JPH02308792A - ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法 - Google Patents

ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法

Info

Publication number
JPH02308792A
JPH02308792A JP12796389A JP12796389A JPH02308792A JP H02308792 A JPH02308792 A JP H02308792A JP 12796389 A JP12796389 A JP 12796389A JP 12796389 A JP12796389 A JP 12796389A JP H02308792 A JPH02308792 A JP H02308792A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
firefly
derived luciferase
luciferase
derived
enzyme
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
JP12796389A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Kajiyama
直樹 梶山
Eiichi Nakano
中野 衛一
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.)
Kikkoman Corp
Original Assignee
Kikkoman Corp
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 Kikkoman Corp filed Critical Kikkoman Corp
Priority to JP12796389A priority Critical patent/JPH02308792A/ja
Publication of JPH02308792A publication Critical patent/JPH02308792A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法に関す
る。
〔従来の技術〕
従来、ゲンジボタル(Luciola  crucia
ta )及びヘイケボタル(Luciola  1at
eralis )由来のルシフェラーゼは、不安定であ
るために精製に成功していないのが実情である〔蛋白質
核酸酵素、第32巻、第10号、第44〜59頁、特に
第47頁(第1234〜1249頁、特に第1237頁
)(1987))。
また、アメリカホタル(Photinus  pyra
lis )由来のルシフェラーゼも極めて不安定であり
、該酵素の溶液形態での保存中に、酵素活性が急速に失
活するのが現状である。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法を提供
することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、このような実情に鑑み鋭意検討
した結果、ホタル由来ルシフェラーゼを含む溶液に、エ
チレングリコールを添加すれば、該添加物を添加しない
場合に比較して著しく酵素活性が安定化されること等の
知見を得、本発明を完成した。
すなわち本発明は、ホタル由来ルシフェラーゼを含む溶
液に、エチレングリコールを添加スルコとを特徴とする
ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明を適用しうるホタル由来ルシフエラーゼとしでは
、ホタル由来のものであれば、如何なるものでもよく、
例えば、ゲンジボタル、ヘイケボタル、アメリカホタル
等由来のルシフェラーゼが挙げられ、更に、遺伝子組み
換えにより得られる上記由来のルシフェラーゼも挙げら
れ、また、ホタル由来ルシフェラーゼは、粗酵素、精製
酵素等でも適用可能である。
上記ゲンジボタル及びヘイケボタル由来のルシフェラー
ゼの理化学的性質を以下に記載する。
0ゲンジボタル由来のルシフェラーゼ 0作用: 下記の酵素反応式で示されるように酸素分子によるルシ
フェリンの酸化を触媒する酵素である。
本酵素 ↓ ルシフェリン+ATP  + 02 オキジルシフエリン +AMP+ ピロリン酸+C○2
+光 ■基質特異性: ADP  、  CTP  、  UTP 及びGTP
 には作用しない。
■至適pH及び安定pH範囲: 至1pHは、ルシフェリンを基質とし、25mMグリシ
ルグリシンのpHをpH6,5〜11.5迄変化させ、
温度30°Cで反応させ、20秒間発光量(7オトン数
)を測定した場合、第1図に示す如(pH8,0〜9.
5であり、また安定pH範囲ハ、ルシフェリンを含有す
る緩衝液(pH4,6〜8.0 :  25 mM リ
ン酸緩衝液、pH8,0〜11.5 :  25 mM
グリシン−塩化ナトリウム−水酸化ナトリウム緩衝液を
それぞれ使用。なお、それぞれの緩衝液には10%飽和
となる如く硫酸アンモニウムを添加したものである)に
酵素を添加し、温度0°Cで4時間作用させた場合、第
2図に示す如く、pH6,5〜9.0である。
なお、第2図において、・−・及びΔ−Δは、夫々25
 mM ’)ン酸緩衝液、及び25 mMグリシン・塩
化ナトリウム−水酸化ナトリウム緩衝液を使用した場合
の活性を示す。
■力価の測定法 25 mM グリシルグリシン(pH7,8)  8 
d。
ttmマグネシウム溶液(25mMグリシルグリシン(
pH7,8)に硫酸マグネシウムなO,1M となる如
く添加した溶液)0.5me及びルシフェリン溶液(2
5mM グリシルグリシン(pH7,8)にルシフェリ
ンを1 mM となる如く添加した溶液]0.8gtを
混合してルシフェリン混合液を調製する。
このようにして得たルシフェリン混合液400μl及び
測定するルシフェラーゼ10μjを混合したものに、A
TP  溶液[25mMグリシルグリシ7 (1)H7
,8)にATP  を10mMとなる如く添加したもの
]80μEを注入すると同時に、ルミ/メーター(アロ
カ社製、ルミネッセンスリーダBLR−201)により
発生するフォトン数を20秒間積算して求める。
■作用適温の範囲 pH7,8のもとに、各温度で反応させ20秒間発光f
fi:(フォトン数)を測定した場合、0〜50℃の範
囲内にある。
■pH1温度等による失活の条件 (イ) pHによる失活の条件 pH5,0以下及びpH11,0以上で4時間後完全に
失活する。
(ロ)温度による失活の条件 pH7,8において、温度50°C115分間の熱処理
により完全に失活する。
0ヘイケボタル由来ルシフ工ラーゼ ■作用: 下記の酵素反応式で示されるように酸素分子によるルシ
フェリンの酸化を触媒する酵素である。
本酵素 ↓ ルシフェリン+ATP  +02 オキジルシフエリン +AMP+ ビロリン酸+CO□
十光 ■基質特異性: ADP  、  C1ア 、UTP 及びGTP には
作用しない@ ■至適pH及び安定pH範囲: 至適pHは、ルシフェリンを基質とし、25mMグリシ
ルグリシンのpE(をpE(6,5〜11.5迄変化さ
せ、温度30″Cで反応させ、20秒間発光ff1(フ
ォトン数)を測定した場合、第3図に示す如<  pH
7,5〜9.5であり、また安定pH範囲ハ、ルシフェ
リンを含有する緩衝WiApH4,6〜8.0 :  
25 mM リン酸緩衝液、pH8,0〜11.5 :
  25 mMグリシン・塩化ナトリウム−水酸化すt
llラムi11液をそれぞh使用。なお、それぞれの緩
衝液には10%飽和となる如く硫酸アンモニウムを添加
したものである)に酵素を添加し、温度0℃で4時間作
用させた場合、第4図に示す如く、pH6,0〜10.
5である。なお、第4図において、・−・及びΔ−Δは
、夫々25 mM リン酸緩衝液、及び25 mMグリ
シン・塩化ナトリウム−水酸化ナトリウム緩衝液を使用
した場合の活性を示す。
■力価の測定法 25 mMグリシルグリシン(pH7,8)  8 m
l、硫酸マグネシウム溶液[25mMグリシルグリシン
(pH7,8)に硫酸マグネシウムをO,1M となる
如く添加した溶液]0.5肩/及びルシフェリン溶液(
25mM グリシルグリシン(pH7,8)にルシフェ
リンを1 mM となる如く添加した溶液)0.8m/
を混合してルシフェリン混合液を調製する。
このようにして得たルシフェリン混合液400μj及び
測定するルシフェラーゼ10μEを混合したものに、A
TP 溶液(25mMグリシルグリシv (pH7,8
)にATP  を10 mMとなる如く添加したもの〕
80μ!を注入すると同時に、ルミノメータ−(アーカ
社製、ルミネッセンスリーダBLR−201)により発
生するフォトン数を20秒間積算して求める。
■作用適温の範囲 pH7,8のもとに、各温度で反応させ20秒間発光量
(フォトン数)を測定した場合、0〜50°Cの範囲内
にある。
■pH,U度等による失活の条件 (イ) pHによる失活の条件 pH5,0以下及びpH12,0以上で4時間後完全に
失活する。
(ロ)温度による失活の条件 pH7,8において、温度55℃、15分間の熱処理に
より完全に失活する。
■耐熱性: 精製したヘイケボタル由来ルシフェラーゼ100キロカ
ウント(Kcount )含有する酵素液100μg〔
10%(V/V)エチレングリコール、0.1M Na
C1及び0.2%(W / V ) 7 ルプミンを含
有する60 mM リン酸緩衝液(pH7,5) )を
、温度40°Cで15.30及び60分間保持して残存
する酵素活性を測定した結果を、第1表に示した。
なお、ゲンジボタル及びアメリカホタル由来のルシフェ
ラーゼについても上記と同様にして残存酵素活性を測定
した結果を合わせて第1表に示した。
第     1     表 上表より明らかな如く、ヘイケボタル由来ルシフェラー
ゼは、ゲンジボタル及びアメリカホタル由来ルシフェラ
ーゼに比し著しく耐熱性を有するルシフェラーゼである
ことが判る。
次に、ホタル由来ルシフェラーゼを製造するための具体
的手段を以下に述べる。
本酵素を製造する方法としては、如何なる方法でも良く
、例えば、以下の方法が挙げられる。
本発明に用いられるホタルとしては、自然界より採集し
たもの、あるいは人工的に養殖したもの等如何なるもの
でもよく、そして、ホタル尾部には、ルシフェラーゼが
多量に存在するためにホタル尾部はルシフェラーゼ分離
源として好適であるO そして、緩衝液に、ホタルを添加して粉砕し、粉砕物を
得る。
緩衝液としては、本酵素を失活させるものでなければ、
如何なるものでもよく、例えば、トリス(ヒドロキシ)
アミノメタン−塩m緩衝液、りyシン・塩化ナトリウム
−水酸化ナトリウム緩衝液、リン酸緩衝液等にそれぞれ
10%飽和となる如く硫酸アンモニウムを添加したもの
等が挙げられる。
粉砕手段としては、乳鉢及び乳棒を用いる方法、ホモゲ
ナイザー、ワーリングプレンダー、フレンチプレス等を
用いる方法等が挙げられる。
次いで、粉砕物より通常の遠心分離あるいは濾過処理等
により残渣を除去して、粗酵素液を得るか、これに必要
により凍結屹燥法、アルコール沈殿法、アセトン沈殿法
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。
上記粗酵素液も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、セファデックス、ウルトロゲル
もしくはバイオゲル等を用いるゲル濾過法、イオン交換
体を用いる吸着溶出法、ポリアクリルアミドゲル等を用
いる電気泳動法、ヒドロキシアパタイトを用いる吸着溶
出法、蔗糖密度勾配遠心法等の沈降法、7フノニテイク
pマド法、分子ふるい膜も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
、精製された酵素原品を得ることが出来る。
ホタル由来ルシフェラーゼを含有せしめる溶液としては
、水溶液、緩衝液等該酵素を失活させない溶媒の溶液で
あれば如何なるものでも使用することができる。
本発明においては、ホタル由来ルシフェラーゼを含む溶
液に、エチレングリコールを添加、溶解し、均一化させ
ることにより、安定化されたホタル由来ルシフェラーゼ
を得ることができる。
ナオ、グリセリンもエチレングリコールと同様の効果が
達成でき、添加量は、10〜50%(V/V)程度であ
る。
エチレングリコールの添加量は、如何なる添加量でもよ
く、好ましくは、5〜10%(V/V)である。
また、上記添加物を添加する際のホタル由来ルシフェラ
ーゼを含む溶液のpH値は、該酵素の安定pH範囲(例
えば、6,0〜1O15のpH範囲)にあればよく、前
記溶液のpH調整が必要である場合には、適宜な手段に
より安定なpH範囲に調整する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、比較的安易な操作によりホタル由来ル
シフェラーゼの失活を著しく防止することができ、AT
P  の定量用酵素等として極めて有用な酵素剤を得る
ことができるので、本発明は、産業上極めて有意義であ
る。
〔実施例〕
以下実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。
実施例1 25 mM  トリス(ヒドロキシ)アミノメタン−塩
酸lit 新液に、1mMエチレンジアミン4酢酸2ナ
トリウム及び2 mM フェニルメチルスルフォニルフ
ルオリドを添加し、更に硫酸アンモニウムを 10%飽
和となる如く添加して得た混液(pH7,8)  15
 mlに、ゲンジボタル〔■四穴百貨店より購入〕の尾
部150匹分を添加し、ヒスコトロン〔■日音医理科器
械製作所製〕を用いて破壊したものを、12.00Or
、p、m、 で20分間遠心分離処理し、2上清(粗酵
素溶液)14.5mlを得たO このようにして得た粗酵素溶液を常法により硫酸アンモ
ニウムを用いて塩析し、30%〜60%飽和で生成した
沈殿を30.00Or、p、m、 で10分間遠心分離
処理し、その沈殿を25 mM混合液〔少量の25 m
M I−リス(ヒト−キシ)アミノメタン−塩mMi衝
液新液1mMエチレンジアミン4酢酸2−ナトリウム及
び10%飽和となる如く硫酸アンモニウムを添加して得
た溶液(pH7,8) )に溶解させて溶液を得た。
次いで、この溶液を、上記25 mM混合液で平衡化さ
れたウルトロゲル(Ultrogel )  AcA 
34(LKB社製)カラ人中を通過させてゲル濾過クロ
マトグラフィーを行ない活性区分を得た。
このようにして得た区分を、リン酸緩衝液(10mM 
 リン酸1水素ナトリウム−リン酸2水素ナトリウム溶
液に、0.1M塩化ナトリウム及びエチレングリフール
10%(V/V)を添加した緩衝液〕を用いて透析を行
ない、得られた溶液を、10 mM l)ン酸緩衝液で
平衡化されたヒドロキシ−アバタイ)  HPLC(東
洋曹達工業社製、TSK  get HA−1000)
カラムに吸着させ、10〜100mM迄のリン酸緩衝液
(pH7,5)によるリニアグラジェント(Liner
 Gradient )溶出を行なうことにより純化さ
れたゲンジボタル由来のルシフェラーゼ活性区分200
μl〔酵素活性:3.5 X 102キロカウント(K
count ) )を得た。
このようにして得られたゲンジボタル由来のルシフェラ
ーゼ10キロカウントを、50 mM リン酸緩衝液/
 1 mM EDTA / 100 mM硫酸アンモニ
ウム/ 0.05%(W/V )  ウシ血清アルブミ
ン緩87液/ to%(V/V)エチレングリコールを
含む溶液に添加し、温度37°Cで1時間加温した際の
残存活性1裏、下表に示すとおりであった。
(零発1111) なお、比較のために10%(V/V)エチレングリコー
ルを添加しない場合の酵素液の残存活性も下表に示した
。(対照) 第   2   表 上表より明らかな如く、本発明は、対照に比し、安定化
効果が優れていることが判る。
実施例2 25 mM  )リス(ヒドロキシ)7ミノメタンー塩
酸緩衝液に、1mMエチレンジアミン4酢酸2ナトリウ
ム及び2 mM フェニルメチルスルフォニルフルオリ
ドを添加し、更に硫酸アンモニウムを 10%飽和とな
る如く添加して得た混液(pH7,8)  15 ml
に、ヘイケボタル〔■四穴百貨店より購入〕の尾部20
0匹分を添加し、ヒスコトロン〔■日音医理科器械製作
所製〕を用いて破壊したものを、12.00Or、p、
m、 で20分間遠心分離処理し、上清(粗酵素溶液)
14.5+++tを得た。
このようにして得た粗酵素溶液を常法により硫酸アンモ
ニウムを用いて塩析し、30%〜70%飽和で生成した
沈殿を30.00Or、p、m、  で10分間遠心分
離処理し、その沈殿を25 mM混合液〔少量の25 
mM トリス(ヒドロキシ)アミノメタン−塩酸緩衝液
に、1mMエチレンジアミン4酢酸2ナトリウム及び1
0%飽和となる如く硫酸アンモニウムを添加して得た溶
液(pH7,8) )に溶解させて溶液を得た。
次いで、この溶液を、上記25 mM混合液で平衡化さ
れたウルトロゲル(Ultrogel )  AcA 
34(LKB社製)カラム中を通過させてゲル濾過クロ
マトグラフィーを行ない活性区分を得た。
このようにして得た区分を、リン酸緩衝液[10mM 
 リン酸1水素ナトリウム−及びリン酸2水素ナトリウ
ム溶液に、0.1M塩化ナトリウム及びエチレングリコ
ール10%(V/V)を添加した緩衝液〕を用いて透析
を行ない、得られた溶液を、10 mM !jン酸緩衝
液で平衡化されたヒドロキシ−7パタイト HPLC(
東洋曹達工業社製、TSK  gel HA−1000
)カラムに吸着させ、 10〜100mM迄のリン酸緩
衝液(pH7,5)によるリニアグラジェント(Lin
er Gradient )溶出を行なうことにより純
化されたベイケポタル由来のルシフェラーゼ活性区分1
80μl〔酵素活性:  2.4 X 102キロカウ
ント〕を得た。
以上の如くして得られたヘイケボタル由来のルシフェラ
ーゼ10キロカウントを、50mMリン酸緩衝液/新液
 mM EDTA / 100 mM硫酸アンモニウム
/ 0.2%(W/V )ウシ血清アルブミン緩衝液/
 10%(V/V)エチレングリコールを含む溶液に添
加し、温度45°Cで30分間加温した際の残存活性は
、下表に示すとおりであった。
(本発明) また、対照として10%(V/V)エチレングリコール
を添加しない場合の酵素液の残存活性も下表に示した。
第   3   表 上表より、本発明は、対照に比し安定化効果において顕
著に差があることが判明した。
実施例3 アメリカホタル由来のルシフェラーゼ(シグマ社製)1
0キロカウントを、50mMリン酸緩衝液/新液 mM
 EDTA / 100 mM硫酸アンモニウム/ 0
.05%(W/V )ウシ血清アルブミン緩衝1710
%(V/V)エチレングリコールを含む溶液に添加し、
温度37°Cで1時間加温した際の残存活性は、下表に
示すとおりであった。(本発明) また、対照として10%(V/V)エチレングリコール
を添加しない場合の酵素液の残存活性も下表に示した。
第   4   表 上表より明らかな如く、本発明は、対照に比し、安定化
効果において、優れていることが判る。
【図面の簡単な説明】
第1図はゲンジボタル由来のルシフェラーゼの至適pH
域を示す図であり、第2図はゲンジボタル由来のルシフ
ェラーゼの安定pH範囲を示す図であり、第3図はヘイ
ケボタル由来のルシフェラーゼの至適pH域を示す図で
あり、また第4図はへイケボタル由来のルシフェラーゼ
の安定pH範囲を示す図である。 特許出願人  キッコーマン株式会社 ao   7.Oao   9.0 10.0 11.
OH 4.0 5.0 6.0 70  ao  9.0 1
00110pH 6,07,08,09,0+0.0   I+、○H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ホタル由来ルシフェラーゼを含む溶液に、エチレ
    ングリコールを添加することを特徴とするホタル由来ル
    シフエラーゼの安定化法。
JP12796389A 1989-05-23 1989-05-23 ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法 Pending JPH02308792A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12796389A JPH02308792A (ja) 1989-05-23 1989-05-23 ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12796389A JPH02308792A (ja) 1989-05-23 1989-05-23 ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02308792A true JPH02308792A (ja) 1990-12-21

Family

ID=14973004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12796389A Pending JPH02308792A (ja) 1989-05-23 1989-05-23 ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02308792A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994011528A1 (en) * 1992-11-17 1994-05-26 Celsis Limited Bioluminescence reagent formulation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57102185A (en) * 1980-12-19 1982-06-25 Modrovich Ivan Endre Stabilized urease solution

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57102185A (en) * 1980-12-19 1982-06-25 Modrovich Ivan Endre Stabilized urease solution

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994011528A1 (en) * 1992-11-17 1994-05-26 Celsis Limited Bioluminescence reagent formulation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5182202A (en) Purified luciferase from luciola cruciata
Vermilion et al. Highly purified detergent-solubilized NADPH-cytochrome P-450 reductase from phenobarbital-induced rat liver microsomes
Holloway Requirement for three protein components in microsomal stearyl coenzyme A desaturation
Kornberg et al. Purification and DNA synthesis in cell-free extracts: properties of DNA polymerase II
Sinha Colorimetric assay of catalase
DE68911726T2 (de) Luciferase.
Malcovati et al. [27] AMP-and fructose 1, 6-bisphosphate-activated pyruvate kinases from Escherichia coli
Brabson et al. Purification and properties of Bacillus subtilis aspartate transcarbamylase.
Dow et al. Identification of the essential light chains of myosin
CA2283287A1 (en) Enzyme assays
Illingworth et al. Purification and properties of the nicotinamide–adenine dinucleotide phosphate-dependent isocitrate dehydrogenase from pig liver cytoplasm
Baum et al. Studies on sulphatases. 21. The anomalous kinetics of arylsulphatase A of human tissues: the anomalies
Worrall et al. A bifunctional enzyme complex in coenzyme A biosynthesis: purification of pantetheine phosphate adenylyltransferase and dephospho-CoA kinase
Yu et al. Characterization of purified cytochrome c1 from Rhodobacter sphaeroides R-26
Sakai et al. Purification of cytosine deaminase from Serratia marcescens
McElroy [63] Crystalline firefly luciferase: LH2+ ATP⇄ LH2 AMP+ PP LH2 AMP+ O2→ L-AMP+ light+ H2O
EP0318915B1 (en) Luciferase
Matsumura et al. Acyl carrier protein from Mycobacterium phlei
Kubilus et al. Purification of thymidine phosphorylase from human amniochorion
MINATO et al. Studies on Nonspecific Adenosine Deaminase from Takadiastase I. Purification and Properties
JPH02308792A (ja) ホタル由来ルシフェラーゼの安定化法
Paterniti Jr et al. delta-Aminolevulinic acid synthetase from rat liver mitochondria. Purification and properties.
Murtaugh et al. [15] Posttranslational modification of calmodulin
Chou et al. [3] Hexokinase of rat brain
EP0825257B1 (en) Enzyme involved in regeneration of luciferin