DK143811B - Fremgangsmaade til fremstilling af glucoseisomerase - Google Patents

Fremgangsmaade til fremstilling af glucoseisomerase Download PDF

Info

Publication number
DK143811B
DK143811B DK546573AA DK546573A DK143811B DK 143811 B DK143811 B DK 143811B DK 546573A A DK546573A A DK 546573AA DK 546573 A DK546573 A DK 546573A DK 143811 B DK143811 B DK 143811B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
medium
glucose
enzyme
glucose isomerase
activity
Prior art date
Application number
DK546573AA
Other languages
English (en)
Other versions
DK143811C (da
Inventor
K K Shieh
H A Lee
B J Donnelly
Original Assignee
Anheuser Busch
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anheuser Busch filed Critical Anheuser Busch
Publication of DK143811B publication Critical patent/DK143811B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK143811C publication Critical patent/DK143811C/da

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/24Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of an isomerase, e.g. fructose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/90Isomerases (5.)
    • C12N9/92Glucose isomerase (5.3.1.5; 5.3.1.9; 5.3.1.18)
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/8215Microorganisms
    • Y10S435/822Microorganisms using bacteria or actinomycetales
    • Y10S435/827Actinoplanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

(19) DANMARK
|j| (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT ud 143811 B
DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET
(21) Ansøgning nr. 5465/73 (SI) Int.CI.® D 12 N 9/92 (22) Indleveringsdag 9* okt. 1973 (24) Løbedag 9. okt. 1973 (41) Aim. tilgængelig 1i. apr. 1974 (44) Fremlagt 12. okt. 1981 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -
(30) Prioritet 10. okt. 1972, 29 6000, US
(71) Ansøger ANHEUSER-BUSCH INCORPORATED, St. Louis, US.
(72) Opfinder Kenneth K. Shleh, US: Howard A. Lee, US: Brendan J.
Donnelly, US.
(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Bout ard.
(54) Fremgangsmåde til fremstilling af glucoseisomerase.
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af glucoseisomerase under anvendelse af mikroorganismer.
Fructose anses generelt for at være væsentligt sødere end glucose.
Imidlertid er glucose nemt tilgængeligt fra tillige råstofkilder.
En praktisk og økonomisk fremgangsmåde til omdannelse af glucose ^ til fructose er derfor ønskværdig. Alkaliisomerisering af glu- cose til fructose giver enten lave udbytter eller har tendens til at producere uønskede biprodukter i udbytter større end 30%.
30 vj Et alternativ til anvendelse af alkaliisomerisering har været an- ^ vendeisen af enzymer til udvirkning af denne omdannelse, og der har været udvist betragtelige anstrengelser for at opnå dette på * □ 2 1-43811 en økonomisk og effektiv måde.
Der findes adskillige enzymer, der omdanner D-glucose til D-fructose, og som involverer et eller flere kemiske mellemprodukter (f.eks. D-glucose-6-phosphat), men disse synes ikke at være praktiske på nuværende tidspunkt. Mere lovende er enzymer, der omdanner D-glucose til D-fructose direkte. Et antal af disse enzymer har været fremstillet fra mikroorganismer af slægterne Lactobacillus, Pseudomonas, Pasteurella, Leuconostoc, Strepto-myces og Aerobacter (se Biochim. Biophys. Acta 154. 670-680 [1968]). Por at danne en betydelig mængde glucoseisomerase ved hjælp af de førnævnte mikroorganismer må xylose eller xylan være til stede i vækstmedium for at inducere enzymet. Ren xylose er relativ dyr, og når xylan anvendes i vækstmediet, skal mikroorganismerne også danne enzymer, der kan hydrolysere xylanen.
For at komme over den udgift, det er at dyrke mikroorganismer i et xylose- eller xylanholdigt medium, har der været udvist anstrengelser for at opnå en mikroorganisme, der kan frembringe det afgørende enzym. I U.S.A.-patentskrift nr. 5.645.848 er der opdaget, at visse stammer af mikroorganismerne hørende til slægten Arthrobacter kan producere enzymer, der direkte omdanner glucose eller xylose til den tilsvarende ketose, når de dyrkes i et medium, hvori xylose eller xylan ikke er til stede. Uheldigvis dannes der kun relativt små mængder af isomerase, og vækstmediet kræver relativt dyre nitrogenkilder, såsom gærekstrakt og kødprotein.
Dét har nu overraskende vist sig, at en mikroorganisme hørende til slægten Actinoplanes er i stand til at producere glucoseisomerase, når den dyrkes i et medium i komplet fravær af xylose eller xylan. Dertil kommer, at relativt store mængder glucoseisomerase kan fremstilles ved hjælp af Actinoplanes-stammen i et medium bestående af majsstøbevand, salte og vand. Enzymet viser en høj temperaturstabilitet, idet der kan anvendes temperaturer så høje som 80 -85° C ved isomeriseringen uden nogen væsentlig nedgang i aktiviteten. Enten kan der anvendes hele celler eller cellefrie ekstrakter til at udføre isomeriseringen.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som er af den i krav l's indledning anførte art, er overensstemmende hermed ejendommelig ved at 3 143811 der ved dyrkningen anvendes mikroorganismen Actinoplanes missouri-ensis NRRL B-3342.
Basiskulturer dyrkes normalt i et medium indeholdende carbon-kilder, nitrogenkilder (sædvanligvis majsstøbevand) og uorganiske salte. Podningsmediet kan fremstilles ved at dyrke organismen i dette medium på en roterende rystemaskine ved 25 - 30° C i nærværelse af luft i 1 - 2 dage. Podningsmediet, der udgør 3 - 10 fo af det endelige volumen af fermenteringsmediet, overføres til det sterile medium i en egnet fermenteringsbeholder. Det podede medium inkuberes ved omrøring ved 16 - 40° C, fortrinsvis 25 - 30° C, hvorunder der blæses luft igennem med en hastighed på 1 volumen pr. minut i 1 - 7 dage. luftgennemstrømningen kan være på 0,3 -1,5 volumen pr. minut. Det maksimale udbytte af enzym opnås, når pH af fermenteringsmediet holdes på 6,0 - 8,5» fortrinsvis 5,4 - 7,5. Maksimal isomeraseaktivitet opnås under disse betingelser på 3 - 5 dage. De hele celler udvindes og anvendes som sådan,eller alternativt kan enzymet ekstraheres fra cellerne under anvendelse af velkendt teknik.
Aktivitetsniveau på op til 30 enheder pr. ml kulturmedium kan opnås på tre dage. En aktivitetsenhed defineres som den mængde enzym, der kan producere l mikromol fructose fra glucose på 1 minut ved 75° C i en opløsning af 1,5 molær glucose, 0,03 molær phosphatbuffer ved pH 7,0, 0,003 molær magnesiumsulfat og 0,0003 molær cobaltsulfat.
De opnåede isomeraseaktiviteter ved udførelsen af den foreliggende opfindelse varierer afhængigt af det anvendte væsktmedium. Aktivitetsniveauer på 50 enheder pr. ml. kulturmedium er observeret, når Actinoplanes missouriensis NRRL B-3342 dyrkes i majsstøbevand.
Følgende eksempler illustrerer nærmere fremgangsmåden ifølge opfindelsen. I eksempel 10 er der undersøgt tre mutanter af NRRL B-3342.
EKSEMPEL 1
Dette eksempel sammenligner fremstilling af glucoseisomerase ud fra et antal Actinoplanes-arter, nemlig Actinoplanes missouriensis NRRL B-3342, Actinoplanes philippinensis ATCC
4 143811 12427, Actinoplanes armeniacus ATCC 15676 og Actinoplanes missouriensis ATCC 23342.
Disse mikroorganismer opbevares separat i basis-skråkulturer bestående af 1,7 Trypton, 0,3 f> Soyton, 0,25 fo glucose og 2,0 f> agar. Podningsmediet fremstilles ved at overføre mikroorganismerne fra basiskulturen til en prøvekolbe indeholdende 8 ml sterilt medium, bestående af 1,7 fa Trypton, 0,3 $> Soyton, 0,25 fo dika-liumhydrogenphosphat og 0,25 fo glucose. Podningsmediet dyrkes i prøvekolben ved 28° C i 2 - 3 dage under omrystning. Podningsmediet podes herefter over i et af følgende vækstmedier til frembringelse af det glucoseisomeriserende enzym:
MEDIUM NR. II
Trypton 1,7 f°
Soyton 0,3 K2HP04 0,25 D-xylose 1,0 og fyldes op til volumenet med ledningsvand.
pH af kulturmediet indstilles til ca. 7,0. Sukker og andre næringsmidler steriliseredes separat og iblandedes derefter.
Mediet fremstilles som medium nr. II, men der anvendtes 0,25 % D-glucose i stedet for D-xylose.
MEDIUM NR. III
Majsstøbevand 3 fo
CoSO^ 0,1 mM
CuS04 0,05 mM
Eremstillingen af vækstmediet fra majsstøbevand er anført i eksempel 2 nedenfor.
pH af kulturmediet var 7,0 i alle tilfælde.
Andre anvendelige medier er f.eks. distiller’s solubles, pepton-gær- ekstrakt, kaseinhydrolysat, eojabønnehydrolysat og fiskeprotein- hydrolysat eller blandinger af de beskrevne medier.
5 143811 Væksten startes ved at sætte 5 ml af det omhandlede podningsmedium til 75 ml Trypton-Soyton-medium eller 95 ml majsstøbevand i en 250 ml Erlenmeyer-kolbe. Cellerne inkuberedes i 36 timer ved 28° C under omrystning på en G-25 New Brunswick Scientific Gyrotary Shaker ved 280 omdrejninger pr. minut.
Cellerne opsamledeB ved centrifugering af 50 ml kultur ved 15.000 omdrejninger pr. minut i 10 minutter. Cellerne vaskedes én gang med ledningsvand og suspenderedes i 14 ml 0,12 M phosphatbuffer (pH 7,0). Cellesuspensionen sonificeredes ved 4° C i 4 minutter i en Branson Sonifier J-17A og centrifugeredes ved 15.000 omdrejninger pr. minut i 15 minutter. Ben ovenstående væske anvendtes som rå glucoseisomerasekilde. Aktiviteten af glucoseisomerasen bestemtes som følger: Til 3,0 ml af en opløsning af 2,0 M glucose, 0,04 molær magnesiumsulfat og 0,004 molær cobaltsulfat, sattes en rå enzymopløsning i 0,12 molær phosphatbuffer (pH 7,0) til et slutvolumen på 4,0 ml. Reaktionen gennemførtes ved 75°C, der udtoges prøver efter 10, 15, 20 og 25 minutter, og disse fortyndedes i 0,02 molær saltsyre.
Fructoseindholdet i prøverne analyseredes på en automatisk analysator ved at anvende skatol-HCl-metoden beskrevet i J. Biol.
Chem. 211:145 (1954). Farveudviklingen gennemførtes ved 52° C i modsætning til 370 C. Aktiviteten af glucoseisomerasen beregnedes ud fra hældningen og udtryktes i enheder (U). En aktivitetsenhed er defineret som den mængde glucoseisomerase, der kan frembringe et mikromol fructose fra glucose på 1 minut ved 75° C under de betingelser, der anføres ovenfor.
Produktion af glucoseisomerase ved hjælp af forskellige arter af Actinoplanes mikroorganismer efter dyrkning i Trypton-Soyton-medium eller majsstøbevand er vist i tabel I. Alle disse mikroorganismer er i stand til at frembringe glucoseisomerase i nærværelse eller fravær af B-xylose i vækstmediet. Imidlertid forøger nærværelsen af B-xylose significant produktionen af dette enzym.
6 143811
TABEL I
Produktion af glucoseisomerase ved hjælp af f orskellj p-e artpr af Actinoplanes
Specifik aktivitetU /mg protein VÆKST
Medium nr. I Medium nr.II Medium nr.III Mikroorganisme (ingen xylose) (L-xylose) (majsstøbevand)
Actinoplanes missouriensis NRRL B-3342 15,2 20,6 17,8
Actinoplanes philippinensi s ATCC 12427 0,87 2,0 0,29
Actinoplanes armeniacus ATCC 15676 0,10 0,82 0,24
Actinoplanes missouriensis 0,48 1,70 0,41 ATTC 23342
Majsstøbevand kan anvendes som vækstmedium til frembringelse af glucoseisomerase i fravær af D-xylose. Den største produktion af glucoseisomerase opnåedes, når der anvendtes arten Actinoplanes missouriensis NRRL B-3342. Alle de følgende eksempler udførtes under anvendelse af denne mikroorganisme.
EKSEMPEL 2
Fremstillingsmetoden for det anvendte majsstøbevand har en betydelig virkning på enzymproduktionen fra Actinoplanes missouriensis. Forskellige metoder til neutralisation af majsstøbevandet undersøgtes. Efter neutralisation til pH 7»0 med base filtreredes majsstøbevandet for at fjerne slammet, der for store dele bestod af phytater, og anvendtes dernæst som vækstmedium ifølge metoden i eksempel 1 under tilsætning af CoSQ^ og CuSO^ i en koncentration på henholdsvis 0,1 mM og 0,05 mM.
Anvendelsen af natriumhydroxid sammenlignet med calcium- og ammoniumhydroxid giver de resultater, der er anført i tabel II. Kaliumhydroxid er også en egnet base.
7 U3811
TABEL II
Virkningen af neutralisationsmidler til majsstøbevand på produktionen af glucoseisomerase
Neutralisationsmiddel Prøduktioii af enzym U/ml kulturmedium
Calciumhydroxid 17,2 NH40H 23,3
NaOH 27,8
Fjernelsen af alammet efter neutralisation er væsentlig som det ses af tabel III. Majsstøbevandet neutraliseredes til pH 7,0 og fyldtes op til 500 ml i en 1 liter Erlenmeyer-kolbe svarende til 3 $ fast stof. Udregningen af procent fast stof er baseret på den oprindelige mængde fast stof angivet af firmaet, der fremstillede produktet. Ethvert fast stof, der kan fjernes ved filtrering, er ikke taget med i beregningen, når det endelige faststofindhold er beregnet. CoSO^ og CuSO^ tilsattes som ovenfor. Cellerne dyrkedes ved stuetemperatur i 4 dage på en New Brunswick G-50 Shaker ved 280 omdrejninger pr. minut.
TABEL III
Virkning af fjernelse af slammet fra majsstøbevand r\h produktionen af glucoseisomerase fra Actinoplanes missouriensis Vækstmedium Produktion af enzym U/ml kulturmedium
Slam ikke fjernet 2,5
Slam fjernet 23,2 EKSEMPEL 3 Mængden af glucoseisomerase produceret af mikroorganismen påvirkes også af den organiske nitrogenkilde, der er til stede i mediet som vist i tabel IV. Tallene i tabel IV opnåedes ved at dyrke mikroorganismen i 100 ml medium i en 250 ml Erlenmeyer-kolbe i 3 dage på en G-25 New Brunswick Shaker ved 28° C og 280 omdrejninger pr. minut. Koncentrationen af organisk nitrogen indstilledes til 2 der neutraliseredes og filtreredes, og der tilsattes 250 mg glucose, 22 mg K^iPO^ og 11 8 143811 mg MgS0^*7H20, og der fyldtes op til 250 ml med ledningsvand.
Mediet steriliseredes i 15 minutter ved 121° C. Cellerne udvandtes, sonificeredes, og aktiviteten af enzymet blev målt. Resultaterne er udtrykt som U/ml kulturmedium.
Majsstøbevand viste den største aktivitet og foretrækkes som organisk nitrogenkilde.
TABEL IV
Virkning af det organiske nitrogens oprindelse på •produktionen af glucoseisomerase
Aktivitet
Organisk nitrogen fra Oprindelse U/ml kulturmedium %
Majsstøbevand Anheuser-Busch 17,8 100 "O.M." pepton Amber Lab. 13,4 75
Caseinhvdrolvsat Amber Iab- 13,0 75 ("Amber EHC") ("BYF - 100") Difco Lab. 11,8 66 Gær ekstrakt , - „ x„v , c-o (11 BYF - 300tt!) Amber Lab. 10,3 58
Distiller's dried National Distil- 7 q ,, solubles ler's Products ',y ^ Gær ekstrakt Amber Lab. 5,8 33 ("BYF 50 X")
Bactopepton Difco Lab. 5,2 29 ("BYF 50 X") Amber Lab. 4,3 24
Maltekstrakt Difco Lab. 2,5 H
"Atlantic Menhaden" TT , . . Λ c pepton Haynie products 1,1 6 EKSEMPEL 4
Den optimale koncentration af neutraliseret majsstøbevand, og hvorfra slammet var fjernet, til produktion af enzymet blev fundet til 3 i- som vist i tabel V. Koncentrationen kan variere fra 0,5 til 7 vægtprocent i mediet. Vækstbetingelserne var som anført i eksempel 3, dog indeholdt vækstmediet ikke glucose, og der tilsattes 2,5 mg CoS0^»7H20. Cellerne dyrkedes i 4 dage, indsamledes og afprøvedes efter metoden i eksempel 1.
9 143811
TABEL· V
Virkningen af majsstøbevandskoncentrationen -på enzymproduktionen
Produktion af enzym jo Ma.jastøbevand U/ml kulturmedium 0,5 9,6 1.0 22,5 2.0 23,6 3.0 29,4 4.0 23,4 5.0 23,4 6.0 21,8 EKSEMPEL· 5
Virkningen af forskellige carbonhydratkilder på produktionen af glucoseisomerase ud fra A. missouriensis NRRL 3342 undersøgtes.
En moderat stimulerende effekt noteredes, når det drejede sig om fructose. Den foretrukne mængde fructose ligger på 0,1 - 2 vægtprocent af mediet. Tallene i tabel VI opnåedes ved at tilsætte 0,25 fo vægt/volumen carbonhydrat til vækstmediet indeholdende 3 % majsstøbevand og andre næringsstoffer, og betingelserne var ellers som i eksempel I.
TABEL· VI
Virkning af carbonhydeater på produktionen af enzym
Enzymaktivi t e t
Carbonhydratkilde U/ml kulturmedium
Ingen 28,0 D-xylose 30,0 D-fructose 35,2 D-galactose 31,5
Som det ses af tabel VI, er D-xylose ikke nødvendig for produktion af glucoseisomerase, og dens moderate stimulerende effekt vil sandsynligvis ikke retfærdiggøre dens anvendelse kommercielt.
EKSEMPEL· 6
Tilsætning af forskellige metalioner til vækstmediet fandtes at 10 143811 påvirke produktionen af glucoseisomerase. Cellerne dyrkedes efter metoden "beskrevet i eksempel 4 i 3 % majsstøbevand, dog tilsattes kun de salte, der er anført i tabel VII.
TABEL VII
Virkning af metalioner på produktionen af glucoseisomerase fra Actinoplanes missouriensis NRRL 5342
Enzymproduktion
Tilsætning U/ml kulturmedium
Ingen 22,8
Co++ (0,1 mM) 27,5
Co++ (0,1 mM) Mg++ (0,45 mM) 27,0
Co++ (0,1 mM) Cu++ (0,05 mM) 30,0 0,05 - 0,5 mM cobaltioner og 0,01 - 0,1 mM kobberioner kan tilsættes.
EKSEMPEL 7
Produktionen af glucoseisomerase fandtes at blive påvirket af vækstmediets begyndelses-pH. Eet optimale begyndelses-pH fandtes at være 7,0 som vist i tabel VIII. Vækstmediet fremstilledes ved neutralisering af majsstøbevand med natriumhydroxid, filtrering og derefter indstilling til det ønskede pH, og dette medium anvendtes efter betingelserne beskrevet i eksempel 4.
TABEL VIII
Virkning af begyndelses-pH af vækstmediet nå vækst og produktion af enzym Vækst
Produktion af enzym mg opløseligt protein/ml Begyndelses-pH U/ml kulturmedium _kulturmedium_ 8.5 2,4 0,20 8.0 2,4 0,17 7.5 18,3 1,14 7.0 27,8 1,80 6.5 18,7 1,35 6,0 11,0 0,95 5.5 ---- Ingen vækst 5,0 ---- Ingen vækst 11 143811
Proteinbestemmelseme udførtes ved hjælp af metoden beskrevet i J. Biol. Chem. 193:265 (1951) på enzymekstrakter, EKSEMPEL 8
Actinoplanes missouriensis NRRL 3342 producerer glucoseisomerase over et bredt temperaturområde. Den optimale væksttemperatur er som vist 1 tabel IX 28° C. Tallene i tabel IX opnåedes ved at dyrke mikroorganismen 12-4 dage ved 16 - 45° C i majsstøbevand-mediet beskrevet i eksempel 1.
TABEL· IX
Virkning af væksttemperaturen på enzymproduktionen Væksttemp. Vækstperiode Produktion af enzym Vækst i opløseligt °0 dage U/ml kulturmedium protein/ml kultur- - - -——i— medium 16 4 5,2 0,92 20 4 18,4 1,68 24 4 24,4 2,04 28 4 29,4 2,40 32 4 21,4 1,83 36 2 16,0 1,66 40 2 6,6 0,47 45 3 --- Ingen vækst EKSEMPEL 9
Produktion af enzymet ud fra Actinoplanes missouriensis NRRL B-3342 udføres i en New Brunswick MF 114-fermenteringsbeholder med automatisk pH- og skumkontrol. Ti liter medium fremstilledes under anvendelse af majsstøbevand, hvor pH var indstillet til 7,0 med natriumhydroxid, mediet var filtreret, og der fyldtes op med ledningsvand. Der anvendtes tilstrækkelige mængder majsstøbevand (50 $ fast stof) til at give en slutkoncentration på 4 Tab af fast stof ved neutralisation og filtrering er ikke taget med i beregningen, ved udregningen af det sluttelige faststofindhold.
Mediet tilsattes 0,1 mM cobaltsulfat og 0,05 mM cuprisulfat og steriliseredes i 30 minutter ved 121° C, Væksten udførtes i 5 dage ved 30° C med pH på 7,0 ved automatisk tilsætning af 2 M svovlsyre. Omrøringen var 200 omdrejninger pr. minut, og be-luftningen var 1 volumen pr. minut. Fermenteringen startedes ved 12 143811 tilsætning af 10 % af et 24 timers podningsmedium lavet ud fra samme medium. Ved slutningen af vækstperioden indeholdt kulturmediet 56 aktivitetsenheder pr. ml.
Isomeriseringen af glucose til fructose kan.udføres under anvendelse af enten hele celler eller cellefri ekstrakter. pH ved isomeriseringen kan variere mellem 5,5 og 9, men det optimale pH fandtes til 7,0 som vist i tahel X. Enzymet er bemærkelsesværdigt temperaturstabilt, og der er en stor del aktivitet tilbage ved 90° C. Enzymet anvendt ved disse eksperimenter var afledt af Actinoplanes missouriensis dyrket i Trypton-Soyton-medium uden D-xylose beskrevet i eksempel 1.
Enzymaktiviteten udtryktes som enheder pr. milliliter rå enzymopløsning fremstillet efter metoden beskrevet i eksempel 1. Betingelserne ved eksperimentet var de samme som ved aktivitetsmålingen, dog anvendtes en egnet phosphatpuffer for at opnå det ønskede pH som anført i tabel X, eller temperaturen varieredes som i tabel 11. Tallene i tabel X er korrigeret for ikke-enzymatisk omdannelse. Glucose-koncentrationen er større end ca. 0,1 M.
TABEL· X
Virkning af pH nå aktiviteten af glucoseisomerase pH: 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0
Aktivitet U/ml: 6,5 16,1 28,0 45,0 50,5 45,0 59,4
TABEL· XI
Glucoseisomerase-aktiviteten som funktion af temperaturen·
Temperatur 0 C Aktivitet U/ml 40 4,5 50 9,1 60 20,7 70 43,5 75 57,5 80 74,5 85 127,0 90 158,4 15 143811
Divalente kationer har en betydelig virkning på aktiviteten af glucoseisomerase fremstillet som i de foregående eksempler.
Den mest markante virkning er fundet med magnesium og cobalt.
Tabel XII og XIII beskriver resultaterne af tilsætning af magnesium til en cellefri enzymekstrakt og den yderligere forhøjelse af aktiviteten ved tilsætning af cobalt. Betingelserne under forsøgene med undtagelse af koncentrationerne af divalente kationer er de samme som ved aktivitetsforsøgene.
Der tilsættes magnesiumioner i en koncentration på 0,1 -9 mM, fortrinsvis 0,3 mM. Cobaltioner tilsættes i en koncentration på 0,5 - 0,6, fortrinsvis 0,1 - 0,3 ώΜ Co++.
TABEL XII
Virkning af Mg++ på aktiviteten af glucoseisomerase
Koncentration af MgS04 (mM) Ehzymaktivitet U/ml 0 4,8 0,5 25,0 1.0 41,2 2.0 44,3 3.0 43,5 4.0 43,5
TABEL XIII
Aktivitet af glueoseisomerase som funktion af Co++-koncentra-tionen i nærværelse af 3,0 mM MgSO^
Koncentration af CoSO^ (mM) Enzymaktivitet U/ml 0 44,0 0,2 49,0 0,3 54,0 0,4 54,0
Hele celler (1,8 g våde celler fra en rysteflaskekultur af Actino-planes missouriensis) suspenderes i 100 ml 60 $ vægt/volumen gluco- 143811 Η se, 2 ml 13 mM CoSO^, 2 ml 0,2 M magnesiumsulfat og 10 ml 0,32 M phosphat (K)-buffer (pH 7,5) og inkuberedes i et vandbad ved 75° C i 4 timer. Cellerne fjernedes ved vakuumfiltrering igennem et Whatman nr. 1 filterpapir. 50 f> af glucosen var omdannet til fructose. Identifikation af produkterne udførtes ved tyndtlags-kromatografi (J. Chromatog, 34, 26-34 [1968]). Identifikation og kvantificering af sammenlignelige omdannelser er bekræftet ved gaskromatografi af trimethylsilylderivater (R.L. Whistler og J.N. BeMiller, Methods in Carbohydrate Chemistry, bind VI, s. 2, Academic Press, New York, 1972).
EKSEMPEL 10
Anvendelse af mutanter af A. Missouriensis NRRL 3342
Ved bestråling af A. Missouriensis NRRL 3342 med ultraviolet lys
O
med en intensitet på 3240 erg/cm /sek i 2-6 minutter har man fremstillet mutanter med følgende karakteristika:
Mutant Karakteristika AB white kolonier mister det orange pigment ved dyrkning på trypton-soyton-agar AB orange kolonier danner mere orange farve end moderstam men NRRL 3342 ved dyrkning på trypton-soyton-agar
Isolat nr. 1676 producerer mørkebrunt pigment og udskiller dette ved dyrkning på trypton-soyton næringsvæske
Ovennævnte tre mutanter dyrkes på medium nr. I under de i eksempel 1 angivne betingelser, hvormed der opnåedes følgende glucoseisorner-as eudbytte: isomerase U/ml kulturmedium AB white 32 AB orange 40
Isolat nr. 1676 39 B-3342 35
DK546573A 1972-10-10 1973-10-09 Fremgangsmaade til fremstilling af glucoseisomerase DK143811C (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US29600072 1972-10-10
US00296000A US3834988A (en) 1972-10-10 1972-10-10 Method of making glucose isomerase and using same to convert glucose to fructose

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK143811B true DK143811B (da) 1981-10-12
DK143811C DK143811C (da) 1982-03-29

Family

ID=23140157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK546573A DK143811C (da) 1972-10-10 1973-10-09 Fremgangsmaade til fremstilling af glucoseisomerase

Country Status (29)

Country Link
US (1) US3834988A (da)
JP (2) JPS579790B2 (da)
AR (1) AR215566A1 (da)
AT (1) AT346784B (da)
BE (1) BE805852A (da)
BR (1) BR7307850D0 (da)
CA (1) CA1019689A (da)
CH (1) CH584289A5 (da)
CS (2) CS194678B2 (da)
DD (2) DD109611A5 (da)
DE (1) DE2351443A1 (da)
DK (1) DK143811C (da)
ES (1) ES419483A1 (da)
FI (1) FI52996C (da)
FR (1) FR2202156B1 (da)
GB (1) GB1399408A (da)
IE (1) IE38367B1 (da)
IN (1) IN140960B (da)
IT (1) IT997753B (da)
LU (1) LU68589A1 (da)
MX (1) MX3492E (da)
NL (1) NL183144C (da)
NO (2) NO140796C (da)
PH (1) PH10127A (da)
RO (1) RO75746A (da)
SE (2) SE397201B (da)
SU (1) SU655327A3 (da)
YU (1) YU36992B (da)
ZA (1) ZA737554B (da)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3992262A (en) * 1975-02-10 1976-11-16 Anheuser-Busch, Incorporated Media containing molasses and corn steep liquor for producing glucose isomerase from Actinoplanes and method
US4003793A (en) * 1975-02-10 1977-01-18 Anheuser-Busch, Incorporated Media containing molasses and soy flour for producing glucose isomerase and method
GB1497888A (en) * 1975-06-17 1978-01-12 Ici Ltd Aldose to ketose conversion
US4230802A (en) * 1976-01-05 1980-10-28 Anheuser-Busch, Incorporated Unrefined glucose syrup as substrate by glucose isomerizing enzyme in producing fructose from glucose
US4208482A (en) * 1976-04-23 1980-06-17 Anheuser-Busch, Incorporated Immobilization of glucose isomerase
US4061539A (en) * 1976-10-20 1977-12-06 R. J. Reynolds Tobacco Company Preparation and use of glucose isomerase
US4308349A (en) * 1978-03-09 1981-12-29 The Dow Chemical Company Isomerization of glucose to fructose using glucose isomerase from ampullariella
EP0017656B1 (en) * 1979-04-20 1982-12-08 The Dow Chemical Company Process for producing glucose isomerase from ampullariella, process for isomerizing d-glucose to d-fructose, and cultures containing new species of ampullariella
ES496746A0 (es) * 1979-11-13 1982-04-01 Uop Inc Un metodo para producir un sistema de enzima inmovilizada.
DE3003696A1 (de) * 1980-02-01 1981-08-06 Gebrüder Heller GmbH Werkzeugfabrik, 2807 Achim Bohrer

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE759063A (fr) * 1969-11-17 1971-05-17 Reynolds Tobacco Co R Transformation d'aldoses en cetoses par fermentation.

Also Published As

Publication number Publication date
DD109611A5 (da) 1974-11-12
DD115151A5 (da) 1975-09-12
NL7313561A (da) 1974-04-16
AU6088573A (en) 1975-04-10
AR215566A1 (es) 1979-10-31
JPS49132287A (da) 1974-12-18
CH584289A5 (da) 1977-01-31
GB1399408A (en) 1975-07-02
CS194678B2 (en) 1979-12-31
US3834988A (en) 1974-09-10
CS194682B2 (en) 1979-12-31
ATA860473A (de) 1978-03-15
CA1019689A (en) 1977-10-25
FI52996B (da) 1977-09-30
DK143811C (da) 1982-03-29
NO140796B (no) 1979-08-06
JPS579790B2 (da) 1982-02-23
SE397201B (sv) 1977-10-24
ES419483A1 (es) 1976-04-16
FR2202156A1 (da) 1974-05-03
LU68589A1 (da) 1975-06-16
NO139691B (no) 1979-01-15
ZA737554B (en) 1974-08-28
SU655327A3 (ru) 1979-03-30
JPS5791195A (en) 1982-06-07
FR2202156B1 (da) 1978-02-17
BR7307850D0 (pt) 1974-06-27
SE7611239L (sv) 1976-10-08
YU265773A (en) 1982-06-18
JPS6018397B2 (ja) 1985-05-10
FI52996C (da) 1978-01-10
MX3492E (es) 1980-12-16
IN140960B (da) 1977-01-08
YU36992B (en) 1984-08-31
NO139691C (no) 1979-04-25
NO742870L (no) 1974-04-16
PH10127A (en) 1976-09-02
IE38367L (en) 1974-04-10
DE2351443C2 (da) 1988-10-13
NL183144C (nl) 1988-08-01
RO75746A (ro) 1981-02-28
BE805852A (fr) 1974-04-09
DE2351443A1 (de) 1974-04-25
SE415986B (sv) 1980-11-17
AT346784B (de) 1978-11-27
IT997753B (it) 1975-12-30
NO140796C (no) 1979-11-14
NL183144B (nl) 1988-03-01
IE38367B1 (en) 1978-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5900370A (en) Process for the production of ascorbic acid with prototheca
CA1191801A (en) Process for the production of alpha-galactoxidase and uses of the enzyme thus obtained
EP0552894A2 (en) D-tagatose production by enzymatic isomerization of D-galactose
US5294546A (en) Method for production of a growth factor for Bifidobacterium sp.
US3826714A (en) Thermophilic glucose isomerase enzyme preparation
EP0194760B1 (en) Xylose isomerase, a method for production of such xylose isomerase, immobilized xylose isomerase and a method for isomerization of glucose to fructose
US5935827A (en) Maltose phosphorylase, trehalose phosphorylase, novel strain of genus plesiomonas capable of producing these enzymes and process for producing trehalose
USRE29690E (en) Process of preparing glucose isomerase
DK143811B (da) Fremgangsmaade til fremstilling af glucoseisomerase
US4442207A (en) Process for production of glucosone
NO162347B (no) Fremgangsmaate for enzymatisk hydrolyse av raffinose.
US3813318A (en) Production of xylose (dextrose) isomerase enzyme preparations
US3957587A (en) Production of xylose (dextrose) isomerase enzyme preparations
Yoshida et al. Production and application of maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase by a strain of Plesiomonas
US4283496A (en) Preparation and use of glucose isomerase
US4458017A (en) Process for preparing fructose from starch
US4061539A (en) Preparation and use of glucose isomerase
US4900668A (en) Preparation of pyruvic acid
US3992262A (en) Media containing molasses and corn steep liquor for producing glucose isomerase from Actinoplanes and method
JPH06292578A (ja) 耐熱性マンノースイソメラーゼ及びその製造法並びにこれを用いたマンノースの製造法
USRE29152E (en) Process for the enzymatic isomerization of dextrose to levulose
Bhatia et al. Production of high‐fructose syrup by a heat‐fixed Lactobacillus sp.
WO1992018637A1 (en) Method for the production of d-gluconic acid
US4605619A (en) Process for preparing fructose from starch
US4003793A (en) Media containing molasses and soy flour for producing glucose isomerase and method

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed