JPH0146117B2 - - Google Patents
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- JPH0146117B2 JPH0146117B2 JP56031284A JP3128481A JPH0146117B2 JP H0146117 B2 JPH0146117 B2 JP H0146117B2 JP 56031284 A JP56031284 A JP 56031284A JP 3128481 A JP3128481 A JP 3128481A JP H0146117 B2 JPH0146117 B2 JP H0146117B2
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Description
本発明は、新規な酵素、L−フエニルアラニン
オキシダーゼを用いてL−フエニルアラニンを定
量する方法に関する。
L−フエニルアラニンは必須アミノ酸の1つ
で、食品、アミノ酸輸液などの医薬品等に用いら
れ、またフエニルケトン症などのL−フエニルア
ラニン代謝異常の診断においても、L−フエニル
アラニンの定量は重要な意味を有する。しかし、
L−フエニルアラニンを酵素を用いて簡便かつ高
感度に定量する方法は知られていない。
従来、L−フエニルアラニンに作用するオキシ
ダーゼとしてはL−アミノ酸オキシダーゼ及びL
−フエニルアラニン水酸化酵素が知られている。
L−アミノ酸オキシダーゼは、例えばL−フエ
ニルアラニンに対しては次式
で表わされる作用を有しており、種々の微生物、
蛇毒、ラツト腎臓などにその存在が報告されてい
る〔ジヤーナル・オブ・バクテリオロジイ(J.
Bacteriol.)Vol.121、No.2、P.656(1975)、ジヤ
ーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー
(J.Biol.Chem.)Vol.235、P.2013(1960)〕。しか
しL−フエニルアラニンに基質特異性の高いL−
アミノ酸オキシダーゼは知られておらず、L−フ
エニルアラニンの定量には利用できなかつた。
また、L−フエニルアラニン水酸化酵素は次式
に示す作用を有しており、ネズミ肝臓、微生物等
にその存在が報告されている〔ジヤーナル・オ
ブ・バイオロジカル・ケミストリー、Vol.226、
P.551(1957)〕が、該酵素はL−フエニルアラニ
ンに対する基質特異性は高いものの補酵素(テト
ラヒドロビオプテリン)を介して他の反応と共役
し複雑な反応系を必要とする。
そこで本発明者らは、かかる現況に鑑みL−フ
エニルアラニンに特異的に作用する酵素について
鋭意研究を重ねた結果、シユードモナス
(Pseudomonas)属に属する細菌がL−フエニル
アラニンに対し極めて高い特異性を有し、かつ従
来にない高L−フエニルアラニンオキシダーゼ活
性をもつ酵素を生産することを見い出し、該酵素
をL−フエニルアラニンの定量に応用すべく研究
を重ねた結果、該酵素を酸素の存在下、試料中の
L−フエニルアラニンに作用させて、酸化的に脱
炭酸する反応と酸化的に脱アミノする反応にとも
ない消費される酸素量又は生成する過酸化水素、
炭酸ガス、アンモニア、フエニルアセトアミド若
しくはフエニルピルビン酸を定量することによ
り、簡便かつ高感度にL−フエニルアラニンを特
異的に定量できることを知見し、本発明を完成す
るに至つた。
以下、本発明を詳細に説明する。
先ず本発明に用いられる新規なL−フエニルア
ラニンオキシダーゼの理化学的性質を以下に記載
する。
作用及び基質特異性
酸素の存在下でL−フエニルアラニンを酸化的
に脱炭酸し、フエニルアセトアミド、炭酸ガスと
水を生成する反応式〔〕
で表わされる反応並びに酸素の存在下でL−フエ
ニルアラニンを酸化的に脱アミノしてフエニルピ
ルビン酸、アンモニアと過酸化水素を生成する反
応式〔〕
で表わされる反応を触媒する作用を有する。そし
てL−フエニルアラニンに極めて高い基質特異性
を示し、L−リジン、L−プロリン、L−グルタ
ミン酸、L−スレオニンには作用しない。
至適PH及び安定PH
緩衝液として酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、ホウ
酸緩衝液を用いて新規なL−フエニルアラニンオ
キシダーゼのL−フエニルアラニンに対する酵素
活性(酸素消費量)を測定した結果、第1図に示
す如く至適PHは5〜10と広い範囲にわたり、また
第2図に示す如く安定PHの範囲は6.5〜10である。
力価の測定
方法−1 酸素消費法
密閉型反応容器に1Mリン酸カリウム緩衝液
(PH6.8)0.27ml、酵素液0.1mlを入れ総量を水で
2.6mlとする。酸素電極(ベツクマン社製)を挿
入し、反応容器内を撹拌しつつ37℃恒温とする。
あらかじめ37℃に保温した27mML−フエニルア
ラニンを0.1ml添加、反応を開始し、経時的に酸
素の消費量をオキシゲンアナライザー(ベツクマ
ン社製)にて測定する。酵素活性は1分間に1μ
モルの酸素を消費する活性を1単位とする。
方法−2 過酸化水素法
1Mリン酸カリウム緩衝液(PH6.8)0.3ml、
10mML−フエニルアラニン0.3ml、4−アミノア
ンチピリン(0.005%)、フエノールあるいはN,
N−ジメチルアニリン(0.02%)、パーオキシダ
ーゼ(4単位)及び酵素液を添加し、総量を3ml
とし、37℃、10分間反応させた後、生成する色素
の可視部吸収(550nm)を測定し、標準曲線(検
量線)より過酸化水素の生成量を算出する。
方法−3フエニルアセトアミド、フエニルピル
ビン酸の定量
0.1Mリン酸カリウム緩衝液(PH6.8)0.8mlに
10mMのL−フエニルアラニン0.1mlを加えた後
酵素液0.1mlを加え、37℃で10分間反応させた。
この反応液を適量とりあらかじめ調整した高速液
体クロマトグラフイー(カラム:LS410、カラム
サイズ4mmID×250mmL、Mobile phase:メタ
ノール:0.1Mリン酸カリウム緩衝液=10:90、
温度60℃、デテクター:UV220nm)にて分離後
各ピーク高を標準品のピーク高から換算し、フエ
ニルアセトアミド量、フエニルピルビン酸を定量
した。
作用適温の範囲
高速液体クロマトグラフイによりフエニルアセ
トアミド及びフエニルピルビン酸の生成量を測定
したところ第3図に示す如く20〜60℃であつた。
PH、温度などによる失活条件
第4図に示すように65℃、10分間の熱処理では
安定であり、PH4〜9で4℃、1夜放置後酵素活
性(酸素消費法)を測定するとPH6.5〜9で安定
である。PH4以下で失活する
阻害、活性化及び安定化
各重金属イオン(1.8mM)又は阻害剤
(1mM)を加え酵素活性(酸素消費法)を測定し
たところ第1表に示すごとくバリウムイオン、カ
ドミウムイオン、銅イオンにより強く阻害され
た。
なお第1表中の相対活性は、金属イオン又は阻
害剤無添加時の活性に対する添加時の活性比で示
したものである。
The present invention relates to a method for quantifying L-phenylalanine using a novel enzyme, L-phenylalanine oxidase. L-phenylalanine is one of the essential amino acids and is used in foods, medicines such as amino acid infusions, and is also used in the diagnosis of L-phenylalanine metabolic disorders such as phenylketonosis. have important meaning. but,
There is no known method for easily and highly sensitively quantifying L-phenylalanine using an enzyme. Conventionally, oxidases that act on L-phenylalanine include L-amino acid oxidase and L-amino acid oxidase.
-Phenylalanine hydroxylase is known. For example, L-amino acid oxidase has the following formula for L-phenylalanine. It has the action expressed by various microorganisms,
Its presence has been reported in snake venom, rat kidney, etc. [Journal of Bacteriology (J.
Bacteriol.) Vol.121, No.2, P.656 (1975), Journal of Biological Chemistry (J.Biol.Chem.) Vol.235, P.2013 (1960)]. However, L-phenylalanine has a high substrate specificity.
Amino acid oxidase is unknown and could not be used for quantifying L-phenylalanine. In addition, L-phenylalanine hydroxylase has the following formula: It has the following effects, and its presence has been reported in rat liver, microorganisms, etc. [Journal of Biological Chemistry, Vol. 226,
P. 551 (1957)], although this enzyme has high substrate specificity for L-phenylalanine, it is coupled to other reactions via a coenzyme (tetrahydrobiopterin) and requires a complicated reaction system. In view of the current situation, the present inventors have conducted extensive research on enzymes that specifically act on L-phenylalanine, and have found that bacteria belonging to the genus Pseudomonas have extremely high specificity for L-phenylalanine. As a result of repeated research to apply this enzyme to the quantitative determination of L-phenylalanine, we discovered that the enzyme produces an enzyme with a high level of L-phenylalanine oxidase activity that has never been seen before. In the presence of oxygen, the amount of oxygen consumed or hydrogen peroxide produced in the reaction of oxidative decarboxylation and oxidative deamination by acting on L-phenylalanine in the sample,
The present inventors have discovered that L-phenylalanine can be specifically quantified simply and with high sensitivity by quantifying carbon dioxide gas, ammonia, phenylacetamide, or phenylpyruvic acid, leading to the completion of the present invention. The present invention will be explained in detail below. First, the physicochemical properties of the novel L-phenylalanine oxidase used in the present invention will be described below. Action and substrate specificity Reaction formula for oxidative decarboxylation of L-phenylalanine in the presence of oxygen to produce phenylacetamide, carbon dioxide gas and water [] The reaction represented by and the reaction formula for oxidatively deaminating L-phenylalanine in the presence of oxygen to produce phenylpyruvic acid, ammonia and hydrogen peroxide [] It has the effect of catalyzing the reaction represented by It exhibits extremely high substrate specificity for L-phenylalanine and does not act on L-lysine, L-proline, L-glutamic acid, and L-threonine. Optimal PH and Stable PH The enzymatic activity (oxygen consumption) of the novel L-phenylalanine oxidase against L-phenylalanine was measured using acetate buffer, phosphate buffer, and borate buffer as buffer solutions. As a result, as shown in FIG. 1, the optimum pH ranges from 5 to 10, and as shown in FIG. 2, the stable pH ranges from 6.5 to 10. Measurement of titer Method-1 Oxygen consumption method Place 0.27 ml of 1M potassium phosphate buffer (PH6.8) and 0.1 ml of enzyme solution in a closed reaction container and dilute the total volume with water.
The volume should be 2.6ml. Insert an oxygen electrode (manufactured by Beckman) and keep the temperature inside the reaction vessel constant at 37°C while stirring.
0.1 ml of 27mML-phenylalanine kept at 37°C in advance is added to start the reaction, and the amount of oxygen consumed is measured over time using an oxygen analyzer (manufactured by Beckman). Enzyme activity is 1 μ per minute
One unit is the activity that consumes a mole of oxygen. Method-2 Hydrogen peroxide method 1M potassium phosphate buffer (PH6.8) 0.3ml,
10mML - Phenylalanine 0.3ml, 4-aminoantipyrine (0.005%), phenol or N,
Add N-dimethylaniline (0.02%), peroxidase (4 units) and enzyme solution to bring the total volume to 3 ml.
After reacting at 37°C for 10 minutes, measure the visible absorption (550 nm) of the dye produced, and calculate the amount of hydrogen peroxide produced from the standard curve. Method-3 Determination of phenylacetamide and phenylpyruvate Add 0.8ml of 0.1M potassium phosphate buffer (PH6.8)
After adding 0.1 ml of 10 mM L-phenylalanine, 0.1 ml of enzyme solution was added, and the mixture was reacted at 37°C for 10 minutes.
Take an appropriate amount of this reaction solution and perform pre-adjusted high-performance liquid chromatography (column: LS410, column size 4 mm ID x 250 mm L, mobile phase: methanol: 0.1M potassium phosphate buffer = 10:90,
After separation at a temperature of 60°C and a detector: UV 220 nm), the height of each peak was converted from the peak height of the standard product, and the amount of phenylacetamide and phenylpyruvic acid were quantified. Suitable temperature range for action The amount of phenylacetamide and phenylpyruvic acid produced was measured by high performance liquid chromatography and was found to be 20 to 60°C as shown in Figure 3. Inactivation conditions due to pH, temperature, etc. As shown in Figure 4, it is stable when heat treated at 65℃ for 10 minutes, and when the enzyme activity (oxygen consumption method) is measured after being left overnight at 4℃ at pH 4 to 9, the pH is 6. It is stable between 5 and 9. Deactivated at pH 4 or lower Inhibition, activation and stabilization When each heavy metal ion (1.8mM) or inhibitor (1mM) was added and enzyme activity (oxygen consumption method) was measured, barium ion, cadmium ion, as shown in Table 1. , was strongly inhibited by copper ions. The relative activities in Table 1 are expressed as the ratio of the activity when metal ions or inhibitors are added to the activity when no metal ions or inhibitors are added.
【表】
分子量
本酵素の分子量は高速液体クロマトグラフイー
(G3000sw×1、東洋曹達工業株式会社)による
ゲル過法により測定した結果、約67000であり、
セフアデツクスG−200によるゲル濾過法では
140000である。
これらの結果から本酵素は同一分子量の同じサ
ブユニツト2ケから構成されていると考えられ
る。
均一性
ポアサイズ7.5%のアクリルアミドゲル(PH
9.4)を用いて常法によりアクリルアミドデイス
ク電気泳動を行つた結果、第5図に示す通り単一
のバンドが認められた。
等電点
デイスクゲル焦点電気泳動法により測定した結
果、4.83である。
アミノ酸分析値
アスパラギン酸55、スレオニン28、セリン34、
グルタミン酸41、グリシン49、アラニン72、1/2
−シスチン3〜4、バリン47、メチオニン6、イ
ソロイシン24、ロイシン50、チロシン30、フエニ
ルアラニン21、リジン17、ヒスチジン13、アルギ
ニン30、プロリン34、トリプトフアン14.
本発明方法により新規なL−フエニルアラニン
オキシダーゼを用いて、例えば0.1Mリン酸カリ
ウム緩衝液(PH6.8)、反応温度37℃、10分の反応
条件下でL−フエニルアラニンに作用させた場合
には、L−フエニルアラニン1モルにつき、1モ
ルの酸素を要求し、反応式〔〕に従つて0.85モ
ルのフエニルアセトアミド、0.85モルの炭酸ガス
及び反応式〔〕に従つて0.15モルのフエニルピ
ルビン酸、0.15モルのアンモニア、0.15モルの過
酸化水素を生成する。
しかしL−フエニルアラニン以外の基質につい
ては酸素の存在下、酸下的脱炭酸反応と酸化的脱
アミノ反応との割合はそれぞれ異なり、全反応に
対する酸化的脱アミノ反応の割合は第2表、A欄
に示す如くである。
前記条件で本発明酵素の基質特異性を、L−フ
エニルアラニンに対する各基質の相対活性(%)
でみると第2表の如くであつて、従来のL−アミ
ノ酸オキシダーゼとは全く異つた基質特異性を有
し、かつ極めて高いL−フエニルアラニンオキシ
ダーゼ活性を示すことから該酵素は公知の何れの
L−アミノ酸オキシダーゼとも異つており、新規
な酵素と認められる。[Table] Molecular weight The molecular weight of this enzyme was approximately 67,000 as measured by the gel filtration method using high performance liquid chromatography (G3000sw x 1, Toyo Soda Kogyo Co., Ltd.).
In the gel filtration method using Sephadex G-200,
It is 140000. From these results, it is considered that this enzyme is composed of two identical subunits with the same molecular weight. Homogeneity Acrylamide gel with 7.5% pore size (PH
As a result of performing acrylamide disc electrophoresis in a conventional manner using 9.4), a single band was observed as shown in FIG. Isoelectric point: 4.83 as measured by disk gel focusing electrophoresis. Amino acid analysis values: aspartic acid 55, threonine 28, serine 34,
Glutamic acid 41, glycine 49, alanine 72, 1/2
- cystine 3-4, valine 47, methionine 6, isoleucine 24, leucine 50, tyrosine 30, phenylalanine 21, lysine 17, histidine 13, arginine 30, proline 34, tryptophan 14. For example, when enylalanine oxidase is used to act on L-phenylalanine under the reaction conditions of 0.1M potassium phosphate buffer (PH6.8), reaction temperature 37°C, and 10 minutes, L-phenyl For every mole of alanine, 1 mole of oxygen is required, 0.85 mole of phenylacetamide, 0.85 mole of carbon dioxide according to the reaction formula [], and 0.15 mole of phenylpyruvic acid, 0.15 mole according to the reaction formula [] of ammonia, producing 0.15 moles of hydrogen peroxide. However, for substrates other than L-phenylalanine, the proportions of acidic decarboxylation and oxidative deamination in the presence of oxygen are different, and the proportion of oxidative deamination to the total reaction is shown in Table 2. As shown in column A. Under the above conditions, the substrate specificity of the enzyme of the present invention was determined by the relative activity (%) of each substrate for L-phenylalanine.
As shown in Table 2, this enzyme has substrate specificity completely different from that of conventional L-amino acid oxidases, and exhibits extremely high L-phenylalanine oxidase activity. It is different from L-amino acid oxidase, and is recognized as a new enzyme.
【表】【table】
【表】
次に新規なL−フエニルアラニンオキシダーゼ
を製造するための具体的手段について以下に述べ
る。
先ず製造原料としては、如何なる起源のもので
もよいが、例えば微生物起源、殊にシユードモナ
ス(Pseudomonas)属に属し、新規なL−フエ
ニルアラニンオキシダーゼを生成する能力を有す
る菌株を用いるのが本酵素を製造する上で特に有
利である。
そしてシユードモナス属に属する菌株の具体例
としては、シユードモナスsp.P−501が挙げられ、
又この菌の変種若しくは変異株も用いることがで
きる。
上記したシユードモナスsp.P−501は、本発明
者が土壌中より新たに分離した菌株で、その菌学
的性質は以下に示す通りである。
なお菌学的性質は概ねマニユアル・オブ・マイ
クロバイオロジカル・メソツヅ(マグロー・ヒ
ル・ブツク・カンパニー社出版、1959年)記載の
方法に準拠した。
(a) 形態
顕微鏡的観察(肉汁寒天培地で30℃、16時間培
養)
細胞の形および大きさ:0.5〜1.0×1.5〜
3.0ミクロンの桿菌
細胞の多形性:認められない。
運動性:極毛を有し、運動性有り。
胞子の有無:形成せず。
グラム染色性:陰性。
抗酸性:陰性。
(b) 各培地における生育状態
肉汁寒天板培養
30℃、24時間で黄緑色のコロニー、表面や
や粗面で鈍い光沢を有し、不透明である。黄
緑色の拡散性色素を有する。
肉汁寒天斜面培養
生育は良好でコロニーの色は黄緑色。
肉汁液体培養
均一によく生育し、濁度有り。
肉汁ゼラチン穿刺培養
30℃、4日間でやや生育し、液化する。
リトマスミルク:わずかにアルカリ。
(c) 生理的性質
硝酸塩の還元 :陽性。
脱窒反応 :陰性。
MRテスト :陰性。
VPテスト :陰性。
インドールの生成:陰性。
硫化水素の生成 :陰性。
デンプンの加水分解:陰性
クエン酸の利用 :クリステンセンの培地
利用。
無機窒素源の利用:陽性。
色素の生成:黄緑色の水溶性色素を生成す
る。
ウレアーゼ :陰性。
オキシダーゼ :陽性。
カタラーゼ :陽性。
生育の範囲:至適PH5〜8、至適温度25〜
30℃。
酸素に対する態度:好気性。
O−Fテスト :酸化性。
糖類から酸およびガスの生成[Table] Next, specific means for producing the novel L-phenylalanine oxidase will be described below. First, the production raw material may be of any origin, but for example, it is preferable to use a strain of microbial origin, especially a strain belonging to the genus Pseudomonas, which has the ability to produce a novel L-phenylalanine oxidase. It is particularly advantageous in manufacturing. Specific examples of strains belonging to the genus Pseudomonas include Pseudomonas sp.P-501,
Variants or mutant strains of this bacterium can also be used. The above-mentioned Pseudomonas sp.P-501 is a strain newly isolated by the present inventor from soil, and its mycological properties are as shown below. The mycological properties were generally determined according to the methods described in the Manual of Microbiological Methods (published by McGraw-Hill Book Company, 1959). (a) Morphology Microscopic observation (cultivated on broth agar medium at 30℃ for 16 hours) Cell shape and size: 0.5-1.0 x 1.5-
Pleomorphism of 3.0 micron rod cells: Not observed. Motility: Has polar hairs and is motile. Presence or absence of spores: Not formed. Gram staining: negative. Anti-acidity: negative. (b) Growth status in each culture medium Juice agar plate culture At 30°C for 24 hours, colonies are yellow-green, with a slightly rough surface, dull luster, and opaque. It has a yellow-green diffusible pigment. Juicy agar slant culture Growth is good and colonies are yellow-green in color. Meat juice liquid culture Grows well and uniformly, with turbidity. Meat juice gelatin puncture culture Grows slightly and liquefies in 4 days at 30℃. Litmus milk: slightly alkaline. (c) Physiological properties Nitrate reduction: Positive. Denitrification reaction: Negative. MR test: Negative. VP test: negative. Indole production: negative. Hydrogen sulfide formation: Negative. Hydrolysis of starch: Negative Use of citric acid: Use of Christensen's medium. Utilization of inorganic nitrogen sources: Positive. Pigment production: Produces a yellow-green water-soluble pigment. Urease: Negative. Oxidase: Positive. Catalase: Positive. Growth range: Optimum pH 5-8, optimal temperature 25-8
30℃. Attitude towards oxygen: aerobic. O-F test: Oxidizing. Production of acids and gases from sugars
【表】【table】
【表】
(d) 諸性質
DL−アルギニンを唯一の炭素源として生
育することができる。
上述の新規なL−フエニルアラニンオキシダー
ゼ生産能を有する本菌の分類学的諸性質を「バー
ジエイス・マニユアル・オブ・デタミネイテイ
ブ・バクテリオロジー」第8版(1974年)の分類
と対比すると、本菌株はグラム染色が陰性、好気
性の無胞子桿菌で鞭毛を有し、運動性があり、か
つカタラーゼ陽性、オキシダーゼ陽性等により、
シユードモナス属に属し、シユードモナス・マー
ジナタ、シユードモナス・セパシアに近縁な株と
目されるが、その分離源及びメサコン膜、D−酒
石酸、ラムノース、トリプタミンなどの炭素源が
利用できない等の生理的性質において相違点があ
る。
以上の理由により、本菌をシユードモナスsp.P
−501と命名した。
なお、シユードモナスsp.P−501は工業技術院
微生物工業技術研究所に微工研菌寄第5887号とし
て寄託されている。
次に上記の新規なL−フエニルアラニンオキシ
ダーゼを生産する能力を有する菌を用いるL−フ
エニルアラニンオキシダーゼの製造について述べ
る。
本発明において上記の新規なL−フエニルアラ
ニンオキシダーゼを生産する能力を有する菌を培
養するのに用いられる培地としては、シユードモ
ナス属に属する微生物の培養に用いられる培地が
挙げられる。培地の窒素源としては利用可能な窒
素化合物又はこれを含有するものであればよく、
例えば酵母エキス、ペプトン、肉エキス、大豆、
アミノ酸、硫安、硝酸カリウム、尿素等の1種以
上の有機若しくは無機の窒素源が用いられる。炭
素源としては例えばグルコース、ガラクトース、
キシロース等の炭水化物、レブリン酸等の有機酸
が挙げられる。無機塩類としてはリン酸カリウ
ム、リン酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸
第1鉄、塩化ナトリウム等が適宜用いられ、必要
により菌の生育あるいは酵素生産に必要な各種の
有機物、無機物、ビタミンなどを添加したものが
培地として好適に用いられる。
菌の培養は固体培養で行つてもよいが通常液体
培養法を採用するのが好ましく、振盪培養、撹拌
培養、通気培養等により好気的に菌の培養を行
う。工業的には液体培地を用い、通気撹拌深部培
養するのが好ましい。
培養温度は10〜40℃、好ましくは25〜35℃付近
である。培養時のPHは5〜8が好ましい。培養時
間は培養形態によつても異なるが、14〜72時間で
ある。
かくして得られた培養物からの該酵素の抽出、
精製には、一般の酵素の抽出、精製法を用いるこ
とができる。
例えば適当な方法により培養物から菌体を分離
したのち、その菌体を摩毛剤の存在下ですりつぶ
す方法、リゾチーム等の加水分解酵素を用いる方
法、超音波エネルギーを適用する方法、浸透圧シ
ヨツクを適用する方法等の公知の方法により破壊
するか、又はトリトンX−100のような界面活性
剤、トルエン等の存在下で振盪もしくは放置し、
又は自己消化等により本酵素を菌体外に排出させ
た後、該溶液を過法、遠心分離方法などの適当
な操作により処理し、固形物を除去して菌体抽出
液を得るか、又は水、緩衝液若しくは適当な溶剤
で抽出し、これをそのまま粗酵素液として得る。
また通常の酵素回収法、即ち該抽出液に必要によ
り凍結乾燥法、硫安等による塩析法、アルコール
類、アセトン類を用いる有機溶媒沈殿法などを適
宜選択して実施することにより粗酵素粉末を得る
こともできる。
上記粗酵素液若しくは粗酵素粉末よりさらに精
製酵素標品を得るには、例えばセフアデツクス若
しくはバイオゲル等を用いるゲル過法、イオン
交換体を用いる吸着溶出法、ハイドロキシアパタ
イトを用いる吸着溶出法、蕉糖密度勾配遠心法等
の沈降法、フエニルセフアロース4Bを用いるア
フイニテイクロマト法、分子ふるい膜若しくは中
空糸膜等を用いる分画法等を適宜選択し、組み合
わせて実施することにより、本発明方法で使用で
きる精製された酵素標品を得ることができる。
また培養時間を長くして自己消化を行わせた場
合の培養液についても同様に処理することによ
り本酵素を得ることができる。
本発明方法において、新規なL−フエニルアラ
ニンオキシダーゼの調製形態及び精製度合は、L
−フエニルアラニンの該酵素による分解反応によ
る酸素吸収又は生成物質の検出の種類に応じて適
宜選択される。すなわちL−フエニルアラニンの
分解反応及び/又は生成物質の検出系に対して妨
害的に作用する物質を有意に含まない限り、L−
フエニルアラニンオキシダーゼの酵素剤中に夾雑
物質が存在しても使用できる。
また、定量方法によつては、可溶性酵素あるい
は適宜担体に吸着若しくは不溶化したものとして
調製される。
L−フエニルアラニンオキシダーゼの酵素反応
条件は、前記のシユードモナス属に属する菌株の
生産酵素の場合、PH4.5〜11の範囲で定量可能で
あり、好ましくはPH6〜10の範囲である。反応時
間は通常10〜20分程度で、温度条件は70℃以下、
好ましくは、30〜65℃である。
また、酵素反応の至適PHを維持する目的で、酵
素反応媒質として各種の緩衝液を使用することが
好ましい。緩衝液としては、前記PH範囲を維持で
き、かつ酵素反応を阻害しないものであればよ
く、例えば通常リン酸緩衝液、トリスー塩酸緩衝
液、酢酸緩衝液、ホウ酸緩衝液等が使用できる。
新規なL−フエニルアラニンオキシダーゼの使
用量は、酵素反応に充分な量であればよく、通常
0.1〜0.5単位程度である。
本発明方法によるL−フエニルアラニンの定量
は、本酵素反応にともなう酸素の消費量又は反応
生成物質である過酸化水素、炭酸ガス、アンモニ
ア、フエニルアセトアミド若しくはフエニルピル
ビン酸の生成量を検出、測定することにより達成
でき、検出のための具体的な方法は特に限定され
ない。
以下に酸素の消費量又は反応生成物質の検出、
測定方法についてその代表的な方法を例示する。
酸素消費量の測定は、常法に従つて行うことが
でき、例えばワールブルグの検圧法、酸素電極法
が用いられる。酸素電極法の応用として酸素電極
の先端部にL−フエニルアラニンオキシダーゼを
密着させた酵素電極による方法もある。酵素電極
を用いる場合は、L−フエニルアラニン含有試料
液中に電極を入れて酸素の消費速度を測定するこ
とによりL−フエニルアラニン濃度を求めること
ができる。酸素電極の先端部にL−フエニルアラ
ニンオキシダーゼを密着させる方法には、可溶性
酵素を半透膜などにより封入する方法、適当な担
体に化学的若しくは物理的に酵素を固定化したも
のを封入する方法などがある。担体への酵素の固
定化例としては、アクリルアミルゲルに包括させ
る方法、有機高分子粉末に固定化する方法など、
種々の酵素の固定化方法が応用されうる。
過酸化水素の測定としては、過酸化水素電極を
用いる方法や過酸化水素と反応してその色調に変
化を生ずる1種若しくは2種以上の呈色剤からな
る系によつて比色測定する方法が挙げられる。ま
たこの呈色剤としては、例えば生成する過酸化水
素と反応して安定した赤色を形成する4価のチタ
ン化合物とキシレノールオレンジによる反応、あ
るいはフエノールあるいはN,N−ジメチルアニ
リン、4−アミノアンチピリン及びパーオキシダ
ーゼによる反応を利用する方法などが挙げられ
る。呈色剤は必要に応じて、酵素とともに調整し
てもよく、次いでその結果において呈色せしめた
色調を適当な波長にて測定してその検量線より過
酸化水素を定量すればよい。
アンモニアの測定は、アンモニウムイオン電極
を用いる方法やインドフエノール法による比色
法、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ反応とカツプ
リングさせてβ−NADHの減少を340nmの吸収
で定量する方法がある。
二酸化炭素の測定はワールブルグ検圧計を用い
ることにより容易に測定できるが本酵素反応の場
合酸素の吸収も同時に起こるので補正しなければ
ならない。また 14Cで標識した基質を用いて酵素
反応で放出された二酸化炭素の放射能を測定する
方法も用いることができる。また二酸化炭素電極
を利用することもできる。
フエニルアセトアミド若しくはフエニルピルビ
ン酸を定量する方法としては高速液体クロマトグ
ラフイーにより分離後紫外部吸収で検出、定量す
る方法又はフエニルピルビン酸については一般の
ケト酸を定量する方法等いずれでもよく、例えば
2,4−ジニトロフエニルヒドラジンを用いて生
成するヒドラゾンを定量する方法が利用できる。
以上の様に新規なL−フエニルアラニンオキシ
ダーゼを使用してL−フエニルアラニンを定量す
る方法は、酵素反応による酸素消費量又は生成す
る過酸化水素、炭酸ガス、アンモニア、フエニル
アセトアミド若しくはフエニルピルビン酸を測定
することによつて、例えば血清中のL−フエニル
アラニンの定量測定、L−フエニルアラニンを用
いた医薬品中のL−フエニルアラニンの定量測
定、L−フエニルアラニン発酵におけるL−フエ
ニルアラニンの定量測定、L−フエニルアラニン
を基質とする酵素などの酵素活性などの種々の分
析に使用され有用なものである。
以下、本発明方法の実施の一例を示して具体的
に説明する。しかしながらこれらは単なる例示で
あつて、本発明方法を何ら限定するものではな
い。
なお、各実施例で使用した新規なL−フエニル
アラニンオキシダーゼは後述する参考例の方法に
準じていずれもシユードモナスsp.P−501(微工研
菌寄第5887号)から調製したものである。
実施例 1
密閉型反応容器に1Mリン酸カリウム緩衝液
(PH6.8)0.27ml、新規L−フエニルアラニンオキ
シダーゼ液(5単位/ml)0.1mlを入水総量を2.6
mlとする。酸素電極(ベツクマン社製)を挿入
し、反応容器内を撹拌しつつ37℃恒温とする。次
にあらかじめ37℃に保温した標準L−フエニルア
ラニン溶液(0〜5μモル/ml)又は各試料溶液
0.1mlを添加、反応を開始し、酸素消費量が一定
になるまで反応を行い(10分以内)、酸素の消費
量をオキシゲンアナライザー(ベツクマン社製)
にて測定した。検量線を作成し、試料中のL−フ
エニルアラニン含量を求めた。検量線は第6図に
示した。
試料は、カザミノ酸、酵母エキス、肉エキスか
ら調製した天然培地、及び該天然培地をベースに
L−フエニルアラニンを第3表に示した如く添加
したものを用いた際のL−フエニルアラニンの定
量値を第3表に示した。[Table] (d) Properties Can grow using DL-arginine as the sole carbon source. Comparing the taxonomic properties of this bacterium with the above-mentioned novel L-phenylalanine oxidase-producing ability with the classification in the 8th edition (1974) of the ``Birgies Manual of Determinative Bacteriology,'' The strain is negative in Gram staining, is an aerobic nonspore bacillus, has flagella, is motile, and is positive for catalase and oxidase, etc.
It belongs to the genus Pseudomonas and is considered to be closely related to Pseudomonas marginata and Pseudomonas cepacia, but its isolation source and physiological properties such as mesacon membrane, D-tartaric acid, rhamnose, tryptamine and other carbon sources are not available. There are differences. For the above reasons, this bacterium was used as Pseudomonas sp.P.
It was named −501. In addition, Pseudomonas sp.P-501 has been deposited with the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology as Microbiology Research Institute No. 5887. Next, the production of L-phenylalanine oxidase using the above novel bacteria capable of producing L-phenylalanine oxidase will be described. In the present invention, the medium used for culturing the above-mentioned novel bacteria capable of producing L-phenylalanine oxidase includes a medium used for culturing microorganisms belonging to the genus Pseudomonas. As a nitrogen source for the medium, any available nitrogen compound or one containing it may be used.
For example, yeast extract, peptone, meat extract, soybean,
One or more organic or inorganic nitrogen sources such as amino acids, ammonium sulfate, potassium nitrate, urea, etc. are used. Examples of carbon sources include glucose, galactose,
Examples include carbohydrates such as xylose and organic acids such as levulinic acid. As inorganic salts, potassium phosphate, sodium phosphate, magnesium sulfate, ferrous sulfate, sodium chloride, etc. were used as appropriate, and various organic substances, inorganic substances, vitamins, etc. necessary for bacterial growth or enzyme production were added as necessary. is suitably used as a medium. The bacteria may be cultured by solid culture, but it is usually preferable to use a liquid culture method, and the bacteria are cultured aerobically by shaking culture, stirring culture, aeration culture, or the like. Industrially, it is preferable to use a liquid medium and perform submerged culture with aeration and agitation. The culture temperature is 10-40°C, preferably around 25-35°C. The pH during culturing is preferably 5 to 8. The culture time varies depending on the culture format, but is 14 to 72 hours. Extraction of the enzyme from the culture thus obtained,
For purification, general enzyme extraction and purification methods can be used. For example, after separating bacterial cells from a culture by an appropriate method, the bacterial cells are ground in the presence of a trifle, a method using a hydrolytic enzyme such as lysozyme, a method using ultrasonic energy, and an osmotic shock. or by shaking or standing in the presence of a surfactant such as Triton X-100, toluene, etc.
Alternatively, after the enzyme is excreted from the bacterial cells by autolysis or the like, the solution is treated with an appropriate operation such as filtration or centrifugation to remove solids and obtain a bacterial cell extract; Extract with water, buffer, or a suitable solvent to obtain the crude enzyme solution as it is.
In addition, the crude enzyme powder can be obtained by subjecting the extract to a suitable method such as freeze-drying, salting out with ammonium sulfate, or organic solvent precipitation using alcohols or acetones. You can also get it. In order to obtain a further purified enzyme preparation from the above-mentioned crude enzyme solution or crude enzyme powder, for example, gel filtration method using Cephadex or biogel, adsorption elution method using ion exchanger, adsorption elution method using hydroxyapatite, sucrose density The method of the present invention can be achieved by appropriately selecting and combining a sedimentation method such as gradient centrifugation, an affinity chromatography method using phenylcephalose 4B, a fractionation method using a molecular sieve membrane or a hollow fiber membrane, etc. Purified enzyme preparations can be obtained that can be used in Furthermore, the present enzyme can be obtained by similarly treating the culture solution obtained when autolysis is performed by increasing the culture time. In the method of the present invention, the preparation form and degree of purification of the novel L-phenylalanine oxidase are
- It is appropriately selected depending on the type of oxygen absorption or detection of the product produced by the decomposition reaction of phenylalanine by the enzyme. In other words, L-phenylalanine does not contain any substances that significantly interfere with the decomposition reaction of L-phenylalanine and/or the detection system for the product.
It can be used even if contaminants are present in the phenylalanine oxidase enzyme preparation. Depending on the quantitative method, the enzyme may be prepared as a soluble enzyme or as an adsorbed or insolubilized enzyme on an appropriate carrier. The enzymatic reaction conditions for L-phenylalanine oxidase can be quantified in the range of PH4.5 to 11, preferably in the range of PH6 to 10, in the case of the enzyme produced by a strain belonging to the genus Pseudomonas. The reaction time is usually about 10 to 20 minutes, and the temperature conditions are 70℃ or less.
Preferably it is 30-65°C. Furthermore, in order to maintain the optimum pH for the enzyme reaction, it is preferable to use various buffer solutions as the enzyme reaction medium. The buffer may be any buffer as long as it can maintain the above-mentioned pH range and does not inhibit the enzymatic reaction; for example, phosphate buffer, Tris-HCl buffer, acetate buffer, borate buffer, etc. can be used. The amount of the new L-phenylalanine oxidase to be used is sufficient for the enzymatic reaction, and is usually
It is about 0.1 to 0.5 units. Quantification of L-phenylalanine by the method of the present invention detects the amount of oxygen consumed in the enzymatic reaction or the amount of reaction product hydrogen peroxide, carbon dioxide, ammonia, phenylacetamide, or phenylpyruvic acid produced. , and the specific method for detection is not particularly limited. Detection of oxygen consumption or reaction products,
Typical measurement methods will be exemplified below. The oxygen consumption can be measured according to a conventional method, such as the Warburg pressure method or the oxygen electrode method. As an application of the oxygen electrode method, there is also a method using an enzyme electrode in which L-phenylalanine oxidase is closely attached to the tip of the oxygen electrode. When using an enzyme electrode, the L-phenylalanine concentration can be determined by placing the electrode in a sample solution containing L-phenylalanine and measuring the oxygen consumption rate. Methods for bringing L-phenylalanine oxidase into close contact with the tip of the oxygen electrode include encapsulating a soluble enzyme with a semipermeable membrane, or encapsulating an enzyme immobilized chemically or physically in a suitable carrier. There are methods. Examples of immobilizing enzymes on carriers include enclosing them in acrylamyl gel, immobilizing them in organic polymer powder, etc.
Various enzyme immobilization methods can be applied. Hydrogen peroxide can be measured using a hydrogen peroxide electrode or colorimetrically using a system consisting of one or more coloring agents that react with hydrogen peroxide to change its color tone. can be mentioned. In addition, examples of this coloring agent include, for example, the reaction between xylenol orange and a tetravalent titanium compound that reacts with the generated hydrogen peroxide to form a stable red color, or phenol, N,N-dimethylaniline, 4-aminoantipyrine, and Examples include a method using a reaction using peroxidase. The coloring agent may be adjusted together with the enzyme, if necessary, and then the resulting color tone may be measured at an appropriate wavelength, and hydrogen peroxide may be quantified from the calibration curve. Ammonia can be measured using a method using an ammonium ion electrode, a colorimetric method using the indophenol method, or a method in which the decrease in β-NADH is quantified by absorption at 340 nm by coupling it with a glutamate dehydrogenase reaction. Carbon dioxide can be easily measured using a Warburg manometer, but in the case of this enzymatic reaction, oxygen absorption also occurs at the same time, so correction must be made. Alternatively, a method of measuring the radioactivity of carbon dioxide released in an enzymatic reaction using a substrate labeled with 14 C can also be used. It is also possible to use a carbon dioxide electrode. As a method for quantifying phenylacetamide or phenylpyruvic acid, it may be separated by high-performance liquid chromatography and then detected and quantified by ultraviolet absorption, or for phenylpyruvic acid, it may be determined by a general method of quantifying keto acids. For example, a method for quantifying hydrazone produced using 2,4-dinitrophenylhydrazine can be used. As described above, the method for quantifying L-phenylalanine using the new L-phenylalanine oxidase is based on the amount of oxygen consumed by the enzyme reaction or the amount of hydrogen peroxide, carbon dioxide, ammonia, phenylacetamide, or phenylacetamide produced. By measuring enylpyruvic acid, for example, quantitative measurement of L-phenylalanine in serum, quantitative measurement of L-phenylalanine in pharmaceuticals using L-phenylalanine, fermentation of L-phenylalanine. It is useful for various analyses, such as the quantitative measurement of L-phenylalanine and the activity of enzymes using L-phenylalanine as a substrate. Hereinafter, an example of implementation of the method of the present invention will be specifically explained. However, these are merely examples and do not limit the method of the present invention in any way. The novel L-phenylalanine oxidase used in each example was prepared from Pseudomonas sp. . Example 1 Add 0.27 ml of 1M potassium phosphate buffer (PH6.8) and 0.1 ml of new L-phenylalanine oxidase solution (5 units/ml) to a closed reaction vessel for a total volume of 2.6 mL of water.
ml. Insert an oxygen electrode (manufactured by Beckman) and keep the temperature inside the reaction vessel constant at 37°C while stirring. Next, standard L-phenylalanine solution (0 to 5 μmol/ml) or each sample solution kept at 37°C in advance.
Add 0.1ml, start the reaction, continue the reaction until the oxygen consumption becomes constant (within 10 minutes), and measure the oxygen consumption with an oxygen analyzer (manufactured by Beckman).
Measured at A calibration curve was created and the L-phenylalanine content in the sample was determined. The calibration curve is shown in FIG. The samples were L-phenylalanine when using a natural medium prepared from casamino acids, yeast extract, and meat extract, and a medium to which L-phenylalanine was added as shown in Table 3 based on the natural medium. The quantitative values are shown in Table 3.
【表】
実施例 2
1Mリン酸カリウム緩衝液(PH6.8)0.3ml、4
−アミノアンチピリン0.005%、N,N−ジメチ
ルアニリン0.02%、パーオキシダーゼ5単位、及
び新規L−フエニルアラニンオキシダーゼ液(5
単位/ml)0.1mlを添加し、総量を2.9mlとする。
標準L−フエニルアラニン溶液(0〜10μモ
ル/ml)及び各試料溶液0.1mlを添加し、37℃、
10分間反応させた後生成する色素の可視部吸収
(550nm)を測定した。検量線を作成し、試料中
のL−フエニルアラニン含量を求めた。検量線を
第7図に示した。
試料は実施例1同様に調製し、その結果を第4
表に示す。[Table] Example 2 1M potassium phosphate buffer (PH6.8) 0.3ml, 4
- 0.005% aminoantipyrine, 0.02% N,N-dimethylaniline, 5 units of peroxidase, and a novel L-phenylalanine oxidase solution (5
Unit/ml) Add 0.1ml to make the total volume 2.9ml. Add standard L-phenylalanine solution (0-10 μmol/ml) and 0.1 ml of each sample solution, and incubate at 37°C.
After reacting for 10 minutes, the visible absorption (550 nm) of the dye produced was measured. A calibration curve was created and the L-phenylalanine content in the sample was determined. The calibration curve is shown in FIG. The sample was prepared in the same manner as in Example 1, and the results were reported in the fourth example.
Shown in the table.
【表】
実施例 3
実施例1同様に調整したL−フエニルアラニン
含有試料0.2ml、1Mリン酸カリウム緩衝液(PH
6.8)0.1ml、L−フエニルアラニンオキシダーゼ
0.5単位を蒸留水で1mlとし、37℃、10分間反応
を行つた後、該反応液1mlに1Mリン酸カリウム
緩衝液0.3ml、0.03Mα−ケトグルタル酸(PH7.0)
0.2ml、2.25mMβ−NADH0.2ml、15mMADP0.1
ml、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(10mg/ml)
0.05mlを添加、総量を3mlとし、37℃、20分間反
応後340nmの吸収の減少からアンモニア測定し
た。あらかじめ作成した検量線より試料中、L−
フエニルアラニンの含量を測定した。検量線を第
8図、定量値を第5表に示した。[Table] Example 3 0.2 ml of L-phenylalanine-containing sample prepared in the same manner as Example 1, 1M potassium phosphate buffer (PH
6.8) 0.1ml, L-phenylalanine oxidase
Dilute 0.5 units to 1 ml with distilled water and react at 37°C for 10 minutes. To 1 ml of the reaction solution, add 0.3 ml of 1M potassium phosphate buffer and 0.03M α-ketoglutaric acid (PH7.0).
0.2ml, 2.25mMβ-NADH0.2ml, 15mMADP0.1
ml, glutamate dehydrogenase (10mg/ml)
0.05 ml was added to bring the total volume to 3 ml, and after reaction at 37°C for 20 minutes, ammonia was measured from the decrease in absorption at 340 nm. From the calibration curve prepared in advance, L-
The content of phenylalanine was measured. The calibration curve is shown in FIG. 8, and the quantitative values are shown in Table 5.
【表】
実施例 4
ワールブルグマノメーター2本を用意し、1つ
には、ワールブルグの容器の主室に1M酢酸緩衝
液(PH5.8)0.1mlと新規なL−フエニルアラニン
オキシダーゼ0.5単位を蒸留水で2.5mlとし、側室
に実施例1同様に調整したL−フエニルアラニン
含有試料0.5mlを入れる。他方には副室に苛性カ
リウム溶液(10%)0.2mlを入れる以外は上記同
様に準備する。30℃で20分間温度平衡させた後、
側室に入れたL−フエニルアラニン含有試料を主
室に移すことにより反応を開始させる。20〜30分
後に両方の検圧計の読みを測定し、ワールブルグ
の直接法による計算で二酸化炭素の発生量を求
め、既知L−フエニルアラニンの検量線によりL
−フエニルアラニンの含量を求めた。検量線を第
9図、定量値を第6表に示した。[Table] Example 4 Two Warburg manometers were prepared, and one was distilled with 0.1 ml of 1M acetate buffer (PH5.8) and 0.5 units of novel L-phenylalanine oxidase in the main chamber of the Warburg vessel. The volume was made up to 2.5 ml with water, and 0.5 ml of the L-phenylalanine-containing sample prepared in the same manner as in Example 1 was placed in the side chamber. The other is prepared in the same manner as above, except that 0.2 ml of caustic potassium solution (10%) is placed in the antechamber. After temperature equilibration for 20 min at 30 °C,
The reaction is started by transferring the L-phenylalanine-containing sample placed in the side chamber to the main chamber. After 20 to 30 minutes, measure the readings of both manometers, calculate the amount of carbon dioxide generated by Warburg's direct method, and calculate the amount of carbon dioxide generated using the known L-phenylalanine calibration curve.
-The content of phenylalanine was determined. The calibration curve is shown in FIG. 9, and the quantitative values are shown in Table 6.
【表】
実施例 5
実施例1同様に調整したL−フエニルアラニン
含有試料0.1ml、1Mリン酸カリウム緩衝液(PH
6.8)0.1ml、新規なL−フエニルアラニンオキシ
ダーゼ0.5単位を蒸留水で1mlとし、37℃、10分
間反応を行う。該反応液0.01mlをあらかじめ調整
した高速液体クロマトグラフイー(カラム:
LS410、東洋曹達工業(株)カラムサイズ4mmID×
250mmL、Mobile phase:メタノール:リン酸カ
リウム緩衝液=10:90、温度60℃、レンジ=
0.04)で分離、UV220mmにて検出し、各ピーク高
を標準品のピーク高から換算し、フエニルアセト
アミド量、フエニルピルビン酸量を定量する。既
知L−フエニルアラニンより得た検量線よりL−
フエニルアラニンの含量を求めた。
フエニルアセトアミドの検量線を第10図、フ
エニルピルビン酸の検量線を第11図に、定量値
を第7表に示した。[Table] Example 5 0.1ml of L-phenylalanine-containing sample prepared in the same manner as Example 1, 1M potassium phosphate buffer (PH
6.8) Dilute 0.1 ml of the novel L-phenylalanine oxidase (0.5 units) to 1 ml with distilled water, and conduct the reaction at 37°C for 10 minutes. High performance liquid chromatography (column:
LS410, Toyo Soda Kogyo Co., Ltd. Column size 4mm ID×
250mmL, Mobile phase: methanol:potassium phosphate buffer = 10:90, temperature 60℃, microwave =
Separate with 0.04), detect with UV220mm, convert each peak height from the peak height of the standard product, and quantify the amount of phenylacetamide and phenylpyruvic acid. From the calibration curve obtained from known L-phenylalanine, L-
The content of phenylalanine was determined. The calibration curve for phenylacetamide is shown in FIG. 10, the calibration curve for phenylpyruvic acid is shown in FIG. 11, and the quantitative values are shown in Table 7.
【表】
実施例1〜5において用いた天然培地中のアミ
ノ酸分析によるL−フエニルアラニン含量を測定
した結果、1.1マイクロモル/mlであり、本発明
方法により測定された値は該数値に近似した値を
得た。
参考例
KH2PO40.1%、K2HPO40.1%、MgSO4・
7H2O0.05%、FeSO4・7H2O0.001%、酵母エキス
0.2%、L−フエニルアラニン1%からなる培地
を50ml宛、各500ml容の振盪フラスコに分注し、
120℃、10分間殺菌後、シユードモナスsp.P−501
(微工研菌寄第5887号)を接種し、30℃、16時間、
振幅5cm、120rpmで振盪培養した。
培養終了後培養液10を過して得られた菌体
を0.01Mリン酸緩衝液(PH7.0)2000mlに懸濁し
た後、トリトンX−100 0.5%を添加し、溶菌し
た後、遠心分離により固形分を除去し、粗酵素液
を得る。該粗酵素液に硫酸アンモニウムを添加
し、30%飽和〜50%飽和の沈殿区分を採取し、こ
れを0.01Mリン酸緩衝液(PH7.0)50mlに溶解し、
同一緩衝液で1夜透析する。次に上記同一緩衝液
で平衡化したDEAEセルロースカラム(5.2×80
cm)に通し、食塩0.1M含有同緩衝液で不純物を
溶出後、食塩0.2M濃度を含む同緩衝液で溶出し、
活性区分を集め、濃縮後バイオゲルA−0.5mカ
ラム(2.5×150cm)によるゲル過を行い活性区
分を集めた。該溶液の硫酸アンモニウム60%飽和
の沈殿区分を集め、これを10%硫酸アンモニウム
を含む0.01Mリン酸緩衝液(PH7.0)10mlに溶解
し、フエニルセフアロースCL−4B(フアーマシ
ア社製、スエーデン国)カラム(2.8×10cm)に
通し、10%硫酸アンモニウムを含む0.01Mリン酸
緩衝液(PH7.0)でカラムを洗滌後、1%硫酸ア
ンモニウム50%エチレングリコールを含む0.01M
リン酸緩衝液にて酵素を溶出し、活性区分を集め
て、再びバイオゲルA−0.5mカラム(2.5×150
cm)にてゲル過を行い活性区分を集めて精製酵
素標品2.1mg(収率11.6%、比活性94.2単位/mg蛋
白質)を得た。[Table] The L-phenylalanine content measured by amino acid analysis in the natural medium used in Examples 1 to 5 was 1.1 micromol/ml, and the value measured by the method of the present invention approximates this value. I got the value. Reference examples KH 2 PO 4 0.1%, K 2 HPO 4 0.1%, MgSO 4 .
7H2O0.05 %, FeSO4・7H2O0.001 %, yeast extract
Pour 50 ml of a medium containing 0.2% and 1% L-phenylalanine into each 500 ml shake flask,
After sterilization at 120℃ for 10 minutes, Pseudomonas sp.P-501
(Feikoken Bacterial Serial No. 5887) was inoculated and incubated at 30℃ for 16 hours.
Shaking culture was carried out at an amplitude of 5 cm and 120 rpm. After the completion of culture, strain the culture solution 10%, suspend the resulting bacterial cells in 2000 ml of 0.01M phosphate buffer (PH7.0), add 0.5% Triton X-100, lyse, and centrifuge. The solid content is removed to obtain a crude enzyme solution. Add ammonium sulfate to the crude enzyme solution, collect the 30% saturated to 50% saturated precipitate, and dissolve it in 50 ml of 0.01M phosphate buffer (PH7.0).
Dialyze overnight against the same buffer. Next, a DEAE cellulose column (5.2 x 80
cm), elute the impurities with the same buffer containing 0.1M NaCl, and then elute with the same buffer containing 0.2M NaCl.
The active fraction was collected, and after concentration, gel filtration was performed using a Biogel A-0.5m column (2.5 x 150 cm) and the active fraction was collected. The precipitated fraction of the solution with 60% ammonium sulfate saturation was collected, dissolved in 10 ml of 0.01M phosphate buffer (PH7.0) containing 10% ammonium sulfate, and mixed with phenylcephalose CL-4B (manufactured by Pharmacia, Sweden). ) through a column (2.8 x 10 cm), and after washing the column with 0.01M phosphate buffer (PH7.0) containing 10% ammonium sulfate, 0.01M containing 1% ammonium sulfate and 50% ethylene glycol.
Elute the enzyme with phosphate buffer, collect the active fraction, and apply it again to the Biogel A-0.5m column (2.5 x 150
2.1 mg of purified enzyme preparation (yield 11.6%, specific activity 94.2 units/mg protein) was obtained by collecting the active fraction.
第1図は本発明方法に用いられる新規なL−フ
エニルアラニンオキシダーゼの至適PHを示す図で
あり、第2図は同じく、4℃、20時間各PHで処理
後の残存活性を示す図である。第3図は高速液体
クロマトグラフイーにより定量した新規なL−フ
エニルアラニンオキシダーゼの作用温度を示す図
であり、第4図は同じくPH6.8での熱安定性を示
す図である。第5図は新規なL−フエニルアラニ
ンオキシダーゼの電気詠動図を示すものである。
第6図〜第11図は本発明方法の実施例において
作成した検量線である。
Figure 1 is a diagram showing the optimal pH of the novel L-phenylalanine oxidase used in the method of the present invention, and Figure 2 is a diagram showing the residual activity after treatment at each pH for 20 hours at 4°C. It is. FIG. 3 is a diagram showing the action temperature of the novel L-phenylalanine oxidase determined by high performance liquid chromatography, and FIG. 4 is a diagram showing the thermostability at pH 6.8. FIG. 5 shows an electrophoretic diagram of the novel L-phenylalanine oxidase.
FIG. 6 to FIG. 11 are calibration curves prepared in an example of the method of the present invention.
Claims (1)
下、L−フエニルアラニンオキシダーゼを用いて
分解し、反応液中の酸素の消費量又は生成する過
酸化水素、炭酸ガス、アンモニア、フエニルアセ
トアミド若しくはフエニルピルビン酸を定量する
ことを特徴とするL−フエニルアラニンの定量
法。 2 L−フエニルアラニンオキシダーゼが、以下
の理化学的性質を有するL−フエニルアラニンオ
キシダーゼである特許請求の範囲第1項記載のL
−フエニルアラニンの定量法。 (a) 作用: 酸素の存在下でL−フエニルアラニンを酸化
的に脱炭酸し、フエニルアセトアミド、炭酸ガ
スと水を生成する反応式〔〕 で表わされる反応並びに酸素の存在下でL−フ
エニルアラニンを酸化的に脱アミノしてフエニ
ルピルビン酸、アンモニアと過酸化水素を生成
する反応式〔〕 で表わされる反応を触媒する作用を有する。 (b) 基質特異性: L−フエニルアラニンに極めて高い基質特異
性を示し、L−リジン、L−プロリン、L−グ
ルタミン酸、L−スレオニンには作用しない。 (c) 至適PH及び安定PH範囲: 至適PH:5〜10 安定PH範囲:6.5〜10 (d) 分子量: 高速液体クロマトグラフイーによるゲル濾過
法により測定した値が約67000である。[Claims] 1 L-phenylalanine in a sample is decomposed using L-phenylalanine oxidase in the presence of oxygen, and the amount of oxygen consumed in the reaction solution or hydrogen peroxide and carbon dioxide gas produced , ammonia, phenylacetamide, or phenylpyruvic acid. 2 L-phenylalanine oxidase according to claim 1, wherein the L-phenylalanine oxidase has the following physicochemical properties.
-Method for quantifying phenylalanine. (a) Action: Reaction formula for oxidative decarboxylation of L-phenylalanine in the presence of oxygen to produce phenylacetamide, carbon dioxide gas and water [] The reaction represented by and the reaction formula for oxidatively deaminating L-phenylalanine in the presence of oxygen to produce phenylpyruvic acid, ammonia and hydrogen peroxide [] It has the effect of catalyzing the reaction represented by (b) Substrate specificity: Shows extremely high substrate specificity for L-phenylalanine, and does not act on L-lysine, L-proline, L-glutamic acid, and L-threonine. (c) Optimal PH and stable PH range: Optimal PH: 5-10 Stable PH range: 6.5-10 (d) Molecular weight: The value measured by gel filtration method using high performance liquid chromatography is about 67,000.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56031284A JPS57146597A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Determining method of l-phenylalanine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56031284A JPS57146597A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Determining method of l-phenylalanine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57146597A JPS57146597A (en) | 1982-09-10 |
| JPH0146117B2 true JPH0146117B2 (en) | 1989-10-05 |
Family
ID=12327010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56031284A Granted JPS57146597A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Determining method of l-phenylalanine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57146597A (en) |
-
1981
- 1981-03-06 JP JP56031284A patent/JPS57146597A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57146597A (en) | 1982-09-10 |
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