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JPS62208281A - Production of creatinase - Google Patents

Production of creatinase

Info

Publication number
JPS62208281A
JPS62208281A JP61048247A JP4824786A JPS62208281A JP S62208281 A JPS62208281 A JP S62208281A JP 61048247 A JP61048247 A JP 61048247A JP 4824786 A JP4824786 A JP 4824786A JP S62208281 A JPS62208281 A JP S62208281A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
creatinase
dna
strain
culture
manufactured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61048247A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taiji Koyama
泰二 小山
Eiichi Nakano
中野 衛一
Satoru Kitao
北尾 悟
Hideko Yamamoto
秀子 山本
Masaru Suzuki
勝 鈴木
Yasuhiko Nakajima
中嶋 康彦
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.)
NODA SANGYO KAGAKU KENKYUSHO
Kikkoman Corp
Original Assignee
NODA SANGYO KAGAKU KENKYUSHO
Kikkoman Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NODA SANGYO KAGAKU KENKYUSHO, Kikkoman Corp filed Critical NODA SANGYO KAGAKU KENKYUSHO
Priority to JP61048247A priority Critical patent/JPS62208281A/en
Priority to DE19873707172 priority patent/DE3707172C2/en
Publication of JPS62208281A publication Critical patent/JPS62208281A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/78Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To efficiently produce creatinase without adding creatine, creatinine, etc., to a culture medium, by cultivating a strain of the genus Escherichia transformed by a gene coding creatinase. CONSTITUTION:A DNA derived from a DNA containing a gene coding creatinase, e.g. Flavobacterium U-188 (FERM-P No.2922) strain, is inserted into a vector DNA, e.g. plasmid pBR322DNA to prepare a recombinant DNA, which is used to transform or transduce a strain of the genus Escherichia, e.g. Escherichia coli HB101 (ATCC33694), etc., having the ability to produce creatinase. The resultant strain is then cultivated under aerobic condition to collect the aimed creatinase from the obtained culture.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クレアチナーゼの製造法に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method for producing creatinase.

クレアチナーゼ(creatinase)  (クレア
チン・アミジノヒドロラーゼ(creatine am
idinohydrolase )とも呼ばれている〕
は、クレアチンに作用して尿素とザルコシン(5arc
osine )に加水分解する酵素であり、その反応式
は次のとおりである。
creatinase (creatine amidinohydrolase)
Also called idinohydrolase)
acts on creatine to produce urea and sarcosine (5arc
It is an enzyme that hydrolyzes osine), and its reaction formula is as follows.

クレアチナーゼ クレアチン+H20 尿素+ザルコシン そしてこのクレアチナーゼは、血清、尿中等のクレアチ
ン含有物中のクレアチン定量用酵素として極めて有用な
ものである。
Creatinase creatine + H20 urea + sarcosine and this creatinase is extremely useful as an enzyme for quantifying creatine in creatine-containing substances such as serum and urine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、クレアチナーゼは、例えばフラポパクテリウA 
(Flavobacterium)属に属し、クレアチ
ナーゼ生M能を有スる菌株を、クレアチニン、クレアチ
ン、またはこれらの混合物の存在下で培養し、培養物よ
りクレアチナーゼを採取することにより製造されている
(特公昭52−8395号公報)。
Traditionally, creatinase has been used, for example, in Frapopacterium A
It is produced by culturing a strain belonging to the genus Flavobacterium and having the ability to produce creatinase in the presence of creatinine, creatine, or a mixture thereof, and collecting creatinase from the culture. -8395 publication).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、上記のクレアチナーゼの製造法によるときには
、培地中に高価なりレアチニン、クレアチン等を添加す
ることが必須要件であるため、上記のクレアチナーゼ製
造法は、経済的に不利であり、また製造操作も煩雑にな
る等の問題があった。
However, when using the above creatinase production method, it is essential to add expensive reatinine, creatine, etc. to the culture medium, so the above creatinase production method is economically disadvantageous and the production operation is complicated. There were problems such as.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本発明者等は、上記の問題点を解決すべく種々
検討した結果、クレアチナーゼをフードする遺伝子を含
有するDNAをベクターDNAに挿入した組み換え体D
NAを得、この組み換え体をエッシェリシア(Esch
erichia)属に属する菌株に含ませたクレアチナ
ーゼ生産能を有する菌株を培地に培養すると、培地中に
、クレアチニン、クレアチン、またはこれらの混合物を
全く添加することなしに、効率よくクレアチナーゼが生
産されること等の知見を得、本発明を完成した。
Therefore, as a result of various studies in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have developed a recombinant D in which a DNA containing a gene that feeds creatinase is inserted into a vector DNA.
NA was obtained, and this recombinant was transformed into Escherichia (Esch
When a strain having the ability to produce creatinase, which is included in a strain belonging to the genus Erichia, is cultured in a medium, creatinase is efficiently produced without adding any creatinine, creatine, or a mixture thereof to the medium. Based on these findings, the present invention was completed.

即ち、本発明はクレアチナーゼをコードする遺伝子を含
有するDNAをベクターDNAに挿入した組み換え体D
NAを含み、クレアチナーゼ生産能を有するエッシェリ
シア属に属する菌株を、培地に培養し、培養物よりクレ
アチナーゼを採取することを特徴とするクレアチナーゼ
の製造法である。
That is, the present invention provides a recombinant D in which a DNA containing a gene encoding creatinase is inserted into a vector DNA.
This is a method for producing creatinase, which is characterized by culturing a strain belonging to the genus Escherichia that contains NA and has the ability to produce creatinase in a medium, and collecting creatinase from the culture.

以下、本発明について詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.

先ず、クレアチナーゼをコードする遺伝子を含有するD
NAの調製について述べる。
First, D containing the gene encoding creatinase
The preparation of NA will be described.

フラボバクテリウムU−188[微工研菌寄第2922
号(FERM  P−NL2922)コ株を、特公昭5
2−8395号公報記載の方法と全く同様にして培養し
、培養物を得る。この培養物を、例えば3000 r、
p、m、以上、好ましくは8000〜10000 r、
p、m、で5分以上、好ましくは10〜15分間遠心分
離してフラボバクテリウムU−188株+7)菌体を得
る。
Flavobacterium U-188
No. (FERM P-NL2922) Co.
A culture is obtained by culturing in exactly the same manner as the method described in Publication No. 2-8395. This culture was incubated for example at 3000 r,
p, m, or more, preferably 8000 to 10000 r,
Centrifugation is performed for 5 minutes or more, preferably 10 to 15 minutes, at p, m, to obtain Flavobacterium U-188 strain +7) cells.

この菌体より、例えば斎藤、三浦の方法[バイオケム、
バイオフィズ、アクタ、 (Biochem、Biop
hys。
From this bacterial body, for example, the method of Saito and Miura [Biochem,
Biophys, Acta, (Biochem, Biop
hys.

ACta、)、第72巻、第619頁(1963年)コ
、ケー・ニス・カービー(K、S、Kirby )の方
法ロバイオケム、ジェイ、  (Biochem、J、
) 、第64巻、第405頁(1956年)コ等の方法
により染色体DNAを得ることができる。
ACta, vol. 72, p. 619 (1963) K. S. Kirby's method Biochem, J.
), Vol. 64, p. 405 (1956). Chromosomal DNA can be obtained by the method of Ko et al.

ついで、この染色体DNAに、突出末端を生じさせる制
限酵素、例えば5au3AI(東洋紡績社製)を、温度
30″C以上、好ましくは37°C1酵素濃度1〜10
ユニツ)/dで20分以上、好ましくは1〜2時間作用
させて消化し、種々の染色体DNA断片混合物を得る。
Next, a restriction enzyme that produces overhanging ends, such as 5au3AI (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), is added to this chromosomal DNA at a temperature of 30"C or higher, preferably at 37°C, and at an enzyme concentration of 1 to 10.
Units)/d for 20 minutes or more, preferably 1 to 2 hours, to obtain a mixture of various chromosomal DNA fragments.

このようにして得たDNA断片混合物から、例えば通常
の7ガロースゲル電気泳動法によりDNA断片混合物を
得、更に例えばフェノール抽出等の精製手段により精製
し、また更に例えばエタノール沈殿法等の濃縮手段によ
り濃縮し、純化されたDNA断片混合物(この中にクレ
アチナーゼをコードする遺伝子を含有するDNA断片が
含まれる)を得る。
From the DNA fragment mixture thus obtained, a DNA fragment mixture is obtained, for example, by ordinary 7-galose gel electrophoresis, further purified by a purification means such as phenol extraction, and further concentrated by a concentration means such as ethanol precipitation. Then, a purified DNA fragment mixture (which includes a DNA fragment containing the gene encoding creatinase) is obtained.

一方、本発明において用いることのできるベクターDN
Aとしては、如何なるものでもよく、例えばプラスミド
ベクターDNA、バクテリオファージベクターDNA等
が挙げられるが、具体的には例えばプラスミドpBR3
22DNA [ベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ(
BethesdaResearch Laborato
ries)社製]などが好ましい。
On the other hand, vector DN that can be used in the present invention
A may be of any kind, such as plasmid vector DNA, bacteriophage vector DNA, etc., but specifically, for example, plasmid pBR3.
22DNA [Bethesda Research Laboratories (
Bethesda Research Laborato
[manufactured by Ries] and the like are preferred.

上記ベクターDNAに、突出末端を生じさせる制限酵素
、例えばBam  Hl  (宝酒造社製)を、温度3
0°C以上、好ましくは37℃、酵素濃度10〜100
0ユニツ) / atで1時間以上、好ましくは2〜3
時間作用させて消化し、切断されたベクターDNAを得
る。
A restriction enzyme that produces overhanging ends, such as Bam Hl (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.), is added to the vector DNA at a temperature of 3.
0°C or higher, preferably 37°C, enzyme concentration 10-100
0 units)/at for 1 hour or more, preferably 2 to 3
Digestion is performed over a period of time to obtain cleaved vector DNA.

ついで、上記のようにして得たフラボバクテリウムU−
188由来で、クレアチナーゼをコードする遺伝子を含
有するDNA断片混合物と、切断されたベクターDNA
を混合し、これに例えば大腸菌DNAリガーゼ(二ニー
・イングランド・バイオ・ラプス社製) 、T4DNA
!+ガーゼ(べ−リンガ−・マンハイム社製)など、好
ましくはT4DNAリガーゼを、温度4〜37°C1好
ましくは4〜16°C1酵素濃度1〜100ユニットで
1時間以上、好ましくは6〜24時間作用させて組み換
え体DNAを得る。
Then, Flavobacterium U- obtained as above
188-derived DNA fragment mixture containing the gene encoding creatinase and the cut vector DNA
For example, E. coli DNA ligase (manufactured by Niney England Bio-Lapse), T4 DNA, etc.
! + gauze (manufactured by Boehringer Mannheim), preferably T4 DNA ligase, at a temperature of 4 to 37°C, preferably 4 to 16°C, and an enzyme concentration of 1 to 100 units for 1 hour or more, preferably 6 to 24 hours. Recombinant DNA is obtained.

この組み換え体DNAを用いて、例えば大腸菌に−12
、好ましくは大腸菌HBIOI (ATCC33694
) 、大腸菌DHI (ATCC33849) 、大腸
菌χ−1776(ATCC31244) 、などを形質
転換あるいは形質導入してそれぞれの菌株を得る。この
形質転換はディー・エム・モーリソ7 (D、M、Mo
rrison)の方法[メソヅ・インeエンザイモロジ
−(Methods in Enzymology )
 、第68巻、第326〜331頁(1979年)コに
より行なうことができる。また形質導入はビー・ホーン
(B、Hohn )の方法ロメソゾ・イン・エンザイモ
ロジー第68巻、第299〜309頁(1979年)]
によって1行なうことができる。
Using this recombinant DNA, for example, -12
, preferably E. coli HBIOI (ATCC33694
), Escherichia coli DHI (ATCC 33849), Escherichia coli χ-1776 (ATCC 31244), etc. are transformed or transduced to obtain the respective strains. This transformation was carried out using D.M. Mauriso7 (D, M, Mo
Methods in Enzymology
, Vol. 68, pp. 326-331 (1979). Transduction is also carried out by the method of B. Hohn (1979).
You can do one thing by

そして、上記菌株よりクレアチナーゼ生産能を有する菌
株なスクリーニングすることにより、クレアチナーゼを
コードする遺伝子を含有するDNAをベクターDNAに
挿入した組み換え体DNAを含み、クレアチナーゼ生産
能ヲ有スルエツ’7zリシア属に属する菌株を得ること
ができる。
By screening the above-mentioned strains for strains that have creatinase-producing ability, we found that the strain contains a recombinant DNA in which DNA containing a gene encoding creatinase was inserted into vector DNA, and belongs to the genus Thruetsu'7zlisia that has creatinase-producing ability. strains can be obtained.

このようにして得られた菌株より純化された新規な組み
換え体DNAを得るには、例えばビー・グーリー(P、
Guerry )等の方法[ジェイ、バクテリオロジ−
(J、Bacteriology )第116巻、第1
064〜1066頁(1973年)]、デー・ビー・ク
レウ−k (D、B、Clewe11 )の方法[ジエ
ー、バクテリオロジー第110巻、第667〜676頁
(1972年)]などにより得ることができる。
In order to obtain a novel recombinant DNA purified from the strain obtained in this way, for example, B. gooley (P.
Guerry et al. [Jay, Bacteriology]
(J, Bacteriology) Volume 116, No. 1
064-1066 (1973)], the method of D. B. Clewe 11 [J. Bacteriology Vol. 110, pp. 667-676 (1972)], etc. can.

上記のようにして得られたクレアチナーゼをコードする
遺伝子を含有するDNAをベクターDNAに挿入した組
み換え体DNAを含み、クレアチナーゼ生産能を有する
エッシェリシア属に属する菌株を用いてクレアチナーゼ
を生産するには、この菌株を通常の固体培養法でt培養
してもよいが、なるべく液体培養法を採用して培養する
のが好ましい。
In order to produce creatinase using a strain belonging to the genus Escherichia which contains a recombinant DNA obtained by inserting the DNA containing the gene encoding creatinase obtained as described above into the vector DNA and has the ability to produce creatinase, this method is used. Although the bacterial strain may be cultured using a conventional solid culture method, it is preferable to use a liquid culture method.

また、上記菌株を培養する培地としては、例えハ酵ff
jエキス、ヘフトン、肉エキス、コーンステイープリカ
ーあるいは大豆もしくは小麦機の浸出液等の1種以上の
窒素源に、リン酸第1カリウム、リン酸第2カリウム、
硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化第2鉄、硫
酸第2鉄あるいは硫酸マンガン等の無機塩類の1種以上
を添加し、更に必要により糖質原料、ビタミン等を適宜
添加したものが用いられる。
In addition, as a medium for culturing the above-mentioned bacterial strain, for example,
J extract, hefton, meat extract, cornstap liquor or soybean or wheat mill infusion, with one or more nitrogen sources such as monopotassium phosphate, dipotassium phosphate,
One or more inorganic salts such as magnesium sulfate, magnesium chloride, ferric chloride, ferric sulfate, or manganese sulfate are added, and if necessary, carbohydrate raw materials, vitamins, etc. are added as appropriate.

なお、培地の初発pHは、7〜9に調整するのが適当で
ある。また培養は30〜42°C1好ましくは37゛C
前後で4〜24時間、好ましくは6〜8時間、通気撹拌
深部培養、振盪培養、静置培養等により実施するのが好
ましい。
In addition, it is appropriate to adjust the initial pH of the culture medium to 7-9. In addition, the culture is carried out at 30-42°C, preferably at 37°C.
It is preferable to carry out the culture for 4 to 24 hours, preferably for 6 to 8 hours, by aeration and agitation deep culture, shaking culture, stationary culture, etc.

培養終了後、該培養物よりクレアチナーゼを採取するに
は、通常の酵素採取手段を用いて得ることができる。
After completion of the culture, creatinase can be collected from the culture using a conventional enzyme collection method.

例えば、常法により菌体な、超音波破壊処理、磨砕処理
などするか、または、リゾチーム等の溶菌酵素を用いて
本酵素を抽出するか、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本酵素を菌体外に
排出させる。この溶液を濾過、遠心分離などして固形部
分を除去し、必要によりストレプトマイシン硫酸塩、プ
ロタミン硫酸塩あるいは硫酸マンガンにより除核酸した
のち、これに硫安、アルコール、アセトン等を添加して
分画し、沈殿物を採取し、これを水に対し透析したのち
真空乾燥して粗酵素標品な得る。
For example, the bacterial cells may be destroyed by ultrasonication or grinding using conventional methods, the enzyme may be extracted using a lytic enzyme such as lysozyme, or the enzyme may be shaken or left in the presence of toluene, etc. This enzyme is excreted from the bacterial body by autolysis. This solution is filtered, centrifuged, etc. to remove solid portions, and if necessary, nucleic acids are removed using streptomycin sulfate, protamine sulfate, or manganese sulfate, and then ammonium sulfate, alcohol, acetone, etc. are added to the solution for fractionation. The precipitate is collected, dialyzed against water, and then vacuum dried to obtain a crude enzyme preparation.

更に、クレアチナーゼの精製品を得るには、例、t ハ
D E A E−セルロース(ジ・エチル・アミノ・エ
チル・セルロース、米国ブラウン社製)、DEAE−セ
ファデックス(ジ・エチル・アミノ・エチル・セファデ
ックス、スウェーデン国)・アルマシア社製) 、QA
E−セファデックス(スウェーデン国、ファルマシア社
製)等のイオン交換物質を用いる吸着溶出法にて精製す
るか、またセファデックスG−200(スウェーデン国
、ファルイシ7社11)、セファロース6B(スウェー
デン国、ファルマシア社製)等を用いるゲル濾過法、ハ
イトロキシルアパタイト(米国バイオラッド社製、バイ
オゲルHT)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等を適宜選択、組み合わせて実
施することにより、高度に精製されたクレアチナーゼ標
品を得ることができる。
Furthermore, in order to obtain a purified product of creatinase, for example, DEAE-cellulose (di-ethyl amino ethyl cellulose, manufactured by Braun, USA), DEAE-Sephadex (di-ethyl amino ethyl・Sephadex, Sweden) ・Manufactured by Almasia), QA
Purification is performed by adsorption/elution using an ion exchange material such as E-Sephadex (manufactured by Pharmacia, Sweden), or Sephadex G-200 (manufactured by Pharmacia, Sweden), or Sephadex G-200 (manufactured by Pharmacia, Sweden), or Sepharose 6B (manufactured by Pharmacia, Sweden). By appropriately selecting and combining gel filtration methods using hytroxylapatite (Bio-Gel HT, manufactured by Bio-Rad, USA), electrophoresis using polyacrylamide gel, etc. , a highly purified creatinase preparation can be obtained.

上記精製手段により得られる精製クレアチナーゼの理化
学的性質は、特公昭52−8395号公報記載のクレア
チナーゼの理化学的性質と全く同様である。
The physicochemical properties of purified creatinase obtained by the above purification method are exactly the same as those of creatinase described in Japanese Patent Publication No. 52-8395.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述しことから明らかな如く、本発明によれば、培地に
クレアチン、クレアチニン等を添加使用することなく、
クレアチナーゼを効率よく得ることができるので、本発
明は産業上極めて有用なものである。
As is clear from the above, according to the present invention, creatine, creatinine, etc. are not added to the culture medium,
Since creatinase can be obtained efficiently, the present invention is extremely useful industrially.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例 (1)フラボバクテリウムU−188株の染色体DNA
の調製 フラボバクテリウムU−188(FERM  P−翫2
922)株を、T−Y培地(1%(W/V)バクトート
リプト7 (Bacto−trypton  [デイフ
x (Dirco)社製コ、0.5%(W/V)バクト
ーイースト・エキストラクト(Bacto−yeast
 extract)[ディフコ(Difco)社製コ、
0.5%(W/V)NaC1(p)(7,2) l 1
00 dに接種し、温度30℃で8時間振盪培養し、培
養物を得た。
Example (1) Chromosomal DNA of Flavobacterium U-188 strain
Preparation of Flavobacterium U-188 (FERM P-Han2
922) strain in TY medium (1% (W/V) Bacto-trypton [manufactured by Dirco, 0.5% (W/V) Bacto yeast extract]. (Bacto-yeast
extract) [manufactured by Difco,
0.5% (W/V) NaCl (p) (7,2) l 1
00 d, and cultured with shaking at a temperature of 30° C. for 8 hours to obtain a culture.

この培養物を1000o r、p、m、で10分間常法
により遠心分離処理し、湿潤菌体0.5yを得たのち、
該菌体から斎藤、三浦の方法[バイオケム、バイオフィ
ズ、アクタ、 (Biochem、Biophys、A
cta、 ) 、第72巻、第619頁(1963年)
コにより染色体DNAを得た。
This culture was centrifuged for 10 minutes at 1000 o r, p, m in a conventional manner to obtain 0.5 y of wet bacterial cells.
Saito and Miura's method [Biochem, Biophys, A.
cta, ), vol. 72, p. 619 (1963)
Chromosomal DNA was obtained by

ついで、この染色体D N A 0.2 mg及び制限
酵素廻3A!  (東洋紡績社製)1.45ユニツトを
、10mM )リス塩酸緩衝液(50mM NaC1%
lomMMgs04及びl mMジチオスレイトール含
有)  (pH7,4)にそれぞれ混合し、温度37°
Cで1時間反応させた。反応終了液を常法により0.7
%(W/V)アガロースゲル(宝酒造社製)電気泳動処
理したものより、4〜8Kb(キロベースペアー)の大
きさのDNA断片を7−ル・シー・エイ・ヤング(R,
C,A、Yang )等の方法[メンズ・イン・エンザ
イモロジー(Methods in  Enzymol
ogy) 、第68巻、第176〜182頁(1979
年)コにより溶出して溶出物を得、これから常法により
フェノール抽出処理し、更にエタノール沈殿処理して5
au3A+で消化されたフラボバクテリウムU −18
8株の染色体DNA断片10μyを得た。
Next, 0.2 mg of this chromosomal DNA and 3A of restriction enzymes! (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) 1.45 units in 10mM) lithium-hydrochloric acid buffer (50mM NaC 1%)
(containing lomMMgs04 and lmM dithiothreitol) (pH 7.4), and heated to 37°C.
The reaction was carried out at C for 1 hour. The reaction-completed solution was reduced to 0.7 by a conventional method.
% (W/V) agarose gel (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) After electrophoresis, DNA fragments with a size of 4 to 8 Kb (kilobase pair) were collected using 7-LCA Young (R,
C, A, Yang) etc. [Methods in Enzymol
ogy), Vol. 68, pp. 176-182 (1979
2000) to obtain the eluate, which was subjected to phenol extraction treatment using a conventional method, and then ethanol precipitation treatment.
Flavobacterium U-18 digested with au3A+
10 μy of chromosomal DNA fragments of 8 strains were obtained.

(2)新規な組み換え体プラスミドpKLS511DN
Aの作製 プラスミドpBR322DNA [ベセスダ・リサーチ
・ラボラトリーズ(Bethesda  Re5ear
chLaboratories )社製]10μ、S+
と制限酵素BamHI(宝酒造社製)140ユニツトを
50mM ) !Jス塩酸緩衝液(100mM NaC
1、及び10 mM Mg5O4含有)  (pH7,
4)に混合し、温度37℃で2時間反応させて消化液を
得、膣液を常法によりフェノール抽出及びエタノール沈
殿処理して、BamHIで消化されたプラスミドpBR
322DNAを得たO ついで、このBamHIで消化されたプラスミドpBR
322DNALoμ11上記(1)で得られた5au3
.AIで消化されたフラボバクテリウムU−188株の
染色体DNA断片lOμy及び2ユニツトのT4DNA
リガーゼ[ベーリンガー・マンハイム(Boehrin
ger Mannheim )社製]を6.6mMMg
C12,10mMジチオスレイトール及び10 mMA
TPを含有する66mM ) リス塩酸緩衝液(pH7
,5)に添加し、温度16°Cで10時間反応し、DN
Aを連結させた。
(2) Novel recombinant plasmid pKLS511DN
Preparation of A Plasmid pBR322DNA [Bethesda Research Laboratories (Bethesda Re5ear
chLaboratories)] 10μ, S+
and restriction enzyme BamHI (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) 140 units at 50 mM)! JS hydrochloric acid buffer (100mM NaC
1, and 10 mM Mg5O4) (pH 7,
4) and reacted at a temperature of 37°C for 2 hours to obtain a digestive fluid, and the vaginal fluid was subjected to phenol extraction and ethanol precipitation using a conventional method to obtain plasmid pBR digested with BamHI.
322 DNA was obtained. Next, this BamHI-digested plasmid pBR
322DNALoμ11 5au3 obtained in (1) above
.. Chromosomal DNA fragment lOμy of Flavobacterium U-188 strain digested with AI and 2 units of T4 DNA
Ligase [Boehringer Mannheim
ger Mannheim)] at 6.6mMMg.
C12, 10mM dithiothreitol and 10mM
66mM) Liss-HCl buffer (pH 7 containing TP)
, 5) and reacted at a temperature of 16°C for 10 hours.
A was connected.

ついで、ディー・エム・モーリソン(D、M。Next, D.M. Morrison (D.M.

Morrison )の方法[メソヅ・イン・エンザイ
そロジ−(Methods in Enzymolog
y) 、第68巻、第326〜331頁(1979年)
コで、塩化カルシウム処理した大腸菌H8101株(A
TCC33694)を、上記のように連結させたDNA
で形質転換し、アンピシリン耐性及びテトラサイクリン
感受性の形質転換株3200株を得た。
Morrison's method [Methods in Enzymolog]
y), Vol. 68, pp. 326-331 (1979)
Escherichia coli H8101 strain (A
TCC33694) was ligated as above.
3200 ampicillin-resistant and tetracycline-sensitive transformants were obtained.

このようにして得られた形質転換株がクレアチ  −ナ
ーゼ活性を有するか否かを以下のようにして試験した。
Whether or not the thus obtained transformed strain had creatinase activity was tested as follows.

各菌株を、0.2%(W/V)クレアチン(シグマ社製
)及び50μl / meアンピシリンを含有スるT−
Y培地51Rtに接種し、温度30°Cで24時間培養
して培養液を得た。これを350Or、p、m、で10
分間遠心分離処理して湿潤菌体を得、該菌体を1%(W
/V)クレアチンを含有する10mMリン酸緩衝液(p
H7,0) 1 mlに懸濁し、これに、20μlトル
エンを添加し、温度37°Cで1時間反応させたのち、
温度100°Cで5分間加熱処理して反応停止液を得た
Each strain was inoculated with SuT-containing 0.2% (W/V) creatine (Sigma) and 50 μl/me ampicillin.
It was inoculated into Y medium 51Rt and cultured at a temperature of 30°C for 24 hours to obtain a culture solution. This is 350Or, p, m, 10
Centrifugation treatment was performed for 1 minute to obtain wet bacterial cells, and the bacterial cells were 1% (W
/V) 10mM phosphate buffer containing creatine (p
H7,0) was suspended in 1 ml, 20 μl of toluene was added thereto, and after reacting at a temperature of 37°C for 1 hour,
A reaction stop solution was obtained by heat treatment at a temperature of 100°C for 5 minutes.

ついで、この液を常法により3500 r、p、m、で
10分間遠心分離処理して反応液を得、この反応液に0
.3ユニツト/ meザルコシンオキシy−ゼ<盛運製
薬社製) 、0.07%(W/V)4−7ミノアンチビ
リン、0.2%(W/V)2.4−ジクロロフェノール
スルホン化溶液及び70ユニツト/ meパーオキシダ
ーゼ(東洋紡績社製)をそれぞれ0、Lmtずつ添加し
、反応液が赤色に変化したものがクレアチナーゼ活性を
有する形質転換株である。
Next, this solution was centrifuged for 10 minutes at 3500 r, p, m in a conventional manner to obtain a reaction solution, and this reaction solution was
.. 3 units/me sarcosine oxy-yase (manufactured by Seiun Pharmaceutical Co., Ltd.), 0.07% (W/V) 4-7 minoantibiline, 0.2% (W/V) 2.4-dichlorophenol sulfonation solution, and 70 units/me peroxidase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was added at 0 and Lmt, respectively, and the reaction solution turned red is a transformed strain having creatinase activity.

このようにして得られたクレアチナーゼ活性を有する形
質転換株である大腸菌(E、coli ) HB101
 (pKLs511)は、工業技術院微生物工業技術研
究所に微工研条寄第992号(FERM  BP−99
2)として寄託されている。
Escherichia coli (E.coli) HB101, a transformed strain with creatinase activity thus obtained.
(pKLs511) was submitted to the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology, as part of the Microbiological Research Institute No. 992 (FERM BP-99).
It has been deposited as 2).

(3)組み換え体プラスミドpKLs511DNAの単
離 トリプトン1%(W/v)、酵母エキス0.5%(W/
V)、及びNaC1O,5%(W/V)からなる培地l
jに、該培地を用い温度37°Cで16〜24時間前培
養して得た大腸菌(E、coli) HB 101(p
KLs511)の培養液20 mlを接種し、温度37
°Cで3時間振盪培養したのち、培養液にクロラムフェ
ニコール0.21を添加し、更に同一温度で20時間培
養し、培養液を得た。
(3) Isolation of recombinant plasmid pKLs511 DNA Tryptone 1% (W/v), yeast extract 0.5% (W/v)
V), and a medium consisting of NaC1O, 5% (W/V)
E. coli HB 101 (p
KLs511) was inoculated with 20 ml of culture solution, and the temperature was 37.
After 3 hours of shaking culture at °C, 0.21 g of chloramphenicol was added to the culture solution, and the culture was further cultured at the same temperature for 20 hours to obtain a culture solution.

ついで、この培養液を、常法により10000 r、p
、m。
Next, this culture solution was heated at 10,000 r, p by a conventional method.
, m.

で10分間遠心分離処理して湿潤菌体を得、これを20
 ml ノ25%(W / V ) ショ糖を含有す6
50mMトリス塩酸緩衝液、 (pH8,0)に懸濁し
たのち、更に、これに、リゾチーム10■、0.25M
EDTA溶液(pH8,0) 8 ml及び20%(W
/V)ドデシル硫酸ナトリウム溶液8ゴをそれぞれ添加
し、温度60℃で30分間保温して溶菌し、溶菌液を得
た。
Centrifugation was performed for 10 minutes to obtain wet bacterial cells, which were then centrifuged for 20 minutes.
ml containing 25% (W/V) sucrose6
After suspending in 50mM Tris-HCl buffer (pH 8,0), 10μ of lysozyme, 0.25M
8 ml of EDTA solution (pH 8,0) and 20% (W
/V) Eight doses of sodium dodecyl sulfate solution were added to each, and kept at a temperature of 60° C. for 30 minutes to lyse the bacteria to obtain a lysate.

この溶菌液に、5M NaC1溶液L3dを添加し、温
度4°Cで16時間処理したものを常法により1500
0 r、p、m、で30分間遠心分離して抽出液を得、
常法によりフェノール抽出処理したのち、常法によりエ
タノール沈殿処理し、沈殿物を得た。
To this lysate, 5M NaCl solution L3d was added and treated at a temperature of 4°C for 16 hours.
Centrifuge at 0 r, p, m for 30 minutes to obtain the extract.
After phenol extraction by a conventional method, ethanol precipitation was performed by a conventional method to obtain a precipitate.

ついで、この沈殿物を通常の減圧乾燥処理したものを、
1mMEDTAを含有する10 mM )リス塩酸緩衝
液6 ml (pH7,5)に溶解し、更に、これに塩
化セシウム6I及び10 mg / dエチジウムブロ
マイド0.2屑lを添加したものを、常法により390
00 r、p、m、で42時間超遠心分離機を用いて平
衡密度勾配遠心処理を行ない組み換え体プラスミドpK
Ls511DNAを単離し、また、更に、ノルマルブタ
ノールを使用してエチジウムブロマイドを除去したのち
、1mMEDTAを含有する10mM ) リス塩酸緩
衝液(pH7,5)に対して透析を行ない純化された組
み換え体プラスミドpKLS511DNA950μyを
得た。
Next, this precipitate was dried under normal vacuum, and then
It was dissolved in 6 ml of 10 mM) lithium-hydrochloric acid buffer (pH 7,5) containing 1 mM EDTA, to which was added 0.2 scraps of cesium 6I chloride and 10 mg/d ethidium bromide, and then dissolved in a conventional manner. 390
Equilibrium density gradient centrifugation was performed using an ultracentrifuge at 00 r,p,m for 42 hours to obtain the recombinant plasmid pK.
After isolating Ls511 DNA and removing ethidium bromide using n-butanol, 950 μy of purified recombinant plasmid pKLS511 DNA was obtained by dialysis against 10 mM Lis-HCl buffer (pH 7.5) containing 1 mM EDTA. I got it.

(4)大腸菌(E、coli)HBIOI (pKLs
511)によるクレアチナーゼの生産及び該酵素の分離
、精製 トリプトン1%(W/V) 、酵母エキス0.5%(W
/V)、及び食塩0.5%(W/V)からなる培地2g
を撹拌式小型培養装置(いわしや社製)の培養槽に分注
し、常法により高圧滅菌処理したものに、上記と同一組
成の培地で予め温度37°Cで24時間振盪培養した大
腸菌(E、coli) HB 101 (pKLs51
1)の培養液20 wgを接種し、温度37°Cで8時
間通気撹拌培養する操作を5回繰り返して湿潤菌体30
 gを得た。
(4) E. coli HBIOI (pKLs)
511) and isolation of the enzyme, purified tryptone 1% (W/V), yeast extract 0.5% (W/V)
/V), and 2 g of medium consisting of 0.5% (W/V) salt.
was dispensed into the culture tank of a stirring-type small culture device (manufactured by Iwashiya Co., Ltd.) and sterilized under high pressure using a conventional method.Escherichia coli ( E. coli) HB 101 (pKLs51
Inoculating 20 wg of the culture solution in 1) and culturing with aeration for 8 hours at a temperature of 37°C was repeated 5 times to obtain 30 wg of moist bacterial cells.
I got g.

この菌体な、1mM2−メルカプトエタノールを含有す
る0、05M リン酸緩衝液(pH8,0) 100t
xlに懸濁し、常法により超音波破壊処理したのち、1
5000 r、p、m、で30分間通常の遠心分離処理
し、クレアチナーゼの粗酵素液120 tIIl (0
,8ユニツト/ me )を得た。
100 t of 0.05M phosphate buffer (pH 8.0) containing 1mM 2-mercaptoethanol containing these bacterial cells.
After suspending in
Centrifuge for 30 minutes at 5000 r, p, m, and add 120 tIIl (0
, 8 units/me).

このようにして得た粗酵素液に硫酸ストレプトマイシン
を用いて除核酸処理を施したものを、DEAE−セルロ
ースカラム(予め1 mM 2−メルカプトエタノール
を含有する0、05 M !Jン酸緩衝液で平衡化済み
のもの)  (2X30 cm)を通過させて非吸着区
分を得た。これを上記緩衝液で平衡化済みのDEAE−
セファデックスA−50カラム(1,4X40 cm)
に吸着させたのち、O〜1.5モルの食塩濃度勾配溶出
法で溶出することにより0.1〜0.3モルの食塩濃度
範囲でクレアチナーゼ含有溶出液を得た。
The thus obtained crude enzyme solution was subjected to nucleic acid removal treatment using streptomycin sulfate, and then applied to a DEAE-cellulose column (in advance with 0.05 M!J acid buffer containing 1 mM 2-mercaptoethanol). (2×30 cm) to obtain the non-adsorbed section. This was prepared using DEAE-
Sephadex A-50 column (1,4X40 cm)
After adsorption to the solution, eluate containing creatinase was obtained at a salt concentration range of 0.1 to 0.3 mol by elution using a gradient elution method with a salt concentration of 0 to 1.5 mol.

このクレアチナーゼ含有溶出液を、上記緩衝液で予め平
衡化済みのセファレース6Bカラム(2X 108 c
m )を通過させてクレアチナーゼ活性区分を分取し、
更に常法により濃縮したのち、凍結乾燥することにより
純化されたクレアチナーゼ粉末43単位を得た。なお、
収率は45%であった。
This creatinase-containing eluate was transferred to a Sepharace 6B column (2X 108 c
m) to collect the creatinase activity fraction,
After further concentration using a conventional method, 43 units of purified creatinase powder was obtained by freeze-drying. In addition,
The yield was 45%.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)クレアチナーゼをコードする遺伝子を含有するD
NAをベクターDNAに挿入した組み換え体DNAを含
み、クレアチナーゼ生産能を有するエッシェリシア属に
属する菌株を、培地に培養し、培養物よりクレアチナー
ゼを採取することを特徴とするクレアチナーゼの製造法
(1) D containing the gene encoding creatinase
A method for producing creatinase, which comprises culturing in a medium a strain belonging to the genus Escherichia that contains recombinant DNA in which NA is inserted into vector DNA and has the ability to produce creatinase, and collects creatinase from the culture.
(2)クレアチナーゼをコードする遺伝子を含有するD
NAが、フラボバクテリウムU−188株由来のDNA
である特許請求の範囲第1項記載のクレアチナーゼの製
造法。
(2) D containing the gene encoding creatinase
NA is DNA derived from Flavobacterium U-188 strain
A method for producing creatinase according to claim 1.
(3)ベクターDNAが、プラスミドpBR322DN
Aである特許請求の範囲第1項記載のクレアチナーゼの
製造法。
(3) Vector DNA is plasmid pBR322DN
A method for producing creatinase according to claim 1.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS528395A (en) * 1975-07-07 1977-01-22 Asahi Chem Ind Co Ltd Shock absorptive packaging
JPS61162170A (en) * 1985-01-04 1986-07-22 ベーリンガー・マンハイム・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Microorganism or plasmid for forming constitutional creatinehydrogenase and its production

Patent Citations (2)

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