WO2004078958A1 - 中性フェノールオキシダーゼ - Google Patents

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WO2004078958A1
WO2004078958A1 PCT/JP2004/002725 JP2004002725W WO2004078958A1 WO 2004078958 A1 WO2004078958 A1 WO 2004078958A1 JP 2004002725 W JP2004002725 W JP 2004002725W WO 2004078958 A1 WO2004078958 A1 WO 2004078958A1
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neutral
phenoloxidase
activity
substrate
incubation
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PCT/JP2004/002725
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English (en)
French (fr)
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Yoshio Tsujino
Katsunori Endo
Abul Khaer Mohamad Quamrul Hasan
Kaori Otsuka
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Mandom Corporation
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Publication date
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Priority to US10/540,156 priority patent/US20060021152A1/en
Priority to JP2005503092A priority patent/JP4156625B2/ja
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q5/00Preparations for care of the hair
    • A61Q5/10Preparations for permanently dyeing the hair
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/64Proteins; Peptides; Derivatives or degradation products thereof
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    • 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
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
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    • D06PDYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/32General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using oxidation dyes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06PDYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P3/00Special processes of dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the material treated
    • D06P3/02Material containing basic nitrogen
    • D06P3/04Material containing basic nitrogen containing amide groups
    • D06P3/08Material containing basic nitrogen containing amide groups using oxidation dyes

Definitions

  • the present invention relates to a neutral phenoloxidase having a small variation in the optimal pH depending on the substrate, high enzymatic activity near neutrality, a method for producing the same, and a neutral phenoloxide for various substrates.
  • Related to antibodies directed against the enzyme. More specifically, the present invention relates to neutral phenol-oxidase useful for dyeing fibers and hair, a method for producing the same, and an antibody that specifically recognizes the neutral phenol-oxidase.
  • Oxidases that have an oxidizing effect on various substrates such as phenolic compounds and polyphenolic compounds are mainly classified into two groups, peroxidase and phenoloxidase.
  • the peroxidase catalyzes the oxidation of various substrates and requires the presence of hydrogen peroxide in the reaction system as a common substrate.
  • phenoloxidase catalyzes the oxidation of various substrates and requires the presence of molecular oxygen as a common substrate.
  • the phenoloxidase can catalyze the oxidation of various substrates in the presence of oxygen in the atmosphere, so that the radical species as intermediates in the presence of oxygen can be produced. It is suitable for various chemical reactions such as color development, decolorization, polymerization, decomposition, etc. caused by formation.
  • 1-hydroxybenzotriazole 2,2'-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (hereinafter abbreviated as ABTS), 1,2-troso-2-naph 1 ⁇ 1-ru 3,6-disulfone
  • NNS an acid
  • the reaction PH is suitable in the neutral and alkaline regions, and especially in the neutral use, it is mild with little effect on the environment, human body, etc. It has many advantages, such as the ability to react under conditions.
  • phenol oxidase examples include laccase, tyrosinase, polyphenol oxidase (catechol oxidase) ascorbic acid oxidase, and pyrylvin oxidase.
  • tyrosinase catalyzes the direct oxidation (color development) of monophenol compounds and ortho-diphenol compounds, but does not catalyze the oxidation of para-diphenol compounds and para-diamine (phenylenediamine) compounds.
  • the phenoloxidase has been found in various plants, bacteria and fungi.
  • the phenoxyl-oxidase has been found in secretory conduits of the family Acari (Anac ardiaceae), genus Asteraceae, chestnuts, and oyster family (Podo carp ac eae).
  • Aspergillus As ⁇ ergi 11 us
  • Botrytis Botrytis
  • Myrocesium My rotheci um
  • Penicillium Penici 11 i
  • Pesta 1 otia, Rh izoctonia, etc. belonging to Basidiomycota (B asidi omy cotina), Ploi luteus (P 1 eurotus;), Lentinus (Len ti nu s) ), Polyporus (Trametes), Coriolus (Corio 1 us), etc .; Podospora, Neurospora, Monosilium (Ascomycotina) belonging to the subphylum Ascomycotina Monophenol 11 i urn) and the like, the phenoloxidase has been found.
  • mushrooms which are Basidiomycetes include, for example, Schiz ophy l 1 umc ommu ne and Co rio 1 usversicolor), Hiiro-no-Yuke (Pyc nopo ruscocci neus), Hira-Yu-Yake (Pleurotusoctreatus), Becko-Yu-Yake (Fomite 11 afraxinea) and the like, the phenol oxide is found [ ⁇ ⁇ (U 11 ah) and Evans (E ans), ⁇ ⁇ 1. M icroio l. Biotec no l., 53, 230— 234, 2000].
  • Irupekkusu-Rakuteusu (I r p e X 1 a c t e u s), Ourikiyurari A, poly Bok Rika (Au r i c u 1 a r i a p o 1 y t r i c h a) Ganoderumu le Shidamu (G anod e r m l uc i d um), Coprinus Mikaseusu (C o p r i n u s m i c a c e u s)> Taedareofu. Laccases have been found in S.
  • the laccase is an enzyme found by culturing under acidic conditions.
  • An object of the present invention is to provide means capable of dyeing fibers and hair, and further reducing the effects on the environment, the human body, and the like.
  • the present invention has an optimum pH near neutrality for various compounds, in particular, phenol compounds, aminophenol compounds and diamine compounds, and has a wide range from neutral pH to weak pH.
  • the purpose of the present invention is to provide a neutral phenol oxide.
  • Another object of the present invention is to provide a production method capable of efficiently, simply, inexpensively, and in large quantities obtaining the neutral phenoloxidase.
  • an object of the present invention is to provide an antibody that enables recovery and purification of the neutral phenoloxidase.
  • Another object of the present invention is to provide a dyeing method capable of dyeing with various dyes, specifically, a phenol compound, an aminophenol compound, a diamine compound, and the like, and a dyeing composition which is easy to handle. I do. That is, the gist of the present invention is:
  • pH stability Maintains at least 75% relative residual activity at pH 7.0-10.0 under conditions of incubation at 30 ° C for 20 hours
  • pH stability Maintains at least 70% relative residual activity at pH 8.0-1.0 at 30 ° C for 20 hours of incubation.
  • the basidiomycete belonging to the genus Framulina (F 1 ammu 1 ina) is a basidiomycete belonging to Enokitake [F 1 ammu 1 inave 1 utipes :). Neutral phenoloxidase according to any one of the above,
  • [6] a method for producing neutral phenoloxidase, comprising cultivating a basidiomycete belonging to the genus Framulina (F1ammu1ina) at pH 6.0 to 12.0;
  • Figure 1 shows the results of Framulina Bertis (F 1 ammu 1 i n a v a 1 u t i p e s)
  • lane 1 shows the results of activity staining of a DEAE-cellulose eluted fraction of 1FO 30601 strain.
  • lane 1 is the result of activity staining using para-phenylenediamine
  • lane 2 is the result of activity staining using 2,6-dimethoxyphenol
  • lane 3 is ortho-aminophenol. The results of the activity staining are shown below.
  • FIG. 2 shows a chromatogram of ion exchange chromatography.
  • the triangle indicates the change in the amount of protein in each fraction based on the absorbance at 40 Onm (A400) based on the absorbance at 28 Onm (A280), and the triangle indicates the change in the amount of sugar in each fraction based on the absorbance at 40 Onm (A400). Changes in enzyme activity in each fraction based on absorbance at 47 Onm (A470) are shown, and crosses indicate sodium chloride concentration (M).
  • FIG. 3 shows a chromatogram obtained by gel filtration chromatography of neutral phenoloxidase I.
  • diamonds indicate changes in the amount of protein in each fraction based on absorbance at 28 Onm (A280), and squares indicate enzyme activity in each fraction based on absorbance at 470 nm (A470). Indicates a change.
  • FIG. 4 shows a chromatogram of gel filtration chromatography of neutral phenoloxidase II.
  • diamonds indicate changes in the amount of protein in each fraction based on absorbance at 28 Onm (A280), and squares indicate enzyme activity in each fraction based on absorbance at 470 nm (A470).
  • Shows the change in FIG. 5 shows a purification scheme of neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II.
  • FIG. 6 shows a chromatogram of ion exchange chromatography (DE AE-cellulose) of neutral phenoloxidase II.
  • diamonds indicate the change in the amount of protein in each fraction based on the absorbance at 280 nm (A280), and squares indicate the changes in the amount of protein in each fraction based on the absorbance at 470 ⁇ m (A470).
  • the change in enzyme activity is shown, and the straight line shows the concentration of sodium chloride (M).
  • FIG. 7 shows a chromatogram of neutral phenoloxidase II I ion exchange chromatography (Q-Sepharose).
  • diamonds indicate changes in the amount of protein in each fraction based on the absorbance at 28 Onm (A280), and squares indicate the enzyme activity in each fraction based on the absorbance at 47 Onm (A470).
  • the straight line indicates the sodium salt concentration (M).
  • FIG. 8 shows a purification scheme for neutral phenoloxidase II.
  • FIG. 9 shows a chromatogram of gel filtration chromatography of neutral phenoloxidase II.
  • diamonds indicate changes in the amount of protein in each fraction based on the absorbance at 28 Onm (A280), and squares indicate the enzyme activity in each fraction based on the absorbance at 470 nm (A470). Indicates a change.
  • FIG. 10 shows the results of neutral phenoloxidase I at the optimum pH.
  • the relative activity is shown when the maximum activity is set to 100.
  • panel A shows the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate
  • panel B showed the case where ortho-aminophenol was used as the substrate
  • panel C showed the case where para-phenylenediamine was used as the substrate.
  • Panel D shows the case where syringaldazine was used as a substrate.
  • FIG. 11 shows the results of the optimum pH of neutral phenoloxidase II.
  • the relative activity is shown when the maximum activity is set to 100.
  • Panel A Indicates the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate
  • panel B indicates the case where orthoaminophenol was used as the substrate
  • panel C the case where para-phenylenediamine was used as the substrate.
  • Panel D shows the case where syringaldazine was used as the substrate.
  • FIG. 12 shows the results of optimal pH of neutral phenoloxidase II.
  • the relative activities are shown assuming that the maximum activity is 100.
  • panel A shows a case where 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate
  • panel B shows a case where ortho-aminophenol was used as a substrate
  • panel C shows a case where para-phenophenol was used.
  • Panel D shows the case where diamine was used as the substrate
  • panel D shows the case where syringaldazine was used as the substrate.
  • FIG. 13 shows the pH stability results of neutral phenoloxidase I. It should be noted that in FIG. 13, the relative activity is shown with the maximum activity being 100. Panels A and B in FIG.
  • FIG. 13 show the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate, and panels C and D show the case where para-phenylenediamine was used as the substrate. Further, in FIG. 13, panels A and C show the pH stability after 1 hour, and panels B and D show the pH stability after 20 hours.
  • FIG. 14 shows the pH stability results of neutral phenoloxidase II.
  • the relative activity is shown with the maximum activity being 100.
  • panels A and B show the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate
  • panels C and D show the case where para-phenylenediamine was used as the substrate.
  • panels A and C show the pH stability after 1 hour
  • panels B and D show the pH stability after 20 hours.
  • FIG. 15 shows the results of pH stability of neutral phenoloxidase III.
  • the relative activity is shown with the maximum activity being 100.
  • panels A and B show the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate
  • panels C and D show the case where para-phenylenediamine was used as a substrate.
  • Panel A in Fig. 15 And C show pH stability after 1 hour
  • panels B and D show pH stability after 20 hours.
  • FIG. 16 shows the results of isoelectric focusing of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II, and neutral phenoloxidase II.
  • FIG. 17 shows the result of the optimal temperature of neutral phenoloxidase I.
  • the relative activities are shown with the maximum activity being 100.
  • panel A shows a case where 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate
  • panel B shows a case where para-phenylenediamine was used as a substrate.
  • FIG. 18 shows the results of the optimal temperature of neutral phenoloxidase II.
  • the relative activity is shown by setting the maximum activity to 100.
  • panel A shows a case where 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate
  • panel B shows a case where para-phenylenediamine was used as a substrate.
  • FIG. 19 shows the results of the optimal temperature of neutral phenoloxidase II.
  • the relative activities are shown with the maximum activity being 100.
  • panel A shows a case where 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate
  • panel B shows a case where para-phenylenediamine was used as a substrate.
  • FIG. 20 shows the results of the thermostability of neutral phenoloxidase I.
  • the relative activity is shown by setting the maximum activity to 100.
  • panels A and B show thermal stability at pH 7.0
  • panels C and D show thermal stability at pH 9.0.
  • panels A and C show the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate
  • panels B and D show the case where para-phenylenediamine was used as a substrate.
  • FIG. 21 shows the results of thermostability of neutral phenoloxidase II.
  • the relative activity is shown by setting the maximum activity to 100.
  • panels A and And B show thermal stability at pH 7.0
  • panels C and D show thermal stability at pH 9.0.
  • panels A and C show the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate.
  • Panels B and D show the case where para-phenylenediamine was used as the substrate.
  • FIG. 22 shows the results of thermostability of neutral phenoloxidase II.
  • the relative residual activity is shown when the enzyme activity before incubation is set to 100.
  • panels A and B show the thermal stability at pH 7.0
  • panels C and D show the thermal stability at H9.0.
  • panels A and C show the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate
  • panels B and D show the case where para-phenylenediamine was used as the substrate.
  • the neutral phenol oxide of the present invention has the following properties:
  • Phenoloxidase having the formula:
  • the neutral phenol oxidase of the present invention has an excellent property that the variation of the optimum pH according to the type of the substrate is small. Therefore, the neutral phenoloxidase of the present invention exerts an excellent effect that a reaction can be performed on substantially multiple substrates under substantially the same reaction pH conditions.
  • the neutral phenoloxidase of the present invention a plurality of Even when a compound is used as a substrate, an excellent effect that the process of changing the reaction pH conditions can be simplified is exhibited. Therefore, the step of changing the reaction pH conditions can be simplified by using the neutral phenol oxidase of the present invention for dyeing fibers and hair.
  • the neutral phenoloxidase of the present invention has the following characteristics (1) and (2) and the following (3) to (7):
  • neutral phenoloxidase having the above-mentioned properties (1) and (2) and (3) to (7) is referred to as "neutral phenol-1-oxidase I"
  • the neutral phenol-loxidase having the characteristics of (1) and (2) and (3,) to (7 ′) is referred to as “neutral phenol-loxidase IIJ
  • (1), (2,) and ( Neutral phenoloxidase having the characteristics of 3 ") to (7") is called "neutral phenoloxidase III”.
  • phenoloxidase refers to phenoloxidation in the presence of oxygen.
  • the compound refers to an oxidizing enzyme that catalytically oxidizes directly using a compound, an aminophenol compound, a diamine compound, a heterocyclic compound or the like as a substrate.
  • phenol oxide refers to paraphenylene diamine, 2,6-dimethoxyphenol, catechol .. ABTS, phenol oxide which directly oxidizes syringaldazine but not L-tyrosine.
  • neutral phenol oxide refers to a phenol oxide having an optimum pH of 5.0 to 7.0, preferably an optimum pH of 5.5 to 7.0.
  • the phenol compound include 2-methoxyphenol, 2,6-dimethyloxyphenol, catechol, pyrogallol, gallic acid, propyl gallate, 11-naphthol, and catechin.
  • the aminophenol compound include, for example, orthoaminophenol, paraaminophenol and the like.
  • examples of the diamine compound include ortho-phenylenediamine, para-phenylenediamine and the like.
  • heterocyclic compound include 4-hydroxyindole and 5-hydroxyindole.
  • the enzyme activity of the neutral phenol oxidase of the present invention can be evaluated by measuring the oxidizing activity on a substrate, the decolorizing activity on a dye, and the like.
  • the oxidation activity of the neutral phenol oxidase of the present invention on a substrate is measured by measuring the direct oxidation reaction of a substrate, which reduces oxygen molecules using a phenol compound, an aminophenol compound, a diamine compound, etc. as a hydrogen donor.
  • a hydrogen donor examples include 2,6-dimethoxyphenol, orthoaminophenol, and paraphenylenediamine.
  • the oxidizing activity is determined by, for example, changes in absorbance at syringaldazine (530 nm), 2,6-dimethoxyphenol and para-phenylenediamine (470 nm), and ortho-aminophenol (420 nm). Is measured.
  • a substrate solution 0.96 ml of a 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.0) is added 0.05 ml of an aqueous solution of 0.05 M 2,6-dimethoxyphenol to obtain a substrate solution.
  • the substrate solution is mixed with 0.004 ml of an enzyme solution of neutral phenol-loxidase I or neutral phenol-loxidase II to initiate the oxidation reaction of 2,6-dimethoxyphenol.
  • the oxidation activity of 2,6-dimethoxyphenol can be determined by measuring the change in absorbance at 470 nm to determine the oxidation activity.
  • the oxidizing activity is defined as 1 unit (U: unit) of the amount of an enzyme that increases the absorbance at a wavelength corresponding to each substrate by 1 per minute.
  • the decolorizing activity of the neutral phenoloxidase of the present invention with respect to the dye is the decrease in the maximum value (Amax) of the absorption spectrum of the dye in the presence of neutral phenoloxidase I or neutral phenoloxidase II.
  • Amax the maximum value of the absorption spectrum of the dye in the presence of neutral phenoloxidase I or neutral phenoloxidase II.
  • the dye include Acid Violet 17, Evans Blue, Acid Blue 80 and the like.
  • the decolorizing activity of the dye is measured, for example, by the decrease in the absorbance at Acid Violet 17 (550 nm), Evans Bull I and Acid Bull I 80 (630 nm).
  • Acid Biored 17 when Acid Biored 17 is used, 0.8 M of an enzyme solution containing neutral phenoloxidase I or neutral phenoloxidase II is added to 1.0 M sodium phosphate buffer (pH 6.5) Add 0.1 ml, then mix 0.1 ml of 0.2 mg / m1 acid violet 17 aqueous solution and measure the decrease in absorbance at 550 nm of the resulting mixture. By doing so, bleaching activity can be required.
  • the enzyme activity related to the decolorization reaction is defined as one unit (U: unit) of an enzyme which increases the absorbance at a wavelength corresponding to each dye by one in one minute.
  • Neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II which are the neutral phenoloxidases of the present invention, are all about 72 k when calculated by gel filtration.
  • the molecular weight of Da as calculated by SDS-PAGE, neutral phenoloxidase I has a molecular weight of 28 kDa and neutral phenoloxidase II has a molecular weight of 35 kDa.
  • neutral phenol-loxidase III which is a neutral phenol-loxidase of the present invention, has a molecular weight of about 45 kDa when calculated by a gel filtration method. Has a molecular weight.
  • the molecular weight refers to a value calculated by a gel filtration method using gel filtration chromatography or SDS-PAGE method.
  • the molecular weight can be determined, for example, by subjecting the target protein to gel filtration chromatography, measuring the amount of eluate at a constant flow rate, and subjecting the obtained measurement value or SDS-PAGE method to mobility. Is measured, and the obtained measurement value is compared with a calibration curve created using a molecular weight marker having a known molecular weight.
  • Neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III which are the neutral phenoloxidases of the present invention, all have high enzymes in the pH range of 5.0 to 7.0. It is active and exhibits at least 50% relative activity to maximal activity in such a pH range.
  • the neutral phenoloxidase of the present invention exhibits excellent enzyme activity in the above pH range, a water-based reaction solution can be used, and a special pH adjustment is required for efficient enzyme reaction. It has an excellent effect that it is not required.
  • the neutral phenol oxidase of the present invention can be used as a water-based reaction solution. Therefore, it has an excellent effect that the reaction solution has little effect on the human body and environment.
  • the neutral phenol oxidase of the present invention can be used for various substrates, in particular, for phenol compounds, aminophenol compounds and diamine compounds. The substrate can be oxidized efficiently.
  • the neutral phenoloxidase of the present invention is specifically a phenol compound, an aminophenol In an oxidation reaction using an enol compound or a diamine compound as a substrate, it has an optimum pH near neutrality, specifically, pH 5.0 to 7.0, preferably pH 5.5 to 7.0. More specifically, neutral phenol oxidase I has a pH of about 5.0 to about 7.0 when 2,6-dimethoxyphenol is used as a substrate. It is about 5.5 to about 7.0, and when using ortho-aminophenol as a substrate, the optimum pH is about 5.5 to about 7.0, and more preferably about 5.5 to about 7.0.
  • the optimum pH is about 5.5 to about 7.0 when paraphenylenediamine is used as a substrate, and more preferably about 5.5 to about 6.5.
  • the optimal range is about 5.5 to about 6.0, and when syringaldazine is used as a substrate, the optimal pH is about 5.5 to about 7.0, and more optimal.
  • the range is about 5.5 to about 6.5, especially about 6.5.
  • neutral phenol oxidase II when 2,6-dimethoxyphenol is used as a substrate, has an optimum pH of about 5.0 to about 7.0, more preferably about 5.5.
  • the optimum pH is about 5.5 to about 7.
  • a more optimal range is about 5.5 to about 6.0
  • para-phenylenediamine is used as a substrate
  • the optimal pH is about 5.5 to about 7.0.
  • the optimal The pH is from about 5.5 to about 7.0, more preferably from about 5.5 to about 6.5.
  • the optimum pH is about 5.0 to about 7.0, and more preferably about 5.5.
  • the optimum pH is about 5.0 to 7.0
  • paraphenylenediamine is used as a substrate
  • the optimum pH is about 5.0 to 7.0.
  • a more optimal range is about 5.0 to 6.0
  • the optimal pH is about 5.0 to 7.0, which is more optimal.
  • Good model The value is about 6.0.
  • Neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III, which are the neutral phenoloxidases of the present invention, are all i) N, N-dimethyl-para Catalyzes the color reaction of phenylenediamine, orthoaminophenol 2,6-dimethoxyphenol, 1,3-dihydroxynaphthol and 4-hydroxyindole by oxidation at around pH 6.5
  • the neutral phenoloxidase I and the neutral phenoloxidase II of the present invention both have the following substrate specificity under neutral (pH 6.5) conditions:
  • extracts such as catechin (green tea extract), lignin alkali extract (from rice), lignin alkali extract (from conifer)
  • the neutral phenoloxidase I of the present invention is obtained by using a lignin alkali extract (derived from conifers) as a substrate, neutral (pH 6.5) conditions and alkaline (pH 9.0). Equivalent strong catalytic activity was observed under both conditions, other diamine compounds, aminophenol compounds, phenol compounds, naphthol compounds, indole compounds, catechin (green tea extract) and lignin alkali extract (from rice) When each is used as a substrate, the specific activity under neutral (pH 6.5) conditions is higher than the specific activity under alkaline (pH 9.0) conditions.
  • the neutral phenoloxidase II of the present invention has a higher specific activity under neutral (pH 6.5) conditions in various substrates except for the case where a lignin alkali extract (conifer) is used as a substrate. It has the property of being higher than the specific activity under alkaline (pH 9.0) conditions.
  • Neutral phenoloxidase III has a higher specific activity for various substrates under neutral (pH 6.5) conditions than under alkaline (pH 9.0) conditions. Is also high.
  • the neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase II of the present invention all oxidize using ABTS and NNS which are phenoloxidase mediators as substrates.
  • the neutral phenoloxidase of the present invention has an excellent property of exhibiting high pH stability in a wide range from neutral pH to weakly acidic pH.
  • neutral phenol oxidase I has a relative residual activity of at least 25% relative to the activity before incubation at pH 7.0-1.0 at an incubation condition of 30 ° C for 20 hours.
  • incubation conditions at 30 ° C. for 20 hours. In all cases, maintain a residual activity of at least 70% relative to the activity before incubation.
  • Neutral phenoloxidase II has a relative residual activity of at least 50% relative to the activity before incubation at pH 4.0-1.0 under incubation conditions of 30 ° C for 20 hours.
  • neutral phenoloxidase III has a relative residual activity of at least 30% or more of the maximum activity under the conditions of pH 7.0 to L1.5 and incubation at 30 ° C for 20 hours. Preferably, it retains at least 70% relative residual activity relative to maximal activity under conditions of incubation at 30 ° C. for 20 hours at pH 8.0 to 10.0.
  • Neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III of the present invention are in the range of 30 to 50 ° C, 30 to 60 and 30 to 60 °, respectively.
  • the enzyme activity is high. That is, the neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III of the present invention have excellent enzymatic activity in the above temperature range, so that they are adjusted to special temperature conditions. It shows high enzyme activity at daily living temperature (room temperature, water temperature, body temperature, air temperature, etc.) without performing. Therefore, according to the neutral phenoloxidase of the present invention, staining, waste liquid treatment, synthesis of a high molecular compound, and the like can be easily performed. Specifically, the neutral phenoloxidase I of the present invention
  • Neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase I of the present invention, Enoloxidase II and neutral phenoloxidase III are specifically produced by basidiomycetes belonging to the genus Framulina (F1ammu1 ina).
  • basidiomycetes belonging to the genus Framulina include basidiomycetes belonging to Enokitake (F1ammu1 inave1 utipes) 3, and more specifically.
  • Examples include Framulina veltis (F 1 ammu 1 inave 1 utipes)] I F030601 strain.
  • Neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III, which are the neutral phenol oxidases of the present invention, can be obtained especially from the enoki mushrooms, so that the source is available. It is easy and it is easy to handle.
  • Neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III, which are the neutral phenoloxidases of the present invention, are used for cultivating basidiomycetes belonging to the genus Framulina (F 1 ammu 1 ina). Can be produced. A method for producing such a neutral phenoloxidase is also included in the present invention.
  • the production method of the present invention is characterized in that a basidiomycete belonging to the genus Framulina (F1ammu1ina) is cultured at pH 6.0 to 12.0.
  • the pH of the medium is such that the basidiomycetes belonging to the genus Flamulina (F 1 ammu 1 ina) are sufficiently grown, and the neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III of the present invention are used.
  • PH 6.0 to 12.0 preferably pH 7.0 to 11.0, more preferably pH 8.0 to 10.0, and sterilized. It is desirable to use it.
  • a pH suitable for the growth of mycelia specifically, for example, pH 2.0 to 13.0, preferably pH 4.0 to: L 0.0, particularly preferably Is a culture at pH 5.2
  • a pH suitable for producing the neutral phenoloxidase I or neutral phenoloxidase II of the present invention specifically, pH6.
  • the culture may be carried out at 0.1 to 2.0, preferably at pH 7.0 to 11.0, and more preferably at pH 8.0 to 10.0.
  • an operation of scaling up the culture amount of mycelium may be appropriately performed.
  • the basidiomycetes belonging to the genus Framulina can be cultured in either liquid culture or solid culture.
  • any ordinary liquid medium or solid medium in which this bacterium can grow may be used.
  • any substance can be used as long as basidiomycetes belonging to the genus Framulina (F 1 ammu 1 ina) can be assimilated, and sugars such as glucose, sucrose, molasses, starch, and bran orange pulp are listed.
  • the carbon sources can be used alone or in combination of two or more.
  • nitrogen sources include organic nitrogen sources such as okara, peptone, tryptone, casamino acid, yeast extract, malt extract, defatted soy flour, corn steep liquor, urea, potassium nitrate, ammonium sulfate, etc. Inorganic nitrogen and the like, and can be used alone or in combination of two or more.
  • the medium for producing neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II according to the present invention may contain phosphate, magnesium sulfate, magnesium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, or the like, if necessary. Inorganic salts such as calcium, iron, copper, zinc, manganese, and cobalt, and vitamins may be added.
  • the concentration of the carbon source, nitrogen source, and the like in these media is such that the basidiomycetes belonging to the genus Framulina (F1 ammu 1 ina) grow sufficiently, Any concentration suitable for producing each of luoxidase II and neutral phenol oxidase III can be used.
  • the carbon source is 0.1 to 20% by weight, preferably 1 to 10% by weight, and the nitrogen source is 0.1. It is desirably about 10 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight.
  • the cultivation temperature may be any temperature at which the filamentous fungus grows, and is practically preferably 10 to 40 ° C, and more preferably 20 to 35 ° C.
  • the culturing time varies depending on various culturing conditions, but in the case of aeration culturing, usually 2 to 10 days is desirable. Further, the culturing time can be set by using as an index that the enzyme activity value of the culture solution is maximized.
  • step 1) include, for example,-,
  • composition 1.0 wt% glucose, 0.1 wt% yeast E key scan, 0.14 wt% (NH 4) 2 S0 4 , 0. 36 wt% K 2 HP0 4, 0. 02 wt% MgS0 4 ⁇ 7H 2 0, 0. 10 wt% mineral mixture (composition : 1.0 wt% Cu S0 4 ⁇ 5H 2 ⁇ , 1.0 wt% ZnC l 2, 0. 7 wt% FeC l 3 '6H 2 0 , 0.
  • Step 2 a step of separating neutral phenol-oxidase from a culture supernatant of the culture obtained in the above step 1) or an extract obtained from the culture is performed.
  • the neutral phenoloxidase of the present invention is secreted and produced extracellularly, and is accumulated in the culture solution. Therefore, in the step 2), the insoluble matter such as cells is removed from the culture obtained in the step 1) by centrifugation, filtration with a filter paper or a filter cloth, or the like, and the neutral phenol oxide of the present invention is removed. It is possible to obtain a culture supernatant containing ZeI or neutral phenoloxidase II.
  • the neutral phenoloxidase I and the neutral phenol oxidase I of the present invention are extracted from the fungal bed of basidiomycetes belonging to the genus Framlina (F1ammu1 Luxoxidase II and neutral phenoloxidase III Included extracts can also be obtained.
  • the obtained culture supernatant or extract is subjected to commonly used protein purification methods such as decolorization, concentration, salting out (for example, ammonium sulfate fractionation), dialysis, various types of chromatography, and gel filtration.
  • protein purification methods such as decolorization, concentration, salting out (for example, ammonium sulfate fractionation), dialysis, various types of chromatography, and gel filtration.
  • neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III can be separated and purified.
  • the obtained culture supernatant or extract is freeze-dried, redissolved, and the obtained product is filtered to remove insolubles, and then subjected to ion-exchange chromatography, gel-filtration chromatography, etc.
  • a purified fraction containing neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III of the present invention having high specific activity can be obtained.
  • neutral phenoloxidase I or neutral phenoloxidase II is, for example,
  • the protein adsorbed on the carrier is eluted with 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 6.5) containing 3 volumes of 1 M sodium chloride, and the obtained protein solution is lyophilized.
  • the degree of purification of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III is determined by polyacrylamide gel electrophoresis (native-PAGE), SDS-polyacrylamide electrophoresis (SDS-PAG E) and activity staining using the gel after electrophoresis.
  • the electrophoresis is performed without heating the swimming sample in both the natiVe-PAGE and the SDS-PAGE.
  • gel obtained after nati V e-PAGE may be treated with 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7. 0) with shaking for 20 minutes, and then shaking and stirring for 5 minutes in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.0) containing 0.01 M para-phenylenediamine.
  • the gel obtained after SDS-PAGE is shaken and stirred for 60 minutes in a 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.0) containing 2.5 w / v% Triton X-100, Thereafter, the gel may be shaken and stirred for 5 minutes in a 0.1M sodium phosphate buffer (PH 7.0) containing 0.001M paraphenylenediamine.
  • a 0.1 M sodium phosphate buffer pH 7.0
  • PH 7.0 0.1M sodium phosphate buffer
  • Coomassie brilliant blue 250 When performing protein staining with Coomassie brilliant blue after performing SDS-PAGE, for example, 0.5 g of Coomassie brilliant blue 250 is mixed with 500 ml of methanol and 100 ml of acetic acid. May be dissolved in a mixed solution of the above (total 600 ml) and adjusted to a total volume of 1000 ml with distilled ion-exchanged water, and then the gel after electrophoresis may be stained by immersing the gel after electrophoresis.
  • decolorization is performed using a decolorization solution obtained by adjusting the total volume of a mixed solution (250 ml) of 250 ml of methanol and 70 ml of acetic acid to 1000 ml with distilled ion-exchanged water.
  • the antibody of the present invention is not limited as long as it has the ability to specifically bind to the neutral phenoloxidases of the present invention, neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II, and neutral phenolyloxidase III. It may be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody.
  • the antibody of the present invention can be used for the neutral phenoloxidase I of the present invention, neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III, respectively.
  • 'In Immonology Cu rr en t P rotocolsin Immuno 1 ogy, edited by John E. Colligan, 1992, published by John Wiely & Sons, Inc.
  • such an animal can be easily prepared by immunizing an animal such as a heron or a mouse and purifying it by a method for spores.
  • any of the above-mentioned antibodies that bind to the neutral phenoloxidase of the present invention may be a part of the monoclonal antibody, that is, an antibody fragment.
  • the antibody fragment include Fab, F (ab ') 2 , Fab', and Fv.
  • Such an antibody fragment can be obtained, for example, by digesting a monoclonal antibody with peptidase or the like.
  • a Fab fragment can be obtained by treating the above monoclonal antibody with papain
  • an F (ab ') 2 fragment can be obtained by treating the above monoclonal antibody with pepsin.
  • the antibody of the present invention can be used, for example, for the binding, affinity, etc. of the neutral phenol oxidase I, neutral phenol oxidase II and neutral phenol oxidase III of the present invention by the ELISA method, Ouchs et al. It can be evaluated by measuring by the terlony method, immunoelectrophoresis, or the like.
  • the antibody of the present invention can be used for affinity chromatography for purification of the neutral phenoloxidase of the present invention, screening of the neutral phenoloxidase, and the like.
  • the neutral phenoloxidase of the present invention keratin fibers and the like can be dyed by using them together with various dyes and pigments. Therefore, the present invention provides a dyeing method and a dyeing composition.
  • the dyeing can be carried out by bringing the dyeing object into contact with the dye in the presence of the neutral phenoloxidase.
  • the neutral phenoloxidase of the present invention it is particularly effective in dyeing fibers and hair. It can be performed under external environmental conditions without adjusting to different temperature conditions and pH conditions, and exhibits an excellent effect of reducing the influence on the human body, environment, and the like.
  • the dyeing object to which the dyeing method of the present invention can be applied includes, for example, cotton, diacetate, flax., Linen, lyocell, polyacryl-, polyamide, polyester, ramie, laen, tencel, triacetate, fur, animal skin. , leather, silk or wool fabrics, yarns, fibers, clothing, films, wood, hair, and the like.
  • the dye examples include an oxidative dye, a lindine, and an indole compound listed in the quasi-drug raw material standard. These dyes can be used alone or in combination of two or more. Also, a coupling agent can be used. Also, direct dyes can be used.
  • indoline and indoline compounds include indoline, 5,6-dihydroxyindoline, N-methyl-5,6-dihydroxyindoline, N-ethyl-5,6-dihydroxyindoline, and N-butyl-1.5,6.
  • the indole compound examples include 4-hydroxyindole, 5-hydroxyindole, 5,6-dihydroxyindole, 5,6-dihydroxyindole-2, monorubonic acid 5,6-tri (t-butoxy) Carbonyloxy) indole, 5,6-di (t-butoxycarbonyloxy) indole, 51-t-butoxycarbonyloxy-16-hydroxyindole, 61-t-butoxycarbonyloxy 5-hydroxyindole, 6-Di (ethoxycarponyloxy) indole, 5, 6-Di (ethyl ethyl rubamoyloxy) indole, 1-pivaloyluoxy 51- (bivaloyloxymethoxy)-6-Pivaloyloxy-indole, 11-pivaloylux 51 Pivaloyloxymethoxy-6-hydroxyindole, 5,6- (oxycarponylmethoxy) Indole and the like.
  • Oxidation dyes listed in the quasi-drug raw material standard include, specifically, 5-amino-o-cresol, 0-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, and 2,6-diaminopyridine.
  • the contact between the dye and the dye in the presence of each of the neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III of the present invention can be performed, for example, by contacting the dye with the neutral phenoloxidase I, Neutral phenol oxidase II and neutral phenol oxidase III are mixed at the time of use and contact with the object to be stained, or the dye stored under anaerobic conditions and the neutral phenol oxidase I, neutral phenol When using a mixture of oxidase II and neutral phenoloxidase III, the mixture is brought into contact with the object to be stained in the atmosphere at the time of use.
  • the staining method of the present invention can be carried out by using the neutral phenoloxidase of the present invention as a composition for staining.
  • composition of the present invention a composition containing the neutral phenoloxidase of the present invention and a dye; a composition A containing the neutral phenoloxidase of the present invention, a dye, etc. Combination with product B, and the like.
  • the dyeing composition of the present invention contains thiolactic acid and sodium sulfite within a range that does not inhibit enzyme activity.
  • a reducing agent such as Pum, N-acetyl-L-cysteine can be blended.
  • a surfactant, an oily component, a silicone, a thickener, a solvent, water, a chelating agent, a fragrance, and the like can be appropriately compounded in addition to the above components as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the neutral phenol oxidase of the present invention shows high stability, and there is no large variation in the optimum pH for various substrates, especially for any of phenol compounds, amino phenol compounds and diamine compounds. It has an excellent effect of efficiently interacting with the substrate at a pH around neutrality. Further, according to the method for producing a neutral phenoloxidase of the present invention, there is an excellent effect that the neutral phenoloxidase of the present invention can be obtained efficiently, simply, inexpensively, and in large quantities. . Further, according to the antibody of the present invention, an excellent effect that the neutral phenoloxidase of the present invention can be easily recovered and purified can be obtained.
  • various dyes can be used to easily and efficiently dye fibers and hair.
  • it has an excellent effect of reducing the impact on the environment, the human body, and the like.
  • the dyeing composition is easy to handle, can easily and efficiently dye fibers and hair, and has an excellent effect of reducing effects on the environment, the human body, and the like.
  • the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
  • Example 1 Enoki mushroom [Flamulina vertidium (F1ammu1inave1utipes)] Search and preparation of phenoloxidase of IFO3601 strain
  • Japanese Patent Publication No. 60-156385 discloses a method for culturing at a pH of 6.0 for 3 days using an Ilbex Lariteus ATCC 20123 to obtain an acidic solution having an optimum pH of about 4.5.
  • a method for obtaining laccase is disclosed.
  • the culture medium was changed to 4.0H.
  • the pH of the culture was examined by arbitrarily adjusting the pH to a range from 9.0 to 9.0.
  • Agar medium for solid culture Composition: 2.4% by weight potato dextrose broth (manufactured by Difco), 2.0% by weight agar, balance water]
  • Framlina Beretti ⁇ (F 1 ammu linave 1 utipes IF ⁇ 30601 strain was seeded in an amount equivalent to one platinum loop, and cultured for 10 days at 25 ° C. After that, the mycelium that had grown on the entire agar medium was removed with a sterile platinum loop for 5 mm. The pieces were cut into four sides to obtain small pieces.
  • liquid culture medium 1 Composition: 2.4% by weight potato dextrose broth (manufactured by Difco), the balance water; sterilized at 121 ° C for 15 minutes] Reciprocal shaking culture (150 reciprocations / min) was performed at 25 at 7 days.
  • liquid culture medium 1 each of the media whose pH was arbitrarily adjusted in the range of 4.0 to 9.0 was used.
  • the difference of the enzyme induction depending on the culture pH condition was clarified by sampling daily the culture solution samples having different culture pH and determining the change of the enzyme activity.
  • Enzyme activity (oxidation activity): sodium acetate buffer (pH 5.0) or Tris-HCl buffer The solution (pH 8.0) was used as a buffer, and paraphenylenediamine was used as a substrate to measure the change in absorbance at 470 nm.
  • a substrate solution was prepared by adding 0.08 ml of a 0.25M aqueous solution of paraphenylenediamine. This substrate solution and each sampled culture solution (0.02 ml) were mixed, and the change in absorbance at 470 nm was measured using a Muti Spectrometer (trade name: Viento, manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.). ] To determine the enzyme activity.
  • the enzyme activity was defined as the amount of the enzyme that increases the absorbance at 47 O nm by one in one minute as one unit (U: unit).
  • each of the culture solutions cultured in the pH range of pH 5.0 to 9.0 showed clear enzyme activity.
  • the culture solution obtained by culturing at pH 4.0 did not show clear enzyme activity, but showed an increase in enzyme activity depending on the number of days of culture.
  • a culture solution having a higher culture pH exhibited higher enzyme activity.
  • the culture solution showing the highest enzyme activity was a culture solution obtained by culturing for 7 days under the pH condition of pH 9.0, and the change in absorbance at 470 nm after 17 hours was 1.27.
  • the change in absorbance at 470 nm of the culture solution obtained by culturing for 7 days under the culture pH condition of PH 6.0 was 0.78 after 17 hours.
  • neutral phenoloxidase can be induced by the above culture conditions, and the neutral phenoloxidase can be produced with high yield.
  • Agar medium for solid culture [Composition: 2.4 weight potato dextros broth (manufactured by Difco) 2.0% by weight agar, balance water]
  • enoki mushroom [Flamulina Berti II] (F 1 ammu 1 inave 1 ut ipes)] IFO 30601 strain was inoculated in an amount equivalent to one platinum loop and cultured at 25 ° C for 10 days. Thereafter, the mycelium grown on the entire agar medium was cut into 5 mm squares with a sterile platinum loop.
  • liquid culture medium 1 Composition: 2.4% by weight potato dextro spros (manufactured by Difco), the balance water (pH 5.2); 121] for 121 minutes.
  • reciprocal shaking culture 150 reciprocations / min at 25 ° C for 7 days.
  • the whole amount of the obtained culture solution was added to 500 ml of the liquid culture medium 1 in a 2 L Erlenmeyer flask, and subjected to reciprocal shaking culture (100 reciprocations / minute) at 25 ° C. for 3 weeks.
  • liquid culture medium 2 [composition: 1.0% by weight glucose, 0.1% by weight yeast yeast]. , 0.14 wt% (NH 4) 2 S0 4 , 0. 36 wt% K 2 HP_ ⁇ 4, 0.02 wt% MgS0 4 - 7H 2 0, 0. 10 wt% mineral mixture (composition: 1. 0 wt% Cu S 0 4 ⁇ 5H 2 ⁇ , 1.0 wt% ZnC l 2, 0. 7 wt% FeC l 3 '6H 2 ⁇ , 0.5 wt% C o S0 4 ⁇ 7H 2 0, 0.
  • the collected culture solution was a pale yellow or tan clear or turbid liquid.
  • the collected culture solution had a total volume of 3060 m, a total titer of 13100 U, a total protein amount of 778 mg, and a specific activity of 16.8 UZmg protein.
  • the culture solution collected in the above (2) was filtered under reduced pressure to obtain a filtrate.
  • the pH of the filtrate was adjusted to 7.5 with a 1 M aqueous sodium hydroxide solution.
  • 5 g (dry weight) of a carrier of DEAE-cellulose (manufactured by Sigma) was added, and the mixture was shaken and stirred with for 30 minutes. Then, it was left still for 10 minutes to remove the supernatant.
  • the recovered DEAE-cell mouth carrier was added to 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 6.5) containing 3 volumes of 1 M sodium chloride of the carrier. The resulting mixed solution was shaken and stirred for 5 minutes to elute the protein adsorbed on the DEAE-cellulose carrier.
  • the obtained DEAE-cellulose eluate was collected by vacuum filtration, dialyzed at 4 ° C against deionized water, and the obtained product was lyophilized to obtain a lyophilized product (total weight). 630 mg, total titer 7326 U, total protein amount 11 Omg, specific activity 66.4 UZmg protein).
  • the titer of the lyophilized product was determined by dissolving 1 mg of the lyophilized product in lm 1 of 0.1 M sodium phosphate buffer (PH 7.0), and then adding 0.01 ml of the obtained solution. And 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.0), 0.089 ml, and 0.05 ml 2,6-dimethoxyphenol, 0.1 ml (final concentration: 0.005 mM). The mixture was mixed, and the enzymatic activity was determined by measuring the change in absorbance at 470 nm in the same manner as in the method described in (1) above. In addition, the protein amount of the aqueous solution of the lyophilized product was quantified by the Folm-Lowry method.
  • the solution obtained by re-dissolving the freeze-dried product obtained from the DEAE-cellulose was subjected to native_PAGE, and the gel obtained after the electrophoresis was subjected to a 0.1 M sodium phosphate buffer solution (pH 7.0) for 20 minutes. Shake and stir. Then in a 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.0) containing 0.005 M 2,6-dimethoxyphenol, 0.005 M ortho aminophenol and 0-001 M paraphenylenediamine. Activity staining was performed by shaking the gel for 5 minutes. Figure 1 shows the results of activity staining. Shown in
  • the culture solution produced by culturing the IFO 30601 strain according to the culture method described in (2) above must contain at least three neutral phenolyloxidases. I understood.
  • the enzymatic activity is 0.2 M sodium phosphate (pH 7.0) in 0.896 ml., 0.05 M 2,6-dimethoxyphenol aqueous solution 0.1 ml. was added to obtain a substrate solution, and the obtained substrate solution and the eluted fraction 0. 004 ml, and the obtained mixture was calculated by measuring the change in absorbance at 470 nm.
  • Fig. 2 shows the chromatogram of ion exchange chromatography.
  • the change in absorbance at 280 nm indicates the change in the amount of protein in each fraction
  • the change in absorbance at 400 nm indicates the change in each fraction.
  • the change in the absorbance at 470 nm indicates the change in the enzyme activity in each fraction.
  • the respective fractions of the obtained neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II were collected, dialyzed, and lyophilized.
  • the obtained neutral phenoloxidase I fraction had a total volume of 7.5 ml, a total titer of 250 5 U, a total protein amount of 5.4 mg, and a specific activity of 463.9 UZmg protein.
  • the neutral phenoloxidase II fraction had a total volume of 10.5 m, a total titer of 3630 U, a total protein amount of 41.0 mg, and a specific activity of 88.5 U / mg protein.
  • the lyophilized product of neutral phenoloxidase I obtained in the above (3) was dissolved in 1.5 ml of 0.05 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.1 M sodium chloride.
  • Fig. 3 shows the chromatogram of neutral phenoloxidase I by gel filtration.
  • the change in the absorbance at 280 nm indicates the change in the amount of protein in each fraction
  • the change in the absorbance at 470 nm indicates the change in each fraction. 2 shows changes in enzyme activity in the medium.
  • the fraction of neutral phenoloxidase I was determined by measuring the enzymatic activity of the obtained fraction against 2,6-dimethoxyphenol at 470 nm and by using paraphenylenediamine after SDS-PAGE. Activity staining and Coomassie Pliant Blue staining after SDS-PAGE were determined. After SDS-PAGE, activity staining with paraphenylenediamine and Coomassie brilliant blue staining showed a single band.
  • the enzymatic activity is as follows: 0.1 g of 0.2 M sodium phosphate (pH 7.0) and 0.1 ml of 0.05 M 2,6-dimethoxyphenol aqueous solution. Was added to obtain a substrate solution, and the obtained substrate solution was mixed with 0.004 ml of the neutral phenol: n-noxoxidase I fraction, and the change in absorbance at 470 nm of the resulting mixture was measured. I asked.
  • the lyophilized product of the neutral phenoloxidase II obtained in the above (3) was treated with a 0.05 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.1 M sodium chloride (1.5 m). Dissolved in 1.
  • the obtained product was equilibrated with a 0.05 M Tris-HCl buffer (PH 8.0) containing 0.1 M sodium chloride using an F PLC system (Pharmacia).
  • the column was applied to a Cefacryl S-100 HR column (1.6 ⁇ 60 cm, manufactured by Pharmacia).
  • the neutral phenoloxylidase II of the present invention adsorbed on the column was eluted using a 0.05 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.1 M sodium chloride.
  • Fig. 4 shows the chromatogram of neutral phenoloxidase II by gel chromatography.
  • the change in the absorbance at 280 nm indicates the change in the amount of protein in each fraction, and the absorbance at 47 Onm (A in FIG. 4)
  • the neutral phenoloxidase II fraction of the present invention was obtained by measuring the enzymatic activity of the obtained fraction against 2,6-dimethoxyphenol at 470 nm, and measuring the para-phenylenediamine after SDS-PAGE. And SDS-PAGE followed by Coomassie brilliant blue staining. A single band was shown as a result of activity staining with paraphenylenediamine after SDS-PAGE and staining with Coomassie-Prilian-Table.
  • the enzymatic activity using 2,6-dimethoxyphenol as a substrate is as follows. Add 0.25 ml of an aqueous solution of 0.05 M 2,6-dimethoxyphenol to 0.96 ml of 0.2 M sodium phosphate (PH 7.0). Then, a substrate solution was obtained, and the obtained substrate solution was mixed with 0.004 ml of the neutral phenoloxidase II fraction, and the obtained mixture was measured by measuring the change in absorbance at 470 nm.
  • Table 1 shows the purification degree and specific activity of neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II in each purification step.
  • the culture solution was recovered in the same manner as in the method described in (2) of Example 1 above.
  • the recovered culture solution had a total volume of 4 OO Oml, a total titer of 26800 U, a total protein amount of 1188 mg, and a specific activity of 22.5 U / mg protein.
  • Each 250 ml of the collected culture solution was put into a dialysis membrane [trade name: Dialysis membrane, Size 36 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (WAKO))].
  • the obtained tube is placed in a plastic bag, and the tube is sprinkled with about 120 g of polyethylene glycol 20 000 [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.].
  • the culture solution was concentrated.
  • the concentrated culture solution was centrifuged at 10,000 rpm for 20 minutes at 10,000 rpm using a small high-speed refrigerated centrifuge [TOMY (TOIvlY)-Rotor No. 8.1] to remove the precipitate.
  • the obtained culture broth concentrate has a total volume of 229 m, a total titer of 9814 U, a total protein amount of 193.6 mg, and a specific activity of 50.7 U / mg protein. Met.
  • the culture concentrate was dialyzed overnight at 4 ° C. against 0.05 M sodium phosphate buffer (pH 7.0). The supernatant was centrifuged at 4 ° C and 12000 rpm for 30 minutes using a small high-speed refrigerated centrifuge [TO MY Co., Ltd., No. 8.1].
  • the mixture was filtered using a filtration filter unit (0.45 m, manufactured by ADVANTEC) to remove insolubles, thereby obtaining a filtrate.
  • Fig. 6 shows the chromatogram of DEAE-cellulose column chromatography for neutral phenoloxidase II.
  • the change in absorbance at 280 nm indicates the change in the amount of protein in each fraction
  • the change in absorbance at 47 Oniri indicates the change in the amount of protein in each fraction. 2 shows changes in enzyme activity.
  • the enzymatic activity using 2,6-dimethoxyphenol as a substrate is as follows: 0.25 ml of 0.2M sodium phosphate buffer (pH 7.0) and 0.05M aqueous solution of 2,6-dimethoxyphenol in 0.895 ml. 1 ml was added to obtain a substrate solution, and the obtained substrate solution and eluted fraction 0. 005 ml, and the change was measured by measuring the change in absorbance at 470 nm of the resulting mixture.
  • the obtained fraction of neutral phenoloxidase III had a total volume of 18m1 and a total titer of 11 0.2 U, total protein amount 3.6 mg, specific activity 303 U / mg protein.
  • the obtained neutral phenoloxidase III fraction was collected.
  • the obtained fraction was dialyzed against 0.05 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) at 4 ° C. overnight. .
  • Fig. 7 shows the chromatogram of Q-Sepharose column chromatography for neutral phenoloxidase II.
  • the change in the absorbance at 280 nm indicates the change in the amount of protein in each fraction
  • the change in the absorbance at 470 nm shows changes in enzyme activity in each fraction.
  • the enzymatic activity is as follows: 0.2M sodium phosphate buffer (PH7.0) 0.895ml, 0.05M 2,6-dimethoxyphenol aqueous solution 1 ml was added to obtain a substrate solution, and the obtained substrate solution and elution fraction The mixture was mixed with 0.005 ml, and the obtained mixture was calculated by measuring the change in absorbance at 470 nm.
  • the obtained neutral phenoloxidase II fraction had a total volume of 18 m, a total titer of 115 U, a total protein amount of lmg, and a specific activity of 117.4 U / mg protein.
  • the neutral phenoloxidase II fraction was dialyzed against 0.05 M sodium phosphate buffer (PH 7.0) at 4 ° C for 3 hours.
  • the obtained filtrate was applied to a DEAE-cell-mouth column (Sigma, 1.5 ⁇ 5.5 cm) equilibrated with 0.05 M sodium phosphate buffer (PH 7.0). Then, neutral phenoloxidase III adsorbed on the column was eluted using a 0.05 M sodium phosphate buffer (pH 7.0) containing 1 M sodium chloride.
  • the neutral phenoloxidase III fraction was obtained by measuring the enzymatic activity of the obtained fraction against 2,6-dimethoxyphenol, performing SDS-PAGE, then staining with paraphenylenediamine, and SDS-PAGE. It was determined by subsequent Coomassie brilliant blue staining. Activity staining with paraphenylenediamine after SDS-PAGE revealed one major band and two minor bands. Coomassie brilliant blue staining after SDS-PAGE showed a single band.
  • the enzymatic activity using 2,6-dimethoxyphenol as a substrate was 0.2 M phosphorous in a 96-well microplate (Coster (registered trademark) 3368, manufactured by Corning). Sodium acid buffer solution ( ⁇ 7.0) 0.12 Add 0.052 ml of aqueous 2,05-dimethoxyphenol solution to The obtained substrate solution was mixed with 0.002 ml of the eluted fraction, and the change in color of the resulting mixture was visually confirmed.
  • the obtained neutral phenoloxidase II fraction had a total volume of 3.3 ml, a total titer of 242 U, a total protein amount of 0.6 mg, and a specific activity of 423.3 U / mg protein.
  • FIG. 8 shows a scheme for extracting and purifying the above neutral phenoloxidase II.
  • Table 2 shows the degree of purification and the specific activity of neutral phenoloxidase II in each purification step.
  • the molecular weight of each of the neutral phenol-loxidase I and neutral phenol-loxidase I I obtained in Example 1 was measured by a gel filtration method using gel filtration chromatography.
  • the molecular weights of neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase I were determined separately by gel filtration chromatography. Under the same conditions as above, four proteins of known molecular weights (molecular weights of about 67 k, 43 k, 25 k, and 13.7 kDa) were separately added as molecular weight markers, and each was eluted. The liquid volume was measured.
  • the molecular weight of the neutral phenoloxidase III obtained in (7) of Example 1 was measured by a gel filtration method using gel permeation chromatography.
  • FIG. 9 shows a chromatogram of neutral phenoloxidase II by gel filtration chromatography.
  • the change in the absorbance at 280 nm indicates the change in the amount of protein in each fraction
  • the change in the absorbance at 470 nm indicates the change in the protein in each fraction. 2 shows changes in enzyme activity.
  • the enzyme activity using 2,6-dimethoxyphenol as a substrate is 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.0), 0.895 mU, 0.05 M 2,6-dimethoxyphenol aqueous solution, 0.1 ml added. Then, a substrate solution was obtained, the obtained substrate solution was mixed with 0.005 ml of the eluted fraction, and the change in absorbance at 470 nm of the obtained mixture was measured to calculate the value.
  • the molecular weight of neutral phenoloxidase III was about 45 kDa.
  • Each solution of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II obtained in (5) of Example 1 and neutral phenoloxidase III obtained in (7) of Example 1 was used.
  • 1 and a molecular weight marker (Amersham Biosciences, Inc., trade name: LMW ca 1 ibration kit) 151 were simultaneously subjected to 12.5% SDS-PAGE. S The gel after DS-PAGE was shaken and shaken in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.0) containing 2.5% Triton (registered trademark) X-100 for 60 minutes, and then lmM parafue was added.
  • Activity staining was performed by shaking the gel in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.0) containing bilediamine for 5 minutes. After washing with distilled water for 5 minutes, the staining solution (0.5 g of Coomassie Priliant Pull-R250 was dissolved in a mixed solution of 500 ml of methanol and 100 ml of acetic acid (600 ml) to obtain The total volume of the mixed solution was adjusted to 1000 ml with distilled ion-exchanged water], and the gel after electrophoresis was immersed in the solution.
  • the staining solution 0.5 g of Coomassie Priliant Pull-R250 was dissolved in a mixed solution of 500 ml of methanol and 100 ml of acetic acid (600 ml) to obtain The total volume of the mixed solution was adjusted to 1000 ml with distilled ion-exchanged water], and the gel after electrophoresis was immersed in the solution.
  • decolorization was carried out using a decolorizing solution [a total volume of a mixed solution (320 ml) of 250 ml of methanol and 70 ml of acetic acid was adjusted to 1000 ml with distilled ion-exchanged water].
  • each of the neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase II of the present invention showed a single band.
  • the neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III of the present invention according to the above-mentioned SDS_PAGE method have a molecular weight of 28 kDa, 35 kDa and 45 kDa, respectively. Met.
  • Example 3 Optimum pH of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase I I and neutral phenoloxidase I I I
  • 0.2 M glycine sodium hydroxide buffer solution (pH 1.1, 5.10) was used as a buffer, depending on the pH. And 9.5), 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 10.0, 9.0, 8.0 and 7.0), 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.5, 7. (6 56.0 and 5,5), 0.2M sodium acetate buffer (pH 5.5, 5.0, 4.5, 4.0 and 3.5), 0.2M glycine hydrochloride buffer (pH pH 3.5, 3.0 and 2.0) were used.
  • the enzyme activity was defined as 1 unit (U: unit) of the amount of enzyme that increases the absorbance at an appropriate wavelength for each substrate by 1 in one minute.
  • FIGS. 10 and 11 The results of the optimum pH of neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II are shown in FIGS. 10 and 11, respectively. Note that in FIGS. 10 and 11, The relative activity is shown with the maximum activity taken as 100.
  • Panel A shows the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate
  • Panel B shows the case where ortho-aminophenol was used as the substrate
  • Panel C shows the case where para-phenylenediamine was used as a substrate
  • panel D shows the case where syringaldazine was used as a substrate.
  • the neutral pH of neutral phenol-1-oxidase I was approximately 5.5 to 7.0 when 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate.
  • the optimum pH is about 5.5 to 7.0
  • para-phenylenediamine is used as a substrate
  • the optimum pH is about 5.5 to 6. 0.
  • the optimum pH was found to be about 6.5.
  • neutral phenoloxidase II has an optimum pH of about 5.5 to 6.0 when 2,6-dimethoxyphenol is used as a substrate, and has an optimum pH of about 5.5 to 6.0.
  • the optimum pH is about 5.5 to 7.0
  • the optimum pH is about 5.5 to 6.0, syringaldazine.
  • the optimum pH was found to be about 6.5.
  • 0.2 M daricin sodium hydroxide buffer pH 11.5, 11, 10, 10.
  • FIG. 12 shows the results of the optimum pH of neutral phenoloxidase III. In FIG. 12, the relative activity is shown when the maximum activity is set to 100.
  • Panel A in FIG. 12 shows the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate
  • panel B shows the case where orthoaminophenol was used as the substrate
  • panel C shows the case where para-phenylenediamine was used.
  • Panel D shows the case where syringaldazine was used as the substrate.
  • Each of the neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II obtained in (5) of Example 1 and the neutral phenoloxidase III obtained in (7) of Example 1 Pretreatment was performed by mixing 0.02 ml per minute with 0.18 ml of any of the above buffers and incubating at 30 for 1 or 20 hours. Next, 0.02 ml of the purified enzyme solution after the pretreatment and 0.88 ml of the buffer solution were added. 05M 2,6-Dimethoxyphenol aqueous solution 0.1 lm 1 was thoroughly mixed in a micro cuvette, and the resulting mixture was measured for the change in absorbance at 470 nm using a spectrophotometer [Jasco Enzyme activity was evaluated by measuring the enzyme activity using the following method.
  • a 0.05M aqueous paraphenylenediamine solution was used in place of the 0.05M aqueous 2,6-dimethoxyphenol solution when 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate.
  • Enzyme activity was evaluated by measuring the change in absorbance at 470 nm in the same manner. The enzymatic activity was defined as the enzymatic activity that increases the absorbance at the wavelength determined for each substrate by one in one minute as one unit (U: unit).
  • FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15 The results of the pH stability of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase II are shown in FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15, respectively.
  • the relative activity is shown with the maximum activity being 100.
  • panels A and B show the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as the substrate
  • panels C and D show the case where para-phenylenediamine was used as the substrate. Is shown.
  • panels A and C show the pH stability after 1 hour
  • panels B and D show the pH stability after 20 hours.
  • neutral phenoloxidase I was stable at pH 7.0 to 10.0 when treated for 1 hour, and had a relative residual activity of 75% or more of the maximum activity.
  • the pH was stable at 8.0 to 9.0, and a relative residual activity of 70% or more of the maximum activity was maintained.
  • neutral phenoloxidase II was stable at pH 6.0-1.0 after 1 hour treatment, and its relative residual activity was 75% or more of the maximum activity. Sex was maintained. In the case of treatment for 20 hours, the pH was stable at 7.0 to 10.0, and a relative residual activity of 75% or more of the maximum activity was maintained.
  • neutral phenoloxidase III is stable at pH 7.0 to 11.5 when treated for 1 hour, and retains a relative residual activity of 50% or more of the maximum activity.
  • I was In the case of treatment for 20 hours, the pH was stable at 8.0 to 10.0, and a relative residual activity of 70% or more of the maximum activity was maintained.
  • Example 5 Isoelectric points of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase I I I I
  • Electrophoresis was performed at a constant voltage of 50 V for 6 hours.
  • Activity staining on the gel was carried out by immersing the gel after electrophoresis in 0.1 M sodium phosphate buffer ( ⁇ 7.0) containing 0.001 M paraphenylenediamine, followed by shaking and stirring.
  • isoelectric point After electrophoresis, cut both ends of the part on the gel where the sample has not migrated into a 2.5 mm width, immerse the obtained small pieces in deionized water, and extract at 4 ° C. This is done by measuring the pH of the solution.
  • FIG. 16 shows the results of isoelectric focusing of oxidase III.
  • the isoelectric points of neutral phenoloxidase I, neutral phenolyloxidase II and neutral phenoloxidase III were obtained by isoelectric focusing using polyacrylamide gel. Were determined to be 7.4, 6.8 and 6.8, respectively.
  • Example 6 Optimum temperature of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III
  • a microcentrifuge tube [manufactured by Porex BioProducts Twin Corp. (Pore xBioProducts Inc.)] is used. .2 M sodium phosphate buffer (pH 6.5) 0.88 ml, 0.05 M 2,6-dimethoxyphenol aqueous solution 0.1 ml, neutral phenoloxidase I or neutral phenoloxidase 0.02 ml of the fraction of Ze II was mixed, and the obtained mixture was reacted at each reaction temperature for 5 minutes. Thereafter, the enzymatic reaction was stopped by adding 0.1 ml of 2M glycine hydrochloride buffer (pH 3.0) to the obtained reaction solution.
  • 2M glycine hydrochloride buffer pH 3.0
  • the enzyme activity was measured using 2,6-dimethoxyphenol as the substrate. The same operation was performed using an aqueous solution of paraphenylenediamine. Then, the obtained reaction product was analyzed by a spectrophotometer (manufactured by Jasco, trade name: V-530) when 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate and paraphenylenediamine was used as a substrate. In both cases, the enzyme activity was evaluated by measuring the absorbance at 470 nm.
  • the enzyme activity was defined as the amount of the enzyme that increases the absorbance at 470 nm by one in one minute as one unit (U: unit).
  • FIGS. 17 and 18 The results of the optimal temperature of neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II are shown in FIGS. 17 and 18, respectively.
  • relative activities are shown with the maximum activity being 100.
  • Panel A shows a case where 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate
  • Panel B shows a case where para-phenylenediamine was used as a substrate.
  • the optimal temperature of neutral phenol oxidase I was 20 to 50 " ⁇ when 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate, which was 80% of the maximum activity. It has the above relative activities, and it was found that when para-phenylenediamine was used as a substrate, the relative activity was 60% or more of the maximum activity at 30 to 60 ° C.
  • the optimal temperature of neutral phenol monooxidase II is 30 to 60 ° C. when 2,6-dimethoxyphenol is used as a substrate, and 70% or more of the maximum activity. It was found that when para-phenylenediamine was used as a substrate, the relative activity was at least 80% of the maximum activity at 40 to 70 ° C.
  • the neutral phenoloxidase III obtained in (7) of Example 1 was measured under various temperature conditions (20, 30, 40, 50 60 70, and 80 ° C.). Specifically, when 2,6-dimethoxyphenol is used as a substrate, Then, 0.88 ml of a 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 6.5) and 0.5 ml of an aqueous solution of 0.05 M 2,6-dimethoxyphenol were mixed. Heated at the reaction temperature for 10 minutes was used as the substrate solution.
  • the neutral phenoloxidase II fraction obtained in (7) of Example 1 was diluted 10-fold with distilled ion-exchanged water to obtain an enzyme solution.
  • the resulting enzyme solution (0.02 ml) was added to the substrate solution and mixed well.
  • the obtained mixture was reacted at each reaction temperature for 5 minutes. Then, the enzymatic activity was evaluated by measuring the absorbance at 470 nm of the obtained reaction product using a spectrophotometer (trade name: v-530, manufactured by Jasco).
  • a spectrophotometer (trade name: v-530, manufactured by Jasco).
  • a 0.05 M aqueous solution of para-phenylenediamine is used instead of the 0.05M aqueous 2,6-dimethoxyphenol solution in the case of using 2,6-dimethoxyphenol as the substrate.
  • the enzyme activity was evaluated by measuring the absorbance at 470 nm.
  • the enzyme activity was defined as the enzyme activity that increases the absorbance at 47 Onm by one in one minute as one unit (U: unit).
  • FIG. 19 shows the result of the optimum temperature of neutral phenoloxidase II.
  • the relative activity is shown by setting the maximum activity to 100.
  • panel A shows a case where 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate
  • panel B shows a case where paraphenylenediamine was used as a substrate.
  • the optimal temperature of neutral phenol oxidase III was 70% or more of the maximum activity at 20 to 50 ° C when 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate. It was found that when para-phenylenediamine was used as a substrate, the relative activity was at least 60% of the maximum activity at 20 to 60 ° C.
  • Example 7 Thermostability of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III
  • thermostability of neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase I I was determined at pH 7.0 and at pH 9.0, respectively.
  • thermostability of neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II are shown in FIGS. 20 and 21, respectively. It should be noted that in FIGS. 20 and 21, the relative activity is shown with the maximum activity taken as 100. 20 and 21, panels A and B show thermal stability at pH 7.0, and panels C and D show thermal stability at pH 9.0. Further, in each of FIGS. 20 and 21, panels A and C show the case where 2,6-dimethoxyphenol was used as a substrate, and panels B and D show the case where paraphenylenediamine was used as a substrate. Show.
  • thermostability of neutral phenoloxidase I at pH 7.0 was up to 30 in the results after 1 hour, and was more than 80% relative to the maximum activity. It was found to have residual activity.
  • thermal stability of the neutral phenol oxidase I of the present invention at pH 9.0 has a relative residual activity of 90% or more with respect to the maximum activity up to 30 ° C as a result after 1 hour. I understand.
  • thermostability of neutral phenoloxidase II at pH 7.0 was 90% or more of the maximum activity up to 50 ° C after 1 hour.
  • the thermostability of neutral phenoloxidase I at pH 9.0 indicates that it has a relative residual activity of at least 70% of the maximum activity up to 50 ° C after 1 hour. all right.
  • the thermal stability of 1 II was investigated.
  • 0.015 ml of the neutral phenoloxidase III fraction obtained in the above Example 1 (7) was At various temperatures (20, 30, 40, 50, 60, 70, and 80 V), 0.0375 ml of 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.0) (0.05 ml total) Incubation was performed by incubating for various times (5, 10, 20, 40, and 60 minutes).
  • the enzyme activity was evaluated by measuring the change in absorbance at 470 nm.
  • the enzyme activity was defined as the amount of the enzyme that increases the absorbance at 470 nm by one in one minute as one unit (U: unit).
  • FIG. 22 The results of the thermal stability of neutral phenoloxidase III are shown in FIG. In FIG. 22, the relative residual activity is shown by setting the enzyme activity before the incubation at 100. Panels A and B in FIG. 22 show the thermal stability at pH 7.0, and panels C and D show the thermal stability at pH 9.0. Further, in FIG. 22, panels A and C show the case where 2,6_dimethoxyphenol was used as the substrate, and panels B and D show the case where para-phenylenediamine was used as the substrate.
  • thermostability of neutral phenol monooxidase III at pH 7.0 was up to 30 ° C. in the results after 1 hour, compared to the enzyme activity before incubation. It was found to have a relative residual activity of at least%.
  • thermal stability of neutral phenoloxidase III at pH 9.0 shows that after 1 hour, up to 40 ° C, it has a relative residual activity of 90% or more of the enzyme activity before incubation. I knew it was there.
  • Example 8 Substrate Specificity of Neutral Phenoloxidase I, Neutral Phenoloxidase I I and Neutral Phenoloxidase I I of the Present Invention
  • Neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II of the present invention respectively.
  • Para-phenylenediamine, 4-hydroxyindole, 2-methoxyphenol, 2,6-dimethoxyphenol, catechol, ABTS, NNS The substrate and When used, 0.02 ml of the fraction of neutral phenoloxidase I or neutral phenoloxidase II obtained in (5) of Example 1 described above, and 0.1 M sodium phosphate buffer (PH6 5) 0.88 ml and 0.1 ml of a 0.05 M substrate aqueous solution were mixed well in a microcuvette, and the resulting mixture was measured for the change in absorbance at the wavelength determined for each substrate by a spectrophotometer [ Enzyme activity was evaluated by measuring using J-SCO (trade name: V-530).
  • the same operation is performed using a 0.01 M dimethyl sulfoxide solution instead of the 0.05 M base aqueous solution, and the change in absorbance at 450 nm is measured. Then, the enzyme activity was evaluated.
  • the L Chiroshin was used as a substrate, wherein the evaluation of enzyme activity, the instead of 0. 05M substrate solution, 0. 001M L Chiroshin 0. 2M sodium phosphate buffer containing (pH 6 5) 3 ⁇ 4 the use of a 0.02 ml each of the neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II fractions obtained in (5) of Example 1; By thoroughly mixing 0.29 ml of 0.2 M sodium phosphate buffer containing 001 M L-tyrosine in a microcube and measuring the change in absorbance at 490 nm of the resulting mixture, the enzyme Activity was evaluated.
  • NNS When NNS was used as a substrate, 0.04 ml of the fraction of neutral phenol oxidase III obtained in (7) of Example 1 and 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 6.5) were used. 94 ml and 0.02 ml of a 0.005 M NNS aqueous solution were sufficiently mixed in a cuvette, and the resulting mixture was evaluated for enzyme activity by measuring the change in absorbance at 410 nm.
  • the enzyme activity was defined as the amount of enzyme that increases the absorbance at the wavelength determined for each substrate by one in one minute as one unit (U: unit).
  • Table 3 Table 4, and Table 5 show the measurement wavelengths and results of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II, and neutral phenoloxidase II, respectively, for each substrate.
  • Example 9 Substrate specificity of neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase II (direct oxidation reaction)
  • the substrate specificity (direct oxidation reaction) for various compounds was determined by oxidative polymerization of the substrate. The color reaction was measured.
  • Diamine compounds, aminophenol-based compounds, phenol compounds, and other compounds (extracts) were used as substrates.
  • the substrate solution contains 1.0% (V / V) [para-aminophenol, trimethylhydroquinone, naphthol compound, and indole compound: 10% (V / V)] dimethylsulfoxide.
  • V / V para-aminophenol, trimethylhydroquinone, naphthol compound, and indole compound: 10% (V / V)] dimethylsulfoxide.
  • For the compound (2) 2. Omg / ml aqueous substrate solution) was used.
  • Substrate specificity (direct oxidation reaction) of the neutral phenoloxidase II obtained in Example 1 (7) for various compounds was measured by a color reaction by oxidative polymerization of the substrate.
  • Diamine compounds, aminophenol compounds, phenol compounds, naphthol compounds, indole compounds and other compounds (extracts) were used as substrates.
  • 1% (V / V) as substrate solution [para-aminophenol, trimethylhydroquinone, naph!
  • the 0.01M substrate aqueous solution containing 10% (V / V) of dimethyl sulfoxide was used for the nitrile compound and the indole compound (for other compounds, 2. OmgZm 1 substrate aqueous solution).
  • the enzymatic activity was defined as the amount of enzyme that increases the absorbance at the wavelength determined for each substrate by one in one minute as one unit (U: unit).
  • Table 6 shows the results of the direct oxidation reaction in terms of specific activity.
  • Orthophone r Ranger 430 6.2.0.4 Zora Ranger ⁇ , / 470 5.0 0.8
  • Bilirubinoxida-C Bilirubinoxida-C '
  • Lignin algal extract (derived from softwood) 450 3.5 5 3.8
  • neutral phenoloxidase I As a result, as shown in Table 6, neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase III were obtained under neutral conditions ( ⁇ 6.5) under the neutral conditions ( ⁇ 6.5). It strongly catalyzed the oxidation of various substrates such as aminophenol compounds and phenol compounds. Neutral phenoloxidase I also exhibited the following substrate specificities: 1) When a diamine compound was used as the substrate, neutrality ( ⁇ ⁇ 6.5) Under the conditions, it catalyzed the oxidation reaction of the substrate. In particular, ⁇ , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ dimethyl-para -Strongly catalyzed the oxidation reaction of phenylenediamine.
  • neutral phenoloxidase I was found to show a neutral (pH 6.5) condition for various substrates when comparing the specific activities under neutral (pH 6.5) and alkaline (pH 9.0) conditions. It was found that the specific activity at the bottom was higher than that under alkaline (pH 9.0) conditions.
  • Neutral phenoloxidase I showed strong catalytic activity under neutral (pH 6.5) conditions when lignin alkaline extract (derived from conifers) was used as a substrate, but alkaline (pH 9.0). Under the conditions, the same strong catalytic activity was observed.
  • pyrylvinoxidase derived from the fungi belonging to the genus Myrocesium showed a specific activity under neutral (pH 6.5) conditions and a specific activity under alkaline conditions (pH 9.0) other than diamine compounds and catechol.
  • Substrate has a higher than specific activity under neutral (PH6.5) conditions.
  • the specific activity under alkaline (pH 9.0) conditions was high, indicating that the specific activity was significantly different from that of the neutral phenoloxidase I.
  • Neutral phenoloxidase II showed substrate specificity as shown below:
  • neutral phenoloxidase II had strong catalytic activity under neutral (PH6.5) conditions when lignin alkali extract (derived from conifers) was used as a substrate, but alkaline (pH 9.5). Under 0) conditions, stronger catalytic activity was observed.
  • neutral phenoloxidase II exhibited the following substrate specificity.
  • any of the substrates catalyzes the oxidation reaction of the substrate under neutral (pH 6.5) conditions. In particular, it strongly catalyzed the oxidation reaction of orthoaminophenol.
  • neutral phenolyloxidase III showed a specific activity under neutral (pH 6.5) conditions when compared to specific activity under neutral (PH 6.5) and alkaline (PH 9.0) conditions. It was found that the specific activity was higher than the specific activity under alkaline (pH 9.0) conditions.
  • Neutral phenoloxidase I neutral phenoloxidase II obtained in (5) of Example 1 and neutral phenoloxidase II obtained in (7) of Example 1
  • the decolorizing activity for various dyes was measured by the change in the maximum value of the ultraviolet-visible absorption spectrum of the dye.
  • the decolorizing activity for various dyes was measured by the change in the maximum value of the ultraviolet-visible absorption spectrum of the dye.
  • the enzyme activity was defined as the enzyme activity that increases the absorbance by one in one minute as one unit (U; unit).
  • U unit
  • the decolorizing activity was also examined for pyrylvinoxidase derived from a fungus of the genus Myrocesium.
  • Table 7 shows the measurement wavelength and the results of the decolorizing activity of each dye in terms of specific activity.
  • neutral phenoloxidase I has a different decolorizing activity for natural orange 6 compared to neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase II.
  • neutral phenoloxidase III is different from neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II in that the decolorizing activity for acid violet 17 is different from that of neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II. all right.
  • pyrylvinoxidase derived from fungi of the genus Myrocesium differed greatly from the neutral phenoloxysidase I in Natural Orange 6, Acid Orange 8, Acid Violet 17, Remazol Brilliant Blue R, and Evans Blue.
  • the neutral phenoloxidase II was significantly different from Acid Orange 8, Acid Bio 17, Remazol Brilliant Blue R and Evans Blue.
  • the neutral phenoloxidase III was significantly different from Acid Orange 8, Remazol Brilliant Blue R and Evans Bull I.
  • Neutral phenoloxidase I, neutral phenoloxidase II and neutral phenoloxidase II can efficiently decolorize dyes under neutral conditions.
  • the neutral phenol oxidase I, neutral phenol oxidase II and neutral phenol oxidase III can be applied to a wide range of applications such as waste liquid treatment, decolorization, and prevention of color transfer during washing. Be expected.
  • Example 11 Hair test with neutral phenoloxidase I and neutral phenoloxidase II
  • the hair dyeing test using the neutral phenol oxidase I or the neutral phenol oxidase II obtained in (5) of Example 1 was carried out using para-phenylenediamine as a dye. It was carried out by dyeing by oxidative polymerization.
  • the mixture was added to add a total of 1.0 U to paraphenylenediamine at pH 7.0, and the mixture was kept at 30 ° C for 1 hour.
  • the hair bundle and the wool cloth were stained black by using neutral phenoloxidase I or neutral phenoloxidase II.
  • the neutral phenol oxidase of the present invention is used for stably and efficiently reacting with various substrates, particularly phenol compounds, aminophenol compounds and diamine compounds, at a pH around neutrality. Puru. Further, according to the method for producing neutral phenoloxidase of the present invention, the neutral phenoloxidase of the present invention can be obtained efficiently, simply, inexpensively, and in large quantities. Further, according to the antibody of the present invention, the neutral phenoloxidase of the present invention can be easily recovered and purified. Further, according to the dyeing method of the present invention, it is possible to simply and efficiently dye fibers and hair with various dyes, specifically, phenol compounds, aminophenol compounds, diaminophenol compounds, and the like. The impact on the environment, human body, etc. can be reduced. Further, according to the dyeing composition, it is possible to easily and efficiently dye fibers and hair, and further, it is possible to reduce the effects on the environment, the human body, and the like.

Description

明細書
中性フエノールォキシダーゼ 技術分野
本発明は、種々の基質に対して、基質による至適 p Hの変動が小さく、 中性付近で高 い酵素活性を有する中性フエノ一ルォキシダ一ゼ及ぴその生産方法並びに該中性フエ ノールォキシダ一ゼに対する抗体に関する。より詳しくは、繊維や毛髪の染色等に有用 な中性フエノ一ルォキシダ一ゼ及びその生産方法、並びに該中性フエノ一ルォキシダー ゼを特異的に認識する抗体に関する。 背景技術
フエノール化合物、ポリフエノール化合物等の種々の基質に対して酸化作用を有する 酸化酵素は、主に、ペルォキシダーゼとフエノールォキシダ一ゼとの 2つのグループに 分類される。
前記ペルォキシダーゼは、種々の基質の酸化を触媒し、共通の基質として、 反応系中 に過酸化水素の存在を必要とする。一方、 フエノールォキシダーゼは、種々の基質の酸 化を触媒し、 共通の基質として、 分子状酸素の存在を必要とする。
したがって、既知の酸化酵素類の中でも、前記フエノールォキシダーゼは、大気中の 酸素の存在下で種々の基質の酸化を触媒することができるため、酸素存在下で中間体と してのラジカル種の生成に起因する発色、脱色、重合、分解等の多様な化学反応に適し ている。
それゆえ、 臨床分析、 バイオセンサ一、 パルプ及び繊維の漂白、 合成板の製造、 木質 の改善 フエノール樹脂の製造、人工漆塗料の製造、接着剤の製造、有機化合物の合成 染色及び抜染、 洗濯時の色移り防止、 廃液中のフエノール及びァニリン化合物の除去、 毒性化合物の解毒、内分泌撹乱物質の分解、ジュースの混濁防止、食品の苦渋味の除去、 家畜飼料の体内消化の促進、悪臭の抑制、化石燃料の脱硫、有害環境物質の分解処理等 の多方面へのフエノールォキシダーゼの幅広い応用が期待されている。
また、 1ーヒドロキシベンゾトリアゾール、 2, 2' —アジノービス (3—ェチルベ ンゾチアゾリン— 6—スルホン酸) (以下、 ABTSと略す)、 1一二卜ロソー 2 _ナフ 1 ^一ルー 3, 6—ジスルホン酸(以下、 NNSと略す)等のメデイエ一夕一を用いて反 応を行なうことにより、 従来触媒されにくかった(あるいは、触媒されなかった) 反応 をも効率よく行なうこともできる 〔国際公開第 96/16165号パンフレツト〕。 例えば、 メデイエ一夕一としてフエノチアジン— 10—プロピオン酸を用いた場合、 フエノールォキシダ一ゼによるインジゴの分解反応を効率よく行なうことができるこ とが知られている。また、フエノールォキシダ一ゼ含有物と、フエノールォキシダーゼ · メデイエ一ターを含有する組成物とを併用することにより、ダイォキシンの分解を行な うことができることが開示されている 〔特開 2001-037465号公報〕。
多くの潜在的な工業的利用については、反応効率等の観点から、反応 PHは中性及び アルカリ性領域が適しており、特に中性での利用は、環境や人体等に対する影響が少な い温和な条件下での反応が可能である等の、 数多くの利点を有する。
前記フエノールォキシダーゼとしては、 ラッカーゼ、チロシナ一ゼ、 ポリフエノール ォキシダーゼ(カテコールォキシダーゼ)ァスコルビン酸ォキシダーゼ、 又はピリルビ ンォキシダーゼ等が挙げられる。
ただし、 チロシナーゼは、 モノフエノール化合物、 及び、 オルト—ジフエノール化合 物の直接的な酸化(発色) を触媒するが、パラ—ジフエノール化合物及びパラージアミ ン (フエ二レンジァミン)化合物の酸化を触媒しないという特徴がある 〔メイヤー (M a ye r ) 及び/、レル (Ha r e 1 ), Phy t o c liem. 18, 193— 215, 1979〕。 前記フエノールォキシダ一ゼは、従来から種々の植物、細菌類及び真菌類等に見出さ れている。例えば、植物では、ウルシ科(An ac a r d i a c e a e)の分泌性導管、 祧類、 栗類、 マキ科(Podo c a r p ac e a e) 等において、 前記フエノ一ルォキ シダ一ゼが見出されている。真菌類では 不完全菌亜門(D e u t e r omy c o t i n a) に属する、 ァスペルギルス (As ρ e r g i 1 1 u s)、 ボ卜リテイス (B o t r y t i s)、 ミロセシウム (My r o t h e c i um)、 ぺニシリウム (P e n i c i 1 1 i um)、 ぺスタ口チア (P e s t a 1 o t i a)、 リゾクトニア (Rh i z o c t o n i a) 等;担子菌亜門 (B a s i d i omy c o t i n a) に属する、 プロイロ一 タス (P 1 e u r o t u s;)、 レンティナス (Len t i nu s)、 ポリポラス (Po l y p o r u s) トラメテス(T r ame t e s),コリオラス (C o r i o 1 u s)等; 子嚢菌亜門(A s c omy c o t i n a)に属するポドスボラ(P o d o s p o r a)、 ノイロスポラ (Ne u r o s p o r a)、 モノシリウム (Mo n o c i 1 1 i urn) 等 において、 前記フエノールォキシダ一ゼが見出されている。 細菌では、 バチルス (B a c i 1 1 u s)、 ァゾスピリゥム (Az o s p i r i 1 1 um)、 ストレプトミセス (S t r e p t omy c e s )、 ァェロバクタ (Ae r ob ac t e r) 等において、 前記 フエノールォキシダ一ゼが見出されている〔ヨシダ(Yo s h i d a), J. Ch em. S o c. 43, 472, 1883〕。
これらの中で、 担子菌 (B a s i d i omy s e t e s) (木材腐朽菌類等、 中でも 白色腐朽菌等) であるキノコでは、 例えば、 スェヒロタケ (S c h i z ophy l 1 u m c ommu ne)、 力ワラタケ (Co r i o 1 u s v e r s i c o l o r)、 ヒイロ夕 ケ (Pyc nopo r u s c o c c i neu s)、 ヒラ夕ケ (P l e u r o t u s o c t r e a t u s )、べッコゥ夕ケ(F om i t e 1 1 a f r a x i n e a)等において、 前記フエノールォキシダ一ゼが見出されている〔ゥラ一(U 1 1 a h)及びエバンス(E v an s), Αρ ρ 1. M i c r o i o l. B i o t e c no l., 53, 230— 234, 2000〕。
しかし、 フエノールォキシダーゼの多くは、種々の基質に対する酵素活性の至適 pH を酸性側に有し、使用用途が限定されるという欠点がある。 また 中性やアルカリ性に 至適 p Hを有するフエノ一ルォキシダーゼでも、用いる基質によつて至適 p Hが大きく 変動し、 中性付近で種々の基質に対して効率よく作用しないという欠点がある。
また、 ィルペックス ·ラクテウス ( I r p e X 1 a c t e u s)、 ォゥリキユラリ ア、ポリ卜リカ (Au r i c u 1 a r i a p o 1 y t r i c h a ) ガノデルム ·ル シダム (G anod e r m l uc i d um)、 コプリナス ·ミカセウス (C o p r i n u s m i c a c e u s )> タエダレオフ。ンス ·スチラシナ (Dae d a l e op s i s s t y r a c i n a) 及びフラムリナ ベレティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e 1 t i p e s) には、 ラッカーゼが見出されており、 なかでも、 ィルペックス ·ラ クテウス (I r p e x 1 a c t e u s) のラッカーゼは、 pH6. 0付近の反応条件 下に、 4ーァミノアンチピリンとフエノ一ルとを酸化縮合して発色する活性を示すこと が見出されている (特開昭 60— 156385号公報)。
しかしながら、前記ラッカーゼは、酸性条件で培養することにより見出される酵素で める。
発明の開示
本発明は、 繊維や毛髪の染色等を可能にし、 さらには、 環境、 人体等への影響を低減 させることができる手段を提供することを目的とする。本発明は、種々の化合物、特に、 フエノール化合物、アミノフエノール化合物及びジアミン化合物に対して中性付近に至 適 p Hを有すること 中性 p Hから弱アル力リ性 p Hまでの広範囲で高い安定性を示す こと、基質による至適 p Hの変動が小さいこと等の特性を有するフエノールォキシダー ゼ、 具体的には、 中性フエノールォキシダ一ゼを提供することを目的とする。 また、 本 発明は、 前記中性フエノールォキシダーゼを、 効率よく、 簡便に、 安価に、 かつ大量に 得ることができる 生産方法を提供することを目的とする。 さらに、 本発明は、 前記中 性フエノールォキシダーゼの回収精製等を可能にする抗体を提供することを目的とす る。 また、 本発明は、 種々の染料、 具体的には、 フエノール化合物、 ァミノフエノール 化合物、ジァミン化合物等による染色が可能な染色方法及び取扱いが簡便である染色用 組成物を提供することを目的とする。 すなわち、 本発明の要旨は、
〔 1〕 以下の特性:
(1) 至適 pH : 5. 0〜7. 0
( 2 ) 基質特異性
i ) N, N—ジメチル一パラーフエ二レンジァミン、 オルト一ァミノフエノール、 2, 6—ジメトキシフエノール、 1, 3—ジヒドロキシナフトール及び 4ーヒドロキシ ィンドールそれぞれの酸化による発色反応を p H 6. 5付近で触媒する
i i) リグニンアルカリ抽出物の酸化的重合反応を触媒する
を有する中性フェノ一ルォキシダーゼ、
〔2〕 下記 (3) 〜 (7):
(3) 28 kD a (S D S-P AGE法により算出)
(4) pH安定性: pH8. 0〜9. 0において、 30 °Cで 20時間のインキュベー ション条件下、 少なくとも 70 %の相対残存活性を維持する
( 5 ) 至適温度: 30〜 50
(6) 熱安定性:
I) 0°C〜30 において、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ヾ一ション前の活性に対し、 少なくとも 80 %の相対残存活性を維持する II) 0°C〜30 において、 PH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ンキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する
(7) 等電点:約 7. 4
の特性、 又は
下記 (3') 〜 (7') :
(3,) 35 kD a (SDS- PAGE法により算出)
(4') pH安定性: pH7. 0〜10. 0において、 30 °Cで 20時間のインキュ ベーション条件下、 少なくとも 75 %の相対残存活性を維持する
(5 ') 至適温度: 30〜60°C
(6') 熱安定性:
I ') 0°C〜5 O :において、 ρΗ7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する
II') 0°C〜50°Cにおいて、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 インキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 70 %の相対残存活性を有する
(7') 等電点:約 6. 8
の特性、 又は
下記 (3,,) 〜 (7',) :
(3 ") 45 kD a (SDS- P AGE法により算出)
(4") pH安定性: pH8. 0-10. 0において、 30 °Cで 20時間のインキュ ベ一ション条件下、 少なくとも 70 %の相対残存活性を維持する
(5 ") 至適温度: 30〜60
(6") 熱安定性:
I ") 0°C〜30°Cにおいて、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 インキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 80 %の相対残存活性を維持する II") 0°C〜40°Cにおいて、 ρΗ9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベ一ション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する (7") 等電点:約 6. 8
の特性
をさらに有する、 前記 〔1〕 記載の中性フエノールォキシダ一ゼ、
〔3〕 フラムリナ(F 1 ammu 1 i n a)属に属する担子菌が生産する、前記〔 1〕 又は 〔2〕 記載の中性フエノールォキシダーゼ、
〔4〕 フラムリナ (F 1 ammu 1 i n a) 属に属する担子菌が、 エノキタケ 〔フラ ムリナ ベルティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s:)〕 に属する担子 菌である、 前記 〔1〕 〜 〔3〕 いずれか 1項に記載の中性フエノールォキシダーゼ、
〔5〕 エノキ夕ケ〔フラムリナ ベルティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s)〕に属する担子菌が、フラムリナ ベルティぺス(F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s)] I F〇 30601株である、 前記 〔1〕 〜 〔4〕 いずれか 1項 に記載の中性フェノールォキシダーゼ、
〔6〕 フラムリナ(F 1 ammu 1 i n a)属に属する担子菌を、 pH6. 0〜12. 0で培養することを特徴とする、 中性フエノールォキシダーゼの生産方法、
〔7〕 中性フエノールォキシダ一ゼが、 前記 〔1〕 又は 〔2〕 記載の中性フエノール ォキシダーゼである、 前記 〔6〕 記載の生産方法、
〔8〕 前記 〔1〕 〜 〔5〕 いずれか 1項に記載の中性フエノールォキシダーゼに対す る抗体、
〔9〕 前記 〔1〕 〜 〔5〕 いずれか 1項に記載の中性フエノールォキシダ一ゼを含有 してなる染色用組成物、
〔10〕 染料をさらに含有してなる、 前記 〔9〕 記載の染色用組成物、 並びに 〔1 1〕 前記 〔1〕〜〔5〕 いずれか 1項に記載の中性フエノ一ルォキシダーゼの存 在下に、染色対象物と染料とを接触させて、該染色対象物を染色することを特徴とする、 染色方法、
に閧する。 図面の簡単な説明
図 1は、 フラムリナ ベルティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s )
1 FO 30601株の DEAE—セルロース溶出画分の活性染色の結果を示す。 図中、 レーン 1は、 パラ一フエ二レンジアミンを用いた活性染色の結果、 レーン 2は、 2, 6 ージメトキシフエノールを用いた活性染色の結果、 レーン 3は、オルト—アミノフエノ ールを用いた活性染色の結果をそれぞれ示す。
図 2は、 イオン交換クロマトグラフィーのクロマトグラムを示す。 図 2中、 菱形は、
28 Onmにおける吸光度(A280) に基づく、各画分中のタンパク質量の変化を示 し、 三角は、 40 Onmにおける吸光度(A400) に基づく、 各フラクション中の糖 質量の変化を示し、 四角は、 47 Onmにおける吸光度 (A470) に基づく、 各画分 中の酵素活性の変化を示し、 十字は、 塩化ナトリウム濃度 (M) を示す。
図 3は、中性フェノールォキシダーゼ Iのゲル濾過クロマトグラフィ一のクロマトグ ラムを示す。 図 3中、 菱形は、 28 Onmにおける吸光度 (A280) に基づく、 各画 分中のタンパク質量の変化を示し、 四角は、 470 nmにおける吸光度(A470) に 基づく、 各画分中の酵素活性の変化を示す。
図 4は、中性フエノ一ルォキシダーゼ I Iのゲル濾過クロマトグラフィーのクロマト グラムを示す。 図 3中.. 菱形は、 28 Onmにおける吸光度 (A280) に基づく、 各 画分中のタンパク質量の変化を示し、 四角は、 470 nmにおける吸光度 (A470) に基づく、 各画分中の酵素活性の変化を示す。 図 5は、中性フエノールォキシダーゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iの精製 スキームを示す。
図 6は..中性フエノールォキシダーゼ I I Iのイオン交換クロマトグラフィ一(DE AE—セルロース) のクロマトグラムを示す。 図 6中、 菱形は、 280 nmにおける吸 光度 (A 280) に基づく、 各画分中のタンパク質量の変化を示し、 四角は、 470 η mにおける吸光度 (A470) に基づく、 各画分中の酵素活性の変化を示し、 直線は、 塩化ナトリウム濃度 (M) を示す。
図 7は、中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iのイオン交換クロマトグラフィー(Q— セファロ一ス) のクロマトグラムを示す。 図 7中、 菱形は、 28 Onmにおける吸光度 (A280) に基づく、 各画分中のタンパク質量の変化を示し、 四角は、 47 Onmに おける吸光度 (A470) に基づく、 各画分中の酵素活性の変化を示し、 直線は、 塩ィ匕 ナトリウム濃度 (M) を示す。
図 8は、 中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iの精製スキームを示す。
図 9は、中性フェノ一ルォキシダ一ゼ I I Iのゲル濾過クロマトグラフィーのクロマ トグラムを示す。 図 9中、 菱形は、 28 Onmにおける吸光度 (A280) に基づく、 各画分中のタンパク質量の変化を示し、四角は、 470 nmにおける吸光度(A470) に基づく、 各画分中の酵素活性の変化を示す。
図 10は、中性フエノールォキシダーゼ Iの至適 pHの結果を示す。図 10において、 最大活性を 100とした場合の相対活性で示す。 また、 図 10において、 パネル Aは、 2, 6ージメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル Bは、 オルトーァミノ フエノールを基質とした場合を示し、パネル Cは、パラーフエ二レンジアミンを基質と した場合を示し、 パネル Dは、 シリンガルダジンを基質とした場合を示す。
図 11は、中性フエノールォキシダ一ゼ I Iの至適 pHの結果を示す。図 11におい て、 最大活性を 100とした場合の相対活性で示す。 また、 図 1 1において、 パネル A は、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル Bは、 オルト—ァ ミノフエノールを基質とした場合を示し、パネル Cは、パラ一フエ二レンジアミンを基 質とした場合を示し、 パネル Dは、 シリンガルダジンを基質とした場合を示す。
図 1 2は.,中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iの至適 p Hの結果を示す。図 1 2にお いて、 最大活性を 1 0 0とした場合の相対活性で示す。 また、 図 1 2において、 パネル Aは、 2 , 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル Bは、 オルト― ァミノフエノールを基質とした場合を示し、パネル Cは、パラ一フエ二レンジアミンを 基質とした場合を示し、 パネル Dは、 シリンガルダジンを基質とした場合を示す。 図 1 3は、 中性フエノールォキシダーゼ Iの p H安定性の結果を示す。 なお、 図 1 3 において、 最大活性を 1 0 0とした相対残存活性で示す。 また、 図 1 3中、 パネル A及 び Bは、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル C及び Dは、 パラ一フエ二レンジアミンを基質とした場合を示す。 さらに、 図 1 3中、 パネル A及び Cは、 1時間後の p H安定性を示し、 パネル B及び Dは、 2 0時間後の p H安定性を示 す。
図 1 4は、 中性フエノールォキシダーゼ I Iの p H安定性の結果を示す。なお、 図 1 4において、 最大活性を 1 0 0とした相対残存活性で示す。 また、 図 1 4中、 パネル A 及び Bは、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、パネル C及び Dは、 パラ一フエ二レンジアミンを基質とした場合を示す。 さらに、 図 1 4中、 パネル A及び Cは、 1時間後の p H安定性を示し、 パネル B及び Dは、 2 0時間後の p H安定性を示 す。
図 1 5は., 中性フエノールォキシダーゼ I I Iの p H安定性の結果を示す。なお、 図 1 5において、 最大活性を 1 0 0とした相対残存活性で示す。 また、 図 1 5中、 パネル A及び Bは 2 , 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル C及ぴ D は、 パラーフエ二レンジアミンを基質とした場合を示す。 さらに、 図 1 5中、 パネル A 及び Cは、 1時間後の p H安定性を示し、パネル B及び Dは、 2 0時間後の p H安定性 を示す。
図 1 6は、 中性フエノ一ルォキシダーゼ I 中性フエノールォキシダ一ゼ I I , 及び 中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iの等電点電気泳動の結果を示す。
図 1 7は、 中性フエノールォキシダーゼ Iの至適温度の結果を示す。なお、 図 1 7に おいて、 最大活性を 1 0 0とした相対活性で示す。 また、 図 1 7中、 パネル Aは、 2 , 6ージメトキシフエノールを基質とした場合を示し、パネル Bは、パラーフエ二レンジ ァミンを基質とした場合を示す。
図 1 8は、 中性フエノールォキシダ一ゼ I Iの至適温度の結果を示す。 なお、 図 1 8 において、最大活性を 1 0 0とした相対活性で示す。また、図 1 8中、パネル Aは、 2, 6ージメトキシフエノールを基質とした場合を示し、パネル Bは、パラ—フエ二レンジ ァミンを基質とした場合を示す。
図 1 9は、 中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iの至適温度の結果を示す。なお、 図 1 9において、 最大活性を 1 0 0とした相対活性で示す。 また、 図 1 9中、 パネル Aは、 2 , 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、パネル Bは、パラ—フエニレ ンジァミンを基質とした場合を示す。
図 2 0は、 中性フエノールォキシダーゼ Iの熱安定性の結果を示す。なお、 図 2 0に おいて、 最大活性を 1 0 0とした相対残存活性で示す。 また、 図 2 0中、 パネル A及び Bは、 p H 7 . 0における熱安定性を示し、 パネル C及び Dは、 p H 9 . 0における熱 安定性を示す。 さらに、 図 2 0中、 パネル A及び Cは、 2 , 6—ジメトキシフエノール を基質とした場合を示し、パネル B及び Dは、パラ—フエ二レンジアミンを基質とした 場合を示す。
図 2 1は、 中性フエノールォキシダーゼ I Iの熱安定性の結果を示す。なお、 図 2 1 において、 最大活性を 1 0 0とした相対残存活性で示す。 また、 図 2 1中、 パネル A及 び Bは、 pH7. 0における熱安定性を示し、 パネル C及び Dは、 pH9. 0における 熱安定性を示す。 さらに、 図 21中、 パネル A及び Cは、 2, 6—ジメトキシフエノー ルを基質とした場合を示し .,パネル B及び Dは、パラーフエ二レンジァミンを基質とし た場合を示す。
図 22は、 中性フエノールォキシダーゼ I I Iの熱安定性の結果を示す。なお、 図 2 2において ィンキュベ一ション前の酵素活性を 100とした場合の、相対残存活性で 示す。 また、 図 22中、 パネル A及び Bは、 pH7. 0における熱安定性を示し、 パネ ル C及び Dは、 H9. 0における熱安定性を示す。 さらに、 図 22中、 パネル Aおよ び Cは、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル B及び Dは、 パラ—フエ二レンジァミンを基質とした場合を示す。 発明を実施するための最良の形態
本発明の中性フエノールォキシダ一ゼは、 以下の特性:
(1) 至適 pH: 5. 0〜7. 0
(2) 基質特異性
i ) N, N_ジメチルーパラ一フエ二レンジァミン、 オルトーァミノフエノール、 2, 6—ジメトキシフエノール、 1, 3—ジヒドロキシナフトール及び 4—ヒドロキシ ィンドールそれぞれの酸化による発色反応を P H 6. 5付近で触媒する
i i) リグニンアルカリ抽出物の酸化的重合反応を触媒する
を有するフエノ一ルォキシダーゼである。
本発明の中性フェノールォキシダーゼは、基質の種類による至適 p Hの変動が小さい という優れた性質を有する。 したがって、本発明の中性フエノ一ルォキシダーゼによれ «\多基質に対し、実質的に同一の反応 pH条件での反応を行なうことができるという 優れた効果を発揮する。 また、本発明の中性フエノールォキシダーゼによれば、複数の 化合物を基質として用いる場合でも、反応 pH条件の変更の工程を簡略化させることが できるという優れた効果を発揮する。したがって、本発明の中性フエノールォキシダー ゼを 繊維や毛髪の染色等に用いることにより、反応 pH条件の変更の工程を簡略化す ることができる。
本発明の中性フエノールォキシダ一ゼは、 より具体的には、 前記 (1) 及び (2) の 特性に加え、 下記 (3) 〜 (7):
(3) 28 kD a (S D S- PAGE法により算出)
(4) 11安定性: 118. 0〜9. 0において、 30°Cで 20時間のインキュベー ション条件下、 少なくとも 70 %の相対残存活性を維持する
(5) 至適温度: 30〜50°C
( 6 ) 熱安定性:
I) 0°C〜30°Cにおいて、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ンキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 80 %の相対残存活性を維持する
II) 0°C〜3 O において、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ンキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する
(7) 等電点:約 7. 4
の特性、 又は
下記 (3') 〜 (7'):
(3,) 35 kD a (SDS- PAGE法により算出)
(4') 11安定性: 0^^. 0~10. 0において、 30°Cで 20時間のインキュ ベ一ション条件下、 少なくとも 75 %の相対残存活性を維持する
(5 ') 至適温度: 30〜60
(6') 熱安定性:
I ') 0°C〜50。Cにおいて、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベ一ション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する II') 0 〜 501において、 PH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 70 %の相対残存活性を有する
(7') 等電点:約 6. 8
の特性、 又は
下記 (3") 〜 (7") :
(3,,) 45 k D a (S D S- P AGE法により箅出)
(4") 11安定性: 118. 0〜: L 0. 0において、 30°Cで 20時間のインキュ ベーション条件下、 少なくとも 70 %の相対残存活性を維持する
(5 ") 至適温度: 30〜60°C
(6") 熱安定性:
I ") 0°C〜30°Cにおいて、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベ一ション前の活性に対し、 少なくとも 80 %の相対残存活性を維持する
II") 0T:〜 40°Cにおいて、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する
(7") 等電点:約 6. 8
の特性
をさらに有する、 中性フエノールォキシダーゼである。 なお、 本明細書においては、 前 記(1)及び(2) と (3)〜(7) との特性を有する中性フエノールォキシダーゼを、 「中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I」 といい、 前記 (1) 及び (2) と (3,) 〜 (7 ') との特性を有する中性フエノ一ルォキシダーゼを 「中性フエノ一ルォキシダーゼ I I J といい、 前記 (1) 及び (2,) と (3") 〜 (7 ") との特性を有する中性フエノー ルォキシダーゼを 「中性フエノールォキシダ一ゼ I I I」 という。
本明細書において、 「フエノールォキシダーゼ」 とは、 酸素存在下で、 フエノ一ル化 合物、 ァミノフエノール化合物、 ジァミン化合物、 複素環化合物等を基質として、 触媒 的に直接酸ィ匕する酸ィ匕酵素をいう。 より具体的には、 前記 「フエノールォキシダーゼ」 とは、 パラーフエ二レンジァミン、 2 , 6—ジメトキシフエノール、 カテコール.. A B T S、 シリンガルダジンを直接酸化するが Lーチロシンを直接酸化しないフエノール ォキシダ一ゼをいう。
また、 本明細書において、 「中性フエノールォキシダ一ゼ」 とは、 至適 p H 5 . 0〜 7 . 0、 好ましくは、 至適 p H 5 . 5〜7 . 0のフエノ一ルォキシダ一ゼをいう。 前記フエノ一ル化合物としては、 例えば、 2—メトキシフエノール、 2 , 6—ジメ卜 キシフエノール、 カテコール、 ピロガロール、 没食子酸、 没食子酸プロピル、 1一ナフ トール、 カテキン等が挙げられる。 また、 前記アミノフエノール化合物としては、 例え ば、 オルト一ァミノフエノール、 パラーァミノフエノール等が挙げられる。 さらに、 前 記ジァミン化合物としては、例えば、 オルト一フエ二レンジァミン、パラーフエ二レン ジァミン等が挙げられる。前記複素環化合物としては、 4ーヒドロキシインド一ル、 5 ーヒドロキシインドール等が挙げられる。
本発明の中性フエノールォキシダーゼの酵素活性は、基質に対する酸化活性、染料に 対する脱色活性等を測定することにより評価されうる。
本発明の中性フエノールォキシダーゼによる基質に対する酸化活性は、フエノール化 合物、ァミノフエノール化合物、ジァミン化合物等を水素供与体として用いて酸素分子 を還元する、基質の直接的な酸化反応を測定することによって求められうる。水素供与 体としては、 例えば、 2 , 6—ジメトキシフエノ一ル、 オルトーァミノフエノール、 パ ラーフエ二レンジアミン等を挙げることができる。前記酸化活性は、例えば、 シリンガ ルダジン (5 3 0 n m)、 2 , 6ージメトキシフエノール及びパラ一フエ二レンジアミ ン ( 4 7 0 n m) , オルトーァミノフエノール ( 4 2 0 n m における吸光度の変化に より測定される。 具体的には、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液(pH7. 0) 0. 896mlに、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液 0. lm 1を添加し、 基質溶液を 得る。この基質溶液と中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I又は中性フェノ一ルォキシダ一ゼ I Iの酵素溶液 0. 004mlとを混合して、 2, 6—ジメトキシフエノールの酸化 反応を開始させる。 ついで、 この 2, 6—ジメトキシフエノールの酸化反応を、 470 nmにおける吸光度の変化により測定することによって、前記酸化活性を求められうる。 前記酸化活性は、各基質に応じた波長における吸光度を、 1分間で 1増加させる酵素量 を 1単位 (U :ユニット) として定義される。
また、本発明の中性フエノールォキシダーゼによる染料に対する脱色活性は、中性フ エノ一ルォキシダ一ゼ I又は中性フエノールォキシダーゼ I Iの存在下、染料の吸収ス ベクトルの極大値 (Amax) の減少を測定することによって求められうる。 前記染料と しては、 例えば、 ァシッドバイオレツド 17、 エバンスブルー、 ァシッドブルー 80等 を挙げることができる。染料の脱色活性は、例えば、 ァシッドバイオレツド 17 (55 0 nm)、 エバンスブル一及びアシッドブル一 80 (630 nm) における吸光度の減 少により測定される。
具体的には、ァシッドバイオレツド 17を用いる場合、中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I又は中性フエノールォキシダーゼ I Iを含む酵素溶液 0. 8mlに、 1. 0M リ ン酸ナトリゥム緩衝液 ( p H 6. 5) 0. 1mlを添加し、 ついで、 0. 2mg/m 1のァシッドバイオレツド 17水溶液 0. 1mlを混合して、得られた混合液につい て、 550 nmにおける吸光度の減少を測定することによって、脱色活性を求められう る。 なお、 前記脱色反応に関する酵素活性は、 各染料に応じた波長における吸光度を、 1分間で 1増加させる酵素量を 1単位 (U :ユニット) として定義される。
本発明の中性フエノールォキシダーゼである中性フエノールォキシダーゼ I及ぴ中 性フエノールォキシダ一ゼ I Iは、ゲル濾過法により算出した場合、いずれも約 72 k Daの分子量、 SDS— PAGEにより算出した場合、中性フエノールォキシダーゼ I は、 28 kD aの分子量、 中性フエノールォキシダーゼ I Iは、 35 kD aの分子量を 有する。また、本発明の中性フエノ一ルォキシダ一ゼである中性フェノ一ルォキシダ一 ゼ I I Iは、 ゲル濾過法により算出した場合 約 45 kD aの分子量について SDS 一 PAGEにより算出した場合、 45 kD aの分子量を有する。本明細書において、前 記分子量は、ゲル濾過ク口マトグラフィーを用いたゲル濾過法又は SDS— PAGE法 により算出された値をいう。 前記分子量は、 例えば、 目的のタンパク質を、 ゲル濾過ク 口マトグラフィ一に供して、一定流速の下での溶出液量を測定し、得られた測定値又は SDS— PAGE法に供して、移動度を測定し、得られた測定値と、分子量が既知であ る分子量マーカーを用いて作成された検量線とを比較することにより算出されうる。 本発明の中性フエノールォキシダーゼである中性フエノールォキシダーゼ I、中性フ ェノールォキシダーゼ I I及び中性フェノールォキシダーゼ I I Iは、いずれも p H 5. 0〜7. 0の範囲で、 高い酵素活性を有し、 かかる pHの範囲において、 最大活性に対 して、 少なくとも 50 %の相対活性を示す。
本発明の中性フエノ一ルォキシダ一ゼは、前記 p H範囲で優れた酵素活性を示すため、 水ベースの反応溶液を用いることができ、効率よく酵素反応を行なうために特別な p H 調整が必要とされないという優れた効果を発揮する。また、本発明の中性フエノールォ キシダーゼは、 水ベースの反応溶液を用いることができ、 具体的には、 例えば、 特別な pH調整を行なっていない基質と酵素との水溶液でも効率よく反応を行なうことがで きるため、 反応溶液による人体、 環境への影響が少ないという優れた効果を発揮する。 さらに、 本発明の中性フエノールォキシダーゼは、 種々の基質、 特に、 フエノール化合 物、アミノフエノール化合物及びジァミン化合物のいずれに対しても至適 p Hに大きな 変動がなく 中性付近の p Hで効率よく基質を酸化させることができる。
本発明の中性フエノールォキシダーゼは、具体的には、 フエノール化合物、 アミノフ ェノール化合物及びジァミン化合物を基質とする酸化反応において、中性付近、具体的 には、 pH5. 0〜7. 0、 好ましくは、 pH5. 5〜7. 0に至適 pHを有する。 より具体的には、. 中性フエノールォキシダーゼ Iは.. 2, 6—ジメトキシフエノール を基質として用いた場合、 至適 pHは 約 5. 0〜約 7. 0、 より至適な範囲として、 約 5. 5〜約 7. 0であり、 オルトーァミノフエノールを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜約 7. 0、 より至適な範囲として、 約 5. 5〜約 6. 5であり、 パ ラーフエ二レンジアミンを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜約 7. 0、 より至適な範囲として、 約 5. 5〜約 6. 5であり、 さらに至適な範囲として、 約 5. 5〜約 6. 0であり、 シリンガルダジンを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜約 7. 0、 より至適な範囲として、 約 5. 5〜約 6. 5、 特に、 約 6. 5である。 一方、 中性フエノールォキシダーゼ I Iは、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とし て用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 0〜約 7. 0、 より至適な範囲として、 約 5. 5〜 約 7. 0、 さらに至適な範囲として、 約 5. 5〜約 6. 0であり、 オルトーァミノフエ ノールを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜約 7. 0、 より至適な範囲と して、約 5. 5〜約 6. 0であり、パラ—フエ二レンジアミンを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜約 7. 0、 より至適な範囲として、 約 5. 5〜約 6. 5、 さら に至適な範囲として、 約 5. 5〜約 6. 0であり、 シリンガルダジンを基質として用い た場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜約 7. 0、 より至適な範囲として、 約 5. 5〜約 6. 5である。 また、 中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、 2, 6—ジメトキシフエノー ルを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 0〜約 7. 0、 より至適な範囲として 約 5. 5であり、 オルトーァミノフエノールを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 0〜7. 0であり、 パラーフエ二レンジアミンを基質として用いた場合、 至適 pH は 約 5. 0〜7. 0、 より至適な範囲として、 約 5. 0〜6. 0であり、 シリンガル ダジンを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 0〜7. 0であり、 より至適な範 囲として、 約 6 . 0である。
本発明の中性フエノールォキシダーゼである中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I、中性フ エノールォキシダ一ゼ I I及び中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iは、 いずれも、 i ) N, N—ジメチル一パラ一フエ二レンジァミン、 オルトーァミノフエノール 2 , 6—ジメトキシフエノール、 1 , 3—ジヒドロキシナフトール及び 4—ヒドロキシ ィンドールそれぞれの酸化による発色反応を p H 6 . 5付近で触媒する
i i ) リグニンアルカリ抽出物の酸化的重合反応を触媒する
という基質特異性を示す。具体的には、本発明の中性フエノールォキシダーゼ I及び中 性フエノールォキシダーゼ I Iは、 いずれも、 中性 (p H 6 . 5 ) 条件下で、 下記基質 特異性:
1 ) オルト一フエ二レンジァミン、 パラ一フエ二レンジァミン、 N, N—ジメチルー パラーフエ二レンジァミン、 トリレン一 3, 4ージァミン、パラ一アミノジフエニルァ ミン、 2 —クロロー 1 , 4—フエ二レンジァミン、 2, 5—ジァミノトルエン等のジァ ミン化合物の酸化反応を触媒し、特に、 N, N—ジメチルーパラ—フエ二レンジァミン の酸化反応を強く触媒する
2 ) オルト一ァミノフエノール、パラアミノフエノール、 5—アミノー 2—メチルフ ェノール等のアミノフエノ一ル化合物の酸化反応を触媒し、特に、オルトーァミノフエ ノールの酸化反応を強く触媒する
3 ) 2—メトキシフエノール、 2 , 6—ジメトキシフエノール、 カテコール、 プロト 力テク酸等のフエノール化合物の酸化反応を触媒し、特に、 2 , 6—ジメトキシフエノ ールの酸化反応を強く触媒する
4 ) 1 一ナフトール、 1 , 3—ジヒドロキシナフ! ル、 1 , 5ージヒドロキシナフ トール等のナフト一ル化合物の酸化反応を触媒し 持に、 1 , 3—ジヒドロキシナフ夕 レンの酸化反応を強く触媒する 5) 4_ヒ.ドロキシィンドール、 5—ヒドロキシィンドール等のィンドール化合物の 酸化反応を触媒する
6) カテキン (緑茶抽出物)、 リグニンアルカリ抽出物 (稲由来)、 リグニンアルカリ 抽出物 (針葉樹由来) 等の化合物 (抽出物) の酸化反応を触媒する
を示す。 なお、 前記基質特異性に関して、 本発明の中性フエノールォキシダーゼ Iは、 リグニンアルカリ抽出物 (針葉樹由来) を基質とした場合., 中性 (pH6. 5) 条件及 びアルカリ性 (pH9. 0) 条件の両方で同等の強い触媒活性がみられ、 その他のジァ ミン化合物、 アミノフエノール化合物、 フエノール化合物、 ナフトール化合物、 インド ール化合物、 カテキン (緑茶抽出物) 及びリグニンアルカリ抽出物 (稲由来) のそれぞ れを基質とした場合、 中性 (pH6. 5) 条件下での比活性のほうが、 アルカリ性 (p H9. 0) 条件下での比活性よりも高いという特性を有する。一方、 本発明の中性フエ ノールォキシダーゼ I Iは、 リグニンアルカリ抽出物(針葉樹) を基質とした場合以外 は、 様々な基質において、 中性 (pH6. 5) 条件下での比活性のほうが、 アルカリ性 (pH9. 0) 条件下での比活性よりも高いという特性を有する。 また、 中性フエノー ルォキシダーゼ I I Iは、 様々な基質に対して、 中性 (pH6. 5) 条件下での比活性 のほうが、アル力リ性( p H 9. 0)条件下での比活性よりも高いという特性を有する。 また、本発明の中性フエノールォキシダ一ゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及 び中性フェノールォキシダーゼ I I Iは、 いずれも、 フエノールォキシダーゼ ·メディ エーターである ABTS、 NNSを基質として酸化する。
本発明の中性フエノ一ルォキシダ一ゼは、中性 p Hから弱アル力リ性 p Hまでの広範 囲で高い pH安定性を示すという優れた性質を有する。具体的には、中性フエノールォ キシダーゼ Iは、 pH 7. 0-10. 0において、 30°Cで 20時間のインキュベーシ ヨン条件下 ィンキュベ一ション前の活性に対し、 少なくとも 25%の相対残存活性 好ましくは、 pH8. 0〜9. 0において、 30°Cで 20時間のインキュベーション条 件下、ィンキュベーション前の活性に対し、少なくとも 70 %の相対残存活性を維持す る。一方、中性フエノールォキシダーゼ I Iは、 pH4. 0-10. 0において、 30°C で 20時間のィンキュベーション条件下、インキュベーション前の活性に対し、少なく とも 50 %の相対残存活性 pH7. 0-10. 0において、 30°Cで 20時間のイン キュベーション条件下、ィンキュベーション前の活性に対し、少なくとも 75 %の相対 残存活性を維持する。また、中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、 pH 7. 0〜; L 1. 5において、 30°Cで 20時間のィンキュベ一ション条件下、最大活性に対し、少なく とも 30 %以上の相対残存活性、 好ましくは、 pH8. 0〜10. 0において、 30 °C で 20時間のインキュベーション条件下、最大活性に対し、少なくとも 70%の相対残 存活性を維持する。
本発明の中性フエノ一ルォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダ一ゼ I I及び中性 フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iは、それぞれ、 30〜50°Cの範囲、 30〜 60 の範 囲及び 30〜60°Cの範囲で、高い酵素活性を示す。すなわち、本発明の中性フエノ一 ルォキシダ一ゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性フ ノ一ルォキシダ一ゼ I I Iは、前記温度範囲において優れた酵素活性を有するため、特別な温度条件に調整 することなく、 日常の生活温度 (室温、 水温、 体温、 気温等) で高い酵素活性を示す。 したがって、 本発明の中性フエノールォキシダーゼによれば、 染色、 廃液処理、 高分子 化合物の合成等を簡便に行なうことができる。具体的には、本発明の中性フエノールォ キシダーゼ Iは、
I) 0°C〜40 において、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ンキュベ一ション前の活性に対し、少なくとも 50 %の相対残存活性を維持し、好まし くは、 0^〜30 において、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 イン キュベーション前の活性に対し 少なくとも 80 %の相対残存活性を維持する
II) 0° (:〜 40 において、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ;ーション前の活性に対し、少なくとも 50 %の相対残存活性を維持し、好まし くは、 0°C〜30 において、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 イン キュベーション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する という熱安定性を示す。 一方、 本発明の中性フエノールォキシダーゼ I Iは、
I ') 0°C〜60°Cにおいて、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベ一ション前の活性に対し、少なくとも 15 %の相対残存活性を維持し 0 〜50°Cにおいて、 H7. 0で 1時間のインキュべ一ション条件下、インキュベーシ ョン前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する
II ') 0 〜 50°Cにおいて、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベ一シヨン前の活性に対し、少なくとも 70 %の相対残存活性を維持し、好ま しくは、 0°C〜40°Cにおいて、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ンキュベーシヨン前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する という熱安定性を示す。
また、 中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、
I ") 0°C〜5 O において、 ρΗ7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ンキュベーション前の活性に対し、少なくとも 50 %の相対残存活性を維持し、好まし くは、 0 〜 30 において、 ρΗ7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 イン キュベーション前の活性に対し、 少なくとも 80 %以上の相対残存活性を維持する
II") 0°C~50 において、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 インキュベーション前の活性に対し、少なくとも 40 %の相対残存活性を維持し、好ま しくは、 0°C〜40 において、 H9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ンキュベ一ション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する という熱安定性を示す。
本発明の中性フエノールォキシダーゼである中性フエノールォキシダ一ゼ I、中性フ ェノールォキシダーゼ I I及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、具体的には、 フ ラムリナ(F 1 ammu 1 i n a)属に属する担子菌により生産される。前記フラムリ ナ (F 1 ammu 1 i n a) 属に属する担子菌としては 具体的には エノキタケ 〔フ ラムリナ ベレティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s ) 3 に属する担 子菌が挙げられ、 より具体的には、 フラムリナ ベルティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s)] I F030601株が挙げられる。 本発明の中性フエノール ォキシダーゼである中性フェノ一ルォキシダ一ゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I 及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、特に、前記エノキダケより得ることができ るため、 供給源の入手が容易であり、 取扱いの容易性にも優れる。
本発明の中性フエノ一ルォキシダ一ゼである中性フエノ一ルォキシダーゼ I、中性フ エノールォキシダ一ゼ I I及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、フラムリナ(F 1 ammu 1 i n a)属に属する担子菌を培養することによって生産することができる。 かかる中性フエノールォキシダーゼの生産方法も本発明に含まれる。
本発明の生産方法は、 フラムリナ (F 1 ammu 1 i n a) 属に属する担子菌を、 p H6. 0~12. 0で培養することを 1つの特徴とする。
本発明の生産方法においては、 担子菌を pH 6. 0〜12. 0で培養するため、 本発 明の中性フエノ一ルォキシダーゼである中性フエノールォキシダーゼ I、フエノールォ キシダーゼ I I及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iが誘導され、驚くべく効率よく かつ高い収率で本発明の中性フエノ一ルォキシダーゼをえることができるという優れ た効果を発揮する。
本発明の生産方法としては、具体的には、 1) フラムリナ(F 1 ammu 1 i n a) 属に属する担子菌を、 PH6. 0-12. 0で培養する工程、 及ぴ
2 ) 前記工程 1 )で得られた培養物の培養液上清又は該培養物より得られた抽出物か ら中性フエノ一ルォキシダーゼを分離する工程、 を含む方法が挙げられる。
前記培地の pHは、 フラムリナ(F 1 ammu 1 i n a)属に属する担子菌を十分に 生育させ、本発明の中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダ一ゼ I I 及び中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iを生産するに適した p Hであればよく、 p H 6. 0-12. 0、好ましくは、 pH7. 0〜11. 0、更に好ましくは pH8. 0〜10. 0に調製し、 滅菌して使用することが望ましい。
なお、本発明においては、中性フエノールォキシダーゼの生産量を向上させる観点か ら、 前記工程 1 ) において、
i) 担子菌の菌糸体を増やすための培養工程、 及び
i i ) 前記培養工程 i )で得られた菌糸体中において、酵素の発現を誘導して生産量 を増やすための培養工程
を行なってもよい。この場合、前記培養工程 i )において、菌糸体の増殖に適した pH、 具体的には、 例えば、 pH2. 0〜13. 0、 好ましくは、 pH4. 0〜: L 0. 0、 特 に好ましくは、 pH5. 2での培養を行ない、 ついで、 前記培養工程 i i) において、 本発明の中性フエノールォキシダーゼ I又は中性フエノ一ルォキシダーゼ I Iを生産 するに適した pH、 具体的には、 pH6. 0-12. 0、 好ましくは、 pH7. 0〜1 1. 0、 更に好ましくは pH8. 0~10. 0での培養を行なってもよい。 また、 前記 培養工程 i)においては、菌糸体の培養量をスケールアップする操作を適宜行なっても よい。
前記工程 1) において、 フラムリナ (F 1 ammu 1 i n a) 属に属する担子菌は、 液体培養、 又は固体培養のいずれにおいても培養することができる。
フラムリナ(F 1 ammu 1 i n a)属に属する担子菌の培養には、 この菌が生育可 能な、 通常の液体培地又は固体培地のいずれを用いてもよい。
なお、フラムリナ(F 1 ammu 1 i n a)属に属する担子菌を液体培養する場合は、 通気培養又は振盪培養が望ましい。
炭素源としては、 例えば、 フラムリナ (F 1 a mmu 1 i n a )属に属する担子菌が 同化しうるものであれば何でもよく、 グルコース、 ショ糖、 糖蜜、 でんぷん等の糖類、 ふすま みかんパルプ等が挙げられ、 前記炭素源は、 単独で、 又は、 2種類以上を組み 合わせて用いることができる。 また、 窒素源としては、 例えば、 おから、 ペプトン、 ト リプトン、 カザミノ酸、 酵母エキス、 麦芽エキス、 脱脂大豆粉、 コーンスティ一プリカ 一、尿素等の有機窒素源のほか、硝酸カリウム、硫酸アンモニゥム等の無機窒素等も挙 げられ、 単独で、 又は、 2種類以上を組み合わせて用いることができる。 また、 本発明 の中性フエノールォキシダーゼ I及び中性フエノールォキシダ一ゼ I Iを生産するた めの培地には、 必要に応じて、 リン酸塩、 硫酸マグネシウム、 炭酸マグネシウム、 炭酸 ナトリウム、カリウム、カルシウム、鉄、銅、亜鉛、マンガン、 コバルト等の無機塩類、 ビタミン類等を添加してもよい。 これらの培地中における前記炭素源、窒素源等の濃度 は、 フラムリナ (F 1 a mmu 1 i n a ) 属に属する担子菌を十分に生育させ、 本発明 の中性フエノールォキシダーゼ I、中性フェノ一ルォキシダ一ゼ I I及び中性フエノー ルォキシダーゼ I I Iそれぞれを生産するに適した濃度であればよく、炭素源は 0 . 1 〜2 0重量%、 好ましくは 1〜1 0重量%、 窒素源は 0 . 1〜1 0重量%、 好ましくは 1〜 5重量%である事が望ましい。
培養温度は、 糸状菌が生育する温度であればよく、 実用上、 1 0〜4 0 °C、 好ましく は 2 0〜3 5 °Cであることが望ましい。
培養時間は、 種々の培養条件によって異なるが、通気培養の場合は、通常 2〜1 0日 間が望ましい。 また、 前記培養時間は、培養液の酵素活性値が最大になることを指標と して、 設定することもできる。
前記工程 1 ) の具体例としては、 例えば-,
― フラムリナ (F 1 a mmu 1 i n a ) 属に属する担子菌を、 液体培養用培地 1 〔組 成: 2. 4重量% ポテトデキストロースブロス 〔ディフィコ (D i f c o) 社製〕、 残部 水 (pH5. 2); 121°Cで 15分間滅菌したもの〕 に播種し、 25でで 7 日間 往復振盪培養 (150往復/分) を行ない 得られた培養液全量を 2L容の三 角フラスコ中 500m 1の前記液体培養用培地 1に添加し. 25 °Cで 3週間、往復振盪 培養 (100往復 Z分) を行なう工程 (前記培養工程 i ) に対応)、 及び
― 得られたペレツト状の菌糸体を静置沈殿させ、上清の培養液を除去し、残部の菌糸 体に、 液体培養用培地 2 〔組成: 1. 0重量% グルコース、 0. 1重量% 酵母ェキ ス、 0. 14重量% (NH4) 2S04、 0. 36重量% K2HP04、 0. 02重量% MgS04 · 7H20、 0. 10重量% ミネラル混合液 (組成: 1. 0重量% Cu S04 · 5H2〇、 1. 0重量% ZnC l2、 0. 7重量% FeC l3' 6H20、 0. 5重量% C o S04 · 7H20、 0. 5重量% MnC 12■ 4H20)、 pH9. 2 ; 1 21 で 15分間滅菌したもの〕 500mlを添加し、さらに 25 °Cで 3日間培養す る工程 (前記培養工程 i i) に対応)
を行なうこと等が挙げられる。
ついで、前記工程 1)で得られた培養物の培養液上清又は該培養物より得られた抽出 物から中性フエノ一ルォキシダ一ゼを分離する工程 〔工程 2)〕 を行なう。
本発明の中性フエノールォキシダーゼは、菌体外に分泌生産され、培養液中に蓄積さ れる。 したがって、 前記工程 2) において、 前記工程 1) で得られた培養物から、 菌体 等の不溶物を遠心分離、濾紙又は濾布等による濾過等により除去し、本発明の中性フエ ノールォキシダ一ゼ I又は中性フエノールォキシダーゼ I Iを包含する培養上清を得 ることができる。
また、 前記工程 2) において、 フラムリナ (F 1 ammu 1 i n a) 属に属する担子 菌の菌床、 又は栽培後の廃菌床から抽出し、 本発明の中性フエノールォキシダーゼ I、 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I及び中性フェノ一ルォキシダ一ゼ I I Iそれぞれを 包含する抽出物を得ることもできる。
得られた培養上清又は抽出物を、 脱色、 濃縮、 塩析 (例えば、 硫安分画)、 透析、 各 種クロマトグラフィー、ゲル濾過ク口マトグラフィ一等の一般に用いられるタンパク質 の精製法に供することにより、中性フェノ一ルォキシダーゼ I、中性フエノールォキシ ダーゼ I I及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iを分離精製することができる。
例えば、得られた培養上清又は抽出物を凍結乾燥し、再度溶解させ、得られた産物を 濾過することによって不溶物を取り除き、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過ク 口マトグラフィ一等に順次供試することにより、精製され、かつ高い比活性を有する本 発明の中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノ一ルォキシダーゼ I I及び中性フエ ノールォキシダーゼ I I Iを含有する画分が得られる。 . 具体的には、中性フエノールォキシダーゼ I又は中性フエノールォキシダーゼ I Iは、 例えば、
一 得られた培養液の pHを 7. 5に調整し、 pH調整後の培養液 1Lに対して、 5 g (乾燥重量)の DEAE—セルロース〔シグマ(S i gma)社製〕担体を添加して、 タンパク質を吸着させ、
一 該担体に吸着したタンパク質を、 3倍容量の 1M 塩化ナトリウムを含有した 0. 1M リン酸ナトリウム緩衝液(pH6. 5) で溶出させ、 得られたタンパク質溶液を 凍結乾燥させ
- 得られた凍結乾燥物を 0. 05M トリス塩酸緩衝液 (pH8. 0) に溶解させ、 ― 得られた溶液を、 0. 05M トリス塩酸緩衝液(pH8. 0) で平衡化された商 品名: Q—セファロースカラム 〔2. 6 X 10 cm、 フアルマシア (Ph a rma c i a)社製〕 に供し., 0〜1M 塩化ナトリウムによる勾配溶出法で中性フエノールォキ シダーゼ I及び中性フエノ一ルォキシダーゼ I Iそれぞれを溶出し、それぞれ凍結乾燥 させ、 一 得られた凍結乾燥物を、 0. 1M 塩ィ匕ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸 緩衝液 (pH8. 0) に溶解させ、
一 得られた産物を 0. 1M 塩化ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩衝液 (pH8. 0) で平衡化した商品名:セフアクリル S— 100 HRカラム 〔1. 6 X 60 c m、 フアルマシア (Ph a rma c i a) 社製〕 に供し、 0 · 1 M 塩化ナト リウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩衝液(pH8. 0) を用いて、 溶出を行なうこ と
により、 得られうる。
一方、 中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iは、 例えば、
一 前記培養液を濃縮し、 0. 05M リン酸ナトリウム緩衝液(pH 7. 0) に対し て 4 °Cでー晚透析し
― 得られた濾液を、 0. 05M リン酸ナトリウム緩衝液 (pH7. 0) で平衡化し た DEAE—セルロースカラム 〔シグマ (S i gma) 社製、 2. 6 X 60 cm〕 に供 し、
一 0〜1M 塩ィ匕ナトリウムによる勾配溶出法で、前記カラムに吸着された中性フエ ノールォキシダ一ゼ I I Iを溶出し、
― 得られた画分を、 0. 05M トリス塩酸緩衝液(pH8. 0) に対して 4°Cで一 晚透析し、
一 得られた溶液を、 0. 05 M トリス塩酸緩衝液( p H 8. 0 ) で平衡化された商 品名: Q—セファロースカラム 〔2. 6 X 10 cm、 フアルマシア (Ph a rma c i a) 社製〕 に供し、 0. 2〜0. 5M 塩化ナトリウムによる勾配溶出法で中性フエノ ールォキシダーゼ I I Iを溶出し.,
- 得られた画分を 0.05M リン酸ナトリゥム緩衝液( p H 7.0 )に対して 4 、 3時間透析し、 ― 得られた溶液を、 0. 05 M リン酸ナトリゥム緩衝液( p H 7. 0 ) で平衡化し た DEAE—セルロースカラム 〔シグマ (S i gma) 社製、 1. 5X 5. 5 cm) に 供し、 1M 塩ィ匕ナトリウムを含む 0. 05M リン酸ナトリウム緩衝液(pH 7. 0) で 中性フエノールォキシダーゼ I I Iを溶出させること
により得られうる。
本発明において、中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I 及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iの精製度は、ポリアクリルアミドゲル電気泳動 (n a t i v e -PAGE), SDS—ポリアクリルアミド電気泳動 (SDS-PAG E) 及びこれらの電気泳動後のゲルを用いた活性染色により評価されうる。
本発明において、 前記 n a t i V e— PAGE及び SDS— PAGEの際、共に、泳 動用サンプルを加熱せずに電気泳動を行なう。
n a t i V e— PAGEを行なった後に、パラーフエ二レンジアミンを基質として用 いる活性染色を行なう場合、例えば、 n a t i V e— PAGE後に得られたゲルを、 0. 1M リン酸ナトリウム緩衝液(pH7. 0) で 20分間振盪撹拌し、 その後、 0. 0 01M パラ—フエ二レンジアミンを含む 0.1M リン酸ナトリウム緩衝液(pH 7. 0 ) 中で 5分間振盪撹拌することによって行なえばよい。
n a t i V e— PAGEを行なった後、クーマシ一ブリリアントブルーによりタンパ ク質の染色を行なう場合、例えば、 0. 5 gのクーマシーブリリアントブル一 R25 0を、 500mlのメタノールと 100mlの酢酸との混合溶液(全 600ml) に溶 解し、蒸留イオン交換水で全量を 1000mlに調整して得られた染色用溶液に、電気 泳動後のゲルを浸すことにより染色を行なえばよい。その後、 250mlのメタノール と 70 m 1の酢酸との混合溶液(320ml)を蒸留イオン交換水で全量を 1000m 1に調整して得られた脱色用溶液で、 脱色を行なう。
SDS— PAGEを行なつた後、パラ—フエ二レンジァミンにより活性染色を行なう 場合、 例えば、 SDS— PAGE後に得られたゲルを、 2. 5w/v% Tr i t on X— 100を含む 0. 1M リン酸ナトリウム緩衝液(pH 7. 0) 中で 60分間振盪 撹拌し、 その後、 0. 001M パラーフエ二レンジアミンを含む 0. 1M リン酸ナ トリウム緩衝液(PH7. 0) 中でゲルを 5分間振盪撹拌することによって行なえばよ い。
SDS-PAGEを行なつた後、クーマシ一ブリリアントプル一による夕ンパク質の 染色を行なう場合、 例えば、 0. 5 gのク一マシーブリリアントブル一 R 250を、 5 00mlのメタノールと 100mlの酢酸との混合溶液(全 600ml) に溶解し、蒸 留イオン交換水で全量を 1000mlに調整して得られた染色用溶液に、電気泳動後の ゲルを浸すことにより染色を行なえばよい。その後、 250mlのメタノールと 70m 1の酢酸との混合溶液(320ml)を蒸留イオン交換水で全量を 1000mlに調整 して得られた脱色用溶液で、 脱色を行なう。
本発明の中性フエノールォキシダーゼである中性フエノールォキシダーゼ I、中性フ ェノールォキシダーゼ I I及び中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iは、 S D S— P A G E後のクーマシーブリリアントブルー染色による純度の評価において、それぞれ実質的 に均一な精製度を示すため、本発明により、該中性フエノールォキシダ一ゼに対する抗 体も提供される。
本発明の抗体は、本発明の中性フエノールォキシダーゼである中性フエノールォキシ ダーゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性フェノ一ルォキシダ一ゼ I I Iに 特異的に結合する能力を有するものであればよぐポリクロ一ナル抗体であってもよく、 モノクローナル抗体であってもよい。
本発明の抗体は、本発明の中性フェノ一ルォキシダ一ゼである中性フェノールォキシ ダーゼ I 中性フエノ一ルォキシダーゼ I I及び中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iの それぞれについて、 例えば、 カレント ·プロトコルズ'イン ·ィムノロジ一 〔Cu r r en t P r o t o c o l s i n I mm u n o 1 ogy、ジョン ·Ε·コリガン(J ohn E. Co l i g a n) 編集、 1992年、 ジョン'ワイリー &サンズ社 ( J o h n Wi e l y & S on s, I nc.) 発行〕 等に記載の方法にしたがい、 ゥサ ギ、マウス等の動物を免疫し 匱用の方法で精製することにより、容易に作製されうる。 また、本発明においては、本発明の中性フエノールォキシダーゼに結合するものであ れぱ、 前記モノク口一ナル抗体の一部、 すなわち、 抗体断片であってもよい。 前記抗体 断片としては、 Fab、 F (ab') 2 、 F ab'、 Fv等が挙げられる。 かかる抗体 断片は、例えば、 ぺプチダ一ゼ等により、 モノク口一ナル抗体を消化することにより得 られうる。例えば、 F abフラグメントは、前記モノクローナル抗体をパパインにより 処理することにより得られ、 F (ab') 2 フラグメントは、 前記モノクローナル抗 体をペプシンにより処理することにより得られうる。
本発明の抗体は、例えば、本発明の中性フエノールォキシダーゼ I、 中性フエノール ォキシダ一ゼ I I及び中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iそれぞれに対する結合性、親 和性等について、 EL I S A法、 Ouch t e r l on y法、免疫電気泳動法等により 測定することにより評価されうる。
本発明の抗体は、本発明の中性フエノールォキシダ一ゼの精製のためのァフィ二ティ —クロマトグラフィー、該中性フェノ一ルォキシダーゼのスクリ一二ング等に用いるこ とができる。
本発明の中性フエノ一ルォキシダ一ゼによれば、種々の染料、色素等と共に用いるこ とにより、 ケラチン繊維等の染色を行なうことができる。 したがって、 本発明により、 染色方法及び染色用組成物が提供される。
また、本発明の中性フエノールォキシダーゼによれば、該中性フエノールォキシダ一 ゼの存在下で、染色対象物と染料とを接触させることにより、染色を行なうことができ る。本発明の中性フエノールォキシダーゼによれば、繊維や毛髪の染色等において、特 別な温度条件、 p H条件に調整することなく、外界環境条件下において行なうことがで き、 人体、 環境等への影響を低減させることができるという優れた効果を発揮する。 本発明の染色方法を適用しうる染色対象物としては、 例えば、 綿、 ジアセテート、 亜 麻., リンネル、 リオセル、 ポリアクリル-, ポリアミド、 ポリエステル、 ラミー、 レーエ ン、テンセル、 トリアセテート、毛皮、獣皮、皮革、絹又はウール製の布帛、糸、繊維、 衣料、 フィルム、 木材、 毛髪等が挙げられる。
前記染料としては、医薬部外品原料規格に収載されている酸化染料ゃィンドリン及び インドール化合物等が挙げられ、かかる染料は、単独又は複数を組み合わせて用いるこ とができる。 また、 カップリング剤を用いることもできる。 また、 直接染料も用いられ うる。
インドリン及びインドリン化合物としては、 具体的には、 インドリン、 5 , 6—ジヒ ドロキシインドリン、 N—メチルー 5, 6ージヒドロキシインドリン、 N—ェチルー 5, 6—ジヒドロキシインドリン、 N—ブチル一 5, 6—ジヒドキシインドリン、 4—ヒド 口キシ一 5—メトキシインドリン、 6—ヒドロキシ一 7—メトキシインドリン、 6, 7 —ジヒドロキシインドリン、 4, 5—ジヒドキシインドリン、 4ーメトキシ一 6—ヒド 口キシィンドリン、 N—へキシル一 5 , 6—ジヒドロキシィンドリン、 2—メチルー 5, 6—ジヒドロキシインドリン、 3—メチルー 5 , 6—ジヒドロキシインドリン、 4—ヒ ドロキシインドリン、 2 , 3—ジメチルー 5, 6—ジヒドロキシインドリン、 2—メチ ル— 5—ェチル— 6—ヒドロキシィンドリン、 2—メチルー 5—ヒドロキシー 6— j3— ヒドロキシェチルインドリン、 4—ヒドロキシプロピルインドリン、 2—ヒドロキシ一 3—メトキシインドリン、 6—ヒドロキシ一 5—メトキシインドリン、 6—ヒドロキシ インドリン、 5—ヒドロキシインドリン 7—ヒドロキシインドリン、 7—ァミノイン ドリン、 5—ァミノインドリン、 4ーァミノインドリン、 5, 6—ジヒドロキシインド リンカルボン酸、 1一メチル— 5, 6—ジヒドキシインドリン、並びにこれらの塩類等 を例示されうる。
インドール化合物として、具体的には、 4ーヒドロキシインドール、 5—ヒドロキシ インドール、 5, 6—ジヒドロキシインド一ル、 5 , 6—ジヒドロキシインド一ルー 2 一力ルボン酸 5 , 6—トリ ( t 一ブトキシカルボニルォキシ) インドール、 5, 6 - ジ ( tープトキシカルボ二ルォキシ)インドール、 5一 t—ブトキシカルボニルォキシ 一 6—ヒドロキシインドール、 6一 tープトキシカルボニルォキシー 5—ヒドロキシィ ンドール、 5, 6—ジ (エトキシカルポニルォキシ) インドール、 5, 6—ジ (ェチル 力ルバモイルォキシ)インドール、 1ーピバロイルー 5一 (ビバロイルォキシメトキシ) - 6 -ピバロィルォキシィンドール、 1一ピバロイルー 5一ピバロィルォキシメトキシ —6—ヒドロキシインドール、 5, 6— (ォキシカルポニルメトキシ) インドール等が 挙げられる。
医薬部外品原料規格に収載されている酸化染料としては、具体的に、 5—アミノー o 一クレゾール、 0—ァミノフエノール、 m—ァミノフエノール、 p—ァミノフエノール、 2 , 6—ジァミノピリジン、 5 - ( 2—ヒドロキシェチルァミノ) 一 2—メチルフエノ ール、 N, N—ビス (j8—ヒドロキシ) 一 p—フエ二レンジァミン'硫酸塩、 p—二ト ロー o—フエ二レンジァミン、 p -二トロー 2,, 4 ' ージアミノアゾベンゼン ·硫酸 ナトリウム、 トルエン一 2, 5—ジァミン、 5—ァミノ一 o—クレゾール ·硫酸塩、 p —ァミノフエノール'硫酸塩、 o—クロロー p—フエ二レンジァミン'硫酸塩、 4 , 4 ' —ジアミノジフエニルァミン'硫酸塩、 p—メチルァミノフエノール'硫酸塩、 p—フ ェニレンジァミン '硫酸塩、 m—フエ二レンジァミン'硫酸塩、 トルエンー2, 5—ジ アミン ·硫酸塩、 2 , 4ージァミノフエノキシエタノール ·塩酸塩、 トルエン— 2 , 5 ージァミン。塩酸塩、 m—フエ二レンジアミン'塩酸塩、 2, 4ージァミノフエノール- 塩酸塩、 3 , 3 ' —イミノジフエノール. p—フエ二レンジアミン'塩酸塩、 N—フエ 二ルー p—フエ二レンジァミン '塩酸塩、 N—フエ二ルー p—フエ二レンジァミン ·酢 酸塩、 1 , 5—ジヒドキシナフ夕レン、 トリレン一 3, 4—ジァミン、 p—メチルアミ ノフエノール、 N, N, 一ビス (4—ァミノフエニル) 一 2, 5—ジァミノ一 1, 4— キノンジィミン-, 0—ァミノフエノール'硫酸塩 2 , 4—ジァミノフエノール。硫酸 塩、 m—アミノフエノ一ル '硫酸塩等を例示されうる。
また、 本発明においては、 2—ァミノ一4—ニトロフエノール、 2—アミノー 5—二 トロフエノール、 1—ァミノ一 4—メチルァミノアントラキノン、ニトロ一 p—フエ二 レンジアミン*塩酸塩、 1, 4—ジァミノアントラキノン、 ニトロ一 p—フエ二レンジ ァミン、ピクラミン酸、ピクラミン酸ナトリウム、 2—アミノー 5—二トロフエノール · 硫酸塩、 レゾルシノール、 ニトロ一 p—フエ二レンジアミン'硫酸塩、 p—二トロー o 一フエ二レンジァミン ·硫酸塩、 p—二トロ— m—フエ二レンジァミン ·硫酸塩等の直 接染料も用いられうる。
本発明の中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性 フエノールォキシダーゼ I I Iそれぞれの存在下における染色対象物と染料との接触 は、例えば、染料と該中性フエノールォキシダーゼ I、 中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iとを使用時に混合して染色対象物と接触す るか、あるいは嫌気性条件下で保存した染料と該中性フエノールォキシダーゼ I、中性 フエノールォキシダ一ゼ I I及び中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iとの混合物を使 用時に大気中で染色対象物と接触することにより行なわれる。本発明の染色方法は、本 発明の中性フエノールォキシダーゼを、染色用組成物として用いることにより行なわれ うる。
本発明の染色用組成物としては、本発明の中性フエノールォキシダーゼと染料とを含 有した組成物;本発明の中性フエノールォキシダーゼを含有した組成物 Aと染料等を含 有した組成物 Bとの組み合わせ等が挙げられる。
本発明の染色用組成物には、酵素活性を阻害しない範囲で、 チォ乳酸、亜硫酸ナトリ ゥム、 N _ァセチルー L一システィン等の還元剤を配合することができる。 また、本発 明の効果を損なわない範囲で、前記成分の他に、界面活性剤、油性成分、シリコーン類、 増粘剤、 溶剤、 水、 キレート剤、 香料等を適宜配合することもできる。
本発明の中性フエノールォキシダーゼは 高い安定性を示し、 種々の基質、 特に、 フ エノ一ル化合物、ァミノフエノール化合物及びジァミン化合物のいずれに対しても至適 p Hに大きな変動がなく、中性付近の p Hで効率よく基質と作用するという優れた効果 を奏する。 また、本発明の中性フエノールォキシダーゼの生産方法によれば、本発明の 中性フエノールォキシダーゼを、 効率よく、 簡便に、 安価に、 かつ大量に得ることがで きるという優れた効果を奏する。 さらに、本発明の抗体によれば、本発明の中性フエノ ールォキシダーゼを、 簡便に、 回収、 精製できるという優れた効果を奏する。 また、 本 発明の染色方法によれば、 種々の染料、 具体的には、 フヱノール化合物、 アミノフエノ —ル化合物、 ジアミノフヱノール化合物等により、 簡便に、 効率よく、 繊維や毛髪を染 色することができ、 さらには、環境、 人体等への影響が低減するという優れた効果を奏 する。 さらに染色用組成物は、 取扱いが簡便であり、 簡便に、 効率よく、 繊維や毛髪を 染色することができ、 さらには、環境、人体等への影響が低減するという優れた効果を 奏する。 以下、 実施例により、 本発明を更に詳細に説明するが、 本発明は、 かかる実施例によ り、 何ら限定されるものではない。 実施例 1 エノキダケ〔フラムリナ ベルティぺス(F 1 a mm u 1 i n a v e 1 u t i p e s )〕 I F O 3 0 6 0 1株のフエノールォキシダーゼの検索及び調製
( 1 ) 培養条件の検討
フエノールォキシダーゼの誘導のための培養条件のうち、培養 p H条件の検討を例と して挙げる。
ラッカーゼの製造法については、特公昭 60 - 156385号公報において、ィルべ ックス ·ラリテウス ATCC 20123を用い、 pH6. 0で 3日間培養を行なうこ とにより、 至適 pHが 4. 5付近の酸性ラッカ一ゼを得る方法が開示されている。 本実施例においては、 フラムリナ ベルティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s) I FO 30601株において、 フエノールォキシダ一ゼを誘導する培養 方法の決定するために、 培地の]? Hを 4. 0から 9. 0の範囲で任意に調整し、 培養を 行なうことにより、 培養 pH条件を検討した。
以下に示す播種、菌糸体の切り分け、及び培地の添加の各操作をクリーンベンチ内で 行なった。
固体培養用寒天培地 〔組成: 2. 4重量% ポテトデキストロースブロス 〔ディフィ コ (D i f c o) 社製〕、 2. 0重量% 寒天、 残部 水〕 10mlを含む滅菌シャ ーレに、 フラムリナ べレティぺス (F 1 ammu l i n a v e 1 u t i p e s I F〇 30601株を 1白金耳相当量播種し、 25°Cで 10日間培養した。その後、寒 天培地全体に成長した菌糸体を、滅菌した白金耳にて 5mm四方に切り分け、小片を得 た。
前記小片 10片を、 液体培養用培地 1 〔組成: 2. 4重量% ポテトデキストロー スブロス 〔ディフィコ (D i f c o) 社製〕、 残部 水; 121°Cで 15分間滅菌した もの〕に播種し、 25 で 7日間、往復振盪培養(150往復/分)を行なった。なお、 前記液体培養用培地 1として、 pHを 4. 0から 9. 0の範囲で任意に調整された培地 のそれぞれを用いた。
それぞれ培養 p Hの異なる培養液サンプルを毎日サンプリングし、その酵素活性の変 化を求めることにより、 培養 pH条件による酵素誘導の違いを明らかにした。
酵素活性 (酸化活性) は、 酢酸ナトリウム緩衝液(pH5. 0) 又はトリス塩酸緩衝 液(pH8. 0) を緩衝液とし、 パラーフエ二レンジアミンを基質として用いて、 47 0 nmにおける吸光度の変化により測定した。
具体的には、 9 6穴のマイクロプレート 〔コ一ニング (C o r n i n g) 社製., C o s t e r (登録商標) 3 36 8〕のゥエル内で、 0. 2M 緩衝液 0. 1m lに、 0. 0 2 5M パラ—フエ二レンジァミン水溶液 0. 08m lを添加し、基質溶液を調製 した。 この基質溶液と各サンプリングした培養液 0. 0 2m lとを混合して、 47 0 n mにおける吸光度の変化を、 Mu 1 t i S p e c t r ome t e r 〔大日本製薬株 式会社製、 商品名: V i e n t o〕 を用いて測定することにより、 酵素活性を求めた。 なお、酵素活性は、 47 O nmにおける吸光度を、 1分間で 1増加させる酵素量を 1単 位 (U :ユニット) として定義した。
各培養 p H条件で 7日間培養を行なつた結果、 pH5. 0及び pH8. 0のそれぞれ の反応 pHにおける酵素活性測定は、 共に、 培養日数が 7日目で酵素活性が最も高く、 すべての培養 pH条件で、 培養日数の経過により、 酵素活性の増加を示した。
PH5. 0にて酵素活性を測定した結果、 pH4. 0から 9. 0の pH範囲で培養し た各培養液において、すべて明確な酵素活性がみられなかった。具体的には、最も高い 酵素活性を示したのは、 PH9. 0の培養 pH条件で 7日間培養することにより得られ た培養液だったが、反応開始から 1 7時間後の 47 0 nmにおける吸光度の変化は、わ ずか 0. 1 2であった。 また、 pH6. 0の培養 pH条件で 7日間培養することにより 得られた培養液について、 1 7時間後の 47 0 nmにおける吸光度の変化は、 0. 0 6 であった。
一方、 pH8. 0にて酵素活性を測定した結果、 pH5. 0から 9. 0の pH範囲で 培養した各培養液において、 すべて明確な酵素活性が示された。 なお、 PH4. 0で培 養することにより得られた培養液は、明らかな酵素活性を示さなかったが 培養日数に よる酵素活性の増加はみられた。 また、培養 pHがより高い pHである培養液ほど、高い酵素活性を示した。最も高い 酵素活性を示した培養液は、 PH9. 0の培養 pH条件で 7日間培養することにより得 られた培養液で 17時間後の 470 nmにおける吸光度の変化は 1.27であった。 また PH6.0の培養 pH条件で 7日間培養することにより得られた培養液について 17時間後の 470 nmにおける吸光度の変ィ匕は、 0. 78であった。
以上の結果から、 フラムリナ ベルティぺス CF 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i e s) I FO30601株において、前記培養条件により誘導されるフエノールォ キシダーゼは、 中性フエノ一ルォキシダ一ゼであり、 また、酸性側に至適 p Hを有する 酸性ラッカーゼ又は酸性フエノールォキシダーゼは誘導されないことがわかった。また、 フラムリナ ベルティぺス(F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s) I FO 3 0601株においては、 前記培養条件により、 多量の酵素が誘導され、 pH8. 0での 酵素活性では、 PH9. 0の培養 pH条件で 7日間培養することにより得られた培養液 の酵素活性は、 PH6. 0の培養 pH条件で 7日間培養することにより得られた培養液 の酵素活性と比較して、 約 1. 6倍も高くなることがわかった。
このように、前記培養条件により、 中性フエノールォキシダーゼを誘導することがで き、 該中性フエノ一ルォキシダ一ゼを収率よく生産することができる。
(2) 培養法の検討
以下に示す播種、菌糸体の切り分け、及び培地の添加の各操作をクリーンベンチ内で 行なった。 なお、 かかる培養では、 まず、 菌体を生育させる培養を行ない、 ついで、 酵 素生産量を増加させる培養を行なう方法を検討した。
固体培養用寒天培地 〔組成: 2. 4重量 ポテトデキス卜ロースブロス 〔ディフィ コ (D i f c o) 社製〕 2. 0重量% 寒天、 残部 水〕 10mlを含む滅菌シャ ーレに、 エノキダケ〔フラムリナ ベルティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s)〕 I FO 30601株を 1白金耳相当量播種し、 25 °Cで 10日間培養し た。その後、寒天培地全体に成長した菌糸体を、滅菌した白金耳にて 5 mm四方に切り 分けた。
前記小片 10片を、 液体培養用培地 1 〔組成: 2. 4重量% ポテトデキストロ一 スプロス 〔ディフィコ (D i f c o) 社製〕、 残部 水 (pH 5. 2); 121 で 1 5分間滅菌したもの〕 に播種し、 25°Cで 7日間、 往復振盪培養 (150往復/分) を 行なった。
得られた培養液全量を、 2 L容の三角フラスコ中 500mlの前記液体培養用培地 1 に添加し、 25°Cで 3週間、 往復振盪培養 (100往復/分) を行なった。
その後、 成長したペレツト状の菌糸体を静置沈殿させ、培養液を取り去り、残部の菌 糸体に、 液体培養用培地 2 〔組成: 1. 0重量% グルコース、 0. 1重量% 酵母ェ キス、 0. 14重量% (NH4) 2S04、 0. 36重量% K2HP〇4、 0. 02重量% MgS04- 7H20, 0. 10重量% ミネラル混合液 (組成: 1. 0重量% Cu S 04· 5H2〇、 1. 0重量% ZnC l2、 0. 7重量% FeC l3' 6H2〇、 0. 5 重量% C o S04 · 7H20、 0. 5重量% MnC 12 · 4H20)、 pH9. 2 ; 12 1°Cで 15分間滅菌したもの〕 500mlを添加し、さらに 25 で 3日間培養した。 その後、成長したペレツト状の菌糸体を静置沈殿させ、デカンテーションにより培養 液を回収した。
回収された培養液は、淡黄色若しくは黄褐色の清澄又は濁った液体であった。回収さ れた培養液は、全容量 3060mし総力価 13100U、総タンパク質量 778mg、 比活性 16. 8UZmgタンパク質であった。
(3) 粗酵素液の調製
前記 (2) で回収された培養液を減圧濾過し、 濾液を得た。 前記濾液の p Hを 1 M 水酸化ナトリゥム水溶液により 7. 5に調整した。 p H調整 後の濾液 1 Lに対して、 5 g (乾燥重量) の DEAE—セルロース 〔シグマ (S i gm a) 社製〕 担体を添加し、 で 30分間振盪撹拌した。 その後、 10分間静置し 上 清を除去した。
回収された D E A E—セル口一ス担体を、該担体の 3倍容量の 1 M 塩化ナトリウム を含有した 0. 1M リン酸ナトリウム緩衝液(pH6. 5) に添加した。 得られた混 合溶液を 5分間振盪撹拌して、 DEAE—セルロース担体に吸着したタンパク質を溶出 させた。得られた DEAE—セルロース溶出液を、減圧濾過にて回収し、 4°Cで脱ィォ ン水に対して透析し、得られた産物を凍結乾燥し、凍結乾燥物を得た(全重量 630m g、 総力価 7326U、 総タンパク質量 11 Omg、 比活性 66. 4UZmgタンパク 質)。 なお、、凍結乾燥物の力価は、 該凍結乾燥物 lmgに対して、 0. 1M リン酸 ナトリウム緩衝液 (PH7. 0) lm 1に溶解させ、 ついで、 得られた溶液 0. 0 lmlと、 0. 1M リン酸ナトリウム緩衝液(pH 7. 0) 0. 089mlに、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール 0. lml (終濃度 0. 005mM) を添加 して得られた基質溶液とを混合し、 得られた混合物について、 前記(1) に記載の手法 と同様に、 470 nmにおける吸光度の変化を測定することにより、酵素活性を求めた。 また、 前記凍結乾燥物の水溶液について、 Fo lm—Lowr y法により、 タンパク質 量を定量した。
前記 DEAE—セルロースで得られた凍結乾燥物を再度溶解させた溶液を、 n a t i v e _ P A G Eに供し、電気泳動後に得られたゲルを、 0. 1M リン酸ナトリウム緩 衝液 (pH7. 0) で 20分間振盪撹拌した。 その後、 0. 005M 2, 6—ジメト キシフエノール、 0. 005M オルトーアミノフエノール及び 0 - 001M パラ一 フエ二レンジァミンのいずれかを含む 0. 1M リン酸ナトリウム緩衝液(pH 7. 0) 中でゲルを 5分間振盪撹拌することにより活性染色を行なった。活性染色の結果を図 1 に示す。
図 1に示すように、活性染色の結果より、 フラムリナ ベルティぺス (F 1 ammu
1 i n a v e 1 u t i p e s) I FO 30601株を前記( 2 ) に示される培養方 法にしたがって培養することによって生産される培養液には-,少なくとも 3つの中性フ ノ一ルォキシダ一ゼが含まれることがわかった。
(4) 中性フエノ一ルォキシダ一ゼの精製〔イオン交換クロマトグラフィー (Q—セ ファロースカラム)〕
前記 (3) で得られた凍結乾燥物 63 Omgを、 0. 05M トリス塩酸緩衝液(p H8. 0) 10mlに溶解させ、商品名: D I SMI C— 13 P 〔アドバンテック(A DVANTEC) 社製〕 を用いて、 遠心濾過により不溶物を除去し、 濾液を得た。 前記濾液 49m 1を、 F PLCシステム 〔フアルマシア (P h a r m a c i a)社 製〕 を用いて、 0. 05M トリス塩酸緩衝液 (pH 8. 0) で平衡化された商品名: Q—セファロ一スカラム 〔2. 6 X 10 cm、 フアルマシア (P h a rma c i a) 社 製〕に供した。塩ィ匕ナトリウム水溶液を 0から 1Mの濃度範囲で用いた勾配溶出法によ り、前記力ラムに吸着された中性フエノ一ルォキシダーゼのうちの 2種(中性フエノー ルォキシダ一ゼ I及び中性フエノールォキシダ一ゼ I I)を溶出した。中性フエノール ォキシダーゼ I又は中性フエノールォキシダーゼ I Iの画分は、得られた各溶出画分に ついて、 470 nmにおける 2, 6—ジメトキシフエノールに対する酵素活性と、 n a t i v e—PAGE後のパラーフエ二レンジァミンによる活性染色とを行なうことに より決定された。
2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合の酵素活性は、 0. 2M リン酸ナ トリウム (pH7。 0) 0. 896mlに., 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノ ール水溶液 0. 1mlを添加し、基質溶液を得、得られた基質溶液と、溶出画分 0. 004mlとを混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光度の変化を 測定することにより、 算出した。
イオン交換クロマトグラフィーのクロマトグラムを図 2に示す。図 2において、 28 0 nmにおける吸光度(図 2中、 A280) の変化は 各画分中のタンパク質量の変化 を示し、 400 nmにおける吸光度 (図 2中、 A 400) の変化は、 各フラクション中 の糖質量の変化を示し、 470 nmにおける吸光度 (図 2中、 A470) の変化は、 各 画分中の酵素活性の変化を示す。
中性フエノールォキシダ一ゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iの各画分につ いて、 n a t i v e— PAGE後のパラ—フエ二レンジァミンによる活性染色は単一の パンドを示したが、 n a t i v e—PAGE後のクーマシ一ブリリアントブルー染色で は、複数のバンドがみられた。得られた中性フエノールォキシダーゼ I及び中性フエノ 一ルォキシダ一ゼ I Iのそれぞれの画分を回収し、 透析後、 凍結乾燥を行なった。 得られた中性フエノールォキシダ一ゼ Iの画分は、全容量 7. 5ml、総力価 250 5U、 総タンパク質量 5. 4mg、 比活性 463. 9 UZmgタンパク質であった。 ま た、 中性フエノ一ルォキシダーゼ I Iの画分は、 全容量 10. 5mし 総力価 3630 U、 総タンパク質量 41. 0mg、 比活性 88. 5 U/mgタンパク質であった。
(5) 中性フエノールォキシダーゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iの精製 〔ゲル濾過クロマトグラフィー〕
前記 (3) で得られた中性フエノールォキシダーゼ Iの凍結乾燥物を、 0. 1M 塩 化ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩衝液(pH 8. 0) 1. 5mlに溶解 させた。 得られた産物を、 FPLCシステム 〔フアルマシア (P h a rma c i a) 社 製〕 を用いて、 0. 1 M 塩化ナトリゥムを含む 0. 05 M トリス塩酸緩衝液 ( H 8. 0) で平衡化した商品名:セフアクリル S— 100 HRカラム 〔1. 6X60 cm、 フアルマシア (Ph a rma c i a) 社製〕 に供した。 ついで、 0. 1M 塩化 ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩衝液(pH8. 0) を用いて、 前記カラム に吸着された中性フエノールォキシダーゼ Iを溶出させた。
中性フエノ一ルォキシダーゼ Iについて ゲル濾過ク口マトグラフィ一のクロマトグ ラムを図 3に示す。 図 3において、 280 nmにおける吸光度 (図 3中、 A280) の 変化は、 各画分中のタンパク質量の変化を示し、 470 nmにおける吸光度 (図 3中、 A 470) の変化は、 各画分中の酵素活性の変化を示す。
中性フエノールォキシダ一ゼ Iの画分は、得られた画分について、 470 nmにおけ る 2, 6—ジメトキシフエノールに対する酵素活性の測定と、 SDS— PAGE後のパ ラ一フエ二レンジァミンによる活性染色と、 SDS— PAGE後のクーマシ一プリリア ントブルー染色とを行なうことにより決定された。 SDS— PAGE後のパラフエニレ ンジァミンによる活性染色及びクーマシープリリアントブルー染色の結果、単一のバン ド 示した。
2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合の酵素活性は、 0. 2M リン酸ナ トリウム (pH7. 0) 0. 896mlに、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノ ール水溶液 0. 1mlを添加し、基質溶液を得、得られた基質溶液と中性フ: nノール ォキシダーゼ Iの画分 0. 004mlとを混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光度の変化を測定することにより求めた。
酵素活性を示し、活性染色により染色された画分を、中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I として回収した。 得られた中性フエノールォキシダ一ゼ Iの画分は、 全容量 10ml、 総力価 1530U、 総タンパク質量 1. 6mg、 比活性 956. 3U/mgタンパク質 であった。
一方、 前記 (3) で得られた中性フヱノ一ルォキシダーゼ I Iの凍結乾燥物を 0. 1M 塩化ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩衝液(pH8. 0) 1. 5m 1に溶解させた。得られた産物を、 F PLCシステム 〔フアルマシア (P h a rma c i a) 社製〕 を用いて、 0. 1M 塩化ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩衝 液 (PH8. 0) で平衡化した商品名:セフアクリル S— 100 HRカラム 〔1. 6X 60 cm フアルマシア (Pha rma c i a) 社製〕 に供した。 ついで 0. 1 M 塩化ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩衝液(pH8. 0) を用いて 前 記カラムに吸着された本発明の中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I Iを溶出した。
中性フエノールォキシダーゼ I Iについて、ゲルクロマトグラフィーのクロマトグラ ムを図 4に示す。 図 4において、 280 nmにおける吸光度 (図 4中、 A280) の変 化は、 各画分中のタンパク質量の変化を示し、 47 Onmにおける吸光度(図 4中、 A
470) の変化は、 各画分中の酵素活性の変化を示す。
本発明の中性フエノールォキシダ一ゼ I Iの画分は、得られた画分について、 470 nmにおける 2, 6—ジメトキシフエノールに対する酵素活性の測定と、 SDS— PA GE後のパラ一フエ二レンジァミンによる活性染色と、 SDS— PAGE後のクーマシ 一ブリリアントブルー染色とを行なうことにより決定された。 S D S— P A G E後のパ ラ—フエ二レンジァミンによる活性染色、及び、クーマシ一プリリアン卜ブル一染色の 結果、 単一のバンドを示した。
2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合の酵素活性は、 0. 2M リン酸ナ トリウム (PH7. 0) 0. 896mlに 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノー ル水溶液 0. lmlを添加し、基質溶液を得、得られた基質溶液と中性フエノールォ キシダーゼ I Iの画分 0. 004m 1とを混合し、得られた混合物について、 470 n mにおける吸光度の変化により測定することにより求めた。
酵素活性を示し、活性染色により染色された画分を、中性フエノールォキシダーゼ I Iとして回収した。 得られた中性フエノールォキシダ一ゼ I Iの画分は 全容量 11.
5 m 1、 総力価 742 U、 総夕ンパク質量 5. 3 m g、 比活性 140 U/m 夕ンパク 質であった。
上記の抽出 '精製のスキームを図 5に示す。 また、 各精製工程における中性フエノー ルォキシダーゼ I及び中性フェノールォキシダーゼ I Iの精製度、比活性を表 1に示す。
精製工程 総タン Λ°ク質量 総力価 比活性 収率
(mg) (U) (U/mg夕ンハ °ク質) (¾) 培養液 778 13100 16.8 100.0
DEAE-セルロース 110 7326 66.4 55.9
Q-セファロース 中性フエノ-ル才キシダ -セ' I 5.4 2505 463.9 19.1
中性フエノ-ルォキシタ' -セ' II 41.0 3630 88.5 27.7 セフアクリル S- 100 HR 中性フエノ-ルォキシダ -セ' I 1.6 1530 956.3 11.7
中性フエノ-ルォキシダ -セ' II 5.3 742 140.0 5.7
(6) 中性フエノールォキシダーゼ I I Iの精製〔イオン交換クロマトグラフィー(D EAE—セルロースカラム)〕
前記実施例 1の (2) に記載の方法と同様に、 培養液を回収した。 回収された培養液 は、 全容量 4 O O Oml, 総力価 26800U、 総タンパク質量 1188mg、 比活性 22. 5U/mgタンパク質であった。
回収された培養液を、 透析膜 〔商品名: D i a l y s i s memb r an e, S i z e 36 (和光純薬 (WAKO) 社製)〕 に、 250mlずつ入れた。 得られたチュ ーブを、 ビニール袋に入れ、該チューブに、約 120 gのポリエチレングリコール 20 000 〔和光純薬株式会社製〕 をまぶした後、該チューブが入つたビニール袋を氷中で 約 48時間保持して、 培養液を濃縮した。 濃縮培養液を、 小型高速冷却遠心機 〔トミー (TOIvlY) 社製-. ローター No. 8. 1〕 を用いて 4で、 10, 000回転にて 20 分間遠心分離して 沈殿を除去した。 得られた培養液濃縮物は 全容量 229mし 総 力価 9814U、 総タンパク質量 193. 6mg、 比活性 50. 7U/mgタンパク質 であった。
前記培養液濃縮物を、 0. 05M リン酸ナトリウム緩衝液(pH 7. 0) に対して 4 °Cで一晩透析した。 小型高速冷却遠心機 〔トミー (TO MY) 社製、 口一ター No. 8. 1〕 を用いて 4°C、 12000回転にて 30分間遠心分離した上清を 商品名: D i s po s ab l e s y r i nge f i l t e r un i tしセレロースァセテ一 ト、 0. 45 m、 アドバンテック (ADVANTEC) 社製〕 を用いて濾過して、 不 溶物を除去し、 それにより、 濾液を得た。
前記濾液 229mlを、 0. 05M リン酸ナトリウム緩衝液(p H 7. 0) で平 衡化した DEAE—セルロースカラム〔シグマ(S i gma)社製、 2. 6X60 cm〕 に供した。塩ィ匕ナトリウムを 0から 1Mの濃度範囲で用いた勾配溶出法により、前記力 ラムに吸着された中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iを溶出した。中性フエノールォキ シダーゼ I I Iの画分は、得られた溶出画分について、 470 nmにおける 2, 6—ジ メトキシフエノ一ルに対する酵素活性と、 SDS— PAGE後のパラーフエ二レンジァ ミンによる活性染色とを行なうことにより決定された。
中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iについて、 DEAE—セルロースカラムクロマト グラフィ一のクロマトグラムを図 6に示す。 図 6において 280 nmにおける吸光度 (図 6中、 A280) の変化は、 各画分中のタンパク質量の変化を示し、 47 Oniri おける吸光度 (図 6中、 A470) の変化は、 各画分中の酵素活性の変化を示す。
2, 6—ジメトキシフエノ一ルを基質とした場合の酵素活性は、 0. 2M リン酸ナ トリウム緩衝液 (pH 7. 0) 0. 895mlに、 0. 05M 2, 6—ジメトキシ フエノール水溶液 0. 1mlを添加し、基質溶液を得、得られた基質溶液と溶出画分 0。 005mlとを混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光度の変 化を測定することにより、 算出した。
得られた中性フエノールォキシダーゼ I I Iの画分は、全容量 18m 1、総力価 11 0 2U、 総タンパク質量 3. 6mg、 比活性 3 0 3U/mgタンパク質であった。
(7) 中性フエノールォキシダーゼ I I Iの精製〔イオン交換クロマトグラフィー (Q —セファロースカラム)〕
得られた中性フエノールォキシダーゼ I I Iの画分を回収し-. 得られた画分を、 0. 0 5M トリス塩酸緩衝液( p H 8. 0 ) に対して 4 °Cで一晩透析した。 商品名: D i s p o s a b 1 e s y r i n g e f i l t e r un i t〔セル'ロースァセテ一ト.. 0. 45 ,"m、 Ύドバンテック (ADVANTEC) 社製〕 を用いて濾過して、 不溶物 を除去し、 それにより、 濾液を得た。
前記濾液 2 1. 5m lを、 FPLCシステム〔フアルマシア(Ph a rma c i a) 社製〕 を用いて、 0. 0 5M トリス塩酸緩衝液(pH8. 0)で平衡化された商品名: Q—セファロースカラム 〔2. 6 X 1 0 cm、 フアルマシア (Ph a rma c i a) 社 製〕 に供した。塩ィ匕ナトリウムを 0. 2から 0. 5 Mの濃度範囲で用いた勾配溶出法に より、前記カラムに吸着された中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iを溶出した。中性フ エノールォキシダ一ゼ I I Iの画分は、得られた溶出画分について、 47 0 nmにおけ る 2, 6—ジメトキシフエノールに対する酵素活性と、 SDS— PAGE後のパラーフ ェニレンジァミンによる活性染色とを行なうことにより決定された。
中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iについて、 Q—セファロースカラムクロマトグラ フィ一のクロマトグラムを図 7に示す。図 7において 2 8 0 nmにおける吸光度 (図 7 中、 A2 8 0) の変化は、 各画分中のタンパク質量の変化を示し、 470 nmにおける 吸光度 (図 7中、 A 47 0 ) の変化は、 各画分中の酵素活性の変化を示す。
2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合の酵素活性は、 0. 2M リン酸ナ トリウム緩衝液 (PH7. 0) 0. 8 9 5m lに、 0. 0 5M 2, 6—ジメトキシ フエノール水溶液 0. 1m lを添加し、基質溶液を得、得られた基質溶液と溶出画分 0. 005mlとを混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光度の変 化を測定することにより、 算出した。
得られた中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iの画分は、全容量 18m 総力価 1 1 5U、 総タンパク質量 lmg、 比活性 117. 4U/mgタンパク質であった。
前記中性フェノ一ルォキシダーゼ I I Iの画分は、 0. 05 M リン酸ナトリウム緩 衝液 (PH7. 0) に対して 4°C 3時間透析した。 商品名: D i s p o s a b 1 e s y r i nge f i l t e r un i t 〔セリレロースァセテ一卜、 0. 45 ,"m、 ァ ドバンテック (ADVANTEC)社製〕 を用いて濾過し、 不溶物を除去して濾液を得 た。 得られた濾液を、 0. 05M リン酸ナトリウム緩衝液 (PH7. 0) で平衡化し た DEAE—セル口一スカラム 〔シグマ (S i gma) 社製、 1. 5X5. 5 cm〕 に 供した。ついで、 1M 塩化ナトリウムを含む 0. 05M リン酸ナトリウム緩衝液(p H7. 0) を用いて、前記カラムに吸着された中性フエノールォキシダーゼ I I Iを溶 出させた。
中性フエノールォキシダーゼ I I Iの画分は、得られた画分について、 2, 6—ジメ トキシフエノ一ルに対する酵素活性の測定と、 S D S— P A G E後のパラーフエ二レン ジァミンによる活性染色と、 SDS— PAGE後のクーマシ一プリリアントブルー染色 とを行うことにより決定された。 SDS— PAGE後のパラーフエ二レンジァミンによ る活性染色の結果では、メジャーな一本のバンドと、マイナ一な二本のバンドが認めら れた。 SDS— PAGE後のクーマシーブリリアントブルー染色の結果、単一のバンド 示した。
2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合の酵素活性は、 96穴のマイクロプ レート 〔コ一ニング (Co r n i ng) 社製、 Co s t e r (登録商標) 3368] の ゥエル内で、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液(ρΗ 7. 0) 0. 1781111に0. 05Μ 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液 0. 02mlを添加して、基質溶液を 得、得られた基質溶液と溶出画分 0. 002mlとを混合し、その結果得られた混合 物の色の変化を、 目視によって確認した。
酵素活性を示し、活性染色により染色された画分を 中性フエノールォキシダーゼ I I Iとして回収した。得られた中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iの画分は、全容量 3. 3m 1、 総力価 242 U、 総タンパク質量 0. 6mg、 比活性 423. 3U/mgタン パク質であった。
上記の中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iの抽出、精製のスキームを図 8に示す。ま た、各精製工程における中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iの精製度、比活性を表 2に 示す。
表 2
総タンパク質量 総力価 比活性 収率
ung) (U) (U/mgタンパク質) (¾)
培養液 PEG濃縮物 194 9814 50.7 100.0
DEAE-セルロース 3.6 1102 303.0 11.2
Q-セファロ一ス 1.0 115 117.4 1.2
DEAE-セルロース 0.6 242 423.3 2.5
実施例 2 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性 フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iの分子量
実施例 1で得られた中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I及び中性フェノ一ルォキシダ一 ゼ I Iのそれぞれ分子量を、ゲル濾過クロマトグラフィーを用いたゲル濾過法により測 定した。
ゲル濾過クロマトグラフィーには、 FPLCシステム 〔フアルマシア(P h a rma c i a) 社製〕 を用いて、 0. 1M 塩化ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩 衝液(PH8. 0)で平衡化した商品名:セフアクリル S— 100 HRカラム〔1. 6 X 60 cm、 フアルマシア (Ph a rma c i a) 社製〕 を用いた。
前記実施例 1の( 5 )で得られた中性フエノールォキシダーゼ I又は中性フエノ一ル ォキシダーゼ I Iの溶液 3 m 1を、 FPLCシステム 〔フアルマシア(P h a r m a c i a) 社製〕 を用いて、 0. 1M 塩化ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩 衝液 (PH8. 0) で平衡化した商品名:セフアクリル S— 100HRカラム 〔1. 6 X 60 cm、 フアルマシア (Ph a rma c i a) 社製〕 に供した。 0. 1 M 塩化 ナトリウムを含む 0. 05M トリス塩酸緩衝液(PH8. 0) を用いて、 前記カラム でゲル濾過クロマトグラフィーを行ない、中性フエノールォキシダーゼ I又は中性フエ ノールォキシダ一ゼ I Iを溶出させ、溶出液量を測定した。なお、 中性フエノールォキ シダーゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iは、それぞれ別々に、ゲル濾過クロマ トグラフィ一により分子量を決定した。 また、 前記と同じ条件下で、分子量マーカーと して、 分子量既知の 4種のタンパク質 (分子量約 67 k、 43 k、 25 k, 及び 13. 7 kDa) をそれぞれ単独で添加し、 それぞれの溶出液量を測定した。
中性フエノールォキシダーゼ I又は中性フエノールォキシダーゼ I Iの溶出時間と、 分子量マーカーの溶出液量から得られた検量線とにより、中性フエノールォキシダーゼ I及び中性フエノールォキシダ一ゼ I Iのそれぞれの分子量を決定した。
その結果、中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I及び中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I Iの分 子量は、 共に、 約 72 kD aであった。
また、実施例 1の(7)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I I Iの分子量を、ゲ ル濾過ク口マトグラフィーを用いたゲル濾過法により測定した。
前記実施例 1の( 7 )で得られた Q—セファロースカラム後の中性フエノールォキシ ダ一ゼ I I Iの画分 (全容量 12ml、 総力価 262 U、 総タンパク質量 3. 8mg, 比活性 69UZmgタンパク質) を、 商品名 ·· U 1 t r a f r e e (登録商標) 一 MC 30, 00 ONMWL F i 1 t e r Un i t 〔ミリポア (M I LL I PORE)社 製〕 を用いて遠心濾過することにより濃縮した。
得られた濃縮液 0. 855m 1を、 商品名:セフアデックス G— 100 〔アマシャ ム バイオサイエンシーズ (Ame r s ham B i o s c i e nc e s)社製〕 を充 填し 0. 05M リン酸ナトリゥム緩衝液 ( p H 7. 0) で平衡化したカラム ( 2. 6 X 60 cm) に供した。ついで、 0. 05M リン酸ナトリウム緩衝液(p H 7. 0) を用いてゲル濾過クロマトグラフィーを行い、中性フエノールォキシダーゼ I I Iを溶 出させ、 溶出液量を測定した。 また、 前記と同じ条件で、 分子量マ一力一として、 分子 量既知の 5種のタンパク質 (分子量約 73 kDa、 61 kDa、 47 kDa、 37 kD a、 および 24 kD a) をそれぞれ単独で添加し、 それぞれの溶出液量を測定した。 中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iについて、ゲル濾過クロマトグラフィーのクロマ トグラムを図 9に示す。 図 9において 280 nmにおける吸光度 (図 9中、 A280) の変化は、各画分中のタンパク質量の変化を示し、 470 nmにおける吸光度(図 9中、 A470) の変化は、 各画分中の酵素活性の変化を示す。
2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合の酵素活性は、 0. 2M リン酸ナ トリウム緩衝液 (pH 7. 0) 0. 895mU 、 0. 05M 2, 6—ジメトキシ フエノール水溶液 0. 1mlを添加し、基質溶液を得、得られた基質溶液と溶出画分 0. 005mlとを混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光度の変 化を測定することにより、 算出した。
その結果、 中性フエノールォキシダーゼ I I Iの分子量は約 45 kD aであった。 前記実施例 1の(5)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I、 中性フエノールォ キシダ一ゼ I I及び前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iのそれぞれの溶液 5 1と、分子量マーカー〔アマシャム バイオサイエンシーズ Am a r s h am B i o s i enc e s)社 、商品名: LMW c a 1 i b r a t i o n k i t) 15 1 とを同時に 12. 5% SDS- PAGEに供した。 S DS- PAGE後のゲルを、 2. 5 % T r i t o n (登録商標) X— 100を含む 0. 1M リン酸ナトリウム緩衝液 (pH7.0) 中で 60分間振擾撹拌し、 その後、 lm M パラフエ二レンジアミンを含む 0. 1M リン酸ナトリウム緩衝液(pH7. 0)中 でゲルを 5分間振盪撹拌することによって活性染色を行なった。その後、蒸留水で 5分 間洗浄し、 染色用溶液 〔0. 5 gのクーマシープリリアントプル一 R250を、 50 0mlのメタノールと 100mlの酢酸との混合溶液(600ml) に溶解し、得られ た混合溶液を蒸留イオン交換水で全量を 1000mlに調整〕に、電気泳動後のゲルを 浸すことにより染色を行なった。その後、脱色用溶液〔250mlのメタノールと 70 m 1の酢酸との混合溶液(320ml)を蒸留イオン交換水で全量を 1000m 1に調 整〕 で、 脱色を行なった。
前記 SDS- PAGE法により、 本発明の中性フエノールォキシダーゼ I、 中性フエ ノールォキシダーゼ I I及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iそれぞれは、単一のバ ンドを示した。前記 S D S_P AG E法による本発明の中性フエノールォキシダーゼ I、 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I及び中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iそれぞれの 分子量は、 それぞれ 28 kDa、 35 kD a及び 45 kD aであった。 実施例 3 中性フェノールォキシダーゼ I、中性フェノールォキシダーゼ I I及び中性 フエノールォキシダーゼ I I Iそれぞれの至適 pH
中性フエノールォキシダーゼ I又は中性フエノールォキシダ一ゼ I Iと各基質との 反応において、 緩衝液として、 pHに応じて、 0. 2M グリシン水酸化ナトリウム緩 衝液(pHl l. 5、 10. 5及び 9. 5)、 0. 2M トリス塩酸緩衝液(p H 10. 0、 9. 0、 8. 0及び 7. 0)、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液 (pH7. 5, 7. ( 6。 5 6. 0及び 5, 5)、 0. 2M 酢酸ナトリウム緩衝液( p H 5. 5, 5. 0、 4. 5、 4. 0及び 3. 5)、 0. 2M グリシン塩酸緩衝液 (pH3. 5、 3. 0及び 2. 0) を用いた。
2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合、 前記実施例 1の (5) で得られた 中性フェノールォキシダーゼ I又は中性フエノールォキシダーゼ I Iの画分 0.02 m 1と、 前記緩衝液のいずれか 0. 88m 1と, 0. 05M 2, 6—ジメ卜キシフ ェノール水溶液 0. 1mlとをマイクロキュべット中にて十分混合し、得られた混合 物について、 470 n mにおける吸光度の変化を分光光度計 〔ジャスコ (J a s c o) 社製、 商品名: v— 530〕 を用いて測定することにより、 酵素活性を評価した。 また、 オルト一ァミノフエノールを基質とした場合、 前記 2, 6ージメトキシフエノ —ルを基質とした場合の評価法において、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール 水溶液の代わりに、 0. 05M オルトーァミノフエノールのジメチルスルホキシド溶 液を用レ 同様の操作を行ない、 42 Onmにおける吸光度の変化を測定することによ り、 酵素活性を評価した。
パラーフエ二レンジアミンを基質とした場合、前記 2, 6 -ジメトキシフエノールを 基質とした場合の評価法において、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液 の代わりに、 0. 05M パラーフエ二レンジァミン水溶液を用い、 同様の操作を行な い、 470 nmにおける吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。 シリンガルダジンを基質とした場合、前記 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とし た場合の評価法において、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液の代わり に、 0. 005M シリンガルダジンのエタノール溶液を用い、 同様の操作を行ない、 530 nmにおける吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。
なお、酵素活性は、各基質に対して適切な波長における吸光度を、 1分間で 1増加さ せる酵素量を 1単位 (U :ユニット) とした。
中性フェノールォキシダーゼ I及ぴ中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I Iそれぞれの至 適 pHの結果を、図 10及び図 11にそれぞれ示す。なお、図 10及び図 11において、 最大活性を 100とした場合の相対活性で示す。また、図 10及び図 1 1のそれぞれに おいて、 パネル Aは、 2, 6ージメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル Bは、 オルトーアミノフエノ一ルを基質とした場合を示し、パネル Cは、パラ一フエ二 レンジアミンを基質とした場合を示し、パネル Dは シリンガルダジンを基質とした場 合を示す。
その結果、 図 10に示されるように、 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ Iは、 2, 6—ジ メトキシフエノールを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜7. 0, オルト ーァミノフエノールを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜7. 0、 パラ— フエ二レンジアミンを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜6. 0、 シリン ガルダジンを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 6. 5であることがわかった。 また、 図 1 1に示されるように、 中性フエノ一ルォキシダーゼ I Iは、 2, 6—ジメ トキシフエノールを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜6. 0、 オルト— ァミノフエノールを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜7. 0、 パラ—フ ェニレンジアミンを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5〜6. 0、 シリンガ ルダジンを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 6. 5であることがわかった。 中性フエノールォキシダーゼ I I Iと各基質との反応において、緩衝液として、 pH に応じて、 0. 2 M ダリシン水酸化ナトリゥム緩衝液 (pH 1 1. 5、 1 1、 10.
5、 10及び 9. 5)、 0. 2M トリス塩酸緩衝液(pH 10、 9. 5、 9、 8. 5、 8、 7. 5及び 7)、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液 (pH7. 5、 7、 6. 5、
6、 5. 5及び 5 )、 0. 2M 酢酸ナトリウム緩衝液 (pH5. 5、 5、 4. 5、 4 及び 3. 5)、 0. 2M グリシン塩酸緩衝液 (pH4、 3. 5、 3、 2. 5及び 2) を用いた。
2, 6—ジメ卜キシフエノ一ルを基質とした場合 前記実施例 1の (7) で得られた 中性フエノールォキシダーゼ I I Iの画分 0.04mlと、前記緩衝液のいずれか 0. 86m 1と、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液 0. 1mlとをマイ クロキュべット中にて充分混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光 度の変化を分光光度計 〔ジヤスコ ( J a s c o) 社製、 商品名: V— 530〕 を用いて 測定することにより、 酵素活性を評価した。
また、 オルト—ァミノフエノールを基質とした場合、 前記実施例 1の (7) で得られ た中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iの画分 0. 005m 1と、前記緩衝液のいずれ か 0. 895m 1と、 0. 05M オルトーアミノフエノ一ルのジメチルスルホキシド 溶液 0.1mlとをマイクロキュべット中にて充分混合し、得られた混合物について、 420 nmにおける吸光度の変化を分光光度計〔ジヤスコ( J a s c o)社製、商品名: V- 530) を用いて測定することにより、 酵素活性を評価した。
パラーフエ二レンジアミンを基質とした場合、 前記実施例 1の(7)で得られた中性 フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iの画分 0. 01mlと、前記緩衝液のいずれか 0. 8 9mlと、 0. 05M パラーフエ二レンジァミン水溶液 0. 1mlとをマイクロキ ュべット中にて充分混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光度の変 化を分光光度計 〔ジヤスコ ( J a s c o) 社製、 商品名: V— 530〕 を用いて測定す ることにより、 酵素活性を評価した。
シリンガルダジンを基質とした場合、前記実施例 1の(7)で得られた中性フ: nノー ルォキシダーゼ I I Iの画分 0.02mlと、前記緩衝液のいずれか 0.96 m 1と、 0. 005M シリンガルダジンのエタノール溶液 0. 02mlとをマイクロキュべ ット中にて充分混合し、得られた混合物について、 530 n mにおける吸光度の変化を 分光光度計 〔ジャスコ ( J a s c 0 ) 社製、 商品名: V— 530〕 を用いて測定するこ とにより、 酵素活性を評価した。
なお、酵素活性は、 各基質に対して適切な波長における吸光度を、 1分間で 1増加さ せる酵素量を 1単位 (U :ユニット) とした。 中性フエノールォキシダーゼ I I Iの至適 pHの結果を、 図 12に示す。なお、 図 1 2において、最大活性を 100とした場合の相対活性で示す。 また、 図 12におけるパ ネル Aは、 2, 6ージメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル Bは、 オル トーアミノフエノールを基質とした場合を示し パネル Cは、パラ—フエ二レンジアミ ンを基質とした場合を示し、 パネル Dは、 シリンガルダジンを基質とした場合を示す。 その結果、 図 12に示されるように、 中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iは、 2, 6 ージメトキシフエノールを基質として用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 5、 オルト—ァ ミノフエノールを用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 0〜7. 0、 パラーフエ二レンジァ ミンを用いた場合、 至適 pHは、 約 5. 0〜6. 0、 シリンガルダジンを用いた場合、 至適 pHは、 約 6. 0であることがわかった。 実施例 4 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性 フエノールォキシダ一ゼ I I Iそれぞれの p H安定性
中性フ ノールォキシダーゼ I、中性フ ノールォキシダーゼ I I及び中性フエノー ルォキシダーゼ I I Iそれぞれと各基質との反応において、緩衝液として、 pHに応じ て、 0. 2M グリシン水酸化ナトリウム緩衝液 (pHl 1. 5)、 0. 2M トリス 塩酸緩衝液 (PH10. 0、 9. 0及び 8. 0)、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液 (pH7. 0及び 6. 0)、 0. 2M 酢酸ナトリウム緩衝液(p H 5. 0及び 4. 0)、 0. 2M グリシン塩酸緩衝液 (pH3. 0及び 2. 0) を用いた。
前記実施例 1の (5)で得られた中性フエノールォキシダ一ゼ I、 中性フエノールォ キシダ一ゼ I I及び前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I I Iそれぞれの画分 0. 02m 1と、前記緩衝液のいずれか 0. 18mlとを混合し て 30 で 1時間又は 20時間インキュベートすることにより、 前処理を行なった。 ついで、 前処理後の精製酵素液 0. 02mlと前記緩衝液 0. 88mlと、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液 0. lm 1とを、 マイクロキュべット 中にて十分混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光度の変化を分光 光度計 〔ジヤスコ ( J a s c o) 社製、 商品名: V— 530〕 を用いて測定することに より、 酵素活性を評価した。
パラーフエ二レンジアミンを基質とした場合、前記 2, 6—ジメトキシフエノールを 基質とした場合において、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液の代わり に、 0. 05M パラーフエ二レンジァミン水溶液を用い、 同様の操作を行ない 同じ く、 470 nmにおける吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。 なお、酵素活性は、 各基質で定めた波長における吸光度を、 1分間で 1増加させる酵 素活性を 1単位 (U:ュニット) として定義した。
中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性フエノ一 ルォキシダ一ゼ I I Iそれぞれの p H安定性の結果を、図 13、図 14及び図 15にそ れぞれ示す。 なお、 図 13、 図 14及び図 15それぞれにおいて、 最大活性を 100と した相対残存活性で示す。 また、 図 13、 図 14及び図 15それぞれにおいて、 パネル A及び Bは、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル C及び D は、 パラ一フエ二レンジアミンを基質とした場合を示す。 さらに、 図 13、 図 14及び 図 15それぞれにおいて、パネル A及び Cは、 1時間後の pH安定性を示し、パネル B 及び Dは、 20時間後の p H安定性を示す。
その結果、 図 13に示されるように、 中性フエノールォキシダーゼ Iは、 1時間処理 の場合、 pH7. 0-10. 0で安定であり、 最大活性に対し、 75%以上の相対残存 活性が保持されていた。また、 20時間処理の場合、 pH8. 0〜9. 0で安定であり、 最大活性に対し、 70%以上の相対残存活性が保持されていた。
また 図 14に示されるように 中性フエノールォキシダ一ゼ I Iは、 1時間処理の 場合、 PH6. 0-10. 0で安定であり、 最大活性に対し、 75%以上の相対残存活 性が保持されていた。また、 20時間処理の場合、 pH7. 0-10. 0で安定であり、 最大活性に対し、 75%以上の相対残存活性が保持されていた。
図 15に示されるように、中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、 1時間処理の場合、 pH7. 0〜11. 5で安定であり、 最大活性に対し、 50%以上の相対残存活性が保 持されていた。 また、 20時間処理の場合、 pH8. 0-10. 0で安定であり、 最大 活性に対し、 70%以上の相対残存活性が保持されていた。 実施例 5 中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性 フエノールォキシダーゼ I I Iそれぞれの等電点
前記実施例 1の(5)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I、 中性フエノールォ キシダ一ゼ I I及び前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iそれぞれの等電点を調べるため、ポリアクリルアミドゲルを用いて等電点電気泳動を 行なった。 具体的には、 終濃度 2%になるように、 商品名: Pha rma l y t e (p H3- 10;フアルマシア(Ph a rma c i a)社製)をアクリルアミド中に溶解し、 過硫酸アンモニゥム及び N, N, Ν', Ν' —テトラメチル—エチレンジァミン (ΤΕΜ ED) を添加することにより、終濃度 5%のポリアクリルアミドゲルを調製した。電極 液としては、 1. 0Μ 水酸化ナトリウム水溶液を陰極液として、 0. 5Μ 酢酸を陽 極液として用いた。 50Vの定電圧で 6時間泳動を行なった。ゲル上の活性染色は、 0. 001M パラーフエ二レンジアミンを含む 0. 1M リン酸ナトリウム緩衝液(ρΗ 7. 0) に、 泳動後のゲルを浸潰し、 振盪撹拌することにより行なった。 等電点の測定 は、泳動後、ゲル上の試料を泳動していない部分の両端を、 2. 5 mmの幅で切り出し、 得られた小片を脱イオン水に浸して、 4°Cで抽出した液の p Hを測定することにより行 なつ/こ。
中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I、中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I及び中性フエノ一 ルォキシダーゼ I I Iそれぞれの等電点電気泳動の結果を図 16に示す。 その結果、図 16に示されるように、ポリアクリルアミドゲルを用いた等電点電気泳 動により、中性フェノールォキシダーゼ I 中性フエノ一ルォキシダーゼ I I及び中性 フエノールォキシダ一ゼ I I Iの等電点は., それぞれ 7. 4、 6. 8及び 6. 8と決 定された。 実施例 6 中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性 フエノールォキシダ一ゼ I I Iそれぞれの至適温度
前記実施例 1の (5)で得られた中性フエノールォキシダ一ゼ I、 中性フエノールォ キシダーゼ I I及び前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iについて、それぞれの酵素活性を、種々の温度条件(20、 30、 40、 50、 60、 70、 及び 80°C) 下にて、 それぞれ別々に測定した。
具体的には、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質として用いる場合、 マイクロセン トリフュージチューブ〔ポレックスバイォプロダクツインコーポレティッド(P o r e xB i oP r oduc t s I nc.)社製〕中、 0. 2 M リン酸ナトリゥム緩衝液(p H6. 5) 0. 88m 1と、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液 0. 1 m 1と、中性フエノールォキシダーゼ I又は中性フェノ一ルォキシダ一ゼ I Iの画分 0. 02mlとを混合し、得られた混合物について、各反応温度にて 5分間反応を行な つた。 その後、 得られた反応液に、 2M グリシン塩酸緩衝液 (pH3. 0) 0. 1 mlを添加することにより、 酵素反応を停止させた。
また、 パラーフエ二レンジァミンを基質とした場合、前記 2, 6—ジメトキシフエノ 一ルを基質とした場合の酵素活性の測定法において、 2, 6—ジメトキシフエノール水 溶液の代わりに、 0. 05 M パラ—フエ二レンジァミン水溶液を用いて同様に操作を 行なった。 ついで、 得られた反応産物について、 分光光度計 〔ジヤスコ (J a s c o) 社製、 商 品名: V— 530〕 により、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合及びパラ 一フエ二レンジアミンを基質とした場合共に 470 nmにおける吸光度を測定するこ とにより、 酵素活性を評価した。
なお、酵素活性は、 470 nmにおける吸光度を、 1分間で 1増加させる酵素量を 1 単位 (U :ユニット) として定義した。
中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iの至適温度の 結果を、 図 17及び図 18にそれぞれ示す。 なお、 図 17及び図 18において、 最大活 性を 100とした相対活性で示す。 また、 図 17及び図 18のそれぞれにおいて、パネ ル Aは、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル Bは、 パラー フエ二レンジアミンを基質とした場合を示す。
その結果、 図 17に示されるように、 中性フエノールォキシダーゼ Iの至適温度は、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質として用いた場合、 20〜50"Όで、最大活性に 対し、 80%以上の相対活性を有しており、パラーフエ二レンジアミンを基質として用 いた場合、 30〜60°Cで最大活性に対し、 60%以上の相対活性を有していることが わかった。
また、図 18に示されるように、中性フエノ一ルォキシダーゼ I Iの至適温度は、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質として用いた場合、 30〜60°Cで、最大活性に対し、 70%以上の相対活性を有しており、パラーフエ二レンジアミンを基質として用いた場 合、 40〜70°Cで、最大活性に対し、 80 %以上の相対活性を有していることがわか つた。
一方、前記実施例 1の( 7 )で得られた中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iについて、 種々の温度条件(20、 30、 40、 50 60 70、及び 80°C)下にて測定した。 具体的には、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質として用いる場合、 キュベット中 で、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液 (pH 6. 5) 0. 88mlと、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフヱノール水溶液 0. lm 1とを混合し、得られた混合物につい て、 各反応温度にて 10分間加温したものを 基質溶液とした。
実施例 1の (7)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I I Iの画分を、蒸留ィォ ン交換水で 10倍に希釈し、 酵素溶液を得た。得られた酵素溶液 0. 02m 1を、 前 記基質溶液に添加し、 十分混合した。
得られた混合物について、各反応温度にて 5分間反応を行なった。ついで、得られた 反応産物について、 470 n mにおける吸光度を分光光度計 〔ジャスコ ( Jas c o) 社製、 商品名: v— 530〕 を用いて測定することにより、 酵素活性を評価した。 パラ—フエ二レンジアミンを基質とした場合、前記 2, 6—ジメトキシフエノールを 基質とした場合における、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液の代わり に、 0. 05M パラ—フエ二レンジァミン水溶液を用い、同様の操作を行い、同じく、 470 nmにおける吸光度を測定することにより、 酵素活性を評価した。
なお、酵素活性は、 47 Onmにおける吸光度を、 1分間で 1増加させる酵素活性を 1単位 (U :ユニット) として定義した。
中性フエノールォキシダーゼ I I Iの至適温度の結果を、 図 19に示す。なお、 図 1 9において、 最大活性を 100とした相対活性で示す。 また、 図 19において、 パネル Aは、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、 パネル Bは、 パラーフ ェニレンジアミンを基質とした場合を示す。
その結果、図 19に示されるように、中性フエノールォキシダーゼ I I Iの至適温度 は、 2, 6—ジメトキシフエノールを基質として用いた場合、 20〜50°Cで最大活性 に対し、 70%以上の相対活性を有しており、パラ一フエ二レンジアミンを基質として 用いた場合、 20〜60°Cで最大活性に対し、 60%以上の相対活性を有していること がわかった。 実施例 7 中性フエノ一ルォキシダーゼ I、中性フ ノ一ルォキシダ一ゼ I I及び中性 フエノールォキシダーゼ I I Iそれぞれの熱安定性
PH7. 0及び] ?H9. 0のそれぞれにおいて、 中性フエノールォキシダーゼ I及び 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I Iの熱安定性を調べた。
前記実施例 1の(5)で得られた中性フエノールォキシダ一ゼ I又は中性フエノール ォキシダーゼ I Iの画分 0. 005m 1を、 種々の温度 (20、 30、 40、 50、 60、 70、 及び 80°C) 下にて、 0. 045mlの 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝 液 ( p H 7. 0 ) (全量 0. 005ml) 中で、 種々の時間 (5、 10、 20、 40、 及び 60分間) インキュベートすることにより、 前処理を行なった。
2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合、 前処理を行なった酵素溶液 0. 02mlと、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液(p H 6. 5 ) 0. 88mlと、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液 0. lm 1とを、 マイクロキュベット 中にて十分混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光度の変化を分光 光度計 〔ジヤスコ (J a s c o) 社製、 商品名: V— 530〕 を用いて測定することに より、 酵素活性を評価した。
また、 パラーフエ二レンジァミンを基質とした場合、 前記 2, 6—ジメトキシフエノ 一ルを基質とした場合の評価法において、 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液の代わ りに、 0. 05M パラ—フエ二レンジアミン水溶液を用いて同様に操作を行ない、 同 じく、 470 nmにおける吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。 なお、酵素活性は、 470 nmにおける吸光度を、 1分間で 1増加させる酵素量を 1 単位 (U :ユニット) として定義した。
中性フエノールォキシダーゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iのそれぞれの PH9.0における熱安定性を求める場合、前記 pH 7.0における前処理の代わりに、 前記実施例 1の(5)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I又は中性フエノールォ キシダーゼ I Iの画分 0. 048 m 1を、 種々の温度 (30、 40、 50、 60、 7
0、 及び 80°C)下にて、 0. 0121111の0. 5M トリス塩酸緩衝液( p H 9. 0) 中で, 種々の時間 (5、 10、 20, 40、 及ぴ 60分間) インキュベートすることに より、 前処理を行なった。
中性フエノ一ルォキシダーゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iの熱安定性の 結果を、 図 20及び図 21にそれぞれ示す。 なお、 図 20及び図 21において、 最大活 性を 100とした相対残存活性で示す。 また、 図 20及び図 21のそれぞれにおいて、 パネル A及び Bは、 pH7. 0における熱安定性を示し、 パネル C及び Dは、 pH9. 0における熱安定性を示す。 さらに、 図 20及び図 21のそれぞれにおいて、パネル A 及び Cは、 2, 6—ジメトキシフエノ一ルを基質とした場合を示し、パネル B及び Dは、 パラーフエ二レンジアミンを基質とした場合を示す。
その結果、 図 20に示されるように、 中性フエノールォキシダーゼ Iの pH 7. 0に おける熱安定性は、 1時間後の結果において、 30 まで、 最大活性に対して、 80% 以上の相対残存活性を有していることがわかった。また、本発明の中性フエノールォキ シダーゼ Iの pH9. 0における熱安定性は、 1時間後の結果において、 30°Cまで、 最大活性に対して、 90%以上の相対残存活性を有していることがわかった。
また、 図 21に示されるように、 中性フエノールォキシダーゼ I Iの pH7. 0にお ける熱安定性は、 1時間後の結果において、 50°Cまで、 最大活性に対して、 90%以 上の相対残存活性を有していることがわかった。また、中性フエノールォキシダーゼ I の PH9. 0における熱安定性は、 1時間後の結果において、 50°Cまで、 最大活性に 対して、 70 %以上の相対残存活性を有していることがわかった。
また、 pH7. 0及び pH9. 0のそれぞれにおいて、 中性フエノール才キシダーゼ
1 I Iの熱安定性を調べた。 中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iの pH7. 0における熱安定性を調べる場合、前 記実施例 1の(7)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I I Iの画分 0. 012 5 m 1を、 種々の温度 (20、 30、 40、 50、 60、 70、 及び 80 V) 下にて、 0. 0375mlの 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液 (p H 7. 0) (全量 0. 05 ml) 中で、 種々の時間 (5、 10、 20、 40、 及び 60分間) インキュベートする ことにより、 前処理を行った。
2, 6—ジメトキシフエノールを基質とした場合、 前処理を行なった酵素溶液 0. 02mlと、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液 (pH6. 5) 0. 88m 1、 0. 05M 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液 0. 1m 1とをキュベット中にて十分 混合し、得られた混合物について、 470 nmにおける吸光度の変化を分光光度計〔ジ ヤスコ ( J a s c o) 社製、 商品名: V— 530〕 を用いて測定することにより、 酵素 活性を評価した。
パラーフエ二レンジアミンを基質とした場合、前記 2, 6—ジメトキシフエノールを 基質とした場合の評価法において、 2, 6—ジメトキシフエノール水溶液の代わりに、 0. 05M パラーフエ二レンジァミン水溶液を用いて同様に操作を行ない、 同じく、
470 nmにおける吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。
なお、酵素活性は、 470 nmにおける吸光度を、 1分間で 1増加させる酵素量を 1 単位 (U :ユニット) として定義した。
中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iの pH9. 0における熱安定性を求める場合、前 記 pH7. 0における前処理の代わりに、 前記実施例 1の (7) で得られた中性フエノ ールォキシダーゼ I I Iの画分 0. 0125m 1を、種々の温度 (20、 30、 40、
50、 60、 70、 及び 80 V) 下にて、 0. 0375mlの 0. 2M トリス塩酸緩 衝液 (pH9. 0) (全量 0. 05ml) 中で-. 種々の時間 (5 10、 20, 40¾ 及び 60分間) インキュベートすることにより、 前処理を行なった。 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iの熱安定性の結果を、 図 22に示す。なお、 図 2 2において、ィンキュベ一シヨン前の酵素活性を 100とした相対残存活性で示す。ま た、 図 22のパネル A及び Bは、 pH7. 0における熱安定性を示し、 パネル C及び D は pH9. 0における熱安定性を示す。さらに.,図 22において、パネル A及び Cは 2, 6_ジメトキシフエノールを基質とした場合を示し、パネル B及び Dは、パラーフ ェニレンジアミンを基質とした場合を示す。
その結果、. 図 22に示されるように、 中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iの pH7. 0における熱安定性は、 1時間後の結果において、 30°Cまで、インキュベーション前 の酵素活性に対して、 80%以上の相対残存活性を有していることがわかった。 また、 中性フエノールォキシダーゼ I I Iの pH9. 0における熱安定性は、 1時間後の結果 において、 40°Cまで、インキュベーション前の酵素活性に対して 90%以上の相対残 存活性を有していることがわかった。 実施例 8 本発明の中性フエノールォキシダ一ゼ I、中性フエノールォキシダ一ゼ I I 及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iそれぞれの基質特異性
本発明の中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性 フエノールォキシダーゼ I I Iそれぞれの基質特異性を調べるために、パラ—フエニレ ンジァミン、 4—ヒドロキシインドール、 2—メトキシフエノール、 2, 6—ジメトキ シフエノール、 カテコール、 パラーァミノフエノール、 オルト一ァミノフエノール、 シ リンガルダジン、ピリルビン、 ABTS、 NNS、及び L—チロシンを基質として用い、 基質特異性を調べた。
本発明の中性フエノールォキシダーゼ I及び中性フエノールォキシダ一ゼ I Iそれ ぞれについて パラ一フエ二レンジァミン、 4ーヒドロキシインドール、 2—メトキシ フエノール、 2, 6—ジメトキシフエノール、 カテコール、 ABTS、 NNSを基質と して用いた場合、前記実施例 1の (5)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I又は 中性フエノールォキシダーゼ I Iの画分 0. 02mlと、 0. 1M リン酸ナトリウ ム緩衝液 (PH6. 5) 0. 88mlと、 0. 05M 基質水溶液 0. 1mlとを マイクロキュべット内で十分混合し、得られた混合物について 各基質で定めた波長に おける吸光度の変化を分光光度計〔ジャスコ ( J a s c o)社製、商品名: V- 530] を用いて測定することにより、 酵素活性を評価した。
パラ—ァミノフエノール又はオルトーァミノフエノールを基質とする場合、前記酵素 活性の評価法において、 前記 0. 05M 基質水溶液の代わりに、 0. 05M ジメチ ルスルホキシド溶液を用いて同様に操作を行ない、各基質で定めた波長における吸光度 の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。
シリンガルダジンを基質とした場合、 前記酵素活性の評価法において、 前記 05 M 基質水溶液の代わりに、 0.005M シリンガルダジンのエタノール溶液を用い、 前記実施例 1の(5)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I及び中性フエノールォ キシダ一ゼ I Iそれぞれの画分 0. 02mlと、 0. 1M リン酸ナトリゥム緩衝液 (pH6. 5) 0. 96mlと、 0. 005M シリンガルダジンエタノール溶液 0. 02mlとをマイクロキュべット内で十分混合し、得られた混合物について、 53 0 nmにおける吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。
ピリルビンを基質とする場合、 前記酵素活性の評価法において、 前記 0. 05M 基 質水溶液の代わりに、 0. 01M ジメチルスルホキシド溶液を用いて、 同様に操作を 行ない、 450 nmにおける吸光度の変化を測定することにより、酵素活性を評価した。
Lーチロシンを基質とした場合、 前記酵素活性の評価法において、 前記 0. 05M 基質水溶液の代わりに、 0. 001M Lーチロシンを含む 0. 2M リン酸ナトリウ ム緩衝液(pH6 5) を用い ¾ 前記実施例 1の (5) で得られた中性フエノ一ルォキ シダーゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iそれぞれの画分 0.02 m 1と、 0. 001M L—チロシンを含む 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液 0. 98mlとを マイクロキュべッ卜内で十分混合し、得られた混合物について、 490 nmにおける吸 光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。
中性フエノールォキシダーゼ I I Iについて、パラ一フエ二レンジァミン、 4ーヒド ロキシインドール、 2—メトキシフエノ一ル、 2, 6—ジメトキシフエノール、 カテコ ール、 ABTSを基質として用いた場合、 前記実施例 1の (7) で得られた中性フエノ ールォキシダーゼ I I Iの画分 0. 04 m 1と.. 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液 (pH 6. 5) 0. 86mlと、 0. 05M 基質水溶液 0. 1mlとをキュべッ ト中で十分混合し、得られた混合物について、各基質で定めた波長における吸光度の変 化を分光光度計 〔ジヤスコ ( J a s c o) 社製、 商品名: V— 530〕 を用いて測定す ることにより、 酵素活性を評価した。
パラ一アミノフエノール又はオルトーアミノフエノ一ルを基質として用いた場合、前 記酵素活性の評価法において、 前記 0. 05M 基質水溶液の代わりに、 0. 05M 基質のジメチルスルホキシド溶液を用いて同様に操作を行ない、各基質で定めた波長に おける吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。
NNSを基質として用いた場合、前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノールォ キシダーゼ I I Iの画分 0. 04mlと、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液(p H 6. 5) 0. 94mlと、 0. 005M NNS水溶液 0. 02mlとをキュべッ ト中で十分混合し、得られた混合物について、 410 nmにおける吸光度の変化を測定 することにより、 酵素活性を評価した。
シリンガルダジンを基質として用いた場合、前記実施例 1の (7)で得られた中性フ エノールォキシダ一ゼ I I Iの画分 0. 04mlと、 0. 2M リン酸ナトリウム緩 衝液 (PH6. 5) 0. 861111と 0. 005]^ シリンガルダジンのエタノール 溶液 0. lmlとをキュべッ卜中で十分混合し、得られた混合物について、 530 η mにおける吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。
ピリルビンを基質として用いた場合、前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノー ルォキシダ一ゼ I I Iの画分 0. 04mlと、 0. 2M リン酸ナトリゥム緩衝液( p H 6. 5) 0. 94m lと、 0. 0005 M ビリルピンのジメチルスルホキシド溶 液 0. 02mlとをキュべット中で十分混合し、得られた混合物について、 450 η mにおける吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。
なお、酵素活性は、各基質で定められた波長における吸光度を 1分間で 1増加させ る酵素量を 1単位 (U :ユニット) として定義した。
中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性フエノー ルォキシダーゼ I I Iそれぞれについて、 各基質における測定波長及び結果を、 表 3、 表 4及び表 5に示す。
表 3 中性フエノールォキシダーゼ I 測定波長 (nm) (U)
パラフエ二レンジァミン 470 0.038
4-ヒドロキシインドール 470 0.005
2 -メトキシフエノール 470 0.022
2, 6-ジメトキシフエノール 70 0.234
カテコール 400 0.016
パラアミノフエノール 400 0.032
オルトァミノフエノール 420 0.072
シリンガルダザイン 530 0.596
ピリルビン 530 -0.215
ABTS 420 0.320
丽 S 490 - 0.017
L -チロシン 490 0.000 表 4 中性フエノ—ルォキシダ一ゼ 11
測定波長(nm) (U)
パラフエ二レンジァミン 470 0. 070
4-ヒドロキシインド一ル 470 0. 016
2-メトキシフエノール 470 080
2, 6 -ジメトキシフエノール 470 676
カテコール 400 032
パラアミノフエノール 400 068
オルトァミノフエノール 420 130
シリンガルダザイン 530 014
ピリルビン 530 -0. 458
ABTS 420 0. 752
NNS 490 -0. 032
L -チロシン 490 0. 000
表 5
中性フエノ一ルォキシダ一ゼ 111
測定波長 (nm) 活性 (U)
パラフエ: 470 0. 080
4 -ヒドロキシインドール 470 0. 022
2-メトキシフエノール 470 0. 075
2, 6-ジメトキシフエノール 470 0. 557
カテコール 400 0. 025
パラアミノフエノール 400 0. 072
オル卜ァミノフエノール 420 0. 174
シリンガルダザイン 530 1. 142
ピリルビン 530 -0. 100
ABTS 420 0. 847
NNS 490 -0. 015
L-チロシン 490 0. 000
表 3、表 4及び表 5のそれぞれの結果より、 中性フエノールォキシダーゼ I、 中性フ エノ一ルォキシダーゼ I I及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、フエノールォキ シダーゼ活性を有することがわかった。より詳しくは、中性フ ノ一ルォキシダ一ゼ I、 中性フエノールォキシダ一ゼ I I及び中性フエノールォキシダ一ゼ I I Iは、共にシリ ンガルダジン及び A B T Sの直接酸化(発色)反応を触媒することから、 ラッカーゼ活 性を有し、加えて、 ピリルビンの直接酸化による分解反応を触媒することから、 ビリル ビンォキシダーゼ活性をも有することが示される。 しかし、中性フエノールォキシダー ゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iは 共に Lーチロシンの直接酸化(発色)反 応を触媒しないことから、 チロシナ一ゼ活性は有していない。
また、中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノ一ルォキシダーゼ I I及び中性フ エノールォキシダ一ゼ I I Iは、フエノールォキシダーゼ ·メディエー夕一である A B TS、 NNSを基質として酸化することから、 これらの基質をメデイエ一夕一として仲 介することによる、 酵素反応の増強や、 従来触媒されにくかった (触媒されなかった) 反応をも効率よく行なうこと等ができる。 実施例 9 中性フエノールォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I及び中性 フエノールォキシダーゼ I I Iの基質特異性 (直接的酸化反応)
上記実施例 1の (5)で得られた中性フエノ一ルォキシダーゼ I及び中性フエノ一ル ォキシダーゼ I Iのそれぞれについて、種々の化合物に対する基質特異性(直接的酸化 反応) を、 基質の酸化重合による発色反応で測定した。
基質としては、 ジァミン化合物、 ァミノフエノール系化合物、 フエノール化合物及び その他の化合物 (抽出物) を用いた。 基質溶液として、 1. 0% (V/V) 〔パラーァ ミノフエノール、 トリメチルヒドロキノン、 ナフトール化合物、及びインドール化合物 は、 10% (V/V)] のジメチルスルホキシドを含む 0 - 01M 基質水溶液 (その 他の化合物については、 2. Omg/m 1の基質水溶液) を用いた。
詳細には、 前記酵素を含む酵素水溶液 0. 8mlに、 1. 0M リン酸ナトリウム 緩衝液 (pH6. 5) 0. 11!11又は1. 0M トリス塩酸緩衝液 (p H 9. 0) 0. 1m 1を添加し、 得られた混合物に、 0. 01M 基質溶液(その他の化合物につ いては、 2. Omg/m 1 ) 0. 1 m 1を混合した。 ついで、 得られた混合物につい て、 紫外可視分光光度計 (島津製作所社製、 商品名: UV— 2450) を用いて、 P及光 度の変化を測定し、 酵素活性 (発色活性) を調べた。 なお、 酵素活性は、 吸光度を、 1 分間で 1増加させる酵素量を 1単位 (U ;ユニット) として定義した。 比較のために、 ミロセシウム属菌類由来ビリルピンォキシダーゼについても、 同様に、 H6. 5及び 9. 0それぞれにおける基質特異性を調べた。
実施例 1の(7)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I I Iの、種々の化合物に 対する基質特異性 (直接的酸化反応) を、 基質の酸化重合による発色反応で測定した。 基質としては、 ジァミン化合物、 ァミノフエノール化合物、 フエノール化合物、 ナフ トール化合物、 インドール化合物及びその他の化合物 (抽出物) を用いた。基質溶液と して、 1% (V/V) 〔パラ一アミノフエノ一ル、 トリメチルヒドロキノン、 ナフ! ^一 ル化合物、 及びインドール化合物は 10% (V/V)] のジメチルスルホキシドを含む 0. 01M 基質水溶液(その他の化合物については、 2. OmgZm 1の基質水溶液) を用いた。
具体的には、 前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iの 画分 0. 005mlと、 0. 2M リン酸ナトリウム緩衝液 (p H 6. 5) 又は 0. 2M トリス塩酸緩衝液 (pH 9. 0) 0. 5m 1と、 蒸留イオン交換水 0. 39 5mlと、 前記基質水溶液 0. 1mlと十分混合した。 得られた混合物について、 紫 外可視分光光度計 〔島津製作所社製、 商品名: UV— 2450〕 を用いて、 各基質で定 めた波長における吸光度の変化を測定することにより、 酵素活性を評価した。
なお、酵素活性は、 各基質で定めた波長における吸光度を、 1分間で 1増加させる酵 素量を 1単位 (U :ユニット) として定義した。
直接的酸化反応の結果を、 比活性で表 6に示す。 表 6
測定波長 比活性 (U/mg夕ンパク質)
I nm") フエノ-ル才キシタ' -セ' I
pH6. 5 pH9. 0 ί 合輪
オルトーフ r二レンジァ ^ン 430 6. 2 0. 4 ゾ^ラ レンジァ ^、/ 470 5. 0 0. 8
N N-ジ、乂キ z-ペラ-フエ.二レンジァ 470 15. 9 0. 4 ト 1 1レン- 3 Λ—、 ア ン 470 3. 0 0. 3
7 —アミノ、 マ: r二 Jレア^ 470 2. 9 0. 4
2 - ロロ- 1 4 フエニレ、パ マ 、 450 7. 8 0. 2
[J—ジア ノ 卜 JI ン 470 4. 3 0. 2 アミ フエ ー Ϊレヒ合物
ォ Jレ卜—ァ ノフて ノー Jレ 450 20. 9 2. 9
^~γ ^ノフ ノー JI 405 7. 0. 1
5—7 ノ— 2— キ Jレフエノ一 Jレ 405 0. 5 0. 1 フエ ノー Jレヒ合物
450 8. 1 0. 3
? υ 、" ト 1 キシフ::ノー Jレ 470 33. 9 0. 1 カテコ—)レ 405 2. 1 0. 2 。 D卜 1 ¾亍クノ酸 405 0. 5 0. 0
+フ 1^ ル 含物
1ー+フ卜 1 Jレ 405 0. 9 0. 4
450 20. 9 6. 0
470 2. 9 1. 0 ィンドール化合物
4-ヒドロキシインドール 405 3. 2 0. 6
5-ヒドロキシインドール 405 1. 1 0. 1 その他の化合物
カテキン (緑茶抽出物) 405 0. 8 0. 2 リグニンアル力リ抽出物 (稲由来) 450 2. 5 0. 4 リグニンアル力リ抽出物 (針葉樹由来) 450 1. 9 1. 8
表 6続き
测 县 比活性(ϋ/mgタンパク質) ノエノ iv Vy 1! 11 ynv. 0 riy. U
^ ^ 、ノ ^ i¾
Π 1—フ丫 — * 1 - A.O ¾nU に L U. Z
/、ノ―ノェ < -レノン z ¾ A■ IΠ u b。 o (i。 ό 丄 , 1 ノノ?、キノ―ノ Π /、ノ一ノ 丄丫■— * 1 ノ ノ ^ I U u.0 U.0
11 1ノ、ノ一 3 Α-^^ ^ 、ノ 470 4.4 U, 4
j^^ -y ノ フ丫
ゾ 一 ^ J- -一 ~~ *ノ)レァ ^ ヽノ
ノ ~- - 4: ί U 0. U U,
9-/ Γ 1—Τ! ΓΙ-1 I, 4 f·—ノ 丄丫<一 >~ - 1 zノ- Yノ - ^ ノヽノ' Do L U. L ώ, ンノ べ ノ にノ Α Π c b.7 / U. I
^r 1 ノ ノゾ フノ ~r ノーノ ¾u u 01. 0 厶 1
/パヽ ノー ^
ノ ^ ^ / っノ 丄ノ / ノ Jレ! two 7
0. ί u.丄
5 d—ァノ ^ . ノ -9- 午ノ Πレノフノ τ ノ一ノ Jし ¾Ud U. 1 ノ ノ ノ Ίし口^!/
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ノ I-1 ノ ノ U. o U. U ノ ノ Γ* ノ 1し口 ·¾/
1 1—十ノ ノ k P―ノ πノ
レ n U. 7 ( Π 9 丄, 1 ΓΐΦシ十ノ フノ 卜 1一ノ Jレレ 18.7 1.9
1, 5-ジヒドロキシナフトール 470 4.2 0.3 インド一ル化合物
4-ヒドロキシインド一ル 405 5.1 0.4
5 -ヒドロキシインド一ル 405 2.6 0.1 その他の化合物
カテキン (緑茶抽出物) 405 0.6 0.2 リグニンアル力リ抽出物 (稲由来) 450 1.3 0.5 リグニンアル力リ抽出物 (針葉樹由来) 450 1.1 2.4
表 6続き
基質 測定波長 比活性 (U/mgタンパク質)
(nm) フエノ-ルォキシタ" -セ' II I
pH6. 5 pH9. 0 ジアミン化合 3
才 Jレ卜 フ " 二レンジアミン 430 8, 7 0„ 2 ゾヽ °ラ -フエ二レンジァミン 470 7 0 0 2
N, N—ジメチリレ—八 aラ—フエ二レンジァ、ミン 470 3. 6 0. 0 卜リレン- 3 4一ジァ ン 470 0. 8 0. 0 パラ—アミノジフエニルァ ン 470 2. 9 0. 0
2-ク口口- 1, 4-フエ二レンジァミン 450 10. 1 0. 0
2, 5-ジアミノ トルェン 470 5. 2 0. 0 アミ》 了ノー JW匕合物
オルト-アミノフエノ一ル 450 24. 1 2. 3 ゾヽ。ラ一マミ ノフ; Γ ノー^ 405 10. 4 0. 0
5—ア^ノー 2—メチ)レフェノール 405 1 4 0. 0 フエ 一Π ヒ合物
2 -メ キシフエノール 450 2. 0 0. 2
2 6—ジ トキシフ: rノール 470 63. 3 0. 2 カテコー レ 405 4. 4 0. 0 プロ卜力テク酸 405 2. 1 0. 9 ナフ 1 Jレ ίヒ合物
1一ナフ 1 リレ 405 0. 7 0. 1
450 15. 5 1. 9
1, 5-ジヒドロキシナフ 1 ル 470 2. 8 0. 0 インドール化合物
4-ヒドロキシインドール 405 3. 8 0. 0
5-ヒドロキシインドール 405 2. 6 0. 0 その他の化合物
カテキン (緑茶抽出物) 405 0. 7 0. 0 リグニンアルカリ抽出物 (稲由来) 450 3. 3 0. 0 リグニンアル力リ抽出物 (針葉樹由来) 450 3. 7 0. 0
表 6糸冗さ
—基 測定波長 比活性 (U/mgタンパク質)
ビリルビンォキシダ -セ'
n 1JH ifiu, 0
ジァ 化合輪
ォ ζ k --/ -r レンジア ン 430 U. u Π υ. Πリ
パラ—フて一レンジア ン 470 Q A
チ Jレ ラ-フて—レ 1, ァ Sン 470 9 δ
卜リレン— 3 4—ジァ 5ン 470 リ, υ π υ. 1
-ア ノ、 フ 二 JJア^ン 470 1 4-
2— ロ口— 1 4—フ: r レンジァ 、 450
2 ^ノ卜 レエ、 470 Q 9 η υ. 1
y ^ノフ: ϋノー Jl i合
オルト—アミノフエノー レ 450 1 R Q ϋ ¾
η =,-γ ¾ノフエ ノー / J1/ 405 η υ. ο Π 9
5—ァ;;ノ -2-ヌチ π ノ一レ 405 Π 1
マ; rノー Jレ i~J
2—メトキ ノフ: rノール 450 π η
? ώ, u 、、 、卜キシフ rノール 470 η A 1 7
ノ fl亍コ—)レ 405 Π 9
プロ卜 , ¾テク酸 405 υ. υ υ. υ
十フ } ^一 Jレ 含物
1一十フ K― ϊし 405 0. 1 1. 0
1 3-ジヒドロキシ十フトール 450 12. 6 16. 7
470 3. 3 5. 1
ィンドール化合物 ル
4-ヒドロキシインドール 405 1. 8 2. 7
5-ヒドロキシインドール 405 0. 1 0. 1
その他の化合物
カテキン (緑茶抽出物) 405 0. 6 1. 4
リグニンアル力リ抽出物 (稲由来) 450 0. 6 1. 6
リグニンアル力リ抽出物 (針葉樹由来) 450 3. 5 3. 8
その結果、表 6に示されるように、 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I、 中性フエノール ォキシダーゼ I I及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、 中性条件 ( ρ Η 6 . 5 ) 下で、 ジァミン化合物、 ァミノフエノール化合物、 フエノール化合物等の様々な基質の 酸化反応を強く触媒した。 また 中性フエノールォキシダ一ゼ Iは、 以下に示すような基質特異性を示した: 1 ) ジァミン化合物を基質とした場合、 いずれの基質に対しても、 中性 ( ρ Η 6 . 5 ) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 なかでも、 特に、 Ν, Ν ジメチル—パラ —フエ二レンジァミンの酸化反応を強く触媒した。
2) アミノフエノ一ル化合物を基質とした場合、いずれの基質に対しても、中性(p
H6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 なかでも、 特に、 オルト一アミノフ ェノールの酸化反応を強く触媒した。
3) フエノ一ル化合物を基質とした場合、いずれの基質に対しても、中性(PH6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 なかでも、 特に、 2, 6—ジメトキシフエ ノールの酸化反応を強く触媒した。
4) ナフトール化合物を基質とした場合、いずれの基質に対しても、中性(p H 6.
5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 なかでも、 特に、 1, 3—ジヒドロキシナ フタレンの酸化反応を強く触媒した。
5) インドール化合物を基質とした場合、いずれの基質に対しても、中性(pH6.
5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。
6) その他の化合物 (抽出物) を基質とした場合、 いずれの基質に対しても、 中性 (pH6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。
さらに、 中性フエノールォキシダーゼ Iは、 中性 (pH6. 5) 条件下とアルカリ性 (pH9. 0)条件下での比活性を比較した場合、様々な基質において、中性(pH6. 5) 条件下での比活性のほうが、 アルカリ性 (pH9. 0) 条件下での比活性よりも高 いことがわかった。
また、 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ Iは、 リグニンアルカリ抽出物(針葉樹由来) を 基質とした場合、 中性 (pH6. 5) 条件下でも強い触媒活性を示したが、 アルカリ性 (pH9. 0) 条件下でも同等の強い触媒活性がみられた。
また、 ミロセシウム属菌類由来ピリルビンォキシダ一ゼは、 中性 (pH6. 5) 条件 下での比活性とアルカリ性(pH9. 0) 条件下での比活性とを比較した場合 ジアミ ン化合物及びカテコール以外の基質では、 中性(PH6. 5) 条件下での比活性よりも アルカリ性 (pH9. 0) 条件下での比活性が高く、 前記中性フェノ一ルォキシダーゼ Iとは大きく異なっていることがわかった。
中性フエノールォキシダ一ゼ I Iは、 以下に示すような基質特異性を示した:
1) ジァミン化合物を基質とした場合、 いずれの基質に対しても、 中性( PH6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 この中でも特に、 N, N—ジメチルーパラ —フエ二レンジァミンの酸化反応を強く触媒した。
2) アミノフエノ一ル化合物を基質とした場合、いずれの基質に対しても、中性(P H6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 この中でも特に、 オルト-アミノフ ェノールの酸化反応を強く触媒した。
3) フエノール化合物を基質とした場合、いずれの基質に対しても、中性(pH6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 この中でも特に、 2, 6—ジメトキシフエ ノールの酸化反応を強く触媒した。
4) ナフトール化合物を基質とした場合、いずれの基質に対しても、中性(ρΗ6·
5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 この中でも特に、 1, 3—ジヒドロキシナ フ夕レンの酸化反応を強く触媒した。
5) インドール化合物を基質とした場合、いずれの基質に対しても、中性(ΡΗ6.
5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。
6) その他の化合物(抽出物) を基質とした場合、 いずれの基質に対しても、 中性 (ρΗ6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。
さらに、 中性フエノールォキシダーゼ I Iは、 中性 ( Ρ Η 6. 5) 条件下での比活性 とアルカリ性(ρΗ9. 0) 条件下での比活性とを比較した場合、 リグニンアルカリ抽 出物(針葉樹由来) を基質とした場合以外は、様々な基質において、 中性(ρΗ6· 5) 条件下での比活性のほうが アルカリ性(ρΗ9. 0) 条件下での比活性よりも高いこ とがわかった。 また、 中性フエノールォキシダーゼ I Iは、 リグニンアルカリ抽出物 (針葉樹由来) を基質とした場合、 中性(PH6. 5) 条件下でも強い触媒活性を有していたが、 アル カリ性 (pH9. 0) 条件下でさらに強い触媒活性がみられた。
一方、 ミロセシウム属菌類由来ビリルピンォキシグーゼは、 中性(pH6. 5) 条件 下での比活性とアル力リ性 (pH9. 0) 条件下での比活性とを比較した場合、 ジアミ ン化合物及び力テコール以外の基質では、 中性(pH6. 5) 条件下での比活性よりも アルカリ性 (pH9. 0) 条件下での比活性が高く、 中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I とは大きく異なっていることがわかった。
また、中性フエノールォキシダーゼ I I Iは、以下に示すような基質特異性を示した。
(1) ジァミン化合物を基質とした場合、いずれの基質に対しても、中性(pH6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 なかでも、 特に、 2—クロロー 1, 4—フ ェニレンジァミンの酸化反応を強く触媒した。
(2) ァミノフエノール化合物を基質とした場合、 いずれの基質に対しても、 中性 (pH6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒し 。 なかでも、 特に、 オルト一アミ ノフエノールの酸化反応を強く触媒した。
(3) フエノール化合物を基質とした場合、 いずれの基質に対しても、 中性(pH 6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 なかでも、 特に、 2, 6—ジメトキシ フエノールの酸化反応を強く触媒した。
(4) ナフトール化合物を基質とした場合、 いずれの基質に対しても、 中性(pH 6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。 なかでも、 特に、 1, 3—ジヒドロキ シナフタレンの酸化反応を強く触媒した。
(5) インドール化合物を基質とした場合、 いずれの基質に対しても、 中性 (pH 6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。
(6) その他の化合物 (抽出物) を基質とした場合、 いずれの基質に対しても、 中 性 (pH6. 5) 条件下で、 基質の酸化反応を触媒した。
さらに、 中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iは、 中性(PH6. 5) 条件下とアル力 リ性 (PH9. 0) 条件下での比活性を比較した場合 中性 (pH6. 5) 条件下での 比活性のほうが、 アルカリ性(pH9. 0)条件下での比活性よりも高いことがわかつ た。
一方、 ミロセシウム属菌類由来ビリルピンォキシダーゼは、 中性 (pH6. 5) 条件 下での比活性とアルカリ性 (pH9. 0) 条件下での比活性とを比較した場合、 ジアミ ン化合物及びカテコール以外の基質では、 中性 (pH6. 5) 条件下での比活性よりも アルカリ性(pH9. 0) 条件下での比活性が高く、 中性フエノールォキシダーゼ I I Iとは大きく異なっていることがわかった。
前言 3フラムリナ べレティぺス〔F 1 ammu l i na v e 1 u t i p e s ; I FO 30601株の中性フエノールォキシダ一ゼ I、中性フエノールォキシダーゼ I I 及び中性フエノールォキシダーゼ I I Iによれば、所望の基質に対する反応に応じて反 応 p H条件を変更することなく、中性条件下で様々な基質を効率よく酸化させることが できる。 これにより、環境、 人体等に対する影響が少ない温和な条件下での反応が可能 であり、前記中性フエノールォキシダ一ゼ I、中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I及び中 性フエノールォキシダーゼ I I Iは、 フエノール樹脂の製造、 人工漆塗料の製造、接着 剤の製造、 有機化令物の合成、 染色、 廃液処理、 毒性化合物の解毒、 木質の改善、 合成 版の製造、 土壌の改良等の多方面への幅広い応用が期待される。 実施例 10 中性フエノ一ルォキシダーゼ I、中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I及び中 性フエノールォキシダーゼ I I Iそれぞれの脱色活性
前記実施例 1の(5)で得られた中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I、 中性フエノールォ キシダ一ゼ I I及び前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iについて、種々の染料に対する脱色活性を、染料が持つ紫外可視吸収スぺクトルの極 大値の変化により測定した。
詳細には 前記前記実施例 1の(5)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I又は 中性フエノ一ルォキシダーゼ I Iを含む酵素水溶液 0. 8 m 1に 1. 0 M リン酸ナ トリウム緩衝液 (PH6. 5) 0. 1 m 1を添加し、 得られた混合物に、 0. 2mg Zml 染料水溶液 0. lmlを混合した。 ついで、 得られた混合物について、 紫外 可視分光光度計 (島津図製作所社製、 商品名: UV— 2450) を用いて、 吸光度の変 化を測定し、 酵素活性 (脱色活性) を調べた。
前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I I Iについて、種々 の染料に対する脱色活性を、染料が持つ紫外可視吸収スぺクトルの極大値の変化により 測定した。
詳細には、 前記実施例 1の(7)で得られた中性フエノールォキシダーゼ I I Iの画 分 0. 005m 1と、 蒸留イオン交換水 0. 395m 1と、 0. 2M リン酸ナト リウム緩衝液 (PH6. 5) 0. 5mlと、 0. 2mgZml 染料水溶液 0. 1 mlとを十分混合し、 得られた混合物について紫外可視分光光度計 〔島津製作所社製、 商品名: UV— 2450) を用いて吸光度の変化を測定し、 酵素活性 (脱色活性) を調 ベた。
なお、 酵素活性は、 吸光度を、 1分間で 1増加させる酵素活性を 1単位 (U ;ュニッ ト) として定義した。比較のために、 ミロセシウム属菌類由来ピリルビンォキシダ一ゼ についても、 同様に、 脱色活性を調べた。
各染料の測定波長及び脱色活性の結果を 比活性で表 7に示す。 表 7
染料 測定波長 比活性 (U/mgタンパク質)
(nm) 中性フエノ-ル才キシタ' -セ
ミロセシウム属菌-類由来 I I I I I I ビリルリン才キシダ -セ' ナチュラルオレンジ 6 450 -0. 06 0. 04 0. 00 0. 01
ァシッドオレンジ 8 480 0. 14 0. 19 0. 00
ァシッドバイォレツト 1 7 550 - 0. 17 - 0。 12 0. 55 0. 09
レマゾ一ルブリリアントブル '一 R 600 0. 11 0. 02 0. 00 -0. 06 エバンスプル一 630 -0. 86 - 0. 23 -0. 31 1. 03
ァシッドプル一 8 0 630 - 0. 50 -0. 07 -0. 31 - 0· 37
その結果、表 7に示されるように、 中性フエノールォキシダ一ゼ Iは、 ナチュラルォ レンジ 6、アシッドバイオレット 1 7、エバンスブルー及びァシッドブルー 8 0に対し て、 脱色活性を示した。
また、表 7に示されるように、 中性フエノールォキシダーゼ I Iは、 アシッドバイオ レット 1 7、 エバンスブル一及びァシッドブル一 8 0に対して、 脱色活性を示した。 また、表 7に示されるように、 中性フエノ一ルォキシダーゼ I I Iは、 エバンスブル 一 卜
及びァシッドブルー 8 0に対して、 脱色活性を示した。
さらに、中性フエノールォキシダーゼ Iは、中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I及び中 性フエノールォキシダーゼ I I Iと比較して、ナチュラルオレンジ 6に対する脱色活性 が異なっていることがわかつた。
また、中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I I Iは、中性フエノ一ルォキシダ一ゼ I及び中 性フエノ一ルォキシダ一ゼ I Iと比較して、ァシッドバイオレツト 1 7に対する脱色活 性が異なっていることがわかった。
一方、 ミロセシウム属菌類由来ピリルビンォキシダーゼは、前記中性フエノールォキ シダーゼ Iとは., ナチュラルオレンジ 6、 ァシッドオレンジ 8、 ァシッドバイオレツト 1 7、レマゾールブリリアントブルー R、エバンスブルーにおいて大きく異なっていた。 また、 前記中性フエノ一ルォキシダーゼ I Iとは、 ァシッドオレンジ 8、 ァシッドバイ ォレツト 1 7、 レマゾールブリリアントブルー R、エバンスブルーにおいて大きく異な つていた。 また、 前記中性フエノールォキシダーゼ I I Iとは., アシッドオレンジ 8、 レマゾールブリリアントブルー R、 エバンスブル一において大きく異なっていた。
中性フェノ—ルォキシダーゼ I、中性フェノ一ルォキシダーゼ I I及び中性フエノ一 ルォキシダーゼ I I Iは、中性条件下で染料を効率よく脱色することができる。 これに より、前記中中性フエノ一ルォキシダーゼ I、中性フエノールォキシダ一ゼ I I及び中 性フエノールォキシダーゼ I I Iは、廃液処理、脱色、洗濯時の色移り防止等の多方面 への幅広い応用が期待される。 実施例 1 1 中性フ ノールォキシダーゼ I及び中性フエノールォキシダーゼ I Iに よる染毛試験
上記実施例 1の( 5 )で得られた中性フエノールォキシダーゼ I又は中性フエノール ォキシダーゼ I Iを用いた染毛試験は、パラーフエ二レンジアミンを染料として用いて、 ャク毛束及び羊毛布を酸化重合によつて染色することにより行なった。
詳細には、染毛試験においては、染料としてパラーフエ二レンジァミン 0 . 5 gと、 増粘剤としてヒドロキシェチルセルロース 0 . 7 5 gと、界面活性剤として硬化ヒマ シ油 1 . 0 gと、 高級アルコールとしてセタノール 0 . 2 5 gと、 ミリスチルアル コール 0 . 2 5 gとを添加し、 得られた混合物の p Hを、 乳酸 0 . 5 gとモノエタ ノールァミンとにより、 7 . 0に調整し、 イオン交換水により重量を 5 0 gとすること により得られた組成物を用いた。 また、 ャク毛束 1 gと羊毛布 1枚 ( 2 X 3 c m) に対 して、 この組成物を 2 gと、中性フエノールォキシダ一ゼ I又は中性フエノールォキシ ダ一ゼ I Iの酵素液を p H 7 . 0においてパラーフエ二レンジァミンに対して合計 1 . 0 Uになるように添加した混合物を塗布し、 3 0 °Cで 1時間保持した。 その結果、ャク毛束及び羊毛布は、中性フエノールォキシダ一ゼ I又は中性フエノー ルォキシダーゼ I Iを用いることにより、 黒く染色された。 産業上の利用可能性
本発明の中性フエノールォキシダーゼは、 安定的に、 種々の基質、 特に、 フエノール 化合物、アミノフエノ一ル化合物及びジァミン化合物に対して.,中性付近の p Hで効率 よく反応させる際に用いられぅる。また、本発明の中性フエノールォキシダ一ゼの生産 方法によれば、 本発明の中性フエノールォキシダーゼを、 効率よく、 簡便に、 安価に、 かつ大量に得ることができる。 さらに、本発明の抗体によれば、本発明の中性フエノ一 ルォキシダーゼを、簡便に、回収、精製できる。また、本発明の染色方法によれば、種々 の染料、 具体的には、 フエノール化合物、 ァミノフエノール化合物、 ジァミノフエノー ル化合物等による、 簡便で、 効率よい繊維や毛髪の染色を可能にし、 さらには、 環境、 人体等への影響を低減させることができる。 さらに染色用組成物によれば、簡便で、効 率のよい、 繊維や毛髪の染色を可能にし、 さらには、 環境、 人体等への影響を低減させ ることができる。

Claims

請求の範囲
1. 以下の特性:
(1) 至適 pH: 5. 0〜7. 0
(2) 基質特異性
i ) N, N—ジメチルーパラ一フエ二レンジァミン、 オルト一ァミノフエノール、
2, 6—ジメトキシフエノール、 1, 3—ジヒドロキシナフトール及び 4—ヒドロキシ ィンドールそれぞれの酸化による発色反応を pH 6. 5付近で触媒する
i i) リグニンアルカリ抽出物の酸化的重合反応を触媒する
を有する中性フエノールォキシダーゼ。
2. 下記 (3) 〜 (7):
(3) 28 kD a (S D S- PAGE法により算出)
(4) 11安定性: 118. 0〜9. 0において、 30°Cで 20時間のインキュべ一 ション条件下、 少なくとも 70 %の相対残存活性を維持する
( 5 ) 至適温度: 30〜 50 °C
( 6 ) 熱安定性:
I) 0° (:〜 30°Cにおいて、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ンキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 80 %の相対残存活性を維持する
II) 0°C〜30°Cにおいて、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィ ンキュベ一ション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する
(7) 等電点:約 7· 4
の特性、 又は
下記 (3 ') 〜 (7 '): (3,) 35 kD a (SDS- PAGE法により算出)
(4') ρΗ安定性: pH7. 0〜10. 0において、 30 °Cで 20時間のインキュ ベーション条件下、 少なくとも 75 %の相対残存活性を維持する
(5 ') 至適温度: 30〜60
(6') 熱安定性:
I ') 0°C〜50°Cにおいて、 H 7. 0で 1時間のィンキュベ一ション条件下、 ィンキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する
II') 0° (:〜 50°Cにおいて、 pH9. 0で 1時間のィンキュベーション条件下、 ィンキュベーション前の活性に対し、 少なくとも 70 %の相対残存活性を有する
(7') 等電点:約 6. 8
の特性、 又は
下記 (3,,) 〜 (7,,):
(3 ") 45 kD a (SDS- PAGE法により算出)
(4',) 《[安定性: 118. 0~10. 0において、 30°Cで 20時間のインキュ ベーション条件下、 少なくとも 70 %の相対残存活性を維持する
(5 ") 至適温度: 30〜60°C
(6") 熱安定性:
I ") 0°C〜30 において、 pH7. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベ一ション前の活性に対し、 少なくとも 80 %の相対残存活性を維持する
II") 0°C〜40°Cにおいて、 pH9. 0で 1時間のインキュベーション条件下、 ィンキュベ一シヨン前の活性に対し、 少なくとも 90 %の相対残存活性を維持する
(7 ") 等電点:約 6. 8
の特性
をさらに有する、 請求項 1記載の中性フエノ一ルォキシダーゼ。
3. フラムリナ(F 1 ammu 1 i n a)属に属する担子菌が生産する、 請求項 1又 は 2記載の中性フエノールォキシダーゼ。
4. フラムリナ(F 1 ammu 1 i n a) 属に属する担子菌が、 エノキタケ 〔フラム リナ ベルティぺス (F 1 ammu 1 i n a ve l u t i p e s)] に属する担子菌 である、 請求項 1〜 3いずれか 1項に記載の中性フエノールォキシダーゼ。
5. エノキタケ〔フラムリナ ベルティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e 1 u t i p e s)] に属する担子菌が、 フラムリナ ベルティぺス (F 1 ammu 1 i n a v e l u t i p e s)〕 I F〇 30601株である、 請求項 1〜 4いずれか 1項に記載 の中性フエノールォキシダーゼ。
6. フラムリナ (F 1 ammu 1 i n a) 属に属する担子菌を、 pH6. 0-12. 0で培養することを特徴とする、 中性フエノールォキシダーゼの生産方法。
7. 中性フエノ一ルォキシダーゼが、請求項 1又は 2記載の中性フエノ一ルォキシダ ーゼである、 請求項 6記載の生産方法。
8. 請求項 1〜 5いずれか 1項に記載の中性フエノールォキシダーゼに対する抗体。
9. 請求項 1〜 5いずれか 1項に記載の中性フエノールォキシダーゼを含有してなる 染色用組成物。
1 0 . 染料をさらに含有してなる、 請求項 9記載の染色用組成物。
1 1 . 請求項 1〜 5いずれか 1項に記載の中性フエノールォキシダ一ゼの存在下に、 染色対象物と染料とを接触させて、該染色対象物を染色することを特徵とする、染色方 法。
PCT/JP2004/002725 2003-03-07 2004-03-04 中性フェノールオキシダーゼ WO2004078958A1 (ja)

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