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JPH0244511B2 - TAINETSUSEIARUKARIKINZOKUPUROTEAAZEOYOBISONOSEIZOHO - Google Patents

TAINETSUSEIARUKARIKINZOKUPUROTEAAZEOYOBISONOSEIZOHO

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Publication number
JPH0244511B2
JPH0244511B2 JP14556482A JP14556482A JPH0244511B2 JP H0244511 B2 JPH0244511 B2 JP H0244511B2 JP 14556482 A JP14556482 A JP 14556482A JP 14556482 A JP14556482 A JP 14556482A JP H0244511 B2 JPH0244511 B2 JP H0244511B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
minutes
residual activity
substrate
alkali metal
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP14556482A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5934885A (en
Inventor
Yoichi Hashimoto
Aryasu Shibata
Shigenori Tanaka
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.)
Seikagaku Corp
Original Assignee
Seikagaku 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 Seikagaku Corp filed Critical Seikagaku Corp
Priority to JP14556482A priority Critical patent/JPH0244511B2/en
Publication of JPS5934885A publication Critical patent/JPS5934885A/en
Publication of JPH0244511B2 publication Critical patent/JPH0244511B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は食菌から得られるアルカリ金属プロテ
アーゼ及びその製造法に関し、更に詳しくは、真
正担子菌の一種で、サルノコシカケ科マイタケ属
に属するマイタケ〔Grifola frondosa(Fr.)S.
F.Gray〕の子実体又はその倍養菌体から抽出し
て得られるアルカリ金属プロテアーゼに関するも
のである。 従来、触媒作用を発現するために亜鉛を必須成
分とする金属プロテアーゼとしては、微生物で
は、枯草菌、バチルス・スブチリス(Bacillus
subtilis)、バチルス・テルモプロテオリチウス
Bacillus thermoproteolytieus)などの培養液
中の中性金属プロテアーゼ、コウジ菌、アスペル
ギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)、アス
ペルギルス・ソジヤエ(Aspergillus sojae)な
どの培地から得られる二種の中性金属プロテアー
ゼ、ナラタケ(Arimillaria mellea)子実体に
存在する低分子の中性金属プロテアーゼがあり、
また動物では、ハブ、マムシ、ガラガラヘビの蛇
毒成分であるアルカリ金属プロテアーゼとウサギ
の腎臓やウシの下垂体から得られる中性金属プロ
テアーゼが知られている。これら金属プロテアー
ゼには分子量14000〜90000の範囲で多種類のもの
があり、亜鉛原子以外にカルシウム原子を含むも
のもある。多くの中性金属プロテアーゼは至適PH
が6〜7の範囲にあるが、蛇毒のアルカリ金属プ
ロテアーゼにあつては、その至適PHが8〜9の弱
アルカリ側にある。また、これらの中性及びアル
カリ金属プロテアーゼは、ナラタケ子実体の中性
金属プロテアーゼがN末端側にリジン残基を有す
るペプチド結合、−X−CO−NH−Lys−を優先
的に分解する特異性を示す以外に、N末端側のア
ミノ酸がロイシン、フエニルアラニンあるいはバ
リンであるペプチド結合、−N−CO−NH−Leu
−、−X−CO−NH−Phe−、−X−CO−NH−
Val−を主に分解する特異性もあることが知られ
ている(Xはアミノ酸残基を表わす)。 本発明の目的は、従来の研究によつて明らかに
された細菌、糸状菌、蛇毒又は哺乳動物の臓器由
来の中性又はアルカリ金属プロテアーゼと比べ
て、その性質及び特異性を異にする新規な耐熱性
アルカリ金属プロテアーゼを提供することであ
る。 本発明者らは、マイタケ子実体の抽出液に含ま
れるタンパク分解酵素を総合的に研究した結果、
分子量が22000で、タンパク1分子当たりに1原
子の亜鉛を含有し、カゼイン又はアゾコールの分
解に対する至適PHが9〜10にあり、ロイシン、フ
エニルアラニン、バリン又はリジン残基のN末端
側のペプチド結合を特異的に加水分解するエンド
ペプチターゼ活性を示すアルカリ金属プロテアー
ゼを見出し、本発明を完成するに至つた。 即ち、本発明の耐熱性金属プロテアーゼは、次
の酵素化学的性質をするものである。 分子量:約22000(ゲルろ過法、SDSゲル電気泳動
法) 約21300(アミノ酸分析) 安定なPHの範囲:3〜10(4℃に24時間保つたと
きの活性残存率100%のPH範囲) 温度安定性:60℃(PH7.0で60分間熱処理した際
の活性残存率100%の温度)70℃(PH7.0で60分
間熱処理した際の活性残存率70%の温度) 作用至適PH:9〜10(基質:カゼイン、アゾコー
ル、アルブミン) 作用至適温度:70℃(アゾカゼインを基質として
用い、PH9で10分間反応したときの温度) 等電点:7.5 含有金属:タンパク1分子当り亜鉛1原子 賦活剤:特に必要としない。 阻害剤:エチレンジアミンテトラアセテート
(EDTA)、1,10−フエナントロリン、α,
α′−ジピリジル、ジチオスレイトール、β−メ
ルカプトエタノール、グルタチオン(還元型)。 EDTAによる阻害は、Zn2+、Mn2+又はCo2+
を添加すると活性が回復する。 基質特異性:カゼイン、アゾカゼイン、アゾコー
ル、コンゴーレツドエラスチン、アルブミン、
インシユリン、ポリリジンなどのタンパク質又
はペプチドにおけるロイシン、フエニルアラニ
ン、バリン及びリジン残基のN末端側ペプチド
結合を特異的に加水分解する。 また、その製造法は、マイタケ子実体又はその
菌体からPH3〜10の塩溶液を用いて抽出を行な
い、得られた抽出液を精製することを特徴とす
る。 本発明において用いるマイタケは自家で、酵母
エキス、麦芽エキス、ブドウ糖を含む通常の培地
(PH5〜6)を用いて20〜25℃で培養したマイタ
ケの菌体を用いてもよいが、市販されている子実
体を用いてもよい。 以下、詳細に本発明プロテアーゼの製造法につ
いて述べる。まず、マイタケ実子体を細断したも
の、または培養して得た菌体から中性塩溶液とと
もに、ブレンダーで処理した後、直ちに遠心分離
して抽出液を得る。抽出に用いる溶液のPH範囲は
3〜10でよく、また塩濃度は0.05Mから0.5Mの
範囲である。これらの処理及び以後の処理は、4
℃以下の低温で実施することが望ましい。 このようにして得られた抽出液に硫酸アンモニ
ウムを加え、30%飽和で生じた沈殿を除去し、更
の硫酸アンモニウムを加えて、80%飽和で生じた
沈殿を分取する。 次に、得られた沈殿を溶解し、透析あるいはセ
フアデツクスG−25(商品名)等のゲルろ過剤の
カラムを用いて、硫酸アンモニウムを除去すると
ともに、PHを5に調整した後、陽イオン交換体、
例えばカルボキシメチルセルロースのカラムに負
荷し、カラムの緩衝化に用いたPH5の溶離液(緩
衝液)中の中性塩の濃度を直線的に高めながら溶
出を行なつて、溶出液中にアルカリ金属プロテア
ーゼ画分を得る。この場合、中性塩の濃度を段階
的に高めて、特性の中性塩濃度で酵素を集中的に
溶出する方法も有効である。この画分の中性塩を
除いた後、再度、同様にしてSP−セフアデツク
ス(商品名)を用いて処理する。溶離液(緩衝
液)のPHは弱酸性であればよいが、その濃度は50
mM以下であることが望ましい。添加して酵素の
溶出に用する中性塩は特に制約されるものではな
いが、塩化ナトリウム又は塩化カリウムが適当で
ある。溶出に際して、中性塩の濃度は0から
1.0Mまで直線的に高められるか、又は0.3M、
0.5M更に0.7Mと段階的に高められる。 次いで、イオン交換クロマトグラフイーで得ら
れた画分についてゲルろ過を行ない、更に精製を
進める。この精製段階に用いるゲルろ過剤として
は、セフアデツクスG−100(商品名)あるいはセ
ルロフアインGC−200−m(商品名)が適当であ
る。ゲルろ過は50mM以下の濃度で中性の溶離液
を用いるが、0.5M以下の中性塩が存在している
ことが望ましい。 ゲルろ過後、溶出したアルカリ金属プロテアー
ゼの画分を集め、脱塩濃縮して精製標品を得る。
上記の精製過程で、マイタケのアルカリ金属プロ
テアーゼは60%の高収量で230倍に精製すること
ができる。 以上のように、本発名のアルカリ金属プロテア
ーゼは、マイタケ子実体は菌糸に大量に存在し、
容易に抽出することが可能であり、硫酸アンモニ
ウムによる分別、カルボキシメチルセルロースや
SP−セフアデツクスなどの陽イオン交換体によ
るカラムクロマトグラフイー及びセフアデツクス
G−100などのゲルろ過剤によるゲルろ過により
高い収量で純粋な酵素タンパク質にまで精製する
ことが可能である。 マイタケのアルカリ金属プロテアーゼの特徴及
び従来報告されている亜鉛含有金属プロテアーゼ
との間の性質及び特異性等における相違は、次の
通りである。 1 マイタケのアルカリ金属プロテアーゼの分子
量は約22000で、枯草菌の中性金属プロテアー
ゼ(分子量:40000)、コウジキンの二種の細胞
外中性金属プロテアーゼ(分子量:17000及び
42000)、ナラタケ子実体中性金属プロテアーゼ
(分子量:13500)及び哺乳動物臓器由来の中性
金属プロテアーゼ(分子量:90000)とは明ら
かに異なつている。 2 マイタケのアルカリ金属プロテアーゼは、作
用至適PHが9〜10で、分子量が23000〜24000、
作用至適PHが8.5〜9.5である蛇毒起原の金属プ
ロテアーゼと分子量、作用至適PH及び基質特異
性において類似しているが、PH安定性(蛇毒の
酵素:PH5〜10)及び熱安定性(PH8.5、60℃、
5分間熱処理で完全に失活)で比べると、明ら
かに異なつている。 3 マイタケのアルカリ金属プロテアーゼが示す
極めて高い熱安定性は枯草菌、特にBacillus
thermoproteolytieusの中性金属プロテアーゼ、
Thermolysinに匹敵するものであり、本酵素の
顕著な性質となつている。 マイタケの細胞内アルカリ金属プロテアーゼ
は、安定な性質及び限定された特異性を利用し
て、70℃までの種々の温度及びPH5〜10までの広
い範囲のPHでタンパク質やペプチドに作用させ、
その構造の解析や修飾に有用であるばかりでな
く、生理活性を有するタンパク質又はペプチドな
どの修飾や加工あるいは食品の処理や安定性の増
加に利用することが可能である。また、その安定
性を利用して不溶化した酵素を用いれば、種々の
温度及びPHでタンパク質を分解処理することも可
能である。この際、反応はEDTAを加えて停止
したり、また適量のZn2+やMn2+を添加すること
により再び開始できる利点がある。 次に、実施例によつて本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、これ
らによつて限定されるものではない。 実施例 水洗した新鮮な市販のマイタケ子実体(生産
量、1500g)を3倍重量の20mMトリス塩酸緩衝
液(PH7.2)とともに、ブレンダーで破砕し、菌
体からアルカリ金属プロテアーゼを抽出した。細
胞等の不溶の残基は13000×g、30分間、遠心分
離して除き上清を集めた。上集(約6)に固形
硫酸アンモニウムの粉末をよく撹拌しながら徐徐
に加え、30%飽和にした。4℃で3時間放置した
後、生じた沈殿を13000×g、30分間、遠心分離
して除いた。次いで、上清に固形の硫酸アンモニ
ウムを添加し、80%飽和にした後、4℃で20時間
放置した。沈殿は13000×g、30分間、遠心分離
して集め、少量の20mM酢酸緩衝液(PH5.0)に
溶解してから、セフアデツクスG−25のカラム
(5×38cm)に通過させて硫酸アンモニウムを除
去した。プロテアーゼ活性を有する画分を集め、
予め20mM酢酸緩衝液(PH5.0)で平衡化したカ
ルボキシメチルセルロース(ワツトマン社、CM
−32)のカラム(3.5×25cm)に吸着させた。プ
ロテアーゼの溶離は全量3の20mM酢酸緩衝液
(PH5.0)中に溶解した塩化カリウムの濃度を0か
ら1.0Mまで直線的に増加させる濃度勾配により
行つた。プロテアーゼ活性画分は0.7M〜0.8Mの
塩化カリウムで溶出された。プロテアーゼ活性画
分を集め、これを20mM酢酸緩衝液(PH5.0)で
平衡化させたセフアデツクスG−25のカラムを通
過させて脱塩した。 なお、この段階で、カルボキシメチルセルロー
スのカラムにアルカリ金属プロテアーゼを吸着さ
せ、まず、500mlの0.3M塩化カリウムを含む20m
M酢酸緩衝液(PH5.0)でカラムを洗いタンパク
質を溶出させた後、0.3Mから1.0までの塩化カリ
ウムの直線濃度勾配を用いてプロテアーゼを溶出
する方法、又は、20mM酢酸緩衝液(PH5.0)中
の塩化カリウムの濃度を0.3M、0.6M、0.8Mと段
階的に増加させ酵素を溶出させる方法がマイタケ
アルカリ金属プロテアーゼ分離精製に有効であ
る。 次に、脱塩したプロテアーゼ画分は、20mM酢
酸緩衝液(PH5.0)で緩衝化したSP−セフアデツ
クスのカラム(2.0×13cm)に吸着させ、全容量
500mlの20mM酢酸緩衝液(PH5.0)中の塩化カリ
ウムの濃度を0から0.8Mまで直線的に増加させ
る濃度勾配溶出によつて溶離した。プロテアーゼ
活性は、0.4〜0.5Mの酸化カリウムで溶出したプ
ロテアーゼ活性画分を集、Diaflowメンブレン
DM−10を用いて限外濃縮した後、20mMトリス
塩酸緩衝液(PH7.2)で平衝化したセフアデツク
スG−100のカラム(2.4×100cm)を用いてゲル
ろ過した。このゲルろ過により、アゾカゼインに
対する活性溶出曲線とタンパク質の溶出曲線が完
全に一致したアルカリ金属プロテアーゼの溶出パ
ターンが得られた。活性画分を集め、Diaflowメ
ンブレンDM−10で最外濃縮後、凍結乾操し、−
80℃で凍結保存した。なお、集めた活性画分を10
mM炭酸水素アンモニウムで平衡化したセフアデ
ツクスG−25カラムを用いて脱塩した後、凍結乾
燥してもよい。 上記の精製方法により、マイタケ子実体のアル
カリ金属プロテアーゼは粗抽出液から230倍に精
製され、その収率は60%であつた。 精製した酵素の純度は、ポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動(10%ゲル、PH4.3)及びSDSポリア
クリルアミドスラブ電気泳動(Gradient Gel8〜
15%、又は12.5%ゲル)で精製したアルカリ金属
プロテアーゼを検出した結果、Coomassie
Brilliant Blue染色でいずれの場合も単一のタン
パク染色バンドが検出できた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an alkali metal protease obtained from edible fungi and a method for producing the same, and more specifically, to a method for producing the alkali metal protease obtained from edible fungi, and more particularly to Grifola frondosa (Fr. .
The present invention relates to an alkali metal protease extracted from the fruiting body of F. Gray or its cultured cells. Conventionally, metalloproteases that require zinc as an essential component in order to exhibit catalytic activity include microorganisms such as Bacillus subtilis and Bacillus subtilis.
Neutral metalloproteases in the culture medium of Bacillus subtilis), Bacillus thermoproteolytieus , etc., and two types obtained from the culture medium of Aspergillus aspergillus, Aspergillus oryzae , Aspergillus sojae , etc. There is a low-molecular neutral metalloprotease present in the fruiting body of Arimillaria mellea .
In animals, alkali metal proteases, which are components of snake venom in snake vipers, pit vipers, and rattlesnakes, and neutral metal proteases obtained from rabbit kidneys and bovine pituitary glands are known. There are many types of these metalloproteases with molecular weights ranging from 14,000 to 90,000, and some contain calcium atoms in addition to zinc atoms. Most neutral metalloproteases have an optimal pH
is in the range of 6 to 7, but the optimum pH of snake venom alkali metal protease is on the weakly alkaline side of 8 to 9. In addition, these neutral and alkali metal proteases have the specificity that the neutral metal proteases in the fruiting body of Aracea mushroom preferentially decompose the peptide bond, -X-CO-NH-Lys-, which has a lysine residue on the N-terminal side. In addition to peptide bonds where the N-terminal amino acid is leucine, phenylalanine, or valine, -N-CO-NH-Leu
-, -X-CO-NH-Phe-, -X-CO-NH-
It is known that it has the specificity of mainly decomposing Val- (X represents an amino acid residue). The purpose of the present invention is to develop novel proteases with different properties and specificities compared to neutral or alkali metal proteases derived from bacteria, fungi, snake venom, or mammalian organs that have been revealed through previous research. An object of the present invention is to provide a thermostable alkali metal protease. As a result of comprehensive research on proteolytic enzymes contained in the extract of maitake fruiting bodies, the present inventors found that
It has a molecular weight of 22,000, contains one atom of zinc per protein molecule, has an optimal pH of 9 to 10 for the decomposition of casein or azocol, and has a leucine, phenylalanine, valine, or lysine residue on the N-terminal side. We have discovered an alkali metal protease that exhibits endopeptidase activity that specifically hydrolyzes peptide bonds, and have completed the present invention. That is, the thermostable metalloprotease of the present invention has the following enzymatic chemical properties. Molecular weight: Approximately 22,000 (gel filtration method, SDS gel electrophoresis method) Approximately 21,300 (amino acid analysis) Stable PH range: 3 to 10 (PH range with 100% residual activity when kept at 4℃ for 24 hours) Temperature Stability: 60℃ (Temperature at which 100% residual activity occurs when heat treated at PH7.0 for 60 minutes) 70℃ (Temperature at which 70% residual activity occurs when heat treated at PH7.0 for 60 minutes) Optimum pH for action: 9-10 (Substrate: casein, azocol, albumin) Optimum temperature for action: 70℃ (Temperature when reacting for 10 minutes at PH9 using azocasein as a substrate) Isoelectric point: 7.5 Metals contained: 1 zinc per molecule of protein Atomic activator: Not particularly required. Inhibitor: ethylenediaminetetraacetate (EDTA), 1,10-phenanthroline, α,
α'-dipyridyl, dithiothreitol, β-mercaptoethanol, glutathione (reduced form). Inhibition by EDTA is inhibited by Zn 2+ , Mn 2+ or Co 2+
The activity is restored by adding . Substrate specificity: casein, azocasein, azocol, congolet elastin, albumin,
It specifically hydrolyzes the N-terminal peptide bonds of leucine, phenylalanine, valine, and lysine residues in proteins or peptides such as insulin and polylysine. Moreover, the manufacturing method is characterized by extracting the maitake fruiting body or its bacterial cells using a salt solution of pH 3 to 10, and purifying the obtained extract. The maitake mushrooms used in the present invention may be self-cultured maitake cells grown at 20 to 25°C in a normal medium (PH5 to 6) containing yeast extract, malt extract, and glucose, but commercially available You may also use the fruiting body. The method for producing the protease of the present invention will be described in detail below. First, shredded maitake fruit bodies or bacterial cells obtained by culturing are treated with a neutral salt solution in a blender, and then immediately centrifuged to obtain an extract. The pH range of the solution used for extraction may be from 3 to 10, and the salt concentration may be from 0.05M to 0.5M. These processes and subsequent processes are described in 4.
It is desirable to conduct the test at a low temperature below ℃. Add ammonium sulfate to the extract thus obtained, remove the precipitate formed at 30% saturation, add more ammonium sulfate, and collect the precipitate formed at 80% saturation. Next, the obtained precipitate is dissolved, and ammonium sulfate is removed using dialysis or a gel filtration agent column such as Cephadex G-25 (trade name), and the pH is adjusted to 5. ,
For example, by loading a carboxymethyl cellulose column and performing elution while linearly increasing the concentration of neutral salts in the PH5 eluent (buffer) used to buffer the column, alkali metal proteases may be present in the eluate. Obtain fractions. In this case, it is also effective to increase the concentration of the neutral salt stepwise and elute the enzyme intensively at a characteristic neutral salt concentration. After removing the neutral salt from this fraction, it is treated again in the same manner using SP-Sephadex (trade name). The pH of the eluent (buffer) should be weakly acidic, but its concentration should be 50
It is desirable that the amount is not more than mM. The neutral salt added and used for enzyme elution is not particularly limited, but sodium chloride or potassium chloride is suitable. During elution, the concentration of neutral salts varies from 0 to
Enhanced linearly up to 1.0M or 0.3M,
It will be increased step by step to 0.5M and then 0.7M. Next, the fraction obtained by ion exchange chromatography is subjected to gel filtration for further purification. As the gel filtration agent used in this purification step, Cephadex G-100 (trade name) or Cellulofine GC-200-m (trade name) is suitable. Gel filtration uses a neutral eluent with a concentration of 50mM or less, but it is desirable that a neutral salt of 0.5M or less is present. After gel filtration, the eluted alkali metal protease fractions are collected, desalted and concentrated to obtain a purified sample.
Through the above purification process, maitake alkali metal protease can be purified 230 times with a high yield of 60%. As mentioned above, the alkali metal protease of this invention exists in large quantities in the hyphae of maitake fruiting bodies.
It can be easily extracted, fractionated with ammonium sulfate, carboxymethylcellulose and
It is possible to purify the enzyme protein in a high yield to a pure enzyme protein by column chromatography using a cation exchanger such as SP-Sephadex and gel filtration using a gel filtration agent such as Sephadex G-100. The characteristics of maitake alkali metal protease and the differences in properties, specificity, etc. between it and conventionally reported zinc-containing metal proteases are as follows. 1 The molecular weight of maitake alkali metal protease is approximately 22,000, the neutral metal protease of Bacillus subtilis (molecular weight: 40,000), and the two extracellular neutral metal proteases of Kojikin (molecular weight: 17,000 and
42,000), which is clearly different from the neutral metalloprotease from the fruiting body of Araceae (molecular weight: 13,500) and the neutral metalloprotease derived from mammalian organs (molecular weight: 90,000). 2 Maitake alkali metal protease has an optimal pH of 9 to 10, a molecular weight of 23,000 to 24,000,
It is similar in molecular weight, optimum pH, and substrate specificity to metalloproteases originating from snake venom, which has an optimum pH of 8.5 to 9.5, but has poor pH stability (snake venom enzymes: PH5 to 10) and thermostability. (PH8.5, 60℃,
(completely inactivated by heat treatment for 5 minutes), there is a clear difference. 3. The extremely high thermostability of maitake alkali metal proteases has been shown to be beneficial for Bacillus subtilis, especially Bacillus.
thermoproteolytieus neutral metalloprotease,
It is comparable to Thermolysin, and is a remarkable property of this enzyme. The intracellular alkali metal protease of maitake takes advantage of its stable nature and limited specificity to act on proteins and peptides at various temperatures up to 70°C and over a wide range of pH from 5 to 10.
Not only is it useful for analyzing and modifying its structure, but it can also be used for modifying and processing physiologically active proteins or peptides, and for processing and increasing the stability of foods. Furthermore, by using an enzyme that has been made insolubilized by taking advantage of its stability, it is also possible to decompose proteins at various temperatures and pH levels. At this time, there is an advantage that the reaction can be stopped by adding EDTA or restarted by adding an appropriate amount of Zn 2+ or Mn 2+ . Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by these unless the gist of the invention is exceeded. Example Fresh, commercially available maitake fruiting bodies (production amount, 1500 g) washed with water were crushed in a blender with 3 times the weight of 20 mM Tris-HCl buffer (PH7.2), and alkali metal protease was extracted from the bacterial cells. Insoluble residues such as cells were removed by centrifugation at 13,000 xg for 30 minutes, and the supernatant was collected. Solid ammonium sulfate powder was gradually added to the supernatant (approximately 6) while stirring well to achieve 30% saturation. After being left at 4°C for 3 hours, the resulting precipitate was removed by centrifugation at 13,000 xg for 30 minutes. Next, solid ammonium sulfate was added to the supernatant to achieve 80% saturation, and the mixture was left at 4° C. for 20 hours. The precipitate was collected by centrifugation at 13,000 x g for 30 minutes, dissolved in a small amount of 20 mM acetate buffer (PH5.0), and passed through a Sephadex G-25 column (5 x 38 cm) to remove ammonium sulfate. did. Collect fractions with protease activity,
Carboxymethylcellulose (Watmann, CM) equilibrated with 20mM acetate buffer (PH5.0)
-32) column (3.5 x 25 cm). Elution of the protease was performed using a concentration gradient in which the concentration of potassium chloride dissolved in a total volume of 3 volumes of 20 mM acetate buffer (PH5.0) was linearly increased from 0 to 1.0M. The protease active fraction was eluted with 0.7M to 0.8M potassium chloride. The protease active fractions were collected and desalted by passing through a Sephadex G-25 column equilibrated with 20 mM acetate buffer (PH5.0). At this stage, the alkali metal protease was adsorbed onto a carboxymethylcellulose column, and first, 20ml of 20ml containing 500ml of 0.3M potassium chloride
Wash the column with M acetate buffer (PH5.0) to elute the protein, and then elute the protease using a linear concentration gradient of potassium chloride from 0.3M to 1.0, or use 20mM acetate buffer (PH5.0) to elute the protease. 0) is effective for separating and purifying maitake alkaline metal protease by increasing the concentration of potassium chloride in stepwise steps to 0.3M, 0.6M, and 0.8M to elute the enzyme. Next, the desalted protease fraction was adsorbed onto an SP-Sephadex column (2.0 x 13 cm) buffered with 20 mM acetate buffer (PH5.0), and the total volume was
Elution was carried out by gradient elution with linearly increasing concentrations of potassium chloride from 0 to 0.8M in 500ml of 20mM acetate buffer (PH5.0). To measure protease activity, collect the protease active fraction eluted with 0.4-0.5M potassium oxide and transfer to Diaflow membrane.
After ultraconcentration using DM-10, gel filtration was performed using a Sephadex G-100 column (2.4 x 100 cm) equilibrated with 20 mM Tris-HCl buffer (PH7.2). This gel filtration yielded an elution pattern for alkali metal protease in which the activity elution curve for azocasein and the protein elution curve completely matched. The active fractions were collected, concentrated using Diaflow membrane DM-10, and freeze-dried.
It was stored frozen at 80°C. In addition, the collected active fractions were divided into 10
It may be desalted using a Sephadex G-25 column equilibrated with mM ammonium bicarbonate and then freeze-dried. By the above purification method, the alkali metal protease of maitake fruiting body was purified 230 times from the crude extract, and the yield was 60%. The purity of the purified enzyme was determined by polyacrylamide gel electrophoresis (10% gel, PH4.3) and SDS polyacrylamide slab electrophoresis (Gradient Gel8~
Coomassie
A single protein-stained band could be detected with Brilliant Blue staining in all cases.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 次の酵素化学的性質を有する耐熱性アルカリ
金属プロテアーゼ。 分子量:約22000(ゲルろ過法、SDSゲル電気泳動
法) 約21300(アルノ酸分析) 安定なPHの範囲:3〜10(4℃に24時間保つたと
きの活性残存率100%のPH範囲) 温度安定性:60℃(PH7.0で60分間熱処理した際
の活性残存率100%の温度)70℃(PH7.0で60分
間熱処理した際の活性残存率70%の温度) 作用至適PH:9〜10(基質:カゼイン、アゾコー
ル、アルブミン) 作用至適温度:70℃(アゾカゼインを基質として
用い、PH9で10分間反応したときの温度) 等電点:7.5 含有金属:タンパク1分子当り亜鉛1原子 賦活剤:特に必要としない。 阻害剤:エチレンジアミンテトラアセテート
(EDTA)、1,10−フエナントロリン、α,
α′−ジピリジル、ジチオスレイトール、β−メ
ルカプトエタノール、グルタチオン(還元型)。 EDTAによる阻害は、Zn2+、Mn2+又はCo2+
を添加すると活性が回復する。 基質特異性:カゼイン、アゾカゼイン、アゾコー
ル、コンゴーレツドエラスチン、アルブミン、
インシユリン、ホリリジンなどのタンパク質又
はペプチドにおけるロイシン、フエニルアラニ
ン、バリン及びリジン残基のN末端側ペプチド
結合を特異的に加水分解する。 2 マイタケ子実体又はその菌体から、PH3〜10
の塩溶液を用いて抽出を行ない、得られた抽出液
を精製することを特徴とし、次の酵素化学的性質
を有する耐熱性アルカリ金属プロテアーゼの製造
法。 分子量:約22000(ゲルろ過法、SDSゲル電気泳動
法) 約21300(アルノ酸分析) 安定なPHの範囲:3〜10(4℃に24時間保つたと
きの活性残存率100%のPH範囲) 温度安定性:60℃(PH7.0で60分間熱処理した際
の活性残存率100%の温度)70℃(PH7.0で60分
間熱処理した際の活性残存率70%の温度) 作用至適PH:9〜10(基質:カゼイン、アゾコー
ル、アルブミン) 作用至適温度:70℃(アゾカゼインを基質として
用い、PH9で10分間反応したときの温度) 等電点:7.5 含有金属:タンパク1分子当り亜鉛1原子 賦活剤:特に必要としない。 阻害剤:エチレンジアミンテトラアセテート
(EDTA)、1,10−フエナントロリン、α,
α′−ジピリジル、ジチオスレイトール、β−メ
ルカプトエタノール、グルタチオン(還元型)。 EDTAによる阻害は、Zn2+、Mn2+又はCo2+
を添加すると活性が回復する。 基質特異性:カゼイン、アゾカゼイン、アゾコー
ル、コンゴーレツドエラスチン、アルブミン、
インシユリン、ホリリジンなどのタンパク質又
はペプチドにおけるロイシン、フエニルアラニ
ン、バリン及びリジン残基のN末端側ペプチド
結合を特異的に加水分解する。
[Scope of Claims] A thermostable alkali metal protease having the following enzymatic chemical properties. Molecular weight: Approximately 22,000 (gel filtration method, SDS gel electrophoresis method) Approximately 21,300 (arnoic acid analysis) Stable PH range: 3 to 10 (PH range with 100% residual activity when kept at 4°C for 24 hours) Temperature stability: 60℃ (Temperature at which the residual activity rate is 100% when heat treated at PH7.0 for 60 minutes) 70℃ (Temperature at which the residual activity rate is 70% when heat treated at PH7.0 for 60 minutes) Optimum pH for action :9-10 (Substrate: casein, azocol, albumin) Optimum temperature for action: 70℃ (Temperature when reacting for 10 minutes at PH9 using azocasein as a substrate) Isoelectric point: 7.5 Metal content: Zinc per molecule of protein Single-atom activator: Not particularly required. Inhibitor: ethylenediaminetetraacetate (EDTA), 1,10-phenanthroline, α,
α'-dipyridyl, dithiothreitol, β-mercaptoethanol, glutathione (reduced form). Inhibition by EDTA is inhibited by Zn 2+ , Mn 2+ or Co 2+
The activity is restored by adding . Substrate specificity: casein, azocasein, azocol, congolet elastin, albumin,
It specifically hydrolyzes the N-terminal peptide bonds of leucine, phenylalanine, valine, and lysine residues in proteins or peptides such as insulin and phorilysine. 2 From maitake fruiting body or its bacterial cells, PH3-10
A method for producing a heat-stable alkali metal protease having the following enzymatic chemical properties, the method comprising performing extraction using a salt solution of and purifying the obtained extract. Molecular weight: Approximately 22,000 (gel filtration method, SDS gel electrophoresis method) Approximately 21,300 (arnoic acid analysis) Stable PH range: 3 to 10 (PH range with 100% residual activity when kept at 4°C for 24 hours) Temperature stability: 60°C (temperature at which 100% residual activity occurs when heat treated at PH7.0 for 60 minutes) 70°C (temperature at which 70% residual activity occurs when heat treated at PH7.0 for 60 minutes) Optimum pH for action :9-10 (Substrate: casein, azocol, albumin) Optimum temperature for action: 70℃ (Temperature when reacting for 10 minutes at PH9 using azocasein as a substrate) Isoelectric point: 7.5 Metal content: Zinc per molecule of protein Single-atom activator: Not particularly required. Inhibitor: ethylenediaminetetraacetate (EDTA), 1,10-phenanthroline, α,
α'-dipyridyl, dithiothreitol, β-mercaptoethanol, glutathione (reduced form). Inhibition by EDTA is inhibited by Zn 2+ , Mn 2+ or Co 2+
The activity is restored by adding . Substrate specificity: casein, azocasein, azocol, congolet elastin, albumin,
It specifically hydrolyzes the N-terminal peptide bonds of leucine, phenylalanine, valine, and lysine residues in proteins or peptides such as insulin and phorilysine.
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