JPH03244381A - 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

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JPH03244381A
JPH03244381A JP2041512A JP4151290A JPH03244381A JP H03244381 A JPH03244381 A JP H03244381A JP 2041512 A JP2041512 A JP 2041512A JP 4151290 A JP4151290 A JP 4151290A JP H03244381 A JPH03244381 A JP H03244381A
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JP
Japan
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restriction enzyme
ccoi
stable
dna
enzyme
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JP2041512A
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English (en)
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Tadashi Kanematsu
兼松 正
Osamu Ozawa
小澤 修
Makoto Murakami
真 村上
Naoto Yoshida
直人 吉田
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Nisshin Seito KK
Original Assignee
Nisshin Seito KK
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は新規な制限酵素及びその製造方法に関する。
[従来の技術] 制限酵素とはデオキシリボ核酸(DNA)上の成る特定
の塩基配列を認識し、この配列内または近傍の2本鎖を
切断するエンドヌクレアーゼである。
この制限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、また遺伝子の単離、塩基配列の解析や蛋白質
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な酵素である。
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試薬でもある。
制限酵素は種々の微生物より単離されており、その認識
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
種類の酵素の半分はどしか発見されていない。
[本発明の目的] 本発明者等はイ1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、クロストリジウム属に属する菌が、既存の放
線菌Nocardia aero−colonigen
es由来の制限酵素Naelのアイソシソマーを生産し
ていることを突き止めた。
この菌は短時間の培養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Cco Iは熱やpHに対し
て高度に安定性があることを見出し、本発明の完成に至
った。すなわち、本発明は従来使用されてきた制限酵素
Naelに比べ、より幅広い温度安定性とp)I安定性
を有する制限酵素CcoI及びその工業的生産方法を提
供することにある。
E問題点を解決する為の手段] 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CcoIに関するものである。
(a)作用及び基質特異性 制限酵素Cco Iは2木釦デオキシリボ核酸中の↓ ↑ という塩基配列を認識し、矢印で切断する酵素である。
制限酵素CcoIの認識部位の決定のため、大腸菌ファ
ージ入 DNA、動物ウィルスAd2 IINA 、大
腸菌ファージφX174 RF DNA 、大腸菌ファ
ージ813 mp18 RF DNA 、動物つ4 ル
スSV40 DNA、大腸菌プラスミFpBR322D
NAの各DNAの切断数を調へた。
ソノ結果、入DNA、SV40 DNA、M2ODNA
を1fll所、Ad2 DNAを13箇所、pBR32
2DNAを4箇所切断した。
これをファー、クスノデータ(Gene、Vol、10
゜P−3? I 、 1980年)に照らし合わせたと
ころ、木酵素は5’−GCCGGC−3’を認識切断す
ることが示された。これは、制限酵素Nael(Kes
sler、[1:、 andHoltke、Hl、 、
Gene、Vol、4?、P−1−153,1988年
)の認識塩基配タリであった。
そこ−C1SV40 []NAヲ用イ、制F[[素Gc
oL!=制限酵素Naelのタブルタイゼ゛ツションを
試みたところ、切断片に変化はなく、制限酵素GcoI
は制限酵素Naelのアイソシソマーであることが確認
された。
νj断点の決定は次の方法で行った。
まず、制限酵素(:co lで大腸菌ファージM13 
mp+a RF 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カイネース及び [γ−32P]アデノシン三リン酸を用いて、IINA
断片の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カーしたDNA断片を制限酵素B
be Iで切断し、新たに生成された断片の内388b
p(ベースペアー)をポリアクリルアミドゲル電気泳動
で分離、分取した。
この断片をマクサム・キルノヘート法によりその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CcoIは、↓ ↑ 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Cco Iの至適pHは8.0であった。
安定pH:制限酵素CcoIは4℃24時間の処理にお
いて、pH5,0〜1O00の間で100%の活性を維
持していた。
至適温度 二制限酵素CcoIの至適温度は45℃であった。
安定温度 =70℃、5分間の加熱でも100%の活性を維持して
いた。
安定塩濃度:塩化ナトリウム濃度50mM〜loomM
で安定に活性を示した。至適塩濃 度は50mMであった。
(c)分子tic  : TSKgel G3000S
W Glass (東ソー■製)を用いたゲルろ過法で
62,000であった・ 本発明中の第2発明は、クロストリジウム属に属する制
限酵素CcoI生産菌を栄養培地で培養し、培養物より
制限酵素CcoI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クロストリジウム属に属する
CcoI生産菌であればいずれでも良いが、例えば人糞
中より分離されたクロストリジウム コツコイデスB−
2(微工研菌条寄第11238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。
1偏性嫌気性菌 2偏在性芽胞形威 +、ダラム陽性短桿菌(0,6〜1
.OXo、8〜3.0141)3運動性 硝酸塩生成 インドール生成 ゼラチン液化 レシチナーゼ活性 リパーゼ活性 溶血反応 4コハク酸・酢酸発酵 ペプトン、酵母エキス、フィルデス液、グルコース培地
による 5炭素源同化性 アラビノース + キシロース   +ラムノース  
+ ンルポース   +リポース   + 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 +マンニトール  + 
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 +、ンルヒトール  +イノシトール +、グリセ
ロール マンニトール +、エリスリトール 本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)によりクロストリジ
ウム・コッコイデス(clostridium coc
coides)と同定された。
培養法に制限はなく、通常行われるクロストリジウム属
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、ンユークロースな
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NTn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
木酵素の抽出、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、アフィニティークロ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CcoIを得る。
CcOIの活性測定は次の通り行った。
10mM ト リス塩酸、pH7,5,7mM  2−
メルカプトエタノール、71M塩化マグネシウム、50
mM塩化ナトリウム、1μg入DNAからなる反応系に
、酵素を加えて全量を50ρ℃とし、37℃で1時間反
応させた。
反応液に1$ S[]S (ドデシル硫酸ナトリウム)
 、 50%グIJ −1= O−ル、0.1$BPB
(ブロモフェノールブルー)からなる酵素反応停止液を
511β加えて反応を停止させた。
反応液中の大腸菌ファージ入 DNAを0.51.1g
1m4のエチジウムブロマイドを含ませたtXアガロー
スゲル電気泳動にて分離し、υV熱照射DNAの/ヘン
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 114%入 DNAを完全に切断す
る酵素活性を1単位とした。
[実施例] クロストリジウム・コッコイデスB−2(微工研菌寄第
11238号)はスチールジャー及びカザミノ酸液体培
地(表1)を用いて嫌気培養を行った。
前培養は37℃で24時間、本培養は前培養液を本培養
液の1/100量接種し、37℃で48時間行った。
遠心分離で菌体を集めたところ、約12gの湿菌体を得
た。
表   1 カザミノ酸液体培地、 pH7,0(NaOH)  1
1カザミノ酸             4.0g酵母
エキス           3.0gポリペプトン 
         3・0gグルコース       
    10.Og堝化ナトリウム         
1.58システイン塩酸          0.4g
得られた菌体7.Ogに緩衝液A(10mM )リス塩
酸、 pH7,5,10mM 2−メルカプトエタノー
ル。
7IIM塩化マグネシウム)50IIQを加え、フレン
チプレスで細胞を破砕し、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ロマトクラフィー(東ソー■製
)にて行なった。
得られた無細胞抽出液を0.45μmのフィルターに通
した後、緩衝液B(10mM)リス塩酸。
pH7,5,7厘M2−メルカプトエタノール、 7m
M塩化マグネシウム)で平衡したDEAE−トヨパール
バック850M(イオン交換クロマトグラフィー)に吸
着させた。0〜400mMの塩化ナトリウムの直線的濃
度勾配を持つ緩衝MBで溶出させ、300mM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。この制限酵素画分を1
02(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、また、0〜25
0■Hの直線的塩化ナトリウム濃度勾配を持つ緩衝液B
で溶出させて、120〜180mM塩化ナトリウム濃度
の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。この制限酵素画分をl
og(V/V)グリセロールを含む緩衝液Bで平衡した
TSKgel Heparin−5PW Glass(
アフィニティークロマトグラフィー)に吸着させた。
O〜250+*Mの直線的塩化ナトリウム濃度勾配を持
つ緩衝液Bで溶出させて、40〜80mM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18倍に濃縮して、200+*M塩
化ナトリウム及びl0X(V/V)グリセロールを含む
緩衝液BにてTSKgel G3000SW Glas
s (ゲルろ過)に供した。
リテンンヨンタイム12.0〜16.0分に°制限酵素
画分を得、最終酵素標品(960unit)を得た。
ゲルろ過画分においては非特異的なりNA分解酵素及び
フォスファターゼは見られなかった。
[効 果] 上述した本発明によれば、従来使用されてきた制限酵素
に比べ、より幅広いpH安定性、及び温度安定性を有す
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)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)次の酵素化学的諸性質を有する新規制限酵素Cc
    oI。 (a)作用及び基質特異性2本釦デオキシリボ核酸中の
    塩基配列 5′−GCCGGC−3′ 3′−CGGCCG−5′ を認識し、かつこれを矢印の位置で切断する(式中、G
    はグアノシン、Cはシチジンを示す)。 (b)至適pH8.0 (c)安定pH5.0〜10.0 (d)至適温度45℃ (e)安定温度70℃ 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62,000 但し、ゲルろ過法による。
  2. (2)クロストリジウム属に属する制限酵素CcoI生
    産菌を栄養培地で培養し、培養物より制限酵素CcoI
    を採取することを特徴とする制限酵素CcoIの製造方
    法。
  3. (3)クロストリジウム属に属する制限酵素CcoI生
    産菌が、クロストリジウム・コッコイデスB−2である
    特許請求の範囲第2項記載の製造方法。
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