JPH0712309B2 - New trehalase and its manufacturing method - Google Patents
New trehalase and its manufacturing methodInfo
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- JPH0712309B2 JPH0712309B2 JP17958886A JP17958886A JPH0712309B2 JP H0712309 B2 JPH0712309 B2 JP H0712309B2 JP 17958886 A JP17958886 A JP 17958886A JP 17958886 A JP17958886 A JP 17958886A JP H0712309 B2 JPH0712309 B2 JP H0712309B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は新規なトレハラーゼ並びにその製造法に関す
る。更に詳しくは、新規なコリネバクテリウム属に有す
る好熱性微生物を培養して得られる菌体外並びに菌体内
耐熱性トレハラーゼおよびその製造に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel trehalase and a method for producing the same. More specifically, it relates to a thermostable trehalase outside and inside the cells obtained by culturing a novel thermophilic microorganism belonging to the genus Corynebacterium, and to the production thereof.
従来の技術 一般に、トレハロースは2分子のD−グルコースが1,1
−結合した形の非還元性二単糖の一種であり、その結合
様式によって、α,α−、α,β−およびβ,β−の3
種の異性体が存在する。また、天然にはα,α−体のみ
が存在し、麦角、カビ、酵母、紅藻、地衣類並びに多く
の昆虫に広く分布しており、特に昆虫では血リンパ中に
あって主要血糖として存在するばかりでなく、不凍剤と
しての機能をも有し、昆虫は季節に応じてその濃度を調
節し、耐寒性を獲得していることが知られている。BACKGROUND ART Generally, trehalose is composed of two molecules of D-glucose, 1,1.
-It is a kind of non-reducing dimonosaccharide in a linked form, and depending on the binding mode, α, α-, α, β- and β, β-
There are isomers of the species. In addition, only α, α-forms exist in nature, and they are widely distributed in ergot, mold, yeast, red algae, lichens and many insects. Not only does it have a function as an antifreezing agent, but it is known that insects control the concentration depending on the season and acquire cold resistance.
このようなトレハロースを2分子のグルコースに加水分
解する酵素としてトレハラーゼが知られ、これは高等動
物(ラット小腸、ブタ小腸など)、昆虫(カイコ等)、
カビ(例えば黒コウジカビ(Aspergillus nigar)な
ど)、酵母等の動物、植物、微生物に広く分布してい
る。特に、高等動物においてはこのトレハラーゼがクル
コース輸送に強く関与していることが示唆され、また昆
虫においては飛翔の際のエネルギー獲得および変態の際
にこのトレハラーゼが大きく関与していることが予想さ
れている。一方、微生物においては胞子発芽の際のエネ
ルギー獲得の調節などに関与していることが知られてい
る。このように、トレハラーゼは各生物の生理作用の面
から、重要な生理活性物質として注目され、研究が進め
られている。Trehalase is known as an enzyme that hydrolyzes such trehalose into two molecules of glucose. It is a higher animal (rat small intestine, pig small intestine, etc.), insect (silkworm, etc.),
It is widely distributed in fungi (for example, Aspergillus nigar), animals such as yeast, plants, and microorganisms. In particular, it has been suggested that this trehalase is strongly involved in the transport of the crucose in higher animals, and it is expected that this trehalase is greatly involved in the energy acquisition and transformation during flight in insects. There is. On the other hand, it is known that microorganisms are involved in regulation of energy acquisition during spore germination. As described above, trehalase has been attracting attention as an important physiologically active substance from the viewpoint of physiological action of each organism, and research has been advanced.
このトレハラーゼを生産する微生物としては、カビでは
アスペルギルス(Aspergillus)属〔ケー.ホリコシ
(K.Horikoshi),ジャーナル オブ バクテリオロジ
ー(J.Bacteriol.),1966,91,1883〕;ノイロスポラ(N
eurospora)属〔アイ.エッチ.ラニー(I.H.Lanny),
ジャーナル オブ バクテリオロジー(J.Bacterio
l.),1973,115,582〕;フミコーラ〔Humicola)属〔エ
ー.アール.エス.プラサッド(A.R.S.Prasad),バイ
オシミカエ バイオフィジカ アクタ.(Biochim.Biop
hys.Acta.),1978,525,162〕;フィコマイセス(Phycom
yces)属〔ジェイ.エー.ヴァン アッシュ(J.A.VanA
ssche),バイオシミカ エ バイオフィジカ アク
タ.(Biochim.Biophys.Acta.),1975,391,154〕;トリ
コデルマ(Trichoderma)属〔ピー.フィジャヤクマー
ル(P.Vijayakumar),カナディアン ジャーナル オ
ブ マイクロバイオロジー(Can.J.Microbiol.),1978,
24,1280〕;プルラリア(Pullularia)属〔イー.メル
ディンガー(B.Merdinger),ジャーナル オブ バク
テリオロジー(J.Bacteriol.),1971,106,1034〕;ケト
ミウム(Chaetomium)属〔特公昭60−22917号公報発
明〕;コクリオボルス(Cochliobolus)属〔エム.マツ
バラ(M.Matsubara),ケミカル & ファーマシュー
ティカル ブレタン(Chem.Pharm.Bull.),1981,29,372
3〕;ディクティオステリウム(Dictyosterium)属〔ケ
ー.エー.キリック(K.A.Killick),アチーブス オ
ブ バイオケミストリー & バイオフィジックス(Ar
ch.Biochem.Biophys.),1983,222,561〕等が、酵母では
サッカロマイセス(Saccharomyces)属〔エー.パネク
(A.Panek),ジャーナル オブ バイオロジカル ケ
ミストリー(J.Biol.Chem.),1964,239,1671〕等が知ら
れ、詳細な検討が行われている。また、細菌、放線菌な
どでは例が少ないが、マイコバクテリウム(Mycobacter
ium)属〔ビー.ダブリュー.パターソン(B.W.Patters
on),メソッド イン エンザイモロジー(Methed in
Enzymology),1972,28,996〕;ストレプトマイセス(St
reptomyces)属〔エー.イー.ヘイ(A.E.Hey),ジャ
ーナル オブ バクテリオロジー(J.Bacteriol.),196
8,96,105〕などが知られている。As a microorganism that produces this trehalase, aspergillus (Aspergillus) genus [K. K. Horikoshi, Journal of Bacteriology (J. Bacteriol.), 1966, 91 , 1883]; Neurospora (N.
eurospora) genus [eye. Etch. Lanny,
Journal of Bacteriology (J. Bacterio
l.), 1973, 115, 582]; Humicola genus [A. R. S. ARS Prasad, Biosimikae Biophysical Actor. (Biochim.Biop
hys.Acta.), 1978, 525, 162]; Phycomyces (Phycom
yces) [J. A. Van Ash (JAVanA
ssche), Bioshikae Biophysical Actor. (Biochim.Biophys.Acta.), 1975, 391, 154]; Trichoderma genus [Pe. Fijayakumar, Canadian Journal of Microbiology, Can.J.Microbiol., 1978,
24, 1280]; Pururaria (Pullularia) genus [e. Meldinger, Journal of Bacteriology, 1971, 106, 1034]; genus Chaetomium [Invention of Japanese Patent Publication No. 60-22917]; genus Cochliobolus [em. Matsubara, Chemical & Pharmaceutical Bulletin (Chem.Pharm.Bull.), 1981, 29 , 372
3]; genus Dictyosterium [K. A. KAKillick, Achievements of Biochemistry & Biophysics (Ar
ch.Biochem.Biophys.), 1983, 222, 561] and the like, in yeast, the genus Saccharomyces [A. A. Panek, Journal of Biological Chemistry (J. Biol. Chem.), 1964, 239, 1671], etc. are known and are being studied in detail. In addition, although there are few examples of bacteria and actinomycetes, mycobacteria (Mycobacter
ium) genus [Bee. W. Patterson (BWPatters
on), Method in Enzymology (Methed in
Enzymology), 1972, 28 , 996]; Streptomyces (St
reptomyces) genus [A. E. AEHey, Journal of Bacteriology (J. Bacteriol.), 196
8, 96 , 105] are known.
しかしながら、このトレハラーゼの所在場所としては、
トリコデルマ(Trichoderma)属〔ピー.フィジャヤク
マール(P.Vijayakumar),カナディアンジャーナル
オブ マイクロバイオロジー(Can.J.Microbiol.),197
8,24,1280〕で菌体外生産され、またケトミウム(Chaet
omium)属〔特公昭60−22917号公報発明〕で被子器の孔
口からトレハラーゼが放出されることが確認されている
のみで、その他の微生物では胞子および菌体内生産が主
であり、トレハラーゼの調製には多大な労力を必要とし
ていた。However, as the location of this trehalase,
The genus Trichoderma [Pe. Fijayakmar, Canadian Journal
Of Microbiology, Can.J.Microbiol., 197
8, 24 , 1280] and is produced extracellularly by
It has only been confirmed that trehalase is released from the ostium of the angiosperm in the genus omium) (Invention of Japanese Patent Publication No. 60-22917), and other microorganisms mainly produce spores and intracellular cells, and trehalase The preparation required a lot of labor.
また、従来のトレハラーゼは熱に対して不安定であり、
上記フミコーラ(Humicola)属、サッカロマイセス(Sa
ccharomyces)属〔ピー.ジェイ.ケリー(P.J.Kell
y),アナリティカル バイオケミストリー(Anal.Bioc
hem.),1976,72,353〕において熱安定化保護物質の検討
が行われているにすぎなかった。Also, conventional trehalase is unstable to heat,
The above Humicola genus, Saccharomyces (Sa
ccharomyces) [Pea. Jay. Kelly (PJKell
y), Analytical Biochemistry (Anal.Bioc
hem.), 1976, 72 , 353], only a study on the heat stabilizing protective substance was conducted.
発明が解決しようとする問題点 工業的に、あるいは医学的に有用な各種酵素を大量に得
ることができることは、該酵素を利用し、有用な物質を
得たり、また生理作用の研究を行う上で重要である。こ
のように、特定の酵素を量産するためには、菌体外生産
を可能とする微生物の発見・探索が必要となる。Problems to be Solved by the Invention The fact that a large amount of various industrially or medically useful enzymes can be obtained means that useful enzymes can be used to obtain useful substances and to study physiological actions. Is important in. As described above, in order to mass-produce a specific enzyme, it is necessary to discover and search for a microorganism that enables extracellular production.
また、こうして得られる酵素をバイオリアクターなどに
おいて有効に利用するためには、高い安定性、特に温度
に対する高い安定性を有することが重要となる。即ち、
バイオリアクターなどで繰返し使用できるようにするた
めには、一般に酵素を固定化する必要があり、その際固
定化のために比較的恒温に曝されることがあり、耐熱性
の低いものでは固定化操作中に失活してしまう可能性が
高い。また、高温度下で酵素反応を行うことにより反応
速度が増大し、目的とする生成物の量産が可能となる。Further, in order to effectively utilize the enzyme thus obtained in a bioreactor or the like, it is important to have high stability, particularly high stability to temperature. That is,
To enable repeated use in bioreactors, etc., it is generally necessary to immobilize the enzyme, and at that time, the enzyme may be exposed to a relatively constant temperature for immobilization. It is highly likely that it will be deactivated during operation. Moreover, the reaction rate is increased by carrying out the enzymatic reaction at a high temperature, and the target product can be mass-produced.
更に、トレハラーゼは動物、植物、微生物に広く分布し
ているものの、これらにおけるトレハラーゼの含有量は
著しく低く、そのため精製トレハラーゼ酵素は極めて高
価なものとなっていた。Further, although trehalase is widely distributed in animals, plants, and microorganisms, the content of trehalase in these is extremely low, which makes the purified trehalase enzyme extremely expensive.
従って、量産性よく、しかも耐熱性の良好なトレハラー
ゼ並びにその製造方法を開発することが切に望まれてお
り、本発明の目的もこの点にあり、新規な耐熱性トレハ
ラーゼ及びその製造法を提供することにある。Therefore, it is eagerly desired to develop a trehalase having good mass productivity and good thermostability and a method for producing the trehalase, and the object of the present invention is also in this point, and a novel thermostable trehalase and a method for producing the same are provided. To do.
問題点を解決するための手段 本発明者等はトレハラーゼ酵素における上記の如き従来
法を現状に鑑みて、熱に対して安定で、精製の容易なト
レハラーゼを培養外液中に生成蓄積せしめる能力を有す
る微生物を得るべく鋭意検索した結果、中温乃至高温に
生育温度を有し、コリネバクテリウム(corynebacteriu
m)属に属するある種の好熱性細菌が上記要件を備えて
いると共に、菌体内にも目的とする酵素を生成蓄積する
ものであることを見出し、本発明を完成した。Means for Solving the Problems In view of the current state of the art conventional methods for trehalase enzyme, the present inventors have found the ability to generate and accumulate trehalase stable in heat and easy to purify in an external culture solution. As a result of diligent search to obtain the microorganisms, the growth temperature is moderate to high, and Corynebacterium (corynebacteriu)
The present invention has been completed based on the finding that a certain type of thermophilic bacterium belonging to the genus m) has the above-described requirements and that it also produces and accumulates the target enzyme in the cells.
即ち、本発明はまず新規耐熱性トレハラーゼ酵素を提供
するものであり、これは以下のような理化学的諸特性を
有している。That is, the present invention firstly provides a novel thermostable trehalase enzyme, which has the following physicochemical properties.
(イ)作用・・α,α−トレハロースのグリコシド結合
を特異的に加水分解し、2分子のグルコースを生成す
る。(A) Action-specifically hydrolyzes the glycoside bond of α, α-trehalose to produce two molecules of glucose.
(ロ)基質特異性・・α,α−トレハロースに特異的に
作用し、同じ2単糖であるシュークロース、ラクトー
ス、メリビオース、マルトース、セロビオース、ゲンチ
ビオースには作用しない。(B) Substrate specificity: It acts specifically on α, α-trehalose and does not act on the same disaccharides sucrose, lactose, melibiose, maltose, cellobiose and gentiose.
(ハ)至適pHおよび安定pH範囲・・至適pHは6.5〜7.5で
あり、60℃、30分間の加熱条件下ではpH5.0〜10.0の範
囲内で安定である。(C) Optimum pH and stable pH range: The optimum pH is 6.5 to 7.5, and it is stable within the pH range of 5.0 to 10.0 under heating conditions of 60 ° C for 30 minutes.
(ニ)温度に対する安定性・・pH7.0、65℃の加熱条件
下では15時間以上安定である。(D) Temperature stability: It is stable for 15 hours or more under heating conditions of pH 7.0 and 65 ℃.
(ホ)作用適温の範囲・・60℃近傍に至適作用温度を有
する。(E) Optimum working temperature range: Optimal working temperature is around 60 ° C.
(ヘ)失活条件・・60℃、30分間の処理条件ではpH4.0
および11.0で完全に失活する。また、pH7.0、15分間の
処理条件では85℃で完全に失活する。(F) Deactivation condition: pH 4.0 under treatment conditions of 60 ° C for 30 minutes
And completely deactivates at 11.0. Also, it is completely deactivated at 85 ° C under the treatment conditions of pH 7.0 and 15 minutes.
(ト)阻害および活性化・・塩化第二水銀、フロレチン
で失活し、60℃、2時間の熱処理で活性化される。(G) Inhibition and activation: Deactivated by mercuric chloride and phloretin, and activated by heat treatment at 60 ° C for 2 hours.
(チ)分子量・・55,000〜65,000。および、 (リ)等電点・・4.4。(H) Molecular weight: 55,000 to 65,000. And (i) Isoelectric point ... 4.4.
また、本発明は上記の新規耐熱性トレハラーゼの製法に
も関り、該トレハラーゼはコリネバクテリウム属に属
し、上記トレハラーゼを菌体外かつ菌体内生産する微生
物を培養し、培養液中および菌体内に該酵素を生成・蓄
積せしめ、これを分離・精製することを特徴とする方法
によって得ることができる。The present invention also relates to a method for producing the above novel thermostable trehalase, wherein the trehalase belongs to the genus Corynebacterium, cultivates a microorganism that produces the above trehalase extracellularly and intracellularly, and in the culture solution or the intracellular body. It can be obtained by a method characterized in that the enzyme is produced / accumulated in, and then separated / purified.
本発明の方法において使用する新規菌体外並びに菌体内
耐熱性トレハラーゼ生産菌株は本発明者等により新たに
自然界から検索・単離されたものである。これらの菌株
をバージェーズ マニュアル オブ ディターミナティ
ブ バクテリオロリジー(Bergey′s Mannual of D
eterminative Bacteriology)、第8版に従って同定す
ると、いずれも好気性無胞子桿菌であり、運動性がな
く、グラム染色陽性、カタラーゼテスト陽性であること
から、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属に属
することは明らかであったが、60℃前後の高温で良く生
育することから、既知のコリネバクテリウム属菌とは分
類学上異る新菌株と考えられた。The novel extracellular and intracellular thermostable trehalase-producing strains used in the method of the present invention have been newly searched and isolated from the natural world by the present inventors. These strains were designated as Bergey's Mannual of D.
Identified according to eterminative Bacteriology), 8th edition, they are all aerobic ascospores, have no motility, and are positive for Gram stain and catalase test. However, since it grows well at high temperatures around 60 ° C, it was considered to be a new strain that is taxonomically different from known Corynebacterium.
以下の第1表に単離した三種の菌体外並びに菌体内耐熱
性トレハラーゼ生産菌の菌学的諸性質を示す。The following Table 1 shows the mycological properties of the isolated three types of extracellular and intracellular thermostable trehalase-producing bacteria.
尚、上記菌は工業技術院微生物工業技術研究所に、夫々
FERM P−8484(K−502)、FERM P−8485(K−51
2)およびFERM P−8486(K−522)として寄託してい
る。 In addition, the above-mentioned fungus was sent to the Institute of Industrial Technology
FERM P-8484 (K-502), FERM P-8485 (K-51
2) and FERM P-8486 (K-522).
本発明の新規な菌体外並びに菌体内耐熱性トレハラーゼ
の製造法につき更に詳しく説明する。まず、菌体外耐熱
性トレハーゼは前記の理化学的性質を有するものであ
る。これは、上記のような菌体外かつ菌体内耐熱性トレ
ハラーゼ生産菌を適当な培地に接種し、55〜65℃にて、
48〜72時間、好気的に培養するが、培地としては炭素
源、窒素源の他、必要に応じて無機塩、微量栄養素を含
むものである。The method for producing the novel extracellular and intracellular thermostable trehalase of the present invention will be described in more detail. First, the extracellular thermotolerant trehase has the above-mentioned physicochemical properties. This is inoculation of the above-mentioned extracellular and intracellular thermostable trehalase-producing bacteria into an appropriate medium, and at 55 to 65 ° C,
The culture is performed aerobically for 48 to 72 hours, and the medium contains a carbon source, a nitrogen source, and if necessary, inorganic salts and micronutrients.
まず、炭素源としては従来公知の各種材料を使用するこ
とができ、例えばグルコース、水飴あるいは可溶性澱粉
などを典型例として例示できる。また、窒素源としても
特に制限はなく、酵母エキス、ペプトン、肉エキス、コ
ーンスティープリカー、アミノ酸液、大豆粕などの有機
態窒素、あるいは硫安、尿素、硝酸アンモニウム、塩化
アンモニウムなどの無機態窒素などが安価かつ入手容易
なものとして例示できる。尚、有機態窒素源は炭素源と
なることはいうまでもない。更に、このような炭素源、
窒素源の他、一般に使用されている各種の塩、例えばマ
グネシウム塩、カリウム塩、リン酸塩、鉄塩等の無機
塩、ビタミンなどを添加することも可能である。First, various conventionally known materials can be used as the carbon source, and typical examples thereof include glucose, starch syrup, and soluble starch. The nitrogen source is not particularly limited, and yeast extract, peptone, meat extract, corn steep liquor, amino acid solution, organic nitrogen such as soybean meal, or ammonium sulfate, urea, ammonium nitrate, inorganic nitrogen such as ammonium chloride, etc. It can be illustrated as being cheap and easily available. Needless to say, the organic nitrogen source serves as a carbon source. Furthermore, such a carbon source,
In addition to the nitrogen source, various commonly used salts, for example, inorganic salts such as magnesium salts, potassium salts, phosphates, iron salts, and vitamins can be added.
本発明の方法において使用するのに適した培地は、例え
ば1%の可溶性デンプン、1%のグルコース、1%のポ
リペプトン、0.5%の酵母エキス、0.1%のK2HPO4および
0.02%のMgSO4・7H2Oを含有する液体培地であり得る。Suitable media for use in the method of the invention include, for example, 1% soluble starch, 1% glucose, 1% polypeptone, 0.5% yeast extract, 0.1% K 2 HPO 4 and
It may be a liquid medium containing MgSO 4 · 7H 2 O 0.02%.
また、本発明の方法で使用する微生物の生育pHは弱酸乃
至塩基性の範囲内であるので、適当な緩衝液を用いて上
記所定のpH値を維持する必要がある。そのために有用な
緩衝液としてはリン酸緩衝液を典型例として挙げること
ができるが、これに限定されず、公知の任意のものを使
用できる。Moreover, since the growth pH of the microorganism used in the method of the present invention is within the range of weak acid to basicity, it is necessary to maintain the above-mentioned predetermined pH value by using an appropriate buffer solution. As a buffer solution useful for that purpose, a phosphate buffer solution can be mentioned as a typical example, but the buffer solution is not limited to this and any known buffer solution can be used.
本発明の上記方法において使用する菌はいずれもトレハ
ラーゼを菌体外生産するので、生成されるトレハラーゼ
は培養液中に放出され、そこに蓄積される。これら菌の
培養はバッチ式、連続式のいずれによっても得ることが
でき、生成される酵素の分離精製は例えば以下のように
して実施することができる。Since all of the bacteria used in the above method of the present invention produce trehalase extracellularly, the produced trehalase is released into the culture medium and accumulated therein. Cultivation of these bacteria can be obtained by either a batch system or a continuous system, and the produced enzyme can be separated and purified, for example, as follows.
即ち、まず培養液中の菌体を遠心分離、濾過などで除去
した後、得られる上澄液(粗酵素液)をそのままトレハ
ロースの加水分解反応に適用することも可能であり、こ
れは経済的に有利である。また、これを更に精製して使
用することもできる。そのために、例えば硫安等による
塩析、エタノール、アセトン、イソプロパノール等によ
る溶媒沈殿法、限外濾過法、ゲル濾過法、イオ交換樹脂
等による一般的な酵素精製法により精製することができ
る。That is, it is possible to first remove the bacterial cells in the culture solution by centrifugation, filtration, etc., and then apply the resulting supernatant (crude enzyme solution) as it is to the hydrolysis reaction of trehalose, which is economical. Is advantageous to. Further, it can be further purified before use. Therefore, it can be purified by, for example, salting out with ammonium sulfate or the like, a solvent precipitation method with ethanol, acetone, isopropanol or the like, an ultrafiltration method, a gel filtration method, or a general enzyme purification method with an ion exchange resin or the like.
以下に、本発明の菌体外生産されたトレハラーゼの好ま
しい精製法の1例につき説明する。Hereinafter, an example of a preferable purification method of the extracellularly produced trehalase of the present invention will be described.
好熱性コリネバクテリウム属に属する例えばK−502菌
株を、例えば上記のような培地に植菌し、55℃にて72時
間好気的に培養して得られる培養液を、10,000rpm、0
℃にて10分間遠心分離して菌体を除き、3の上澄液を
得る。次いで該上澄液を平均分画分子量10,000の限外濾
過膜を用いて約10倍に濃縮し、10mMリン酸緩衝液(pH7.
0)で一夜透析する。この透析後に生じる沈殿を遠心分
離で除き、得られる上澄液を10mMリン酸緩衝液(pH7.
0)で平衡化したDEAE−セルロースカラムに吸着させ、
0〜0.8MのNaClを含む上記と同様な緩衝液の濃度勾配法
によって酵素を溶出させる。溶出した活性画分を集め限
外濾過膜を用いて濃縮した後、上記同様のリン酸緩衝液
を用いて一夜透析する。次いで、該透析酵素を同様に上
記リン酸緩衝液で平衡化したグルコネート−セファロー
ス4Bカラムに吸着させ、0.1MNaClを含む上記緩衝液で洗
浄した後、1MNaClを含む同上緩衝液を用いて活性画分を
溶出した。この活性画分を0.1MNaClを含む同上緩衝液中
で一夜透析する。引き続いて、該透析酵素を0.1MNaClを
含有する上記緩衝液で平衡化したDEAE−トヨパールカラ
ムに吸着させ、0.1〜0.5MのNaClを含む上記緩衝液の濃
度勾配法によって酵素を溶出する。溶出した活性画分を
集め、限外濾過膜を用いて濃縮し、0.1MNaClを含む、上
記緩衝液中で一夜透析する。更に、こうして透析した酵
素を限外濾過膜を用いて濃縮する。この濃縮酵素を0.1M
NaClを含有する上記緩衝液で平衡化したバイオゲルP−
150のゲル濾過カラムに充填し、0.1MNaClを含む同上緩
衝液で溶出する。かくして得られた活性画分を濃縮し、
ポリアクリルアミドゲルディスク電気泳動(ゲル濃度7.
5%、pH4.5)において単一の酵素標品15mgが得られた。
活性収率は18%であった。尚、本発明の方法において有
用なK−512菌およびK−522菌についても、ゲル濾過用
樹脂を適宜変更する以外は上記と同様にして精製するこ
とが可能である。For example, a K-502 strain belonging to the genus of thermophilic Corynebacterium is inoculated into the above medium and aerobically cultured at 55 ° C. for 72 hours to obtain a culture solution at 10,000 rpm, 0 rpm.
The cells are removed by centrifugation at 0 ° C for 10 minutes to obtain 3 supernatants. Then, the supernatant was concentrated about 10 times using an ultrafiltration membrane having an average molecular weight cut-off of 10,000, and a 10 mM phosphate buffer solution (pH 7.
Dialyse overnight at 0). The precipitate generated after this dialysis was removed by centrifugation, and the resulting supernatant was washed with 10 mM phosphate buffer (pH 7.
0) Adsorbed on a DEAE-cellulose column equilibrated with
The enzyme is eluted by the same buffer gradient method as above containing 0-0.8 M NaCl. The eluted active fractions are collected, concentrated using an ultrafiltration membrane, and then dialyzed overnight using the same phosphate buffer as above. Then, the dialysis enzyme was similarly adsorbed on the gluconate-Sepharose 4B column equilibrated with the phosphate buffer, washed with the buffer containing 0.1 M NaCl, and then the active fraction was added using the same buffer containing 1 M NaCl. Was eluted. This active fraction is dialyzed overnight in the same buffer containing 0.1 M NaCl. Subsequently, the dialysis enzyme is adsorbed to a DEAE-Toyopearl column equilibrated with the above buffer solution containing 0.1 M NaCl, and the enzyme is eluted by the concentration gradient method of the above buffer solution containing 0.1 to 0.5 M NaCl. The eluted active fractions are collected, concentrated using an ultrafiltration membrane, and dialyzed overnight in the above buffer containing 0.1 M NaCl. Further, the thus dialyzed enzyme is concentrated using an ultrafiltration membrane. 0.1M of this concentrated enzyme
Biogel P- equilibrated with the above buffer containing NaCl
Load into a 150 gel filtration column and elute with the same buffer as above containing 0.1 M NaCl. The active fraction thus obtained is concentrated,
Polyacrylamide gel disk electrophoresis (gel concentration 7.
15 mg of a single enzyme preparation was obtained at 5%, pH 4.5).
The activity yield was 18%. Incidentally, K-512 bacteria and K-522 bacteria useful in the method of the present invention can be purified in the same manner as above except that the gel filtration resin is appropriately changed.
また、本発明で使用する上記耐熱性トレハラーゼ生産菌
は菌体内にもトレハラーゼを生成・蓄積する。この場合
に得られる耐熱性トレハラーゼも上記記載の菌体外生産
されたトレハラーゼと同様の理化学的性質を有する。こ
のトレハラーゼは上記の菌体外トレハラーゼと殆ど同様
の方法に従って製造することができる。即ち、上記の如
き耐熱性トレハラーゼ生産菌を適当な培地に接種し、55
〜65℃にて、48〜72時間、好気的に培養する。この際に
使用する培地としては菌体外トレハラーゼの製造と全く
同じものが使用できる。The thermostable trehalase-producing bacterium used in the present invention also produces and accumulates trehalase in the cells. The thermostable trehalase obtained in this case also has the same physicochemical properties as the above-mentioned extracellularly produced trehalase. This trehalase can be produced according to almost the same method as the above extracellular trehalase. That is, a thermostable trehalase-producing bacterium as described above is inoculated into an appropriate medium,
Incubate aerobically at ~ 65 ° C for 48-72 hours. The medium used in this case may be the same as that used for the production of extracellular trehalase.
この菌体内トレハラーゼはいずれの場合にも菌体内で生
産されるので、菌体の破砕およびDNAの除去工程を必要
とする。その方法としてはリゾチーム、フレンチプレ
ス、超音波処理による菌体破砕、さらにポリエチレンイ
ミン、DNアーゼ処理等によるDNAの除去を挙げることが
できる。しかしながら、このような方法のみに限定され
るものではなく、その他の公知の任意の手段がいずれも
使用できる。Since the intracellular trehalase is produced in the bacterial cells in any case, the steps of disrupting the bacterial cells and removing the DNA are required. Examples of the method include lysozyme, French press, disruption of cells by ultrasonic treatment, and removal of DNA by treatment with polyethyleneimine or DNase. However, the method is not limited to such a method, and any other known arbitrary means can be used.
例えば、まず、培養液中の菌体を遠心分離、濾過などで
集めた後、得られた菌体をリゾチーム(2mg)により40
℃の下で溶菌させ、さらにポリエチレンイミン処理によ
り生じた沈殿を遠心分離等で除去し、得られた上澄液を
粗酵素液とする。この上澄液をそのままトレハロースの
加水分解反応に使用することも可能であり、これは経済
的に有利である。また、これを更に精製して使用するこ
ともできる。そのために、例えば硫安等による塩析、エ
タノール、アセトン、イソプロパノール等による溶媒沈
殿法、限外濾過法、ゲル濾過法、イオン交換樹脂等によ
る一般的な酵素精製法により精製することができる。For example, first, collect the bacterial cells in the culture solution by centrifugation, filtration, etc., and then use the resulting bacterial cells with lysozyme (2 mg)
Lysis at ℃, further remove the precipitate generated by the treatment with polyethyleneimine by centrifugation or the like, the supernatant obtained is a crude enzyme solution. It is also possible to use this supernatant as it is for the hydrolysis reaction of trehalose, which is economically advantageous. Further, it can be further purified before use. Therefore, for example, it can be purified by salting out with ammonium sulfate or the like, a solvent precipitation method with ethanol, acetone, isopropanol, etc., an ultrafiltration method, a gel filtration method, or a general enzyme purification method with an ion exchange resin or the like.
以下に、本発明のトレハラーゼの好ましい精製法の1例
につき説明する。Hereinafter, one example of a preferred method for purifying trehalase of the present invention will be described.
即ち、好熱性コリネバクテリウム属に属する例えばK−
502菌株を、例えば上記のような培地に植菌し、55℃に
て72時間好気的に培養して得られる培養液を、10,000rp
m、0℃にて10分間遠心分離して菌体10gを得る。得られ
た菌体を0.85%のNaClを含む10mMリン酸緩衝液でよく洗
浄し、リゾチームで溶菌させ、さらにポリエチレンイミ
ンを加え生じた沈殿を遠心分離で除去する。ついで該上
澄液を平均分画分子量10,000の限外濾過膜を用いて約10
倍に濃縮し、10mMリン酸緩衝液(pH7.0)で一夜透析す
る。この透析後に生じる沈殿を遠心分離で除き、得られ
る上澄液を10mMリン酸緩衝液(pH7.0)で平衡化したDEA
E−セルロースカラムに吸着させ、0〜0.8MのNaClを踏
む上記と同様な緩衝液の濃度勾配法によって酵素を溶出
させる。溶出した活性画分を集め限外濾過膜を用いて一
夜透析する。次いで、該透析酵素を同様に上記リン酸緩
衝液で平衡化したグルコネート−セファロース4Bカラム
に吸着させ、0.1MNaClを含む上記平衡液で洗浄した後、
1MNaClを含む同上緩衝液を用いて活性画分を溶出した。
この活性画分を0.1MNaClを含む同上緩衝液で一夜透析す
る。引き続いて、該透析酵素を0.1MNaClを含有する上記
緩衝液を用いて平衡化したDEAE−トヨパールカラムに吸
着させ、0.1〜0.5MのNaClを含む上記緩衝液の濃度勾配
法によって酵素を溶出する。溶出した活性画分を集め、
限外濾過膜を用いて濃縮し、0.1MNaClを含む上記緩衝液
中で一夜透析する。更に、こうして透析した酵素を限外
濾過膜を用いて濃縮する。この濃縮酵素を0.1MNaClを含
有する上記緩衝液で平衡化したバイオゲルP−150のゲ
ル濾過カラムに充填し、0.1NNaClを含む同上緩衝液で溶
出する。かくして得られた活性画分を濃縮し、ポリアク
リルアミドゲルディスク電気泳動(ゲル濃度7.5%、pH
4.5)において単一な酵素標品3mgが得られた。活性収率
は18%であった。尚、本発明の方法において有用なK−
512菌およびK−522菌についても、ゲル濾過用樹脂を適
宜変更する以外は上記と同様にして精製することが可能
である。That is, for example, K-, which belongs to the genus of thermophilic Corynebacterium
For example, the culture solution obtained by inoculating the 502 strain in the above-mentioned medium and aerobically culturing at 55 ° C. for 72 hours is 10,000 rp.
Centrifuge at 0 ° C. for 10 minutes to obtain 10 g of bacterial cells. The cells obtained are thoroughly washed with 10 mM phosphate buffer containing 0.85% NaCl, lysed with lysozyme, and polyethyleneimine is further added to remove the resulting precipitate by centrifugation. Then, the supernatant was washed with an ultrafiltration membrane having an average molecular weight cut-off of 10,000 to obtain about 10
Concentrate twice and dialyze overnight against 10 mM phosphate buffer (pH 7.0). The precipitate generated after this dialysis was removed by centrifugation, and the resulting supernatant was equilibrated with 10 mM phosphate buffer (pH 7.0).
The enzyme is adsorbed on an E-cellulose column, and the enzyme is eluted by the same concentration gradient method of a buffer solution as described above, in which 0 to 0.8 M NaCl is added. The active fraction thus eluted is collected and dialyzed overnight using an ultrafiltration membrane. Then, the dialysis enzyme was similarly adsorbed on the gluconate-Sepharose 4B column equilibrated with the phosphate buffer, and after washing with the equilibration solution containing 0.1 M NaCl,
The active fraction was eluted with the same buffer containing 1M NaCl.
This active fraction is dialyzed overnight against the same buffer containing 0.1 M NaCl. Subsequently, the dialysis enzyme is adsorbed on a DEAE-Toyopearl column equilibrated with the buffer containing 0.1 M NaCl, and the enzyme is eluted by a concentration gradient method of the buffer containing 0.1 to 0.5 M NaCl. . Collect the eluted active fractions,
Concentrate using an ultrafiltration membrane and dialyze overnight against the above buffer containing 0.1 M NaCl. Further, the thus dialyzed enzyme is concentrated using an ultrafiltration membrane. The concentrated enzyme is packed in a gel filtration column of Biogel P-150 equilibrated with the above buffer solution containing 0.1 M NaCl and eluted with the same buffer solution containing 0.1 N NaCl. The active fraction thus obtained was concentrated and subjected to polyacrylamide gel disk electrophoresis (gel concentration 7.5%, pH
In 4.5) 3 mg of a single enzyme preparation was obtained. The activity yield was 18%. Incidentally, K- which is useful in the method of the present invention
512 bacteria and K-522 bacteria can be purified in the same manner as above except that the gel filtration resin is appropriately changed.
尚、トレハラーゼの活性測定法並びに活性表示法は以下
の通りである。The method for measuring the activity of trehalase and the method for displaying the activity are as follows.
即ち、0.1Mのリン酸緩衝液(pH7.0)に溶解させた1%
(W/V)のトレハロース溶液1.0mlに酵素液0.1mlを混合
し、60℃で10分間反応させた後、沸騰水浴中で10分間加
熱して酵素を失活させる。次いで、加水分解により生成
するD−グルコースをソモギー・ネルソン法〔メソッド
イン カーボハイドレイト ケミストリー(Method i
n Carbohydrate Chemistry),1962,1,386〕に従って定
量する。また、酵素活性の単位は前述の条件下で1分間
に1μmolのグルコースを生成するのに要する酵素量を
1単位として表示する。That is, 1% dissolved in 0.1M phosphate buffer (pH 7.0)
0.1 ml of (W / V) trehalose solution is mixed with 0.1 ml of enzyme solution, reacted at 60 ° C. for 10 minutes, and then heated in a boiling water bath for 10 minutes to inactivate the enzyme. Next, the D-glucose produced by hydrolysis was analyzed by the Somogy-Nelson method [Method in Carbohydrate Chemistry (Method i
Carbohydrate Chemistry), 1962, 1 , 386]. In addition, the unit of enzyme activity is expressed as one unit of the amount of enzyme required to produce 1 μmol glucose per minute under the above-mentioned conditions.
本発明の方法によって得られる耐熱性トレハラーゼIの
理化学的、酵素化学的性質は上記の他、各菌株K−50
2、K−512およびK−522から得られる酵素の分子量は
夫々55,000±2,000、60,000±2,000および65,000±2,00
0である。尚、これらの分子量はゲル濾過法で求めたも
のである。また、本発明の菌体外並びに菌体内生産され
たトレハラーゼおよび従来公知の微生物由来のトレハラ
ーゼの理化学的性質および酵素化学的性質を比較して第
2表に示す。In addition to the physicochemical and enzymatic chemical properties of thermostable trehalase I obtained by the method of the present invention, in addition to the above, each strain K-50
2, the molecular weights of the enzymes obtained from K-512 and K-522 are 55,000 ± 2,000, 60,000 ± 2,000 and 65,000 ± 2,000, respectively.
It is 0. In addition, these molecular weights were obtained by the gel filtration method. Table 2 compares the physicochemical and enzymatic chemical properties of the trehalase produced extracellularly and intracellularly of the present invention and the trehalase derived from conventionally known microorganisms.
作用 動物、植物、微生物に広く分布し、各生物の生理作用に
おいて重要な役割を演じているトレハラーゼを簡単な方
法で大量に得るためには、このトレハラーゼ酵素を菌体
外生産する微生物あるいは菌体外かつ菌体内生産する微
生物の検索が重要であり、このような微生物の獲得によ
ってトレハラーゼを安価にかつ安定して供給することが
できる。 In order to obtain a large amount of trehalase, which is widely distributed in animals, plants, and microorganisms and plays an important role in the physiological actions of each organism by a simple method, a microorganism or microbial cell that extracellularly produces this trehalase enzyme It is important to search for microorganisms produced outside and inside the cells, and by obtaining such microorganisms, trehalase can be supplied inexpensively and stably.
また、工業的な観点からすれば、微生物から抽出される
酵素は高い耐熱性を有することが有利であり、例えばこ
れを用いたトレハロースの加水分解を高温で行うことは
その反応速度を早め、加水分解生成物の量産化を図る上
で重要であり、またバイオリアクターなどで使用するた
めに酵素の固定化が行われるが、その際の酵素活性の維
持のためにも、耐熱特性良好な酵素を使用することが有
利である。From an industrial point of view, it is advantageous that the enzyme extracted from the microorganism has high heat resistance. For example, performing hydrolysis of trehalose using this at high temperature accelerates its reaction rate, It is important for mass production of degradation products, and the enzyme is immobilized for use in bioreactors, etc. It is advantageous to use.
このような目的で、微生物の生育温度と耐熱性との関連
性を調べた例がみられるが、望ましい結果を得ることで
きなかった〔バイオシミカ エ バイオフィジカ アク
タ.(Biochim.Biophys.Acta.),1978,525,162〕。従っ
て、耐熱性酵素を得るためにはこれを生産する新たな微
生物を開拓しなければならない。また、耐熱性の優れた
ものも知られている〔ジャーナル オブ バクテリオロ
ジー(J.Bacteriol.),1973,115−2,582〕が、これは目
的とする酵素の菌体内生産性を有する微生物、即ちアカ
パンカビ(Neurospora)の菌糸体および子のう胞子から
得られるものであり、また酵素濃度を高くしたり、ポリ
オールを添加することにより、耐熱性の維持を図ってい
る。これは量的に制限されると共に分離・精製も複雑と
なり、好ましくない。For this purpose, there are some cases in which the relationship between the growth temperature of microorganisms and heat resistance was examined, but the desired results could not be obtained [Bio-Simicae Biophysica Acta. (Biochim.Biophys.Acta.), 1978, 525, 162]. Therefore, in order to obtain a thermostable enzyme, it is necessary to develop a new microorganism that produces it. It is also known to have excellent heat resistance [Journal of Bact (J.Bacteriol.), 1973, 115- 2,582 ], but this is a microorganism having the intracellular production of the enzyme of interest, i.e. Neurospora (Neurospora) obtained from mycelium and ascospores, and the heat resistance is maintained by increasing the enzyme concentration or adding a polyol. This is not preferable because the amount is limited and the separation and purification are complicated.
ところで、本発明の方法は好熱性かつ酵素の菌体外生産
性のコリネバクテリウム属に属するある種の新規な菌を
使用したことによって、上記の耐熱性の問題並びに量産
性の問題、更には分離・精製上の問題をいずれも有利に
解決することができた。By the way, the method of the present invention, by using a certain novel bacterium belonging to the genus Corynebacterium of thermophilic and enzyme extracellular production, the problem of heat resistance and the problem of mass productivity, further, Both separation and purification problems could be solved advantageously.
更に、本発明で使用する上記コリネバクテリウム属に属
する菌は上記の如くトレハラーゼの菌体外生産を行うと
共に菌体内での生産をも行う。Further, the bacterium belonging to the genus Corynebacterium used in the present invention not only produces trehalase extracellularly but also intracellularly as described above.
従って、この場合には従来知られていた微生物と同様に
分離精製の煩雑さはあるが、単一ロットでのトレハラー
ゼの生産性は大巾に改善される。しかも菌体内生産され
たトレハラーゼも高耐熱性であることから耐熱性の要求
される様々な用途において有利に使用できる。何よりも
有利な点は同一の条件下で培養した菌体並びに培養液両
者から有用な酵素が回収できることにある。Therefore, in this case, the productivity of trehalase in a single lot is greatly improved although the separation and purification are as complicated as the conventionally known microorganisms. Moreover, since trehalase produced in the cells is also highly thermostable, it can be advantageously used in various applications requiring thermostability. The most important advantage is that useful enzymes can be recovered from both the bacterial cells and the culture broth cultured under the same conditions.
実施例 以下、実施例に従って本発明の新規耐熱性トレハラーゼ
並びにその製造方法につき更に具体的に説明する。しか
しながら、本発明の範囲は以下の実施例によって何等制
限されるものではない。Examples Hereinafter, the novel thermostable trehalase of the present invention and the method for producing the same will be described more specifically according to Examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.
実施例1 好熱性細菌コリネバクテリウムNo.−K−502(Coryneba
cterium sp.K−502:FERM P−8484)を、1容の三角フ
ラスコ中の、可溶性デンプン2%、ポリペプトン1%、
酵母エキス0.5%、K2HPO40.1%、MgSO4・7H2O0.02%を
含む培地(pH7.2)300mlに植菌し、55℃で72時間、250r
pmで回転振とう培養し、培養液を遠心分離して0.28単位
/mlの粗酵素液を得た。尚、この酵素活性の測定は既に
述べた方法に従った(以下同様)。Example 1 Thermophilic bacterium Corynebacterium No.-K-502 (Coryneba
cterium sp. K-502: FERM P-8484) in a 1-volume Erlenmeyer flask with 2% soluble starch, 1% polypeptone,
Inoculate into 300 ml of medium (pH 7.2) containing 0.5% yeast extract, 0.1% K 2 HPO 4 and 0.02% MgSO 4 .7H 2 O, 72 hours at 55 ° C, 250r
Rotate with shaking at pm and centrifuge the culture to 0.28 units.
A crude enzyme solution of / ml was obtained. The enzyme activity was measured according to the method described above (the same applies hereinafter).
実施例2 好熱性細菌コリネバクテリウムNo.−K−512(Coryneba
cterium sp.K−512:FERM P−8485)を、実施例1で述べ
た培地組成の可溶性デンプンに代えてグルコース2%を
含む培地300mlに植菌し、実施例1と同一条件下で振と
う培養し、0.37単位/mlの粗酵素液を得た。Example 2 Thermophilic bacterium Corynebacterium No.-K-512 (Coryneba
cterium sp. K-512: FERM P-8485) was inoculated into 300 ml of a medium containing 2% glucose instead of the soluble starch having the medium composition described in Example 1, and shaken under the same conditions as in Example 1. After culturing, 0.37 unit / ml of crude enzyme solution was obtained.
実施例3 好熱性細菌コリネバクテリウムNo.−K−522(Coryneba
cterium sp.K−522:FERM P−8484)を、実施例1で述べ
た組成の培地に植菌し、60℃で48時間、250rpmで回転振
とう培養し、培養液を遠心分離して0.33単位/mlの粗酵
素液を得た。Example 3 Thermophilic bacterium Corynebacterium No.-K-522 (Coryneba
cterium sp. K-522: FERM P-8484) was inoculated into the medium having the composition described in Example 1 and cultivated at 60 ° C. for 48 hours with rotary shaking at 250 rpm, and the culture solution was centrifuged to obtain 0.33. A unit / ml crude enzyme solution was obtained.
実施例4 好熱性細菌コリネバクテリウムNo.−K−502(Coryneba
cterium sp.K−502:FERM P−8484)を、1容の三角フ
ラスコ中の、可溶性デンプン2%、ポリペプトン1%、
酵母エキス0.5%、K2HPO40.1%、MgSO4・7H2O0.02%を
含む培地(pH7.2)300mlに植菌し、55℃で72時間、250r
pmで回転振とう培養し、培養液を遠心分離して菌体を集
め先にのべた方法で0.5単位/mlの粗酵素液を10ml得た。Example 4 The thermophilic bacterium Corynebacterium No.-K-502 (Coryneba
cterium sp. K-502: FERM P-8484) in a 1-volume Erlenmeyer flask with 2% soluble starch, 1% polypeptone,
Inoculate into 300 ml of medium (pH 7.2) containing 0.5% yeast extract, 0.1% K 2 HPO 4 and 0.02% MgSO 4 .7H 2 O, 72 hours at 55 ° C, 250r
Culturing was carried out by rotary shaking at pm, and the culture solution was centrifuged to collect bacterial cells to obtain 10 ml of 0.5 unit / ml crude enzyme solution by the method described above.
実施例5 好熱性細菌コリネバクテリウムNo.−K−512(Coryneba
cterium sp.K−512:FERM P−8485)を、実施例4で述べ
た培地組成の可溶性デンプンに代えてグルコース2%を
含む培地300mlに植菌し、実施例4と同一条件下で振と
う培養し、1.25単位/mlの粗酵素液10mlを得た。Example 5 Thermophilic bacterium Corynebacterium No.-K-512 (Coryneba
cterium sp. K-512: FERM P-8485) was inoculated into 300 ml of a medium containing 2% glucose instead of the soluble starch having the medium composition described in Example 4, and shaken under the same conditions as in Example 4. After culturing, 10 ml of a crude enzyme solution containing 1.25 units / ml was obtained.
実施例6 好熱性細菌コリネバクテリウムNo.−K−522(Coryneba
cterium sp.K−522:FERM P−8486)を、実施例4で述べ
た組成の培地に植菌し、60℃で48時間、250rpmで回転振
とう培養し、培養液を遠心分離して0.95単位/mlの粗酵
素液10mlを得た。Example 6 Thermophilic bacterium Corynebacterium No.-K-522 (Coryneba
cterium sp. K-522: FERM P-8486) was inoculated into the medium having the composition described in Example 4 and cultivated at 60 ° C. for 48 hours with rotary shaking at 250 rpm, and the culture solution was centrifuged to give 0.95. 10 ml of a crude enzyme solution having a unit / ml was obtained.
発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明によれば新規な好熱
性微生物であって、トレハラーゼの菌体外かつ菌体内生
産性を有するコリネバクテリウムに属する菌を利用した
ことに基き、高い耐熱性を有するトレハラーゼ酵素を有
利に量産性良く製造できる。また、特に菌体外生産性の
微生物を用いたことから分離・精製操作が極めて容易で
あり、従来高価であったトレハラーゼを安価にかつ安定
して供給することが可能となった。Effects of the Invention As described in detail above, according to the present invention, a novel thermophilic microorganism, which is based on the use of a bacterium belonging to Corynebacterium having extracellular and intracellular productivity of trehalase, A trehalase enzyme having high thermostability can be advantageously produced with high productivity. In addition, since the use of the microorganisms that can be produced extracellularly makes the separation and purification operations extremely easy, it has become possible to inexpensively and stably supply trehalase, which was expensive in the past.
また、本発明で使用するトレハラーゼ生産菌は菌体内生
産性をも有するものであり、従って培養液の回収の際に
得られる菌体自体からも耐熱性トレハラーゼを回収でき
る。この事実から、トレハラーゼの収率は更に向上す
る。Further, the trehalase-producing bacterium used in the present invention also has intracellular productivity, and therefore, thermostable trehalase can be recovered from the bacterial cells themselves obtained when the culture solution is recovered. From this fact, the yield of trehalase is further improved.
更に、本発明のトレハラーゼは高い耐熱性を有するの
で、トレハロースの加水分解反応を高温度下で行うこと
を可能とし、その結果反応速度を大巾に向上し得るので
加水分解生成物の量産が可能となる。また、固定化の際
に高温度下に曝された場合にも十分な酵素活性の維持が
可能であり、優れたバイオリアクター用の固定化酵素を
得ることが可能となる。Furthermore, since the trehalase of the present invention has a high thermostability, it is possible to carry out the hydrolysis reaction of trehalose at a high temperature, and as a result, the reaction rate can be greatly improved, so that the hydrolysis product can be mass-produced. Becomes Further, it is possible to maintain sufficient enzyme activity even when exposed to a high temperature during immobilization, and it becomes possible to obtain an excellent immobilized enzyme for a bioreactor.
フロントページの続き (72)発明者 掘越 弘毅 東京都練馬区桜台4−39−8 (72)発明者 中村 信之 東京都国立市中1−4−23Front Page Continuation (72) Inventor Hiroki Horikoshi 4-39-8 Sakuradai, Nerima-ku, Tokyo (72) Inventor Nobuyuki Nakamura 1-4-23 National City, Tokyo
Claims (7)
ーゼ。 (イ)作用・・α,α−トレハロースのグリコシド結合
を特異的に加水分解し、2分子のグルコースを生成す
る。 (ロ)基質特異性・・α,α−トレハロースに特異的に
作用し、同じ2単糖であるシュークロース、ラクトー
ス、メリビオース、マルトース、セロビオース、ゲンチ
ビオースには作用しない。 (ハ)至適pHおよび安定pH範囲・・至適pHは6.5〜7.5で
あり、60℃、30分間の加熱条件下ではpH5.0〜10.0の範
囲内で安定である。 (ニ)温度に対する安定性・・pH7.0、65℃の加熱条件
下では15時間以上安定である。 (ホ)作用適温の範囲・・60℃近傍に至適作用温度を有
する。 (ヘ)失活条件・・60℃、30分間の処理条件ではpH4.0
および11.0で完全に失活する。また、pH7.0、15分間の
処理条件では85℃で完全に失活する。 (ト)阻害および活性化・・塩化第二水銀、フロレチン
で失活し、60℃、2時間の熱処理で活性化される。 (チ)分子量・・55,000〜65,000。 (リ)等電点・・4.4。1. A novel trehalase having the following physicochemical properties. (A) Action-specifically hydrolyzes the glycoside bond of α, α-trehalose to produce two molecules of glucose. (B) Substrate specificity: It acts specifically on α, α-trehalose and does not act on the same disaccharides sucrose, lactose, melibiose, maltose, cellobiose and gentiose. (C) Optimum pH and stable pH range: The optimum pH is 6.5 to 7.5, and it is stable within the pH range of 5.0 to 10.0 under heating conditions of 60 ° C for 30 minutes. (D) Temperature stability: It is stable for 15 hours or more under heating conditions of pH 7.0 and 65 ℃. (E) Optimum working temperature range: Optimal working temperature is around 60 ° C. (F) Deactivation condition: pH 4.0 under treatment conditions of 60 ° C for 30 minutes
And completely deactivates at 11.0. Also, it is completely deactivated at 85 ° C under the treatment conditions of pH 7.0 and 15 minutes. (G) Inhibition and activation: Deactivated by mercuric chloride and phloretin, and activated by heat treatment at 60 ° C for 2 hours. (H) Molecular weight: 55,000 to 65,000. (I) Isoelectric point ... 4.4.
学的諸特性: (イ)作用・・α,α−トレハロースのグリコシド結合
を特異的に加水分解し、2分子のグルコースを生成す
る; (ロ)基質特異性・・α,α−トレハロースに特異的に
作用し、同じ2単糖であるシュークロース、ラクトー
ス、メリビオース、マルトース、セロビオース、ゲンチ
ビオースには作用しない; (ハ)至適pHおよび安定pH範囲・・至適pHは6.5〜7.5で
あり、60℃、30分間の加熱条件下ではpH5.0〜10.0の範
囲内で安定である; (ニ)温度に対する安定性・・pH7.0、65℃の加熱条件
下では15時間以上安定である; (ホ)作用適温の範囲・・60℃近傍に至適作用温度を有
する; (ヘ)失活条件・・60℃、30分間の処理条件ではpH4.0
および11.0で完全に失活し、また、pH7.0、15分間の処
理条件では85℃で完全に失活する; (ト)阻害および活性化・・塩化第二水銀、フロレチン
で失活し、60℃、2時間の熱処理で活性化される; (チ)分子量・・55,000〜65,000; (リ)等電点・・4.4; を有する新規トレハラーゼ生産能を有する微生物を培養
し、該トレハラーゼを培養液中に生成・蓄積させ、これ
を採取することを特徴とする上記新規菌体外トレハラー
ゼの製造方法。2. Belonging to the genus Corynebacterium, the following physicochemical properties are as follows: (a) Action: .alpha.,. Alpha.-trehalose glycoside bond is specifically hydrolyzed to produce two molecules of glucose; (B) Substrate specificity: It acts specifically on α, α-trehalose and does not act on the same disaccharides sucrose, lactose, melibiose, maltose, cellobiose and gentiose; (c) Optimum pH and stability pH range ... Optimum pH is 6.5-7.5, and it is stable within the range of pH 5.0-1.0 under heating conditions of 60 ° C. for 30 minutes; (d) Stability against temperature ... pH 7.0, It is stable for more than 15 hours under heating conditions of 65 ° C; (e) Optimum temperature range of action ... Optimum action temperature near 60 ° C; (f) Deactivation condition ... Treatment conditions of 60 ° C for 30 minutes Then pH 4.0
And 11.0, and completely inactivated at 85 ° C under the treatment conditions of pH 7.0 and 15 minutes; (g) Inhibition and activation: Inactivated by mercuric chloride and phloretin, Activated by heat treatment at 60 ° C. for 2 hours; (h) culturing a microorganism having a novel trehalase-producing ability having a molecular weight of 55,000 to 65,000; (i) isoelectric point of 4.4; and culturing the trehalase. A method for producing the above-mentioned novel extracellular trehalase, which comprises producing and accumulating in a liquid and collecting this.
気的に行うことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
の菌体外トレハラーゼの製造方法。3. The method for producing extracellular trehalase according to claim 2, wherein the culturing is aerobically carried out at a temperature within the range of 55 to 65 ° C.
とを特徴とする特許請求の範囲第2項または第3項記載
の菌体外トレハラーゼの製造方法。4. The method for producing extracellular trehalase according to claim 2 or 3, characterized in that the pH of the culture solution is in the range of 5 to 9.
学的諸特性: (イ)作用・・α,α−トレハロースのグリコシド結合
を特異的に加水分解し、2分子のグルコースを生成す
る; (ロ)基質特異性・・α,α−トレハロースに特異的に
作用し、同じ2単糖であるシュークロース、ラクトー
ス、メリビオース、マルトース、セロビオース、ゲンチ
ビオースには作用しない; (ハ)至適pHおよび安定pH範囲・・至適pHは6.5〜7.5で
あり、60℃、30分間ではpH5.0〜10.0の範囲内で安定で
ある; (ニ)温度に対する安定性・・pH7.0、65℃の加熱条件
下では15時間以上安定である; (ホ)作用適温の範囲・・60℃近傍に至適作用温度を有
する; (ヘ)失活条件・・60℃、30分間の処理条件でpH4.0お
よび11.0で完全に失活する; (ト)阻害および活性化・・塩化第二水銀、フロレチン
で失活し、60℃、2時間の熱処理で活性化される; (チ)分子量・・55,000〜65,000; (リ)等電点・・4.4; を有する新規トレハラーゼ生産能を有する微生物を培養
し、該トレハラーゼを菌体内に生成・蓄積させ、これを
採取することを特徴とする上記新規菌体内トレハラーゼ
の製造方法。5. Belonging to the genus Corynebacterium, the following physicochemical properties are as follows: (a) Action: .alpha.,. Alpha.-trehalose glycoside bond is specifically hydrolyzed to produce two molecules of glucose; (B) Substrate specificity: It acts specifically on α, α-trehalose and does not act on the same disaccharides sucrose, lactose, melibiose, maltose, cellobiose and gentiose; (c) Optimum pH and stability pH range: Optimum pH is 6.5 to 7.5, stable at pH 5.0 to 10.0 at 60 ° C for 30 minutes; (d) Stability against temperature: pH 7.0, heating at 65 ° C It is stable for more than 15 hours under the conditions; (e) Optimum temperature range of action ... Optimum action temperature in the vicinity of 60 ° C; (f) Deactivation condition: pH4.0 under treatment conditions of 60 ° C for 30 minutes And completely deactivate at 11.0; (g) Inhibition and activation ... It is inactivated by dimercury and phloretin, and activated by heat treatment at 60 ° C for 2 hours. (H) Molecular weight: 55,000-65,000; (I) Isoelectric point: 4.4; A method for producing the novel intracellular trehalase, which comprises culturing a microorganism, producing and accumulating the trehalase in the intracellular body, and collecting the trehalase.
気的に行うことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載
の菌体内トレハラーゼの製造方法。6. The method for producing intracellular trehalase according to claim 5, wherein the culture is aerobically carried out at a temperature within the range of 55 to 65 ° C.
とを特徴とする特許請求の範囲第5項または第6項記載
の菌体内トレハラーゼの製造方法。7. The method for producing intracellular trehalase according to claim 5 or 6, wherein the culture solution has a pH within the range of 5 to 9.
Applications Claiming Priority (2)
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JP60-232714 | 1985-10-18 | ||
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1986
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JPS62275682A (en) | 1987-11-30 |
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