JPH0789920B2 - 微生物による−α−N−アセチルガラクトサミニダーゼの製造法 - Google Patents

微生物による−α−N−アセチルガラクトサミニダーゼの製造法

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JPH0789920B2 JP25813687A JP25813687A JPH0789920B2 JP H0789920 B2 JPH0789920 B2 JP H0789920B2 JP 25813687 A JP25813687 A JP 25813687A JP 25813687 A JP25813687 A JP 25813687A JP H0789920 B2 JPH0789920 B2 JP H0789920B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 近年、生体内で複合糖質の糖鎖部分が細胞の分化・成
長、細胞間認識あるいは悪性腫瘍を含む多くの病気の発
症などに重要な役割を果していることが明らかにされて
いる。
こうした糖鎖の機能の解明には、糖鎖の構造解析、結合
様式の決定が必要とされ、複合糖質の糖鎖構造に高い特
異性を有する各種のグリコシダーゼの利用が重要な手段
となっている。
血液型物質はその糖鎖構造が細胞内認識機構に大きな役
割を果たしていることが示される顕著な例である。血液
型のA型物質は糖鎖の非還元末端にN−アセチルガラク
トサミンがα結合し、A型物質としての抗原決定基を形
成している。
A型物質に作用し、末端にα結合しているN−アセチル
ガラクトサミンを以下の様に切断遊離する酵素であるα
−N−アセチルガラクトサミニダーゼ(以下α−GalNAc
aseと略す。)は糖鎖構造の解析のための試薬としての
みならず、A型血液のO型への転換等抗原性を変化させ
る手段として用いられる酵素である。
(従来の技術) (発明が解決しようとする問題点) 従来微生物起源のα−GalNAcaseとしては、クロストリ
ジウム・パ−フリンゲンス(Clostridiumperfringens)
およびアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)
由来の酵素が部分精製されているにすぎない。この内ク
ロストリジウム パ−フリンゲンスは嫌気性の病原菌の
ため培養が困難であり、一方アスペルギルス ニガー由
来の粗酵素中には多くの他のグリコシダーゼが存在し、
精製酵素を得ることは不適当である。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らはα−GalNAcase生産能を有する微生物を広
く自然界より検索した結果、土壌より分離された一菌株
が、その目的にかなった性質を有していることを見出
し、本発明に到達したものである。
本発明に用いられる菌株の菌学的性質は以下に示す通り
である。
(1)形態学的性質 分生子(胞子): 球形、突起物を有する粗面、1.5〜1.7×1.5〜1.8μmと
いう特徴を持った分生子からなるアクレモニウム型分生
子構造を有する。栄養菌糸からは、はっきり分化しない
分生子柄上または直接栄養菌糸上に2、3個から20個ぐ
らいの分生子が球状にかたまりを形成。
分生子柄: 分生子形成細胞は隔壁がみられ、分生子柄は先端がとが
っており、無分枝のものと分枝したものとが認められ
る。
栄養菌糸: 巾1.5〜3.2μmと太く明瞭な隔壁が認められる。表面は
滑らかで先端は丸く、屈曲した細胞もみられる。
気菌糸: 巾0.5〜1.2μmで先端は丸みを帯び、隔壁が認められ
る。
(2)各培地における生育状態 麦芽汁寒天培地 発育の良否:適度 菌糸の形態:白色、綿毛状 培地裏面:黄褐色 バレイショ、ブドウ糖寒天培地 発育の良否:良好 菌糸の形態:中央は白色綿毛状、周辺はフェルト状。
培地裏面:淡黄色 ファペック寒天培地 発育の良否:不良 生育の様相:寒天に潜行するように放射状に伸長。
菌糸の形態:中央は白色綿毛状、時間経過とともに白点
散在。
(3)生理的性質 生育のpHは中性付近、生育温度は28℃が適当で、37℃で
は生育はきわめて遅い。
通常の微生物の培養に用いられる培地によく生育し、炭
素源としてはアミノ糖よりグルコースを資化しやすい。
以上の諸性質よりこの菌株はアクレモニウム属に属する
新菌株と同定し、アクレモニウム・エスピーNo.413(Ac
remonium sp.No.413)と命名した。本菌株は工業技術院
微生物工業技術研究所に微工研菌寄第9585号として寄託
されている。
次に、本発明により製造されるα−GalNAcaseの酵素化
学的および理化学的性質を示す。
(1)酵素の作用 本発明酵素は末端にGalNAcがα結合している糖鎖に作用
して以下のようにGalNAcを遊離せしめる。
(2)基質特異性 種々のp−ニトロフェニル−グリコシドに対して、本発
明酵素を作用させた結果を第1表に示した。表から明ら
かなように本発明酵素はp−ニト ロフェニル−α−D−GalNAc以外のp−ニトロフェニル
−グリコシドに対しては実質的にはほとんど活性を示さ
ない。
一方、本発明酵素はp−ニトロフェニル−α−D−GalN
Acの他、非還元末端にα結合したGalNAcを有する糖鎖に
作用し、馬胃A型物質、アシアロ牛顎下腺ムチン、豚胃
ムチン糖ペプチド、羊ムチン、A型ヒト唾液糖ペプチ
ド、A1型血球等の天然物質抗原決定部位よりGalNAcを遊
離する。
(3)力価の測定法 酵素活性の測定は、p−ニトロフェニル−α−D−GalN
Acを基質としてpH4.5のクエン酸緩衝液中37℃で反応を
行い、ホウ酸緩衝液(pH9.8)を加えて反応を停止させ
た後、遊離のp−ニトロフェノールの量を400nmの吸光
度を測定することにより行った。酵素活性の単位は1分
間に1μmoleのp−ニトロフェノールを遊離する酵素量
を1ユニットとした。
血球以外の天然物質を基質とした場合は、pH4.5のクエ
ン酸緩衝液中37℃で反応を行い、Reissig法で遊離のGal
NAcを定量した。
天然物質のうちA型の型活性を持つものについては、抗
A血清に対する血球凝集阻止能の減少を測定し、酵素活
性を確認した。
(4)至適pHおよび安定pH範囲 反応の至適pHは4.0〜4.5にあった。
安定pH範囲は4℃、2日間の処理条件の場合pH6.0〜7.5
であった。
(5)反応至適温度および安定温度範囲 反応の至適温度は55℃であった。安定温度範囲はpH7.
0、10mMリン酸緩衝液中に10分間保温したとき35℃以下
であり、45℃では約80%の活性が残存していた。
(6)阻害剤等の影響 本酵素に対する種々の添加物質の影響について検討した
結果を第2表に示した。表から明らかなように水源イオ
ンにより著しく阻害されたが、SH試薬やその他の金属イ
オンおよび糖によりほとんど阻害されなかった。
(7)精製方法 本酵素の精製は、塩析法、各種クロマトグラフ法等を適
宜に組合わせて行うことができる。精製の具体例は実施
例に示すとおりである。
(8)分子量 本酵素の分子量はセファデックスG−150を用いるゲル
過法により約55,000、SDSポリアクリルアミドゲル電
気泳動法によって約57,000と算出された。
(9)ポリアクリルアミドゲル電気泳動 精製された酵素は、ポリアクリルアミドゲル電気泳動に
おいて単一のバンドを示した。
(10)アミノ酸分析 精製酵素標品を6N−Hcl中で110℃、22時間加水分解した
後、アミノ酸自動分析機でアミノ酸組成を測定した。そ
の結果を第3表に示した。
次に本発明をより具体的に説明する。
本発明に使用する微生物は、アクレモニウム属に属し、
上記性質を有するα−GalNAcaseを生産する能力を有す
るものがあれば如何なるものでもよい。このような微生
物の具体例としては、本発明者らにより土壌から分離さ
れたNo.413株があげられる。
当該菌を用いてα−GalNAcaseを生産するには、通常の
微生物の培養に用いられるものであれば特に限定されな
い。
炭素源としては例えば、グルコース、アラビノース、シ
ュークロース、可溶性澱粉、糖蜜、デキストリン、豚ア
シアロムチンなどの糖質、窒素源としては、ペプトン、
肉エキス、酵母エキス、カザミノ酸、コーンスティープ
リカー、各種アンモニウム塩、各種硝酸塩、尿素等があ
げられる。培地のpHは6.5、培養温度は28℃、培養時間
は72時間程度が適当であり、好気的に培養を行う。本酵
素は培養後の菌体を用いた誘導生産によっても得ること
ができる。
培養終了後、培養液からα−GalNAcaseを採取、精製す
るには既知の方法を適当に組合せて行うことができる。
本酵素は培養液中に分泌されるので遠心分離等により菌
体を除いた培養上澄液(培養瀘液)を硫安分画後、イオ
ン交換、ゲル過、吸着等のクロマトグラフィーを行い
精製することができる。
(実施例) 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、以
下の実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではな
い。
実施例1 グルコース0.5%、ペプトン0.5%、酵母エキス0.5%、
塩化ナトリウム0.5%を含む培地を2容振盪フラスコ1
0本に各500ml分注し、滅菌した後、同培地で前培養した
アクレモニウム・エスピーNo.413を5ml接種し、28℃で
3日間振盪培養した。培養終了後、遠心分離により菌体
を除き、培養液を得た。この液を0〜5℃に保ちな
がら硫安を添加し、0.40〜0.55飽和の間の沈澱画分を採
取した。
得られた沈澱を0.01Mリン酸緩衝液(pH7.0)に溶解し、
同緩衝液で一夜透析した。この透析内液を同緩衝液で予
め平衝化したDEAE−セファデックスA−50カラム(4.8
×5.0cm)に通し、0.1MのNaclを含むリン酸緩衝液(pH
6.0)で洗浄後、0.25M Naclを含む同緩衝液で酵素を溶
出した。活性画分を限外過にて濃縮後、90%硫安飽和
にて沈澱を集めた。
この沈澱に0.001Mリン酸緩衝液(pH7.0)を加えて溶解
し、同緩衝液で透析した。この透析内液を同緩衝液で予
め平衝化したハイドロキシアパタイトカラム(1.4×5c
m)に通し、同緩衝液で洗浄後、0.005Mリン酸緩衝液(p
H7.0)で溶出した。活性画分を限外過にて濃縮後、0.
01Mリン酸緩衝液(pH7.0)で平衝化したセファデックス
G−150カラム(1.8×123cm)を用いてゲル過を行っ
た。活性画分を濃縮後、0.1M Naclを含む0.02Mリン酸緩
衝液(pH7.0)で平衝化したConAセファロースカラム
(0.8×2.5cm)に通した。同緩衝液で非吸着画分に溶出
された活性画分、及び0.005Mα−メチル−マンノシドを
含む同緩衝液で溶出された活性画分を濃縮し、α−GalN
Acaseの精製標品3mg(比活性90units/mg,収率15%)を
得た。
実施例2 ペプトン0.5%、酵母エキス0.5%、塩化ナトリウム0.5
%、豚アシアロムチン0.5%を含む培地100mlを容量500m
lの振盪フラスコに分注し、120℃、15分間加圧滅菌した
後、同じ組成の培地で前培養したアクレモニウム・エス
ピーNo.413の菌株を5ml接種し、28℃、2日間振盪培養
した。培養終了後遠沈により菌体を集菌し、生理食塩水
でよく洗浄した後、培養液と等容の0.5%N−アセチル
ガラクトサミンを含む培地に懸濁し、28℃、18時間振盪
し、酵素を誘導産生させた。誘導終了後遠心分離によっ
て菌体を除き、0.11units/mlの活性をもつ誘導液を得
た。
(発明の効果) 本発明によれば、α−GalNAcaseを大量かつ簡便、安価
に製造できるので、糖鎖構造の解析や抗原性の転換に極
めて有用な手段を提供するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクレモニウム属に属し、α−N−アセチ
    ルガラクトサミニダーゼを生産する能力を有する微生物
    を培養し、培養物からα−N−アセチルガラクトサミニ
    ダーゼを採取することを特徴とする微生物によるα−N
    −アセチルガラクトサミニダーゼの製造法。
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