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JP2854541B2 - Hydrolysis method of sugar compounds - Google Patents
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JP2854541B2 - Hydrolysis method of sugar compounds - Google Patents

Hydrolysis method of sugar compounds

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JP2854541B2
JP2854541B2 JP21942595A JP21942595A JP2854541B2 JP 2854541 B2 JP2854541 B2 JP 2854541B2 JP 21942595 A JP21942595 A JP 21942595A JP 21942595 A JP21942595 A JP 21942595A JP 2854541 B2 JP2854541 B2 JP 2854541B2
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睦 佐野
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は糖鎖の構造解析に有
用な糖化合物の水解方法及び水解用試薬に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for hydrolyzing sugar compounds and a reagent for hydrolyzing sugar compounds, which are useful for analyzing the structure of sugar chains.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高等動物由来の糖タンパク質、糖
脂質等の複合糖質中の糖鎖部分の構造と機能が研究され
ているが、このためには、特異性の高い糖加水分解酵素
が重要な役割を果たす。従来、糖鎖の非還元末端から単
糖を遊離する酵素は種々の起源から単離され、糖鎖の構
造と機能の研究に利用されているが、糖鎖の非還元末端
から二糖を遊離する酵素は、デンプンからマルトースを
遊離するβ−アミラーゼやセルロースからセロビオース
を遊離するセロビアーゼ等が知られているものの、ヘテ
ロオリゴ糖に優先的に作用する酵素は知られていない。
2. Description of the Related Art In recent years, the structure and function of sugar chains in complex carbohydrates such as glycoproteins and glycolipids derived from higher animals have been studied. Plays an important role. Conventionally, enzymes that release monosaccharides from the non-reducing end of sugar chains have been isolated from various sources and used to study the structure and function of sugar chains. Known enzymes include β-amylase, which releases maltose from starch, and cellobiase, which releases cellobiose from cellulose. However, there is no known enzyme that acts preferentially on hetero-oligosaccharides.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】糖鎖の非還元末端に
は、しばしば、タイプ1の Galβ1−3GlcNAcβ−構造
とタイプ2の Galβ1−4GlcNAcβ−構造の2種類が見
出される。従来この糖鎖構造の解析には、メチル化分析
や核磁気共鳴スペクトル法などの分析法が用いられてき
たが、試料を大量に用いなければならないという欠点を
有していた。また微量の糖鎖試料で構造の推定を行う方
法として、タイプ1及び2の糖鎖を切断するストレプト
コッカス( Streptococcus )6646K、又はナタマメ
のβ−ガラクトシダーゼと、タイプ2糖鎖のみを切断す
るディプロコッカス ニューモニエ(Diplococcus pneu
moniae )のβ−ガラクトシダーゼを併用する方法が知ら
れているが、ストレプトコッカス6646K及びナタマ
メのβ−ガラクトシダーゼはいずれもタイプ2糖鎖の方
を速やかに加水分解するので、タイプ1の糖鎖を完全に
加水分解するには大量の酵素を用いて長時間反応させな
ければならないなど反応条件の設定がむずかしい等、実
際にはタイプ1とタイプ2の糖鎖構造の識別は困難であ
る。したがって本発明の目的は、ヘテロオリゴ糖に作用
し、非還元末端から二糖を遊離するタイプ1及びタイプ
2糖鎖構造解析に有用な糖化合物の水解方法及び水解用
試薬を提供することにある。
At the non-reducing end of the sugar chain, two types of Galβ1-3GlcNAcβ-type 1 type and Galβ1-4GlcNAcβ-type 2 type are often found. Conventionally, analysis methods such as methylation analysis and nuclear magnetic resonance spectroscopy have been used to analyze the sugar chain structure, but have the disadvantage that a large amount of sample must be used. Further, as a method for estimating the structure using a trace amount of a sugar chain sample, Streptococcus 6646K for cleaving type 1 and 2 sugar chains, or β-galactosidase of common bean, and Diprococcus pneumoniae for cleaving only type 2 sugar chain (Diplococcus pneu
Moniae) is known to be used in combination with β-galactosidase.However, both Streptococcus 6646K and bean β-galactosidase rapidly hydrolyze the type 2 sugar chain, and thus completely convert the type 1 sugar chain. Actually, it is difficult to distinguish the type 1 and type 2 sugar chain structures, for example, it is difficult to set the reaction conditions such as a long time reaction using a large amount of enzyme for hydrolysis. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for hydrolyzing a sugar compound and a reagent for hydrolyzing the sugar compound, which are useful for analyzing the structure of type 1 and type 2 sugar chains that act on a hetero-oligosaccharide and release a disaccharide from a non-reducing terminal.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第1の発明は、下記一般式(化1)で表される糖
化合物に、糖化合物の非還元末端のラクト−N−ビオシ
ド結合のみを選択特異的に水解するが、N−アセチルラ
クトサミニド結合(Galβ1−4GlcNAcβ1−
R)は水解しない、至適pHが5.5〜6.0及び4℃
において16時間処理した時のpH安定性が4.0〜
7.0であるグリコシダーゼを作用させることを特徴と
する一般式(化1)で表される糖化合物のラクト−N−
ビオシド結合の水解方法に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION To summarize the present invention, a first aspect of the present invention is to provide a sugar compound represented by the following general formula (Chemical Formula 1) with a lacto-N-terminal at the non-reducing terminal of the sugar compound. -Selectively and specifically hydrolyzes only biosidic bonds ,
Ctosaminide binding (Galβ1-4GlcNAcβ1-
R) does not hydrolyze, optimal pH 5.5-6.0 and 4 ° C
At pH 4.0 when treated for 16 hours.
Lacto-N- of the sugar compound represented by the general formula (Chemical Formula 1) , wherein the glycosidase of 7.0 is acted on.
The present invention relates to a method for hydrolyzing biosidic bonds.

【0005】[0005]

【化1】Galβ1−3GlcNAcβ1−REmbedded image Galβ1-3GlcNAcβ1-R

【0006】(式中Rは糖残基を示す) また本発明の第2の発明は、前記一般式(化1)で表さ
れる糖化合物の非還元末端のラクト−N−ビオシド結合
のみを選択特異的に水解するが、N−アセチルラクトサ
ミニド結合(Galβ1−4GlcNAcβ1−R)は
水解しない、至適pHが5.5〜6.0及び4℃におい
て16時間処理した時のpH安定性が4.0〜7.0で
あるグリコシダーゼを含有してなることを特徴とする一
般式(化1)で表される糖化合物のラクト−N−ビオシ
ド結合の水解用試薬に関する。
(In the formula, R represents a sugar residue.) In a second aspect of the present invention, only the lacto-N-bioside bond at the non-reducing end of the sugar compound represented by the general formula (Formula 1) is used. Selectively and specifically hydrolyzes, but N-acetyllactosa
The minide bond (Galβ1-4GlcNAcβ1-R)
Does not hydrolyze, optimal pH is 5.5-6.0 and at 4 ° C
PH stability when treated for 16 hours at 4.0-7.0
The present invention relates to a reagent for hydrolyzing a lacto-N-bioside bond of a sugar compound represented by the general formula (Chemical Formula 1), which comprises a certain glycosidase.

【0007】本発明者らは、上記現状にかんがみ、ラク
ト−N−ビオシド結合分解酵素を探索中の所、ある種の
放線菌がラクト−N−ビオシド結合のみに作用する特異
的なグリコシダーゼすなわちエキソ型糖質加水分解酵素
を産生することを見出し、本発明に到達した。
In view of the above situation, the present inventors have been searching for a lacto-N-bioside bond-degrading enzyme, and found that certain actinomycetes are specific glycosidases that act only on the lacto-N-bioside bond, ie, exo. The present inventors have found that a type of carbohydrate hydrolase is produced, and have reached the present invention.

【0008】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明に使用される菌株は、ラクト−N−ビオシド結合の
みに作用する特異的なグリコシダーゼ生産能を有する菌
株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。上記グリコシダーゼ生産能を有する菌
株の具体例としては、例えば、ストレプトマイセス S
P142が挙げられる。本菌株は Streptomyces sp 1
42と表示し、通商産業省工業技術院生命工学工業技術
研究所に、FERM BP−4569として寄託されて
おり、その菌学的性質は次のとおりであり、特開平3−
98583号公報に記載されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The strain used in the present invention may be any strain as long as it has a specific glycosidase-producing ability acting only on the lacto-N-bioside bond, or may be a mutant of these strains. Specific examples of the above-mentioned strain having the ability to produce glycosidase include, for example, Streptomyces S.
P142. This strain is Streptomyces sp 1
No. 42 and deposited at the Institute of Biotechnology and Industrial Technology of the Ministry of International Trade and Industry as FERM BP-4569, and its bacteriological properties are as follows.
No. 98583.

【0009】(1)形態的性質 基生菌糸は長く伸長し、よく分岐するが、通常は分断し
ない。胞子はオートミール寒天培地、イースト・麦芽寒
天培地で良く形成される。顕微鏡で観察すると気菌糸の
分岐方法は単純分岐で、輪生分岐は見られない。気菌糸
先端の形状は直状ないしかぎ型で、まれにはループ状も
認められる。胞子は通常10〜20個の連鎖が認めら
れ、表面はスムーズである。胞子の形状は円筒形ないし
楕円形で、その大きさは、0.7〜0.8×0.9〜
1.0μmである。胞子のう、運動性胞子、菌核などは
観察されない。
(1) Morphological properties The basic mycelia elongate and branch well, but usually do not break. Spores are well formed on oatmeal agar and yeast / malt agar. Observation with a microscope shows that the branching method of the aerial hyphae is simple branching, and no ring-shaped branching is observed. The shape of the aerial mycelium tip is a straight, hooked shape, and rarely a loop shape. The spores usually have 10 to 20 chains, and the surface is smooth. The spores are cylindrical or elliptical, and their size is 0.7-0.8 × 0.9-
1.0 μm. No spores, motile spores, sclerotia, etc. are observed.

【0010】(2)各種培地上での生育状態 各種培地上に27℃で14日間培養したときの肉眼での
観察結果を下記表1に示す。
(2) Growth on various media Table 1 below shows the results of observation with the naked eye when cultured on various media at 27 ° C for 14 days.

【0011】[0011]

【表1】 [Table 1]

【0012】(3)生理的性質 (イ)生育温度範囲(酵母・麦芽寒天培地):10〜3
7℃の温度範囲で生育し、25〜30℃で良好に生育す
る。 (ロ)ゼラチンの液化:陽性 (ハ)スターチの加水分解:陽性 (ニ)脱脂乳のペプトン化:陽性 脱脂乳の凝固:陰性 (ホ)メラニン様色素の生成:陰性
(3) Physiological properties (a) Growth temperature range (yeast / malt agar medium): 10-3
It grows in a temperature range of 7 ° C and grows well at 25 to 30 ° C. (B) Gelatin liquefaction: positive (c) Starch hydrolysis: positive (d) Peptone conversion of skim milk: positive Coagulation of skim milk: negative (e) Melanin-like pigment formation: negative

【0013】(4)炭素源の利用(プリドハム・ゴトリ
ーブ寒天培地上で27℃、14日間培養) (イ)利用する:D−グルコース、D−フラクトース、
L−アラビノース、D−キシロース、L−ラムノース、
D−マンニトール、ラフィノース、L−フコース (ロ)利用しない:イノシトール、シュクロース
(4) Utilization of carbon source (cultured on Pridham Gottlieb agar medium at 27 ° C. for 14 days) (a) Utilization: D-glucose, D-fructose,
L-arabinose, D-xylose, L-rhamnose,
D-mannitol, raffinose, L-fucose (b) Not used: inositol, sucrose

【0014】以上の性状より、本菌株は、放線菌の中で
ストレプトマイセス属に属し、気菌糸の色調は“白色”
〜“灰色”シリーズ、気菌糸先端は直状ないしカギ型
で、胞子表面はスムーズ、コロニー裏面の色調は白色〜
淡褐色で、メラニン様色素を生産しない菌株と要約され
る。
From the above properties, this strain belongs to the genus Streptomyces among actinomycetes, and the color of aerial hyphae is "white".
~ "Grey" series, aerial hyphae are straight or key-shaped, spore surface is smooth, and color on the back of colony is white ~
It is summarized as a light brown strain that does not produce melanin-like pigments.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明に用いるグリコシダーゼ
は、例えば上述した菌を栄養培地中で培養し、該培養物
から酵素を分離することによって得られる。培養に当っ
ては、通常の微生物の培養方法が用いられる。培地に加
える栄養源は、本菌株が利用し、本発明に用いるグリコ
シダーゼを生産するものであればよく、炭素源として
は、例えばグリセロール、グルコース、ガラクトース、
マルトース、ラクトース、フコースなどが利用でき、窒
素源としては、酵母エキス、ペプトン、コーンスティー
プリカー、肉エキス、脱脂大豆、硫安、塩化アンモニウ
ムなどが適当である。その他にリン酸塩、カリウム塩、
マグネシウム塩、亜鉛塩などの無機質及び金属塩類を加
えてもよい。本発明に用いるグリコシダーゼ生産菌を培
養するに当り、生産量は培養条件により大きく変動する
が、一般に培養温度は20〜35℃、培地のpHはpH
5〜8が良く、1日〜7日の通気かくはん培養で、本発
明に用いることができるグリコシダーゼが生産される。
培養条件は使用する菌株、培地組成などに応じ、グリコ
シダーゼの生産量が最大になるように設定するのは当然
のことである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The glycosidase used in the present invention can be obtained, for example, by culturing the above-mentioned bacteria in a nutrient medium and separating the enzyme from the culture. For the culturing, an ordinary method for culturing a microorganism is used. The nutrient source added to the medium may be any one that utilizes the present strain and produces the glycosidase used in the present invention.Examples of the carbon source include glycerol, glucose, galactose,
Maltose, lactose, fucose and the like can be used, and as a nitrogen source, yeast extract, peptone, corn steep liquor, meat extract, defatted soybean, ammonium sulfate, ammonium chloride and the like are suitable. In addition, phosphates, potassium salts,
Inorganic and metal salts such as magnesium salts and zinc salts may be added. In culturing the glycosidase-producing bacteria used in the present invention, the amount of production varies greatly depending on the culturing conditions. Generally, the culturing temperature is 20 to 35 ° C.
It is preferable to use 5-8, and aeration and agitation culture for 1-7 days produce glycosidase which can be used in the present invention.
Naturally, the culturing conditions are set so as to maximize the production of glycosidase according to the strain used, the composition of the medium, and the like.

【0016】本発明に用いるグリコシダーゼの1例とし
て、上述の放線菌によって生産されたエキソラクト−N
−ビオヒドロラーゼは主に菌体内に存在するので、培養
物を固液分離し、得られた湿菌体から通常用いられる超
音波処理、フレンチプレス、ダイノミルなどの種々の細
胞破砕手段を用いて菌体を破壊すると、あるいはリゾチ
ームのごとき細胞壁溶解酵素を用いて菌体細胞壁を溶解
すると無細胞抽出液が得られる。次いで、この抽出液か
ら通常用いられる精製手段により精製酵素標品を得るこ
とができる。例えば、塩析、有機溶媒沈殿、イオン交換
カラムクロマト、疎水結合カラムクロマト、ゲルろ過、
凍結乾燥などにより、精製を行い、ポリアクリルアミド
ゲルディスク電気泳動的に単一な精製酵素標品を得るこ
とができる。
As an example of the glycosidase used in the present invention, exolacto-N produced by the above-mentioned actinomycetes is used.
-Since biohydrolase is mainly present in the cells, the culture is subjected to solid-liquid separation, and the obtained wet cells are subjected to sonication, French press, Dynomill and other various cell disruption means. Destruction of the body or lysis of the cell wall using a cell wall lysing enzyme such as lysozyme gives a cell-free extract. Next, a purified enzyme preparation can be obtained from the extract by a commonly used purification means. For example, salting out, organic solvent precipitation, ion exchange column chromatography, hydrophobic binding column chromatography, gel filtration,
Purification is performed by lyophilization or the like, and a single purified enzyme preparation can be obtained by polyacrylamide gel disk electrophoresis.

【0017】上述のエキソラクト−N−ビオヒドロラー
ゼの酵素化学的及び理化学的性質は次のとおりである。 (1)作 用:ラクト−N−ビオシド結合に作用して、
ラクト−N−ビオースを遊離する。 (2)基質特異性:本酵素は、人乳由来のラクト−N−
テトラオース( Galβ1−3GlcNAcβ1−3Galβ1−4
Glc )に作用してその非還元末端からラクト−N−ビオ
ースを遊離させるが、人乳由来のラクト−N−ネオテト
ラオース( Galβ1−4GlcNAcβ1−3Galβ1−4Glc
)には作用しない。また牛胎児血清タンパク質である
フェチュイン由来のラクト−N−ビオシド結合を有する
下記式(化2):
The enzymatic and physicochemical properties of the above exolacto-N-biohydrolase are as follows. (1) action: acting on a lacto-N-bioside bond,
Releases lacto-N-biose. (2) Substrate specificity: This enzyme is derived from human milk-derived lacto-N-
Tetraose (Galβ1-3GlcNAcβ1-3Galβ1-4
Glc) to release lacto-N-biose from its non-reducing end, but to obtain lacto-N-neotetraose derived from human milk (Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glc).
Does not work on). Further, the following formula having a lacto-N-bioside bond derived from fetuin, a bovine fetal serum protein:

【0018】[0018]

【化2】 Embedded image

【0019】〔以下、式中Gは Gal、GNは GlcNAc 、
Mは Manを示す〕で表される複合型糖鎖に作用して、ラ
クト−N−ビオースを遊離するが、ラクト−N−ビオシ
ド結合を有しない複合型糖鎖には作用しない。すなわ
ち、本酵素はラクト−N−ビオシド結合に特異的で、糖
鎖の非還元末端からラクト−N−ビオースを遊離する。 (3)至適pH及びpH安定性:本酵素の至適pHは図
1の曲線で表されるごとくpH5.5〜6.0付近に高
い活性を有している。本酵素を4℃において、それぞれ
のpHで16時間処理したときのpH安定性を図2に表
した。図2より明らかなように本酵素はpH4.0〜
7.0の間で安定である。なお、図1は本発明のエキソ
ラクト−N−ビオヒドロラーゼのpH(横軸)と相対活
性(%、縦軸)との関係を表すグラフ、図2はエキソラ
クト−N−ビオヒドロラーゼを4℃において、それぞれ
のpHで16時間処理した後のpH(横軸)と残存活性
(%、縦軸)との関係を表すグラフである。 (4)至適温度:本酵素の作用最適温度は図3の曲線で
表されるごとく40〜55℃である。なお、図3は本発
明のエキソラクト−N−ビオヒドロラーゼの温度(℃、
縦軸)と相対活性(%、縦軸)との関係を表すグラフで
ある。 (5)分子量:分子量は約29000である(トヨパー
ルHW−55Sを用いたゲルろ過法による) (6)酵素活性の測定:エキソラクト−N−ビオヒドロ
ラーゼ活性の測定は次のようにして求めた。基質として
下記式(化3)
[Hereinafter, G is Gal, GN is GlcNAc,
M represents Man), and liberates lacto-N-biose, but does not act on conjugated sugar chains having no lacto-N-bioside bond. That is, the enzyme is specific for lacto-N-bioside linkage and releases lacto-N-biose from the non-reducing end of the sugar chain. (3) Optimum pH and pH stability: The enzyme has high activity at the optimum pH around 5.5 to 6.0 as shown by the curve in FIG. The pH stability when this enzyme was treated at 4 ° C. for 16 hours at each pH is shown in FIG. As is clear from FIG.
It is stable between 7.0. FIG. 1 is a graph showing the relationship between the pH (horizontal axis) and the relative activity (%, vertical axis) of exolacto-N-biohydrolase of the present invention, and FIG. It is a graph showing the relationship between pH (horizontal axis) and residual activity (%, vertical axis) after treatment at each pH for 16 hours. (4) Optimum temperature: The optimum temperature for the action of the present enzyme is 40 to 55 ° C. as shown by the curve in FIG. FIG. 3 shows the temperature of the exolacto-N-biohydrolase of the present invention (° C.,
It is a graph showing the relationship between relative activity (%, vertical axis) and relative activity (%, vertical axis). (5) Molecular weight: The molecular weight is about 29000 (by a gel filtration method using Toyopearl HW-55S). (6) Measurement of enzyme activity: Measurement of exolacto-N-biohydrolase activity was determined as follows. As a substrate, the following formula (Formula 3)

【0020】[0020]

【化3】 Galβ1−3GlcNAcβ1−3 Galβ1−4Glc −PAEmbedded image Galβ1-3GlcNAcβ1-3 Galβ1-4Glc-PA

【0021】〔以下、式中PAはピリジル−(2)−ア
ミノ基を意味する〕で表される構造のピリジルアミノ化
糖鎖(宝酒造社製)を用いた。本基質及びこれからラク
ト−N−ビオースが遊離した酵素反応生成物は還元末端
をピリジルアミノ基で標識してあるために、蛍光検出器
を備えた逆相系あるいはアミン系高速液体クロマトグラ
フィーで直接定性定量分析が可能である。上記の基質2
0pmolを含む250mMリン酸カリウム緩衝液4μlに酵
素液6μlを加えて混合し、37℃で20分間反応させ
た後、1%のトリフルオロ酢酸溶液40μlを加えて反
応を停止させた後、高速液体クロマトグラフィーに供し
た。この条件下で、1分間に1μmol のピリジルアミノ
化ラクトースを生じる酵素量を1単位とする。
A pyridyl aminated sugar chain (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) having a structure represented by the following formula: [where PA represents a pyridyl- (2) -amino group] was used. This substrate and the enzymatic reaction product from which lacto-N-biose has been released have a reducing end labeled with a pyridylamino group, so they can be directly qualitatively determined by reversed-phase or amine-based high-performance liquid chromatography equipped with a fluorescence detector. Analysis is possible. Substrate 2 above
6 μl of the enzyme solution was added to 4 μl of a 250 mM potassium phosphate buffer containing 0 pmol, mixed and reacted at 37 ° C. for 20 minutes, and the reaction was stopped by adding 40 μl of a 1% trifluoroacetic acid solution. It was subjected to chromatography. Under these conditions, the amount of the enzyme that produces 1 μmol of pyridylaminated lactose per minute is defined as one unit.

【0022】本発明を利用して以下の事項を解明するこ
とができる。 (1)複合糖質中のラクト−N−ビオシル残基の役割を
知ることができる。 (2)本方法を用いれば、複合糖質中のラクト−N−ビ
オシル基の有無を直接推定することができ、タイプ1糖
鎖とタイプ2糖鎖の識別が直接できる。 (3)糖鎖還元末端をあらかじめ還元ピリジルアミノ化
法〔ジャーナル・オブ・バイオケミストリー(J.Bioc
hem.)、第95巻、第197〜203頁(1984)〕
にて蛍光標識した糖鎖を用いて、上記の酵素消化法と2
次元糖鎖マップ法〔アナリティカル・バイオケミストリ
ー( Anal. Biochem. )第171巻、第73頁(198
8)〕を組合せることによって、ラクト−N−ビオシル
基も含めた糖鎖構造全体を、従来の数百倍の感度で推定
することができる。 (4)還元末端を〔 3H〕標識した糖鎖、あるいは、未
標識糖鎖を用いて、本酵素で酵素消化を行い、酵素消化
物をゲルろ過クロマトグラフィーやイオン交換クロマト
グラフィーなどで分析することによって、糖鎖構造を推
定することができる。
The following items can be clarified by using the present invention. (1) The role of lacto-N-biosyl residue in glycoconjugates can be known. (2) By using this method, the presence or absence of a lacto-N-biosyl group in a glycoconjugate can be directly estimated, and the type 1 sugar chain and the type 2 sugar chain can be directly discriminated. (3) The reducing end of the sugar chain is previously reduced by pyridyl amination [Journal of Biochemistry (J. Bioc.
hem.), 95, 197-203 (1984)]
The above-mentioned enzyme digestion method and 2
Dimensional glycan map method [Analytical Biochem., Vol. 171, p. 73 (198)
8)], it is possible to estimate the entire sugar chain structure including the lacto-N-biosyl group with a sensitivity several hundred times higher than the conventional one. (4) Enzymatic digestion with the present enzyme using a sugar chain labeled with [ 3 H] or an unlabeled sugar chain at the reducing end, and analyzing the enzyme digest by gel filtration chromatography or ion exchange chromatography. Thereby, the sugar chain structure can be estimated.

【0023】[0023]

【実施例】次に、実施を挙げて本発明を説明するが、本
発明は以下の実施例の範囲のみに限定されるものではな
い。
EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited only to the scope of the following examples.

【0024】実施例1 (1)菌の培養と無細胞抽出液の調製 Streptomyces sp 142(FERM BP−4569)
をペプトン0.3%、イーストエキス0.05%、リン
酸一カリウム0.1%、硫酸マグネシウム7水和物0.
05%及びL−フコース1%を含む500mlの液体培地
(pH7.0)を用いて25〜27℃で2日間培養した
後、培養液を遠心分離して菌株を得た。菌体を1mMのエ
チレンジアミン四酢酸を含む10mMリン酸ナトリウム緩
衝液pH7.0で洗浄後、同緩衝液に懸濁して超音波処
理し、遠心分離によって菌体残渣を除いて、無細胞抽出
液を得た。
Example 1 (1) Culture of bacteria and preparation of cell-free extract Streptomyces sp 142 (FERM BP-4569)
Of peptone 0.3%, yeast extract 0.05%, monopotassium phosphate 0.1%, magnesium sulfate heptahydrate 0.
After culturing at 25 to 27 ° C. for 2 days using 500 ml of a liquid medium (pH 7.0) containing 05% and 1% L-fucose, the culture was centrifuged to obtain a strain. The cells were washed with 10 mM sodium phosphate buffer containing 1 mM ethylenediaminetetraacetic acid, pH 7.0, suspended in the same buffer, sonicated, and the cell-free extract was removed by removing the cell residues by centrifugation. Obtained.

【0025】(2)酵素の調製 上記に得た無細胞抽出液100mlを、10mMエチレンジ
アミン四酢酸、1mMオルト−フェナントロリン、及び1
mMフェニルメタンスルホニルフルオリドを含む50mMリ
ン酸カリウム緩衝液pH6.0に対して透析後、同緩衝
液で平衡化したDEAE−セファロース CL−6Bの
カラム(4.0×23cm)に供した。カラムをその3倍
容量の同一の緩衝液で洗浄し、溶出してきた素通り画分
を集めた。活性画分は限外ろ過(分画分子量1万)にて
濃縮後終濃度1.5Mになるように硫酸アンモニウムを
加え、1.5M硫酸アンモニウム、10mMエチレンジア
ミン四酢酸、1mMオルト−フェナントロリン、及び1mM
フェニルメタンスルホニルフルオリドを含む50mMリン
酸カリウム緩衝液pH6.0を用いて平衡化したフェニ
ル−セファロース CL−4Bのカラム(1.0×6.
0cm)に供した。カラムをその3倍容量の同一の緩衝液
で洗浄し、次いで10mMエチレンジアミン四酢酸、1mM
オルト−フェナントロリン、及び1mMフェニルメタンス
ルホニルフルオリドを含む50mMリン酸カリウム緩衝液
pH6.0で溶出し、活性画分を集めた。活性画分は限
外ろ過(分画分子量1万)にて濃縮後100mM塩化ナト
リウム、0.01%アジ化ナトリウム、及び0.1%ブ
リジ( Brij ) −58を含む50mMリン酸カリウム緩衝
液pH6.0で平衡化したトヨパールHW−55Sのカ
ラム(1.5×90cm)に供した。同緩衝液で溶出し、
23−28の画分から本発明のエキソラクト−N−ビオ
ヒドロラーゼを得た。この様にして得られたエキソラク
ト−N−ビオヒドロラーゼの比活性は3.5m単位/mg
であり、糖鎖構造解析用試薬として十分使用可能であっ
た。なお、上記酵素の比活性は前記の測定法によって測
定した。
(2) Preparation of enzyme 100 ml of the cell-free extract obtained above was mixed with 10 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 1 mM ortho-phenanthroline, and 1 mM
After dialysis against a 50 mM potassium phosphate buffer pH 6.0 containing mM phenylmethanesulfonyl fluoride, the solution was applied to a DEAE-Sepharose CL-6B column (4.0 × 23 cm) equilibrated with the same buffer. The column was washed with three volumes of the same buffer, and the eluted flow-through fractions were collected. The active fraction was concentrated by ultrafiltration (fraction molecular weight: 10,000), then ammonium sulfate was added to a final concentration of 1.5 M, 1.5 M ammonium sulfate, 10 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 1 mM ortho-phenanthroline, and 1 mM
A column of phenyl-Sepharose CL-4B (1.0 x 6.0) equilibrated with 50 mM potassium phosphate buffer pH 6.0 containing phenylmethanesulfonyl fluoride.
0 cm). The column was washed with 3 volumes of the same buffer, then 10 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 1 mM
The active fraction was eluted with 50 mM potassium phosphate buffer pH 6.0 containing ortho-phenanthroline and 1 mM phenylmethanesulfonyl fluoride. The active fraction was concentrated by ultrafiltration (fraction molecular weight 10,000), and then 50 mM potassium phosphate buffer containing 100 mM sodium chloride, 0.01% sodium azide, and 0.1% Brij-58 (pH 6). The sample was applied to a column (1.5 × 90 cm) of Toyopearl HW-55S equilibrated with a pH of 2.0. Elution with the same buffer,
Exolact-N-biohydrolase of the present invention was obtained from fractions 23-28. The specific activity of the thus obtained exolacto-N-biohydrolase is 3.5 m units / mg.
And was sufficiently usable as a reagent for analyzing a sugar chain structure. The specific activity of the above enzyme was measured by the above-mentioned measuring method.

【0026】実施例2 ピリジルアミノ化糖鎖に対する
作用 基質として下記式(化4):
Example 2 Action on Pyridyl Aminated Sugar Chain As a substrate, the following formula (Formula 4):

【0027】[0027]

【化4】 Embedded image

【0028】で表される構造のピリジルアミノ化糖鎖
(宝酒造社製)を用いて実施例1で得た本酵素を作用さ
せた。3.3μMの基質を含む80mMリン酸緩衝液pH
6.0に本酵素50μ単位を加えて37℃、16時間反
応を行った。反応終了後反応液をHPLCで分析し、下
記式(化5):
Using the pyridylaminated sugar chain (manufactured by Takara Shuzo) having the structure represented by the following formula, the present enzyme obtained in Example 1 was allowed to act. 80 mM phosphate buffer pH with 3.3 μM substrate
6.0 was added with 50 µ units of the present enzyme, and reacted at 37 ° C for 16 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was analyzed by HPLC, and the following formula (Formula 5) was obtained.

【0029】[0029]

【化5】 Embedded image

【0030】で表される構造のピリジルアミノ化糖鎖が
生成していることを確認した。更に反応液を濃縮乾固
し、糖質ピリジルアミノ化装置・パルステーション( PA
LSTATION:宝酒造社製)にて還元ピリジルアミノ化した
後、HPLC分析を行い、下記式(化6):
It was confirmed that a pyridylaminated sugar chain having the structure represented by the formula was generated. Further, the reaction solution is concentrated to dryness, and a saccharide pyridyl amination device / pulsation (PA
(LSTATION: manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.), followed by HPLC analysis, and the following formula (Formula 6):

【0031】[0031]

【化6】G(β1→3)GN−PAEmbedded image G (β1 → 3) GN-PA

【0032】で表される構造のピリジルアミノ化糖鎖の
生成を確認した。
The formation of a pyridylaminated sugar chain having the structure represented by the following formula was confirmed.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明により、複合糖質の構造の機能の
解明に有用な糖化合物のラクト−N−ビオシド結合の水
解方法及び水解用試薬が提供された。
Industrial Applicability According to the present invention, there are provided a method for hydrolyzing a lacto-N-bioside bond of a saccharide compound and a reagent for hydrolyzing which are useful for elucidating the function of the structure of a glycoconjugate.

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

【図1】エキソラクト−N−ビオヒドロラーゼのpHと
相対活性との関係を表すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the pH and the relative activity of exolacto-N-biohydrolase.

【図2】エキソラクト−N−ビオヒドロラーゼを4℃に
おいて、それぞれのpHで16時間処理した後のpHと
残存活性との関係を表すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between residual activity and pH after treating exolacto-N-biohydrolase at 4 ° C. at each pH for 16 hours.

【図3】エキソラクト−N−ビオヒドロラーゼの温度と
相対活性との関係を表すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between temperature and relative activity of exolacto-N-biohydrolase.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式(化1)で表される糖化合物
に、糖化合物の非還元末端のラクト−N−ビオシド結合
のみを選択特異的に水解するが、N−アセチルラクトサ
ミニド結合(Galβ1−4GlcNAcβ1−R)は
水解しない、至適pHが5.5〜6.0及び4℃におい
て16時間処理した時のpH安定性が4.0〜7.0で
あるグリコシダーゼを作用させることを特徴とする一般
式(化1)で表される糖化合物のラクト−N−ビオシド
結合の水解方法。 【化1】 Galβ1−3GlcNAcβ1−R (式中Rは糖残基を示す)
To 1. A sugar compound represented by the following general formula (Formula 1), although hydrolyzed selectively specifically only lacto -N- Bioshido binding non-reducing end of the sugar compound, N- acetyllactosamine
The minide bond (Galβ1-4GlcNAcβ1-R)
Does not hydrolyze, optimal pH is 5.5-6.0 and at 4 ° C
PH stability when treated for 16 hours at 4.0-7.0
A method for hydrolyzing a lacto-N-bioside bond of a sugar compound represented by the general formula (Chemical Formula 1), which comprises reacting a certain glycosidase. Embedded image Galβ1-3GlcNAcβ1-R (where R represents a sugar residue)
【請求項2】 一般式(化1)で表される糖化合物の非
還元末端のラクト−N−ビオシド結合のみを選択特異的
に水解するが、N−アセチルラクトサミニド結合(Ga
lβ1−4GlcNAcβ1−R)は水解しない、至適
pHが5.5〜6.0及び4℃において16時間処理し
た時のpH安定性が4.0〜7.0であるグリコシダー
ゼを含有してなることを特徴とする一般式(化1)で表
される糖化合物のラクト−N−ビオシド結合の水解用試
薬。
2. The saccharide compound represented by the general formula (Formula 1) selectively and specifically hydrolyzes only the lacto-N-bioside bond at the non-reducing terminal, but the N-acetyllactosaminide bond (Ga
lβ1-4GlcNAcβ1-R) does not hydrolyze, optimal
Treatment at pH 5.5-6.0 and 4 ° C. for 16 hours
A lacto-N-bioside of a sugar compound represented by the general formula (Chemical Formula 1), which comprises a glycosidase having a pH stability of 4.0 to 7.0 when the saccharide is prepared. Reagents for binding hydrolyses.
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