タイトル: | 再公表特許(A1)_フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素 |
出願番号: | 2007060694 |
年次: | 2009 |
IPC分類: | C12N 15/09,C12N 9/02,C12Q 1/26,C12Q 1/54,C12N 1/15,C12N 1/19,C12N 1/21,C12N 5/10,G01N 33/66 |
田中 憲彰 結城 健介 JP WO2007139013 20071206 JP2007060694 20070525 フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素 天野エンザイム株式会社 000216162 萩野 幹治 100114362 田中 憲彰 結城 健介 JP 2006148667 20060529 C12N 15/09 20060101AFI20090911BHJP C12N 9/02 20060101ALI20090911BHJP C12Q 1/26 20060101ALI20090911BHJP C12Q 1/54 20060101ALI20090911BHJP C12N 1/15 20060101ALI20090911BHJP C12N 1/19 20060101ALI20090911BHJP C12N 1/21 20060101ALI20090911BHJP C12N 5/10 20060101ALI20090911BHJP G01N 33/66 20060101ALN20090911BHJP JPC12N15/00 AC12N9/02C12Q1/26C12Q1/54C12N1/15C12N1/19C12N1/21C12N5/00 AG01N33/66 C AP(BW,GH,GM,KE,LS,MW,MZ,NA,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),EP(AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MT,NL,PL,PT,RO,SE,SI,SK,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PG,PH,PL,PT,RO,RS,RU,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,SV,SY,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC,VN,ZA,ZM,ZW 再公表特許(A1) 20091008 2008517905 36 2G045 4B024 4B050 4B063 4B065 2G045AA28 2G045DA31 2G045FA13 2G045FB01 4B024AA11 4B024BA08 4B024CA03 4B024CA20 4B024DA01 4B024DA02 4B024DA05 4B024DA11 4B024DA12 4B024GA11 4B024GA16 4B024HA20 4B050CC01 4B050CC03 4B050DD03 4B050EE01 4B050FF03E 4B050FF04E 4B050FF05E 4B050FF09E 4B050FF11E 4B050LL03 4B050LL05 4B063QA01 4B063QQ02 4B063QQ03 4B063QQ68 4B063QR04 4B063QR51 4B063QR57 4B063QR66 4B063QS36 4B063QX01 4B065AA01X 4B065AA58X 4B065AA63X 4B065AA63Y 4B065AA72X 4B065AA87X 4B065AB01 4B065AC14 4B065BA02 4B065CA28 4B065CA46 本発明は補酵素結合型グルコース脱水素酵素及びその用途に関する。詳しくは、本発明はフラビンアデニンジヌクレオチドを補酵素とするグルコース脱水素酵素、及び当該酵素の生産菌、当該酵素の製造法、当該酵素を使用したグルコース測定法などに関する。 近年、電気化学的バイオセンサを用いた簡易型の自己血糖測定器が広く用いられている。バイオセンサは、絶縁性の基板上に電極、酵素反応層を形成したものである。ここで用いられる酵素としては、グルコース脱水素酵素(GDH)、グルコースオキシダーゼ(GO)などが挙げられる。GOを用いた方法は、測定サンプル中の溶存酸素の影響を受けやすく、溶存酸素が測定結果に影響を及ぼすといった問題点が指摘されている。 一方、溶存酸素の影響を受けず且つNAD(P)非存在下でグルコースに作用する酵素としてピロロキノリン(PQQ)を補酵素とするGDH(PQQ−GDH)が知られている(例えば特許文献1〜3を参照)。しかしながらPQQ−GDHには、(1)PQQが酵素から解離しやすいこと、(2)グルコースに対する選択性が低いこと、及び(3)一般に膜画分に存在していることからその抽出・単離操作に困難を伴うことなどの問題がある。 ところで近年、病院で簡易血糖自己測定器を使用した患者において低血糖等を発症した例が報告された。その後の調査・分析の結果、PQQ−GDHが輸液成分として含まれるマルトースに反応し、実際の血糖値より高値を示したことが、このような発症例の原因であることが判明した(医薬品・医療用具等安全性情報206号(Pharmaceuticals and Medical Devices Safety Information No.206)、平成16年(2004年)10月、厚生労働省医薬食品局)。このような事情もあって、グルコースに特異的に作用し、特にマルトースへの作用性が低い血糖測定用酵素の開発が切望されている。 尚、PQQ−GDHの他、溶存酸素の影響を受けず且つNAD(P)非存在下でグルコースに作用する酵素としてフラビンアデニンジヌクレオチドを補酵素とするグルコース脱水素酵素(本明細書において「FAD−GDH」ともいう)が知られている。これまでに、Aspergillus oryzae(非特許文献1〜4)及びAspergillus terreus(特許文献4)からそれぞれFAD−GDHが取得されている。特開2000−350588号公報特開2001−197888号公報特開2001−346587号公報国際公開第2004/058958号パンフレットStudies on the glucose dehydrogenase of Aspergillus oryzae. I. Induction of its synthesis by p-benzoquinone and hydroquinone, T.C. Bak, and R. Sato, Biochim. Biophys. Acta, 139, 265-276 (1967).Studies on the glucose dehydrogenase of Aspergillus oryzae. II. Purification and physical and chemical properties, T.C. Bak, Biochim. Biophys. Acta, 139, 277-293 (1967).Studies on the glucose dehydrogenase of Aspergillus oryzae. III. General enzymatic properties, T.C. Bak, Biochim. Biophys. Acta, 146, 317-327 (1967).Studies on the glucose dehydrogenase of Aspergillus oryzae. IV. Histidyl residue as an active site, T.C. Bak, and R. Sato, Biochim. Biophys. Acta, 146, 328-335 (1967). 上記背景の下で本発明は、グルコース量のより正確な測定を可能とする新規な酵素及びその生産菌、並びにその用途を提供することを課題とする。 以上の課題を解決するために本発明者らはまず、フラビンアデニンジヌクレオチドを補酵素とするグルコース脱水素酵素(FAD−GDH)に注目した。そして、広く微生物を対象としてスクリーニングした結果、FAD−GDHの生産性に優れた菌株を見出した。同定の結果、Aspergillus oryzae(アスペルギルス・オリゼ)と判明した。また、当該菌株が生産するFAD−GDHを精製することに成功し、その諸性状を決定することにも成功した。決定された諸性状より、当該FAD−GDHが新規な酵素であることが判明した。また、当該FAD−GDHがグルコースに対する選択性に優れ、しかも反応系に存在する溶存酸素の影響を受けにくく、試料中のグルコース量のより正確な測定を可能にするものであることが示された。一方、当該FAD−GDHと同等の酵素を他の菌株(Aspergillus oryzae)が生産することが確認された。 更に検討を進めた結果、上記菌株が保有するFAD−GDHのアミノ酸配列及びそれをコードする遺伝子の配列を決定することに成功した。 本発明は以上の知見ないし成果に基づくものであり、以下に示すフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素などを提供する。[1]以下の性状を備えるフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素、 (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−δ−ラクトンを生成する反応を触媒する、 (2)分子量: SDS-ポリアクリルアミド電気泳動による分子量が約100kDa、ゲルろ過クロマトグラフィーによる分子量が約400kDa、 (3)基質特異性: マルトース、D-フルクトース、D-マンノース及びD-ガラクトースに対する反応性が低い。[2]D-グルコースに対する反応性を100%としたときのマルトースに対する反応性が5%以下である、[1]に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。[3]D-グルコースに対する反応性を100%としたときのD-ガラクトースに対する反応性が5%以下である、[1]又は[2]に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。[4]D-グルコースに対する反応性を100%としたときのD-フルクトース及びD-マンノースに対する反応性がいずれも5%以下である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。[5]以下の性状を更に備える、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素、 (4)至適pH: 7付近、 (5)至適温度: 60℃付近、 (6)pH安定性: pH3.0〜7.0の範囲で安定、 (7)温度安定性: 40℃以下で安定。[6]以下の性状を更に備える、[1]〜[5]のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素、 (8)Km値: D-グルコースについてのKm値が約8mM。[7]Aspergillus oryzaeに由来する酵素である、[1]〜[6]のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。[8]配列番号20で示されるアミノ酸配列、又は該アミノ酸配列と相同なアミノ酸配列を有することを特徴とする、[1]〜[7]のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。[9]フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素の生産能を有する、受託番号がNITE BP−236のAspergillus oryzae BB−56。[10]以下の(A)〜(C)からなる群より選択されるいずれかのDNAからなるフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素遺伝子: (A)配列番号20で示されるアミノ酸配列をコードするDNA; (B)配列番号19で示される塩基配列からなるDNA; (C)配列番号19で示される塩基配列と相同な塩基配列を有し、且つフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素活性をもつタンパク質をコードするDNA。[11][10]に記載の遺伝子を含有するベクター。[12][10]に記載の遺伝子が導入されている形質転換体。[13]以下のステップ(1)及び(2)、又はステップ(i)及び(ii)を含んでなる、フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素の製造法: (1)[7]に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素の生産能を有するAspergillus oryzaeを培養するステップ; (2)培養後の培養液及び/又は菌体より、フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素を回収するステップ; (i)[12]に記載の形質転換体を、前記遺伝子がコードするタンパク質が産生される条件下で培養するステップ; (ii)産生された前記タンパク質を回収するステップ。[14][1]〜[8]のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素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。[15][1]〜[8]のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素を含むことを特徴とするグルコース測定用試薬。[16][15]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。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHのSDS−PAGE。両端のレーンは、分子量マーカーで、上から順にホスホリラーゼb(97kDa)、アルブミン(66kDa)、オボアルブミン(45kDa)、カルボニックアンヒドラーゼ(30kDa)、トリプシンインヒビター(20.1kDa)、α−ラクトアルブミン(14.4kDa)。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHのHPLCによる分子量の測定。(A)分子量マーカー。グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(290kDa、11.508min)、乳酸デヒドロゲナーゼ(142kDa、13.012min)、エノラーゼ(67kDa、14.643min)、ミオキナーゼ(32kDa、15.321min)、シトクロームC(12.4kDa、20.303min)(B)精製FAD−GDH。Aspergillus oryzae由来のFAD−GDHの分子量の比較。(A)分子量マーカー。溶出が早い順にグルタミン酸デヒドロゲナーゼ(GLDH、290kDa)、乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH、142kDa)、ミオキナーゼ(32kDa)。(B),(C),(D),(E),(F),(G),(H)は、それぞれA.oryzae BB−56、IAM2603、IAM2628、IAM2683、IAM2736、IAM2706及びNBRC30113由来の培養ろ液を試料とした。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの400−800nmにおける吸収スペクトル。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの至適pH。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの至適温度。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHのpH安定性。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの温度安定性。グリセロール密度勾配等電点電気泳動によるAspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの等電点の測定。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHのグルコースに対するLineweaver−Burk plot。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの糖含量の測定。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHによるグルコース濃度の測定。(用語) 本発明において「タンパク質をコードするDNA」とは、それを発現させた場合に当該タンパク質が得られるDNA、即ち、当該タンパク質のアミノ酸配列に対応する塩基配列を有するDNAのことをいう。従ってコドンの縮重も考慮される。 本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(FAD−GDH)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(特に夾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、夾雑タンパク質の含有量は重量換算で全体の約20%未満、好ましくは約10%未満、更に好ましくは約5%未満、より一層好ましくは約1%未満である。一方、本発明の酵素が遺伝子工学的手法によって調製されたものである場合の用語「単離された」とは、使用された宿主細胞に由来する他の成分や培養液等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夾雑成分の含有量は重量換算で全体の約20%未満、好ましくは約10%未満、更に好ましくは約5%未満、より一層好ましくは約1%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、本明細書において単に「フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素」と記載した場合は「単離された状態のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素」を意味する。フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素の代わりに使用される用語「FAD−GDH」及び「酵素」についても同様である。 DNAについて使用する場合の「単離された」とは、もともと天然に存在しているDNAの場合、典型的には、天然状態において共存するその他の核酸から分離された状態であることをいう。但し、天然状態において隣接する核酸配列(例えばプロモーター領域の配列やターミネーター配列など)など一部の他の核酸成分を含んでいてもよい。例えばゲノムDNAの場合の「単離された」状態では、好ましくは、天然状態において共存する他のDNA成分を実質的に含まない。一方、cDNA分子など遺伝子工学的手法によって調製されるDNAの場合の「単離された」状態では、好ましくは、細胞成分や培養液などを実質的に含まない。同様に、化学合成によって調製されるDNAの場合の「単離された」状態では、好ましくは、dNTPなどの前駆体(原材料)や合成過程で使用される化学物質等を実質的に含まない。尚、それと異なる意味を表すことが明らかでない限り、本明細書において単に「DNA」と記載した場合には単離された状態のDNAを意味する。(FAD−GDH及びその生産菌) 本発明の第1の局面はフラビンアデニンジヌクレオチドを補酵素とするグルコース脱水素酵素(FAD−GDH)及びその生産菌を提供する。本発明のFAD−GDH(以下、「本酵素」ともいう)は以下の性状を備えることを特徴とする。まず、本酵素は次の反応、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−δ−ラクトンを生成する反応を触媒する。また、SDS-ポリアクリルアミド電気泳動による本酵素の分子量は約100kDaであり、ゲルろ過による本酵素の分子量は約400kDaである。尚、本発明のFAD−GDHは4量体からなる。 一方、本酵素は基質特異性に優れ、D-グルコースに対して選択的に作用する。詳しくは、本発明のFAD−GDHはマルトースに対する反応性が極めて低く、D-フルクトースやD-マンノース、D-ガラクトースなどに対する反応性も非常に低い。具体的にはD-グルコースに対する反応性を100%としたときの、これらの基質に対する反応性はいずれも5%以下である。本発明の好ましい態様ではマルトースに対する反応性は1%以下又は実質的に認められない。更に好ましい態様では、D-フルクトースに対する反応性及びD-ガラクトースに対する反応性のいずれについても1%以下又は実質的に認められない。以上のような優れた基質特異性を有する本酵素は、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、本酵素によれば試料中にマルトースやガラクトースなどの夾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。従って本酵素は、試料中にこのような夾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、本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((1−2)の欄、(7−1)の欄、(7−2−2)の欄)で測定・評価することができる。 本酵素は好ましくはAspergillus oryzaeに由来するFAD−GDHである。ここでの「Aspergillus oryzaeに由来するFAD−GDH」とは、Aspergillus oryzaeに分類される微生物(野生株であっても変異株であってもよい)が生産するFAD−GDH、或いはAspergillus oryzae(野生株であっても変異株であってもよい)のFAD−GDH遺伝子を利用して遺伝子工学的手法によって得られたFAD−GDHであることを意味する。従って、Aspergillus oryzaeより取得したFAD−GDH遺伝子(又は当該遺伝子を改変した遺伝子)を導入した宿主微生物によって生産された組み換え体も、「Aspergillus oryzaeに由来するFAD−GDH」に該当する。 本酵素がそれに由来することとなるAspergillus oryzaeのことを、説明の便宜上、本酵素の生産菌という。本酵素の生産菌の例として、後述の実施例に示すAspergillus oryzae BB−56、Aspergillus oryzae IAM2603、Aspergillus oryzae IAM2628、Aspergillus oryzae IAM2683、Aspergillus oryzae IAM2736、Aspergillus oryzae IAM2706、及びAspergillus oryzae NBRC30113を挙げることができる。この中でもBB−56株はFAD−GDHの生産性に優れ、特に好ましい生産菌である。BB−56株は以下の通り所定の寄託機関に寄託されており、容易に入手可能である。 寄託機関:NITEバイオテクノロジー本部 特許微生物寄託センター(〒292-0818 日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2−5−8) 寄託日(受領日):2006年5月17日 受託番号:NITE BP−236 尚、Aspergillus oryzae IAM2603、Aspergillus oryzae IAM2628、Aspergillus oryzae IAM2683、Aspergillus oryzae IAM2736、及びAspergillus oryzae IAM2706はIAMカルチャーコレクション(東京大学分子細胞生物学研究所 細胞機能情報研究センター)に保管された菌株であり、所定の手続を経ることによってその分譲を受けることができる。同様にAspergillus oryzae NBRC30113はNBRC(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本部 生物遺伝資源部門)に保管された菌株であり、所定の手続を経ることによってその分譲を受けることができる。 本発明者らは、後述の実施例に示す通り、Aspergillus oryzae BB−56より、上記性状(作用、分子量、基質特異性)を備えるFAD−GDHを調製することに成功した。得られたFAD−GDHを詳細に検討した結果、以下の性状を更に備えることが明らかとなった。 (4)至適pH: 7付近 (5)至適温度: 60℃付近 (6)pH安定性: pH3.0〜7.0の範囲で安定 (7)温度安定性: 40℃以下で安定 (8)Km値: D-グルコースについてのKm値が約8mM (9)等電点: 6.4付近 ここで、至適pHについては後述の実施例に示すように例えばMcllvaine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PIPES−NaOHバッファー(pH6.5)中で測定した値である。また、特定のpH条件の下、37℃で30分間処理したときに80%以上の活性を維持したとき、当該pH条件において「安定」であるということができる。同様に、特定の温度条件の下、適当な緩衝液中(例えばPIPES−NaOHバッファー、pH6.5)で20分間処理した後に活性の実質的な低下が認められない(つまり約100%の活性を維持する)とき、当該温度条件において「安定」であるということができる。Km値及び等電点に関しては、後述の実施例に示す方法(8.の欄、6.の欄)で測定・評価することができる。 以上のように、取得に成功した本酵素の性状の詳細が明らかとなった。その結果、本酵素がグルコースに対して選択的且つ高親和性であり、しかも安定性に優れ、グルコースセンサなどへの応用・実用化に適したものであることが判明した。 一方、本酵素の性状の詳細が明らかになった結果、過去に報告された補酵素結合型酵素と全く異なる酵素であることが確認された。 尚、上で例示した他の菌株、即ちAspergillus oryzae IAM2603、Aspergillus oryzae IAM2628、Aspergillus oryzae IAM2683、Aspergillus oryzae IAM2736、Aspergillus oryzae IAM2706、及びAspergillus oryzae NBRC30113についても、Aspergillus oryzae BB−56が生産するFAD−GDHと同等の性状を備えたFAD−GDHを生産することが確認された。 本発明者らの更なる検討の結果、Aspergillus oryzae BB−56が保有するFAD−GDHのアミノ酸配列が決定された。そこで、配列番号20のアミノ酸配列を有するタンパク質からなるという特徴によって本酵素を更に特徴づけることができる。ここで、一般に、あるタンパク質のアミノ酸配列の一部に改変を施した場合において改変後のタンパク質が改変前のタンパク質と同等の機能を有することがある。即ちアミノ酸配列の改変がタンパク質の機能に対して実質的な影響を与えず、タンパク質の機能が改変前後において維持されることがある。そこで本発明は他の態様として、配列番号20で示されるアミノ酸配列と相同なアミノ酸配列を有しFAD−GDH活性をもつタンパク質(以下、「相同タンパク質」ともいう)を提供する。ここでの「相同なアミノ酸配列」とは、配列番号20で示されるアミノ酸配列と一部で相違するが、当該相違がタンパク質の機能(ここではFAD−GDH活性)に実質的な影響を与えていないアミノ酸配列のことをいう。 「アミノ酸配列の一部の相違」とは、典型的には、アミノ酸配列を構成する1〜数個のアミノ酸の欠失、置換、若しくは1〜数個のアミノ酸の付加、挿入、又はこれらの組合せによりアミノ酸配列に変異(変化)が生じていることをいう。ここでのアミノ酸配列の相違はFAD−GDH活性が保持される限り許容される(活性の多少の変動があってもよい)。この条件を満たす限りアミノ酸配列が相違する位置は特に限定されず、また複数の位置で相違が生じていてもよい。ここでの複数とは例えば全アミノ酸の約30%未満に相当する数であり、好ましくは約20%未満に相当する数であり、さらに好ましくは約10%未満に相当する数であり、より一層好ましくは約5%未満に相当する数であり、最も好ましくは約1%未満に相当する数である。即ち相同タンパク質は、配列番号20のアミノ酸配列と例えば約70%以上、好ましくは約80%以上、さらに好ましくは約90%以上、より一層好ましくは約95%以上、最も好ましくは約99%以上の同一性を有する。 好ましくは、FAD−GDH活性に必須でないアミノ酸残基において保存的アミノ酸置換を生じさせることによって相同タンパク質を得る。ここでの「保存的アミノ酸置換」とは、あるアミノ酸残基を、同様の性質の側鎖を有するアミノ酸残基に置換することをいう。アミノ酸残基はその側鎖によって塩基性側鎖(例えばリシン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖(例えばアスパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性側鎖(例えばグリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、システイン)、非極性側鎖(例えばアラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン)、β分岐側鎖(例えばスレオニン、バリン、イソロイシン)、芳香族側鎖(例えばチロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)のように、いくつかのファミリーに分類されている。保存的アミノ酸置換は好ましくは、同一のファミリー内のアミノ酸残基間の置換である。 ところで、二つのアミノ酸配列又は二つの核酸(以下、これらを含む用語として「二つの配列」を使用する)の同一性(%)は例えば以下の手順で決定することができる。まず、最適な比較ができるよう二つの配列を並べる(例えば、第一の配列にギャップを導入して第二の配列とのアライメントを最適化してもよい)。第一の配列の特定位置の分子(アミノ酸残基又はヌクレオチド)が、第二の配列における対応する位置の分子と同じであるとき、その位置の分子が同一であるといえる。二つの配列の同一性は、その二つの配列に共通する同一位置の数の関数であり(すなわち、同一性(%)=同一位置の数/位置の総数 × 100)、好ましくは、アライメントの最適化に要したギャップの数およびサイズも考慮に入れる。 二つの配列の比較及び同一性の決定は数学的アルゴリズムを用いて実現可能である。配列の比較に利用可能な数学的アルゴリズムの具体例としては、KarlinおよびAltschul (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:2264-68に記載され、KarlinおよびAltschul (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:5873-77において改変されたアルゴリズムがあるが、これに限定されることはない。このようなアルゴリズムは、Altschulら (1990) J. Mol. Biol. 215:403-10に記載のNBLASTプログラムおよびXBLASTプログラム(バージョン2.0)に組み込まれている。本発明の核酸分子に相同的なヌクレオチド配列を得るには例えば、NBLASTプログラムでscore = 100、wordlength = 12としてBLASTヌクレオチド検索を行えばよい。本発明のポリペプチド分子に相同的なアミノ酸配列を得るには例えば、XBLASTプログラムでscore = 50、wordlength = 3としてBLASTポリペプチド検索を行えばよい。比較のためのギャップアライメントを得るためには、Altschulら (1997) Amino Acids Research 25(17):3389-3402に記載のGapped BLASTが利用可能である。BLASTおよびGapped BLASTを利用する場合は、対応するプログラム(例えばXBLASTおよびNBLAST)のデフォルトパラメータを使用することができる。詳しくはhttp://www.ncbi.nlm.nih.govを参照されたい。配列の比較に利用可能な他の数学的アルゴリズムの例としては、MyersおよびMiller (1988) Comput Appl Biosci. 4:11-17に記載のアルゴリズムがある。このようなアルゴリズムは、例えばGENESTREAMネットワークサーバー(IGH Montpellier、フランス)またはISRECサーバーで利用可能なALIGNプログラムに組み込まれている。アミノ酸配列の比較にALIGNプログラムを利用する場合は例えば、PAM120残基質量表を使用し、ギャップ長ペナルティ=12、ギャップペナルティ=4とすることができる。 二つのアミノ酸配列の同一性を、GCGソフトウェアパッケージのGAPプログラムを用いて、Blossom 62マトリックスまたはPAM250マトリックスを使用し、ギャップ加重=12、10、8、6、又は4、ギャップ長加重=2、3、又は4として決定することができる。また、二つの核酸配列の相同度を、GCGソフトウェアパッケージ(http://www.gcg.comで利用可能)のGAPプログラムを用いて、ギャップ加重=50、ギャップ長加重=3として決定することができる。 上記アミノ酸配列を有する本酵素は、遺伝子工学的手法によって容易に調製することができる。例えば、本酵素をコードするDNAで適当な宿主細胞(例えば大腸菌)を形質転換し、形質転換体内で発現されたタンパク質を回収することにより調製することができる。回収されたタンパク質は目的に応じて適宜精製される。このように組換えタンパク質として本酵素を得ることにすれば種々の修飾が可能である。例えば、本酵素をコードするDNAと他の適当なDNAとを同じベクターに挿入し、当該ベクターを用いて組換えタンパク質の生産を行えば、任意のペプチドないしタンパク質が連結された組換えタンパク質からなる本酵素を得ることができる。また、糖鎖及び/又は脂質の付加や、あるいはN末端若しくはC末端のプロセッシングが生ずるような修飾を施してもよい。以上のような修飾により、組換えタンパク質の抽出、精製の簡便化、又は生物学的機能の付加等が可能である。(FAD−GDHをコードするDNA) 本発明の第2の局面は本酵素をコードする遺伝子、即ち新規なFAD−GDH遺伝子を提供する。一態様において本発明の遺伝子は、配列番号20のアミノ酸配列をコードするDNAからなる。当該態様の具体例は、配列番号19で示される塩基配列からなるDNAである。 ところで、一般に、あるタンパク質をコードするDNAの一部に改変を施した場合において、改変後のDNAがコードするタンパク質が、改変前のDNAがコードするタンパク質と同等の機能を有することがある。即ちDNA配列の改変が、コードするタンパク質の機能に実質的に影響を与えず、コードするタンパク質の機能が改変前後において維持されることがある。そこで本発明は他の態様として、配列番号19で示される塩基配列と相同な塩基配列を有し、FAD−GDH活性をもつタンパク質をコードするDNA(以下、「相同DNA」ともいう)を提供する。ここでの「相同な塩基配列」とは、配列番号19で示される核酸と一部で相違するが、当該相違によってそれがコードするタンパク質の機能(ここではFAD−GDH活性)が実質的な影響を受けていない塩基配列のことをいう。 相同DNAの具体例は、配列番号19で示される塩基配列に相補的な塩基配列に対してストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAである。ここでの「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。このようなストリンジェントな条件は当業者に公知であって例えばMolecular Cloning(Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York)やCurrent protocols in molecular biology(edited by Frederick M. Ausubel et al., 1987)を参照して設定することができる。ストリンジェントな条件として例えば、ハイブリダイゼーション液(50%ホルムアミド、10×SSC(0.15M NaCl, 15mM sodium citrate, pH 7.0)、5×Denhardt溶液、1% SDS、10% デキストラン硫酸、10μg/mlの変性サケ精子DNA、50mMリン酸バッファー(pH7.5))を用いて約42℃〜約50℃でインキュベーションし、その後0.1×SSC、0.1% SDSを用いて約65℃〜約70℃で洗浄する条件を挙げることができる。更に好ましいストリンジェントな条件として例えば、ハイブリダイゼーション液として50%ホルムアミド、5×SSC(0.15M NaCl, 15mM sodium citrate, pH 7.0)、1×Denhardt溶液、1%SDS、10%デキストラン硫酸、10μg/mlの変性サケ精子DNA、50mMリン酸バッファー(pH7.5))を用いる条件を挙げることができる。 相同DNAの他の具体例として、配列番号19で示される塩基配列を基準として1若しくは複数の塩基の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位を含む塩基配列からなり、FAD−GDH活性をもつタンパク質をコードするDNAを挙げることができる。塩基の置換や欠失などは複数の部位に生じていてもよい。ここでの「複数」とは、当該DNAがコードするタンパク質の立体構造におけるアミノ酸残基の位置や種類によっても異なるが例えば2〜40塩基、好ましくは2〜20塩基、より好ましくは2〜10塩基である。以上のような相同DNAは例えば、制限酵素処理、エキソヌクレアーゼやDNAリガーゼ等による処理、位置指定突然変異導入法(Molecular Cloning, Third Edition, Chapter 13 ,Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York)やランダム突然変異導入法(Molecular Cloning, Third Edition, Chapter 13 ,Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York)による変異の導入などを利用して、塩基の置換、欠失、挿入、付加、及び/又は逆位を含むように配列番号19で示される塩基配列を有するDNAを改変することによって得ることができる。また、紫外線照射など他の方法によっても相同DNAを得ることができる。 相同DNAの更に他の例として、SNP(一塩基多型)に代表される多型に起因して上記のごとき塩基の相違が認められるDNAを挙げることができる。 本発明の遺伝子は、本明細書又は添付の配列表が開示する配列情報を参考にし、標準的な遺伝子工学的手法、分子生物学的手法、生化学的手法などを用いることによって単離された状態に調製することができる。具体的には、適当な糸状菌類、酵母菌類のゲノムDNAライブラリー又はcDNAライブラリー、或は糸状菌類、酵母菌類の菌体内抽出液から、本発明の遺伝子に対して特異的にハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドプローブ・プライマーを適宜利用して調製することができる。オリゴヌクレオチドプローブ・プライマーは、市販の自動化DNA合成装置などを用いて容易に合成することができる。尚、本発明の遺伝子を調製するために用いるライブラリーの作製方法については、例えばMolecular Cloning, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New Yorkを参照できる。 例えば、配列番号19で示される塩基配列を有する遺伝子であれば、当該塩基配列又はその相補配列の全体又は一部をプローブとしたハイブリダイゼーション法を利用して単離することができる。また、当該塩基配列の一部に特異的にハイブリダイズするようにデザインされた合成オリゴヌクレオチドプライマーを用いた核酸増幅反応(例えばPCR)を利用して増幅及び単離することができる。(ベクター) 本発明のさらなる局面は本発明の遺伝子を含有するベクターに関する。本明細書において用語「ベクター」は、それに挿入された核酸分子を細胞等のターゲット内へと輸送することができる核酸性分子をいい、その種類、形態は特に限定されるものではない。従って、本発明のベクターはプラスミドベクター、コスミドベクター、ファージベクター、ウイルスベクター(アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター等)の形態をとり得る。 使用目的(クローニング、タンパク質の発現)に応じて、また宿主細胞の種類を考慮して適当なベクターが選択される。ベクターの具体例を挙げれば、大腸菌を宿主とするベクター(M13ファージ又はその改変体、λファージ又はその改変体、pBR322又はその改変体(pB325、pAT153、pUC8など)など)、酵母を宿主とするベクター(pYepSec1、pMFa、pYES2等、昆虫細胞を宿主とするベクター(pAc、pVLなど)、哺乳類細胞を宿主とするベクター(pCDM8、pMT2PCなど)等である。 本発明のベクターは好ましくは発現ベクターである。「発現ベクター」とは、それに挿入された核酸を目的の細胞(宿主細胞)内に導入することができ、且つ当該細胞内において発現させることが可能なベクターをいう。発現ベクターは通常、挿入された核酸の発現に必要なプロモーター配列や発現を促進させるエンハンサー配列等を含む。選択マーカーを含む発現ベクターを使用することもできる。かかる発現ベクターを用いた場合には選択マーカーを利用して発現ベクターの導入の有無(及びその程度)を確認することができる。 本発明の遺伝子のベクターへの挿入、選択マーカー遺伝子の挿入(必要な場合)、プロモーターの挿入(必要な場合)等は標準的な組換えDNA技術(例えば、Molecular Cloning, Third Edition, 1.84, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New Yorkを参照することができる、制限酵素及びDNAリガーゼを用いた周知の方法)を用いて行うことができる。(形質転換体) 本発明は更に、本発明の遺伝子が導入された形質転換体に関する。本発明の形質転換体では、本発明の遺伝子が外来性の分子として存在することになる。本発明の形質転換体は、好ましくは、上記本発明のベクターを用いたトランスフェクション乃至はトランスフォーメーションによって調製される。トランスフェクション、トランスフォーメーションはリン酸カルシウム共沈降法、エレクトロポーレーション(Potter, H. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 81, 7161-7165(1984))、リポフェクション(Felgner, P.L. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 84,7413-7417(1984))、マイクロインジェクション(Graessmann, M. & Graessmann,A., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 73,366-370(1976))、Hanahanの方法(Hanahan, D., J. Mol. Biol. 166, 557-580(1983))、酢酸リチウム法(Schiestl, R.H. et al., Curr. Genet. 16, 339-346(1989))、プロトプラスト−ポリエチレングリコール法(Yelton, M.M. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 81, 1470-1474(1984))等によって実施することができる。 宿主細胞としては大腸菌などの細菌細胞、酵母細胞(例えば、Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Pichia pastoris)、糸状菌細胞(例えば、Aspergillus oryzae, Aspergillus niger)等を例示することができる。(FAD−GDHの製造法) 本発明の更なる局面はFAD−GDHの製造法を提供する。本発明の製造法の一態様では、本酵素(FAD−GDH)の生産能を有する微生物を培養するステップ(ステップ(1))及び培養後の培養液及び/又は菌体より、フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素を回収するステップ(ステップ(2))が行われる。 ステップ(1)に使用される微生物として例えば上記のAspergillus oryzae BB−56等を使用することができる。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、本酵素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。 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pHは例えば約3〜8、好ましくは約5〜7程度に調整し、培養温度は通常約10〜50℃、好ましくは約25〜35℃程度で、1〜15日間、好ましくは3〜7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盪培養法、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。 以上の条件で培養した後、培養液又は菌体よりFAD−GDHを回収する(ステップ(2))。培養液から回収する場合には、例えば培養上清をろ過、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本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本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、上記一連の工程(菌体の破砕、分離、精製)を行ってもよい。 尚、各精製工程では原則としてFAD−GDH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。 本発明の他の態様では、上記の形質転換体を用いてFAD−GDHを製造する。この態様の製造法ではまず、それに導入された遺伝子によってコードされるタンパク質が産生される条件下で上記の形質転換体を培養する(ステップ(i))。様々なベクター宿主系に関して形質転換体の培養条件が公知であり、当業者であれば適切な培養条件を容易に設定することができる。培養ステップに続き、産生されたタンパク質(即ち、FAD−GDH)を回収する(ステップ(ii))。回収及びその後の精製については、上記態様の場合と同様に行えばよい。 本酵素の精製度は特に限定されないが、例えば比活性が50〜160(U/mg)、好ましくは比活性が100〜160(U/mg)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。(FAD−GDHの用途) 本発明の更なる局面は本酵素の用途に関する。この局面ではまず、本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本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)の製造工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。本酵素では補酵素であるFADが常にGDHに結合していることから測定に際して補酵素の添加が不要であり、簡便な測定系を構築できる。 本発明はまた、本酵素を含むグルコース測定用試薬を提供する。当該試薬は上記の本発明のグルコース測定法に使用される。 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、本酵素を含むグルコース測定用試薬の他、反応用試薬、緩衝液、グルコース標準液などを任意の要素として含む。また、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。1.FAD−GDH生産菌のスクリーニング(1−1)Aspergillus oryzaeの培養 Aspergillus oryzaeの7菌株(BB−56、IAM2603、IAM2628、IAM2683、IAM2736、IAM2706、NBRC30113)を以下の方法によって培養した。(1−1−1)前培養 酵母エキス(Becton, Dickinson Company)0.2%(w/v)、大豆ペプトン(DMV社)1.0%(w/v)、グルコース(和光純薬工業株式会社)2.0%(w/v)、KH2PO4(和光純薬工業株式会社)0.1%(w/v)、及びMgSO4・7H2O(シグマ・アルドリッチ・ジャパン株式会社)0.05%(w/v)(pH5.7)の組成からなる培地50mLを300mL容の三角フラスコに分注し、121℃、0.12MPaで20分間殺菌した。冷却後、Aspergillus oryzaeの各種菌株をスラント5×5mm角で接種し、30℃、200rpmで3日間前培養を行った。(1−1−2)本培養 グルコース15.0%(w/v)、Meast P1G(アサヒフードアンドヘルスケア株式会社)3.0%(w/v)、大豆ペプトン6.0%(w/v)、KH2PO40.3%(w/v)、K2HPO4(和光純薬工業株式会社)0.2%(w/v)、及び4mM Hydroquinone(和光純薬工業株式会社)(pH6.0)の組成からなる培地50mLを300mL容の三角フラスコに分注し、121℃、0.12MPaで20分間殺菌した。冷却後、上記前培養の培養液1mLを接種し、30℃、200rpmで4日間本培養を行った。培養終了後、培養液をNo.2のろ紙(アドバンテック株式会社)でろ過し、各菌株の培養ろ液のFAD−GDH活性の有無を確認した。(1−2)FAD−GDH活性の検出 FAD−GDH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−δ−ラクトンを生成する反応を触媒する。FAD−GDH活性の検出は、下記の反応系で行った。 尚、式中のPMSはPhenazine methosulfateを表し、NTBはNitrotetrazorium blueを表す。 反応(1)において、グルコースの酸化に伴って還元型PMSが生成し、更に反応(2)において還元型PMSによるNTBの還元により生成したDiformazanを570nm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。 尚、式中のVtは総液量を、Vsはサンプル量を、20.1はdiformazanの0.5μmoleあたりの吸光係数(cm2/0.5μmole)を、1.0は光路長(cm)を、dfは希釈倍数をそれぞれ表す。 0.22%(w/v)トリトンX−100を含む50mM PIPES−NaOH緩衝液pH6.5 2.55mL、1M D−グルコース溶液0.09mL、3mM PMS溶液0.2mL、及び6.6mM NTB溶液0.1mLを混合し、37℃で5分間保温後、上記培養ろ液0.1mLを添加し、反応を開始した。酵素反応の進行と共に570nmに吸収を持つDiformazanが生成される。1分間あたりの570nmにおける吸光度の増加を測定することにより、FAD−GDH活性を測定した。 その結果、Aspergillus oryzae BB−56、IAM2603、IAM2628、IAM2683、IAM2736、IAM2706、NBRC30113由来の培養ろ液中にFAD−GDH活性が検出された(表1)。特に、Aspergillus oryzae BB−56及びNBRC30113の生産性が優れていた。2.FAD−GDHの生産、及び酵素の精製(2−1)菌株の培養 Aspergillus oryzae BB−56を培養してFAD−GDHを生産させた。酵母エキス0.2%(w/v)、大豆ペプトン0.5%(w/v)、グルコース2.0%(w/v)、KH2PO4 0.1%(w/v)、MgSO4・7H2O 0.05%(w/v)(pH5.7)の組成からなる前培養の培地を調製した。この液体培地50mLを300mL三角フラスコに分注し、121℃、0.12MPaで20分間殺菌後、Aspergillus oryzae BB−56を接種し、30℃、200rpmで3日間培養した。 FAD−GDHの生産は、以下の組成からなる本培養の培地で行った。グルコース10.0%(w/v)、Meast P1G 2.0%(w/v)、大豆ペプトン4.0%(w/v)、KH2PO4 0.3%(w/v)、K2HPO4 0.2%(w/v)、及び4mM Hydroquinone(pH6.0)。この本培養の培地20Lを30Lジャー・ファーメンター中で121℃、0.12MPa、200rpmで20分間殺菌後、30℃に冷却した。上記前培養の培養液200mLを本培養の培地に接種し、30℃、350rpm、0.05MPa、通気量0.75vvmで4日間培養することにより、FAD−GDHの生産を行った。(2−2)FAD−GDHの精製 上記のようにして得られた30Lジャー・ファーメンターの培養液15.0Lをシリカ#600S(中央シリカ株式会社)を用いた珪藻土ろ過により培養液中の菌体及びその他の固形成分を除去した。該操作によって得られた清澄液16.4Lを限外ろ過膜(ACP−3013、13,000カット、旭化成株式会社、以下同様)で3.0Lに脱塩・濃縮した。該濃縮液を90%飽和硫安で塩析処理し、遠心上清を限外ろ過膜により脱塩(10mmol/L McllvaineバッファーpH5.5)・濃縮を行い、pH5.5、電導度1.10mS/cmに調整した。該脱塩・濃縮液を10mmol/L McllvaineバッファーpH5.5で平衡化したCM−Sepharose Fast Flow(カラム容積1,000mL、Amersham Biosciences)にアプライし、FAD−GDHをカラムに吸着させた。10mmol/L McllvaineバッファーpH5.5でカラムを洗浄後、0.1mol/L NaClを含む10mmol/L McllvaineバッファーpH5.5でFAD−GDHを溶出させ、FAD−GDH活性画分を回収した。回収した活性画分を限外ろ過膜で濃縮し、該濃縮液を2.5mol/L硫酸アンモニウムを含む10mmol/L K2HPO4−NaOHバッファーpH6.5で平衡化したOctyl−Sepharose(カラム容積200mL)にアプライし、FAD−GDHをカラムに吸着させた。2.5mol/L硫酸アンモニウムを含む10mmol/L K2HPO4−NaOHバッファーpH6.5でカラムを洗浄後、同バッファー中の硫酸アンモニウムの濃度を段階的に2.0、1.5、1.0、0.5mol/Lに変更することにより、FAD−GDHを溶出させた。FAD−GDHの活性画分を回収し、限外ろ過膜で脱塩(20mmol/L K2HPO4−NaOHバッファーpH6.5)・濃縮した。該脱塩・濃縮液を20mmol/L KH2PO4−NaOH pH6.5バッファーで平衡化したDEAE−Sepharose CL−6B(カラム容積50mL、Amersham Biosciences)にアプライし、20mmol/L KH2PO4−NaOH pH6.5バッファーによりFAD−GDHを溶出させた。この画分を限外ろ過膜により脱塩(10mmol/L KH2PO4−NaOH pH6.5)・濃縮することにより、FAD−GDHの精製酵素標品を得た。表2に示すように、精製酵素の収率は、珪藻土ろ液に対して14%の収率であり、比活性は約41,000倍に上昇した。3.分子量の測定(3−1)ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)によるFAD−GDHの分子量の測定 Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの分子量をSDS−PAGEにより測定した。ゲルはHomogeneous12.5(GE Healthcare Bio−Sciences)、分子量マーカーはProtein Molecular Markers 14.4−97kDa(GE Healthcare Bio−Sciences)を使用し、PhastSystem(GE Healthcare Biosciences)により行った。PhastGel Blue R(クマシーR350染色)でゲル上の蛋白質のバンドを染色し、蛋白質を検出した。その結果、分子量100kDaの付近に単一バンドとして検出された(図1)。(3−2)ゲルろ過クロマトグラフィーによるFAD−GDHの分子量の測定 Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの分子量をHPLC(LC−10 AD VP、株式会社島津製作所)によるゲルろ過クロマトグラフィーにより測定した。0.3M NaClを含んだ50mMリン酸バッファーpH6.9で平衡化したTSK−gel G3000SW(7.5mmI.D.×30cm、東ソー株式会社)に精製FAD−GDH溶液25μLをアプライし、カラム温度25℃、流速0.7mL/minで同バッファーにより溶出させ、280nmの吸光度を測定した。分子量マーカー(MW−Marker proteins、オリエンタル酵母工業株式会社)により検量線を作成した結果、精製FAD−GDHは分子量が約400,000の蛋白であることが示された(図2)。 Aspergillus oryzae BB−56、IAM2603、IAM2628、IAM2683,IAM2736、IAM2706、NBRC30113の各菌株が生産するFAD−GDHの分子量を比較した。0.1M KH2PO4−NaOHバッファーpH6.5で平衡化したSephadex G−100(直径2.2cm × 高さ105cm、カラム容積360mL、GE Healthcare Bio−Sciences)にAspergillus oryzae BB−56、IAM2603、IAM2628、IAM2683、IAM2736、IAM2706、NBRC30113の培養ろ液3mLをアプライし、FAD−GDHをカラムにチャージさせた。チャージしたFAD−GDHを上記バッファーで溶出し、溶出画分を回収し、各画分のFAD−GDH活性を上記1.の方法で測定した。分子量マーカーにより検量線を作成した結果、何れの培養ろ液も分子量約400,000の位置でFAD−GDH活性が検出された(図3)。このことから、Aspergillus oryzae BB−56、IAM2603、IAM2628、IAM2683、IAM2736、IAM2706、NBRC30113由来のFAD−GDHは、共通して分子量400,000の蛋白質であることが示された。4.吸収スペクトル A.oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHを10mMリン酸バッファーpH6.5で希釈し、400−800nmにおける吸収スペクトルを吸光度計(株式会社島津製作所)によりスキャンした。その結果、フラビン酵素に特有の460nm付近に極大吸収があることが示されたことから、この酵素は、フラビン結合蛋白質であることが確認された(図4)。5.FAD−GDHの至適pH・温度、及びpH・温度安定性(5−1)至適pHの検討 0.22%(w/v)トリトンX−100を含む100mM Mcllvaineバッファー(pH4.5、pH5.0、pH6.0、pH7.0、又はpH8.0に調整)2.55mL、1M D−グルコース溶液0.1mL、3mM PMS溶液0.2mL、及び6.6mM NTB溶液0.1mLを混合し、37℃で5分間保温後、Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDH溶液0.1mLを添加し、反応を開始した。酵素反応によって生成するDiformazanを570nmの吸光度で測定し、1分間当たりのDiformazanの生成量を測定することにより酵素活性を測定した。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの至適pHは、7.0であった(図5)。(5−2)至適温度の検討 0.22%(w/v)トリトンX−100を含む50mM PIPES−NaOHバッファーpH6.5 2.55mL、1M D−グルコース溶液0.1mL、3mM PMS溶液0.2mL、及び6.6mM NTB溶液0.1mLを混合し、30、37、45、55、60又は65℃で5分間保温後、Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDH溶液0.1mLを添加し、30、37、45、50、55、60又は65℃で反応を開始した。酵素反応によって生成するDiformazanを570nmの吸光度で測定し、1分間当たりのDiformazanの生成量を測定することにより酵素活性を測定した。Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHの至適温度は約60℃であった(図6)。(5−3)pH安定性の検討 精製FAD−GDH溶液を0.1M酢酸バッファー(pH3、pH4)、0.1M Mcllvaineバッファー(pH4.5、pH5.0、pH6.0、pH7.0、pH8.0)、又は0.1M Na2CO3−NaHCO3バッファー(pH9.5)で希釈し(50U/mL)、各pHにおいて37℃で30分間処理した。各処理液を0.2M KH2PO4−NaOHバッファーpH6.5で適宜希釈し、上記1.の方法でFAD−GDH活性を測定した。コントロールとして0.1M KH2PO4−NaOHバッファーpH6.5で希釈した氷冷保存した精製FAD−GDHの活性も測定した。その結果、FAD−GDHは、少なくともpH3.0−7.0の範囲で80%以上の活性を維持しており、pH3.0〜7.0の範囲で安定であることが示された(図7)。(5−4)温度安定性の検討 精製FAD−GDHを1mM塩化カルシウム、0.1%(w/v)トリトンX−100、及び0.1%(w/v)ウシ血清アルブミンを含む50mM PIPES−NaOHバッファーpH6.5で1U/mLに希釈し、各指定温度(5、30、40、50、又は60℃)で20分間処理した。氷中で冷却後、各処理液を1mM塩化カルシウム、0.1%(w/v)トリトンX−100、0.1%(w/v)ウシ血清アルブミンを含む50mM PIPES−NaOHバッファーpH6.5で希釈し、上記1.に記載の方法でFAD−GDH活性を測定した。コントロールとして、熱処理していない酵素のFAD−GDHも測定した。その結果、FAD−GDHは40℃以下でほぼ100%の活性を維持していたことから、40℃以下で安定であることが示された(図8)。6.等電点の測定 Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDH溶液3mLをダイアライシスメンブレン36(和光純薬工業株式会社)に入れ、精製水に浸漬し、4℃で一晩、透析を行った。この透析サンプルをグリセロール密度勾配電気泳動に供した。カラム容量110mL、両性担体(PharmalyteTM3−10 for IEF(Amersham Biosciences AB)、平均終濃度1%)、を使用し、5℃で400Vの定電圧で48時間、通電を行った。通電後、約2mL/minの流速でサンプルの回収を行った(1フラクションを1.5mLとした)。各フラクションのpH及びFAD−GDH活性を測定した結果、Aspergillus oryzae BB−56由来のFAD−GDHのpIは、6.4であった(図9)。7.基質特異性(7−1)基質特異性の検討1(精製FAD−GDHの基質特異性) 0.22%(w/v)トリトンX−100を含む50mM PIPES−NaOHバッファーpH6.5 2.55mL、1M 基質(D−グルコース、マルトース、ガラクトース、キシロース、マルトトリオース、マルトヘキサオース、又はマルトペンタオース)溶液0.09mL、3mM PMS溶液0.2mL、及び6.6mM NTB溶液0.1mLを混合し、37℃で5分間保温後、精製FAD−GDH溶液0.1mLを添加し、反応を開始した。酵素反応によって生成するDiformazanを570nmの吸光度で測定し、1分間当たりのDiformazanの生成量を測定することにより酵素活性を測定した。D−グルコースに対する反応速度を100%とした各基質に対する相対活性を算出した(表3)。(7−2)基質特異性の検討2(各菌株が生産するFAD−GDHの基質特異性の比較)(7−2−1)酵素サンプルの調製Aspergillus oryzae BB−56、IAM2603、IAM2628、IAM2683、IAM2736、IAM2706、又はNBRC30113由来の各培養ろ液10mLをダイアライシスメンブレン36に入れ、10mM KH2PO4−NaOH中、4℃で一晩、透析を行った。(7−2−2)相対活性の測定 2mM塩化カルシウムを含む20mM MOPSバッファーpH7.0 2.5mL、0.4M基質溶液(D−グルコース、2−デオキシグルコース、キシロース、フルクトース、マンノース、又はマルトース)0.3mLを混合し、25℃で5分間保温後、20mM PMS溶液0.05mL、4mM DCIP(2,6−dichloroindophenol)溶液0.05mL、各透析サンプル0.1mLを添加して酵素反応を開始した。本還元反応によるDCIP減少を600nmの吸光度で測定することによって、FAD−GDH活性を測定した。D−グルコースを基質としたときの活性を100%とし、各基質に対する相対活性を算出した(表4)。この結果より、Aspergillus oryzae BB−56、IAM2603、IAM2628、IAM2683、IAM2736、IAM2706、又はNBRC30113由来のFAD−GDHの基質特異性は同じであることが示された。8.ミカエリス-メンテン(Michaelis-Menten、Km)定数の測定 0.22%(w/v)トリトンX−100を含む50mM PIPES−NaOHバッファーpH6.5 2.55mL、(6.1−610mM D−グルコース溶液0.1mL、3mM PMS溶液0.2mL、及び6.6mM NTB溶液0.1mLを混合し、37℃で5分間保温後、精製FAD−GDH溶液0.1mLを添加し、反応を開始した。酵素反応によって生成するDiformazanを570nmの吸光度で測定し、1分間当たりのDiformazanの生成量を測定することにより酵素反応速度を測定した。Lineweaver−burk plotによりKm値を算出(図10)した結果、精製FAD−GDHのD−グルコースに対するKm値は8.2mMであった。9.糖含量 フェノール硫酸法で酵素蛋白あたりの糖含量を測定した。精製FAD−GDH溶液1.0mL、5%(w/v)フェノール溶液1.0mL、98%硫酸5.0mLを混合し、室温で20分間放置した。流水で冷却後、490nmの吸光度を測定した。0−0.03mg/mLのD−グルコース標準液で検量線を作成(図11)し、酵素1mgあたりの糖含量を算出した。その結果、FAD−GDHの糖含量は、酵素1mg当たり0.43mg(43%)であった。10.グルコースオキシダーゼ(GO)との比較(10−1)FAD−GDH活性の測定 0.22%(w/v)トリトンX−100を含む50mM PIPES−NaOHバッファーpH6.5 2.55mL、1M D−グルコース溶液0.1mL、3mM PMS溶液0.2mL、及び6.6mM NTB溶液0.1mLを混合し、37℃で5分間保温後、適宜希釈した酵素溶液(Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDH、又はGO(天野エンザイム株式会社))0.1mLを添加し、37℃で反応を開始した。酵素反応によって生成するDiformazanを570nmの吸光度で測定し、1分間当たりのDiformazanの生成量を測定することによって酵素活性を測定した。(10−2)GO活性の測定 グルコースオキシダーゼ活性は、以下の反応原理で測定される。 反応1においてGOによって生成したH2O2は、反応2においてペルオキシダーゼによるキノンイミン染料の生成反応に使用される。キノンイミン染料を500nmの吸光度で測定することにより、GO活性を測定した。GO活性1ユニットは、37℃におけるこの反応条件下において、1分間に1μmoleのD−グルコースを酸化する酵素量と定義する。以下に実際の測定方法を示す。 フェノール溶液(0.152%のフェノールと0.152%のトリトンX−100を含む0.1Mリン酸バッファーpH7.0)2.0mL、0.555mol/L D−グルコース溶液0.5mL、25U/mLペルオキシダーゼ(天野エンザイム株式会社)溶液0.5mL、及び4mg/mL 4−アミノアンチピリン溶液0.1mLを混合し、37℃で5分間保温後、適宜希釈した酵素溶液(Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDH、又はGO)0.1mLを添加し、37℃で反応を開始した。反応開始2分後及び5分後の500nmにおける吸光度を測定した。また、酵素ブランクとして、酵素溶液の代わりに0.1Mリン酸バッファーpH7.0を添加し、同様に吸光度を測定した。以下の計算式でGO活性を算出した。 上記式中の「3」は反応時間を、「12.88」はキノンイミン染料の分子吸光定数(mM)を、「1/2」は2moleのH2O2から1moleのキノンイミン染料が生成することに基づく係数を、「3.2」は反応液の最終液量を、「0.1」はサンプル量(mL)を、「Dm」は希釈倍数をそれぞれ表す。 この結果から、Aspergillus oryzae BB−56由来の精製FAD−GDHは、専らGDH活性を有し、GO活性を実質的に有さないことが示された。一方、GOは主としてGO活性を有するが、GDH活性も併せ持つことが判明した(表5)。即ち、Aspergillus oryzae BB−56由来のFAD−GDHは、電子伝達系の物質を用いてD−グルコースを測定する際、GOと比べて反応系の溶存酸素の影響を受けにくいことが示された。11.グルコース濃度の測定 本願発明に係るAspergillus oryzae由来のFAD−GDHの利用例を以下に示す。0.22%トリトンX−100を含む50mM PIPES−NaOHバッファーpH6.5 2.55mL、D−グルコース溶液(0、100、200、400、600、800、1000mg/dL)0.10mL、3mM PMS溶液0.20mL、及び6.6mM NTB溶液0.10mLを混合し、37℃で5分間放置後、Aspergillus oryzae BB−56由来のFAD−GDH酵素液(0.3U/mL)0.10mLを添加し、反応を開始した。酵素反応によって生成するDiformazanを570nmの吸光度で測定し、3分間当たりの570nmにおける吸光度の増加とグルコース濃度の関係を図12に示した。Aspergillus oryzae由来のFAD−GDHは、800mg/dL以下のグルコース濃度であれば、試料検体中のグルコース濃度を精度よく測定できることが示された。12.阻害試験 以下の方法で対照群及び試験群(1,10−フェナントロリン添加群)の酵素活性を測定して両者を比較することにより、精製FAD−GDHに対する1,10−フェナントロリンの阻害効果を調べた。(対照群の酵素活性の測定(表6を参照))*1)希釈バッファー:0.1M KH2PO4-NaOH pH7.0 まず、0.1Mのリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)1.0mL、1MのD−グルコース溶液1.0mL、3mMのDCIP(2,6−ジクロロフェノールインドフェノール)0.1mL、3mMの1−メトキシPMS(5−メチルフェナジウムメチルサルフェイト)溶液0.2mL、精製水0.65mLを石英セルに入れ、37℃で5分間保温した。続いて、酵素溶液0.05mLを添加し、DCIPの600nmにおける吸光度変化(ΔABS/min)を測定し、次式によって酵素活性を算出した。(試験群の酵素活性の測定(表7を参照)) 上記の測定法において、それぞれ終濃度が1mM、5mM、10mM、25mM、及び50mMとなるように1,10−フェナントロリンを加えた場合の酵素活性を求めた。(試験結果) 表8に示すように、精製FAD−GDHに対する1,10−フェナントロリンの阻害効果は低く、1mMの1,10−フェナントロリンでは2%程度の阻害効果が認められるに過ぎなかった。13.Aspergillus oryzae BB−56株の同定(1)方法(1−1)菌株 Aspergillus oryzae BB−56(1−2)培地組成 Klich, M. A. (2002). Identification of Common Aspergillus species. Utrecht : Centraalbureau voor Schimmelcultures, 116 pp.の報告を参考にし、以下の培地を調製した。 CYA培地:K2HPO4 1g,Czapek Concentrate 10mL,Yeast extract (Difco) 5g,Sucrose 30g,寒天(和光)15g,精製水 1000mL CZ培地:K2HPO4 1g,Czapek Concentrate 10mL,Sucrose 30g,寒天(和光) 17.5g,精製水 1000mL CY20S培地:K2HPO4 1g,Czapek Concentrate 10mL,Yeast extract. (Difco) 5g,Sucrose 200g,寒天(和光)15g,精製水 1000mL MEA培地:Malt extract (Difco) 20g,Glucose 20g,Bacto-peptone (Difco) 1g,Agar(和光)15g,精製水 1000mL PDA培地:Potato dextrose agar(栄研)を用いた。 Czapek Concentrate:NaNO3 30g,KCl 5g,MgSO4・7H2O 5g,FeSO4・7H2O 0.1g,ZnSO4・7H2O 0.1g,CuSO4・5H2O 0.05g,精製水100mL(1−3)表現形質 生育度は、25℃若しくは37℃で7日間培養し、コロニーの直径を測定した。 生育状態は、CYA培地、CZ培地、CY20S培地、MEA培地で観察した(25℃、7日間)。 形態観察は、CYA培地、25℃培養で行った(6〜21日間培養)。 走査型電顕による分生子表面の観察は、CYA培地で25℃、15日培養し、オスミウム酸蒸気固定による処理を行い、観察した。 コロニーの色調は、日本園芸植物標準色票(財団法人 日本色彩研究所発行)に従った。(2)結果(2−1)生育度(コロニーの直径) 各種培地における生育度(7日培養)を以下の表に示す。(2−2)生育状態 各種培地における生育状態(25℃、7日培養)を以下の表に示す。尚、色は、日本園芸植物標準色票(財団法人 日本色彩研究所発行)に従った(括弧内の数字は色票番号)。(2−3)形態 Raper, K. B. & Fennell, D. I. (1965). The genus Aspergillus. Williams & Wilkins Co., Baltimore, 686 pp.、Kozakiewicz, Z. (1989). Aspergillus species on stored products. Mycological Papers. No.161: 1-188.、Klich, M. A. (2002). Identification of Common Aspergillus species. Utrecht : Centraalbureau voor Schimmelcultures, 116 pp.、Samson, R. A. Hoekstra, E. S. Frisvad, J. C. & Filtenborg, O. (2002). Introduction to food- and airborne fungi, 6th edn, pp.64-97. Utrecht : Centraalbureau voor Schimmelcultures, 389 pp.を参考にすると、Aspergillus oryzae BB−56は、コロニーの色が濃緑黄色または暗緑黄色であること(表7)、生育度がCYA培地(25℃、7日培養)で59〜62mm、MEA培地(25℃、7日培養)で52〜64mmであること(表6)、分生子頭が放射状とゆるいカラム状であること、分生子柄が頂のうの下でくびれないこと、単列と2列のアスペルジラが混在すること、頂のうが亜球形ないしフラスコ形でその直径が10〜42μmであること、分生子が亜球形ないし球形でその大きさが5.6〜8.8×5.2〜8.8μm、表面が滑面ないしわずかに粗面であること(表8)からAspergillus oryzaeであることが確認された。14.Aspergillus oryzae BB−56由来FAD−GDHの同定(1)アミノ酸配列の解析 アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)BB−56を培養し、得られた精製酵素を6.に示した方法で等電点分画した。得られた精製酵素をゲルPAG Mini DAIICHI 7.5(第一化学薬品株式会社)を用いたSDS-PAGEに供した。転写緩衝液1(0.3M Tris (pH10.4)、20% methanol)、転写緩衝液2(30mM Tris (pH10.4)、20% methanol)、転写緩衝液3(40mM 6-aminohexanoic acid(pH7.6)、20% methanol)を転写緩衝液として用い、泳動後のゲルをPVDF膜に転写した。転写操作は転写緩衝液1を陽極側、転写緩衝液2をメンブレンを含む中央部、転写緩衝液3を陰極側で用い、セミドライ転写装置を用いて定電流0.8mA/PVDF膜cm2、90minの条件下で行った。転写後にCBB(Coomassie Brilliant Blue R-250)染色を行い当該酵素にあたるバンドを切り出しN末端アミノ酸配列解析用サンプルとした。同様に泳動後のゲルをCBB染色し当該酵素にあたるバンドを切り出し、そのまま内部アミノ酸配列解析用サンプルとした。解析の結果、N末端アミノ酸配列及び内部アミノ酸配列が明らかとなった。(2)N末端アミノ酸配列による相同性検索 特開2005−176602により公開されたアスペルギルス・オリゼ RIB40の遺伝子情報のうち全CDS配列を特開2005−176602の出願人より入手し、明らかになったN末端アミノ酸配列による相同性検索をデータベースソフトウェアKiroku Ver.3(株式会社ワールドフュージョン)を用いて実施した。その結果、Glucose Oxidase Precursorとホモロジーのあるアミノ酸配列(特開2005−176602の配列表における配列番号20494)との間に高い相同性が認められた。同配列には内部アミノ酸配列解析により明らかになったアミノ酸配列と一致する領域も存在していた。これらの事実より、同配列(配列番号1)が当該酵素のアミノ酸配列に対応することが明らかになった。(3)アスペルギルス・オリゼ BB−56からのゲノム抽出 アスペルギルス・オリゼ BB−56をYPD培地(Yeast Extract 1%、Peptone 2%、Glucose 2%)100mlを入れた坂口フラスコを用いて30℃一晩培養した後、ブフナー漏斗及びヌッチェ吸引瓶を用いて培養液をろ過し、菌体を得た。-80℃で凍結後、凍結乾燥して得られた重量約0.3gの菌体を薬匙1杯の海砂とともに乳鉢、乳棒を用いて破砕し、Extraction buffer(1% hexadecyltrimethylammonium bromide、0.7M NaCl、50mM Tris-HCl(pH8.0)、10mM EDTA、1% メルカプトエタノール)12mlに懸濁した。室温で30分回転撹拌を続けた後、等量のフェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)溶液を加えて攪拌、遠心分離(1,500g、5分、室温)して上清を得た。得られた上清に等量のクロロホルム:イソアミルアルコール(24:1)溶液を加えて攪拌し、その後遠心分離(1,500g、5分、室温)を行った。その結果得られた上清に等量のイソプロパノールを穏やかに加えた。この処理によって析出した染色体DNAを遠心分離(20,000g、10分、4℃)して得られた沈殿を70%エタノールで洗浄し、真空乾燥した。このようにして得られた染色体DNAを再びTE 4mlに溶解し、10mg/ml RNase A (シグマアルドリッチジャパン株式会社)200μlを加えた後、37℃、30分間インキュベートした。次いで、20mg/ml Proteinase K,recombinant,PCR Grade(ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社)溶液40μlを加えて37℃、30分間インキュベートした後、等量のフェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)溶液を加えた。攪拌後、遠心分離(1,500g、5分、室温)し、上清を得た。この洗浄操作を2回繰り返した後、得られた上清に等量のクロロホルム:イソアミルアルコール(24:1)溶液を加えて攪拌し、その後遠心分離(1,500g、5分、室温)を行った。その結果得られた上清に対して、その1/10容量の3M NaOAc(pH4.8)と2倍容量のエタノールを加えて-80℃で冷却することにより染色体DNAを析出させた。析出した染色体DNAを遠心処理(20,000g、20分、4℃)により回収した。回収された染色体DNAを70%エタノールで洗浄した後、真空乾燥させ、最後に400μlのTE溶液に溶解して濃度約1mg/mlの染色体DNA溶液を得た。(4)合成プライマーの設計 配列番号1のアミノ酸配列(特開2005−176602の配列表において配列番号20494で示される配列)をコードする全鎖長3226bpのRIB40株由来遺伝子配列(配列番号2)の5’、3’両末端の配列に相当する合成プライマーFG-F、FG-R(配列番号3、4)を合成した。(5)PCR法によるFAD−GDH遺伝子の増幅 (3)で調製した染色体DNAを鋳型としたPCR反応を実施した。反応はTAKARA LA-TaqTM(タカラバイオ社)を用い、反応液組成は添付の定法に従った。プライマー(FG-F、FG-R)をそれぞれ0.4μM、鋳型ゲノムを10ng/μlの濃度になるように加えPCR反応を実施した。反応サイクルは次の通りとした。即ち、94℃2分の反応後、94℃30秒の反応、60℃30秒の反応、72℃10分の反応からなるサイクルを35回繰り返し、最後に72℃10分の反応を行った。反応終了後、サンプルを4℃で保存した。(6)FAD−GDH遺伝子の塩基配列解析 PCR反応液をアガロース電気泳動に供して増幅断片とプライマーを分離し、GENECLEANTM IIIを(BIO 101社)用いてアガロースゲルから抽出した。抽出した増幅断片はベクターpUC19(タカラバイオ社)SmaIサイトにサブクローンした。その後サブクローンしたプラスミドpFG2の当該酵素遺伝子に相当する領域の塩基配列解析を実施した。シークエンス反応はBigDyeTM Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit(アプライドバイオシステムズジャパン株式会社)を用い、製品の使用説明書に従ってシークエンス反応を行った。解析にはABI PRISM 310シークエンサー(アプライドバイオシステムズジャパン株式会社)を使用した。当該酵素遺伝子の塩基配列解析を実施するために合成プライマーFG-1(配列番号5)、FG-2(配列番号6)、FG-3(配列番号7)、FG-4(配列番号8)、FG-5(配列番号9)、FG-6(配列番号10)、FG-7(配列番号11)、FG-8(配列番号12)、FG-9(配列番号13)、FG-10(配列番号14)、FG-11(配列番号15)、FG-12(配列番号16)、M13-M5(配列番号17)、M13-RV2(配列番号18)を合成した。塩基配列解析の結果、配列番号19に示す全鎖長3241bpのアスペルギルス・オリゼ BB−56由来当該酵素遺伝子配列が明らかとなった。当該遺伝子配列より予測した当該酵素遺伝子のアミノ酸配列を配列番号20に示した。 本発明のFAD−GDHは基質特異性に優れ、グルコース量をより正確に測定することを可能にする。従って本発明のFAD−GDH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といえる。 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。 本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。 以下の性状を備えるフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素、 (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−δ−ラクトンを生成する反応を触媒する、 (2)分子量: SDS-ポリアクリルアミド電気泳動による分子量が約100kDa、ゲルろ過クロマトグラフィーによる分子量が約400kDa、 (3)基質特異性: マルトース、D-フルクトース、D-マンノース及びD-ガラクトースに対する反応性が低い。 D-グルコースに対する反応性を100%としたときのマルトースに対する反応性が5%以下である、請求項1に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。 D-グルコースに対する反応性を100%としたときのD-ガラクトースに対する反応性が5%以下である、請求項1又は2に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。 D-グルコースに対する反応性を100%としたときのD-フルクトース及びD-マンノースに対する反応性がいずれも5%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。 以下の性状を更に備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素、 (4)至適pH: 7付近、 (5)至適温度: 60℃付近、 (6)pH安定性: pH3.0〜7.0の範囲で安定、 (7)温度安定性: 40℃以下で安定。 以下の性状を更に備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素、 (8)Km値: D-グルコースについてのKm値が約8mM。 Aspergillus oryzaeに由来する酵素である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。 配列番号20で示されるアミノ酸配列、又は該アミノ酸配列と相同なアミノ酸配列を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素。 フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素の生産能を有する、受託番号がNITE BP−236のAspergillus oryzae BB−56。 以下の(A)〜(C)からなる群より選択されるいずれかのDNAからなるフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素遺伝子: (A)配列番号20で示されるアミノ酸配列をコードするDNA; (B)配列番号19で示される塩基配列からなるDNA; (C)配列番号19で示される塩基配列と相同な塩基配列を有し、且つフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素活性をもつタンパク質をコードするDNA。 請求項10に記載の遺伝子を含有するベクター。 請求項10に記載の遺伝子が導入されている形質転換体。 以下のステップ(1)及び(2)、又はステップ(i)及び(ii)を含んでなる、フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素の製造法: (1)請求項7に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素の生産能を有するAspergillus oryzaeを培養するステップ; (2)培養後の培養液及び/又は菌体より、フラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素を回収するステップ; (i)請求項12に記載の形質転換体を、前記遺伝子がコードするタンパク質が産生される条件下で培養するステップ; (ii)産生された前記タンパク質を回収するステップ。 請求項1〜8のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素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1〜8のいずれか一項に記載のフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素を含むことを特徴とするグルコース測定用試薬。 請求項15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。 グルコース量のより正確な測定を可能とする新規な酵素及びその生産菌、並びにその用途を提供する。(1)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−δ−ラクトンを生成する反応を触媒する作用を有し、(2)SDS-ポリアクリルアミド電気泳動による分子量が約100kDa、ゲルろ過クロマトグラフィーによる分子量が約400kDaであり、(3)マルトース、D-フルクトース、D-マンノース及びD-ガラクトースに対する反応性が低いフラビンアデニンジヌクレオチド結合型グルコース脱水素酵素が提供される。また、当該酵素を生産するAspergillus oryzaeが提供される。さらに、当該酵素を用いたグルコース測定法、グルコース測定用試薬、及びグルコース測定用キットが提供される。配列表