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JPS59132889A - L−アラニンデヒドロゲナ−ゼの製造法 - Google Patents

L−アラニンデヒドロゲナ−ゼの製造法

Info

Publication number
JPS59132889A
JPS59132889A JP58006338A JP633883A JPS59132889A JP S59132889 A JPS59132889 A JP S59132889A JP 58006338 A JP58006338 A JP 58006338A JP 633883 A JP633883 A JP 633883A JP S59132889 A JPS59132889 A JP S59132889A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
streptomyces
alanine
alanine dehydrogenase
producing
mono
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58006338A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Ito
伸哉 伊藤
Kuniyoshi Matsunaga
松永 国義
Tadahiko Inukai
忠彦 犬飼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amano Enzyme Inc
Original Assignee
Amano Pharmaceutical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amano Pharmaceutical Co Ltd filed Critical Amano Pharmaceutical Co Ltd
Priority to JP58006338A priority Critical patent/JPS59132889A/ja
Publication of JPS59132889A publication Critical patent/JPS59132889A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はストレプトミセス属に属するし一アラニンデヒ
ドロゲナーゼ(L−Alanine dehydrog
en−ase  (EC’1.4.1.1) 、以下A
NDHという)生産能を有する菌株をDL−アラニンを
含む培地に培養し、得られた培養物からAβDHを採取
することを特徴とするAJDHの製造法に関する。
AβDHは、L−アラニン+NAD” + ’H20!
ピルビン酸十NH3++ NADH+ H+の反応を触
媒しL−アラニンの定量あるいはL−アラニンを含有す
るペプチドを基質とし種々のペプチダーゼを作用させ、
それより遊離するし一アラニンをAβDHで測定するこ
とによるペプチダーゼの活性測定法に利用される酵素と
して重要である。さらに、近年にはピルビン酸、アンモ
ニウム塩、NADHの存在下本酵素を作用せしめL−ア
ラニンを合成するなどの酵素反応器に使用する酵素とし
て注目されている。
従来AβDHの生産菌としてはバチルス・セレウス〔ジ
ャーナル オブ バクテリオロジー(J。
Bacteriol、) 76巻、578頁、 195
8年〕、バチルス・ズブチリス〔バイオキミカ エ バ
イオフィジカアクタ (Biochim、 Bioph
ys、 Acta) 96巻、248頁、 1965年
) 、バチルス・スファエリカス〔ヨーロピアン ジャ
ーナル オブ バイオケミストリー(Eur、J、 B
iocheIll、 )  100巻、29頁、  1
979年〕、サーマス・サーモフィラス〔バイオキミカ
 エバイオフィジカ アクタ(BiochiIIl、 
Biophys。
^cta) 615巻、34頁、 1980年〕、ハロ
バクテリウム・サリナリイウム〔同誌570巻、1頁、
 1979年〕、ストレプトミセス・クラブリゲルス〔
アーカイフ゛ス オフ゛ マイクロバイオロジー(Ar
ch、 Mic−robiol、 ) 125巻、13
7頁、 1980年〕が知られている。上記菌株よりA
 j! D Hを取得するには通常の炭素源、窒素源、
無機塩に誘導物質としてD−アラニンまたはL−アラニ
ンを添加した培地に培養する  。
方法が行われているが、AβDHの生産性、価格などの
点から十分満足できるものではなかった。
本発明者らはAβDHを生産する菌株を検索しその製造
法について検討を重ねたところ、ストレプトミセス属に
属する菌株を、誘導物質としてDL−アラニンを含む培
地に培養するとAβDHが著量蓄積されることを見いだ
した。DL−アラニンはし一アラニンまたはD−アラニ
ンに比較して極めて安価であり、その産業的価値は大き
なものがある。
さらに、本発明者らは得られた培養物からjlDHを精
製するに当たってエチレンジアミン四酢酸(以下II!
DTAという)な8の金属キレート剤を使用することに
より混在するペプチダーゼが容易に除去されることを知
り、その結果Aj!DHを高収率で得ることに成功した
。ペプチダーゼは、AJDHをペプチダーゼ活性測定用
酵素の一つとして使用する場合には混在してはならない
ものとされている。
本発明で使用されるストレプトミセス属に属する菌株と
はストレプトミセス・グリセオルテラス(Strept
omyces griseoluteus ) 、スト
レプトミセス・ヒゲロスコピカス(S、 hygros
copicus) 、。
ストレプトミセス・アルボロンゲス(S、 albol
o−ngus) 、ストレプトミセス・リモサス(S、
 rimo−SUS ) 、ストレプトミセス・ファエ
オクロモゲネス(S、 phaeochromogen
es ) 、ストレプトミセス・リディカス(S、 I
ydicus) 、ストレプトミセス・カエスピトサス
(S、 caespi tosus) %ストレプトミ
セス・コエリコロル(S、 coeLicolor )
 、ストレプトミセス・ロゼウス(S、 roseus
 ) 、ストレプトミセス・アルプス(S、 albu
s) 、ストレプトミセス・オリボクロモゲネス(3,
01ivochro−mogenes )−、ストレプ
トミセス・ルベル(S、 ru−ber ) 、ストレ
プトミセス・グリセウス(S、 gr−iseus )
またはストレプトミセス・メラノスポレア(S、 me
lanosporea )などである。これらのうち特
に好ましいのはストレプトミセス・グリセオルテラス(
S、 griseoluteus ) IAM 006
0、ストレプトミセス・ヒゲロスコピカス(S、 hy
groscopi−cus ) IFO3934、スト
レプトミセス・リモサス(S、 rimosus) I
FO3226またはストレプトミセス・ファエオクロモ
ゲネス(S、 phaeochromogenes )
IFO3149である。
上記菌株をDL−アラニンを含む培地に培養し、従来知
られているバチルス・スファエリカス菌との/IDHI
D性の比較を行った。(第1表)第1表 第1表から、本発明法の有用性がわかる。
本発明法において使用される培地としては種々の炭素源
、窒素源、無機塩ならびにDL−アラニンを含む培地で
あれば合成培地、天然培地いずれでも用いることができ
る。培養形態は固体培養、液体培養のいずれでもよいが
、本酵素は菌体内酵素であるから集菌に便利な液体培養
が好ましい。
DL−アラニンの培地への添加量は0.1〜10%であ
り、より好ましくは0.5〜2%である。ストレプトミ
セス・ファエオクロモゲネスIP03149株を麦芽エ
キス、酵母エキスおよび無機塩からなる栄養培地に培養
したときのoL−アラニン添加の効果を第2表に示す。
第2表 本発明において用いられる菌株の培養条件について述べ
ると、培養温度は菌が生育し/IDHが生産される範囲
内であればいずれの温度でもよいが、好ましくは25〜
35℃である。puは通常6〜8の範囲で行われる。培
養時間は酵素力価が最高に達する時間を選べばよく、通
常24〜48時間である。
以上のようにして得られた培養物からA11DHを採取
するには、本酵素が菌体内に存在するためまず菌体の破
砕を行う。すなわち、培養物をそのまま、好ましくはろ
過または遠心分離により菌体のみを集め超音波、アルミ
ナ磨砕などの機械的方法によって菌体を破砕する。その
後、ろ過もしくは遠心分離によって固形物を除き粗酵素
液を得、さらに本酵素液を塩析、有機溶媒沈澱、吸着ク
ロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、ゲ
ルろ過などの公知の精製方法を適宜組合せることにより
精製AJDH標品が得られる。
ここで、前記したように本発明者らは精製の一手段とし
て金属キレート剤を用いると混在するペプチダーゼが容
易に除去されることを知った。金属キレート剤としては
EDTA 、α、α゛−ジピリジル、0−フェナンスロ
リンなどが例示され、使用に当たっては精製段階の任意
の点において酵素溶液に添加するだけでよい。添加濃度
は0.1〜101であり、より好ましくは0.5〜2m
Mである。
ストレプトミセス・ファエオクロモゲネスlPO314
9株の培養菌体を、1mM RDTAを含む20mM 
)リス塩酸緩衝液に懸濁しセルミル(エドムント・ヴユ
ラー社製)にて破砕することにより粗酵素抽出液を得た
。この液に硫酸アンモニウムを50%飽和になるように
加えてAl1Df(を沈澱させ、沈澱を上記と同じ緩衝
液に溶解したのちセファデックスG−25(ファルマシ
ア社製)でゲルろ過、次いでDBAE−セルロース(ブ
ラウン社りカラムクロマトグラフィーを行い、各段階の
、M!DH活性およびペプチダーゼ活性を測定した。E
DTAを加えないで、他は上記と同様に操作した場合と
の比較を第3表に示す。なおペプチダーゼ活性の測定は
公知のロイシンアミノペプチダーゼ測定用試薬であるL
APC−テストワコー(和光純薬社製)を使用した。
第3表 第3表に示す通り EDTAを添加することにより容易
にペプチダーゼが除去されることがわかる。
無添加の場合はさらに複雑な精製工程が必要となる。
上記方法により極めて低廉な培地原料を使用して著量の
Aj!DHを蓄積せしめることができ、かつ簡単な操作
によりペプチダーゼを含まないAβDHが収率よく得ら
れた。
次ぎに以上のようにして得られたAβDHの活性測定法
および理化学的性質について述べる。
AβDHの酵素活性はL−アラニンとニコチンアミドア
デニンジヌクレオチド(以下NAD+という)を基質と
して酵素を反応させ、生成するNAD!(を340nm
における吸光度の増加から測定することにより算出され
る。すなわち、0.1Mグリシン−NaOH緩衝液(p
H10,0) 0.87me、21mM NAD” 0
.05me、0.5 M L−アラニン0.06−およ
び酵素溶液0.02−を混合し25℃で反応させ、反応
開始後1分間の340nmにおける吸光度の増加を測定
する。対照としてL−アラニン溶液の代わりに水を用い
て上記と同様に操作し、得られた吸光度をブランク値と
して上記測定値から差引き、その値から生成NADHの
量を求める。酵素活性の表示は1分間に1μモルのNA
DHを生成する酵素量を1単位とした。
ストレプトミセス・ファエオクロモゲネス lPO31
49株より得られたAβD Hの理化学的性質は次のと
おりである。
Tl)  作用 本酵素は次式に示す反応を触媒する。
L−アラニン十NAD++ H20 4ピルビン酸十NH3” + NADH+ H”(2)
基質特異性 本酵素は第4表に示すように、L−アラニン以外のし一
アミノ酸にはほとんどもしくは全く作用しない。D−ア
ラニンを始めとするD−アミノ酸には作用しない。補酵
素としてNADP+を用いた場合はNAD+に比較し約
0.6%の活性を示すのみである。
第4表 (3)至適pH pH7〜11の各p++において25℃、1分間反応し
たところ、pi(10付近が至適であった。
(第1図) (41pH安定性 pH4〜11の各pHにおいて25°C13時間処理し
たのちの残存活性を測定したところ、p)l 7〜9の
、  範囲で安定であった。(第2図)(5)至適温度 20〜60℃の各温度においてpi(10,0,1分間
反応したところ、60℃付近における活性が最大であっ
た。(第3図) (6)  熱安定性 0〜65℃の各温度においてpH7,0,20分間処理
したのちの残存活性を測定したところ、45℃以下で安
定であ、った。(第4図) (7)  阻害剤および活性化剤 第5表に示す各種薬剤を加え活性を測定したところ、本
酵素はCu”、Pb2+の金属イオンおよびPCMB 
(パラクロロマーキュリ安息香酸)のごときSH阻害剤
によって活性が阻害された。またEoriなどの金属キ
レート剤およびジチオスライトールなどのS■保護試薬
によって活性化を受ける。
(以下余白) 第5表 (8)基質親和性 本酵素のし一アラニン、NAD+に対するミバエリス定
数(Km値)はpH10,0,25℃の条件において、
それぞれ?、IX 10−3 M、 3.6X 10−
5 Mであった。
(9)分子量 セファデックスG−200によるゲルろ適法では、分子
量約240,000、また5O5−ディスクゲル電気泳
動法による結果からは分子量約39.000の単一のサ
ブユニットから構成されていることがわかった。
実施例1 麦芽エキス0.3%、酵母エキス0.2%、DL−アラ
ニン1%、KH2PO40,1%、MCI 0.05%
、MgSO4・7H200,05%、FeSO4・7H
200,001%(pH7,2)から成る組成の培地1
00m1!を入れた500m容の坂ロフラスコにストレ
プトミセス・リモサス IFo 3226株を一白金耳
接種し、30℃で48時間振盪培養し種培養液とした。
次ぎに、上記と同じ組成の培地2000−を入れた30
0〇−容のジャーファーメンタ−に種培養液40−を接
種し、30℃、48時間通気攪拌培養した。培養液を遠
心分離して菌体を集め1 mM EDTAを含む20m
M )リス塩酸緩衝液(pH7,0)に懸濁後、セルミ
ルにて10分間菌体破砕を行った。この菌体抽出液を遠
心分離して固形物を除去し得られた上清液に硫酸アンモ
ニウムを50%飽和になるように加えAβDHを沈澱さ
せた。沈澱を遠心分離により集め、上記同緩衝液に溶解
したのちセファデックスG−25を使用したゲルろ過に
より脱塩した。得られた酵素液を同緩衝液(pH7,5
)で平衡化したDEAE−セルロースカラムに吸着させ
、0.4)I KCIを含む同緩衝液(pH7,5)で
溶出した。酵素活性を含む溶出画分を集め限外ろ過によ
り濃縮したのち、同緩衝液(pH7,0)を外液として
透析した。透析液を同緩衝液(pH7,0)で平衡化し
たブルーセファロースカラムに吸着させ、0.3 M 
MCIを含む同緩衝液(pH7,0)でAADHを溶出
した。活性画分を集め、限外ろ過により濃縮、脱塩した
のち凍結乾燥し、比活性5.Ou/mgのAj2DH粉
末が260mg得られた。
実施例2 ストレプトミセス・ファエオクロモゲネスlPO314
9株を使用して、実施例1と同様に操作し、比活性6.
5 u/ mgのA#DH粉末155mgを得た。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法によりストレプトミセス・ファエオク
ロモゲネス IPo 3149株から得られたAADH
の至適pHを表す図であり、第2図は同じ<  pH安
定性、第3図は至適温度、第4図は熱安定性を表す図で
ある。 特許出願−人  天野製薬株式会社 第 1 図 pH 第 2 メ 3     5      7     9    1
1pl+ 第 3 図 20   30   4150   60−4】  度
 (0C) 第 4 図 温 度 (0c)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11ストレプトミセス属に属するし一アラニンデヒド
    ロゲナーゼ生産菌をDL−アラニンを含む培地に培養し
    培養物からし一アラニンデヒドロゲナーゼを採取するこ
    とを特徴とするし一アラニンデヒドロゲナーゼの製造法
    。 (2)  ストレプトミセス属に属するL−アラニンデ
    ヒドロゲナーゼ生産菌がストレプトミセス・グリセオル
    テラス、ストレプトミセス・ヒゲロスコピカス、ストレ
    プトミセス・アルボロンゲス、ストレプトミセス・リモ
    サス、ストレプトミセス・ファエオクロモゲネス、スト
    レプトミセス・リディカス、ストレプトミセス・カエス
    ピトサス、ストレプトミセス・コエリコロル、ストレプ
    トミセス・ロゼウス、ストレプトミセス・アルプス、ス
    トレプトミセス・オリポクロモゲネス、ストレプトミセ
    ス・ルベル、ストレプトミセス・グリセウスまたはスト
    レプトミセス・メラノスポレアである特許請求の範囲第
    1項記載のL−アラニンデヒドロゲナーゼの製造法。 +3)  DL−アラニンの培地への添加量が0.1〜
    10%である特許請求の範囲第1項記載のし一アラニン
    デヒドロゲナーゼの製造法。 (4)  培養物からし一アラニンデヒドロゲナーゼを
    採取するに際し金属キレート剤を使用して混在するペプ
    チダーゼを除去する操作を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のし一アラニンデヒドロゲナーゼの
    製造法。 (5)  金JfEキレート剤がエチレンジアミン四酢
    酸、α、α9−ジピリジルまたは0−フェナンスロリン
    である特許請求の範囲第4項記載のL−アラニンデヒド
    ロゲナーゼの製造法。
JP58006338A 1983-01-17 1983-01-17 L−アラニンデヒドロゲナ−ゼの製造法 Pending JPS59132889A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116748A (en) * 1988-09-27 1992-05-26 Toyo Jozo Kabushiki Kaisha Process for the production of l-alanine dehydrogenase from 78-3 ferm bp-2517

Non-Patent Citations (1)

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Title
ACHIVES OF MICROBIOLOGY=1980 *

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