JPS6057830B2 - グリセロール脱水素酵素の製造法 - Google Patents

グリセロール脱水素酵素の製造法

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JPS6057830B2
JPS6057830B2 JP54084130A JP8413079A JPS6057830B2 JP S6057830 B2 JPS6057830 B2 JP S6057830B2 JP 54084130 A JP54084130 A JP 54084130A JP 8413079 A JP8413079 A JP 8413079A JP S6057830 B2 JPS6057830 B2 JP S6057830B2
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【発明の詳細な説明】 本発明は、グリセロール脱水素酵素生産能を有する菌株
を用いて、グリセロール脱水素酵素を効率良く製造する
方法に関し、更に詳しくは、アスペルギルス属、ペニシ
リウム属、ノイロスポーラ属、フザリウム属に属する糸
状菌類又はスタフイロコツカス属、ミクロコッカス属、
アエロモナス属、コリネバクテリウム属に属する細菌の
生産するグリセロール脱水素酵素の製造方法に関するも
のである。
従来、グリセロール脱水素酵素〔1.1.1.6〕(以
下GDHと略する)は、アエロバクター・アエロゲネス
、エシエリヒア・コリ、バチルス・ズブチリス等の菌体
に所在することが古くから知られている。
またその他の微生物起源のものとしては、プロテウス属
、エルビニア属、セラチア属に属する微生物(特公昭5
0−21553)、あるいはアクロモバクタ属、アルス
ロバクタ属、プレビバクテリウム属、シュードモナス属
に属する微生物によるもの(特開昭58−12788)
が知られている。近年、酵素の性質、特に高い特異性が
注目され、臨床検査分野では酵素法を利用する検査薬が
、その簡便さと相俟つて多大の関心を集めている。GD
Hもリポプロテイン・リパーゼとの共役により、体液中
のトリグリセラードの定量に、あるいはグリセロリン酸
を基質とするホスフアターゼの活性測定用等に利用でき
ることが知られており、GDHを安価に工業的に製造す
る方法を提供することが強く望まれている。本発明者は
かかる展望に応えるべく、該酵素活性を広く微生物界に
検索した結果、アスペルギルス属、ペニシリウム属、ノ
イロスポーラ属、フザリウム属に属する糸状菌又はスタ
フイロコツカス属、ミクロコッカス属、アエロモナス属
、コリネバクテリウム属に属する細菌類に著しいGDH
生産能が存在することを見出し、本発明を完成させるに
到つた。
本発明において使用可能な菌株は例えばアスペルギルス
●オリゼー(AspergillusOryzae)I
FO4l77、アスペルギルス●ソーヤ(AspsOj
ae)IF′04386、ペニシリウム●ノターツム(
PennicllllumrlOtatum)IF′0
4640、ペニシリウム エクスパンサム(Pen.e
xpanslOn)IF′06096、ノイロスポーラ
クロッサ(NeLlr″0sp0racrassa)
IFO6O68、フザリウム●クルモラム(Fusar
iunlculmOrum)IFO59O2等の糸状菌
及びスタフイロコツカス●アウレウス(Staphyl
OcOccueaueus)IFO3O36、ミクロコ
ッカス●バリアンス(MicrOcOccusvari
ans)IFO3765、アエロモナス・ハイドロフイ
ラ、(AerOmOnashydOrOphlla)1
F01297&ミクロコッカス ルテウス(MicrO
cOccusluteus)FOl27O8、コリネバ
クテリウム●フアシアンス(COryrlebacte
riumfasciarls)IFOl2O77などが
挙げられるが、これらの菌の他、アスペルギルス属、ペ
ニシリウム属、ノイロスポーラ属、フザリウム属等の糸
状菌及びスタフイロコツカス属、ミクロコッカス属、ア
エロモナス属、コリネバクテリウム属等の細菌に属し、
GDHを生産する菌は、すべて本発明方法において使用
することができる。
本発明によれば、アスペルギルス属、ペニーシリウム属
、ノイロスポーラ属、フザリウム属に属する糸状菌及び
スタフイロコツカス属、ミクロコッカス属、アエロモナ
ス属、コリネバクテリウム属に属する細菌類を、栄養培
地で培養することにより、GDHが菌体中に生産蓄積さ
れるので、公知の方法及び今後開発されるであろう改良
方法で抽出、精製、乾燥することによつて酵素粉末を得
ることができる。更に具体的に説明すると、前記各属の
GDH生産菌を適当な栄養培地、例えば適当な糖質、窒
素源、無機塩類を含む培地又はGDHが誘導酵素の場合
には、酵素生産能を高めるためにグリセロールおよび有
機促進物質を含む培地で培養し、GDHを菌体中に蓄積
せしめるのであるが、ここで糖質にはグルコース、ガラ
クトース、マンノース、フラクトース、シユクロース、
ラクトース、マルトース、廃糖密、デンプン加水分解物
などの糖類、更にはグリセロール、ソルビトール、マン
ニトールなどの糖アルコール類・などが使用できる。窒
素源としては、酵母工キズ、ペプトン、肉工キズ、コー
ンスチープリカー、力ティン加水分解物、脱脂大豆、ア
ンモニウム塩などが使用される。無機塩類としては、ナ
トリウム、マンガン、マグネシウム、カルシウム、コバ
ルト、ニッケル、亜鉛などの金属塩類や硫酸、リン酸、
塩酸、硝酸などの塩類が使用できる。有機促進物質とし
ては酵母工キズやペプトン、肉工キズ、コーンスチープ
リカーなどが良い。かくして得られたGDHを含む菌体
をろ過または遠心分離によつて分別し、適当な緩衝液に
懸濁、磨砕、超音波処理、機械的圧縮または自己消化な
どの公知の方法で破砕して酵素を抽出する。
その抽出液から不溶物をろ過または遠心分離によつて分
別した後、得られる戸液または上清から硫酸アンモニウ
ム、芒硝などによる塩析あるいはアセトン、アルコール
等を用いる溶媒沈殿などの公知の方法で酵素製品を得る
。さらに高度に精製された酵素標品を得るには、イオン
交換を応用した吸着溶出法およびゲル淵過法などを用い
れば良い。細菌類の生産するGDHの活性はグリセロー
ルとN.ADを基質として反応した場合、生成するN,
ADHf)340r1mにおける吸着度の増加を分光光
度計で測定することによつて算出する。
すなわち、グリセロール800μモル、N,ADO.5
μモル、炭酸緩衝液(PH9.O)30μモルを含む反
応混液2.buLに酵素液0.1m1を混合し、25℃
で反応させ、反応開始から4分間340r1mの波長に
おける紫外部吸の増加を測定し、その直線部分から1分
間当りの吸光度の増加を算出する。
すなわち対照としては上記組成でグリセロールの代りに
水を用いて同様の操作を行ない、試験液の340r1m
の吸光度の増加から対照のそれを差し引く。NADHの
340r1mにおける分子吸光係数として(ε=6.2
2×103)を用い、差し引いた吸光度値から生成する
N,ADH量を求め、これをもとにして試料中の酵素力
価を算出する。但し糸状菌の生産するGDHの場合は、
NADPを補酵素にするため、糸状菌類のGDHを測定
するときには、NADの代りにNADPを使用する外は
、前述の測定法と全く同様に行う。酵素力価の表示は上
記条件下で1分間に1μモルのNADH及びNADPH
を生成せしめる酵素量を1単位として行なう。
本発明の予備試験のための糸状菌類及び細菌類の生産す
るGDHの培養力価と比活性は表8に示す。
なお、この予備試験のための菌類の培組成は表1、力価
の検定法は表2のとおりである。本発明によつて得られ
るGDHの理化学的性質をスタフイロコツカス●アウレ
ウスIF′0306喝源のもの(後記の実施例1で得ら
れた比活性100単位/M9の精製酵素)を代表例とし
て示す。(1)作用本酵素はNADの共存下にグリセロ
ールを脱水素し、ジヒドロキシアセトンとNADHを生
成する反応を触媒する(2)基質特異性 本酵素はグリセロール以外にも、1,2−プロパンジオ
ール、2,3−ブタンジオール、グリセロ−ルーd−モ
ノクロロヒドリン等にも作用しうるが、メタノール、エ
タノール、プロパノール等のアルコール類は脱水素でき
なかつた(表4参照)。
また補酵素としてN,ADPを用いた場合はN,ADに
比べて、活性は全く無かつた。
またグリセロール、NADに対するKTrl,値は夫々
1.09×10−2Mおよび8.93×10−5Mであ
つた。(3)至適PHおよび安定PH範囲本酵素の至適
PHは9.附近にある(逆反応の至適PHは6.附近で
ある)。
本酵素の安定PH域は30℃、1時間処理でPH6.O
〜10.0の範囲にある。更に最も安定なPHは7.0
ft近で、該PHでは55℃、1紛間処理でも100%
の活性が残存する。(4)作用過程の範囲 本酵素の作用最適温度は前記の活性測定条件下において
45〜50℃付近にある。
(5)PHl温度などによる失格条件 本酵素はPH7.へ1紛間の処理の場合、60℃まで安
定、75℃では完全に失活する。
(6)種々薬剤の影響 本酵素活性は表5に示す如くCu2+イオン、Zn2+
イオン、Cd2+イオンによつて顕著に阻害される。
他方、表6に示す如くK+、Rb+、NH4+によつて
顕著な活性化が認められた。EDTAのような金属キレ
ート剤では阻害されないが、O−フエナンスロリンのよ
うな金属レート剤では顕著な阻害が認められた。またP
CMBのようなSH阻害剤によつて活性が顕著に阻害さ
れることから、本酵素の活性発現にはSH基が関与して
いるものと推察される。
(7)分子量 セフアロース戊のろ過法により、本酵素の分子量は約3
90000と算出され、またSDSを用いた電気泳動法
では約42000と算出される。
これらから、本酵素はw個のサブユニットからなるもの
と推察される。次に本発明を実施例により説明する。
実施例1 グリセロール1.0%(重量%、以下同じ)、ポリペプ
トン1.5%、リン酸2カリウム0.3%、塩化ナトリ
ウム0.2%、硫酸マグネシウム(7H20)0.02
%、酵母エキストラクト0.1%(PH7.O〜7.2
)の混合物20eを30e容のジヤーフアメンターに仕
込み120′Cで3紛間蒸気滅菌して培地を得た。
他方同組成培地を用いた28℃、4満間、振とう培養し
ておいたスタフイロコツカス属・アウレウスIFO3O
6Oの培養物250nLを前記培地に無菌的に植菌し、
28℃で2鋳間、通気培養する。
培養液40eを連続遠心分離機にて処理し、菌体を集め
、この菌体を0.1Mリン酸緩衝液(PH7.O)5e
に懸濁する。この懸濁液を超音波破砕機にかけ菌体を破
砕する。破砕した後、遠心分離によつて不容物の除去を
行ない、得られた上清に1%になる様にストレプトマイ
シン流酸塩を添加し、生じる不溶物を遠心分離で除去す
る。得られた上清にまず40%飽和に硫酸アンモニウム
を加え、不溶物を遠心分離で沈殿として除去した後、そ
の上清に更に終末60%飽和になる様に硫酸アンモニウ
ムを加えGDHを沈殿として回収する。この沈殿として
の活性回収率は90%で比活性は7市倍に上昇している
。得られた沈殿を600m1の0.1Mリン酸緩衝液(
PH7.O)に溶解し、セロファンチューブに入れ、0
.01Mリン酸カリ緩衝液で1時間透析する。得られた
脱塩酵素液を、予め0.01Mリン酸緩衝液(PH”7
.0)で平衡化しておいたDEAE−セルロース(ブラ
ウン社製)を充填したカラムに流し、GDHを吸着する
。更に樹脂の平衡化に使用した緩衝液で不純物を洗い流
した後、0.25r!4の食塩を溶解した同緩衝液と0
.4Mの食塩を溶解した同緩衝液とで濃度勾配をつくり
、徐々に食塩濃度を上げながらGDHを溶出させた。溶
出されたGDH活性区分を集め、硫酸アンモニウムの4
5〜56%飽和で前記と同様に塩析分画を行なう。55
%飽和の硫酸アンモニウムで沈殿するGDHを遠心分離
で集め、少・量の0.1Mリン酸緩衝液(PH7.O)
に溶解後、同緩衝液で緩衝化したセフアデツクスG−2
5で分子篩脱塩を行ない、得られる脱脱液を凍結乾燥す
る。
かくして比活性2&7単位/M9のGDH約1.44y
が得られる。阻抽出液からの活性回収率は59%であり
、比活性の上昇は18皓に達した。実施例2 使用菌株にミクロコッカス、バリアンス IF′C3765を用い、培地としてグルコース1%、
ポリペプトン1.5%、リン酸2カリウム0.3%、塩
化kナトリウム0.2%、硫酸マグネシウム(7H20
)0.02%、酵母工キズ0.1%(PH7.O〜7.
2)からなる溶液20eを30e容のジヤーフアーメン
ターに仕込み、実施例1と同様の条件で減菌し、予め同
組成の培地で2(代)、4m間振とう培養しておいたミ
ク口コッカス・パリアンスIFO3765の培養物25
0wLιを無菌的に植菌し、2肛、2四間通気攪拌培養
する。
得られた培養液401を実施例1と同様な方法で集菌し
、懸濁させた後、DYNO−MILL(ウイリー.工ー
.ブツコーフエン社製、スイス)で菌体を破砕する。
磨砕した後、遠心分離によつて不溶物を除去し、得られ
た上清に1%になる様にストレプトマイシン硫酸塩を加
え、不純物を遠心分離し沈殿として除去した後、その上
清に終末35%飽和になるように硫酸アンモニウムを加
え、更に不純物を遠心分離し沈殿として除去した後、そ
の上清に終末65%飽和になる様に硫酸アンモニウムを
加え、GDHを沈殿として回収する。この沈殿の活性回
収率は85%で比活性は7倍に上昇した。得られた沈殿
を実施例1と同様な方法で透析、イオン交換体処理をし
、比活性25.0$位/WIgの凍結乾燥GDH約1.
2yを得た。実施例3 使用菌株としてフエロモナス・ハイドロフイラIFOl
2978、ミクロコッカス・ルテウスIFOl27O8
、コリネバクテリウム.フアシアンスIFOl2O77
を用い、実施例1と同様に培養、精製を行ない次の様な
比活性の凍結乾燥GDHを得た。
実施例4 使用菌株に、アスペルギルス.オリゼーIFO4l77
、アスペルギルス・ソーヤIFO488臥ペニシリウム
.ノターツムIFO464O)ノイロスポーラ・クラツ
サIFO6OB)フザリウム・クルモラムIFO59O
2を実施例1と同様に培養、精製を行ない次の様な比活
性の凍結乾燥GDHを得た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 アスペルギルス属、ペニシリウム属、ノイロスポー
    ラ属、フザリウム属、スタフイロコツカス属、ミクロコ
    ッカス属、アエロモナス属、コリネバクテリウム属に属
    するグリセロール脱水素酵素生産菌を栄養培地に培養し
    、該培養物中からグリセロール脱水素酵素を採取するこ
    とを特徴とするグリセロール脱水素酵素の製造法。
JP54084130A 1979-07-02 1979-07-02 グリセロール脱水素酵素の製造法 Expired JPS6057830B2 (ja)

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JPH0442601U (ja) * 1990-08-07 1992-04-10
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