(12) 特許協力条約に基づ て公開さ
れ
た国際出願 (19)世界 知的所有 権機関 国際事務局 (10)国際公開番号 (43)国際公開日 2011 年 1月 13 日(13.01.2011)PCT
WO 2011/004654 A l
(51) 国際特 許 分類 (74) 理人: 台(HAGINOMikiharu); 〒5090109 C12N 9/02(2006.01) Cl 2Q 1/54(2006.01) 岐阜 各務 京市テ クノ フラザ1
丁目1
番地 C 2Q 1/32(2006.01) Gi血(JP). (21) 国際 出願 番 号 PCT/JP20 10/058603 (81) 定国(表示のな 限り、全ての種類の国 内保 可 ) :AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA,(22) 国際 出願日 2010年5月2 1日(21.05.2010) BB, BG, BH, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, Cの,
(25) 国際 出願の言語 日木語 CR, CU, CZ, DE, DK, DM, Dの, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS,
(26) 国際公開の言語 日木語 JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, L
・K, L・R,
(30) 優先権データ LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW,
MX, MY, MZ, NA, NG, NI, Nの
特願2009-163208 2009 年7月10 日(10.07.2009) JP , NZ, OM, PE, PG, PH, PL, PT, Rの, RS, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST,
(71) 出願人 (米国を除<全ての指定国につ1 て) :天 SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ,
野エンザ イム 株 式 会 (AMANO ENZYME INC.) VC, VN, ZA, ZM, ZW.
[JP/JP]; 〒4608630 愛 知県名古屋市 中 区錦一丁目
(84) 国(表示
2 番7 号 Aichi (JP). 可 のな 限り、全ての種類の哀域保
) :ARIPO (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, (72) 発明者 および MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW), --Lーラシア (75) 発明者/出願人 (米国につ1 てのみ) :杉浦 敏 行 (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), ヨーロ ツパ (Sugiura Toshiyuki) JP/JP]; 〒5090109 岐阜県各務 (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR,
原市テ クノフラザ ー丁目6 番 天野エンザ イ GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT,
ム株 式 会 社 岐阜 研究 所内 Gifu (JP)・廣 瀬 芳 NL, NO, PL, PT, RO, SE, SI, SK, SM, TR), OAPI (BF,
J (HIROSE Yoshihiko) [JP/JP]; 〒5090109 岐阜県各 BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE,
務原市テ クノ フラザ ー丁目6 番 天野エンザ SN, TD, TG).
イム株 式 会 社 岐阜研究 所内 Gifu(JP). 添付公開書類
国 帯 査報告 条約第2 1条 (3))
(54) Title:GLUCOSE DEHYDROGENASE DERIVED FROM MUCOR MICROORGANISM
(54) 発明の名 称 :ムコール属 由来のグルコースデヒドロゲナーゼ
(57) Abstract: Disclosed is an enzyme (glucose dehydrogenase) for use in the quantification of glucose, which has high practical appli・cability Sp i・fically ・sclosed i・s glucose dehydrogenase deri・ved
甘om a mi・croorgani・sm belongi・ng to the genusM cor,w ・
・ ㏄ 山 ㎞ch
has the following properties: (1) activity: the enzyme can catalyze a reaction for oxidizing a hydroxy group in glucose in the pres ence of an el㏄吐on i㏄eptor to produce glucono-δ-lactone・, and (2) substrate sp㏄ificity:the enzyme has low reactivity withm al
tose, D-xylose and D-galactose.
(57) 要 約 実用性の高 グルコース定量用酵素 グルコースデヒドロゲナーゼ を提供する ことを課 題 とする 。 以下の特 性、即ち(1)作用 電子受容体存 在下 で グルコースの水酸 基を酸 化 して グルコ ノーδ- ラ
ク トンを生 成する反応を触 媒する こと、(2)基質特異性 マ ル トース、D-キシロース、及びD-ガラク トー スに対する反応性 が 低 こと、を備 え る、ムコー ル 属 由来のグルコースデヒ ドロゲ ナーゼが提供され る。
明
細
書
発
明
の
名称
:
ム
コー
ル属 由
来
の
グル
コー
ス
デ
ヒド
ロゲ
ナ
ー
ゼ
技
術
分
野
000 本発明はムコール 由来のグルコースデヒ ドロゲナーゼ ( グルコース脱水素 酵 素 ) 、その製造方法、及びその用途に関す
る。木出願は、2
009
年7
月 「0
日に出願された日木国特許出願第2
009
「6
3
0
8
号に基づく優 先権を主 張す
るものであり、当該特許出願の全内容は参照により援用され
る背
景技
術
000 糖 尿 病 患者の 自己血糖測定は極め
て重要であり、血糖 値を特異 的に正確に 測定できることが必要である。その用途に用いられる酵 素として グルコース オキシ ダ一
ゼ (日 1 4) 依 存型グルコースデヒ ドロゲナーゼ ( ・ ・ ・ ・ ) p 依 存型グルコースデヒ ドロゲナーゼ (日 1 2) (例え ば特許 文献 「~
3
を参照) 、「
依 存型グルコースデヒ ドロゲナーゼ ( ・ 0) (例えば特許 文献 、 、非特許 文献 「~
を参照) 等 が挙 げられ るが、過去の報告にある ように各酵 素にはそれ
ぞれ
いくつかの欠 点が認め
られ
る。 0003 比較的良いとされている「
依 存型グルコースデヒ ドロゲナーゼでも基質特 異性に問題があり、測定値の正確性を損ね
る場 合のあることが知られている 。具体的には、糖 尿 病 患者の消化 管の吸収 性試験 で一般的に用いられるキシ ロースに対 して反 応す
ることから、キシロース吸収試験中の糖 尿 病 患者 では 、血中にキシロース吸収試験 で吸収されたキシロースが 混在 し、血糖 値が実 際の値 より高く示され
てしまう。 000 一方、過去に報 告のあるアスペルギルス属の「
依 存型グルコースデヒ ドロ ゲナーゼはキシロースに対す
る特異性 が悪 く、グルコース比でキシロースに 対 して~
程 度反 応す
ることが知られている。また、アスペルギルス属は 一般に生育が遅く、酵 素を取得す
るのに時間がかかる という問題もある。〒支市行
文
献 000 特許 文献 : 特開2000
0
8 8 号公ま き許 文献 : 特開200
「一 「97 8 8 8
号公ま き許 文献3 : 特開200
「 号公ま き許 文献 : 国 公開第200
0
8
9
8
号パ ンフレツ ト き許 文献 : 国 公開第200
7
「39 0
「3 号パ ンフレツ ト 000 ヨト特許 文献 : ud s On h g u c o s d hyd r og na s O s p r g s Or y al
nduc o n O s Sy n h s s by pb n oq
n o n an d hy droq n o n ・ ak an d a o och o p h y s c a 3 2 ( ) ヨト特許 文献 : ud s On h g c o s d hyd r og na s O s p r g Us Or y al
pur c a o n an d phys c a an d Gh c a pr op r s ・ ak och o p h y s c a 3 23
( ) ヨト特許 文献3 : ud s On h g c o s d hyd r og na s O s p r g Us Or y al
n r a en y a c pr op r s ・ ak och o p h y s c a 33
( ) ヨト特許 文献 : ud s On h g c o s d hyd r og na s O s p r g Us Or y al
dr
s d u as an ac v S ・ ak an d a o och o p h y s c a 333
( )発
明が解決
しよ
うとする
課
題
000 そこで本発明は、実用性の高いグルコース定量用酵 素 (グルコースデヒ ド ロゲナーゼ) を提 供す
ることを課 題 とす
る。課 題
を解決
す
る
た
め
の
手
段
0008 本発明者らは上記課 題に鑑み
て鋭意検討 した。まず、供給の面からグルコ ースデヒ ドロゲナーゼを生産す
る生育の早い菌株を見出す
ことが重要であると考え、ムコール属 ( uc o
r )
に注目して グルコースデヒ ドロゲナーゼ生産菌 を探 索 した。ムコール属の場 合、培養液中に黒色 色素を多量に産生す
ること が多く、さ らに培地成分により粘 性 成分 を含む場 合もあり、多数の菌株につ いて目的の酵 素活性を確認す
るため
には様々
な技 術が 要求され困難を極め
た 。 しかし、鋭意検討の結 果、ムコール属に属す
る多数の菌株 が基質特異性の 高いグルコースデヒ ドロゲナーゼを産生す
ることを確認 した。中でもムコー ルプライ 二 ( c or
pra
) 、ムコールヤ
バニカス ( uc or
a va n cus) ムコールダイ モル フオスポラス ( uc or
orphospor
s ) 及びムコールサル ,ンネ ロイデス ( uc or
crc
n o s ) が産生す
るグルコースデヒ ドロゲナ ーゼは基質特異性 が極め
て高いものであった。このように、本発明者らの検 討の結 果、グルコースデヒ ドロゲナーゼの生産菌 と してムコール属微 生物 が 非常に適 していることが判明す
る と ともに、実用性に優れ
たグルコースデヒ ドロゲナーゼが 見出された。以下に示す
本発明はこれらの成果に基づく。尚 、ムコール属 由来のグルコースデヒ ドロゲナーゼに関す
る報告は過 去に無い 「 以下の特性を備 え る、ムコール属 由来のグルコースデヒ ドロゲナー ゼ : ( )作用 : 電子受容体存在 下 で グルコースの水酸 基を酸 化 して グルコノ一 む一ラク トンを生成す
る反 応を触媒す
る ; ( )基質特異性 : マル トース、 キシロース、及び ガラク トースに対す
る反 応性 が低い。2
グルコースに対す
る反 応性を 00 としたときの キシロースに対す
る反 応性 が8 以下 である、 「 に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ。3
グルコースに対す
る反 応性を 00 としたときのマル トースに対す
る反 応性、 グルコースに対す
る反 応性を 00 としたときの ガラク トース に対す
る反 応性 がともに 以下 である、 「 又 は2
に記載のグルコー スデヒ ドロゲナーゼ。 マル トース及び ガラク トースに対す
る実質的な反 応性 がない、3
に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ。 ムコールプラ イニ、ムコールヤバ ニカス、ムコールダイ モル フオ スポラス又 はムコールサルシ ネロイデスに由来す
る酵 素 である、 「~
の いずれ
か一項に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ。6
ムコールプ ライ ニがムコールプ ライ二 株 ( 株 ) で あ り、ムコールヤバニカスがムコールヤバニカス 株であり、ムコール ダイ モル フオスポラスがムコールダイ モル フオスポラス 3 株であり、 ムコールサルシ ネロイデスがムコールサルシ ネロイデス 株である、 に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ。7
ムコールプ ライ二に由来す
る酵 素 であり、以下の特性を更に備 え る 、 「~
の いずれ
か一項に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ : (3) 分子量 : 約 6 万 a (ゲルろ過による ( ) 至適p : 付 近 ; ( )至適温度 : 50。C付 近。8
ムコールヤバニカスに由来す
る酵 素 であり、以下の特性を更に備 え る、 「~
の いずれ
か一項に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ : (3) 分子量 : 約 万 a (ゲルろ過による) ; ( ) 至適p : 付 近 ; ( )至適温度 : 40。C付 近。9
以下のステッ
プ( )及び ( ) を含ん でな る、グルコースデヒ ドロゲナ ーゼの製造法 : ( )ヴルコースデヒ ドロゲナーゼ生産能を有す
るムコール属微 生物 を培養す
るステッ
プ ; 養後の培養液 及び 又 は菌体 より、グルコースデヒ ドロゲナーゼを回 収す
るステッ
プ。 「0
「~
8
の いずれ
か一項に記載のグルコースデヒ ドロゲナ ーゼを用いて試料中のグルコースを測定す
ることを特 徴 とす
る、グルコース 測定法。「 「 「
~
8
の いずれ
力 一項に記 載のグルコ一
スデヒ ドロゲナ一
ゼを含むことを特 徴 とす
るグルコ一
ス測定用試薬。 「2
「 「 に記 載のグルコ一
ス測定用試薬を含む、グルコ一
ス測定 用キッ
ト。 000 図 ムコールプ ライ二由来酵 素の至適 を示す
グラフ。 図 ムコールプ ライ二由来酵 素の至適温度を示す
グラフ。 図3 ムコールヤバニカス由来酵 素の至適 を示す
グラフ。 図 ムコールヤバニカス由来酵 素の至適温度を示す
グラフ。発
明 を
実
施
する
た
め
の
形 態
00 0 (用 木明細書において用語 「単離され
た」は 「精 製 され
た」 と交換可能に使用 される。本発明の酵 素 ( グルコースデヒ ドロゲナーゼ) に関して使用す
る場 合の 「単離された」 とは、本発明の酵 素 が 天 然材料に由来す
る場 合、当該天 然材料の中で当該酵 素以 外の成分 を実質的に含ま ない (特に交雑タンパク質 を実質的に含ま ない) 状 態をいう。具体的には例えば、本発明の単離され
た 酵 素 では、交雑タンパク質の含有量は重量 換算で全体の約 0 未 満、好ま し くは約 0 未 満、更に好ま しくは約 未 満、より一層 好 ま しくは約 未 満 である。尚、それ
と異な る意味を表す
ことが明らかでない限り、木明細書に おいて単に 「グルコースデヒ ドロゲナーゼ」 と記載 した場 合は 「単離された 状 態のグルコースデヒ ドロゲナーゼ」を意味す
る。 00 (グルコースデヒ ドロゲナーゼ及びその生産菌) 本発明の第 「の局面はグルコースデヒ ドロゲナーゼ及びその生産菌を提 供す
る。本発明のグルコースデヒ ドロゲナーゼ (以下、 「木酵 素」 ともいう) は以下の特性を備 え る。まず、木酵 素は次の反 応、即ち、電子受容体存在 下 で グルコースの水酸 基を酸 化 して グルコノ一む一ラク トンを生成す
る反 応を 触媒す
る。一方、木酵 素は基質特異性に優れ
、 グルコースに対 して選択的 に作用す
る。詳 しくは、木酵 素は キシロースに対す
る反 応性 が極め
て低 く、マル トースや ガラク トースなどに対
す
る反 応性も極め
て低い。具体的に は グルコースに対す
る反 応性を 00 としたときの キシロースに対す
る反 応性 が8 以下 である。好ま しくは当該反 応性 が 以下 である。尚、後述の実 施例に示す
通 り、ムコールプ ライ二又 はムコールヤバニカス由来の酵 素 では 当該反 応性 が を示 した。また、ムコールダイ モル フオスポラス又 はムコー ルサルシ ネロイデス由来の酵 素 では当該反 応性 が を示 した。 00 方、 グルコースに対す
る反 応性を 00 としたときのマル トースに対す
る反 応性、 グルコースに対す
る反 応性を 00 としたときの ガラク トース に対す
る反 応性 がともに 以下 である。好ま しくは当該反 応性 が実質0であ る ( ちマル トース及びガラク トースに対す
る実質的な反 応性 がない) 。 00 以上のような優れ
た基質特異性を有す
る木酵 素は、試料中のグルコース量 を正確に測定す
るため
の酵 素として好ま しい。即ち、木酵 素によれ
ば試料中 に キシロースやマル トース或いは ガラク トースなどの交雑物 が存在 して いた場 合であっても目的のグルコース量をよ り正確に測定す
ることが可能 で ある。従って木酵 素は、試料中にこのような 交雑物の存在 が予想又 は懸 念され
る用途 (典 型的には血液中のグルコース量の測定) に適 したものである と いえ、しかも当該用途も含め
様々
な用途に適用可能 で あること、即ち汎用性 が高いともいえ る。尚、木酵 素の反 応性及び基質特異性は、後述の実施例に 示す
方法で測定 ・評価す
ることができる。 00 木酵 素の由来、即ち木酵 素の生産菌はムコール属微 生物である。本発明者 らの検討の結 果、様々
なムコール属微 生物 が グルコースデヒ ドロゲナーゼを 産生す
ることが判明した。上記特性を有す
る木酵 素を産生可能 で ある限りに おいて生産菌は限定 されないが、好ま しくは、木酵 素はムコールプ ライ ニ、 ムコールヤバニカス、ムコールダイ モル フオスポラス又 はムコールサルシ ネ ロイデスに由来す
る。生産菌は野生株 (天 然からの分離株であって、遺 伝子 操 作などの変異 ・改変処理が施されていないもの) で あっても変異株であっ てもよい。尚、ムコール属微 生物のグルコースデヒ ドロゲナーゼ遺 伝子を宿 主微 生物に導 入して得られた形質転 換 体が産生す
るグルコースデヒ ドロゲナ一
ゼもムコール属 由来のデヒ ドロゲナーゼに該 当す
る。 00 木酵 素の生産菌の具体例を示す
とムコールプ ライ二 0株 (現在はムコ ールサルシ ネロイデス 株として保 管されている) 、ムコールヤバニ カス 株、ムコールダイ モル フォスポラス 3 株、ムコールサル シ ネロイデス 株である。これらの菌株は 力ルチャ
ーコ レクショ ン (独立行 政法人 製品評価 技 術 基盤機構バイオテクノ ロジー木部 生物遺 伝資源 部門、 〒 9 08 8日
木国千葉 県木更津市かずさ鎌 足8)
に保 管され
た菌株であり、独立行 政法人 製品評価 技 術 基盤機構バイオテクノ ロジー 木部 生物遺 伝資源 部門 ( ) より、所定の手続きを経 ることによってそ の分譲を受けることができる。 00 以下の通 り木発明者らは、ムコールプ ライ二 0株 ( 株 ) が 産 生す
るグルコースデヒ ドロゲナーゼとムコールヤバニカス 株 が 産生す
るグルコースデヒ ドロゲナーゼについてその分子量、至適 及び至適温度 を明らかにした (詳細は後述の実施例の欄に記載す
る) 。また、これらのグ ルコースデヒ ドロゲナーゼが補酵 素結 合 型であることを確認 した。 00 (ムコールプ ライ二 0株 ( 株 ) 由来のグルコースデヒ ドロゲナ ーゼ) 分子量 : 約 万 a (ゲルろ過による) ; 至適p : 付 近 ; 至適温度 : 50。C付 近。 008 (ムコールヤバニカス 株由来のグルコースデヒ ドロゲナーゼ) (3) 分子量 : 約 万 a (ゲルろ過による) ; ( ) 至適p : 付 近 ; ( )至適温度 : 40。C付 近。 00 分子量はゲルろ過で測定 した値である。至適 については後述の実施例に 示す
ように例えば v バッ
ファー中で測定 した値であり、至適温度につ いても同様に例えば a バッ
ファー (P 6 5 中で測定 した値である。 00 0 (グルコースデヒ ドロゲナーゼの製造法 )本発明の更な る局面はグルコースデヒ ドロゲナーゼの製造法を提 供
す
る。 本発明の製造法では、グルコースデヒ ドロゲナーゼの生産能を有す
るムコー ル属微 生物を培養す
るステッ
プ (ステッ
プ( ) 及び培養後の培養液 及び 又 は菌体 より、グルコースデヒ ドロゲナーゼを回収す
るステッ
プ (ステッ
プ( ) ) が行われ
る。 00 ステッ
プ( )のムコール属微 生物として例えば上記のムコールプ ライ二 0株 ( 株 ) 、ムコールヤバニカス 株、ムコールダイ モル フ ォスポラス 3 株又 はムコールサルシ ネロイデス 株を用いるこ とができる。培養法及び培養条件は目的の酵 素 が生産され
るものである限り 特に限定 されない。即ち、グルコースデヒ ドロゲナーゼが生産されることを 条件として、使用す
る微 生物の培養に適 合 した方法や培養条件を適 宜設定で きる。以下、培養条件として培地、培養 温度 及び培養時間を例 示す
る。 00 培地としては、使用す
る微 生物 が生育可能な培地 であれ
ば、如何な るもの でも良い。例えば、グルコース、シュ
クロース、ゲンチオビオース、可溶性 デン プ ン、グリセ リン、デキス トリン、糖蜜、有機酸等の炭素源、更に硫 酸 ア ンモニ ウム、炭酸 ア ンモニ ウム、リン酸 ア ンモニ ウム、酢酸 ア ンモニ ウム 、あるいは、ペ プ トン、酵母エキス、コーンスティープリカー、カゼイ ン加 水分解 物、ふす
ま、肉エキス等の窒素源、更にカ リウム塩、マ グネシウム塩 、ナ トリウム塩、リン酸塩、マンガン塩、鉄塩、亜鉛塩等の無機塩を添加 し たものを用いることができる。使用す
る微 生物の生育を促進す
るため
にビ タ ミ ン、アミノ酸などを培地に添加 してもよい。培地の は例えば約 3~
8、好 ま しくは約~
程 度に調整 し、培養 温度は通常約 0~
0。C 、好ま しくは約~
3 。C程 度で、~
日間、好ま しくは3~
日間程 度 好気的条件下 で培養す
る 。培養法としては例えば振揖 培養法、ジャ
ー ・ファーメンターによる 好気的 深部培養法 が利用 で きる。 003 以上の条件で培養 した後、培養液又 は菌体 よりグルコースデヒ ドロゲナー ゼを回収す
る (ステッ
プ( )) 。培養液から回収す
る場 合には、例えば培養上 清をろ過 (例えば珪藻 土をろ過助剤としたろ過 ) 、遠 心処理等す
ることによって不溶物を除去 した後、限外ろ過膜による濃縮、硫安沈殿等の塩析、透 析 、各種クロマ トグラフィーなどを適 宜組
み
合わせて分離、精 製を行うことに よ り目的の酵 素を得 ることができる。他 方、菌体内から回収す
る場 合には、 例えば菌体を加圧処理、超音波処理 などによって破砕 した後、上記 と同様に 分離、精 製を行うことによ り目的の酵 素を得 ることができる。尚、ろ過、遠 心処理 などによって予め
培養液から菌体を回収 した後、上記一連のエ程 (菌 体の破砕、分離、精 製) を行ってもよい。尚、各精 製エ程では原則として グ ルコースデヒ ドロゲナーゼ活性を指標 と して分画 を行い、次のステッ
プへと 進む。但 し、予備試験などによって、適切な条件を既に設定可能な場 合には この限りでない。 00 酵 素の精 製 度は特に限定 されないが、例えば比 活性 が 00~
300( g) 好ま しくは比 活性 が 0~
0( g) の状 態に精 製す
ることができる。また 、最終的な 形 態は液 体 状であっても固体 状 (粉体 状を含む) で あってもよい 00 (グルコースデヒ ドロゲナーゼの用途) 本発明の更な る局面は木酵 素の用途に関す
る。この局面ではまず、木酵 素 を用いたグルコース測定法 が提 供される。本発明のグルコース測定法では木 酵 素による酸 化還元反 応を利用して試料中のグルコース量を測定す
る。本発 明は例えば血糖 値の測定、食品 (調味料や飲料など) 中のグルコース濃度の 測定などに利用され
る。また、発酵食品 (例えば食酢 ) 又 は発酵飲料 (例え ばビールや酒) の製造エ程において発酵度を調べるため
に本発明を利用して もよい。 00 本発明はまた、木酵 素を含むグルコース測定用試薬を提 供す
る。当該試薬 は上記の木発明のグルコース測定法に使用される。 00 本発明は更に、本発明のグルコース測定法を実施す
るため
のキッ
ト ( グル コース測定用キッ
ト) を提 供す
る。本発明のキッ
トは必須の構成 要 素として 上記グルコース測定用試薬を含む。また、反 応用試薬、緩衝液、グルコース 標準液、容器などを任意の要素として含む。尚、本発明のグルコース測定キッ
トには通常、使用説明書 が添付され
る。実
施例
008 (活性測定法) グルコースデヒ ドロゲナーゼは、電子受容体存在 下 で グルコースの水酸 基 を酸 化 して グルコノ一む一ラク トンを生成す
る反 応を触媒す
る。グルコース デヒ ドロゲナーゼ活性の検出は、下記の反 応 系で行った。 数 ( ) クルコースs
クルコ ラク トン 還元型s
(2 )
2還元型s
B
2s
f O a z a 式中の h nahos
a を表 しro
ra or
u b u を表す。
00 反 応 ( ) において、グルコースの酸 化に伴って還元型 が生成 し、更に 反 応 ( ) において還元型 による の還元によ り生成 したor
a a を n の波長で測定す
る。酵 素活性 (ユニッ
ト) は以下の計算式によって算出され
る。 数(
D
酎一 D拙
)
X
V
x d
酵素活
,性 一 一2
0
X
X
Vs
式中の は総液 量を、 s はサン プル量を、 0 ・ はdor a anの
・ ol
eあ たりの吸光係 数 (c 05 u ) を、 ・0 は光路長 (c ) を、 は希釈倍 数を それ
ぞれ
表す。
00 0 0 (v)
トリ トン 00を含む 0 p 日 a 衝液p 5 2 5 、 グルコース溶液0・0g L、3 p 溶液0 ・ L、及び ・ 溶液0・ Lを 混合 し、3 。Cで 分間保温後、上記 培養ろ液0 ・ Lを添加 し、反 応を開始 した 。酵 素反 応の進行 と共に 0n に吸収 を持つor a an
が生成される。 分間あたりの 0n における吸光度の増加を測定
す
ることによ りグルコースデヒ ド ロゲナーゼ活性を測定 した。 003 「・ ムコールプ ライ二 0株 ( 株) 由来グルコースデヒ ドロゲナ ーゼの取得 ( 「) 菌株の培養 ムコールプ ライ二 0株 ( 株) を培養 し、培養液を得た。酵母 エキス0・ (v)
、大豆ペ プ トン0・ (v)
、グルコース ・0 (v)
0 0 (v)
g 0 00 0 (v)
(p ) の組成からな る 前培養の培地を調 製 した。この液 体 培地 0Lを300 三角 フラスコに分注 し、 。 C 、 ・ aで 0分間殺菌 後、ムコールプ ライ二 0株 ( 株) を接種 し、30。C 、 00r p
で3日間培養 した。続いて以下の組成、即ちグルコー ス 0 0 (v)
as p 2 0 (v)
大豆ペ プ トン 0 (v)
0 03 (v)
0 02 (v)
及び yroq
on (p 0) か らな る木培養用の培地を調 製 した。この木培養の培地 0」
を30」
ジヤー ・ファ ーメンター中で 。C 、 ・ a 200r p で 0分間殺菌 後、30。Cに冷却した。 上記前培養の培養液 00Lを木培養の培地に接種 し、30。C 、3 0r p 、 ・0 a 、通気量0 ・ vv で 日間培養 した。ろ過後の培養液をサン プルとして上記 活 性測定法に供 した結 果、グルコースデヒ ドロゲナーゼ活性を確認 した。 003 ( ) グルコースデヒ ドロゲナーゼの精 製 培養液を遠 心分離、珪藻 土等のろ過助剤 を用いたろ過、限外ろ過、透 析に 供 し、低分子等を除去後、 日 p aros
L を用いて精 製 した。即ち、 几 リン酸 緩衝液p 8・ で平衡 化 した担体に培養液を供 し、一般的な手法 である aⅢ
濃度の増加によ り溶出した。培養液に含まれ
る大量の黒色 色素は 、担体に非常に強く吸着す
るため
大部 分 を除去 可能 で あった。溶出画分は、 前述の活性測定法によ りグルコースデヒ ドロゲナーゼを確認 し、 目的の活性 を有す
る画分 を回収 した。限外ろ過によ り濃縮、脱塩を行い、これを酵 素サ ン プルとした。 0033 ( ) 特性の検討(
3
「) 基質特異性 0 (v)
トリ トン 00を含む 0 p 日 a バッ
フ 5 2 、 基質 ( グルコース、マル トース、 キシロース又 は ガラク トース ) 溶液0・0g L、3 p 溶液0 ・ L、及び ・ 溶液0・ Lを混合 し、3 。 C で 分間保温後、酵 素サン プル0・ Lを添加 し、反 応を開始 した。酵 素反 応に よって生成す
るor
a a nを 0n の吸光度で測定 し、 分間当たりのor a
anの生成量を測定す
ることによ り酵 素活性を測定 した。 グルコースに対す
る活性を 00 とした各 基 質に対す
る相対活性を算出した。その結 果、過去に 報告されているグルコースデヒ ドロゲナーゼと比較 し、キシロースに対す
る 反 応性 が著 しく低いことが判明した (表 「) 。さ らにマル トースやガラク ト ースには反 応せず、血糖測定に適 した性質を有 していることを確認 した。尚 、 日 pharos
L による精 製の役にp
aros
「
a s「
を実施す
ることによ り更に純度を高め
て特異性を確認 したところ、同様の結 果であっ た0 表基
質
木目六寸舌
化亡グル
コ
ー
ス
00
マル
ト
ー
ス
0
キ
シ
ロ
ー
ス
4
ガ
ラ
ク
ト
ー
ス
0
003 ( ) 至適 0 (v)
トリ トン 00を含む 00 n バッ
フ (p 、p・ 、p ・0、p ・0、又 はp 8・0に調整) 2 L、 グルコース溶液0・ L 3 p 溶液0 ・ L、及び ・ 溶液0・ Lを混合 し、3 。 Cで 分間保温後 、酵 素サン プル0 ・ Lを添加 し、反 応を開始 した。酵 素反 応によって生成
す
る o r a a nを n の吸光度で測定 し、 分間当たりの o r a a nの生成量を 測定す
ることによ り酵 素活性を測定 した。ムコールプ ライ二 株 ( 株) 由来グルコースデヒ ドロゲナーゼの至適 は、 ・0であった (図「) 003 ( 一3 ) 至適温度 0 (v)
トリ トン 00を含む 0 p 日 a バッ
フ 5 2I
グルコース溶液0・ L、3 p 溶液0 ・ L、及び ・ 溶液0・」
を混合 し、 40 50 5 は 0。Cで 分間保温後、酵 素サン プル0 ・ Lを添 加 し、 40 50 5 は 0。Cで反 応を開始 した。酵 素反 応によって生成す
る o r a a nを 0n の吸光度で測定 し、 分間当たりの o r a a nの生成量 を測定す
ることによ り酵 素活性を測定 した。ムコールプ ライ二 0株 ( 株) 由来グルコースデヒ ドロゲナーゼの至適温度は約 0。Cであった ( 図2 ) o 003 (3 ) 子量 L (ゲルろ過 東ソ一
製 L 3000 カラムを使用) によ り分子 量を測定 した。その結 果、分子量は約 万 aであった。 003 ( ) 作用機序 一般的なグルコースオキシ ダ一
ゼの測定系 ( 0 ph nor系) で酵 素サン プルの活性を調べた。その結 果、ほとん ど活性は認め
られず、酵 素サン プル 中の酵 素 が グルコースオキシ ダ一
ゼではなく、グルコースデヒ ドロゲナーゼ であることが確認された。一方、透 析によ り活性 が低下せず、補酵 素結 合 型 のグルコースデヒ ドロゲナーゼであることを確認 した。 003 ・ ムコールヤバニカス 株由来グルコースデヒ ドロゲナーゼの取得 ( 「) 菌株の培養 ムコールプ ライ二 0株 ( 株) の場 合 と同様の条件でムコールヤバニカス 株を培養 し、培養液を得た。ろ過後の培養液をサン プル として上記 活性測定法に供 した結 果、グルコースデヒ ドロゲナーゼ活性を確 認 した。 003 ( ) グルコースデヒ ドロゲナーゼの精 製 ムコールプ ライ二 0株 ( 株) の場 合 と同様の条件で培養液を 精 製 し、酵 素サン プルとした。 00 0 ( ) 特性の検討 (
3
「) 基質特異性 ムコールプ ライ二 0株 ( 株) の場 合 と同様の方法で基質特異 性を検討 した。その結 果、過去に報 告されているグルコースデヒ ドロゲナー ゼと比較 し、キシロースに対す
る反 応性 が著 しく低いことが判明した (表2
) 。さ らにマル トースやガラク トースには反 応せず、血糖測定に適 した性質 を有 していることを確認 した。尚、 日 pharos
L による精 製の後に aros
「
a s「
を実施す
ることによ り更に純度を高め
て特異性を確認 したところ、同様の結 果であった。 表基
質
相
対
活
性
グル
コ
ー
ス
100
マル
ト
ー
ス
0
キ
シ
ロ
ー
ス
4
ガ
ラ
ク
ト
ー
ス
0
00 (3
) 至適ムコールプ ライ二 0株 ( 株 ) の場 合 と同様の方法で至適 を 求
め
た。ムコールヤバニカス 株由来グルコースデヒ ドロゲナーゼの 至適 は、 ・0 で あった (図3
) o 00 ( ) 至適温度 ムコールプ ライ二 0株 ( 株 ) の場 合 と同様の方法で至適温度 を求め
た。ムコールヤバニカス 株由来グルコースデヒ ドロゲナーゼ の至適温度約 0。C で あった (図 o 003 (3
) 子量 L (ゲルろ過 東ソ一
製 L 3000 カラム を使用 ) により分子 量を測定 した。その結 果、分子量は約 万 aであった。 00 ( ) 作用機序 一般的なグルコースオキシ ダ一
ゼの測定系 ( 0 p nor
系) で酵 素サン プルの活性を調べた。その結 果、ほとん ど活性は認め
られ
ず、酵 素サン プル 中の酵 素 が グルコースオキシ ダ一
ゼではなく、グルコースデヒ ドロゲナーゼ であることが確認された。一方、透 析により活性 が低下せず、補酵 素結 合 型 のグルコースデヒ ドロゲナーゼであることを確認 した。 003
・ 他の菌株由来のグルコースデヒ ドロゲナーゼの取得 ( 「) 菌株の培養 ムコールプ ライ二 0株 ( 株 ) の場 合 と同様の条件でムコール ダイ モル フォスポラス ( uc or
orphosporus)
3 株及びムコールサ ルシ ネロイデス ( uc or
rc
n d s ) 株を培養 し、培養液を得 た。ろ過後の培養液をサン プルとして上記 活性測定法に供 した結 果、いずれ
の菌株についてもグルコースデヒ ドロゲナーゼ活性を確認できた。 00 ( ) グルコースデヒ ドロゲナーゼの精 製 ムコールプ ライ二 0株 ( 株 ) の場 合 と同様の条件で培養液を 精 製 し、酵 素サン プルとした。 00 ( 特性の検討 ムコールプ ライ二 0株 ( 株 ) の場 合 と同様の方法でムコールダイ モル フオスポラス由来の酵 素及びムコールサルシ ネロイデス由来の酵 素 の基質特異性を検討 した。その結 果、過去報 告さ
れ
てい
るヴルコースデヒ ド ロゲナーゼと比較 し、いずれ
の酵 素についてもキシロースに対す
る反 応性 が 著 しく低いことが判明した (表3
、 ) 。さ らにマル トースやガラク トース には反 応せず、血糖測定に適 した性質を有 していることを確認 した。 008 ムコールダイ モル フオスポラス 3 株由来の酵 素の基質特異性 ) 表基
質
相
対
活
性
グル
コ
ー
ス
100
マル
ト
ー
ス
0
キ
シ
ロ
ー
ス
ガ
ラ
ク
ト
ー
ス
0
00 ( ムコールサルシ ネロイデス 株由来の酵 素の基質特異 生)表
基
質
相
対
活
性
グル
コ
ー
ス
00
マル
ト
ー
ス
0
キ
シ
ロ
ー
ス
5
ガ
ラ
ク
ト
ー
ス
0
00 0 尚、更に検討を進め
た結 果、ムコールヒエメイルズ、ムコールロキシ アナ ス、ムコール マンシュ
リカス、ムコールパ シ ラス、ムコールサチ ライ シムス 及びムコールプ ランベウスについてもグルコースデヒ ドロゲナーゼ生産能を 認め
、ムコール属 が グルコースデヒ ドロゲナーゼの生産菌 と して有用 である ことが示された。産
業上
の
利
用
可
能
性
00 本発明のグルコースデヒ ドロゲナーゼは基質特異性 が高く実用性に優れ
る 。また、生育の早いムコール属に由来す
ることから、効率的な 生産に適 し、 安定的な供 給が可能とな る。本発明のグルコースデヒ ドロゲナーゼは血糖 値 の測定や食品 (調味料や飲料など) 中のグルコース濃度の測定などに好適で ある。 00 この発明は、上記発明の実施の形態 及び実施例の説明に何ら限定 されるも のではない。特許 請求の範囲
の記載を逸脱せず、当 業者 が 容 易に想到 で きる 範囲
で種々
の変形態 様も この発明に含まれ
る。 木明細書の中で明示した論 文、公開特許 公報、及び特許 公報などの内容は 、その全ての内容 を援用によって引用す
ること とす
る。請
求
の
範
囲
請求項 以下の特性を備 え る、ムコール属 由来のグルコースデヒ ドロゲナー ゼ : ( )作用 : 電子受容体存在 下 で グルコースの水酸 基を酸 化 して グ ルコノ一む一ラク トンを生成す
る反 応を触媒す
る ; ( )基質特異性 : マル トース、 キシロース、及び ガラク トー スに対す
る反 応性 が低い。 請求項 グルコースに対す
る反 応性を 00 としたときの キシロースに 対す
る反 応性 が8 以下 である、請求項 「に記載のグルコースデヒ ド ロゲナーゼ。 請求項 グルコースに対す
る反 応性を 00 としたときのマル トースに対す
る反 応性、 グルコースに対す
る反 応性を 00 としたときの ガ ラク トースに対す
る反 応性 がともに 以下 である、請求項 「又 は2
に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ。 請求項 マル トース及び ガラク トースに対す
る実質的な反 応性 がない、請 求項3
に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ。 請求項 ムコールプ ライ ニ、ムコールヤバニカス、ムコールダイ モル フオス ポラス又 はムコールサルシ ネロイデスに由来す
る酵 素 である、請求項 「~
の いずれ
か一項に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ。 請求項 ムコールプ ライ ニがムコールプ ライ二 0株 ( 株 ) で あり、ムコールヤバニカスがムコールヤバニカス 株であり、 ムコールダイ モル フオスポラスがムコールダイ モル フオスポラス 3 株であり、ムコールサルシ ネロイデスがムコールサルシ ネロイデ ス 株である、請求項 に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ 請求項 ムコールプ ライ二に由来す
る酵 素 であり、以下の特性を更に備 え る 、請求項 「~
の いずれ
か一項に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ(3) 分子量 : 約 万 a (ゲルろ過による) ; ( ) 至適p : 付 近 ; ( )至適温度 : 50。C付 近。 請求項 ムコールヤバニカスに由来
す
る酵 素 であり、以下の特性を更に備 え る、請求項 「~
の いずれ
か一項に記載のグルコースデヒ ドロゲナー ゼ : (3) 分子量 : 約 万 a (ゲルろ過による) ; ( ) 至適p : 付 近 ; ( )至適温度 : 40。C付 近。 請求項 以下のステッ
プ( )及び ( ) を含ん でな る、グルコースデヒ ドロゲナ ーゼの製造法 : ( ) グルコースデヒ ドロゲナーゼ生産能を有す
るムコール属微 生物 を培養す
るステッ
プ ; ( ) 養後の培養液 及び 又 は菌体 より、グルコースデヒ ドロゲナ ーゼを回収す
るステッ
プ。 請求項 0 請求項 「~
8
の いずれ
か一項に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ を用いて試料中のグルコースを測定す
ることを特 徴 とす
る、グルコー ス測定法。 請求項 請求項 「~
8
の いずれ
か一項に記載のグルコースデヒ ドロゲナーゼ を含むことを特 徴 とす
るグルコース測定用試薬。 請求項 請求項 「 「に記載のグルコース測定用試薬を含む、グルコース測定 用キッ
ト。INTERNATIONAL SEARCH REPORT International application No. PCT/JP2010/058603
A . CLASSIFICATION OFSUBJECT MATTER
C1
2N9/02
(2006. 01)
i , C12Q1/32
( 2 0 0 6 . 0 1 ) i , C12Q1/54
( 2 0 0 6 . 0 1 ) iAccording toInternational Patent Classification (IPC) or to both national classification and IPC
B . FIELDS SEARCHED
Minimum documentation searched (classification system followed by classification symbols)
C12N9/02, C12Q1/32, C12Q1/54
Documentation searched other than minimum documentation to the extent that such documents are included in the fields searched
Jitsuyo Shinan Koho 1922-1996 Jitsuyo Shinan Toroku Koho 1996-2010
Kokai Jitsuyo Shinan Koho 1971-2010 Toroku Jitsuyo Shinan Koho 1994-2010
Electronicdata base consulted during the international search (nameofdata base and, where practicable, search terms used)
CAPlus/BIOSIS/MEDLINE/WPIDS (STN) , JSTPlus/ JMEDPlus/ JST7580 (JDreamir
C . DOCUMENTSCONSIDERED TO BERELEVANT
Category* Citationofdocument,with indication, where appropriate,oftherelevant passages Relevant to claim No.
X/A DOW, J . M . et al., Substrate-dependent 9/1-8 , 10-12
activation o f uridine diphosphoglucose
dehydrogenase from the dimorphic fungus Mucor rouxii, Experimental Mycology, 1981, Vol. 5 ,
p .60-68, particularly, page 61, left column, 2nd paragraph, page 62, left column, 3rd paragraph, abstract
A W O 2007/139013 A l (Amano Enzyme Inc.), 1-9
0 6 December 2007 (06.12.2007),
particularly, claims 1 , 7 ; paragraph [0049];
table 3
& U S 2009/0181408 A l & E P 2022850 A l
& CN 101454443 A
Further documents are listed in the continuation of BoxC . See patent 伍 ily annex.
* Special categories of cited documents: " " later document published after the international filing date or priority "A" document defining the general state of the art which is not considered date and not in conflict with the application but cited to understand
to be of particular relevance the principle or theory underlying the invention
"E" earlier application or patent but published on or after the international "X" document of particular relevance; the claimed invention cannot be filing date considered novel or cannot be considered to involve an inventive "L" document which may throw doubts on priority claim(s) or which is step when the document is taken alone
cited to establish the publication date of another citation or other γ" document of particular relevance; the claimed invention cannot be special reason (as specified) considered t o involve an inventive step when the document is "O" document referring to an oral disclosure, use, exhibition or other means combined with one or more other such documents, such combination "P" document published prior to the international filing date but later than being obvious to a person skilled in the art
the priority date claimed "&" document member of the same patent family
Date of the actual completion of the international search Date of mailing of the international search report
0 9 August, 2010 (09.08.10) 1 7 August, 2010 (17.08.10)
Name and mailing address of the ISA/ Authorized officer
Japanese Patent Office
Facsimile No. Telephone No.
INTERNATIONALSEARCH REPORT International application No. PCT/JP2010/058603 C (Continuation). DOCUMENTSCONSIDERED TO BERELEVANT
Category* Citation of document, with indication, where appropriate, of the relevant passages Relevant to claim No.
A W O 2004/058958 A l (Ikeda Food Research Co., 1-9
Ltd.) ,
1 5 July 2004 (15.07.2004) ,
particularly, claims 1 , 8 ; table 1
& U S 2006/0063217 A l & E P 1584675 A l & CA 2511656 A & CN 1726277 A
国際調査 報告 国際出願 番 号 ノ ノ A・ 発明 の属する分 野 の分類 (国際特許分類 ( I P C ) ) Int Cl C12N9/02 (2006. 01) i , C12Q1/32 (2006. 01) i , C12Q1/54 (2006. 01) i B・ 調査を行 た分 野 調査を行 た最小 限資料 (国際特許分類 ( I P C ) Int Cl C12N9/02, C12Q1/32, C12Q1/54 最小 限資料以外の資料て調査を行 た分 野 に含 まれるもの 日本国実用新案公報 1 9 2 2 1 9 9 6午 日本国公開実用新案公報 1 9 7 1 2 0 1 0午 日本国実用新案登録公報 1 9 9 6 - 2 0 1 0午 日本国登録実用新案公報 1 9 9 4 - 2 0 1 0午 国際調査て使用した電子テ タ ス テ タ スの名称、調査に使用した用譜
CAPlus/BIOSIS/MEDLINE/WPIDS (STN), JSTPlus/TMEDPlus/ TST7580(JDreamll)
C ・ 関連する 認 められる文献
引用文献の 関連する
カテ ホ 引用文献名 及ひ 部の箇所か関連する きは、そ の関連する箇所の表示 請 求項の番号
/ A
DOW, J・M . et al. , Substrate-dependent activation o f uridine 9 / 1-8, 10-12
diphosphoglucose dehydrogenase from the dimorphic fungus Mucor rouxii,
Experimental Mycology, 1981, Vol. 5 , p .60-68,
特に、6 1頁左欄2段落、62頁左欄3段落、Abstract A W O 2007/139013 A l (天野 ンザイム株式会社) 2007. 12. 06, 1-9 特に、請求項 1,7 [0049]、表 3 U S 2009/0181408 A l EP 2022850 A l CN 101454443 A 洋 C欄 の続 きにも文献か 挙されて る。 ヴ テy ト ア に関する別紙 を参 。 ホ 引用文献の力テ の日の役に公表された文献 ΓA 特に関連のある文献てはな<、 般的技術水 準を示す ΓT 国際出願日又 は優先日後に公表された文献てあ て もの 出願 矛盾するものてはな 、発明 の原理又 は理 論 ΓE 国際出願日前 の出願または特許 て あるか、国際出願日 の理解 のため に引用するもの 以 後に公表されたもの ΓX 特に関連のある文献てあ て、当該文献のみて発明 ΓL 優先権主張に疑義を提 起する文献又 は他の文献の発行 の新規性 又 は進歩性 かな 考えられるもの 日若し は他の特別な理 由を確立するた め に 引用す ΓY 特に関連のある文献てあ て、当該文献 他の1以 る文献 理 由を付す 上の文献t の、当業者 に て自明 てある組合 に ΓO 口頭による開示、使用、展示等 に言及する文献 よ て進歩性 かな 考えられるもの r p 国際出願日前 て、か 優先権の主張の基礎 なる出願 Γ& J 同 テ ト ア 文献 国際調査を完了した日 国際調査 報告 の発 送日 0 9 . 0 8 . 2 0 1 0 1 7 . 0 8 . 2 0 1 0 国際調査機 関の名称及ひあて先 特許庁審 査官 権限のある職員 4 B 3 3 3 5 日本国特許庁 ( I S AノJ P ) 吉田 知美 郵便番号1 0 0 - 8 9 1 5 東京 都千代田区霞か関三T 4 番 号 電話番 号 0 3 - 3 5 8 1 - 1 1 0 1 内線 3 4 4 様式P C TノI S Aノ2 1 0 (第2 ) ( 2 0 0 9午7 月 )
国際調査報告 国際出願番 号 ノ C (続 き) ・ 関連すると認 められる文献 引用文献の 関連する テ ホ 引用文献名 及ひ 部の箇所か関連するときは、そ の関連する箇所の表示 請 求項の番号 A W O 2004/058958 A l (池 田食研株式会社) 2004.07. 15, 1-9 特に、請求項 1,8、表 1 U S 2006/0063217 A l EP 1584675 A l CA 2511656 A CN 1726277 A 様式PCT ノI S A ノ2 1 0 (第2 の続 き) (2 0 0 9午7月)