JPS5843788A - アスパルチルグリコシルアミンアミドヒドロラ−ゼの製造法 - Google Patents

アスパルチルグリコシルアミンアミドヒドロラ−ゼの製造法

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JPS5843788A
JPS5843788A JP13972981A JP13972981A JPS5843788A JP S5843788 A JPS5843788 A JP S5843788A JP 13972981 A JP13972981 A JP 13972981A JP 13972981 A JP13972981 A JP 13972981A JP S5843788 A JPS5843788 A JP S5843788A
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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】 本発明は、アスパルチルグリコジルアミンアミドヒドロ
ラーゼ(以下AGAと略称する。)及びその製造法に関
する。
近年、人間の先天性代謝異常病の7つであるアスパルチ
ルグルコサミン尿症と精神薄弱症との関連が注目されて
いる。
そして、アスパルチルグルコサミン尿症の診断のために
は、尿中に排せつされるアスパルチルグルコサミンを例
えば、AGAを用いて定量する方法等が挙げられる〔ケ
ー、スガハラ(K、Sugahara)等、クリニカ 
ヒミヵ アクタ(C11nica ChimicaAc
ta“) 、第72巻1.2tj−2t7頁(/974
年発行)〕。
臓 しかしながら、前記AGAは、動物の各種器(例えば、
肝臓、腎臓等。)〔ニス、マハデバン(S 、Maha
devan ) 、xイ、エル、タッペk (A、L、
Tappel)著、ジエイ、パイオル、ケム、 (J、
Biol、Chem、 )、第242巻、ttstr頁
<l*t7年発行)、エム、コーン(M、Kohno)
 、7 イ、 ヤマシ−)−(工、Yamshin+バ
イオヒム、バイオフィズ、アクタ(Biochj、m、
BiophyActa ) 、第258巻、400頁(
/972年発行)エイ、エル、タレンティノ(A、:L
、’I’arent1nO) 、xフ、マレイ(F、M
aley ) 、アーチ、バイオヶム、バイオフィズ、
 (Arch、Biochem、Biophys、) 
 第130巻、2tj頁(/9乙9年発せ)〕、人間の
臓器(例えば、腎臓等。)又は血清及び精液中〔アーヤ
、ジェイ、ボリット(R,、r、Po1litt )、
! 7.エイ。
シェナー(F、A、JennlBr )、クリン、チム
、アクタ(Cl1n、Chim、Acta )、第25
巻、1113頁(/ 949年発行)、ジエイ、パロ 
エト アール、(J、Pal。
et al、)、アクタ ネウロバッソール(Acta
Neuropathol )、第20巻、4t/3頁(
/9乙9年発行)〕等に、その存在が極くわずかに知ら
れているにすぎず、いかに多量にAGAを得ようとして
も、その起源が動物であるため、それは著しく困難であ
り、甘たその製造にも著しく長時間を要する欠点があっ
た。
そしてまた、AGA製造上好適な微生物起源の1)、A
GAは、まだその存在すら全く知られていない日、 の
が実情であった。
そこで、本発明者等は上記現況に鑑み種々検討した結果
、アシネトバクタ−属に属する細菌が、AGAを著しく
短時間のうちに効率良く多量に生産すること等の知見を
得、本発明を完成した。
すなわち本発明は、下記の理化学的性質を有するアスパ
ルチルグリコジルアミンアミドヒドロラーゼO ■ 作用=2−アセトアミド−/−β(L−アスバルト
アミド)−/1.2−ダイデオキシ−D−グルコースに
作用し、l−アミノ−N−アセチルグルコサミンとアス
パラギン酸を生成する。
■ 基質特異性:アスパラギン、グルタミンには作用し
ない。
■ 至適pH:g’、j ■ 安定1)Eニア〜10.2 ■ 作用適温の範囲:≠0−≠♂℃ ■ pH1温度等にょる失活の条件’E pH≠以下及
びpH/1.3以上で完全に失活する。
pHg、rに於いて温度go℃で10分間の加熱処理に
よシ完全に失活する。
■ 阻害二N・ブロムコハク酸イミド、塩化銅、硫酸マ
ンガンなどにょシ阻害される。
■ 分子量:約≠s、ooo(セファデックスG100
によるゲル濾過法)であシ、また本発明は、アシネトバ
クタ−属に属し、アスパルチルグリコジルアミンアミド
ヒドロラーゼ生産能を有する微生物を培地に培養し、培
養物よりアスパルチルグリコジルアミンアミドヒドロラ
ーゼを採取することを特徴とするアスパルチルグリコジ
ルアミンアミドヒドロラーゼの製造法である。
以下本発明の詳細な説明する。
先ず、本酵素の理化学的性質を以下に記載する。
(1)作用 本酵素は、コーアセトアミドーl−β(L−アスパルト
アミド)−/、2−ダイデオキシ−b−グルコースに作
用し、/−アミノ−N−アセチルグルコサミンとアスパ
ラギン酸を生成する。
(2)基質特異性 アスパラギン及びグルタミンには作用しない。
(3)至適pH及び安定pH範囲 至適pHは、コーアセトアミド−/−β(L−アスパル
トアミド)−/、、2−ダイデオキシ−D−グルコース
を基質とし、温度37℃で10分間作用(pHIAθ〜
よj:0.Ot2M酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液、1)
HJ:j−f、070.02Mリン酸−カリウム−リン
酸二ナトリウム緩衝液、(JIHとθ〜5’! j :
 0.02Mバルビトゥール酸に水酸化ナトリウムを添
加し夫々のpHに調整して得た緩衝液、pH’?、j−
//、j : 0.02M*つ酸−*つ酸ナトリウム緩
衝液を夫々使用。)させた場合、・第1図に示す如<、
l!であシ、また安定pHは、7〜70.2である。
(4)力価の測定法 0.7Mベロナール緩衝液(pH13)0./ll。
2−アセトアミド−/−β(L−アスパルトアミド)−
/、、2−ダイデオキシ−D−グルコース/θ”li’
 / mA’液0.02−及び本、酵素液0. / m
eに蒸留水を添加し、全量を0. j dとしたものを
温度37℃で/θ〜30分間反応させたのち、温度/θ
θ℃で3分間加熱し、反応を停止させて酵素反応液を得
た。
なお対照は、上記の操作中本酵素0. / tnlO代
りに0. / tnlの0.1Mベロナール緩衝液を添
加する以外は、すべて同一操作によシ調整したものであ
る。
次に、上記酵素反応液及び対照液を夫々モルガンーエル
ソン法〔生化学実験講座4、糖質の化学下、東京化学同
人、379頁(/974年発行)〕によシ生成した/−
アミノ−N−アセチルグルコサミンを定量した。
なお酵素活性/単位は、2−アセトアミド−/1、−β
(L−アスパルトアミド)−/、、2−ダイデオキシ−
D−グルコースから/−アミノ−N−アセチルグルコサ
ミン/マイクロモルを6a分間で生成する酵素活性であ
る。
また、比活性は、蛋白質l■当りの酵素単位で表示し、
該蛋白質の定量は、標準蛋白質として牛□ 血清アルブミンを′用い、バイオラド法〔ブラットフォ
ード、工A 、(’ Bra(lfor(1,M、)、
アナル、バイオヶム、 (Anal、Biochem、
) 、第72巻、2≠ぐ頁(/97j年発行)〕によシ
行なった。
(5)作用適温の範囲 pHlr、jのもとに、各温度で70〜30分間作用さ
せた場合、20〜70℃の範囲内にあシ、特に≠O−≠
r℃の範囲が最適である。
(611)H1温度等による失活の条件pH≠以下及び
pTl/l!’以上で完全に失活する。
pHIA″に於いて、温度≦θ℃で10分間の加、熱処
理により完全に失活する。
(7)阻害、活性化及び安定化 ■ 阻害 阻害剤無添加時の酵素活性値を10θとし、夫夫N・ブ
ロムコハク酸イミド、塩化銅、硫酸マンガン、塩化亜鉛
、塩化水銀、塩化コバルト、塩化カドミウム、エチレン
ジアミンテトラ酢酸、ヨード酢酸、塩化カルシウム、塩
化ストロンチウム及び塩化マグネシウムを夫々添加し、
pH13、温度37℃で10〜30分間処理した際の残
存酵素活性を第1表に示す。
第     1     表 上表よシ明らかな如(AGAは、N・ブロムコハク酸イ
ミド、CuC1コ及びMn50gによシ顕著に阻害され
、またAGAは、ZnC1a、HgC1z、COCIJ
及びCclCl、2によシわずかに阻害される。
@ 活性化 特に活性化する薬剤は、まだ見い出されていない0 0 安定化 特に安定化する薬剤は、まだ見い出されていない0 (8)精製方法 培養物を遠心分離して湿潤菌体を集菌し、得られる菌体
に、0.2Mリン酸緩衝液(pHj、j)及びトリトン
x100を夫々添加し、充分攪拌しつつμ時間放置した
のち、これを遠心分離して固形分を除去し粗酵素液を得
る。
次いで、該粗酵素に硫安を添加し、60〜?θチ飽和に
て沈殿する活性区分を採取し、これを、最小量の蒸留水
に溶解したものを、j; m M IJン酸緩衝液C’
PH7,3)を用いて透:哲したのち、透析し□・1:
たものを該緩衝液で平衡化したDFjAE・セルロース
カラムに吸着させたのち、該緩衝液で充分に洗滌し、0
. !rM食塩迄の直線濃度勾配法にて溶出する。
そして、該溶出区分のうち、活性区分を採取しコロジオ
ンバック〔西独ザルトリウスメンブランフィルタ−(株
)製、限界濾過膜〕を用いて限界濾過し濃縮したものを
、0.7M食塩を含むQ、07Mリン酸緩衝液(pHJ
’、θ)で平衡化したバイオゲル・pφ100のカラム
にかけたのち、該組成の緩慣液を使用して溶出し、活性
区分を集める。
次いで、該活性区分を、0107M酢酸緩衝液pHよθ
(0,0!M食塩を含む。)を用いて透析したものを該
緩衝液で平衡化しであるsp・セファデックスカラムに
吸着させたのち、0.3M食塩濃度迄の直線濃度勾配溶
出法により溶出し、活性区分を集め、これを前記コロジ
オンバックにて濃縮したものを、前記バイオゲルp・1
00のクロマトグラフィーを行い溶出し、活性区分を精
製標品とする。
(9)分子量 ト ゲル濾過法〔アン□ドレウス ピー、(Andrews
P、)著、バイオケム、ジエイ、(Biochem、J
、 )、第91巻、222頁、(/9JII−年発行)
〕による分子量は、約+1.θθθであった。
C1(11等電点 ゲルディスク焦点電気泳動法〔生化学実験講座1、タン
パク質の化学−1、東京化学同人、306頁(/97.
<年発行)) (pH3,3−/θ)にょシ測定した結
果は、約pHt、7であった。
本酵素は、アスパルチルグルコサミン尿症の診断用試薬
、構造決定用生化学試薬等として極めて有用である。
次に、本酵素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九る。
先ず本酵素を製造するにあたシ使用される菌としては、
アシネトバクタ−(Ac1netobacter ) 
 属に属しアスパルチルグリコジルアミンアミドヒドロ
ラーゼ生産能を有する菌であれば如何なる菌でもよく、
またこれらの菌の変種もしくは変異株でも良い。
そしてアシネトバクタ−属に属しアスパルチルグリコジ
ルアミンアミドヒドロラーゼ生産能を有す名画の具体例
としては、例えば、アシネトバク等が腐植土壌中よシ新
たに検索して得た菌株で、その菌学的性質は、以下に示
す通りである。
なお菌学的性質は、概ねマニュアル・オブ・マイクロバ
イオロジカル・メンッヅ(/9.5−9年、マグロ−・
ヒル・ブック・カンパニー社出版)記載の方法に準拠し
た。
アシネトバクタ−T−119の菌学的性質(a)形態顕
微碗的観察(肉汁寒天培地で30℃、72時間培養) ■ 細胞の形及び大きさ; 0、 r〜lμ×1.2〜.2.3μmの桿菌である。
■ 細胞の多形性の有無: 多形性は認められない。
■ 運動性の有無:運動性無し。(鞭毛は、認められな
い。) ■ 胞子の有無;無し。
■ ダラム染色:陰性。
■ 抗酸性:陰性。
(b)  各培地における生育状態 ■ 肉汁寒天平板培養 30℃、lAr時間の培養で直径約O0j〜/WInの
円形コロニー。表面は扁平で、周辺は全縁状であシ、コ
ロニーの色は乳白色を呈する。
■ 肉汁寒天斜面培養 30℃、≠?時間の培養で、拡布状の生育を示す。色沢
は乳白色を呈する。
■ 肉汁液体培養 30℃、≠r時間の静置培養で均一によく生育し、沈漬
を生成しない。
■ 肉汁ゼラチン穿刺培養 23℃、7日間の静置培養で僅かに生育するが、ゼラチ
ンは液化されない。
■ リドマスミルク培養  、、・ 30℃、l≠日日間静置培養でリドマスミルクは、変化
しない。
(C)生理的性質 ■ 硝酸塩の還元:還元しない。
■ 脱窒反応:陰性 ■ MRテスト;陰性 ■ vpテスト:陰性 ■ インドールの生成:生成しない。
■ 硫化水素の生成:生成しない。
■ デンプンの加水分解:加水分解しない。
■ クエン酸の利用:両方とも利用しない。
(KO38rの培地及びChri8tensen (7
)培地使用。)■ 無機窒素源の利用:利用する。(硝
酸塩及びアシモニウム塩) [相] 色素の生成:生成しない。
■ ウレアーゼ:陽性。
■ オキシダーゼ:陰性。
0 カタラーゼ:陽性。
0 生育の範囲: 温度叫、1−≠θ℃ pH・^O〜/ 0.0 [相] 酸素に対する態度:好気性。
(L*  0−Fテスト(Hugh Leifson法
):酸化@ 糖類から酸及びガスの生成ニ ゲルコース、サッカロース、マンノース、フラクトース
よシ酸の生成が認められるが、ガスの生成は、いずれの
糖よシも認められない。
[相] ペニシリン耐性=20θ単位/−迄生育する。
なお、上記アシネトバクタ−T−119は、工業技術院
微生物工業技術研究所に微工研菌寄第6073号(FI
RM P−6073)として寄託されている。
次に、上記した菌学的性質を有するアシネトバクタ−T
−119の分類学上の位置についてパージエイズ・マニ
ュアル・オプ拳デタミネイティブ・バクテリオロジー第
8版(197ケ年)の分類と対比検討した結果、上記菌
は、ダラム染色が陰性の桿菌で、好気性で胞子を形成せ
ず、グルコースよシ酸を生成し、ガスを生成しないこと
、運動性は、陰性で鞭毛も有せず、乳糖を発酵しないこ
と、更に、MRテスト及びVPテストが陰性であること
より重曹は、アシネトバクタ−属に属するものと判定さ
れる。
更に、前記菌は、酢酸及び酪酸を唯一の炭素源として生
育しないこと、pH3〜/θのpH範囲で生育する、ペ
ニシリン耐性が強いこと、更にAGAを産生ずることよ
シ、アシネトバクタ−・カルコアセティカス(Ac1n
etobacter calcoaceticus)と
は異なる菌で、この菌は、アシネトバクタ−属に属する
新菌種の菌と判定される。
次に、本酵素を生産するには、通常の固体培養法でも良
いが、なるべく液体培養法を採用するのが望ましい。
本酵素を製造するにあたシ用いられる培地としては、通
常の細菌の培養に用いられる培地が用いられる。
ソシて、例えば酵母エキス、ペプトン、肉エキス、コー
ンスチープリカー、クリシン、アラニン、グルタミン酸
ナトリウム等のアミノ酸類、大豆及硫酸マンガン等のマ
ンガン、リン酸、塩化カリウム等のカリウム、塩化マグ
ネシウム等のマグネシウム、塩化カルシウム等のカルシ
ウム等の適当な無機塩類の1種以上を添加し、必要にょ
シ炭素源例えば、糖類、ビタミン等を適宜添加したもの
が好適に用いられる。
なお培地の初発pHは、約7.0程度に゛調整し、培養
温度は、≠θ℃以下、好ましくは約30℃程度で、培養
時間は、16時間以上、好ましくは約2II一時間程度
培養する。そして、液体培地を用い振盪培養〜攪拌培養
又は通気培養等によシ好気的に培養するのが好ましい。
培養終了後、培養物よりAGAを採取するには、通常の
酵素採取手段を用いて得ることができる。
しかし、本酵素は、主に菌体内に存在する酵素であるた
め、培養終了後培養物に例えばソデイウムコール酸、ト
リトンX・100等の界面活性剤、トルエンを添加し例
えば2≠時間程度、振盪もしくは放置し、自己消化を行
力妬せることによシAGAを菌体外に排出させることが
出来る。
また、培養物より例えば、濾過、遠心分離等のAGAを
採取するのが好ましく、この場合菌体をそのま\用いる
こともできるが、超音波破壊機、フレンチプレス、ダイ
ナミル等の種々の破壊手段を用いて菌体を破壊する方法
、リゾチームの如き細胞壁溶解酵素を用いて菌体細胞壁
を溶解する方法、摩耗剤を用いて菌体をすシつぶす方法
あるいは浸透圧ショックを適用する方法を用いる。
このようにして上記菌体もしくはこれを破壊したもの、
あるいは細胞壁を溶解したものより、例えば、濾過、遠
心分離等の適当な処理操作より固形物を除去して菌体抽
出液を得るか、又は、水、緩′衝液もしくは適当な溶剤
で抽出し、これをそのま\粗酵素液として得るか、ある
いはまた該抽出液に必要によシ凍結乾燥法、アルコール
沈澱法、アセトン沈澱法等を適宜選択して実施すること
によシ粗酵素粉末番得る。
上記粗酵素液も己<は粗酵素粉末より更に精製酵素標品
を得るには、例えば、セファデックスもしくはバイオゲ
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、
ハイドロオ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、アフイニテイクロマト法、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シ、精製された
本酵素標品を得ることができる。
また、培養時間を長くして自己消化を行なわせた場合の
培養濾液についても、同様に処理することによυ本酵素
を得ることが出来る。
以上の如く、本発明は、AGAを効率良く多量に製造す
ることが出来、更に、細菌を用いてAGAを製造するの
で、比較的著しく短時間のうちに製造することが出来る
等産業上極めて有意義である。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例1 乳糖73f1ポリペプトン/!θf1酵母エキス≠3f
1 リン酸−カリウム7!t、リン酸二ナトリウム30
?、硫酸マグネシウムz3?及び硫酸第一鉄0.7 j
 fを蒸留水に溶解し、このpHを7.2に調整し、蒸
留水を用いて全量を/jtとして得た培地/、5′θm
lを夫々坂ロフラスーf:1100本に分注したものを
、温度7.20℃で圧力/ Ky / cvi(ゲージ
圧力)の飽和水蒸気を用いて73分間殺菌したのち、ア
シネトバクタ−T−149(微工研菌寄第6073号)
を接種し、温度30℃で、!り時間振盪培養(/2θs
、p0m、の往復。)した。
培養終了後、培養液/j−1を常法によシ遠心分離した
のち、上澄液を濾別して得られた菌体に、0、.2Mリ
ン酸緩衝液(pHA、、t)/θθd及びトリトンX・
10020tttlを夫々添加し、充分攪拌しっ\温度
コ!℃で弘時間放置したのち、常法によシ遠心分離して
固形分を除去して細胞抽出液あった。
実施例2 実施例1で得られた粗酵素液/610−に硫酸アンモニ
ウムを加えて硫酸アンモニウムto−r。
チ飽和で沈殿する蛋白区分全量を約100m1の水に溶
解したものを、!rm M IJン酸緩衝液(I)H7
4−)を用いて透析したのち、該緩衝液で平衡化法のD
E!AE・ セルロースカラムに吸着させた。
次いで、該緩衝液を用いて充分に洗滌し、食塩濃度を0
−0. j M迄連続的に上昇させる方法により溶出を
行い、得られた活性区分をコロジオンバック〔西独ザル
トリウスメンブランフィルタ−社(製)、限界濾過膜〕
によシ限界濾過して濃縮したのち、0.1M食塩を含む
0.01Mベロナール緩衝液(plir、t)で平衡化
法のバイオゲル(Biogel )P −I Q Qの
カラムに吸着させ、該組成の緩衝液により溶出し活性区
分を採取した。
このようにして得た活性区分を、0. !; M食塩を
含む0.0/M酢酸緩衝液(pHJ:O)を用いて透析
したのち、該緩衝液で平衡化法のsp−セファデックス
のカラムに吸着させ、1食塩濃度を0. /〜:1 0、 j M迄連続的に上昇させる方法によシ溶出を行
濃縮液を0.1M食塩を含む0.0/ M IJン酸緩
衝液(pHf、、t)で平衡化法の前記バイオゲルP・
100ρカラムに吸着させ、該組成の緩衝液によシ溶出
を行い比活性/バ一単位/■蛋白質の精製標品o、2i
1ngを得た(収率:ノー%)。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2−アセトアミド−/−β(L−アスパルト
アミド)−/、、2−ダイデオキシ−D−グルコースを
基質として測定した本発明酵素の至適pH域を示す図で
ある。 1 特許出願人  キッコーマン株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記の理化学的性質を有するアスパルチルグリコ
    ジルアミンアミドヒドロラーゼ。 ■ 作用:2−アセトアミド−/−β(L−アスパルト
    アミド)−/、、2−グイデオキシ−D −グルコース
    に作用し、/−アミノ−N−アセチルグルコサミンとア
    スパラギン酸を生成する。 ■ 基質特異性:アスパラギン、グルタミンには作用し
    ない。 ■ 至適pH:、jjJ ■ 安定pHニア〜10.2 ■ 作用適温の範囲:≠θ〜≠t℃ ■ pH、温度等による失活の条件= pHII以下及
    びpHlZt以上で完全に失活する。 pHr、sに於いて温度ご0℃で70分間の加熱処理に
    より完全に失活する。 ■ 阻害二N・ブロムコハク酸イミド、塩化銅、硫酸マ
    ンガンなどにより阻害される。 ■ 分子量:約≠S、OOθ(セファデックス()10
    0によるゲル濾過法)
  2. (2)アシネトバクタ−属に属し、アスパルチルグリコ
    ジルアミンアミドヒドロラーゼ生産能ヲ有する微生物を
    培地に培養し、培養物よりアスパルチルグリコジルアミ
    ンアミドヒドロラーゼを採取することを特徴をするアス
    パルチルグリコジルアミンアミドヒドロラーゼの製造法
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