JPH0429351B2 - - Google Patents

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JPH0429351B2
JPH0429351B2 JP58183210A JP18321083A JPH0429351B2 JP H0429351 B2 JPH0429351 B2 JP H0429351B2 JP 58183210 A JP58183210 A JP 58183210A JP 18321083 A JP18321083 A JP 18321083A JP H0429351 B2 JPH0429351 B2 JP H0429351B2
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alcohol oxidase
kcl
alkali metal
enzyme
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は安定化したアルコールオキシダーゼ組
成物に関する。アルコールオキシダーゼは、下記
一般式〔I〕 RCH2OH+O2RCHO+H2O2 〔I) (ただしRは水素原子または低級アルキル基を示
す) で表わされる反応を触媒する酵素で、種々の生産
菌が知られている。このアルコールオキシダーゼ
は、例えばアルコール醗酵におけるアルコールの
定量、飲食品中のアルコール濃度の測定、および
診断用としてのアルコール濃度の測定などに利用
でき、溶液状または粉末状として供するか、また
はアルコールオキシダーゼを固定化酵素としてそ
のまま、または酵素センサーなどとして使用でき
るが、しかしアルコールオキシダーゼは不安定で
あり、前記の諸目的の測定に供したり、長期間に
わたつて保存するにはなお実用上不適当なもので
あつた。 従来、アルコールオキシダーゼを保存安定化す
る方法としてアジ化ナトリウムを添加する方法が
知られている(特公昭58−20267号公報)。しかし
ながら、アルコールオキシダーゼの安定化剤であ
るアジ化ナトリウムは、アルコールオキシダーゼ
の酵素作用に対しては強い阻害作用の呈するため
に反応系に加えることができない。そのため保存
時の組成物とアルコール測定時の反応組成物とを
別々にしなければならないので操作が煩雑であり
また測定中アルコールオキシダーゼが失活する可
能性もある。 本発明は、上記諸欠点を解消する目的であつ
て、アルコールオキシダーゼの良好な保存安定剤
としてハロゲン化アルカリ金属塩、および該金属
塩とホルムアルデヒド、メタノールなどの有機物
質との組合せ組成を見い出し、これらの添加剤を
含有する本発明の安定化したアルコールオキシダ
ーゼ組成物は、短時間の測定のための反応液に用
いても阻害作用がないので組成物のままを使用す
ることができる。そのため測定中に失活すること
もなく操作が容易であるのは勿論あるがそればか
りでなく、長期間にわたる保存安定性が得られ
る。 本発明のアルコールオキシダーゼ組成物は、ハ
ロゲン化アルカリ金属塩、またはハロゲン化アル
カリ金属塩とホルムアルデヒドおよびメタノール
からなる群から選ばれた有機物質の1種または2
種と、アルコールオキシダーゼとを含有してなる
安定化したアルコールオキシダーゼ組成物であ
る。 本発明の組成物で使用するハロゲン化アルカリ
金属塩としては、例えば塩化ナトリウム、塩化カ
リウムなどの塩化物および臭化カリウム、臭化ナ
トリウムなどの臭化物である。また本発明で使用
する有機物質としては、例えばホルムアルデヒ
ド、メタノールである。 また本発明で使用するハロゲン化アルカリ金属
塩の使用量としては、例えばアルコールオキシダ
ーゼ0.001U〜1000U当り、一般に5μmole以上で
その酵素反応を阻害しない量まで使用でき、好ま
しくは50μmoleないし500μmole程度である。 さらに有機物質の使用量としては、アルコール
オキシダーゼ0.001U〜1000U当り、一般に0.1n
moleないし500n mole程度、好ましくは1n mole
ないし30n mole程度である。さらにまた対象と
するアルコールオキシダーゼの形態としては、溶
液状でもよく乾燥粉末状でもよく、さらにアルコ
ールオキシダーゼを固定化酵素としたものでもよ
く、またアルコールオキシダーゼの固定化酵素を
酵素電極や過酸化水素電極に組み込んだ酵素セン
サーであつてもよく、アルコールオキシダーゼを
使用する種々のものを対象として挙げられる。例
えば、アルコールオキシダーゼの溶液状の場合に
は、アルコールオキシダーゼ0.001U〜1000U/ml
の濃度として使用すればよく、これに前記の安定
化のための添加剤を1種または2種以上添加せし
めればよい。さらにこのような場合ハロゲン化ア
ルカリ金属塩は、一般に5mM以上、好ましくは
50mMないし500mM程度、有機物質は一般に
0.1μMないし500μM程度、好ましくは1μMないし
30μM程度の濃度にて使用すればよい。また溶液
とするに当つては、通常PH5.5〜9.5好ましくはPH
6.5〜8の緩衝液、例えばリン酸緩衝液、トリス
−HCl緩衝液、トリシン−NaOH緩衝液〔N−ト
リス(ヒドロキシメチル)メチルグリシン−水酸
化ナトリウム緩衝液〕などが用いられる。またこ
れらの緩衝液に、あらかじめ1種または2種以上
の安定化のための前記の添加剤を加え、これにア
ルコールオキシダーゼを添加してもよく、またこ
のアルコールオキシダーゼの代りにその固定化酵
素や酵素センサーを用いてその溶液に浸漬せしめ
てもよい。 また特に安定剤として、ハロゲン化アルカリ金
属塩と有機物質との2種を組み合せて用いること
が好ましいものである。 次いで以下に、アルコールオキシダーゼの酵素
活性測定法、アルコールオキシダーゼの固定化酵
素の製造例、アルコールオキシダーゼの安定化の
ための各種添加剤の影響などについて述べる。 酵素活性測定法 本発明の組成物に含まれるアルコールオキシダ
ーゼ活性は次の分析法により決定した。
【表】 第1表に示す反応液0.9mlにアルコールオキシ
ダーゼ酵素溶液0.05mlを加え、37℃、5分間恒温
にした。 次に60%(V/V)エタノール水溶液0.05mlを
加えて37℃にて10分間反応させた後2.0(V/V)
のホルマリン水溶液2mlを加えて反応を停止させ
た。 次いで反応によつて呈する溶液の吸光度を
500nmにて測定した。また反応液のブランク試験
は酵素溶液の代りに蒸留水0.05mlを加えて同様に
測定した。 酵素活性は、 活性(U/ml)=△A/10/13.3×1/2× 全容量(ml)/酵素溶液(ml)×希釈率 (式中△Aは試料の吸光度からブランク値を減じ
た値である) 活性(U/ml)=U/ml×1/C 〔式中Cは溶解時の酵素溶液の濃度(mg/ml)〕
により計算する。 アルコールオキシダーゼの固定化酵素の製造例 ポリアクリロニトリル膜をリチウムアルミニウ
ムヒドリツド(LiAlH4)にて還元して得られた
アミノ化したポリアクリロニトリル膜(直径5
mm、厚さ50μ、0.388mg乾燥物)5枚を12.5%(重
量)のグルタルアルデヒド(特級東京化成)溶液
に入れ、氷中で20分間保持した。その後、0.1M
のホウ酸緩衝液(PH8.5)で洗浄した。次にこの
アミノ化したポリアクリロニトリル膜をアルコー
ルオキシダーゼを10U/ml濃度になるように
0.1Mリン酸緩衝液(PH7.5)にて溶解した溶液
(以後酵素溶液という)に入れ、30℃にて1時間
保持した。次いで前記膜を酵素溶液より取り出し
て0.5N NaCl含有の0.1Mリン酸緩衝液(PH7.5)
100ml、0.1Mトリス.HCl緩衝液(PH8.0)100ml、
0.1Mリン酸緩衝液(PH7.0)100mlにて順次洗浄
し、アルコールオキシダーゼの固定化酵素膜を調
整した。このアルコールオキシダーゼ固定化酵素
膜は、1g換算当りアルコールオキシダーゼ58Uを
保持していた。またこのアルコールオキシダーゼ
固定化酵素膜はアルコール測定用酵素センサー用
として0.002〜0.03U/板(直径5mm、厚さ50μ)
にて利用できるものである。 各種添加物の影響 各種添加物を含む0.2M濃度のリン酸緩衝液
(PH7.5)2mlにアルコールオキシダーゼ(8U/
mg)を加え、アルコールオキシダーゼの保存安定
性を調べた。(37℃)。 第2表から添加剤としてハロゲン化アルカリ金
属塩であるNaCl、KCl、NaBr、KBrを使用した
場合に特に良好な保存安定性を示す結果が得られ
た。またMnCl2、CaCl2を使用した場合にも良好
な結果が得られた。
【表】 各種の緩衝液による安定性 緩衝液としてリン酸緩衝液(〇−〇)、トリス
−HCl緩衝液(△−△)、トリシン−NaOH緩衝
液(□−□)を使用し、0.2M濃度の緩衝液(PH
7.5)を使用し、KCl=100mM、37℃で試験した。 経過日数(日)に対する酵素活性残存率(%)
を第1図に示した。また対照としてKCl無添加に
おけるリン酸緩衝液(×……×)中での酵素活性
残存率(%)を求めた。 ハロゲン化アルカリ金属塩、ハロゲン二価金属塩
による安定化効果 アルコールオキシダーゼ4Uを含有するリン酸
緩衝液(PH7.5)の1mlに対して、ハロゲン化ア
ルカリ金属塩としてKClを使用し、各種濃度のハ
ロゲン化アルカリ金属塩が酵素活性残存率(%)
に及ぼす影響を調べた。その結果を第3表に示し
た。またこのKClの代りにNaClを用いても、ほ
ぼ同様の結果が得られた。
【表】 ハロゲン化二価金属塩としてMnCl2を使用し、
各種濃度のMnCl2が酵素活性残存率(%)に及ぼ
す影響を調べた。その結果を第4表に示した。
【表】 第3表よりKClおよびNaClのハロゲン化アル
カリ金属塩の使用量は5mM(5μ mole/ml)以上
が良好であり、また500mMにてほぼ定常とみら
れるがこれ以上の量用いてもよく、特に好ましく
は500mM(50μ mole/ml)ないし500mM(500μ
mole/ml)の範囲である。 また第4表よりMnCl2などのハロゲン化二価金
属塩の使用量は5mM(5μ mole/ml)以上が良好
であり、特に好ましくは25mM(25μ mole/ml)
ないし500mM(500μ mole/ml)の範囲である
が、ハロゲン化アルカリ金属塩の場合に比べ劣つ
たものであつた。 有機物質の安定化効果におよぼす影響 アルコールオキシダーゼ含有0.2M濃度のリン
酸緩衝液(PH7.5)(4U/ml)を用いて、有機物
質としてホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、
メタノール、ブタノールを使用し、KClを代りに
各種濃度の有機物質における酵素活性残存率
(%)を調べた。
【表】 第5表より、ホルムアルデヒドおよびメタノー
ルは安定化作用が認められ、濃度としては0.1μM
(0.1n mole/ml)ないし500μM(500n mole/ml)
が良好と認められ、好ましくは1μM(1n mole/
ml)ないし30μM(30n mole/ml)であるが、ハ
ロゲン化アルカリ金属塩の場合に比べ劣つたもの
であつた。 ハロゲン化アルカリ金属塩、ハロゲン化二価金属
塩と基質化合物有機物質と併用した場合の効果 4U/mlのアルコールオキシダーゼを含有する
リン酸緩衝液(PH7.5)を用いて、各種濃度
(mM)のKClと各種濃度(μM)のホルムアルデ
ヒドとの併用効果を第6表に、また各種濃度
(mM)のMnCl2と各種濃度(μM)のホルムアル
デヒド(μM)との併用効果を第7表にそれぞれ
示した。
【表】 37℃、1週間後の酵素活性残存率を示す。
【表】 37℃、1週間後の酵素活性残存率を示す。 以上の結果、アルコールオキシダーゼの保存安
定化のためには、ハロゲン化二価金属塩またはホ
ルムアルデヒドの各単独使用の場合に比べて、ハ
ロゲン化アルカリ金属塩とホルムアルデヒドとの
組合せ使用が極めて良好な結果を示したものであ
つた。 次に実施例を掲げて本発明を説明するがこれに
限定されるものではない。 実施例 1 ピキア属のアルコールオキシダーゼ(8U/mg)
1mgを0.2Mトリシン−NaOH緩衝液2mlに溶か
して37℃で恒温槽中に保存した。 また同様にして、100mMのKClを含む0.2Mの
トリシン緩衝液2mlに前記アルコールオキシダー
ゼ1mgを添加して37℃に維持して安定性について
実験した。KCl無添加の場合は1週間後には酵素
活性は零になつたが、100mMKClを添加した場
合は酵素活性残存率は82%であつた。 実施例 2 実施例1のKClの代りにNaClを使用して同様
な実験を行なつた。この場合の酵素活性残存率は
80%であつた。 実施例 3 実施例1の100mM濃度のKClの代りに、
100mM濃度のKClおよび3μM濃度のホルムアル
デヒドを添加して実施例1と同様に実験を行なつ
た。その結果1週間後の酵素活性残存率は98%で
あつた。 実施例 4 アルコールオキシダーゼ(8U/mg)を用いて、
前記の如くして得たアルコールオキシダーゼ固定
化酵素膜を0.05M濃度のトリシン−NaOH緩衝液
に入れ、37℃で恒温槽中に保存した。又同様にし
てアルコールオキシダーゼ固定化酵素膜を
100mM濃度のKClを含む0.05M濃度のトリシン−
NaOH緩衝液に入れ、37℃の恒温槽中に保存し
た。KCl無添加の場合は、1週間後には酵素活性
は0になつたが、100mM濃度のKClを添加した
場合には酵素活性残存率は85%であつた。 実施例 5 実施例4のKClの代りに、NaClを使用して同
様の実施を行なつた。その結果NaCl添加の場合
の1週間後の酵素活性残存率は83%であつた。 実施例 6 実施例4のKClの代りに3μM濃度のホルムアル
デヒドを用いて実施例4と同様の実験を行なつ
た。その結果ホルムアルデヒド添加の場合には酵
素活性残存率は22%であつた。 実施例 7 実施例4の100mM濃度のKClの代りに100mM
濃度のKClおよび3μM濃度のホルムアルデヒドを
用いて実施例4と同様に実験した。その結果、
KClおよびホルムアルデヒド添加の場合には酵素
活性残存率は100%であつた。 実施例 8 アルコールオキシダーゼを100U/mlの濃度を
含む100mM濃度のKCl水性液(10mMリン酸緩
衝液を含む)2mlを凍結乾燥して393mgの粉末状
アルコールオキシダーゼ(5.9U/mg)を得た。
このアルコールオキシダーゼの冷所(4℃)保存
安定性を調べた。その結果は第8表に示した。
【表】 実施例 9 キヤンデイダ・ボイデイニー(Candida
boidinii)菌株に属する酵母の産生するアルコー
ルオキシダーゼ(ベーリンガー製)(50U/5.54
mgProt)2mgを0.2Mトリシン−NaOH緩衝液2
mlに溶かして37℃の恒温槽中に保存した。 また同様にして0.1M濃度のKClおよび3μM濃
度のホルムアルデヒドを含む0.2Mトリシン−
NaOH緩衝液2mlに前記アルコールオキシダー
ゼ2mgを添加して37℃の恒温槽中に保存した。 KCl無添加の場合は、3日後には酵素活性は0
になつたが、KClとホルムアルデヒドとを併用し
た場合には酵素活性残存率は42%であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図はPH7.5における本発明のアルコールオ
キシダーゼ組成物の安定性を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ハロゲン化アルカリ金属塩またはハロゲン化
    アルカリ金属塩とホルムアルデヒドおよびメタノ
    ールからなる群から選ばれた有機物質の1種また
    は2種とアルコールオキシダーゼとを含有するこ
    とを特徴とする保存安定化したアルコールオキシ
    ダーゼ組成物。 2 ハロゲン化アルカリ金属塩が、塩化カリウ
    ム、塩化ナトリウム、臭化カリウムまたは臭化ナ
    トリウムである特許請求の範囲第1項記載の組成
    物。 3 ハロゲン化アルカリ金属塩が5μmole以上で
    ある特許請求の範囲第1項記載の組成物。 4 有機物質が0.1n moleないし500n moleの濃
    度である特許請求の範囲第1項記載の組成物。
JP18321083A 1983-10-03 1983-10-03 安定化したアルコ−ルオキシダ−ゼ組成物 Granted JPS6075285A (ja)

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