Extracellular and Intracellular Exopectate Lyases of Erwinia carotovora subsp. carotovora

E.carotovoraは代表的な軟腐病菌であり,強力なエンドペクチナーゼを生産することで知られている。本研究で用いたW2株もE.carotovoraに属することがわかっている。しかしW2株は通常株と異なり,エンド酵素をつくらず,エキソペクテートリアーゼ(exo-PAL)のみを生産するので理想的なexo-PAL給源である。前報ではexo-PALを菌体外酵素として分離したが,最近,この酵素が菌体内にも多量に生産されることを知った。両酵素がかなりな純度にまで精製されたので,ここでは精製法と2,3の性質について報告した。なお,両酵素はセルロースイオン交換体で処理すると,それぞれ二つの画分に分かれたので,仮に菌体外酵素を1-A,1-B,菌体内酵素を2-A,2-Bと呼ぶことにした。ただし1-Aについては量的にわずかであったので検討しなかった。各酵素の回収率は1-B21.6%,2-A21.4%及び2-B14.0%であった。

3種類の酵素の性質は調査範囲内では非常によく一致した。すなわち,(1) 最適pHは9付近である。(2) Na+(15mM)で強く活性化される。Mn2+とCo2+はNa+の有無にかかわらず弱い促進効果を示すが,Ca2+はNa+無添加でのみ弱い促進効果を示す。(3) Cu2+,Hg2+,Sr2+,Mg2+及びBa2+は程度は異なるが,いずれも阻害作用を示す。(4) EDTA(1mM)の添加で完全に失活する。

以上の結果は菌体外酵素と菌体内酵素が同一酵素であることを示しているものと思われる。なお酵素給源としては,菌体内酵素の方が精製も容易であり,総回収率も高いので有利である。

A strain of Erwinia carotovora was found to produce an exopectate lyase (exo-PAL) both in the culture fluid and in the cells. Each activity of the extracellular and intracellular exo-PALs fell into two fractions by cellulose ion exchanger chromatographies. They were named tentatively enzyme 1-A and 1-B, and 2-A and 2-B, for the former and the latter, respectively. As the amount of enzyme 1-A was very small, it was discarded. The yields of enzyme 1-B, 2-A, and 2-B were 21.6, 21.4, and 14.0 %, respectively; the purification degree of each enzyme was considerably high. These three exo-PALs resembled one another very closely in the following respects: (1) The optimum pH was about 9 in both Tris-HC1 and borate buffers. (2) Na+ was an effective activator; its optimum concentration was about 15 mM. Mn2+ and Co2+ stimulated weakly regardless of the presence or absence of Na+, but Ca2+ showed a weak stimulation only in the absence of Na+. (3) The exo-PALs were inhibited to varying extent by Cu2+, Hg2+, Sr2+, Mg2+, and Ba2+. (4) Addition of 1 mM EDTA led to a total loss of activity. From these results, we considered that both the extracellular and intracellular exo-PALs are probably identical. As enzyme source, the intracellular exo-PAL is superior to the extracellular exo-PAL because of the high recovery and ease of preparation of the former enzyme.