JPH03244388A - 澱粉若しくは澱粉加水分解物からマルトース及びマルトトリオースを生成する方法 - Google Patents
澱粉若しくは澱粉加水分解物からマルトース及びマルトトリオースを生成する方法Info
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- JPH03244388A JPH03244388A JP2122810A JP12281090A JPH03244388A JP H03244388 A JPH03244388 A JP H03244388A JP 2122810 A JP2122810 A JP 2122810A JP 12281090 A JP12281090 A JP 12281090A JP H03244388 A JPH03244388 A JP H03244388A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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、澱粉若しくは澱粉加水分解物からマルトース
及びマルトトリオースを生成する方法に係り、とりわけ
新しいタイプのアミラーゼ、即ち、澱粉からマルトース
シロップを生威し得る高温で安定なα−アミラーゼ−プ
ルラナーゼ (amylase−pullulanase)酵素を使
用するマルトース及びマルトトリオースの生成方法に関
する。この可溶性の酵素は、デキストリン若しくは低分
子量の可溶性澱粉を含む培養媒体上でクロストリジウム
属のサーモハイドロサルファリキュム(thermoh
ydrosulfuricum)変種(strains
)が生長する時、該変種によって培養媒体中に生成され
る。
及びマルトトリオースを生成する方法に係り、とりわけ
新しいタイプのアミラーゼ、即ち、澱粉からマルトース
シロップを生威し得る高温で安定なα−アミラーゼ−プ
ルラナーゼ (amylase−pullulanase)酵素を使
用するマルトース及びマルトトリオースの生成方法に関
する。この可溶性の酵素は、デキストリン若しくは低分
子量の可溶性澱粉を含む培養媒体上でクロストリジウム
属のサーモハイドロサルファリキュム(thermoh
ydrosulfuricum)変種(strains
)が生長する時、該変種によって培養媒体中に生成され
る。
(従来の技術)
澱粉のグルコース単位(units)は、主にα−1゜
4−グルコシドの結合基(linkages)によって
互いに連結され長い主鎖を形成する。加えて、澱粉はα
−1,6−グルコシドの結合基を有し、これは上記主鎖
の側鎖部分に結合基として存在する。
4−グルコシドの結合基(linkages)によって
互いに連結され長い主鎖を形成する。加えて、澱粉はα
−1,6−グルコシドの結合基を有し、これは上記主鎖
の側鎖部分に結合基として存在する。
α−アミラーゼは、主鎖に沿って澱粉の1.4結合基を
アトランダムに切り(clsave) 、一方α−アミ
ラーゼは非還元性の主鎖末端で同様の結合基を切る。こ
れに対しプルラナーゼは、波切酵素であって分岐点の1
.6−結合基を切る。
アトランダムに切り(clsave) 、一方α−アミ
ラーゼは非還元性の主鎖末端で同様の結合基を切る。こ
れに対しプルラナーゼは、波切酵素であって分岐点の1
.6−結合基を切る。
マルトースシロップは、植物(plant )β−アミ
ラーゼをして澱粉を加水分解することにより、もしくは
糸状菌(mold)α−アミラーゼを糖化してバクテリ
ア性α−アミラーゼを用いて液化された澱粉を更に加水
分解することにより調製される。
ラーゼをして澱粉を加水分解することにより、もしくは
糸状菌(mold)α−アミラーゼを糖化してバクテリ
ア性α−アミラーゼを用いて液化された澱粉を更に加水
分解することにより調製される。
いずれの方法によってもおよそ60%のマルトースを含
むマルトースシロップが得られる。プルラナーゼとα−
アミラーゼを併用すればこれにより高い収率のマルトー
スが得られる。マルトースシロップは、特有のマイルド
な甘み、低粘度、低吸湿性及び高熱安定性の由に菓子及
びパン製造業において主に用いられている。
むマルトースシロップが得られる。プルラナーゼとα−
アミラーゼを併用すればこれにより高い収率のマルトー
スが得られる。マルトースシロップは、特有のマイルド
な甘み、低粘度、低吸湿性及び高熱安定性の由に菓子及
びパン製造業において主に用いられている。
(発明が解決しようとする問題点)
もし用いられる酵素が高温で活性且つ安定であれば、澱
粉の加水分解工程にとって好都合である。
粉の加水分解工程にとって好都合である。
しかし、β−アミラーゼ、糸状菌α−アミラーゼ及び肝
炎桿菌(Klebsiella Pneumoniae
)及び桿菌属(Bacillus)等の商業的に有用
なプルラナーゼは60℃以上の温度では使用不可である
。このように高熱安定性の麦芽糖酵素(maltoge
nic−enzyme)はマルトースシロップの生成に
好適である。
炎桿菌(Klebsiella Pneumoniae
)及び桿菌属(Bacillus)等の商業的に有用
なプルラナーゼは60℃以上の温度では使用不可である
。このように高熱安定性の麦芽糖酵素(maltoge
nic−enzyme)はマルトースシロップの生成に
好適である。
もしいくつかの酵素を工程中に用いんとすれば。
酵素の安定化条件(activity require
+5ents )に関して中間物(compromis
es )を形成すること、若しくは遷移中(in 5u
ccession )に酵素を用いること及び中間工程
を調整をすることのいずれかが通常必要とされる。簡略
化及び経済性の点から、単一の酵素が工程にとって満足
するものであるならばより望ましいであろう。この理由
から、マルトースシロップの生成に用いられべき理想的
な酵素は。
+5ents )に関して中間物(compromis
es )を形成すること、若しくは遷移中(in 5u
ccession )に酵素を用いること及び中間工程
を調整をすることのいずれかが通常必要とされる。簡略
化及び経済性の点から、単一の酵素が工程にとって満足
するものであるならばより望ましいであろう。この理由
から、マルトースシロップの生成に用いられべき理想的
な酵素は。
液化性、糖化性且つ澱粉の波切能(debranchi
ngactivity)を備えているべきである。
ngactivity)を備えているべきである。
Hyun及びZeikus(1985; J、Bact
erioe、49,1168)は、米国イエローストン
国立公園のオクトパス温泉(hot 0ctopus
spring)から単離されたクロストリジウム属のサ
ーモハイドロサルファリキュム変種E39(ATCC3
3223)により澱粉を分解することについて研究した
。この変種は、細胞結束(cell−bound) し
たプルラナーゼ及びグルコースアミラーゼは生成すこと
はあってもα−アミラーゼを生成することはない。上記
変種E39から得られる製剤(preparation
s)は、中間工成物としてfR察されグルコース、マル
トース以外のマルトトリオース若しくはマルトテトラオ
ースを生成しながら澱粉を加水分解する。
erioe、49,1168)は、米国イエローストン
国立公園のオクトパス温泉(hot 0ctopus
spring)から単離されたクロストリジウム属のサ
ーモハイドロサルファリキュム変種E39(ATCC3
3223)により澱粉を分解することについて研究した
。この変種は、細胞結束(cell−bound) し
たプルラナーゼ及びグルコースアミラーゼは生成すこと
はあってもα−アミラーゼを生成することはない。上記
変種E39から得られる製剤(preparation
s)は、中間工成物としてfR察されグルコース、マル
トース以外のマルトトリオース若しくはマルトテトラオ
ースを生成しながら澱粉を加水分解する。
(問題点を解決する為の手段)
本発明方法で使用されている酵素は前述のアミラーゼと
は異なる。なぜなら、該酵素は、同じ蛋白質分子中に2
つの分離された酵素活性基、α−アミラーゼ及びプルラ
ナーゼが共存する全く新しいタイプのアミラーゼ即ちα
−アミラーゼ−プルラナーゼであるからである。
は異なる。なぜなら、該酵素は、同じ蛋白質分子中に2
つの分離された酵素活性基、α−アミラーゼ及びプルラ
ナーゼが共存する全く新しいタイプのアミラーゼ即ちα
−アミラーゼ−プルラナーゼであるからである。
本発明方法で使用されているα−アミラーゼプルラナー
ゼ酵素は澱粉を分解してマルトースとマルトトリオース
にする。
ゼ酵素は澱粉を分解してマルトースとマルトトリオース
にする。
本発明方法で使用されるα−アミラーゼ−プルラナーゼ
の生成物は、1969年にオーストラリア砂糖工場で単
離された(Hollaus & Klaushofer
。
の生成物は、1969年にオーストラリア砂糖工場で単
離された(Hollaus & Klaushofer
。
1973 ; Int、Sugar J、、75,23
7−241及び271−275 )クロストリジウム属
のサーモハイドロサルファリキュム変種E 101−6
9(D S M 3783)及びEloo−69(DS
、M 567)と共に観察された。変種E100−69
は、バクテリア性りロストリジウム属のサーモハイドロ
サルファリキュムの新しいタイプの変種である。クロス
トリジウム属のサーモハイドロサルファリキュム変種E
101−69は、1986年7月3日に上記の如く寄託
番号DSM3783としてドイツの微生物寄託所(Sa
m+++lung von Mikroorganis
when)に寄託された。変種E100−69はそれよ
り以前に同じ寄託所(collection)にその発
見者によって寄託された。 サツ力ロミケスセレビシェ
(Saccharomyces cerevisiae
)酵母のいくつかの変種のうち、エタノールを生成す
為炭素源としてマルトース及びマルトトリオースが用い
られ得る(Stetiart & Ru5sel、19
83 ; in Yeast Genetics。
7−241及び271−275 )クロストリジウム属
のサーモハイドロサルファリキュム変種E 101−6
9(D S M 3783)及びEloo−69(DS
、M 567)と共に観察された。変種E100−69
は、バクテリア性りロストリジウム属のサーモハイドロ
サルファリキュムの新しいタイプの変種である。クロス
トリジウム属のサーモハイドロサルファリキュム変種E
101−69は、1986年7月3日に上記の如く寄託
番号DSM3783としてドイツの微生物寄託所(Sa
m+++lung von Mikroorganis
when)に寄託された。変種E100−69はそれよ
り以前に同じ寄託所(collection)にその発
見者によって寄託された。 サツ力ロミケスセレビシェ
(Saccharomyces cerevisiae
)酵母のいくつかの変種のうち、エタノールを生成す
為炭素源としてマルトース及びマルトトリオースが用い
られ得る(Stetiart & Ru5sel、19
83 ; in Yeast Genetics。
Fundamental and Applied A
spects、P、461.eds。
spects、P、461.eds。
J、5pencer、 D、5pencer and
A、Sm1th、Springer−Verlag、N
eti York) 、 a−アミラーゼ−プルラナー
ゼはとりわけ澱粉をこれら糖分の混合物に分解するので
、α−アミラーゼ−プルラナーゼをつぶした酵素(ma
shing enzyme)として用いることによって
酵母菌によって澱粉からエタノールが生成され得る。
A、Sm1th、Springer−Verlag、N
eti York) 、 a−アミラーゼ−プルラナー
ゼはとりわけ澱粉をこれら糖分の混合物に分解するので
、α−アミラーゼ−プルラナーゼをつぶした酵素(ma
shing enzyme)として用いることによって
酵母菌によって澱粉からエタノールが生成され得る。
添付図面は、以下の如く本発明方法に使用するα−アミ
ラーゼ−プルラナーゼの特性を示すものである。
ラーゼ−プルラナーゼの特性を示すものである。
第1図は、α−アミラーゼ−プルラナーゼ活性基の温度
特性を、第2図は85℃(A)及び60℃(B)におけ
α−アミラーゼ−プルラナーゼ活性基のPH特性を、第
3図は基質(substrate )及びカルシウムを
含まない緩衝剤中での異なった温度におけα−アミラー
ゼ−プルラナーゼの不活性度を。
特性を、第2図は85℃(A)及び60℃(B)におけ
α−アミラーゼ−プルラナーゼ活性基のPH特性を、第
3図は基質(substrate )及びカルシウムを
含まない緩衝剤中での異なった温度におけα−アミラー
ゼ−プルラナーゼの不活性度を。
第4図は高温度でのカルシウムによるα−アミラーゼ−
プルラナーゼの安定性を、第5図は異なった温度におけ
る精製α−アミラーゼ−プルラナーゼによる澱粉の加水
分鮮度を、第6図は異なった温度におけるα−アミラー
ゼ−プルラナーゼによって形成された最終生成物の薄層
クロマトグラムを、夫々示す。
プルラナーゼの安定性を、第5図は異なった温度におけ
る精製α−アミラーゼ−プルラナーゼによる澱粉の加水
分鮮度を、第6図は異なった温度におけるα−アミラー
ゼ−プルラナーゼによって形成された最終生成物の薄層
クロマトグラムを、夫々示す。
蔓亙隻企基立且定
α−アミラーゼ及びプルラナーゼの活性度は、これらに
より純粋なアミロース(ポテトから得たタイプm :
Sigma Ches+1cal Co、Ltd、、S
t、Louis、M。
より純粋なアミロース(ポテトから得たタイプm :
Sigma Ches+1cal Co、Ltd、、S
t、Louis、M。
63178USA)及びプルラン(pullulan)
−(Sigma)から遊離した糖分の減少速度を測定
することにより同定した。25μQの酵素を、2ミリモ
ルのCa Cl z、0.1ミリモルのNa、−EDT
A、及び50ミリモルのNaC1を含みPH5,6に調
整された100ミリモルの酢酸ナトリウム緩衝剤中0.
5%濃度の基質1mlに添加した。チューブ(tube
s )を85℃で15分間保温した後、Ne1son
−Soa+ogyi法(Nelsont1944;J、
Biol、Che+w、、153.375 ; Som
ogyi、1952;J。
−(Sigma)から遊離した糖分の減少速度を測定
することにより同定した。25μQの酵素を、2ミリモ
ルのCa Cl z、0.1ミリモルのNa、−EDT
A、及び50ミリモルのNaC1を含みPH5,6に調
整された100ミリモルの酢酸ナトリウム緩衝剤中0.
5%濃度の基質1mlに添加した。チューブ(tube
s )を85℃で15分間保温した後、Ne1son
−Soa+ogyi法(Nelsont1944;J、
Biol、Che+w、、153.375 ; Som
ogyi、1952;J。
Biol、Chen+、、195.19 )により糖分
の減少量を決定した。上述の分析において、α−アミラ
ーゼ若しくはプルラナーゼ酵素1単位により遊離された
砂糖の減少量は、無水グリコースの10億分のIモルに
対応する。アミロースをHCIで中和された1モルNa
OH溶液に導入し、上記緩衝剤を添加し、最後に1 、
2 μm RAIIP膜フィルタ(Millipore
Carp。
の減少量を決定した。上述の分析において、α−アミラ
ーゼ若しくはプルラナーゼ酵素1単位により遊離された
砂糖の減少量は、無水グリコースの10億分のIモルに
対応する。アミロースをHCIで中和された1モルNa
OH溶液に導入し、上記緩衝剤を添加し、最後に1 、
2 μm RAIIP膜フィルタ(Millipore
Carp。
、Ashby Road Bedford、MAO17
30,USA )を用いて濾過した。
30,USA )を用いて濾過した。
蛋白質をLowryの方法(Lowry et al、
、1952 ; J。
、1952 ; J。
Biol、Chem、、193,256)によりオヴア
ルブミン(Sigmaから提供)を標準として同定した
。
ルブミン(Sigmaから提供)を標準として同定した
。
使用媒体の組成
成分 g/Q可溶性
澱粉(Zulkowskyによる) 20
.0(E+merck、Darmstadt、Fede
ral Republic of Germ−any) イーストエキス(Yeast extract)
5.0(Difco Laboratorie
s、Detroit、Michigan、USA)トリ
プトン 10.0(Di
fco) 肉エキス(Lab −Lemco)
5.0(Oxoid Ltd、、Basingst
oke、Hampshire、England)KH,
Po46.8 に2HPO4・3H,011,4 FeSO4・7H200,02 MgSO4・7H,OO,01 CaC12・2H200,0I PH6,8 生酔 raw enz meの characte
rization)変種EIOI−69を、レザズリン
1■IQ及びチオグリコール酸200μQ/Qを事前に
加えた上記媒体上で、68℃非酸化条件下(anaer
obic condi−tions) 30時間、攪拌
なしで2Qフラスコ中で培養した。細胞を遠心分離によ
り取り除き、その後硫酸アンモニウムに70%飽和させ
ることにより。
澱粉(Zulkowskyによる) 20
.0(E+merck、Darmstadt、Fede
ral Republic of Germ−any) イーストエキス(Yeast extract)
5.0(Difco Laboratorie
s、Detroit、Michigan、USA)トリ
プトン 10.0(Di
fco) 肉エキス(Lab −Lemco)
5.0(Oxoid Ltd、、Basingst
oke、Hampshire、England)KH,
Po46.8 に2HPO4・3H,011,4 FeSO4・7H200,02 MgSO4・7H,OO,01 CaC12・2H200,0I PH6,8 生酔 raw enz meの characte
rization)変種EIOI−69を、レザズリン
1■IQ及びチオグリコール酸200μQ/Qを事前に
加えた上記媒体上で、68℃非酸化条件下(anaer
obic condi−tions) 30時間、攪拌
なしで2Qフラスコ中で培養した。細胞を遠心分離によ
り取り除き、その後硫酸アンモニウムに70%飽和させ
ることにより。
α−アミラーゼ−プルラナーゼの生製剤が表面に浮いた
培養媒体から分離沈殿し、そのα−アミラ−ゼの活性基
は520単位/■Q(U■党1)及びプルラナーゼ活性
基は1550単位/■党 となった、該酵素の本来的性
質のいくつかは、12000単位/mQのα−アミラー
ゼの活性基及び37000単位/ m Qのプルラナー
ゼ活性基を有するこの生製剤を用いることにより特徴付
けられた。
培養媒体から分離沈殿し、そのα−アミラ−ゼの活性基
は520単位/■Q(U■党1)及びプルラナーゼ活性
基は1550単位/■党 となった、該酵素の本来的性
質のいくつかは、12000単位/mQのα−アミラー
ゼの活性基及び37000単位/ m Qのプルラナー
ゼ活性基を有するこの生製剤を用いることにより特徴付
けられた。
酵素の両活性基共、希釈した生酵素(1200単位/鳳
αのα−アミラーゼ及び3700単位/ m Qのプル
ラナーゼのα−アミラーゼ及びプルラナーゼ活性基を上
述の方法(P8−9)により異なった温度で決定すると
、最適温度は85℃(第1図)となった。
αのα−アミラーゼ及び3700単位/ m Qのプル
ラナーゼのα−アミラーゼ及びプルラナーゼ活性基を上
述の方法(P8−9)により異なった温度で決定すると
、最適温度は85℃(第1図)となった。
両活性基の最適PHは、85℃で同定した場合(第2図
A)いずれも5.6であり、60℃で同定した場合(第
2図B)5.2であった。ここで図中数値100は面温
度条件におけ最も高い活性基数を示す、希釈された生酵
素(30単位のα−アミラーゼ及び90単位のプルラナ
ーゼ)25μ2を、PHが異なった値に調整され且つ0
.5%のアミロース若しくはプルラン50ミリモルのN
aC1及び10ミリモルのCaCl2含む100ミリモ
ルのクエン酸ナトリウム1mQに添加した。その後チュ
ーブを85℃若しくは60℃で15分間保温し、遊離し
た糖分の減少度を同定した。
A)いずれも5.6であり、60℃で同定した場合(第
2図B)5.2であった。ここで図中数値100は面温
度条件におけ最も高い活性基数を示す、希釈された生酵
素(30単位のα−アミラーゼ及び90単位のプルラナ
ーゼ)25μ2を、PHが異なった値に調整され且つ0
.5%のアミロース若しくはプルラン50ミリモルのN
aC1及び10ミリモルのCaCl2含む100ミリモ
ルのクエン酸ナトリウム1mQに添加した。その後チュ
ーブを85℃若しくは60℃で15分間保温し、遊離し
た糖分の減少度を同定した。
両活性基は60℃で安定であるが、100ミリモルの酢
酸ナトリウム緩衝剤中、PH5,6、異なった温度で保
温した時には両者共高温の同条件では不活性となり、α
−アミラーゼ及びプルラナーゼの最終濃度は夫々800
単位/mQ及び2400単位/ m Qとなる。残余の
α−アミラーゼ及びプルラナーゼの活性基は、上述の方
法(P8−9)により図に示された時間に採取されたサ
ンプル50μaを用いて同定した。
酸ナトリウム緩衝剤中、PH5,6、異なった温度で保
温した時には両者共高温の同条件では不活性となり、α
−アミラーゼ及びプルラナーゼの最終濃度は夫々800
単位/mQ及び2400単位/ m Qとなる。残余の
α−アミラーゼ及びプルラナーゼの活性基は、上述の方
法(P8−9)により図に示された時間に採取されたサ
ンプル50μaを用いて同定した。
カルシウムイオンは、高温で同様に両活性基を安定化し
た(第4図)。生酵母を、PH5,6で異なった量のカ
ルシウムを含む100ミリモルの酢酸ナトリウム緩衝剤
中に添加し、α−アミラーゼの最終濃度800単位11
及びプルラナーゼの最終濃度2400単位/m12
を得た。これを85℃、90℃及び95℃で2時間保
温した。残余のα−アミラーゼ及びプルラナーゼの活性
基を上述の方法(P8−9)により50μQのサンプル
を用いて同定した。
た(第4図)。生酵母を、PH5,6で異なった量のカ
ルシウムを含む100ミリモルの酢酸ナトリウム緩衝剤
中に添加し、α−アミラーゼの最終濃度800単位11
及びプルラナーゼの最終濃度2400単位/m12
を得た。これを85℃、90℃及び95℃で2時間保
温した。残余のα−アミラーゼ及びプルラナーゼの活性
基を上述の方法(P8−9)により50μQのサンプル
を用いて同定した。
見亙立葺星
可溶性のα−アミラーゼ−プルラナーゼ酵素を変種EI
OI−69の流体培養基から以下の如く精製した。該変
種を、9頁で述べた媒体中22Qフラスコ内で攪拌せず
に68℃、40時間非酸素雰囲気下(anaerobi
cally)で培養した。細胞を遠心分離により取り除
いた後、小麦澱粉(BDHChemicalsLtd、
、Broom Rood、Poole BH124NN
、England) 15g/n及びナトリウムアジド
200mg/Qを冷たい表面浮遊物質に添加し、次いで
冷間で90時間攪拌し酵素を澱粉に吸収させた。その後
澱粉を24時間静置し、表面浮遊物質を除去し、更に底
に溜った澱粉ケーキを2Qの氷冷水に懸濁させ且つ遠心
分離することにより洗浄した。吸収酸素を、ホットバス
中で抽出し、2・1/2Qの60℃温水と混合し、且つ
遠心分離すことにより澱粉から脱離した。
OI−69の流体培養基から以下の如く精製した。該変
種を、9頁で述べた媒体中22Qフラスコ内で攪拌せず
に68℃、40時間非酸素雰囲気下(anaerobi
cally)で培養した。細胞を遠心分離により取り除
いた後、小麦澱粉(BDHChemicalsLtd、
、Broom Rood、Poole BH124NN
、England) 15g/n及びナトリウムアジド
200mg/Qを冷たい表面浮遊物質に添加し、次いで
冷間で90時間攪拌し酵素を澱粉に吸収させた。その後
澱粉を24時間静置し、表面浮遊物質を除去し、更に底
に溜った澱粉ケーキを2Qの氷冷水に懸濁させ且つ遠心
分離することにより洗浄した。吸収酸素を、ホットバス
中で抽出し、2・1/2Qの60℃温水と混合し、且つ
遠心分離すことにより澱粉から脱離した。
抽出物はPH5,6に調整された強酢酸ナトリウムを用
いることにより20ミリモル調製され、同じ緩衝剤を用
いて平衡化された2、6X15anのDEAEセルロー
スカラム(DE52 ; Whatman Ltd。
いることにより20ミリモル調製され、同じ緩衝剤を用
いて平衡化された2、6X15anのDEAEセルロー
スカラム(DE52 ; Whatman Ltd。
Springfield Mill、Maidston
e、Kent、England)に作用せしめた。該カ
ラムを上記平衡化された緩衝剤で洗浄し1次いで最初に
100ミリモルの塩化ナトリウムでその後200ミリモ
ルの塩化ナトリウムにより同緩衝剤中で溶出させた。残
塩(stronger 5alt )を用いて得られた
溶出液を合体させ、PMIO薄膜を備えた限外濾過室(
AmiconCorp、、Deamvers Mass
achusetts、USA)を用いて21+nQに濃
縮した。
e、Kent、England)に作用せしめた。該カ
ラムを上記平衡化された緩衝剤で洗浄し1次いで最初に
100ミリモルの塩化ナトリウムでその後200ミリモ
ルの塩化ナトリウムにより同緩衝剤中で溶出させた。残
塩(stronger 5alt )を用いて得られた
溶出液を合体させ、PMIO薄膜を備えた限外濾過室(
AmiconCorp、、Deamvers Mass
achusetts、USA)を用いて21+nQに濃
縮した。
サンプルをPH7,0のリン酸カルシウム緩衝剤10ミ
リモルに接触的に(against)透析しくdial
yzed)、同緩衝剤を用いて平衡化された2、6×1
3cmの水酸化リン灰石カラム(Bio Gel IT
、Bi。
リモルに接触的に(against)透析しくdial
yzed)、同緩衝剤を用いて平衡化された2、6×1
3cmの水酸化リン灰石カラム(Bio Gel IT
、Bi。
Red、1414 Harbour Way 5out
h、Richmond、Ca1ifor−nia 94
804.USA )に作用せしめた。該カラムは最初に
平衡化された緩衝剤で洗浄し、次いでPH7の10−4
00ミリモルのリン酸カルシウムを用いて徐々に溶出さ
せた。酵素を溶離した結果、活性度のピーク部に連なっ
てそれより明らかに活性度の低い肩部が所見された。ピ
ーク部で溶出された成分(fractions )は上
記の如く合体され、濃縮されて容積1m党となる。
h、Richmond、Ca1ifor−nia 94
804.USA )に作用せしめた。該カラムは最初に
平衡化された緩衝剤で洗浄し、次いでPH7の10−4
00ミリモルのリン酸カルシウムを用いて徐々に溶出さ
せた。酵素を溶離した結果、活性度のピーク部に連なっ
てそれより明らかに活性度の低い肩部が所見された。ピ
ーク部で溶出された成分(fractions )は上
記の如く合体され、濃縮されて容積1m党となる。
濃縮サンプルを、PH6,5,50ミリモルの酢酸アン
ムニウム緩衝剤中で5uperose (商品名)12
及び6ゲルを結合した濾過カラム(Pharmacia
Fine Chemicals、Llppsala、
Sweden )中、6mQ/桑の速度で200μ党の
バッチ毎に通過させた。
ムニウム緩衝剤中で5uperose (商品名)12
及び6ゲルを結合した濾過カラム(Pharmacia
Fine Chemicals、Llppsala、
Sweden )中、6mQ/桑の速度で200μ党の
バッチ毎に通過させた。
酵素は2つの隣接するピークを持って溶離され、これら
ピークに対応する物質(■及び■)は凍結乾燥される。
ピークに対応する物質(■及び■)は凍結乾燥される。
この段階における製剤工の明確なα−アミラーゼ活性基
は39キロ単位/■(KU/■)であり、またその明確
なプルラナーゼ活性基は101キロ単位/■、更に製剤
■の明確な活性基は夫々36キロ単位/■及び90キロ
単位/■であった。
は39キロ単位/■(KU/■)であり、またその明確
なプルラナーゼ活性基は101キロ単位/■、更に製剤
■の明確な活性基は夫々36キロ単位/■及び90キロ
単位/■であった。
両製剤をその後6モルのグアニジンハイドロクロライド
及びβ−メルカプトエタノールの存在する変性条件下で
、5uperose (商品名)6カラムを用いてゲル
濾過した。これらの条件下では一般の蛋白質はその全て
の非共有結合構造を消失し且つそのサブユニットに分離
されることが観察され(Tanford、1968.A
dvan、Protein Che@、、23,121
)ている、ゲル濾過の前に上記サンプルを次のような組
成、即ち、7.3モルのグアニジンハイドロクロライド
、0.1モルの酢酸ナトリウム、0.02モルのEDT
A、0.5モルのβ−メルカプトエタノールを有するP
H8,1の緩衝剤サンプルに溶解した。これらサンプル
を50℃、4時間保温し、PHを5.0に調整し且つ該
サンプルを6モルのグアニジンハイドロクロライド、1
00ミリモルの酢酸ナトリウム、20ミリモルのβ−メ
ルカプトエタノールより成るPH5,0の緩衝剤中1
m Q / h の流速で200μaのバッチ毎に通
過させた。酵素が溶出された成分を合体し、PH7゜9
の20ミリモル炭酸水素アンモニウム緩衝剤に接触的に
透析した。斯くして得られた復元酵素製剤は、ドデシル
硫酸ナトリウム(SDS)−ポリアクリルアミドの勾配
ゲル電気泳動(参照、リーフレット、“Ca1ibra
tion kits for molecular w
e−ight detern+1nation usi
ng electrophoresis ; ”Pha
rmacia Fine CheIIlicals、υ
ppsala、St++eden。
及びβ−メルカプトエタノールの存在する変性条件下で
、5uperose (商品名)6カラムを用いてゲル
濾過した。これらの条件下では一般の蛋白質はその全て
の非共有結合構造を消失し且つそのサブユニットに分離
されることが観察され(Tanford、1968.A
dvan、Protein Che@、、23,121
)ている、ゲル濾過の前に上記サンプルを次のような組
成、即ち、7.3モルのグアニジンハイドロクロライド
、0.1モルの酢酸ナトリウム、0.02モルのEDT
A、0.5モルのβ−メルカプトエタノールを有するP
H8,1の緩衝剤サンプルに溶解した。これらサンプル
を50℃、4時間保温し、PHを5.0に調整し且つ該
サンプルを6モルのグアニジンハイドロクロライド、1
00ミリモルの酢酸ナトリウム、20ミリモルのβ−メ
ルカプトエタノールより成るPH5,0の緩衝剤中1
m Q / h の流速で200μaのバッチ毎に通
過させた。酵素が溶出された成分を合体し、PH7゜9
の20ミリモル炭酸水素アンモニウム緩衝剤に接触的に
透析した。斯くして得られた復元酵素製剤は、ドデシル
硫酸ナトリウム(SDS)−ポリアクリルアミドの勾配
ゲル電気泳動(参照、リーフレット、“Ca1ibra
tion kits for molecular w
e−ight detern+1nation usi
ng electrophoresis ; ”Pha
rmacia Fine CheIIlicals、υ
ppsala、St++eden。
1982)により均一化され、グアニジンハイドロクロ
ライド中でゲル濾過が遂行され、その結果酵素の特性化
に用いられた。
ライド中でゲル濾過が遂行され、その結果酵素の特性化
に用いられた。
酵素に対する炭水化物の結合
精製されたα−アミラーゼ−プルラナーゼは炭水化物を
含有していた。加水分解後、該酵素は、0.2モルのN
aH2PO4と、ノルマルブタノール、アセトン及び水
の溶離剤としての混合液(4: 5 :1、V/V)と
により湿潤されたシリカゲル60プレート(Na 55
53.E、Merck )上で薄層のクロマトグラフィ
ーにマンノース、グルコース、ガラクトース及びラムノ
ース(ramnose )と同じ移動度を有する糖分を
分離した。マンノースを標準としてAntron法(S
piro、1965 ; Methods in En
tzymologytVol、8.p、3)により中性
ヘキソースを同定したところ、中性ヘキソースの量は蛋
白質と中性ヘキソースの全量の10%と算出された。
含有していた。加水分解後、該酵素は、0.2モルのN
aH2PO4と、ノルマルブタノール、アセトン及び水
の溶離剤としての混合液(4: 5 :1、V/V)と
により湿潤されたシリカゲル60プレート(Na 55
53.E、Merck )上で薄層のクロマトグラフィ
ーにマンノース、グルコース、ガラクトース及びラムノ
ース(ramnose )と同じ移動度を有する糖分を
分離した。マンノースを標準としてAntron法(S
piro、1965 ; Methods in En
tzymologytVol、8.p、3)により中性
ヘキソースを同定したところ、中性ヘキソースの量は蛋
白質と中性ヘキソースの全量の10%と算出された。
艷亜夏光玉i
ポリアクリルアミド(FAA)4/30ゲル(Phar
+aacia Fine Chemicals )との
5DS−ポリアクリルアミドの勾配ゲル電気泳動は、α
−アミラーゼ−プルラナーゼが異常に高い分子量を有す
る唯一のサブユニットから成ることを示した。酵素サブ
ユニットについて得られた相対的(relative
molecular tzeight)は、製剤1を用
いた場合190000±30000 、製剤■を用いた
場合taoo。
+aacia Fine Chemicals )との
5DS−ポリアクリルアミドの勾配ゲル電気泳動は、α
−アミラーゼ−プルラナーゼが異常に高い分子量を有す
る唯一のサブユニットから成ることを示した。酵素サブ
ユニットについて得られた相対的(relative
molecular tzeight)は、製剤1を用
いた場合190000±30000 、製剤■を用いた
場合taoo。
O±30000であった。自然の(native)操作
条件で、同じゲルを用いた場合、変性のα−アミラーゼ
プルラナーゼについて得られた相対的分子量は。
条件で、同じゲルを用いた場合、変性のα−アミラーゼ
プルラナーゼについて得られた相対的分子量は。
製剤Iを用いた場合370000±85000.製剤■
を用いた場合330000±85000であった。勾配
ゲル電気泳動により酵素から得られる帯(bands)
は非常に拡がっていた。一方、グアニジンハイドロクロ
ライドのゲル濾過によ場合は、シャープで対称なピーク
が相対的分子量275000±50000に対応する点
で得られた。この方法は製剤■及び製剤■の両方を含む
サンプルではその区別がつかなかった。
を用いた場合330000±85000であった。勾配
ゲル電気泳動により酵素から得られる帯(bands)
は非常に拡がっていた。一方、グアニジンハイドロクロ
ライドのゲル濾過によ場合は、シャープで対称なピーク
が相対的分子量275000±50000に対応する点
で得られた。この方法は製剤■及び製剤■の両方を含む
サンプルではその区別がつかなかった。
製剤■及び製剤■は、自然状態でのゲル濾過及び自然状
態でのゲル電気泳動もしくは変性条件に於いて移動度が
僅かに相違するが、この相違は再製剤1、■のまさに知
られた2つの分子系層に於ける唯一的な真の相違である
。両分子系態は同様な作用をなし、同じアミノ酸組成物
、同じアミノ末端を有するアミノ酸配列を有し、且つ概
して云えば同量の中性ヘキソース(neutral h
exoses)を備えている。生体機構の違った炭化水
素部分(carbohydrate moities)
もしくは未知の配位子(ligand・・・おそらく脂
質)によってポリペブタイドの鎖状構造が変わることが
、上記の相違の理由であろうと考えられる。
態でのゲル電気泳動もしくは変性条件に於いて移動度が
僅かに相違するが、この相違は再製剤1、■のまさに知
られた2つの分子系層に於ける唯一的な真の相違である
。両分子系態は同様な作用をなし、同じアミノ酸組成物
、同じアミノ末端を有するアミノ酸配列を有し、且つ概
して云えば同量の中性ヘキソース(neutral h
exoses)を備えている。生体機構の違った炭化水
素部分(carbohydrate moities)
もしくは未知の配位子(ligand・・・おそらく脂
質)によってポリペブタイドの鎖状構造が変わることが
、上記の相違の理由であろうと考えられる。
(実施例)
以下、本酵素を用いるマルトース及びマルトトリオース
の生成例を説明する。
の生成例を説明する。
なった温 での 粉の
基質が存在するとα−アミラーゼ−プルラナーゼが安定
化され、60℃ばかりでなく80℃でも澱粉を加水分解
するのに該酵素を用いることが可能となった(第5図)
。100ミリモルの酢酸ナトリウム緩衝剤中に0.5%
のコーンスターチ(Sig+ma)、2ミリモルのCa
C1,,0,1ミリモルのNa、 −E D T A、
50ミリモルのNaC1を含み且つPH5,6のチュー
ブ内に精製化されたα−アミラーゼ−プルラナーゼをα
−アミラーゼが480単位/ rm n及びプルラナー
ゼが1100単位/raQの状態で添加した。該チュー
ブを60℃、70℃及び80℃の温度で保温し、これら
の還元糖分は図に示す時間毎に採取したサンプルから同
定した。加水分解率(%)は、希釈酸を用いて(0,5
N HCl、 100℃、3時間)グリコースに加水分
解された基質中に存在する還元糖分量に対し、サンプル
中に存在する還元糖分量を比較することにより算出した
。
化され、60℃ばかりでなく80℃でも澱粉を加水分解
するのに該酵素を用いることが可能となった(第5図)
。100ミリモルの酢酸ナトリウム緩衝剤中に0.5%
のコーンスターチ(Sig+ma)、2ミリモルのCa
C1,,0,1ミリモルのNa、 −E D T A、
50ミリモルのNaC1を含み且つPH5,6のチュー
ブ内に精製化されたα−アミラーゼ−プルラナーゼをα
−アミラーゼが480単位/ rm n及びプルラナー
ゼが1100単位/raQの状態で添加した。該チュー
ブを60℃、70℃及び80℃の温度で保温し、これら
の還元糖分は図に示す時間毎に採取したサンプルから同
定した。加水分解率(%)は、希釈酸を用いて(0,5
N HCl、 100℃、3時間)グリコースに加水分
解された基質中に存在する還元糖分量に対し、サンプル
中に存在する還元糖分量を比較することにより算出した
。
により される 生成物
α−アミラーゼ−プルラナーゼにより形成された最終生
成物を次の如く同定した。緩衝剤(100ミリモルの酢
酸ナトリウム、2ミリモルのCaC1□、0.1ミリモ
ルのNa、−E D T A、500ミリモルのNaC
1,PH5,6)中央々アミロース(ポテトによるタイ
プ■)、プルラン及びコーンスターチ(全てSigma
による)の0.5%溶液を調製し、精製化されたα−ア
ミラーゼ−プルラナーゼの製剤I若しくは■を該溶液に
添加し、これらを80℃に保温した。酵素は2種の濃度
、即ちα−アミラーゼが480単位/mQ 及びプルラ
ナーゼが1100単位/mQの場合(= I X)と、
その10倍強の場合(=10x)とを用いた。24時間
後及び48時間後の加水分解物から採取したサンプルを
シリカゲル60プレート(!!15553.E、Mer
ck)上で滴まし、2−プロパツール、アセトン及び水
(2: 2 : 1、V/V)の混合液で溶離させた。
成物を次の如く同定した。緩衝剤(100ミリモルの酢
酸ナトリウム、2ミリモルのCaC1□、0.1ミリモ
ルのNa、−E D T A、500ミリモルのNaC
1,PH5,6)中央々アミロース(ポテトによるタイ
プ■)、プルラン及びコーンスターチ(全てSigma
による)の0.5%溶液を調製し、精製化されたα−ア
ミラーゼ−プルラナーゼの製剤I若しくは■を該溶液に
添加し、これらを80℃に保温した。酵素は2種の濃度
、即ちα−アミラーゼが480単位/mQ 及びプルラ
ナーゼが1100単位/mQの場合(= I X)と、
その10倍強の場合(=10x)とを用いた。24時間
後及び48時間後の加水分解物から採取したサンプルを
シリカゲル60プレート(!!15553.E、Mer
ck)上で滴まし、2−プロパツール、アセトン及び水
(2: 2 : 1、V/V)の混合液で溶離させた。
精製化されたα−アミラーゼ−プルラナーゼ(LX)は
、プルランをマルトトリオースに分解するが、一方ポテ
トアミロース及びコーンスターチは両者共マルトースと
マルトトリオースに分解された(第6図)、高濃度の酵
素(10X)を用いたときには、マルトトリオースは更
に分解されことが観察された(第6図)。この場合、7
7%のマルトース、15%のグルコース及び4%のマル
トトリオースが48時間の加水分解でコーンスターチか
ら生成された。マルトース及びマルトトリオースは、ニ
ュークレオシル(Nucleosil) 5 C1mの
逆相物質(reversed phase mater
ials)(Macherey−Nag−el、D−5
160Duren、Federal Republic
of Germany)及び溶離剤として水を充填し
たカラム中液体クロマトグラフィーにより定量した。ま
た、グルコースは酵素活性を利用して(UV test
kit Na 716251゜Boehringer
−Mannheim、 Mannheim、Feder
al Repub−1ic of Germany )
定量した。加水分解生成物のパーセンテージは、希釈酸
を用いて(0,5N HCI、100’C,3h)グル
コースに加水分解された基質の量に対するこれらの量を
比較すことにより算出した。
、プルランをマルトトリオースに分解するが、一方ポテ
トアミロース及びコーンスターチは両者共マルトースと
マルトトリオースに分解された(第6図)、高濃度の酵
素(10X)を用いたときには、マルトトリオースは更
に分解されことが観察された(第6図)。この場合、7
7%のマルトース、15%のグルコース及び4%のマル
トトリオースが48時間の加水分解でコーンスターチか
ら生成された。マルトース及びマルトトリオースは、ニ
ュークレオシル(Nucleosil) 5 C1mの
逆相物質(reversed phase mater
ials)(Macherey−Nag−el、D−5
160Duren、Federal Republic
of Germany)及び溶離剤として水を充填し
たカラム中液体クロマトグラフィーにより定量した。ま
た、グルコースは酵素活性を利用して(UV test
kit Na 716251゜Boehringer
−Mannheim、 Mannheim、Feder
al Repub−1ic of Germany )
定量した。加水分解生成物のパーセンテージは、希釈酸
を用いて(0,5N HCI、100’C,3h)グル
コースに加水分解された基質の量に対するこれらの量を
比較すことにより算出した。
変種E 101−69 びE 100−69の比変種
E 101−69及びE 100−69を、レザズリン
Img/Q及びチオグリコール酸200μ氾/12を添
加した前述の媒体上で68℃、24時間、振とうさせる
ことなく非酸化性条件下で培養した。細胞を遠心分離に
より取り除き、その表面より部分的に精製されたα−ア
ミラーゼ−プルラナーゼ製剤が生成した。該α−アミラ
ーゼ−プルラナーゼは変種E 101−69の場合21
キロ単位/mgの明確なα−アミラーゼ活性基及び63
キロ単位/mgの明確プルラナーゼ活性基を、変種E
100−69の場合20キロ単位/mgのα−アミラー
ゼ活性基及び56キロ単位/mgのプルラナーゼ活性基
を夫々有している。
E 101−69及びE 100−69を、レザズリン
Img/Q及びチオグリコール酸200μ氾/12を添
加した前述の媒体上で68℃、24時間、振とうさせる
ことなく非酸化性条件下で培養した。細胞を遠心分離に
より取り除き、その表面より部分的に精製されたα−ア
ミラーゼ−プルラナーゼ製剤が生成した。該α−アミラ
ーゼ−プルラナーゼは変種E 101−69の場合21
キロ単位/mgの明確なα−アミラーゼ活性基及び63
キロ単位/mgの明確プルラナーゼ活性基を、変種E
100−69の場合20キロ単位/mgのα−アミラー
ゼ活性基及び56キロ単位/mgのプルラナーゼ活性基
を夫々有している。
これら製剤を5DS−ポリアクリルアミドゲルに通した
後、両者共わずかな弱い帯と、加えて事前に均一状態に
精製された変種E 101−69のα−アミラーゼプル
ラナーゼと同程度の移動度をもって移動する強い拡散し
た帯とを示した。
後、両者共わずかな弱い帯と、加えて事前に均一状態に
精製された変種E 101−69のα−アミラーゼプル
ラナーゼと同程度の移動度をもって移動する強い拡散し
た帯とを示した。
第工図は、α−アミラーゼ−プルラナーゼ活性基の温度
特性を、第2図は85℃(A)及び60℃(B)におけ
α−アミラーゼ−プルラナーゼ活性基のPH特性を、第
3図は基質及びカルシウムを含まない緩衝剤中での異な
った温度におけるα−アミラーゼ−プルラナーゼの不活
性度を、第4図は高温度でのカルシウムによるα−アミ
ラーゼ−プルラナーゼの安定性を、第5図は異なった温
度における精製α−アミラーゼ−プルラナーゼによる澱
粉の加水分鮮度を、第6図は異なった温度におけα−ア
ミラーゼ−プルラナーゼによって形成された最終生成物
の薄層クロマトグラムを、夫々示す。 一以上一
特性を、第2図は85℃(A)及び60℃(B)におけ
α−アミラーゼ−プルラナーゼ活性基のPH特性を、第
3図は基質及びカルシウムを含まない緩衝剤中での異な
った温度におけるα−アミラーゼ−プルラナーゼの不活
性度を、第4図は高温度でのカルシウムによるα−アミ
ラーゼ−プルラナーゼの安定性を、第5図は異なった温
度における精製α−アミラーゼ−プルラナーゼによる澱
粉の加水分鮮度を、第6図は異なった温度におけα−ア
ミラーゼ−プルラナーゼによって形成された最終生成物
の薄層クロマトグラムを、夫々示す。 一以上一
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、酵素と澱粉若しくは澱粉加水分解物とを60℃以上
の温度でPH4−6.5で反応させ、マルトース及びマ
ルトトリオースを生成する方法であつて、該酵素が全く
同一(one and the same)の蛋白質分
子中にα−アミラーゼ活性基及びプルラナーゼ活性基を
備えたものであり、これら活性基は澱粉をマルトース及
びマルトトリオースに分解する作用を有し、該酵素がク
ロストリジウム属の変種(strain)に由来し、ポ
リアクリルアミドの勾配ゲル電気泳動により決定された
相対分子量が、ドデシル硫酸ナトリウムの存在下では1
85000±35000であり、且つ両酵素活性基の適
性温度が略80乃至90℃、望ましくは略85℃であり
、適性PHが85℃のときPH5−6、望ましくは5.
6、60℃のとき4.5−5.5、望ましくは5.2で
あることを特徴とする方法。 2、酵素がクロストリジウム属サーモハイドロサルファ
リキュム変種を用いて生成される特許請求の範囲第1項
に記載の生成方法。
Applications Claiming Priority (1)
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| FI863484A FI81112C (fi) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | Amylas av ny typ. |
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Publications (1)
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| JPH03244388A true JPH03244388A (ja) | 1991-10-31 |
Family
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Family Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP62212660A Granted JPS63102678A (ja) | 1986-08-27 | 1987-08-26 | アミラーゼ酵素並びにその生成方法 |
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| JP3114002A Expired - Lifetime JPH0714356B2 (ja) | 1986-08-27 | 1991-04-17 | 澱粉若しくは澱粉加水分解物からマルトース及びマルトトリオースを生成する方法 |
Family Applications Before (1)
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|---|---|---|---|
| JP62212660A Granted JPS63102678A (ja) | 1986-08-27 | 1987-08-26 | アミラーゼ酵素並びにその生成方法 |
Family Applications After (1)
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Country Status (6)
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