JPH03216188A - 新規制限酵素及びその製造方法 - Google Patents
新規制限酵素及びその製造方法Info
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- JPH03216188A JPH03216188A JP2010217A JP1021790A JPH03216188A JP H03216188 A JPH03216188 A JP H03216188A JP 2010217 A JP2010217 A JP 2010217A JP 1021790 A JP1021790 A JP 1021790A JP H03216188 A JPH03216188 A JP H03216188A
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- JP
- Japan
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- restriction enzyme
- bvui
- enzyme
- dna
- stable
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
L産業上の利用分野]
本発明は遺伝子操作等に有効な新規な制限酵素及びその
製造法に関する. [従来の技術] 制限酵素とはデオキシリポ核酸( [lNA)上のある
特定の塩基配列を認識し、この配列内または近傍の2本
鎖を9J断ずるエンドヌクレアーゼである. この酵素は酵素活性に高い基質特異性と再現性を有して
おり、遺伝子の単敲、塩基配列の解折やタンパク質の構
造解析をはじめ、遺伝物質の大量生産などの遺伝子操作
を行う上で不可欠である. また,今後の遺伝病の解明や治療、遺伝子の人工変換等
に重要な産業的意義を有する;g東である。
製造法に関する. [従来の技術] 制限酵素とはデオキシリポ核酸( [lNA)上のある
特定の塩基配列を認識し、この配列内または近傍の2本
鎖を9J断ずるエンドヌクレアーゼである. この酵素は酵素活性に高い基質特異性と再現性を有して
おり、遺伝子の単敲、塩基配列の解折やタンパク質の構
造解析をはじめ、遺伝物質の大量生産などの遺伝子操作
を行う上で不可欠である. また,今後の遺伝病の解明や治療、遺伝子の人工変換等
に重要な産業的意義を有する;g東である。
制限酵素は種々の微生物より単離されており、七の認識
する塩基配列、切断様式により、現在までに約100種
類が知られているが、これら制限酵素も理論上考えられ
る種類の酵素の半分ほどしか発見されていない。
する塩基配列、切断様式により、現在までに約100種
類が知られているが、これら制限酵素も理論上考えられ
る種類の酵素の半分ほどしか発見されていない。
E本発明の目的]
本発明者等は有効な制限酵素の開発を目的として多数の
制限酵素生産菌の研究を行なってきた. その結果,バクテロイデス属に属する菌が、既存の藻類
由来の制限酵素Spll (公告明63−qa:・16
号)のアインシンマーを生産していることを突き止めた
。
制限酵素生産菌の研究を行なってきた. その結果,バクテロイデス属に属する菌が、既存の藻類
由来の制限酵素Spll (公告明63−qa:・16
号)のアインシンマーを生産していることを突き止めた
。
この菌は藻類に比べ培養が短時間で、制限酵素の生産性
が高い,しかも本菌の生産する制限酵素BvuIは制限
酵素SplIに比へ、より幅広い堪安定性を備えている
ことを見出し、本発明の完戊に至った.すなわち、本発
明は従来使用されてきた制限酵素SPIIに比べより幅
広い塩安定性を有する制限酵素B▼ul及び高い生産性
と簡便な工業的生産方法を提供することにある.[問題
点を解決する為の千段] 本発明中の第1発明は次の酵素化学的諸性質を有する新
規制限酵素BvuIに関するものである. (a)作用及び基質特異性 制限酵素BvuIは二本釦デオキシリポ核酸中のT といラ塩基配列を認識し、矢印で切断する酵素である。
が高い,しかも本菌の生産する制限酵素BvuIは制限
酵素SplIに比へ、より幅広い堪安定性を備えている
ことを見出し、本発明の完戊に至った.すなわち、本発
明は従来使用されてきた制限酵素SPIIに比べより幅
広い塩安定性を有する制限酵素B▼ul及び高い生産性
と簡便な工業的生産方法を提供することにある.[問題
点を解決する為の千段] 本発明中の第1発明は次の酵素化学的諸性質を有する新
規制限酵素BvuIに関するものである. (a)作用及び基質特異性 制限酵素BvuIは二本釦デオキシリポ核酸中のT といラ塩基配列を認識し、矢印で切断する酵素である。
制限酵素BvuIの認識部位の決定のため、大腸菌ファ
ージ入 DNA、動物ウイルスAd2 DNA .大腸
菌ファージφX174 RF DNA .大腸菌ファー
ジM13 mpl8 RF DNA .動物ウ4 ルス
SV40 DNA、大腸菌プラスミト’pBR322
DNAの各I]NAの切断数を調べた. その結果、λ DNAを1箇所、Ad2 0NAを4箇
所、またφXl74 RF DNAを2箇所切断し、そ
の他のDNAは切断していなかった。
ージ入 DNA、動物ウイルスAd2 DNA .大腸
菌ファージφX174 RF DNA .大腸菌ファー
ジM13 mpl8 RF DNA .動物ウ4 ルス
SV40 DNA、大腸菌プラスミト’pBR322
DNAの各I]NAの切断数を調べた. その結果、λ DNAを1箇所、Ad2 0NAを4箇
所、またφXl74 RF DNAを2箇所切断し、そ
の他のDNAは切断していなかった。
これを7 7−/クスのデータ(Gene,Vol.1
0,P−371.1980年)に照らし合わせたところ
、木酵素は5−CGTACG−3’を認識切断すること
が示された。これは、制限酵素SplI(Kawamu
ra,M..etal.,Nucleic Acic
js Research,Vo1.+4,P−188
5,1986年)の認識塩基配列であった.そこで、大
腸菌ファーシ入 DNAを用い、制限酵素B▼uIと制
限酵素Spl+のタブルタイゼッショ/を試みたところ
、切断片に変化はなく、制限酵素13vu1は制限酵素
SplIのアイソシゾマーであることが確かめられた. 切断点の決定は次の方法で行った. まず、制限酵素BvuIで大腸菌ファージ入 DNAを
切断し、切断末端のリン酸をアルカリフォスファターゼ
で除いた。
0,P−371.1980年)に照らし合わせたところ
、木酵素は5−CGTACG−3’を認識切断すること
が示された。これは、制限酵素SplI(Kawamu
ra,M..etal.,Nucleic Acic
js Research,Vo1.+4,P−188
5,1986年)の認識塩基配列であった.そこで、大
腸菌ファーシ入 DNAを用い、制限酵素B▼uIと制
限酵素Spl+のタブルタイゼッショ/を試みたところ
、切断片に変化はなく、制限酵素13vu1は制限酵素
SplIのアイソシゾマーであることが確かめられた. 切断点の決定は次の方法で行った. まず、制限酵素BvuIで大腸菌ファージ入 DNAを
切断し、切断末端のリン酸をアルカリフォスファターゼ
で除いた。
次にポリヌクレオチド力イネース及び
[γ−32P]アデノシン三リン酸を用いて、DNA断
片の5゜末端に放射性リン酸を付加した。
片の5゜末端に放射性リン酸を付加した。
この放射性リン酸を付加したDNA断片を制限酵素Ac
c lで切断し、新たに生成された断片の内150及び
489bpの2断片をポリアクリルアミトゲル電気泳動
で分離・分取した. この2断片をマクサム・ギル八一ト法によりその5“末
端からの塩基配列を調べたところ、これらの実験から得
られた制限酵素BvuIは、T という塩基配列を認識し、矢印の位置で切断していると
判明した. (b)酵素反応の至適条件及び酵素の安定性至適PH:
制限酵素Bvu Iの至適p++は8.0であった. 安定PH:制限酵素BvuIは4℃24時間の処理にお
いて、pH7.0〜9.5の間で 10ozの活性を維持していた. 至適温度 :制限酵票BvuIの至適温度は37℃であ
った。
c lで切断し、新たに生成された断片の内150及び
489bpの2断片をポリアクリルアミトゲル電気泳動
で分離・分取した. この2断片をマクサム・ギル八一ト法によりその5“末
端からの塩基配列を調べたところ、これらの実験から得
られた制限酵素BvuIは、T という塩基配列を認識し、矢印の位置で切断していると
判明した. (b)酵素反応の至適条件及び酵素の安定性至適PH:
制限酵素Bvu Iの至適p++は8.0であった. 安定PH:制限酵素BvuIは4℃24時間の処理にお
いて、pH7.0〜9.5の間で 10ozの活性を維持していた. 至適温度 :制限酵票BvuIの至適温度は37℃であ
った。
安定温度 :50℃、5分間の加熱でも100$の活性
を維持していた。
を維持していた。
安定塩漬度:塩化ナトリウム濃度50〜loO+*Mで
100%の活性を示した. (c)分子量 : TSKgel G3000SW G
lass (東ソー株式会社製)を用いたゲルろ過法で 47,000であった. 本発明中の第2発明は、バクテロイデス属に属する制限
酵素BvuI生産菌を栄養培地で培養し、培養物より制
限酵素13vuIを採取することを特徴とするものであ
る. 本発明で使用する微生物はバクテロイデス属に属するB
vuI生産菌であればいずれでも良いが、例えば人糞便
中より分離されたバクテロイデス●プルガータスS−1
5(Bacteroides vulgatus S−
+5微工研菌条寄第11125号〕が好適である. 木菌は以下に示す生理学的性質を有していた。
100%の活性を示した. (c)分子量 : TSKgel G3000SW G
lass (東ソー株式会社製)を用いたゲルろ過法で 47,000であった. 本発明中の第2発明は、バクテロイデス属に属する制限
酵素BvuI生産菌を栄養培地で培養し、培養物より制
限酵素13vuIを採取することを特徴とするものであ
る. 本発明で使用する微生物はバクテロイデス属に属するB
vuI生産菌であればいずれでも良いが、例えば人糞便
中より分離されたバクテロイデス●プルガータスS−1
5(Bacteroides vulgatus S−
+5微工研菌条寄第11125号〕が好適である. 木菌は以下に示す生理学的性質を有していた。
l偏性嫌気性菌
2芽胞形成 −,グラム陰性桿菌
(0.3〜0,5 X 2.5 − 5.OwIl〕3
胆汁による発育促進 硫化水素ガスの発生 運動性 偽酸塩還元 インドール生成 ゼ・ラチン液化 + + 4コハク酸・酢酸発酵 ベプトン,酵母エキス,フィルデス液 ルコース培地による 5炭素源同化性 アラビノース +,キシロース リポース ー,グルコース マンノース + フルクトース ガラクトース + シュークロース マルトース + セロビオース ラクトース + トレハロース メリビオース +,ラフィノース メレチトース ー ソルビトール マニトール ー イノシトール クリセロール 木菌は以上の生理学的性質から「腸内菌の世界・嫌気性
菌の分離と同定」 (光岡知足著)により7へクテけイ
デス●プルガータス(Bacteraides vul
gatus)と同定された.培養法に制限はなく、通常
行われるパクテロィデス属細菌の培養法で増殖可能であ
るものなら何でもよい. 例えば,炭素源としてはグルコース,シュークロースな
どの糖類、及び窒素源としてペプトン、アミノ酸、酵母
エキスなど、その他の無機塩類として塩化ナトリウムや
塩化マグネシウム、リン酸カリウムなどを用いる。
胆汁による発育促進 硫化水素ガスの発生 運動性 偽酸塩還元 インドール生成 ゼ・ラチン液化 + + 4コハク酸・酢酸発酵 ベプトン,酵母エキス,フィルデス液 ルコース培地による 5炭素源同化性 アラビノース +,キシロース リポース ー,グルコース マンノース + フルクトース ガラクトース + シュークロース マルトース + セロビオース ラクトース + トレハロース メリビオース +,ラフィノース メレチトース ー ソルビトール マニトール ー イノシトール クリセロール 木菌は以上の生理学的性質から「腸内菌の世界・嫌気性
菌の分離と同定」 (光岡知足著)により7へクテけイ
デス●プルガータス(Bacteraides vul
gatus)と同定された.培養法に制限はなく、通常
行われるパクテロィデス属細菌の培養法で増殖可能であ
るものなら何でもよい. 例えば,炭素源としてはグルコース,シュークロースな
どの糖類、及び窒素源としてペプトン、アミノ酸、酵母
エキスなど、その他の無機塩類として塩化ナトリウムや
塩化マグネシウム、リン酸カリウムなどを用いる。
また、血液成分を数%加えることにより成育がよくなる
. 本酵素の抽出、精製は一般の制限酵素精製法に従った方
法で行なえる。
. 本酵素の抽出、精製は一般の制限酵素精製法に従った方
法で行なえる。
すなわち、培養菌体は常法に従って集菌し、超音波処理
などの方法により菌体を破砕する.破砕後、遠心分離な
どの方法で無細胞抽出液を得る. この抽出液をイオン交換クロマトグラフィー法、ゲルろ
過法、アフィニティーク自マトグラフィー法などのクロ
マトグラフィー法の組合わせにより精製を行い、制限酵
素13vuIを得る。
などの方法により菌体を破砕する.破砕後、遠心分離な
どの方法で無細胞抽出液を得る. この抽出液をイオン交換クロマトグラフィー法、ゲルろ
過法、アフィニティーク自マトグラフィー法などのクロ
マトグラフィー法の組合わせにより精製を行い、制限酵
素13vuIを得る。
BvuIの活性測定は次の通り行った。
IOIIMトリス塩酸, pH7.5 . 7層M2
−メルカブトエタノール, 7+++M塩化マグネシウ
ム,50mM kg化ナトリウムlll’g入DNAか
らなる反応系に、酵素を加えて全量を50μ1とし、3
7℃で1時間反応させた. 反応液に1$SOS(ドデシル硫酸ナトリウム) .
5(H ク’ IJ セa−ル、0. 1$BPB(プ
ロ−f:フxノールブルー)からなる酵素反応停止液を
5.1加えて反応を停止させた. 友応液中の大腸菌ファージλ DNAを0.5pg/m
lのエチジウムブロマイトを含ませた1%アガロースゲ
ル電気泳勤にて分離し、UV照射でDNAのハンドの数
と量が変化しなくなったときを終点とした。
−メルカブトエタノール, 7+++M塩化マグネシウ
ム,50mM kg化ナトリウムlll’g入DNAか
らなる反応系に、酵素を加えて全量を50μ1とし、3
7℃で1時間反応させた. 反応液に1$SOS(ドデシル硫酸ナトリウム) .
5(H ク’ IJ セa−ル、0. 1$BPB(プ
ロ−f:フxノールブルー)からなる酵素反応停止液を
5.1加えて反応を停止させた. 友応液中の大腸菌ファージλ DNAを0.5pg/m
lのエチジウムブロマイトを含ませた1%アガロースゲ
ル電気泳勤にて分離し、UV照射でDNAのハンドの数
と量が変化しなくなったときを終点とした。
上記反応において l!g入 DNAを完全に切断する
酵素活性を1単位とした。
酵素活性を1単位とした。
C実施例j
/へタテロイデス・プルカータスS−15 (微工研菌
寄第11125号)はスチールシャー及びカザミノ酸液
体培地(表1)を用いて鎌気培養を行った. 前培養は37℃で24時間、本培養は前培養液を本培養
液の1/+00量接種し、37℃で48時間行った. 遠・Q分離で菌体を集めたところ、約12gの湿菌体を
得た. システイン墳# 0 . 4 g
得られた菌体11gに緩衝液A(10層Nトリス塩酸,
pH7.5. 10rmH 2−メルカプトエタノー
ル,7■M塩化マグネシウム月10鱈を加え、超音波で
処理し、遠心分離で無細胞抽出液を得た.精製は以下の
高速液体クaマトグラフィー(東ソー株式会社製)にて
精製を行った.得られた無細胞抽出液を0.45mのフ
ィルターに通した後、緩衝液B (10論阿トリス塩酸
,p}17.5. 7+sM 2−メルカブトエタノー
ル, ?+++H塩化マグネシウム)で平衡したDEA
E− トヨパールパック850M(イオン交換クロマト
グラフィー)に吸着させた。
寄第11125号)はスチールシャー及びカザミノ酸液
体培地(表1)を用いて鎌気培養を行った. 前培養は37℃で24時間、本培養は前培養液を本培養
液の1/+00量接種し、37℃で48時間行った. 遠・Q分離で菌体を集めたところ、約12gの湿菌体を
得た. システイン墳# 0 . 4 g
得られた菌体11gに緩衝液A(10層Nトリス塩酸,
pH7.5. 10rmH 2−メルカプトエタノー
ル,7■M塩化マグネシウム月10鱈を加え、超音波で
処理し、遠心分離で無細胞抽出液を得た.精製は以下の
高速液体クaマトグラフィー(東ソー株式会社製)にて
精製を行った.得られた無細胞抽出液を0.45mのフ
ィルターに通した後、緩衝液B (10論阿トリス塩酸
,p}17.5. 7+sM 2−メルカブトエタノー
ル, ?+++H塩化マグネシウム)で平衡したDEA
E− トヨパールパック850M(イオン交換クロマト
グラフィー)に吸着させた。
0〜.40hMの塩化ナトリウムの直線的濃度勾配を持
つ緩衝液Bで溶出させ、60〜120+sM塩化ナトリ
ウム濃度に制限酵素画分を得た。
つ緩衝液Bで溶出させ、60〜120+sM塩化ナトリ
ウム濃度に制限酵素画分を得た。
得られた制限酵素画分を10%(V/V)グリセロール
を含む緩衝液Bに一夜透析した.この透析した制限酵素
画分を10$(V/V)グリセロールを含む緩衝液Bで
平衡したTSKgel DEAE−5PW Glass
(イオン交換クロマトグラフィー〕に吸着させた後
、O〜250層Xの直線的塩化ナトリウム濃度勾配を有
する#衝掖Bで溶出させ100〜130mM塩化ナトリ
ウム濃度の制限酵素画分を得た。
を含む緩衝液Bに一夜透析した.この透析した制限酵素
画分を10$(V/V)グリセロールを含む緩衝液Bで
平衡したTSKgel DEAE−5PW Glass
(イオン交換クロマトグラフィー〕に吸着させた後
、O〜250層Xの直線的塩化ナトリウム濃度勾配を有
する#衝掖Bで溶出させ100〜130mM塩化ナトリ
ウム濃度の制限酵素画分を得た。
この制限酵素画分を3倍に濃縮して200mM塩化ナト
リウム及び102(V/V冫グリセロールを含む緩衝液
BにてTSKgel G3000SW GlaSs (
ゲルろ過)に供して、リテンションタイム14.0〜l
5,0分に制限酵素画分を得た。
リウム及び102(V/V冫グリセロールを含む緩衝液
BにてTSKgel G3000SW GlaSs (
ゲルろ過)に供して、リテンションタイム14.0〜l
5,0分に制限酵素画分を得た。
得られた制限酵素画分を50%(V/V)グリセロール
を含む緩衝液Bで一夜透析を行い、最終酵素標品(1,
200 unit)を得た.ゲルろ過画分において、非
特異的なDNA分解酵素は見られなかった. [効 果] 上述した本発明により、従来使用されてきた制限酵素S
pl+に比べ、より幅広い塩安定性を有する新規制限酵
素の簡便な工業生産法が可能となった。
を含む緩衝液Bで一夜透析を行い、最終酵素標品(1,
200 unit)を得た.ゲルろ過画分において、非
特異的なDNA分解酵素は見られなかった. [効 果] 上述した本発明により、従来使用されてきた制限酵素S
pl+に比べ、より幅広い塩安定性を有する新規制限酵
素の簡便な工業生産法が可能となった。
Claims (3)
- (1)次の酵素化学的諸性質を有する新規制限酵素Bv
uI。 (a)作用及び基質特異性 二本鎖デオキシリボ核酸中の塩基配列 【遺伝子配列があります】 を認識し、かつこれを矢印の位置で切断する(式中、A
はアデノシン、Gはグアノシン、Tはチミジン、Cはシ
チジンを示す)。 (b)至適pH8.0 (c)安定pH7.0〜9.5 (d)至適温度37℃ (e)安定温度50℃ 但し、5分間の加熱による。 (f)安定塩濃度50〜100mM 但し、塩化ナトリウムによる。 (g)分子量47,000 但し、ゲルろ過法による。 - (2)バクテロイデス属に属する制限酵素BvuI生産
菌を栄養培地で培養し、培養物より制限酵素BvuIを
採取することを特徴とする制限酵素BvuIの製造方法
。 - (3)バクテロイデス属に属する制限酵素BvuI生産
菌が、バクテロイデス・ブルガータスS−15である特
許請求の範囲第2項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010217A JPH03216188A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 新規制限酵素及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010217A JPH03216188A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 新規制限酵素及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03216188A true JPH03216188A (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=11744105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010217A Pending JPH03216188A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 新規制限酵素及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03216188A (ja) |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2010217A patent/JPH03216188A/ja active Pending
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