.mg eiwit en een ADP-afhankelijke fosfofructokinase-activiteit van 0,05 ymol/min.mg eiwit aangetroffen.In this example, it is described that the ADP-dependent hexokinase and phosphofructokinase also occur in cell extracts of Pyrococcus uoesei. P. uoesei DSM 3773 was obtained, grown and treated as described above for P. furiosus. In a cell-free extract, an ADP-dependent hexokinase activity of 1 pmol / min.mg protein and an ADP-dependent phosphofructokinase activity of 0.05 µmol / min.mg protein were found at 50 ° C.

Voorbeeld 4Example 4

Dit voorbeeld beschrijft de zuivering en karakterisatie van het ADP-afhankelijke hexokinase uit P. furiosus. Standaard biochemische handelingen werden uitgevoerd zoals eerder beschreven [Kengen et al. (1993). vide supra].This example describes the purification and characterization of the ADP-dependent hexokinase from P. furiosus. Standard biochemical operations were performed as previously described [Kengen et al. (1993). vide supra].

Celvrij extract werd bereid door 25 g cellen van P. furiosus te suspenderen in 25 ml 100 aM Tris/Cl" buffer (pH 7-8). De celeuspensie werd 1 maal behandeld set de French Press bij 138 MPa en celresten werden verwijderd door centrifugatie gedurende 30 min bij 100.000 x g. Het supernatant met een eiwitgehalte van 29.^ mg/ml werd gebruikt bij verdere zuiveringen.Cell-free extract was prepared by suspending 25 g of cells of P. furiosus in 25 ml of 100 aM Tris / Cl "buffer (pH 7-8). The cell suspension was treated once with the French Press at 138 MPa and cell debris removed by centrifugation for 30 min at 100,000 x g The supernatant with a protein content of 29 µg / ml was used in further purifications.

Als eerste zuiveringsstap werd een ammoniumsulfaatprecipitatie uitgevoerd waarbij bleek dat het hexokinase precipiteerde tussen 60 % en 70 % ammoniumsulfaat. Vervolgens werd het supernatant van een 58 % ammoniumsulfaat-precipitatie gebruikt voor hydrofobe-interactie-chromatografie met behulp van een Phenylsepharose CL-^B kolom (Pharmacia. Uppsala, Zweden). De kolom werd geëlueerd met een afnemende gradient van ammmoniumsulfaat (2,5 M tot 0 M) in 100 mH Tris/Cl' buffer (pH 7.8). Het hexokinase bleek te elueren bij 2 N ammoniumsulfaat. De actieve fracties werden vervolgens geconcentreerd en ontzout door middel van ultrafiltratie met een Amicon YM-5 filter (5 kDa cut-off). Aan het actieve concentraat werd 5®M van het detergens 3*([3’Cholamidopropyl]-dimethylammonio)-l-propaansulfonaat (CHAPS; Sigma Chemie, Axel, Nederland) toegevoegd. Vervolgens werd verder gezuiverd door middel van chromatografie op een Mono-Q HR anionwisselaar (Pharmacia). Actieve fracties elueerden bij 0,18 M NaCl in 100 mM Tris/Cl' buffer (pH 7.8) en 1 mM CHAPS. Na het ontzouten door middel van Amicon YM-5 ultrafiltratie werden de actieve fracties verder gezuiverd middels chromatografie op een hydroxylapatiet-kolom die geëlueerd werd met een gradient van 1-50 mM natriumfosfaat (pH 6,8; 1 mM CHAPS). Actieve fracties elueerden bij 0,33 mM fosfaat. Vervolgens werd het eiwit gebonden aan een Phenyl-Superose HR-kolom en geëlueerd via een afnemende gradient van ammoniumsulfaat in 50 mM natriumfosfaat (pH 7.0). Actieve fracties elueerden bij 0,58 M ammoniumsulfaat. Na ontzouten werd een tweede Mono-Q HR zuivering uitgevoerd in 50 mM PIPES buffer (pH 6,2). Het hexokinase bleek te elueren bij 0,2 M NaCl.As the first purification step, an ammonium sulfate precipitation was performed and it was found that the hexokinase precipitated between 60% and 70% ammonium sulfate. Then the supernatant from a 58% ammonium sulfate precipitation was used for hydrophobic interaction chromatography using a Phenylsepharose CL-B column (Pharmacia. Uppsala, Sweden). The column was eluted with a decreasing gradient of ammonium sulfate (2.5 M to 0 M) in 100 mH Tris / Cl 'buffer (pH 7.8). The hexokinase was found to elute at 2 N ammonium sulfate. The active fractions were then concentrated and desalted by ultrafiltration with an Amicon YM-5 filter (5 kDa cut-off). To the active concentrate was added 5M of the detergent 3 * ([3'Cholamidopropyl] -dimethylammonio) -1-propanesulfonate (CHAPS; Sigma Chemie, Axel, The Netherlands). Subsequently purification was further carried out by chromatography on a Mono-Q HR anion exchanger (Pharmacia). Active fractions eluted at 0.18 M NaCl in 100 mM Tris / Cl 'buffer (pH 7.8) and 1 mM CHAPS. After desalting by Amicon YM-5 ultrafiltration, the active fractions were further purified by chromatography on a hydroxylapatite column eluting with a gradient of 1-50 mM sodium phosphate (pH 6.8; 1 mM CHAPS). Active fractions eluted at 0.33 mM phosphate. The protein was then bound to a Phenyl-Superose HR column and eluted via a decreasing gradient of ammonium sulfate in 50 mM sodium phosphate (pH 7.0). Active fractions eluted at 0.58 M ammonium sulfate. After desalting, a second Mono-Q HR purification was performed in 50 mM PIPES buffer (pH 6.2). The hexokinase was found to elute at 0.2 M NaCl.

Het aldus gezuiverde hexokinase gaf op een SDS-polyacrylamide-gel-electroforese een band met een schijnbaar moleculair gewicht van ongeveer 46 kDa. Uit natieve polyacrylamide-gelelectroforese bleek een molecuul-gewicht van ongeveer 92 kDa. Hieruit kan geconcludeerd worden dat het hexokinase ie samengesteld uit twee Identieke subunits.The thus purified hexokinase gave a band with an apparent molecular weight of about 46 kDa on an SDS polyacrylamide gel electrophoresis. Native polyacrylamide gel electrophoresis revealed a molecular weight of about 92 kDa. From this it can be concluded that the hexokinase ie consists of two Identical subunits.

Het gezuiverde eiwit bezit een specifieke activiteit van 224 /anol/min.mg eiwit (50’C). Het celvrije extract dat in deze zuivering als uitgangsmateriaal diende had een specifieke activiteit van 0,228 janol/min.mg eiwit. Er werd dus een zuiveringsfactor bereikt van 982 maal.The purified protein has a specific activity of 224 /anol / min.mg protein (50'C). The cell-free extract that served as the starting material in this purification had a specific activity of 0.228 janol / min.mg protein. Thus, a purification factor of 982 times was achieved.

Voor glucose en ADP werd een K„ bepaald van respectievelijk 0,8 mM en 0,042 mM.For glucose and ADP, a K 2 of 0.8 mM and 0.042 mM was determined, respectively.

Met betrekking tot de specificiteit is gebleken dat ADP niet vervangen kon worden door mogelijke andere fosforylgroep-donoren te weten ATP, GDP, fosfoënolpyruvaat (PEP) of pyrofosfaat (PPj).With regard to specificity, it has been found that ADP could not be replaced by possible other phosphoryl group donors, namely ATP, GDP, phosphoenol pyruvate (PEP) or pyrophosphate (PPj).

Het hexokinase is zuurstof-stabiel, dat wil zeggen het enzym wordt niet geïnactiveerd onder normale atmosferische omstandigheden. Ook het gezuiverde eiwit was niet zuurstofgevoelig.The hexokinase is oxygen stable, i.e. the enzyme is not inactivated under normal atmospheric conditions. The purified protein was also not oxygen sensitive.

Claims (17)

1. Enzympreparaat dat de fosforylering en/of defosforylering van een substraat katalyseert, eet het kenmerk dat het een enzym bevat dat de fosforylering van een substraat, anders dan ADP of polyfosfaat, katalyseert, waarbij ADP wordt omgezet in ANP.1. Enzyme preparation which catalyzes the phosphorylation and / or dephosphorylation of a substrate, is characterized in that it contains an enzyme that catalyzes the phosphorylation of a substrate other than ADP or polyphosphate, converting ADP to ANP. 2. Enzympreparaat dat de fosforylering en/of defosforylering van een substraat katalyseert, met het kenmerk dat het een enzym bevat dat de fosforylering van een substraat katalyseert, waarbij ADP wordt omgezet in AMP, en dat het werkzaam is bij een temperatuur boven 70*C.Enzyme preparation that catalyzes the phosphorylation and / or dephosphorylation of a substrate, characterized in that it contains an enzyme that catalyzes the phosphorylation of a substrate, converting ADP into AMP, and is active at a temperature above 70 ° C . 3. Enzympreparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het substraat een suiker of een afbraakprodukt van een suiker is.Enzyme preparation according to claim 1 or 2, characterized in that the substrate is a sugar or a degradation product of a sugar. 4. Enzympreparaat volgens een der conclusies 1-3· net het kenmerk dat het een cel-extract, of een gezuiverde fractie daarvan, uit een micro-organisme is.Enzyme preparation according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is a cell extract, or a purified fraction thereof, from a micro-organism. 5. Enzympreparaat volgens conclusie 4, met het kenmerk dat het micro-organisme kan groeien bij een temperatuur van 75 *C of hoger.Enzyme preparation according to claim 4, characterized in that the microorganism can grow at a temperature of 75 ° C or higher. 6. Enzympreparaat volgens conclusie 4 of 5. net het kenmerk dat het micro-organisme behoort tot de Archaea.Enzyme preparation according to claim 4 or 5. characterized in that the microorganism belongs to the Archaea. 7. Enzympreparaat volgens een der conclusies 4-6, met het kenmerk dat het micro-organisme behoort tot de Thermococcales.Enzyme preparation according to any one of claims 4-6, characterized in that the microorganism belongs to the Thermococcales. 8. Enzympreparaat volgens conclusie 7· net het kenmerk dat het micro-organisme behoort tot het geslacht Pyrococcus.Enzyme preparation according to claim 7, characterized in that the microorganism belongs to the genus Pyrococcus. 9. Enzympreparaat volgens conclusie 8, met het kenmerk dat het micro-organisme Pyrococcus furiosus DSM 3636 of Pyrococcus voesei DSM 3773 is.Enzyme preparation according to claim 8, characterized in that the microorganism is Pyrococcus furiosus DSM 3636 or Pyrococcus voesei DSM 3773. 10. Enzympreparaat volgens een der conclusies 1-9. met het kenmerk dat het enzym een eiwit met een subunit-molecuulgewicht tussen de 40 en 60 kDa is.Enzyme preparation according to any one of claims 1-9. characterized in that the enzyme is a protein with a subunit molecular weight between 40 and 60 kDa. 11. Gezuiverd enzym volgens een der conclusies 1-10.Purified enzyme according to any one of claims 1-10. 12. Werkwijze voor de bereiding van een enzympreparaat volgens een der conclusies 1-10 of een enzym volgens conclusie 11. waarbij men een microorganisme van de groep der Archaea, in het bijzonder van de familie der Thermococcales, meer in het bijzonder van het geslacht Pyrococcus kweekt en uit het kweekmedium een enzymfractie afscheidt, en daaruit eventueel het enzym isoleert.A process for the preparation of an enzyme preparation according to any one of claims 1-10 or an enzyme according to claim 11. wherein a microorganism of the Archaea group, in particular of the Thermococcales family, more particularly of the genus Pyrococcus culture and separates an enzyme fraction from the culture medium, and optionally isolates the enzyme therefrom. 13. DNA-fragment, dat codeert voor een enzym volgens conclusie 11.DNA fragment encoding an enzyme according to claim 11. 14. Recombinant micro-organisme, dat het DNA-fragment volgens conclusie 12 tot expressie kan brengen.A recombinant microorganism capable of expressing the DNA fragment of claim 12. 15. Werkwijze voor de enzym-gekatalyseerde fosforylering of defosforylering van een substraat, waarbij men een enzympreparaat volgens een der conclusies 1-10 of een enzym volgens conclusie 11 toepast.A method for the enzyme-catalyzed phosphorylation or dephosphorylation of a substrate, wherein an enzyme preparation according to any one of claims 1-10 or an enzyme according to claim 11 is used. 16. Werkwijze volgens conclusie 1^, waarbij het substraat glucose of fructose-6-fosfaat is.The method of claim 11, wherein the substrate is glucose or fructose 6-phosphate. 17. Diagnostische kit die een enzympreparaat volgens een der conclusies 1-10 of een enzym volgens conclusie 11 en eventueel ADP of glucose bevat.Diagnostic kit containing an enzyme preparation according to any one of claims 1-10 or an enzyme according to claim 11 and optionally ADP or glucose.
NL9400836A 1994-05-20 1994-05-20 Stable ADP-dependent kinases, and preparation and use thereof NL9400836A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9400836A NL9400836A (en) 1994-05-20 1994-05-20 Stable ADP-dependent kinases, and preparation and use thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9400836A NL9400836A (en) 1994-05-20 1994-05-20 Stable ADP-dependent kinases, and preparation and use thereof
NL9400836 1994-05-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9400836A true NL9400836A (en) 1996-01-02

Family

ID=19864223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9400836A NL9400836A (en) 1994-05-20 1994-05-20 Stable ADP-dependent kinases, and preparation and use thereof

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL9400836A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0790302A1 (en) * 1996-02-16 1997-08-20 Oriental Yeast Co., Ltd. Novel hexokinase
US5916761A (en) * 1995-12-27 1999-06-29 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Method for assaying vital sample

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54132295A (en) * 1978-04-05 1979-10-15 Mitsubishi Chem Ind Ltd Preparation of phosphofructokinase
JPS5599190A (en) * 1979-01-25 1980-07-28 Mitsubishi Petrochem Co Ltd Preparation of heat-resistant hexokinase

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54132295A (en) * 1978-04-05 1979-10-15 Mitsubishi Chem Ind Ltd Preparation of phosphofructokinase
JPS5599190A (en) * 1979-01-25 1980-07-28 Mitsubishi Petrochem Co Ltd Preparation of heat-resistant hexokinase

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. SIEBERS AND R. HENSEL: "Glucose catabolism of the hyperthermophilic archaeum Thermoproteus tenax", FEMS MICROBIOLOGY LETTERS, vol. 111, 15 July 1993 (1993-07-15), AMSTERDAM, THE NETHERLANDS, pages 1 - 8 *
DATABASE WPI Week 36, Derwent World Patents Index; AN 80-63383C *
DATABASE WPI Week 47, Derwent World Patents Index; AN 79-85008B *
R.I.L. EGGEN ET AL.: "The glutamate dehydrogenase-encoding gene of the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus: sequence, trasncription and analysis of the deduced amino acid sequence", GENE, vol. 122, 1993, AMSTERDAM NL, pages 143 - 148 *
S.W.M. KENGEN ET AL.: "Purification and characterization of an extremely thermostable beta-glucosidase from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus", EUROPEAN JOURNAL OF BIOCHEMISTRY, vol. 213, no. 1, April 1993 (1993-04-01), BERLIN, GERMANY, pages 305 - 312 *
T. SCHÄFER AND P. SCHÖNHEIT: "Maltose fermentation to acetate, CO2 and H2 in the anaerobic hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus: evidence for the operation of a novel sugar fermentation pathway", ARCHIVES OF MICROBIOLOGY, vol. 158, 1992, BERLIN, GERMANY, pages 188 - 202 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5916761A (en) * 1995-12-27 1999-06-29 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Method for assaying vital sample
EP0790302A1 (en) * 1996-02-16 1997-08-20 Oriental Yeast Co., Ltd. Novel hexokinase
US5948665A (en) * 1996-02-16 1999-09-07 Oriental Yeast Co. Ltd. Hexokinase obtained from thermophilic yeast Kluyveromyces fragilis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6280998B1 (en) Purified thermostable pyrococcus furiosus DNA ligase
US6489150B1 (en) Purified thermostable Pyrococcus furiosus DNA polymerase I
US5545552A (en) Purified thermostable pyrococcus furiosus DNA polymerase I
Rolfsmeier et al. Purification and characterization of a maltase from the extremely thermophilic crenarchaeote Sulfolobus solfataricus
US20050282171A1 (en) Purified thermostable Pyrococcus furiosus DNA polymerase I
Hansen et al. The first archaeal ATP-dependent glucokinase, from the hyperthermophilic crenarchaeon Aeropyrum pernix, represents a monomeric, extremely thermophilic ROK glucokinase with broad hexose specificity
US9193958B2 (en) Method of enzymatically synthesizing 3′-phosphoadenosine-5′-phosphosulfate
KR20090087935A (en) Method for producing lacto-n-biose i or galacto-n-biose
EP0359006B1 (en) A thermostable DNA polyerase and a method of producing the same
US5866395A (en) Purified thermostable pyrococcus furiosus DNA polymerase I
Verhees et al. Biochemical adaptations of two sugar kinases from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus
Jeon et al. A novel ADP-dependent DNA ligase from Aeropyrum pernix K1
JP3032289B2 (en) Multifunctional enzyme and inducible 2 ', 3'-dideoxyribofuranoside triphosphate
US5242818A (en) Method of producing a thermostable DNA polymerase from Thermus thermophilus
TWI719140B (en) New polyphosphate-dependent glucokinase and method for preparing glucose 6-phosphate using the same
NL9400836A (en) Stable ADP-dependent kinases, and preparation and use thereof
JP3764755B2 (en) "Production Method of Adenosine 5'-Triphosphate and Its Application"
Mizanur et al. Recombinant production and biochemical characterization of a hyperthermostable α‐glucan/maltodextrin phosphorylase from Pyrococcus furiosus
Waleh et al. Pyrimidine ribonucleoside monophosphokinase and the mode of RNA turnover in Bacillus subtilis
Bang et al. Cloning and Overexpression of 4-${\alpha} $-Glucanotransferase from Thermus brockianus (TBGT) in E. coli
EP1233072B1 (en) Novel use of uridine diphosphate glucose 4-epimerase
KR100370882B1 (en) Recombinant enzyme from Thermus caldophilus GK24 and process for preparation of α-1,4-amylose using the same
Blöndal et al. Cloning, sequence analysis and overexpression of a Rhodothermus marinus gene encoding a thermostable thymidine kinase
Rai et al. Purification and some properties of inducible N-acetylglucosamine kinase from Candida albicans
Mizuno et al. Purification and comparison of phosphoglycerate kinases from nitrifying bacteria

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed