JPS5937947B2 - 新規ピログルタミン酸ヒドロラ−ゼ及びその酸素を用いたl−ヒログルタミン酸の定量方法 - Google Patents

新規ピログルタミン酸ヒドロラ−ゼ及びその酸素を用いたl−ヒログルタミン酸の定量方法

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JPS5937947B2
JPS5937947B2 JP53083548A JP8354878A JPS5937947B2 JP S5937947 B2 JPS5937947 B2 JP S5937947B2 JP 53083548 A JP53083548 A JP 53083548A JP 8354878 A JP8354878 A JP 8354878A JP S5937947 B2 JPS5937947 B2 JP S5937947B2
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は公知のピログルタミン酸ヒドロラーゼとは種々
の特性において異なる新規なピログルタミン酸ヒドロラ
ーゼし一ピログルタミン酸の定量方法に関する。
本発明のピログルタミン酸ヒドロラーゼはATPのみを
基質とした場合にATP加水分解活性を有しない新規な
酵素である。
従来のピログルタミン酸ヒドロラーゼはピロリドンカル
ボン酸ヒドロラーゼ5−オキソプロリナーゼとも呼ばれ
る酵素であるが、ATPを基質とした場合にもATP加
水分解活性を有しているため、L−ピログルタミン酸を
ATPなどの関与によす開環して、L−ピログルタミン
酸を生成する際に、ホスホエノールピルベート及びピル
ベートキナーゼを添加することが必須であり、更に従来
のピログルタミン酸ヒドロラーゼの活性が弱いため酵素
の使用量が多く、反応系の蛋白質濃度が高くなり、この
ため反応終了後除蛋白等の処理を施した後アミノ酸アナ
ライザー等による機器分析によりL−グルタミン酸の測
定を行なっていた。
そこで本発明者らはかかる現況に鑑み、ホスホエノール
ピルベート及びピルベートキナーゼ゛を用いなく−とも
L−ピログルタミン酸からL−グルタミン酸を効率よく
生成せしめる方法及び得られたL−グルタミン酸を直接
酵素法により測定することにより、血清、尿中などに存
在するL−ピログルタミン酸又は食品中に含まれるし一
ピログルタミン酸を定量する方法について鉛量研究を重
ねた結果、アルカリゲネス(Al ca ligene
s )属、ブレビバクテリウム(Brevibactl
rium )属及びアシネトバクタ−(Acineto
bacter )属に属する細菌が従来になく高いピロ
グルタミン酸ヒドロラーゼ活性を有し、かつATPのみ
を基質とした場合にATP加水分解活性を有しない酵素
を生産することを見出し、かかる知見に基すいて本発明
を完成した。
すなわち本発明は、ATPのみを基質とした場合にAT
P加水分解活性を有しないピログルタミン酸ヒドロラー
ゼであり、また本発明はATPのみを基質とした場合に
ATP加水分解活性を有しないピログルタミン酸ヒドロ
ラーゼを用いてL−ピログルタミン酸を分解し、得られ
たL−グルタミン酸を測定することを特徴とするL−ピ
ログルタミン酸の定量方法である。
以下本発明に説明する。
先ず本発明の精製酵素(ピログルタミン酸ヒドロラーゼ
)の理化学的性質を以下に記載する。
(1) 作用及び基質特異性 本酵素はホスホエノールピルベート及びピルベートキナ
ーゼを用いることなくL−ピログルタミン酸及びATP
から定量的にL−グルタミン酸及びADP、Piを生成
する反応を触媒する酵素であり、ATPのみを基質とし
た場合にATP加水分解活性を有しない。
(2)至適pH及び安定pH 至適pHは7.5〜8.2に存在し、4°C20時間処
理でpH5〜9の範囲で安定であった。
(3)力価の測定法 0.5モルトリス塩酸緩衝液(p)(7,8) 0.1
m7 。
0.05モル塩化マグネシウム溶液o、 17711,
1モル塩化カリウム0.08m1,0.2モルL−ピロ
グルタミン酸ソーダ溶液0.1 m、1.及び0.1モ
ルATPO11mlを蒸留水で0.9mlにした後、任
意な濃度の本酵素液0.1 mlを加え、30°C20
分間反応させた後直ちに100Cの沸トウ水中で2分間
保持し得られた反応液中のL−グルタミン酸の定量を行
ない、L−ピログルタミン酸1マイクロモルを1分間で
分解する酵素量を1単位Uとした、又ATP分解活性は
L−ピログルタミン酸ソーダを除いた上記反応液にて反
応させ同様に処理した後得られた反応液中のADP又は
無機リン酸(Pi)の定量を行ない、ADP又はPil
マイクロモルを1分間で分解する酵素量を1単位Uとし
た。
(4)作用適温の範囲 10分間反応で30〜55°Cで良く作用する。
(5) pH温度などによる失格条件 4°C220時間処理の場合にはpH5以下、pH9以
上で失活する。
10分間処理の時は50°C以上で失活が初まり、56
°Cで57%安定、60°Cで完全失活する。
(6)阻害、活性化及び安定化 1mMパラクロロマーキュリーベンヅエート(POMB
)、1mMN−エチルマレイイミド(NEM)及び10
mMオルソフェナントロリン−10分間処理で失活0.
1mMシナオスレイトール(DTT)及び10%グリセ
リン添加により安定化する。
(7)精製方法 粗酵素液に硫安を添加し、30%飽和の沈澱区分を除去
し、更に硫安を添加し50%飽和沈澱区分を得る。
これを0.01モルリン酸緩衝液(pl(7,0)に懸
濁後透析し、更に透析後上記緩衝液で平衝化したDEA
E−セルロースカラムにて食塩グラジェント溶出を行な
い得られたピログルタミン酸ヒドロラーゼ活性区分を、
上記緩衝液で平衝化したN、0.Kap l an等の
方法により調整したg−アゾーATP−セファローヌカ
ラムにてATPグラジェントを行ない、1〜5mM濃度
近辺の活性区分を得る。
(アフイニイテルクロマト)。
更にL−ピログルタミン酸−AH−セファロースカラム
(アフイニイテイークロマト)にて食塩グラジェントを
行ない、活性区分を濃縮して、バイオケ’)L/A −
0,5mによりゲル濾過を行ない精製酵素を得る。
(8)分子量 沈降平衝法により123.000゜(9
)等電点 焦点電気泳動を用いて測定した結果pH5,05である
。
00)元素分析値(イ) 0 52.3.H6,9,N 17.3゜0 22.
4,8 1.2 本発明酵素は従来にないATPのみを基質とした場合に
、ATP加水分解活性を有しない基質特異性を有し、か
つ極めて高いピログルタミン酸ヒドロラーゼ活性を示す
ことから、本発明酵素は公知の何れのピログルタミン酸
ヒドロラーゼとも異なって新規な酵素と認められる。
次に本酵素を製造するだめの具体的手段について以下に
述べる。
先ず製造原料としては類例なる起源のものでもよいが例
えば微生物起源殊にアルカリ土類金属、ブレビバクテリ
ウム属及びアシネトクター属に属し、上記したピログル
タミン酸ヒドロラーゼを生産する能力を有する菌株を用
いるのが本酵素を製造する上で特に有利である。
そしてアルカリ土類金属に属する菌株の具体的な例とし
てはアルカリゲネス(Al cal igenes )
SP、F−137(微工研菌寄第4563号)、アルカ
リゲネス・フェカリス(At ca l i gene
sfaecalisXATcc8750)等、ブレビバ
クテリウム属に属する菌株の具体例としては、ブレビバ
クテリウム・フスカム(Brevibacterium
fuscum)(ATco 15993 )、アシネ
トバクタ−属に属する菌株の具体例としてはアシネトバ
クタ−(Acinetobacter ) 100 (
微工研菌寄第3787号)等が挙げられ、これらの菌の
変種もしくは変異株も用いることができる。
上記したアルカリゲネスSP、F−137は、本発明者
らが土壌中より分離した菌株の1菌種でその菌学的性質
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・メソツヅ(マグロ−・ヒル・ブック・カン
パニー社出版、1959年)記載の方法に準拠した。
a 形態的性質 顕微鏡的観察(肉汁寒天培地で37°C112時間培養
) (1)細胞の形および大きさ: 0.5〜1.OXl、0〜2.6ミクロンの短桿菌(2
)細胞の多形性:認められない。
(3)運動性:あり。
(4)胞子の有無 :形成せず。
(5)ダラム染色性:陰性。
(6)抗酸性:陰性。
b 各培地における生育状態: (1)肉汁寒天平板培養: 37°C124時間培養で直径2〜3朋。
コロニーは円形表面扁平、平滑、周縁、金縁の集落を形
成、わずかに褐色味を帯びた乳白色で半透明の鈍い光沢
をもつ。
(2)肉汁寒天斜面培養: 37°C124時間で線状ないしやや拡布状にに良く生
育する、色、光沢は平板培養と同様。
(3)肉汁液体培養: 37°C48時間で均一に生育する、沈澱物を形成する
。
(4)肉汁寒天穿刺培養: 37°C124時間で上部に良く生育し、ガスの発生は
ない。
(5)肉汁ゼラチン穿刺培養: 表面に生育するが、30°C148時間ではゼラチンを
液化しない。
(6) リドマスミルク 30°C172時間ではアルカリ性であり、凝固せず、
変化は認められない。
C生理的性質 (1)硝酸塩の還元 : 陽 性。
(2)脱窒反応 : 陰 性。
(3)MRテスト : 陰 性。
(4)VPテスト : 陰 性。
(5)インドールの生成 : 陰 性。
(6)硫化水素の生成 : 陰 性。
(7)デンプンの加水分解: 陰 性。
(8)クエン酸の利用 : koserの培地、C
hristensenの培地とも利用0(9)無機窒素
源の利用 : 硝酸塩アンモニウム塩とも利用する。
(10)色素の生成 : な し。
0υ ウレアーゼ : 陰 性。
02)オキシダーゼ : 陽 性。
(13)カタラーゼ : 陽 性。
(14)生育pH:5〜11(最適pH6〜8)05)
生育温度:20〜45゛α最適温度30〜40°C)(
16)酸素に対する態度 : 好気性。
α7) 0−F テスト:いずれの場合も酸生成は
なし。
(18)糖類からの酸およびガスの生成:(1)L−ア
ラビノース、(2)D−キシロース (3)D−グルコ
ース (4)D−マンノース (5)D −フラクトー
ス (6)D−ガラクトース (7)麦芽糖 (8)シ
ョ糖 (9)乳糖 00)トレノ・ロース 01)D−
ソルビット (12)D−マンニット (13)イノジ
ット (14)クリセリン (15)デンプンのいずれ
の糖類からも酸およびガスの生成なし。
d 諸性質 (1)栄養要求性なし。
(2) コハク酸、ケロン酸、フマール酸、L−ピロ
グルタミン酸等の有機酸を利用する。
(3)L−プロリン、L−アラニン、L−グルタミン酸
等のアミノ酸を良く利用する。
(4)亜ヒ酸酸化能は弱い。
上述のピログルタミン酸ヒlsoラーゼ生産能を有する
菌株の分類学的諸性質を「バージエイス・マニュアル・
オブ・デタミネイティブ・バクテリオロジー」第8版(
1974年)の分類と対比すると、本菌はアルカリ土類
金属に属するものと判定されるが、種にいたって・は4
種の記載しかなく、その分離源及び2〜3の性質からア
ルカリゲネス・フェカリスに近縁な菌株と考えられる。
即ち、ピログルタミン酸ヒドロラーゼ生産能を有する本
発明使用菌株はダラム陰性、好気性の無胞子短桿菌で周
毛1〜4本を有し、運動性があり、グリコースを利用出
来ず、オキシダーゼ陽性で、菌体は乳白色であることか
らアルカリ土類金属に属するものと認められ、糖の利用
性からアルカリゲネス・フェカリスに近縁と目されるが
、有機酸アミノ酸の利用性で異なっており、又亜ヒ酸の
酸化能もほとんど認められない等生理的性質に相異点が
ある。
これをまとめて示すと第1表の如くである。次に上記し
たアシネトバクタ−100は、本発明者らが腐植土中よ
り検策して得た新菌体で、その菌学的性質は以下に示す
通りである。
なお菌学的性状の診断実験は前記記載の方法に準拠した
。
a形態 顕微鏡的観察(肉汁寒天培地で37℃、12時間培養) 1 細胞の形および大きさ: 0.5〜1.5X1.0〜2.5ミクロンの球菌に近い
短桿菌。
2 細胞の多形性: 停滞期では球菌に近く又少数ではあるが、フィラメント
状を呈する異常細胞も認められる。
(3)運動性 :な し。
(4)胞子の有無 :形成せず。
(5)ググラム染色性 :陰 性。
(6)抗酸性 :陰 性。
b 各培地における生育状態 (1)肉汁寒天平板培養: 30°C124時間培養で直径2〜3 mm。
コロニーは円形、表面扁平、平滑。
周縁、金縁の集落を形成、わずかに黄色味を帯びた乳白
色で半透明の鈍い光沢をもつ。
(2)肉汁液体培養: 30°C124時間で線状ないしやや拡布状に良く生育
する。
色、光沢は平板培養と同様。(3)肉汁液体培養: 30°C148時間で均一に良く生育する、況澱物を形
成する。
(4)肉汁ゼラチン穿刺培養: 表面及至上部に生育するが、30°C148時間ではゼ
ラチンを液化しない。
(5) リドマス・ミルク 30°C124時間ではわずかに酸性であり、凝固せず
、変化は認められない。
C生理的性質 (1)硝酸塩の還元:還元されないかもしくは陽性。
(2)脱窒反応 : 陰 性。
(3)MRテスト : 陰 性。
(4)vpテスト : 陰 性。
(5)インドールの生成 : 陰 性。
(6)硫化水素の生成 : 陰 性。
(7)デンプンの加水分解: 陰 性。
(8)クエン酸の利用 : Koserの培地、C
hris tensenの培地とも利用。
(9)無機窒素源の利用 : 硝酸塩、アンモニウム塩
とも利用する。
(10)色素の生成 : な し。
αυ ウレアーゼ : 陰 性。
αつ オキシダーゼ : 陰 性。
(13)カタラーゼ : 陽 性。
(14)生育の範囲:pH5〜11(最適1)H6〜8
)温度10〜45°C(最適温度30〜40°C)(1
51酸素に対する態度 : 好気性。
(16) 0−F テスト二弱いながらも酸を生成
酸化。
σD 糖類から酸およびガスの生成 酸生成 ガス生成 I L−アラビノース 千 − 2D−キシロース + − 3D−グルコース 十 − 4D−マンノース + − 5D−フラクトース − − 6D−ガラクトース 十 − 7麦芽糖 −− 8ショ糖 −− 9乳糖 −− 0〇)トレハロース −− 0υ D−ソルビット −− 〇2)D−マンニット −− (13)イノソット − −(14)グリ
セリン −− (15)デンプン − −d 諸注
質 (1)・ペニシリン耐性 : 20u/mlのペニシ濃
度に耐性を示す。
(2)栄養要求性 : な し 上述のピログルタミン酸ヒドロラーゼ生産能を有する菌
株の分類学的諸性質を「バージエイス・マニュアル・オ
ブ・デタミネイティブ・バクテリオロジー」第8版(1
974年)の分類と対比すると車両はアシネトバククー
属に属するものと判定されるが、アシネトバクタ−属に
は、アシネトバククー・カルコアセティカス(Ac 1
netobac−ter calcoaceticus
) 1種しか記載がなく、その分離源液及び2〜3の
性質が車両はアシネトバクタ−・カルコアセティカスと
は相違する。
即ち、ピログルタミン酸ヒドロラーゼ生産能ヲ有する本
発明使用菌株(微工研菌寄第3787号)は、ダラム陰
性、好気性の無胞子短稈菌で、鞭毛を有さず、運動性が
なくかつフィラメント状を呈する菌も認められ、グルコ
ースから酸を生成し、オキシダーゼ陰性、ペニシリン耐
性等によりアシネトバクタ−属に属し、しかもアシネト
バクタ−・カルコアセティカスに近縁と目されるが、酢
酸カルシウム培地では充分な生育を示さず、しかも寒天
培地でトウイツチング運動を示さない等の生理的性質に
相異点がある。
なお、アルカリゲネスsp、F 137は工業技術院
微生物工業技術研究所に微工研菌寄第4563号として
、アシネトバクタ−100は微工研菌寄第3787号と
して寄託されている。
又前記アルカリゲネス・フェカリスATCC8750、
ブレビバクテリウム・フスカムA、TOC15993は
いずれもA T CC(Amer i can Ty−
pe Cu1ture Ca1lection)に寄託
され〔ザ・アメリカン・タイプカルナニア・コレクショ
ンカタログ・オブ・ストレインズ13版(1978年)
第27頁、第49頁〕、分譲可能となっている。
本発明の方法により、ピログルタミン酸ヒドロラーゼを
製造する方法について以下に述べる。
本発明に使用される培地としては、培養に必要な炭素源
、窒素源、無機塩その他使用菌の必要とするビタミン、
微量の栄養素を含有する培地を好適に使用することがで
きる。
すなわち炭素源としては、グルコース、マンノース、ア
ラビノース等の素水化物、酢酸、コハク酸等の有機酸、
グルタミン酸、プロリン等のアミノ酸などが使用可能で
ある。
窒素源としてはアンモニア、塩化アンモニウム、硫酸ア
ンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、硝
酸アンモニウムなどの各種の無機および有機アンモニウ
ム塩類、あるいは尿素およびその他の窒素含有物質並び
に含窒素天然物、例えはペプトン、酵母エキス、肉エキ
ス、コーンステイープリカー、麦芽エキス、フィツシュ
ミールあるいはその消化物、大豆粉、脱脂大豆粕あるい
はその消化物が使用可能である、無機物としては、リン
酸カリウム、リン酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫
酸第1鉄硫酸亜鉛、塩化ナトリウムおよび塩化マグネシ
ウムなどが使用される。
菌の培養は通常液体培養法を採用するのが好ましく、振
盪培養、攪拌培養、通気培養などの適当な培養法を用い
培養を行なうことができる。
工業的には深部通気攪拌培養を行なうのが有利である。
培養温度は、ピログルタミン酸ヒドロラーゼ生産菌が生
育し、ピログルタミン酸ヒドロラーゼを生産する範囲内
で変更することができるが、10〜45°C1好ましく
は25〜45°Cである。
培養時pHは40〜9.0の間で行なうことができるが
、pH6〜8がより好適である。
培養時間は培養形態によっても異なるが、振盪培養ない
し通気攪拌培養により好気的に培養すれば72時間以内
で効率よく菌体内に生成蓄積される。
本発明は、このように通常の栄養培地からピログルタミ
ン酸ヒドロラーゼを効率よく生産することができるが、
さらにL及び/又はDL−ピログルタミン酸若しくはそ
のアナローブ(類似物質)の存在下で前記菌株を培養す
れば特に顕著にピログルタミン酸ヒドロラーゼの収率が
増加する。
例えば予じめL及び/又はDL−ピログルタミン酸若し
くはそのアナローブを含有させた培地に該菌株を接種し
て培養を行なってもよく、又培養開始後16時間以前に
L及び/又はDL−ピログルタミン酸若しくはそのアナ
ローブを培地に添加して培養を行なってもよい。
L及び/又はDL−ピログルタミン酸のアナローブとし
てはDL−2−ピペリドン−6−カルボキシレート(D
L 2−piperidone’6−ca−rbox
ylate )等が挙げられる。
この際、L及び/又はDL−ピログルタミン酸若しくは
そのアナローブの添加量は培地総量に対して0.1〜3
%が好適である。
この様にL及び/又はDL−ピログルタミン酸等を添加
して培養することにより、通常の栄養培地に培養する場
合に比較して、約10〜30倍の活性を有するピログル
タミン酸ヒドロラーゼを得ることができる。
かくして得られた培養物からの本酵素の抽出、精製は、
一般に酵素の抽出、精漿に用いられる方法が用いられる
。
例えば適当な方法により培養物から菌体を分離し、その
菌体を摩耗剤の存在下ですりつぶす方法、リゾチーム等
の溶菌酵素を用いる方法、超音波エネルギーを適用する
方法、浸透圧ショックを適用する方法等の公知の方法に
より破壊するか、またはトルエン等の存在下で振盪もし
くは放置して自己消化を行なわせ、酵素を菌体外に排出
させた後、該溶液を濾過後、遠心分離方法などの適当な
操作により処理し、固形物を除去して得られた菌体抽出
液を、通常の酵素回収法すなわち硫安塩析法、等電点沈
澱法、溶媒沈澱法、ゲル沖過法、アフィニテイクロマト
グラフイー、イオン交換体処理など一般に行なわれる酵
素回収法で高収率に取ることができ、又公知の方法を適
宜選択組み合わせて実施することにより高度に精製する
ことができる。
又アルコール類、ペニシリン等を培養後期に培地中に添
加することにより培地中にも生成させることができる。
次にATPのみを基質とした場合に、ATP力日本日水
分解活性しないという特異性を有する本発明ピログルタ
ミン酸ヒドロラーゼを用いることにより、L−ピログル
タミン酸含有溶液にホスホエノールピルベート及びピル
ベートキナーゼを添加しなくとも効率よくL−グルタミ
ン酸含有溶液を得ることができる。
この場合の作用条件としては使用するピログルタミン酸
ヒドロラーゼの最適条件が採られる力、≦、例えばアル
カリ土類金属に属する上記ピログルタミン酸ヒドロラー
ゼを生産する能力を有する微生物から得られた本発明ピ
ログルタミン酸ヒドロラーゼの場合にはpH7,5〜8
.2が適当であり、他の菌株から得られた場合は通常p
H6〜8.0である。
又例えばピログルタミン酸ヒドロラーゼの活性が蛋白1
my当り0.2U以上の場合に於ては、ATPのみを基
質とした場合のATP力日本日水分解酵素活性白1/1
11I当り0.01U以下存在してもホスホエノールピ
ルベート を必要としない。
次にL−グルタミン酸を測定するには、ピログルタミン
酸ヒドロラーゼによるL−グルタミン酸生成系により得
られたL−グルタミン酸含有液(0〜30γ)に0.5
Mヒドロキシルアミン塩酸塩(苛性ソーダでpl(s.
oに調整)1.5ml、5mMβ−NAD0.5ml、
グルタメートデヒドロゲナーゼ0.51/2L!を蒸留
水で3ml,!=し、30°C、1時間反応後340m
μで比色定量する。
上記方法により測定した所、第1図に示す如く結果が得
られ、L−ピログルタミン酸0〜30γの範囲で直線関
係が得られた。
ここでピログルタミン酸ヒドロラーゼ活性とATPのみ
を基質とした場合のATP加水分解酵素活性の割合によ
るL−グルタミン酸の生成量について実験例を挙げて説
明する。
実験例 ピログルタミン酸ヒドロラーゼ活性(5)とATPのみ
を基質とした場合のATP加水分解酵素活性(2)を第
2表に示す如く組合わせて、上記のL−グルタミン酸測
定法により、1μモルのL−ピログルタミン酸を反応さ
せた時に生成するL−グルクミン酸量を測定し又ADP
の量を測定した結果を第2表に示す。
尚、ADPの量は、0.1Mトリエタノールアミン緩衝
液( pH 7. 6 ) 2.5ml、1 2 m
M NADH 0.2771、11ホスホエノールピル
ベート溶液(10mMホスホエノールピルベート、1.
3 Mkcl 、 0.4MMgSO4)0.5ml、
ラクテートデヒドロナーゼ54単位、ピルベートキナー
ゼ30単位、試料0、 1 m1.を蒸留水で3mlと
し、30°Cで反応させた後340mμの吸光度の減少
から求める。
又無機リン酸の定量を行なう場合にはフイツグ、スバロ
(Fiske and Subbarow)の方法(J
.Biol。
Chem.66 、、3.75〜400( 1925)
)により測定される。
以上の結果から、ピログルタミン酸ヒドロラーゼ活性(
U)が0.20の場合には、(1)及び(2)の範囲で
あればホスホエノールピルベート、ピルベートキナーゼ
を添加しなくともL−ピログルタミン酸使用量と同モル
のL−グルタミン酸を生成することが示されたが、(3
)〜(5)の場合にはホスホエノールピルベート、ピル
ベートキナーゼを使用しなければL−ピログルタミン酸
使用量と同モルのL−グルタミン酸を得ることは困難で
あることが認められる。
以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれにより制限されるものではない。
実施例 I KH2PO40.1%,に2 HFO2 0. 1%,
FeSO4・7H200.001%MgS04・7 H
2O 0. 0 5%、酵母エキス0.2%、L−ピロ
グルタミン酸1.2%の組成からなる培地(pH6.0
)を各50罰宛、各500ml容の振盪フラスコに分注
し、120°C、10分間殺菌後、アルカリゲネスsp
、F−137(微工研菌寄第4563号)を接種し、3
7°C116時間、振幅5C77L、12Or、p、m
、で振盪培養した。
培養終了後、培養液1O007111をp別し、得られ
た菌体を0.01モルリン酸緩衝液(pH7,00,0
25%硫酸マグネシウム)に懸濁した後、超音波処理(
海上電機社製、20KC!、3分間)によって破砕し、
遠心分離により固形部分を除き、細胞抽出液400m1
を得た。
この細胞抽出液を酵素液として、該抽出液400m、l
に対して硫安70.4.9(30%飽和)を加えて沈澱
区分を除去し、更に硫安50.8g(50%飽和)をカ
ロえ沈澱区分を得る。
これを0.01モルリン酸緩衝液(pH7,o O,
025%硫酸マグネシウム)65mlに懸濁後、1晩透
析する。
更に透析後上記緩衝液で平衝化したDEAE−セルロー
ス(シ・エチル・アミン・エチル・セルロース、米国ブ
ラウン社製)カラム(5,2X 80(1m)にて食塩
グラジェント溶出を行ない、0.08モル〜0.18モ
ル食塩濃度近辺のピログルタミン酸ヒドロラーゼ活性区
分200m1をダイアフロー濃縮器(アミコン社製、米
国)にて40m1に濃縮し、次に得られた酵素液を、上
記緩衝液にて平衝化した8−アゾーATPセファロース
〔セファロース4B(ファーマシア社製、スエーデン国
)にN、0.Kap−1anの方法によりATPをカッ
プリングして調製〕カラム(1,5X 20(m) R
:てATPグラジェント溶出を行ない0.1〜0.5m
MのATP濃度近辺の活性区分を集め、更に同様に平衝
化したL−ピログルタミン酸AHセファロースCAHセ
ファロース4B(ファーマシア社製、スエーデン国)に
カルボジイミドによりL−ピログルタミン酸をカップリ
ングして調整〕カラム(1,5X 2 ocrrL)に
て食塩グラジェント溶出を行ない0.1〜0.15モル
食塩濃度近辺のピログルタミン酸ヒドロラーゼ活性区分
を得る。
この活性区分を2mlに濃度し、同様に平衝化したバイ
オゲルA 0.5m(バイオラド社製、米国)カラム
2.5 X 150c/rL)にてゲル濾過を行ない、
ATPのめを基質とした場合にATP加水分解活性を有
しないピログルタミン酸ヒドロラーゼを得た。
上記各精製段階に於けるピログルタミン酸ヒドロラーゼ
活性及びATPのみを基質とした場合のATP加水分解
活性を第3表に示す。
尚、ピログルタミン酸ヒドロラーゼ活性及びATP加水
分解活性は前述した方法により測定し、蛋白質はビュー
レット法、銅−フォーリン法にて測定した。
全活性(U)を蛋白質量で除した値を比活性として表示
した。
flお以下同様に表示するものとする。
実施例 2 アシネトバクタ−100(微工研菌寄第3787号)及
びブレビバクテリウム・フヌカム(ATCIC1599
3)を実施例1同様に培養し、培養終了後、培養液10
100Oを炉別して得られた菌株を実施例1同様に精製
を行ない、第4表に示すようにATPのみを基質とした
場合にATP加水分解活性を有しないピログルタミン酸
ヒドロラーゼを得た0 実施例 3 L−ピログルタミン酸含有血清を第5表に示す如く調整
し、その0.1 mlとトリス塩酸緩衝液(pH7,8
)10マイクロモル、KCl16マイクロモル、ピログ
ルタミン酸ヒドロラーゼ0.1単位を蒸留水で0.2
mlにし、37°C115分間反応を行なった後、該反
応液に0.5Mヒドロキシルアミン塩酸塩(苛性ソーダ
でpH8,0に調整)1.5ml、5mMβNAD0.
5m4グルタミン酸デヒドロゲナーゼ40単位を加え蒸
留水で37rLlとし、30°C11時間反応後340
mμで比色定量を行ない、第5表に示す如く結果を得た
。
回収テストの結果、いずれもほぼ100%の結果が得ら
れた。
【図面の簡単な説明】
第1図はピログルタミン酸濃度と340mμにおける0
、D、値との関係を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 以下の理化学的性質を有するピログルタミン酸ヒド
    ロラーゼ。 (a) 作用: ホスホエノールピルベート及びピルベートキナーゼを用
    いることなくL−ピログルタミン酸及びATPから定量
    的にL−グルタミン酸、ADP及びPiを生成する反応
    を触媒する。 (b) 基質特異性; ATPのみを基質とした場合にATP7JO水分解活性
    を有しない。 (c) 至適pH及び安定pH; 至適pH; 7.5〜8.2 安定pH; 6〜9 (d)作用適温の範囲; 30〜55°Cの範囲で良く作用する。 (e) pH1温度などによる失活の条件;pH5以
    下、pH9以上で失活し、また、50°C以上で失活が
    始まり60°C110分の熱処理で完全に失活する。 (f)阻害、活性化及び安定化; パラクロロマーキュリ−ベンゾエート (P OMB )、N−エチルマレイイミド(NEH)
    及びオルソフェナントロリンの処理で失活し、ジチオ′
    スレイトール(DTT)及びグリセリンの添加で安定化
    する。 (g) 分子量; 沈降平衡法による分子量は123,000である。 (h) 等電点; 焦点電気泳動法による等電点はpH5,05である。 2 L−ピログルタミン酸を含む液に、ATPのみを
    基質とした場合にATP加水分解活性を有しないピログ
    ルタミン酸ヒドロラーゼ及びATPを添加してL−グル
    タミン酸を生成せしめ、該L−グルタミン酸を測定する
    ことを特徴とするL−ピログルタミン酸の定量方法。 3 Ll’ルタミン酸生成系における、ATPのみを
    基質とした場合にATP加水分解活性を有しないピログ
    ルタミン酸ヒドロラーゼ活性が蛋白11111当り0.
    2U以上で、ATPのみを基質とした場合のATP加水
    分解酵素活性が蛋白1〜当り0.01U以下である特許
    請求の範囲第2項記載のL−ピログルタミン酸の定量方
    法。 4 L−グルタミン酸をグルタミン酸デヒドロゲナーゼ
    及びNADを添加して得られた反応液より常法により比
    色測定する特許請求の範囲第2項記載のし一ピログルタ
    ミン酸の定量方法。 5 ATPのみを基質とした場合に、ATP加水分解
    活性を有しないピログルタミン酸ヒドロラーゼがアルカ
    リ土類金属、ブレビバクテリウム属またはアシネトバク
    タ−属に属する微生物から選ばれた微生物を培養して得
    られた酵素である特許請求の範囲第2項記載のL−ピロ
    グルタミン酸の定量方法。 6 アルカリ土類金属、ブレビバクテリウム属及びアシ
    ネトバクタ−属に属する微生物がそれぞれアルカリゲネ
    スSP、F−137(微工研菌寄第4563号)、ブレ
    ビバクテリウム・フスカー(ATCC15993)、ア
    シネトバクタ−100(微工研菌寄第3787号)であ
    る特許請求の範囲第5項記載のL−ピログルタミン酸の
    定量方法。
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WO2014126186A1 (ja) * 2013-02-15 2014-08-21 キッコーマン株式会社 5-オキソプロリナーゼ、5-オキソプロリナーゼ遺伝子、および5-オキソプロリナーゼの製造方法

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WO2014126186A1 (ja) * 2013-02-15 2014-08-21 キッコーマン株式会社 5-オキソプロリナーゼ、5-オキソプロリナーゼ遺伝子、および5-オキソプロリナーゼの製造方法
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