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JPH05168474A - L-fucose dehydrogenase, method for producing the same and method for quantifying L-fucose - Google Patents

L-fucose dehydrogenase, method for producing the same and method for quantifying L-fucose

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Publication number
JPH05168474A
JPH05168474A JP34358691A JP34358691A JPH05168474A JP H05168474 A JPH05168474 A JP H05168474A JP 34358691 A JP34358691 A JP 34358691A JP 34358691 A JP34358691 A JP 34358691A JP H05168474 A JPH05168474 A JP H05168474A
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JP
Japan
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fucose
dehydrogenase
enzyme
quantifying
fucose dehydrogenase
Prior art date
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Application number
JP34358691A
Other languages
Japanese (ja)
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JP3040228B2 (en
Inventor
Masato Okada
昌人 岡田
Yoshinori Yoshimura
佳典 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
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Publication of JPH05168474A publication Critical patent/JPH05168474A/en
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 下記の理化学的性質を有する(1)作用:N
AD+ の存在下でL−フコースに作用し、L−フコノラ
クトンとNADHを生成 (2)L−フコース、L−ガ
ラクトース、D−アラビノースに対して作用し、D−ア
ラビノースに最も特異性が低い (3)至適pH7.5
〜10.0 (4)pH安定性:30℃、60分間処理
でpH6.0〜10.5 (5)分子量:65,000
±5,000 (6)分子量37,000±5,000
のサブユニット2個からなる。ストレプトミセス属に属
する微生物培養物からL−フコースデヒドロゲナーゼを
採取する製造方法。L−フコースを含有する試料にNA
+ の存在下でストレプトミセス属に属する微生物由来
のL−フコースデヒドロゲナーゼを作用させ、生成する
NADHを測定するL−フコースの定量法。 【効果】 L−フコースの定量に有用なL−フコースデ
ヒドロゲナーゼ、その工業的生産に適した製造方法及び
操作が簡単で感度の高いL−フコースの定量法が提供さ
れる。
(57) [Summary] (Modified) [Constitution] Has the following physicochemical properties (1) Action: N
Acts on L-fucose in the presence of AD + to produce L-fuconolactone and NADH (2) Acts on L-fucose, L-galactose and D-arabinose, and has the lowest specificity for D-arabinose ( 3) Optimum pH 7.5
~ 10.0 (4) pH stability: pH 6.0 to 10.5 by treatment at 30 ° C for 60 minutes (5) Molecular weight: 65,000
± 5,000 (6) Molecular weight 37,000 ± 5,000
It consists of 2 subunits. A method for producing L-fucose dehydrogenase from a culture of a microorganism belonging to the genus Streptomyces. NA for samples containing L-fucose
A method for quantifying L-fucose in which L-fucose dehydrogenase derived from a microorganism belonging to the genus Streptomyces is allowed to act in the presence of D + to measure NADH produced. [Effects] An L-fucose dehydrogenase useful for quantifying L-fucose, a production method suitable for industrial production thereof, and a method for quantifying L-fucose with simple operation and high sensitivity are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特にL−フコースの定
量に有用なL−フコースデヒドロゲナーゼ、その製造方
法及びL−フコースの酵素的定量方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to L-fucose dehydrogenase which is particularly useful for quantifying L-fucose, a method for producing the same and an enzymatic method for quantifying L-fucose.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまでに見い出されているL−フコー
スデヒドロゲナーゼとしては、ジャーナル・オブ・バイ
オロジカル・ケミストリー(J.Biol.Che
m.)、244巻、4785頁(1969年)に記載の
ブダ肝臓由来のL−フコースデヒドロゲナーゼ、アーカ
イブス・オブ・バイオケミストリー・アンド・バイオフ
ィジクス(Arch.Biochem.Biophy
s.)、186巻、184頁(1978年)に記載の羊
肝臓由来のL−フコースデヒドロゲナーゼ、ジャーナル
・オブ・バイオケミストリー(J.Bioche
m.)、86巻、1559頁(1979年)に記載のウ
サギ肝臓由来のL−フコースデヒドロゲナーゼ、特開昭
62−155085号公報に記載のコリネバクテリウム
属細菌由来のL−フコースデヒドロゲナーゼ、さらに特
開平2−84177号公報に記載のシュードモナス属の
細菌由来のL−フコースデヒドロゲナーゼが知られてい
る。
2. Description of the Related Art As L-fucose dehydrogenase which has been found so far, Journal of Biological Chemistry (J. Biol. Che.
m. ), 244, p. 4785 (1969), L-fucose dehydrogenase derived from Buda liver, Archives of Biochemistry and Biophysics (Arch. Biochem. Biophys).
s. ), 186, 184 (1978), L-fucose dehydrogenase derived from sheep liver, Journal of Biochemistry (J. Bioche).
m. ), 86, p. 1559 (1979), L-fucose dehydrogenase derived from rabbit liver, L-fucose dehydrogenase derived from corynebacterium bacterium described in JP-A-62-155085, and JP-A-2. An L-fucose dehydrogenase derived from a bacterium belonging to the genus Pseudomonas described in JP-A-84177 is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来から知られている
L−フコースデヒドロゲナーゼはL−フコースの定量分
析用の酵素として使用する際、次に示す欠点を有してい
た。すなわち、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケ
ミストリー、244巻、4785頁(1969年)に記
載のL−フコースデヒドロゲナーゼ、アーカイブス・オ
ブ・バイオケミストリー・アンド・バイオフィジクス、
186巻、184頁(1978年)に記載のL−フコー
スデヒドロゲナーゼ、及びジャーナル・オブ・バイオケ
ミストリー、86巻、1559頁(1979年)に記載
のL−フコースデヒドロゲナーゼのいずれも動物由来の
酵素であるため、工業的に該酵素を供することは困難で
あった。また、特開昭62−155085号公報に記載
のL−フコースデヒドロゲナーゼ、及び特開平2−84
177号公報に記載のL−フコースデヒドロゲナーゼの
生産菌は、これらの酵素を工業的に供給する生産性を有
しているが、これらの酵素を作用せしめて生成する還元
型ニコチアンアミド補酵素を定量分析する際、L−フコ
ースに対するミカエリス定数(以下Km値という)が大
きいため、測定感度に問題があった。さらに、これらの
酵素は、温度に対する安定性が低く、実用上も問題があ
った。
The conventionally known L-fucose dehydrogenase has the following drawbacks when used as an enzyme for quantitative analysis of L-fucose. That is, L-fucose dehydrogenase described in Journal of Biological Chemistry, 244, page 4785 (1969), Archives of Biochemistry and Biophysics,
L-fucose dehydrogenase described in 186, 184 (1978) and L-fucose dehydrogenase described in Journal of Biochemistry, 86, 1559 (1979) are animal-derived enzymes. Therefore, it was difficult to industrially provide the enzyme. Further, L-fucose dehydrogenase described in JP-A-62-155085 and JP-A-2-84.
The L-fucose dehydrogenase-producing bacterium described in Japanese Patent Publication No. 177 has productivity to industrially supply these enzymes, but it produces a reduced nicotianamide coenzyme produced by acting these enzymes. In the quantitative analysis, the Michaelis constant for L-fucose (hereinafter referred to as Km value) was large, and thus there was a problem in measurement sensitivity. Furthermore, these enzymes have low stability against temperature and have problems in practical use.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる従
来の欠点を解決すべく鋭意研究した結果、ストレプトミ
セス属に属する放線菌が、L−フコースに作用して、L
−フコノラクトンにすると共に酸化型ニコチンアミドア
デニンジヌクレオチド(以下NAD+という)を還元型
ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(以下NADH
という)に還元するL−フコースデヒドロゲナーゼを生
産することを見い出し、また、この微生物の培養物から
得られるL−フコースデヒドロゲナーゼはL−フコース
に対するKm値が小さく、かつ温度に対する安定性が高
いという性質を有し、L−フコースの測定に有効に利用
できることを見い出し、本発明を完成に至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies conducted by the present inventors to solve the above-mentioned conventional drawbacks, actinomycetes belonging to the genus Streptomyces act on L-fucose to give L-fucose.
-Fuconolactone is used and oxidized nicotinamide adenine dinucleotide (hereinafter referred to as NAD + ) is reduced nicotinamide adenine dinucleotide (hereinafter referred to as NADH).
It is found that the L-fucose dehydrogenase produced by the culture of this microorganism has a small Km value for L-fucose and high stability against temperature. The present invention has been completed by discovering that it can be effectively used for the measurement of L-fucose.

【0005】すなわち、本発明は、L−フコースに対す
るKm値が小さく、かつ温度に対する安定性が高い新規
なL−フコースデヒドロゲナーゼであり、また他の発明
は、ストレプトミセス属に属しL−フコースデヒドロゲ
ナーゼ生産能を有する微生物を培養し、培養物からL−
フコースデヒドロゲナーゼを採取することからなるL−
フコースデヒドロゲナーゼの製造方法である。更に、他
の発明は、L−フコースを含有する試料にNAD+ の存
在下でストレプトミセス属に属する微生物由来のL−フ
コースデヒドロゲナーゼを作用させ、生成するNADH
を測定するL−フコースの定量方法である。
That is, the present invention is a novel L-fucose dehydrogenase having a low Km value for L-fucose and high stability against temperature, and another invention belongs to the genus Streptomyces and produces L-fucose dehydrogenase. The microorganism having the ability is cultivated, and L-
L-consisting of collecting fucose dehydrogenase
It is a method for producing fucose dehydrogenase. Further, another invention is that NADH produced by allowing a sample containing L-fucose to act on L-fucose dehydrogenase derived from a microorganism belonging to the genus Streptomyces in the presence of NAD +.
Is a method for quantifying L-fucose.

【0006】従来、L−フコースデヒドロゲナーゼ生産
株としては前記のコリネバクテリウム属、シュードモナ
ス属等の細菌が報告されているだけで、放線菌が本酵素
を生産したという事実は本発明者らが初めて得た知見で
ある。
[0006] Conventionally, as the L-fucose dehydrogenase producing strain, only the above-mentioned bacteria of the genus Corynebacterium, Pseudomonas, etc. have been reported. This is the knowledge obtained.

【0007】以下、本発明を具体的に説明する。The present invention will be specifically described below.

【0008】本発明により得られたL−フコースデヒド
ロゲナーゼは、次の理化学的性質を有する。
The L-fucose dehydrogenase obtained by the present invention has the following physicochemical properties.

【0009】(1)作用 本酵素は次式に示す通り、L−フコースを酸化してL−
フコノラクトンにすると共にNAD+ をNADHに還元
する。
(1) Action As shown by the following formula, this enzyme oxidizes L-fucose to give L-fucose.
It is converted to fuconolactone and NAD + is reduced to NADH.

【0010】L−フコース + NAD+ → L−フ
コノラクトン + NADH + H+ (2)基質特異性 本酵素はL−フコースに最も特異性が高いが、L−ガラ
クトース、D−アラビノースなどにも作用する。10m
Mの濃度における各糖類に対する本酵素の相対活性は、
L−フコースに対する活性を100として表示すると第
1表のようになる。
L-fucose + NAD + → L-fuconolactone + NADH + H + (2) Substrate specificity This enzyme has the highest specificity for L-fucose but also acts on L-galactose, D-arabinose and the like. .. 10m
The relative activity of this enzyme for each saccharide at the concentration of M is
Table 1 shows the activity against L-fucose as 100.

【0011】[0011]

【表1】 [Table 1]

【0012】また、本酵素は補酵素としてNAD+ を要
求し、NADP+ には全く作用を示さない。
Further, the present enzyme requires NAD + as a coenzyme and has no effect on NADP + .

【0013】(3)至適pH 本酵素の至適pHは7.5〜10.0にある。(図1に
示す) (4)pH安定性 本酵素を30℃においてそれぞれのpHで60分間処理
したときはpH6.0〜10.5まで安定である。(図
2に示す) (5)分子量 65,000±5,000[Bio−Sil TSK−
250(BIO−RAD社製)によるゲル濾過法によ
り] (6)サブユニットの分子量 37,000±5,000(SDS−ポリアクリルアミ
ドゲル電気泳動法により) (7)サブユニットの数:2個 本発明における分子量の値は、特に断わらない限りゲル
濾過法により、サブユニットの分子量の値は、ドデシル
硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法に
より、それぞれ測定したものをいう。
(3) Optimum pH The optimum pH of this enzyme is 7.5 to 10.0. (Shown in FIG. 1) (4) pH stability When this enzyme is treated at 30 ° C. for 60 minutes at each pH, it is stable up to pH 6.0 to 10.5. (Shown in FIG. 2) (5) Molecular weight 65,000 ± 5,000 [Bio-Sil TSK-
250 (manufactured by BIO-RAD) by gel filtration method] (6) Molecular weight of subunit 37,000 ± 5,000 (by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis) (7) Number of subunits: 2 Unless otherwise specified, the molecular weight values in the invention are those measured by gel filtration, and the subunit molecular weights are measured by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis.

【0014】また、本発明のL−フコースデヒドロゲナ
ーゼが有するその他の理化学的性質は以下の通りであ
る。
Other physicochemical properties of the L-fucose dehydrogenase of the present invention are as follows.

【0015】(1)Km値 ラインウイバー−バーク(Lineweaver−Bu
rk)プロットにより、本酵素のL−フコースに対する
Km値を求めたところ、0.24mMである。 (2)至適温度 0.1Mトリス−塩酸緩衝液(pH9.0)において5
0℃である。(図3に示す) (3)温度安定性 0.1Mトリス−塩酸緩衝液(pH9.0)において、
それぞれの温度で10分間処理したとき、50℃まで安
定であり、65℃では完全に失活する。(図4に示す) (4)金属イオンの影響及び安定化 種々の金属イオン及び試薬の濃度1mMでの本発明の酵
素に対する影響を第2表に示す。Ag+、 Hg2+及びC
2+により強く阻害を受ける。
(1) Km value Lineweaver-Burk
The Km value of this enzyme for L-fucose was determined from the rk) plot and found to be 0.24 mM. (2) Optimum temperature 5 in 0.1M Tris-HCl buffer (pH 9.0)
It is 0 ° C. (Shown in FIG. 3) (3) Temperature stability In 0.1M Tris-hydrochloric acid buffer (pH 9.0),
When it was treated at each temperature for 10 minutes, it was stable up to 50 ° C and completely deactivated at 65 ° C. (Shown in FIG. 4) (4) Effects and Stabilization of Metal Ions Table 2 shows the effects of various metal ions and reagents on the enzyme of the present invention at a concentration of 1 mM. Ag + , Hg 2+ and C
It is strongly inhibited by d 2+ .

【0016】[0016]

【表2】 [Table 2]

【0017】(5)等電点 セルバライト(pH3.0−10.0 セルバ社製)を
用いた等電点電気泳動法により求めた本酵素の等電点は
4.0〜4.4である。
(5) Isoelectric point The isoelectric point of the present enzyme determined by the isoelectric focusing method using Cellbarite (pH 3.0-10.0, manufactured by Selva Co.) is 4.0 to 4.4. is there.

【0018】上記理化学的性質を有する本発明のL−フ
コースデヒドロゲナーゼと、従来から知られているコリ
ネバクテリウム属、シュードモナス属由来のL−フコー
スデヒドロゲナーゼの理化学的諸性質を比較した結果、
本発明の酵素は従来のL−フコースデヒドロゲナーゼと
は性質を異にする酵素であることが明らかになった。第
3表に本発明によるL−フコースデヒドロゲナーゼと従
来から知られているL−フコースデヒドロゲナーゼの酵
素の諸性質の比較を示す。
As a result of comparing the physicochemical properties of the L-fucose dehydrogenase of the present invention having the above-mentioned physicochemical properties and the conventionally known L-fucose dehydrogenase derived from Corynebacterium and Pseudomonas,
It was revealed that the enzyme of the present invention is an enzyme having properties different from those of conventional L-fucose dehydrogenase. Table 3 shows a comparison of various properties of the L-fucose dehydrogenase according to the present invention and the conventionally known L-fucose dehydrogenase.

【0019】[0019]

【表3】 [Table 3]

【0020】第3表における従来のL−フコースデヒド
ロゲナーゼとは、特開昭62−155085号公報に記
載のコリネバクテリウム属由来のL−フコースデヒドロ
ゲナーゼ及び特開平2−84177号公報に記載のシュ
ードモナス属由来のL−フコースデヒドロゲナーゼであ
る。
The conventional L-fucose dehydrogenase in Table 3 means L-fucose dehydrogenase derived from the genus Corynebacterium described in JP-A-62-155085 and Pseudomonas described in JP-A-2-84177. It is an L-fucose dehydrogenase derived from.

【0021】第3表から本発明のL−フコースデヒドロ
ゲナーゼと従来のL−フコースデヒドロゲナーゼとは、
基質特異性、L−フコースに対するKm値、安定温度、
分子量及びサブユニットの分子量において明らかな相違
があることがわかる。特に、本酵素のL−フコースに対
するKm値が0.24mMであり、安定温度が50℃ま
でであることが特徴としてあげられる。
From Table 3, the L-fucose dehydrogenase of the present invention and the conventional L-fucose dehydrogenase are
Substrate specificity, Km value for L-fucose, stable temperature,
It can be seen that there is a clear difference in molecular weight and subunit molecular weight. Particularly, the Km value of this enzyme for L-fucose is 0.24 mM, and the stable temperature is up to 50 ° C.

【0022】本発明におけるL−フコースデヒドロゲナ
ーゼの酵素活性測定方法及び酵素活性値の表示方法は以
下の通りである。
The method for measuring the enzyme activity of L-fucose dehydrogenase and the method for displaying the enzyme activity value in the present invention are as follows.

【0023】0.2Mリン酸緩衝液(pH7.5)を
0.5ml、50mM L−フコース溶液を0.2m
l、1mMNAD+ 溶液を0.2ml、それぞれ光路長
1cmの標準キュベットに設置し、5分間保った後に適
当に希釈した酵素液0.1mlを加えて混合し、反応を
始める。340nmの波長で2分または必要であれば、
それ以上の時間にわたって吸光度を測定する。吸光度の
一分間当りの増加量(A)から、生成するNADHの量
を下記換算式に基づいて求めた。酵素活性値は、1分間
に1μmoleのNADHを生成する酵素量を1ユニッ
トとする。
0.5 ml of 0.2 M phosphate buffer (pH 7.5) and 0.2 m of 50 mM L-fucose solution
1, 0.2 mM of 1 mM NAD + solution was placed in each standard cuvette with an optical path length of 1 cm, kept for 5 minutes, and 0.1 ml of an appropriately diluted enzyme solution was added and mixed to start the reaction. 2 minutes at 340 nm wavelength or if needed,
Absorbance is measured over that time. The amount of NADH produced was calculated from the increase (A) in absorbance per minute based on the following conversion formula. The enzyme activity value is defined as 1 unit of the amount of enzyme that produces 1 μmole of NADH per minute.

【0024】[0024]

【数1】 [Equation 1]

【0025】次に、本発明によるL−フコースデヒドロ
ゲナーゼの製造法について説明する。 本発明に使用さ
れる微生物は、ストレプトミセス属に属し、L−フコー
スデヒドロゲナーゼの生産能を有するものであればいか
なる菌株でもよく、またこれらの菌株の変異株でもよ
い。そして、ストレプトミセス属に属し、L−フコース
デヒドロゲナーゼの生産能を有する菌株の具体例として
は、例えばストレプトミセス・オリーバクロムゲネス
(Streptomyces olivochromo
genes)IFO 3178、ストレプトミセス・ネ
ヤガワエンジス(Streptomyces neya
gawaensis)R−19菌があげられる。特に本
発明者らが土壌中より分離したストレプトミセス・ネヤ
ガワエンジス(Streptomyces neyag
awaensis)R−19菌が好ましく用いられる。
Next, the method for producing L-fucose dehydrogenase according to the present invention will be described. The microorganism used in the present invention may be any strain as long as it belongs to the genus Streptomyces and has the ability to produce L-fucose dehydrogenase, or a mutant strain of these strains. Then, as a specific example of the strain belonging to the genus Streptomyces and having the ability to produce L-fucose dehydrogenase, for example, Streptomyces olivine chromogenes (Streptomyces oliveovochromo
genes) IFO 3178, Streptomyces neya
Gawaensis) R-19 bacterium. In particular, the present inventors separated from the soil by Streptomyces neyagawa endis (Streptomyces neyag).
awaensis) R-19 bacterium is preferably used.

【0026】このストレプトミセス・ネヤガワエンジス
R−19菌の菌学的性質は以下に示す通りである。
The mycological properties of this Streptomyces nyagagawadis R-19 bacterium are as shown below.

【0027】(A)形態 本菌株は顕微鏡下で分枝した基中菌糸より気菌糸を伸長
し、その先端はらせん状を呈す。輪生分枝を示さず、菌
核などの特殊器官の形成は認められない。成熟した胞子
鎖は10個以上の胞子の連鎖を認め、胞子の大きさは
0.8×1.1ミクロン位の円筒形状で、胞子の表面は
平滑である。
(A) Morphology This strain extends aerial hyphae from the basal hyphae branched under a microscope, and the tip thereof has a spiral shape. It does not show limbus branching and no formation of special organs such as sclerotium is observed. The matured spore chain has a chain of 10 or more spores, the size of the spores is 0.8 × 1.1 micron, and the surface of the spores is smooth.

【0028】(B)各種培地における生育状態及び生理
的性質 培養は特に記載のないものは28℃で行った。また、特
に記載のないものは、培地中への溶解性色素の生産は認
められなかった。
(B) Growth state and physiological properties in various media Unless otherwise specified, the culture was carried out at 28 ° C. In addition, no production of soluble dyes was observed in the medium unless otherwise specified.

【0029】(1)シュクロース・硝酸塩寒天 発育は無色、気菌糸は明るい灰色を呈す。(1) Sucrose / nitrate agar The development is colorless, and the aerial mycelium is light gray.

【0030】(2)グルコース・アスパラギン寒天 発育はたいしゃ色、気菌糸は白〜灰白色 (3)グリセリン・アスパラギン寒天 発育はカーキー色、気菌糸は白〜明るい灰色 (4)スターチ・無機塩寒天 発育は金茶色で、気菌糸は明るい灰色を呈する。培養後
2日目ごろより、スターチの水解が認められる。
(2) Glucose / asparagine agar Growth is light-colored, aerial mycelia are white to grayish white (3) Glycerin / asparagine agar Growth is carkey color, aerial mycelia is white to light gray (4) Starch / inorganic salt agar Golden brown with a light gray mycelium. Hydrolysis of starch is observed from about the second day after culturing.

【0031】(5)チロシン寒天 発育は焦茶色、気菌糸は白〜明るい灰色を呈する。黒色
の溶解性色素の生産は認められる。
(5) Tyrosine agar Growth is dark brown, and aerial hyphae are white to light gray. Production of a black soluble dye is observed.

【0032】(6)栄養寒天 黄土色に発育し、気菌糸の着生は認められない。(6) Nutrient agar It grows in ocher color and no aerial mycelium is observed.

【0033】(7)イースト・麦芽寒天 発育はカーキー色、灰色の気菌糸を着生する。(7) Yeast / malt agar During development, aquatic hyphae of kerky color and gray are settled.

【0034】(8)オートミール寒天 発育はカーキー色、気菌糸は明るい灰色。(8) Oatmeal agar Growth is carkey color, and aerial mycelium is light gray.

【0035】(9)ペプトン・イースト・鉄寒天 焦茶色に発育し、気菌糸の着生は認められない。黒色の
可溶性色素の生産は認められる。
(9) Peptone / Yeast / Iron Agar It grows dark brown and no aerial hyphae are observed. Production of a black soluble pigment is observed.

【0036】(10)グルコース・ペプトン・ゼラチン
穿刺培養 発育は金茶色、気菌糸の着生は認められない。培養後2
1日まで、ゼラチンの液化は認められない。
(10) Glucose / peptone / gelatin puncture culture The growth was golden brown and no aerial hyphae were observed. After culturing 2
Up to 1 day, no liquefaction of gelatin was observed.

【0037】(11)脱脂粉乳(37℃培養) 気菌糸の着生は認められない。培養後12日目ごろより
茶色に変化し、さらに培養後21日目カーキー色に変化
するとともに脱脂粉乳の部分的凝固を示す。
(11) Nonfat dry milk (37 ° C. culture) No aerial hyphae are observed. About 12 days after culturing, the color changed to brown, and on the 21st day after culturing, the color changed to kerky color and partial coagulation of skim milk powder was shown.

【0038】(12)メラニン様色素の生成 チロシン寒天及びペプトン・イースト・鉄寒天の両培地
とも、メラニン様色素の生成が認められる。
(12) Formation of melanin-like pigment Formation of melanin-like pigment is observed in both tyrosine agar and peptone-yeast-iron agar media.

【0039】(13)D−グルコース、L−アラビノー
ス、D−キシロース、D−フラクトース、L−ラムノー
ス、ラフィノース、イノシトール、D−マンニトール、
D−ガラクトース、L−フコースをよく利用し、シュク
ロースも利用する。
(13) D-glucose, L-arabinose, D-xylose, D-fructose, L-rhamnose, raffinose, inositol, D-mannitol,
D-galactose and L-fucose are often used, and sucrose is also used.

【0040】(14)硝酸塩の還元 10%硝酸塩カリウム含有ペプトン水を用いて試験した
結果、硝酸塩の還元がみられる。
(14) Reduction of Nitrate As a result of the test using peptone water containing 10% potassium nitrate, reduction of nitrate was observed.

【0041】(15)耐塩性試験 4%まで耐塩性がある。(15) Salt resistance test: Salt resistance up to 4%.

【0042】(16)最適生育温度 マルトース・イースト寒天(pH7.0)を用いて10
℃、22℃、25℃、28℃、30℃、37℃、50℃
の各温度での試験の結果、22℃〜37℃で生育可能で
あるが、28℃付近が最適温度と思われる。
(16) Optimal growth temperature 10 using maltose yeast agar (pH 7.0)
℃, 22 ℃, 25 ℃, 28 ℃, 30 ℃, 37 ℃, 50 ℃
As a result of the test at each temperature, it is possible to grow at 22 ° C to 37 ° C, but it seems that the optimum temperature is around 28 ° C.

【0043】以上の結果を総括すると、本菌株はストレ
プトミセス属に属し、菌糸の先端はらせん状を示し、胞
子の表面は平滑である。種々の培地で薄黄〜焦茶色の発
育上に白〜灰白色〜明るい灰色の気菌糸を着生し、メラ
ニン様色素は認められるが、その他の溶解性色素は認め
られない。スターチの水解性は強い。蛋白分解力は弱
く、脱脂牛乳の凝固は少々認められるが、ゼラチンの液
化は認められない。炭素源としてはD−グルコース、L
−アラビノース、D−キシロース、D−フラクトース、
L−ラムノース、ラフィノース、イノシトール、D−マ
ンニトール、D−ガラクトース、L−フコースをよく利
用し、シュクロースも利用する。
In summary of the above results, this strain belongs to the genus Streptomyces, the tips of mycelia show a spiral shape, and the surface of spores is smooth. In various media, white to off-white to light gray aerial hyphae grow on light yellow to dark brown growth, and melanin-like pigments are observed, but other soluble pigments are not observed. The starch is highly water-degradable. The proteolytic activity is weak, and coagulation of skim milk is slightly observed, but liquefaction of gelatin is not observed. As a carbon source, D-glucose, L
-Arabinose, D-xylose, D-fructose,
L-rhamnose, raffinose, inositol, D-mannitol, D-galactose, L-fucose are often used, and sucrose is also used.

【0044】これらの性状より、類似する既知菌種をI
SP(InternationalStreptomy
ces Project)により検索すると、近縁菌と
してストレプトミセス・ネヤガワエンジス(Strep
tomyces neyagawaensis)とスト
レプトミセス・レジストミシフィカス(Strepto
myces resistomycificus)があ
げられる。さらに、バージエイの記載(Bergeys
Manual of Determinative
Bacteriology,8th Ed.)と対比す
ると、本菌株の耐塩性は4%までであるため、ストレプ
トミセス・レジストミシフィカスとは異なり、ストレプ
トミセス・ネヤガワエンジスに最も近縁と思われる。
From these properties, similar known bacterial strains were identified as I
SP (International Streptomy)
ces Project) to search for Streptomyces neyagawaenjis (Strep)
tomyces nyagawaensis) and Streptomyces resist mimicus (Strepto)
myces resistomycicus). In addition, the description of Bergey (Bergeys
Manual of Determinative
Bacteriology, 8th Ed. 2), the salt tolerance of this strain is up to 4%, and unlike Streptomyces registris michificus, it seems to be most closely related to Streptomyces neyagawaenjis.

【0045】次に,本菌株と、既知のISP菌株558
8(ストレプトミセス・ネヤガワエンジス)とを同じ条
件下に培養して得た菌学的性質の比較結果を要約して第
4表に示す。
Next, this strain and known ISP strain 558
Table 4 summarizes the results of the comparison of the mycological properties obtained by culturing 8 (Streptomyces nayagawaenjis) under the same conditions.

【0046】[0046]

【表4】 [Table 4]

【0047】このように、牛乳の凝固及び硝酸塩の還元
反応において若干の差異が認められるが、その他の点で
は、本菌株はストレプトミセス・ネヤガワエンジスの特
徴をすべて満たしている。従って本菌株をストレプトミ
セス・ネヤガワエンジスに属する菌株と同定し、ストレ
プトミセス・ネヤガワエンジス・R−19(Strep
tomyces neyagawaensis R−1
9)と命名した。なおこの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12620号(FERM P
−12620)として寄託されている。L−フコースデ
ヒドロゲナーゼ生産菌の培養にあたって使用する培地と
しては、炭素源、窒素源、無機塩その他の栄養源を加え
た合成培地または天然培地のいずれでも使用可能であ
る。炭素源としてはグルコース、シュクロース、フルク
トース、グリセロール、スターチなどの一般的に使用さ
れるものでもよい。窒素源としては硫酸アンモニウム、
硝酸アンモニウム等の無機窒素化合物あるいはペプト
ン、肉エキス、酵母エキス、アスパラギン等の有機窒素
化合物を用いる。無機塩としてはリン酸第一カリウム、
リン酸第二カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウ
ム等を使用し、他に消泡剤としてアデカノールLG−2
94等の界面活性剤を必要に応じて添加する。なお、本
発明のL−フコースデヒドロゲナーゼは誘導酵素である
故、L−フコースを培地に添加すれば著しく酵素生産量
が増大する。L−フコースの添加量は0.05%以上で
酵素生産誘導効果を示すが、好ましくは0.1〜0.3
%である。培養はpH6〜8の範囲で可能であるが、p
H7付近で行うのがより望ましい。ジャーファーメンタ
ーによる培養を行う際には、初期pHを7.0にする。
また培養温度は22〜37℃の範囲で可能であるが、望
ましくは28℃付近である。培養には酸素の供給が必要
で、通気攪拌を行う必要がある。ジャーファーメンター
での培養時間は通常48〜72時間であるが、高活性な
菌株を得るには菌体増殖が静止期(Stationar
y phase)に達していることが望ましい。
As described above, a slight difference is recognized in the coagulation of milk and the reduction reaction of nitrate, but in other respects, this strain satisfies all the characteristics of Streptomyces neyagawa endis. Therefore, this strain was identified as a strain that belongs to Streptomyces nyagawaensis, and Streptomyces nyagawaensis R-19 (Strep
tomyces neyagawaensis R-1
9). In addition, this strain was sent to the Institute of Microbial Science and Technology of the Agency of Industrial Science and Technology, Micro Engineering Research Institute No. 12620 (FERM P
-12620). As a medium used for culturing the L-fucose dehydrogenase-producing bacterium, any of a synthetic medium and a natural medium containing a carbon source, a nitrogen source, an inorganic salt and other nutrient sources can be used. As the carbon source, commonly used ones such as glucose, sucrose, fructose, glycerol and starch may be used. Ammonium sulfate as a nitrogen source,
Inorganic nitrogen compounds such as ammonium nitrate or organic nitrogen compounds such as peptone, meat extract, yeast extract and asparagine are used. Inorganic salt potassium phosphate,
Dibasic potassium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, etc. are used, and ADEKA NOL LG-2 is also used as an antifoaming agent.
A surfactant such as 94 is added if necessary. Since the L-fucose dehydrogenase of the present invention is an inducing enzyme, addition of L-fucose to the medium markedly increases the enzyme production. When the amount of L-fucose added is 0.05% or more, an enzyme production inducing effect is exhibited, but preferably 0.1 to 0.3.
%. Cultivation is possible within a pH range of 6 to 8, but p
It is more desirable to carry out near H7. When culturing with a jar fermenter, the initial pH is 7.0.
The culture temperature can be in the range of 22 to 37 ° C, but is preferably around 28 ° C. Oxygen must be supplied for culturing, and aeration and agitation must be performed. The culture time in the jar fermenter is usually 48 to 72 hours, but in order to obtain a highly active strain, the bacterial growth is stationary phase (Stationar).
y phase) is desirable.

【0048】L−フコースデヒドロゲナーゼ生産菌を培
養した後、酵素を回収するに際し、ストレプトミセス・
ネヤガワエンンジスR−19の場合には酵素は主に菌体
内にあるので、まず培養物を遠心分離、あるいは濾過な
どの方法で、菌体だけを分離するのが好ましい。
After culturing the L-fucose dehydrogenase-producing bacterium, when recovering the enzyme, Streptomyces
In the case of Neigawa Engendis R-19, the enzyme is mainly present in the microbial cells, so it is preferable to first separate only the microbial cells by a method such as centrifugation or filtration of the culture.

【0049】本発明のL−フコースデヒドロゲナーゼの
分離精製は、次のようにして行うことができる。菌体内
に蓄積された該酵素を菌体から抽出する方法としては、
従来から行われている超音波による菌体破砕、あるいは
ガラス・ビーズと共に回転させるダイノミル破砕機によ
る菌体破砕または、リゾチーム等の酵素やトルエン等の
有機溶媒による細胞膜の破砕などの方法があげられる。
これらの中から適当な方法を選択して菌体から酵素の抽
出を行うことにより、酵素の採取ができる。
The L-fucose dehydrogenase of the present invention can be separated and purified as follows. As a method for extracting the enzyme accumulated in the bacterial cells from the bacterial cells,
Examples of the conventional methods include cell disruption by ultrasonic waves, cell disruption by a Dynomill disruptor rotating with glass beads, or cell membrane disruption by an enzyme such as lysozyme or an organic solvent such as toluene.
The enzyme can be collected by selecting an appropriate method from these and extracting the enzyme from the bacterial cells.

【0050】これらの方法で抽出された粗酵素液からL
−フコースデヒドロゲナーゼをさらに精製する必要があ
る場合は、通常実施されている一般的な酵素の精製手段
である硫酸アンモニウム沈殿法、イオン交換カラムクロ
マトグラフィー法、ゲル濾過法、疎水結合カラムクロマ
トグラフィー法などの方法を適宜組み合わせるか、ある
いは繰り返すことによって精製を行うことができる。
L was obtained from the crude enzyme solution extracted by these methods.
-When it is necessary to further purify the fucose dehydrogenase, a commonly used purification method for an enzyme such as ammonium sulfate precipitation method, ion exchange column chromatography method, gel filtration method and hydrophobic binding column chromatography method is used. Purification can be carried out by appropriately combining or repeating the methods.

【0051】本発明によるL−フコースデヒドロゲナー
ゼの完全に純化された酵素の比活性値は、約130ユニ
ット/mg−タンパクを示す。また、ドデシル硫酸ナト
リウムの存在下でのポリアクリルアミドゲル電気泳動法
において単一のタンパクバンドが観察される。
The specific activity value of the completely purified enzyme of L-fucose dehydrogenase according to the present invention is about 130 units / mg-protein. Also, a single protein band is observed in polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium dodecyl sulfate.

【0052】次に本発明によるL−フコースの定量法に
ついて具体的に説明する。
Next, the method for quantifying L-fucose according to the present invention will be specifically described.

【0053】本発明の測定原理は下記に示す通りであ
る。
The measurement principle of the present invention is as follows.

【0054】L−フコースデヒドロゲナーゼL−フコー
ス + NAD+ → L−フコノラクトン + NA
DH + H+ 試料中のL−フコースはNAD+ の存在下、L−フコー
スデヒドロゲナーゼの作用により、L−フコノラクトン
とNADHを生成する。生成したNADHの定量には公
知の方法を用いることができる。例えば、NADHその
ものを340nmの吸光度を測定する方法などによって
測定することができる。
L-fucose dehydrogenase L-fucose + NAD + → L-fuconolactone + NA
L-fucose in the DH + H + sample produces L-fuconolactone and NADH by the action of L-fucose dehydrogenase in the presence of NAD + . A known method can be used for the quantification of the produced NADH. For example, NADH itself can be measured by a method of measuring the absorbance at 340 nm.

【0055】反応に用いられる緩衝液は、特に限定され
ず、リン酸緩衝液、トリス緩衝液、グリシン緩衝液など
が好適であり、pH6〜10.5、好ましくはpH7.
5〜10の緩衝液が用いられる。本発明のL−フコース
デヒドロゲナーゼのL−フコースに対するKm値が小さ
いため、反応液中のL−フコースデヒドロゲナーゼは通
常0.05〜20ユニットで使用されるが、特に0.1
〜5ユニットが好適である。NAD+ の濃度は反応条件
などにより異なるが、通常は0.5mM〜5mMが用い
られる。反応温度は30〜50℃、反応時間は2〜20
分間が望ましい。
The buffer solution used in the reaction is not particularly limited, and a phosphate buffer solution, a Tris buffer solution, a glycine buffer solution and the like are suitable, and a pH of 6 to 10.5, preferably a pH of 7.
5-10 buffers are used. Since the Lm-fucose dehydrogenase of the present invention has a small Km value with respect to L-fucose, L-fucose dehydrogenase in the reaction solution is usually used in an amount of 0.05 to 20 units.
~ 5 units are preferred. The concentration of NAD + varies depending on the reaction conditions and the like, but is usually 0.5 mM to 5 mM. Reaction temperature is 30 to 50 ° C., reaction time is 2 to 20
Minutes are desirable.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明により、L−フコースの定量に有
用なL−フコースデヒドロゲナーゼ、その工業的生産に
適した製造方法及び操作が簡単で感度の高いL−フコー
スの定量法が提供される。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides L-fucose dehydrogenase useful for quantifying L-fucose, a production method suitable for industrial production thereof, and a method for quantifying L-fucose which is easy and highly sensitive to operate.

【0057】[0057]

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はない。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0058】実施例1 L−フコース0.3%、ペプトン0.4%、酵母エキス
0.2%、肉エキス0.2%及び消泡剤(アデカノール
LG294)0.02%、pH7.0からなる培地1
00mlを分注して滅菌(120℃、20分間)した5
00mlの坂口フラスコにストレプトミセス・ネヤガワ
エンジスR−19を接種し、28℃で72時間振とう培
養した。この培養物中のL−フコースデヒトロデナーゼ
活性は0.58ユニット/mlであった。 実施例2 L−フコース0.3%、ペプトン0.4%、酵母エキス
0.2%、肉エキス0.2%及び消泡剤(アデカノール
LG294)0.02%、pH7.0からなる培地
1,500mlを5lの三角フラスコに入れ、120℃
20分間滅菌した後、28℃下でこの培地にストレプト
ミセス・ネヤガワエンジスR−19を植菌する。28℃
で72時間振とう培養を行った後この培養液を、あらか
じめ上記と同様の組成を有する培地20lを仕込み滅菌
しておいたジャー・ファーメンターに加えて本培養を行
った。培養条件は28℃、攪拌回数150rpm、通気
20l /min で、70時間培養の後、培養液を遠心
分離にかけて菌体を採取した。得られた菌体の70g
(湿菌体重量)を10mMリン酸緩衝液(pH7.5)
1.5lに懸濁し、その懸濁液を超音波破砕機により菌
体破砕を行った。その破砕液を遠心分離機を使用して遠
心分離し、上清液を得た。この上清液中のL−フコース
デヒドロゲナーゼの総活性は2,470ユニット、比活
性は0.09ユニット/mg−タンパクであった。
Example 1 From L-fucose 0.3%, peptone 0.4%, yeast extract 0.2%, meat extract 0.2% and antifoaming agent (Adecan LG294) 0.02%, pH 7.0. Naruto medium 1
00 ml was dispensed and sterilized (120 ° C, 20 minutes) 5
A 00 ml Sakaguchi flask was inoculated with Streptomyces nayagawa Endis R-19 and shake-cultured at 28 ° C. for 72 hours. The L-fucose dehydrogenase activity in this culture was 0.58 units / ml. Example 2 Medium 1 consisting of 0.3% L-fucose, 0.4% peptone, 0.2% yeast extract, 0.2% meat extract, 0.02% defoamer (Adecanol LG294), pH 7.0. , 500ml into a 5L Erlenmeyer flask, 120 ℃
After sterilizing for 20 minutes, this medium is inoculated with Streptomyces nayagawaengdis R-19 at 28 ° C. 28 ° C
After 72 hours of shaking culture, this culture solution was added to a jar fermenter which had been sterilized with 20 l of a medium having the same composition as above to carry out main culture. Culturing conditions were 28 ° C., stirring frequency 150 rpm, aeration 20 l / min, and after culturing for 70 hours, the culture solution was centrifuged to collect bacterial cells. 70 g of the obtained cells
(Wet cell weight) 10 mM phosphate buffer (pH 7.5)
The cells were suspended in 1.5 l and the suspension was disrupted by an ultrasonic disrupter. The disrupted liquid was centrifuged using a centrifuge to obtain a supernatant liquid. The total activity of L-fucose dehydrogenase in this supernatant was 2,470 units, and the specific activity was 0.09 units / mg-protein.

【0059】この上清液をあらかじめ20mMのリン酸
緩衝液(pH7.5)で平衡化したDEAE−セルロー
ス(商品名:ワットマン社製)を充填したカラム(φ9
×40cm)に通した。10lの0.1Mの食塩を含む
リン酸緩衝液(pH7.5)でカラムを洗浄後、食塩濃
度が0.1Mから0.4Mである直線濃度勾配(総容
量:10l)にて吸着されたタンパク質を溶出させ、L
−フコースデヒドロゲナーゼ活性画分を回収した。本活
性画分中のL−フコースデヒドロゲナーゼの総活性は
1,840ユニット、比活性は1.53ユニット/mg
−タンパクであった。
A column (φ9) packed with DEAE-cellulose (trade name: manufactured by Whatman) in which this supernatant was equilibrated with a 20 mM phosphate buffer (pH 7.5) in advance.
X 40 cm). After washing the column with 10 l of a phosphate buffer (pH 7.5) containing 0.1 M sodium chloride, the column was adsorbed with a linear concentration gradient (total volume: 10 l) of 0.1 M to 0.4 M. Elute the protein, L
-Fucose dehydrogenase active fraction was collected. The total activity of L-fucose dehydrogenase in this active fraction was 1,840 units, and the specific activity was 1.53 units / mg.
-It was a protein.

【0060】この活性画分を限外濾過装置を用いて、脱
塩及び濃縮した後、硫酸アンモニウムを25%となるよ
うに添加し、生じた沈殿を遠心分離して除いた。得られ
た上清液中のL−フコースデヒドロゲナーゼの総活性は
1,430ユニット、比活性は2.52ユニット/mg
−タンパクであった。
This active fraction was desalted and concentrated using an ultrafiltration device, ammonium sulfate was added to 25%, and the resulting precipitate was removed by centrifugation. The total activity of L-fucose dehydrogenase in the obtained supernatant was 1,430 units, and the specific activity was 2.52 units / mg.
-It was a protein.

【0061】この上清液をあらかじめ25%の硫酸アン
モニウムを含む20mMリン酸緩衝液(pH7.5)で
平衡化したブチルトヨパール650M(商品名:東ソー
社製)を充填したカラム(φ3.5×22.5cm)に
通した。カラムを同様の緩衝液で洗浄した後、硫酸アン
モニウム濃度が25%(約0.8M)から0%である直
線濃度勾配(総容量:2l)にて吸着されたL−フコー
スデヒドロゲナーゼを溶出させた。この溶液中のL−フ
コースデヒドロゲナーゼの総活性は1,250ユニッ
ト、比活性は22.73ユニット/mg−タンパクであ
った。
This supernatant solution was preliminarily equilibrated with a 20 mM phosphate buffer solution (pH 7.5) containing 25% ammonium sulfate, and the column (φ3.5 ×) was packed with Butyl Toyopearl 650M (trade name: manufactured by Tosoh Corporation). 22.5 cm). After washing the column with the same buffer, the adsorbed L-fucose dehydrogenase was eluted with a linear concentration gradient (total volume: 2 l) having an ammonium sulfate concentration of 25% (about 0.8 M) to 0%. The total activity of L-fucose dehydrogenase in this solution was 1,250 units and the specific activity was 22.73 units / mg-protein.

【0062】この溶出液を限外濾過により脱塩及び濃縮
した後、あらかじめ0.05Mの硫酸ナトリウムを含む
20mMリン酸緩衝液(pH7.0)で平衡化したバイ
オシル TSK−250(商品名:バイオラット社製)
カラム(φ2.15×60cm)に通し、ゲル濾過を行
い活性画分を集めた。この活性画分中のL−フコースデ
ヒドロゲナーゼの総活性は840ユニット、比活性は1
00ユニット/mg−タンパクであった。
This eluate was desalted and concentrated by ultrafiltration, and then equilibrated with 20 mM phosphate buffer (pH 7.0) containing 0.05 M sodium sulfate in advance, Biosil TSK-250 (trade name: Bio (Rat)
After passing through a column (φ2.15 × 60 cm), gel filtration was performed to collect active fractions. The total activity of L-fucose dehydrogenase in this active fraction was 840 units and the specific activity was 1
It was 00 units / mg-protein.

【0063】この溶液に硫酸アンモニウムを25%とな
るように添加し、次いであらかじめ25%の硫酸アンモ
ニウムを含む20mMリン酸緩衝液(pH7.5)で平
衡化したブチルトヨパール 650M(商品名:東ソー
社製)を充填したカラム(φ1.6×5.2cm)に通
した。カラムを同様の緩衝液で洗浄した後、硫酸アンモ
ニウム濃度が25%(約0.8M)から0%である直線
濃度勾配(総容量:100ml)にて吸着されたL−フ
コースデヒドロゲナーゼを溶出させた。L−フコースデ
ヒドロゲナーゼ活性画分を透析にて脱塩することによっ
て精製酵素溶液を得た。この精製酵素溶液中のL−フコ
ースデヒドロゲナーゼの総活性は、560ユニット、比
活性は130ユニット/mg−タンパクであった。
Ammonium sulfate was added to this solution at 25% and then equilibrated with 20 mM phosphate buffer (pH 7.5) containing 25% ammonium sulfate in advance. Butyl Toyopearl 650M (trade name: manufactured by Tosoh Corporation) ) Was packed through a column (φ1.6 × 5.2 cm). After washing the column with the same buffer, the adsorbed L-fucose dehydrogenase was eluted with a linear concentration gradient (total volume: 100 ml) having an ammonium sulfate concentration of 25% (about 0.8 M) to 0%. A purified enzyme solution was obtained by desalting the L-fucose dehydrogenase active fraction by dialysis. The total activity of L-fucose dehydrogenase in this purified enzyme solution was 560 units, and the specific activity was 130 units / mg-protein.

【0064】こうして得られた酵素の純度はドデシル硫
酸ナトリウムの存在下でのポリアクリルアミドゲル電気
泳動によって調べた結果、一本のバンドのみが観察さ
れ、純粋なL−フコースデヒドロゲナーゼであることが
確認された。
The purity of the thus obtained enzyme was examined by polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium dodecylsulfate. As a result, only one band was observed, which confirmed that the enzyme was pure L-fucose dehydrogenase. It was

【0065】実施例3 得られた精製酵素を10mMリン酸緩衝液(pH7.
5)により適当に希釈して調整した酵素標品を用いて本
酵素の基質特異性、至適pH、pH安定性、至適温度、
温度安定性を調べた。
Example 3 The obtained purified enzyme was treated with 10 mM phosphate buffer (pH 7.
Using the enzyme preparation appropriately diluted by 5), the substrate specificity of this enzyme, optimum pH, pH stability, optimum temperature,
The temperature stability was investigated.

【0066】[基質特異性]0.2Mリン酸緩衝液(p
H7.5)0.5ml、各種糖の50mM溶液0.2m
l、1mMNAD+ 溶液0.2mlからなる反応液に、
酵素標品0.1ml(0.01ユニット)を添加し、3
7℃で2分間反応させ、340nmにおけるNADHの
吸収の増加に基づいて、酵素活性を求めた。これらの糖
に対する作用の強さを、それぞれL−フコースに対する
作用を100とした相対活性値を第1表に示す。
[Substrate specificity] 0.2 M phosphate buffer (p
H7.5) 0.5 ml, 50 mM solution of various sugars 0.2 m
1, to a reaction solution consisting of 1 mM NAD + solution 0.2 ml,
Add 0.1 ml (0.01 unit) of enzyme preparation, and add 3
The reaction was carried out at 7 ° C. for 2 minutes, and the enzyme activity was determined based on the increase in NADH absorption at 340 nm. Table 1 shows the relative activity values of the strengths of these sugars and the activity against L-fucose as 100.

【0067】[至適pH]0.2M各種緩衝液(pH
5.0〜6.5:クエン酸緩衝液;pH6.0〜8.
0:リン酸緩衝液;pH7.5〜8.5:トリス−塩酸
緩衝液;pH8.5〜11.5:グリシン−苛性ソーダ
緩衝液)0.5ml、50mML−フコース溶液0.2
ml、1mMNAD+ 溶液0.2mlからなる反応液に
酵素標品0.1ml(0.01ユニット)を添加し、3
7℃で2分間反応させ、340nmにおけるNADHの
吸収の増加に基づいて、酵素活性を求めた。以上の操作
の後、最高の酵素活性を100%とした相対活性(Re
lative activity)を算出し、グラフ化
して図1を得た。図1より、本酵素の至適pHは7.5
〜10.0の範囲にあることがわかる。
[Optimal pH] 0.2 M buffer solutions (pH
5.0-6.5: citrate buffer; pH 6.0-8.
0: phosphate buffer; pH 7.5-8.5: Tris-hydrochloric acid buffer; pH 8.5-11.5: glycine-caustic soda buffer) 0.5 ml, 50 mM L-fucose solution 0.2
0.1 ml (0.01 unit) of the enzyme preparation was added to the reaction mixture consisting of 0.2 ml of 1 mM NAD + solution, and
The reaction was carried out at 7 ° C. for 2 minutes, and the enzyme activity was determined based on the increase in NADH absorption at 340 nm. After the above operation, the relative activity (Re
1) was calculated and graphed to obtain FIG. From FIG. 1, the optimum pH of this enzyme is 7.5.
It can be seen that it is in the range of up to 10.0.

【0068】[pH安定性]0.1Mトリス−イミダゾ
ール−酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.5,5.0,
5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,
8.5,9.0,9.5,10.0,10.5,10.
7,11.2,11.7,12.2)0.95mlに
0.05mlの酵素標品(0.4ユニット)を混合し、
30℃で60分間放置した後、各溶液0.025mlを
0.2Mトリス−イミダゾール−酢酸ナトリウム緩衝液
(pH9.5)0.5ml、50mML−フコース溶液
0.2ml、1mMNAD+ 溶液0.2ml、イオン交
換水0.075mlと混合し、37℃で2分間反応さ
せ、340nmにおけるNADHの吸収の増加に基づい
て、酵素活性を求めた。以上の操作の後、最高の酵素活
性値を100%とした相対活性を算出し、グラフ化して
図2を得た。図2から明らかなように、本酵素はpH
6.0〜10.5の範囲で安定である。
[PH stability] 0.1 M Tris-imidazole-sodium acetate buffer (pH 4.5, 5.0,
5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0,
8.5, 9.0, 9.5, 10.0, 10.5, 10.
7, 11.2, 11.7, 12.2) 0.95 ml was mixed with 0.05 ml of enzyme preparation (0.4 unit),
After standing at 30 ° C. for 60 minutes, 0.025 ml of each solution was added to 0.5 ml of 0.2 M tris-imidazole-sodium acetate buffer (pH 9.5), 0.2 ml of 50 mM L-fucose solution, 0.2 ml of 1 mM NAD + solution, The enzyme activity was calculated based on the increase in NADH absorption at 340 nm by mixing with 0.075 ml of ion-exchanged water and reacting at 37 ° C. for 2 minutes. After the above operation, the relative activity was calculated with the maximum enzyme activity value as 100% and graphed to obtain FIG. As is clear from FIG. 2, the pH of this enzyme is
It is stable in the range of 6.0 to 10.5.

【0069】[至適温度]0.2Mトリス−塩酸緩衝液
(pH9.0)0.5ml、50mML−フコース溶液
0.2ml、1mMNAD+ 溶液0.2mlからなる反
応液に酵素標品0.1ml(0.01ユニット)を添加
し、25,30,35,37,40,45,50,5
5,60,65,70℃の各温度下において、2分間反
応させ、340nmにおけるNADHの吸収の増加に基
づいて、酵素活性を求めた。以上の操作の後、最高の酵
素活性値を100%とした相対活性を算出し、グラフ化
して図3を得た。図3より、本酵素の至適温度は50℃
であることがわかる。
[Optimum temperature] 0.5 ml of 0.2 M Tris-hydrochloric acid buffer (pH 9.0), 0.2 ml of 50 mM L-fucose solution, 0.2 ml of 1 mM NAD + solution, and 0.1 ml of enzyme preparation. (0.01 unit) is added to add 25, 30, 35, 37, 40, 45, 50, 5
At each temperature of 5, 60, 65, and 70 ° C., the reaction was carried out for 2 minutes, and the enzyme activity was determined based on the increase in NADH absorption at 340 nm. After the above operation, the relative activity was calculated with the maximum enzyme activity value as 100% and graphed to obtain FIG. From Fig. 3, the optimum temperature of this enzyme is 50 ° C.
It can be seen that it is.

【0070】[温度安定性]10mMリン酸緩衝液(p
H7.5)で希釈した酵素標品0.2ml(0.04ユ
ニット)を25,30,35,40,45,50,5
5,60℃の各温度で10分間処理した。この酵素溶液
0.05mlを0.2Mトリス−塩酸緩衝液(pH9.
0)0.5ml、50mM L−フコース溶液0.2m
l、1mMNAD+ 溶液0.2ml、イオン交換水0.
05mlと混合し、37℃で2分間反応させ、340n
mにおけるNADHの吸収の増加に基づいて、酵素活性
を求めた。以上の操作の後、最高の酵素活性値を100
%とした相対活性値を算出し、グラフ化して図4を得
た。図4から明らかなように、本酵素は50℃までの温
度において安定である。
[Temperature stability] 10 mM phosphate buffer (p
0.2 ml (0.04 unit) of enzyme preparation diluted with H7.5) was added to 25, 30, 35, 40, 45, 50, 5
It processed at each temperature of 5,60 degreeC for 10 minutes. 0.05 ml of this enzyme solution was added to 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 9.
0) 0.5 ml, 50 mM L-fucose solution 0.2 m
l, 1 mM NAD + solution 0.2 ml, deionized water 0.
Mix with 05 ml, react at 37 ° C for 2 minutes, 340n
Enzyme activity was determined based on the increased absorption of NADH in m. After the above operation, the maximum enzyme activity value is 100
The relative activity value in% was calculated and graphed to obtain FIG. As is clear from FIG. 4, this enzyme is stable at temperatures up to 50 ° C.

【0071】実施例4 試料溶液中のL−フコースの濃度を下記組成の試薬を用
い、下記方法により定量した。
Example 4 The concentration of L-fucose in a sample solution was quantified by the following method using a reagent having the following composition.

【0072】 a)試薬 0.2M リン酸緩衝液(pH7.5) 0.6ml 5mM NAD+ 0.2ml 0.7ユニット/ml L−フコースデヒドロゲナーゼ 0.1ml b)測定法 上記試薬の混合液0.9mlに試料溶液を0.1ml添
加し、37℃で5分間反応させ、340nmの吸光度を
測定した。同様にして試料溶液の代わりに水を同量加え
て反応させて吸光度を測定した。試料溶液を添加したと
きの吸光度から水を添加したときの吸光度を差し引い
て、試料溶液の吸光度を算出した。
A) Reagent 0.2 M phosphate buffer (pH 7.5) 0.6 ml 5 mM NAD + 0.2 ml 0.7 unit / ml L-fucose dehydrogenase 0.1 ml b) Assay method Mixture 0 of the above reagents 0.1 ml of the sample solution was added to 0.9 ml and reacted at 37 ° C. for 5 minutes, and the absorbance at 340 nm was measured. Similarly, instead of the sample solution, the same amount of water was added and reacted to measure the absorbance. The absorbance of the sample solution was calculated by subtracting the absorbance when water was added from the absorbance when the sample solution was added.

【0073】別に、試料溶液の代わりに既知濃度のL−
フコース溶液を上記試薬の混合液に添加し、同様に反応
させて、検量線を作成した(図5に示す)。この検量線
を用いて上記試料溶液中のL−フコースの濃度を求めた
ところ、正確に定量できた。
Separately, instead of the sample solution, L- of a known concentration was used.
The fucose solution was added to the mixed solution of the above reagents and reacted in the same manner to prepare a calibration curve (shown in FIG. 5). When the concentration of L-fucose in the sample solution was determined using this calibration curve, it was possible to accurately quantify.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のL−フコースデヒドロゲナーゼのpH
活性曲線を示す図である。
FIG. 1 pH of L-fucose dehydrogenase of the present invention
It is a figure which shows an activity curve.

【図2】同酵素のpH安定性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing pH stability of the enzyme.

【図3】同酵素の温度活性曲線を示す図である。FIG. 3 is a view showing a temperature activity curve of the same enzyme.

【図4】同酵素の温度安定性を示す図である。FIG. 4 is a view showing the temperature stability of the enzyme.

【図5】L−フコースの濃度を測定する際に使用した検
量線を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a calibration curve used when measuring the concentration of L-fucose.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の理化学的性質を有するL−フコー
スデヒドロゲナーゼ。 作用:酸化型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチ
ドの存在下でL−フコースに作用し、L−フコノラクト
ンと還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドを生
成する。 基質特異性:L−フコース、L−ガラクトース、D
−アラビノースに対して作用し、D−アラビノースに最
も特異性が低い。 至適pH:pH7.5〜10.0 pH安定性:30℃においてそれぞれのpHで60
分間処理したときは、pH6.0〜10.5まで安定で
ある。 分子量:65,000±5,000 サブユニットの分子量及びその数:分子量37,0
00±5,000のサブユニット、2個からなる。
1. An L-fucose dehydrogenase having the following physicochemical properties. Action: Acts on L-fucose in the presence of oxidized nicotinamide adenine dinucleotide to produce L-fuconolactone and reduced nicotinamide adenine dinucleotide. Substrate specificity: L-fucose, L-galactose, D
-Acts on arabinose and is least specific for D-arabinose. Optimum pH: pH 7.5 to 10.0 pH stability: 60 at each pH at 30 ° C
When treated for minutes, it is stable up to pH 6.0 to 10.5. Molecular weight: 65,000 ± 5,000 Molecular weight of subunit and its number: Molecular weight 37.0
It consists of two subunits of 00 ± 5,000.
【請求項2】 ストレプトミセス属に属し、L−フコー
スデヒドロゲナーゼ生産能を有する微生物を培養し、培
養物からL−フコースデヒドロゲナーゼを採取すること
を特徴とするL−フコースデヒドロゲナーゼの製造方
法。
2. A method for producing L-fucose dehydrogenase, which comprises culturing a microorganism belonging to the genus Streptomyces and capable of producing L-fucose dehydrogenase, and collecting L-fucose dehydrogenase from the culture.
【請求項3】 L−フコースを含有する試料に、酸化型
ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドの存在下でスト
レプトミセス属に属する微生物由来のL−フコースデヒ
ドロゲナーゼを作用させ、生成する還元型ニコチンアミ
ドアデニンジヌクレオチドを定量することを特徴とする
L−フコースの定量方法。
3. A reduced nicotinamide adenine dinucleotide produced by reacting a sample containing L-fucose with L-fucose dehydrogenase derived from a microorganism belonging to the genus Streptomyces in the presence of oxidized nicotinamide adenine dinucleotide. A method for quantifying L-fucose, which comprises quantifying
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN118755797A (en) * 2024-08-12 2024-10-11 北京国科星联科技有限公司 A method for detecting fucose content based on fucose dehydrogenase

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