JPH0329387B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は新規なアルカリセルラーゼK−580を
産生するバチルス属に属し、中性培地に生育する
微生物に関する。
産生するバチルス属に属し、中性培地に生育する
微生物に関する。
繊維素分解酵素セルラーゼの開発は、従来、バ
イオマス資源、特にセルロース資源の有効利用を
一大目標として進められてきた。セルラーゼ生産
菌として分離されて来た菌株は多種類にわたり、
アスペルギルス属、ペニシリウム属、トリコデル
マ属、フザリウム属、フミコーラ属、アクレモニ
ウム属等の糸状菌を中心に、シユウドモナス属、
セルロモナス属、ルミノコツカス属、バチルス属
等の細菌、更に、ストレプトマイセス属、サーモ
アクチノマイセス属等の放線菌でも報告されてい
る。しかしながら、現時点では、バイオマス用セ
ルラーゼの工業的規模での利用は、多くはない。
イオマス資源、特にセルロース資源の有効利用を
一大目標として進められてきた。セルラーゼ生産
菌として分離されて来た菌株は多種類にわたり、
アスペルギルス属、ペニシリウム属、トリコデル
マ属、フザリウム属、フミコーラ属、アクレモニ
ウム属等の糸状菌を中心に、シユウドモナス属、
セルロモナス属、ルミノコツカス属、バチルス属
等の細菌、更に、ストレプトマイセス属、サーモ
アクチノマイセス属等の放線菌でも報告されてい
る。しかしながら、現時点では、バイオマス用セ
ルラーゼの工業的規模での利用は、多くはない。
一方、セルラーゼの新規な産業的用途として、
衣料用洗浄剤の配合成分としての利用が検討され
注目を集めている(特公昭59−49279号公報、特
公昭60−23158号公報、特公昭60−36240号公報)。
しかし、自然界に於いて、微生物の産生するセル
ラーゼのほとんどが、中性乃至酸性領域に於いて
最大且つ安定な酵素活性を示す、所謂中性若しく
は酸性セルラーゼに分類されるものであつて、衣
料用洗浄剤組成物中に配合するための条件を有す
るセルラーゼ、すなわち、アルカリ領域で最大活
性を示すか、あるいはアルカリ耐性を有する、所
謂アルカリセルラーゼ及びアルカリ耐性セルラー
ゼの存在は、極めて少ないのが実情である。ここ
でアルカリセルラーゼとは、至適PHがアルカリ領
域にあるものを言い、アルカリ耐性セルラーゼと
は、至適PHは中性から酸性領域にあるが、アルカ
リ領域に於いても至適PHに於ける活性に比較して
十分に活性を有しかつ安定性を保持するものを言
う。また、中性とはPH6〜8の範囲を言い、アル
カリ性とはこれより高いPH範囲をいう。
衣料用洗浄剤の配合成分としての利用が検討され
注目を集めている(特公昭59−49279号公報、特
公昭60−23158号公報、特公昭60−36240号公報)。
しかし、自然界に於いて、微生物の産生するセル
ラーゼのほとんどが、中性乃至酸性領域に於いて
最大且つ安定な酵素活性を示す、所謂中性若しく
は酸性セルラーゼに分類されるものであつて、衣
料用洗浄剤組成物中に配合するための条件を有す
るセルラーゼ、すなわち、アルカリ領域で最大活
性を示すか、あるいはアルカリ耐性を有する、所
謂アルカリセルラーゼ及びアルカリ耐性セルラー
ゼの存在は、極めて少ないのが実情である。ここ
でアルカリセルラーゼとは、至適PHがアルカリ領
域にあるものを言い、アルカリ耐性セルラーゼと
は、至適PHは中性から酸性領域にあるが、アルカ
リ領域に於いても至適PHに於ける活性に比較して
十分に活性を有しかつ安定性を保持するものを言
う。また、中性とはPH6〜8の範囲を言い、アル
カリ性とはこれより高いPH範囲をいう。
すなわち、従来、衣料用洗浄剤組成物において
使用し得るアルカリセルラーゼ及びアルカリ耐性
セルラーゼの生産方法としては、好アルカリ性バ
チルス属細菌の培養によりセルラーゼAを採取す
る方法(特公昭50−28515号公報)、セルロモナス
属に属する好アルカリ性細菌を培養してアルカリ
セルラーゼ301−Aを生産する方法(特開昭58−
224686号公報)、好アルカリ性バチルスNo.1139を
培養してカルボキシメチルセルラーゼを生産する
方法(Fukumori、F.、Kudo、T.and
Horikoshi、K.、J.Gen.Microbiol.、131、3339、
(1985))及びストレプトマイセス属の一種を用い
てアルカリセルラーゼを生産する方法(特開昭61
−19483号公報)が報告されているに過ぎず、し
かもいずれも工業的発酵生産に適うものでは無か
つた。
使用し得るアルカリセルラーゼ及びアルカリ耐性
セルラーゼの生産方法としては、好アルカリ性バ
チルス属細菌の培養によりセルラーゼAを採取す
る方法(特公昭50−28515号公報)、セルロモナス
属に属する好アルカリ性細菌を培養してアルカリ
セルラーゼ301−Aを生産する方法(特開昭58−
224686号公報)、好アルカリ性バチルスNo.1139を
培養してカルボキシメチルセルラーゼを生産する
方法(Fukumori、F.、Kudo、T.and
Horikoshi、K.、J.Gen.Microbiol.、131、3339、
(1985))及びストレプトマイセス属の一種を用い
てアルカリセルラーゼを生産する方法(特開昭61
−19483号公報)が報告されているに過ぎず、し
かもいずれも工業的発酵生産に適うものでは無か
つた。
ところが最近、本発明者らは好アルカリ性細菌
の一種であるバチルス エスピーKSM−635
(Bacillus sp.KSM−635)(FERMP−8872)が
衣料用洗浄剤配合成分として適したアルカリセル
ラーゼKを収率良く生産すること及び更に培養条
件を選択するとにより、より生産性が高まり、ア
ルカリセルラーゼの工業的発酵生産が可能となる
ことを見出した。
の一種であるバチルス エスピーKSM−635
(Bacillus sp.KSM−635)(FERMP−8872)が
衣料用洗浄剤配合成分として適したアルカリセル
ラーゼKを収率良く生産すること及び更に培養条
件を選択するとにより、より生産性が高まり、ア
ルカリセルラーゼの工業的発酵生産が可能となる
ことを見出した。
しかしながら、上記バチルス エスピーKSM
−635の培養条件は、必ずしも工業的に有利なも
のと言えない。すなわち、好アルカリ性菌株は培
養中、PHをアルカリ性に保ち続ける必要がある
が、現在までのところ、好アルカリ性菌株を用い
る所謂アルカリ性発酵法の歴史は浅く、通常の中
性微生物と比較するとこれら好アルカリ性微生物
の生理、生化学についての知見は充分に蓄積され
ておらず、工業的発酵生産を行うにあたつての培
地調製、培養方法が操作上の難点となつていた。
−635の培養条件は、必ずしも工業的に有利なも
のと言えない。すなわち、好アルカリ性菌株は培
養中、PHをアルカリ性に保ち続ける必要がある
が、現在までのところ、好アルカリ性菌株を用い
る所謂アルカリ性発酵法の歴史は浅く、通常の中
性微生物と比較するとこれら好アルカリ性微生物
の生理、生化学についての知見は充分に蓄積され
ておらず、工業的発酵生産を行うにあたつての培
地調製、培養方法が操作上の難点となつていた。
更に、前述した報告例のうち、至適PHがアルカ
リ領域にある本来のアルカリセルラーゼとして
は、バチルス N1菌株、N2菌株、N3菌株(特
公昭50−28515号公報)の生産する、至適PHがそ
れぞれ8〜9、9、8〜9の酵素、バチルスNo.
1139の産生する、至適PH9のもの及びバチルス
エスピーKSM−635の産生する至適PH10のアルカ
リセルラーゼKが存在するが、更に洗浄剤組成物
に配合し用いることのできる至適PHがアルカリ側
にあり、かつその作用PH範囲の広いアルカリセル
ラーゼの提供が求められていた。
リ領域にある本来のアルカリセルラーゼとして
は、バチルス N1菌株、N2菌株、N3菌株(特
公昭50−28515号公報)の生産する、至適PHがそ
れぞれ8〜9、9、8〜9の酵素、バチルスNo.
1139の産生する、至適PH9のもの及びバチルス
エスピーKSM−635の産生する至適PH10のアルカ
リセルラーゼKが存在するが、更に洗浄剤組成物
に配合し用いることのできる至適PHがアルカリ側
にあり、かつその作用PH範囲の広いアルカリセル
ラーゼの提供が求められていた。
斯る実情において本発明者らは中性培地で生育
し、しかも作用の優れたアルカリセルラーゼを産
生することのできる菌株を得べく種々研究をおこ
なつた。
し、しかも作用の優れたアルカリセルラーゼを産
生することのできる菌株を得べく種々研究をおこ
なつた。
かかる問題点を解決するには、中性領域で生育
する菌株を宿主として、該当するセルラーゼ遺伝
子をクローニングする、所謂遺伝子組換えの手法
を取ることも可能であるが、アルカリ領域に至適
PHを有するアルカリセルラーゼ生産菌を生産する
中性微生物を自然界に探索し、これを分離するこ
とがより有効である。しかして、本発明者らは上
記微生物を自然界に求めた結果、栃木県芳賀群の
土壌より分離した微生物は、上記要望を満すもの
であることを見出し、本発明を完成した。
する菌株を宿主として、該当するセルラーゼ遺伝
子をクローニングする、所謂遺伝子組換えの手法
を取ることも可能であるが、アルカリ領域に至適
PHを有するアルカリセルラーゼ生産菌を生産する
中性微生物を自然界に探索し、これを分離するこ
とがより有効である。しかして、本発明者らは上
記微生物を自然界に求めた結果、栃木県芳賀群の
土壌より分離した微生物は、上記要望を満すもの
であることを見出し、本発明を完成した。
本発明の菌株は、下に示すような菌学的性質を
示す。なお、菌株の分類には、次に示す1〜25の
培地を用いた。(表示は、重量%) 培地1 肉エキス、1.0;バクトペプトン、1.0;
NaCl、0.5;バクト寒天、1.5(PH7.2) 培地2 肉エキス、1.0;バクトペプトン、1.0;
NaCl、0.5;(PH7.2) 培地3 肉エキス、1.0;バクトペプトン、1.0;
NaCl、0.5;ゼラチン、1.0(PH7.2) 培地4 バクトリトマスミルク、10.0 培地5 バクトペプトン、1.0;KNO3、0.1 培地6 バクトペプトン、1.0;NaNO3、1.0 培地7 バクトペプトン、0.7;NaCl、0.5;ブド
ウ糖、0.5(PH7.0) 培地8 バクトペプトン、1.0 培地9 TSI寒天(栄研化学製):指示量 培地10 肉エキス、1.0;バクトペプトン、1.0;
NaCl、0.5;可溶性澱粉、0.2;寒天、1.5 培地11 NaNH4HPO4・4H2O、0.15;KH2PO4、
0.1;MgSO4・7H2O、0.02;クエン酸ナトリウ
ム、0.25(PH6.8) 培地12 クリステンセン(Christensen)培地
(栄研化学製):指示量 培地13 ブドウ糖、1.0;KH2PO4、0.1;
MgSO4・7H2O、0.05;KCl、0.02;窒素源0.1
(PH7.2)窒素源は、硝酸ナトリウム及び硫酸ア
ンモニウムを用いた。
示す。なお、菌株の分類には、次に示す1〜25の
培地を用いた。(表示は、重量%) 培地1 肉エキス、1.0;バクトペプトン、1.0;
NaCl、0.5;バクト寒天、1.5(PH7.2) 培地2 肉エキス、1.0;バクトペプトン、1.0;
NaCl、0.5;(PH7.2) 培地3 肉エキス、1.0;バクトペプトン、1.0;
NaCl、0.5;ゼラチン、1.0(PH7.2) 培地4 バクトリトマスミルク、10.0 培地5 バクトペプトン、1.0;KNO3、0.1 培地6 バクトペプトン、1.0;NaNO3、1.0 培地7 バクトペプトン、0.7;NaCl、0.5;ブド
ウ糖、0.5(PH7.0) 培地8 バクトペプトン、1.0 培地9 TSI寒天(栄研化学製):指示量 培地10 肉エキス、1.0;バクトペプトン、1.0;
NaCl、0.5;可溶性澱粉、0.2;寒天、1.5 培地11 NaNH4HPO4・4H2O、0.15;KH2PO4、
0.1;MgSO4・7H2O、0.02;クエン酸ナトリウ
ム、0.25(PH6.8) 培地12 クリステンセン(Christensen)培地
(栄研化学製):指示量 培地13 ブドウ糖、1.0;KH2PO4、0.1;
MgSO4・7H2O、0.05;KCl、0.02;窒素源0.1
(PH7.2)窒素源は、硝酸ナトリウム及び硫酸ア
ンモニウムを用いた。
培地14 キングA培地“栄研”(栄研化学製):指
示量 培地15 キングB培地“栄研”(栄研化学製):指
示量 培地16 尿素培地“栄研”(栄研化学製):指示量 培地17 チトクローム・オキシダーゼ試験用濾紙
(日水製薬剤) 培地18 3%過酸化水素水 培地19 OF基礎培地(Difco社製):指示量 培地20 (NH4)2HPO4、0.1;KCl、0.02;
MgSO4・7H2O、0.02;酵母エキス、0.02;バ
クト寒天、2.0;BCP(0.2%溶液)、0.4 培地21 バクト・サブロー・デキストロース寒天
培地(Difco社製):指示量 培地22 肉エキス、0.3;バクトペプトン、0.5;
酵母エキス、1.0;グリセリン、2.0 培地23 フエニルアラニン マロン酸塩培地(日
水製薬社製):指示量 培地24 スキムミルク、5.0;バクト寒天、1.5 培地25 肉エキス、0.3;バクトペプトン、0.5;
L−チロシン、0.5;バクト寒天、1.5 (菌学的性質) (a) 顕微鏡的観察結果 菌体の大きさは、0.4〜0.8μm×1.5〜50μmの
桿菌であり、菌体の一端に円柱形又は楕円形の
内生胞子(0.4〜0.8μm×0.8〜1.2μm)を作る。
周鞭毛を有し運動性がある。グラム染色は陽
性。抗酸性はない。
示量 培地15 キングB培地“栄研”(栄研化学製):指
示量 培地16 尿素培地“栄研”(栄研化学製):指示量 培地17 チトクローム・オキシダーゼ試験用濾紙
(日水製薬剤) 培地18 3%過酸化水素水 培地19 OF基礎培地(Difco社製):指示量 培地20 (NH4)2HPO4、0.1;KCl、0.02;
MgSO4・7H2O、0.02;酵母エキス、0.02;バ
クト寒天、2.0;BCP(0.2%溶液)、0.4 培地21 バクト・サブロー・デキストロース寒天
培地(Difco社製):指示量 培地22 肉エキス、0.3;バクトペプトン、0.5;
酵母エキス、1.0;グリセリン、2.0 培地23 フエニルアラニン マロン酸塩培地(日
水製薬社製):指示量 培地24 スキムミルク、5.0;バクト寒天、1.5 培地25 肉エキス、0.3;バクトペプトン、0.5;
L−チロシン、0.5;バクト寒天、1.5 (菌学的性質) (a) 顕微鏡的観察結果 菌体の大きさは、0.4〜0.8μm×1.5〜50μmの
桿菌であり、菌体の一端に円柱形又は楕円形の
内生胞子(0.4〜0.8μm×0.8〜1.2μm)を作る。
周鞭毛を有し運動性がある。グラム染色は陽
性。抗酸性はない。
(b) 各種培地に於ける生育状態
肉汁寒天平板培養(培地1)
生育状態は弱い。集落の形状は円形又は不
規則形であり、表面は円滑、周縁は円滑又は
葉状である。又集落の色調は淡黄色半透明で
光沢がある。
規則形であり、表面は円滑、周縁は円滑又は
葉状である。又集落の色調は淡黄色半透明で
光沢がある。
肉汁寒天斜面培養(培地1)
生育は弱く、その状態は拡布状で光沢が有
り、淡黄色半透明である。
り、淡黄色半透明である。
肉汁液体培養(培地2)
生育する。特に上層部を混濁する。
肉汁ゼラチン穿刺培養(培地3)
表層部に生育し、ゼラチンの液化が認めら
れる。
れる。
リトマスミルク培地(培地4)
ミルクの液化は認められる。又、リトマス
の変色は認められなかつた。
の変色は認められなかつた。
(c) 生理学的性質
硝酸塩の還元及び脱窒反応(培地5、6)
共に、陰性。
共に、陰性。
MRテスト(培地7)
陰性、陽性は、はつきりせず(PH5.2)。
VPテスト(培地7)
陰性、陽性は、はつきりせず(PH5.2)。
インドールの生成(培地8)
陰性。
硫化水素の生成(培地9)
陰性。
澱粉の加水分解(培地10)
陽性。
クエン酸の利用(培地11、12)
コーサ培地で陰性、クリステンセン培地で
陽性。
陽性。
無機窒素源の利用(培地13)
硝酸塩、アンモニウム塩ともに陽性。
色素の生成(培地14、15)
陰性。
ウレアーゼ(培地16)
陰性。
オキシダーゼ(培地17)
陽性。
カタラーゼ(培地18)
陽性。
生育の範囲(培地2)
生育の温度範囲は15〜50℃、生育最適温度
範囲は25〜40℃。
範囲は25〜40℃。
生育のPH範囲はPH5〜11、生育最適PH範囲
はPH6〜10であつた。
はPH6〜10であつた。
酸素に対する態度
通性嫌気性。
O−Fテスト(培地19)
生育するが、好気嫌気共に生育悪し。
糖の利用性(+:利用する、−:利用しな
い) 1 L−アラビノース + 2 D−キシロース + 3 D−グルコース + 4 D−マンノース + 5 フラクトース + 6 D−ガラクトース + 7 麦芽糖 + 8 シヨ糖 + 9 乳糖 + 10 トレハロース − 11 D−ソルビツト + 12 D−マンニツト + 13 イノシツト + 14 グリセリン + 15 デンプン + VP培地に於けるPH(培地7) PH5.2 食塩含有培地に於ける生育(培地1と改
変) 5%で生育する。
い) 1 L−アラビノース + 2 D−キシロース + 3 D−グルコース + 4 D−マンノース + 5 フラクトース + 6 D−ガラクトース + 7 麦芽糖 + 8 シヨ糖 + 9 乳糖 + 10 トレハロース − 11 D−ソルビツト + 12 D−マンニツト + 13 イノシツト + 14 グリセリン + 15 デンプン + VP培地に於けるPH(培地7) PH5.2 食塩含有培地に於ける生育(培地1と改
変) 5%で生育する。
7%で生育する。
10%で生育せず。
PH5.7に於ける生育(培地21)
生育する。
ジハイドロキシアセトンの生成(培地22)
陰性。
フエニルアラニンの脱アミノ化(培地23)
陰性。
カゼインの分解(培地24)
陽性。
〓〓 チロシンの分解(培地25)
陰性。
以上の菌学的物質について、バージーズ・マニ
ユアル・オブ・デイタミネイテイブ・バクテリオ
ロジー(Bergey′s Mannual of Determinative
Bacteriology)、第8版及びザ・ジーナス・バチ
ルス(“The Genus Bacillus”、Ruth、E.
Gordon著Agriculture HandbookNo.427、
Agricultural Research Service、U.S.
Department of Agriculture、Washington D.C.
(1973))を参照し比較、検索した結果、本発明の
菌株は、有胞子桿菌であるバチルス(Bacillus)
属の一種であると認められる。そして本菌株は、
最近、掘越と秋葉(“Alkalophilic
Microorganism”、Japan Scientific Society
Press(Tokyo)、1982年刊)の主張している、所
謂好アルカリ性(Alkalophilic)微生物がPH8以
上のアルカリ培地に於いて生育し、これ以下の中
性PH領域では生育出来ないのに対し、弱酸性領域
からアルカリ領域(PH5〜11)に於いて生育が可
能である事からこの好アルカリ性微生物と明らか
に異なるものであり、一般的な中性で生育するバ
チルス属微生物と判断できる。
ユアル・オブ・デイタミネイテイブ・バクテリオ
ロジー(Bergey′s Mannual of Determinative
Bacteriology)、第8版及びザ・ジーナス・バチ
ルス(“The Genus Bacillus”、Ruth、E.
Gordon著Agriculture HandbookNo.427、
Agricultural Research Service、U.S.
Department of Agriculture、Washington D.C.
(1973))を参照し比較、検索した結果、本発明の
菌株は、有胞子桿菌であるバチルス(Bacillus)
属の一種であると認められる。そして本菌株は、
最近、掘越と秋葉(“Alkalophilic
Microorganism”、Japan Scientific Society
Press(Tokyo)、1982年刊)の主張している、所
謂好アルカリ性(Alkalophilic)微生物がPH8以
上のアルカリ培地に於いて生育し、これ以下の中
性PH領域では生育出来ないのに対し、弱酸性領域
からアルカリ領域(PH5〜11)に於いて生育が可
能である事からこの好アルカリ性微生物と明らか
に異なるものであり、一般的な中性で生育するバ
チルス属微生物と判断できる。
更に本菌株を他の公知のバチルス属の菌株と比
較すると、最も類縁の種としてバチルス・リケニ
ホルミス(Bacillus licheniformis)が挙げられ
る。しかしながら、公知の菌株と本菌株とを比較
すると、硝酸塩還元能の点に於いて相異する。更
に上記公知菌株は少なくともアルカリセルラーゼ
を産生しないので、本発明者らは本菌株を新菌株
と判断し、バチルス エスピーKSM−580と命名
して工業技術院微生物工業技術研究所に寄託した
(FERM P−9013)。
較すると、最も類縁の種としてバチルス・リケニ
ホルミス(Bacillus licheniformis)が挙げられ
る。しかしながら、公知の菌株と本菌株とを比較
すると、硝酸塩還元能の点に於いて相異する。更
に上記公知菌株は少なくともアルカリセルラーゼ
を産生しないので、本発明者らは本菌株を新菌株
と判断し、バチルス エスピーKSM−580と命名
して工業技術院微生物工業技術研究所に寄託した
(FERM P−9013)。
本発明の菌株を用いてアルカリセルラーゼK−
580を得るには、培地に該菌株を接種し、常法に
従つて培養すれば良い。培地中には、資化し得る
炭素源及び窒素源を適当量含有せしめておくこと
が好ましい。この炭素源及び窒素源については特
に制限はないが、その例としては、窒素源として
コーングルテンミール、大豆粉、コーンスチープ
リカー、カザミノ酸、酵母エキス、フアーマメデ
イア、イワシミール、肉エキス、ペプトン、ハイ
プロ、アジパワー、コーンソイビーンミール、コ
ーヒー粕、綿実油粕、カルチベータ、アミフレツ
クス及びアジプロン、ゼスト、アジツクスなどが
挙げられる。又、炭素源としては、籾殻、麸、濾
紙、一般紙類、おが屑などの植物繊維質、廃糖
蜜、転化糖、カルボキシメチルセルロース
(CMC)、アビゼル、セルロース綿、キシラン、
ペクチンに加え、資化し得る炭素源、例えば、ア
ラビノース、キシロース、グルコース、ガラクト
ース、マンノース、フラクトース、麦芽糖、シヨ
糖、乳糖、マンニツト、イノシツト、ソルビツ
ト、グリセリン、可溶性デンプンや資化し得る有
機酸、例えば酢酸やクエン酸などが挙げられる。
また、その他、リン酸、Mg2+、Ca2+、Mn2+、
Zn2+、Co2+、Na+、K+などの無機塩や、必要で
あれば、無機、有機微量栄養源を培地中に適宜添
加することもできる。
580を得るには、培地に該菌株を接種し、常法に
従つて培養すれば良い。培地中には、資化し得る
炭素源及び窒素源を適当量含有せしめておくこと
が好ましい。この炭素源及び窒素源については特
に制限はないが、その例としては、窒素源として
コーングルテンミール、大豆粉、コーンスチープ
リカー、カザミノ酸、酵母エキス、フアーマメデ
イア、イワシミール、肉エキス、ペプトン、ハイ
プロ、アジパワー、コーンソイビーンミール、コ
ーヒー粕、綿実油粕、カルチベータ、アミフレツ
クス及びアジプロン、ゼスト、アジツクスなどが
挙げられる。又、炭素源としては、籾殻、麸、濾
紙、一般紙類、おが屑などの植物繊維質、廃糖
蜜、転化糖、カルボキシメチルセルロース
(CMC)、アビゼル、セルロース綿、キシラン、
ペクチンに加え、資化し得る炭素源、例えば、ア
ラビノース、キシロース、グルコース、ガラクト
ース、マンノース、フラクトース、麦芽糖、シヨ
糖、乳糖、マンニツト、イノシツト、ソルビツ
ト、グリセリン、可溶性デンプンや資化し得る有
機酸、例えば酢酸やクエン酸などが挙げられる。
また、その他、リン酸、Mg2+、Ca2+、Mn2+、
Zn2+、Co2+、Na+、K+などの無機塩や、必要で
あれば、無機、有機微量栄養源を培地中に適宜添
加することもできる。
斯くして得られた培養物中からの目的物質であ
るセルラーゼ K−580の採取及び精製は、一般
の酵素の採取及び精製の手段に準じて行なうこと
が出来る。即ち、遠心分離又は濾過等の通常の固
液分離手段により菌体を培養液から除去して粗酵
素液を得ることが出来る。この粗酵素液は、その
まま使用することも出来るが、必要に応じて、塩
析法、沈澱法、限外過法等の分離手段により粗
酵素を得、更に公知の方法により精製結晶化し
て、精製酵素として使用することも可能である。
るセルラーゼ K−580の採取及び精製は、一般
の酵素の採取及び精製の手段に準じて行なうこと
が出来る。即ち、遠心分離又は濾過等の通常の固
液分離手段により菌体を培養液から除去して粗酵
素液を得ることが出来る。この粗酵素液は、その
まま使用することも出来るが、必要に応じて、塩
析法、沈澱法、限外過法等の分離手段により粗
酵素を得、更に公知の方法により精製結晶化し
て、精製酵素として使用することも可能である。
斯くして得られたアルカリセルラーゼ K−
580は、以下に示す酵素学的性質を有する。なお、
酵素活性の測定は、以下の方法に従つて行ない、
用いた緩衝液は次の通りである。
580は、以下に示す酵素学的性質を有する。なお、
酵素活性の測定は、以下の方法に従つて行ない、
用いた緩衝液は次の通りである。
PH3〜8 マクルベイン緩衝液
PH8〜11 グリシン−水酸化ナトリウム緩衝液
PH12〜13 塩化カリウム−水酸化ナトリウム緩衝
液 酵素活性測定法: (1) CMCアーゼ活性 10mgCMC(A−O1L、山陽国策パルプ社)、
100μmol各種緩衝液(マクルベイン、リン酸、
グリシン−NaOH等)を含む基質溶液0.9mlに
0.1mlの酵素溶液を加え、30℃、20分反応した。
反応後、3,5−ジニトロ−サリチル酸(3,
5−dinitro−salicylic acid(DNS))法にて還
元糖の定量を行つた。すなわち、反応液1.0ml
にDNS試薬1.0mlを加え、5分間、100℃で加
熱発色させ、冷却後、40mlの脱イオン水を加え
て希釈した。これを波長535nmで比色定量し
た。酵素力価は、上記の条件下で1分間に
1μmolのグルコースに相当する還元糖を生成す
る酵素量を1単位とした。
液 酵素活性測定法: (1) CMCアーゼ活性 10mgCMC(A−O1L、山陽国策パルプ社)、
100μmol各種緩衝液(マクルベイン、リン酸、
グリシン−NaOH等)を含む基質溶液0.9mlに
0.1mlの酵素溶液を加え、30℃、20分反応した。
反応後、3,5−ジニトロ−サリチル酸(3,
5−dinitro−salicylic acid(DNS))法にて還
元糖の定量を行つた。すなわち、反応液1.0ml
にDNS試薬1.0mlを加え、5分間、100℃で加
熱発色させ、冷却後、40mlの脱イオン水を加え
て希釈した。これを波長535nmで比色定量し
た。酵素力価は、上記の条件下で1分間に
1μmolのグルコースに相当する還元糖を生成す
る酵素量を1単位とした。
(2) p−ニトロフエニルセロビオシド分解活性
0.1μmolp−ニトロフエニルセロビオシド
(シグマ社)、100μmolリン酸緩衝液(PH7.0)
を含む反応液1.0ml中に適当量のCMCアーゼを
30℃で作用させた後、1M Na2CO3を0.3ml、脱
イオン水を1.7ml順次加え、遊離するp−ニト
ロフエノールを400nmで比色定量した。酵素
力価は、上記の条件下で1分間に1μmolのp−
ニトロフエノールを遊離させる酵素量を1単位
とした。
(シグマ社)、100μmolリン酸緩衝液(PH7.0)
を含む反応液1.0ml中に適当量のCMCアーゼを
30℃で作用させた後、1M Na2CO3を0.3ml、脱
イオン水を1.7ml順次加え、遊離するp−ニト
ロフエノールを400nmで比色定量した。酵素
力価は、上記の条件下で1分間に1μmolのp−
ニトロフエノールを遊離させる酵素量を1単位
とした。
(3) アビセル、セルロース粉末及び濾紙分解活性
20mgアビセル(メルク社)、200μmolリン酸
緩衝液(PH7.0)を含む反応液2.0ml中に適当量
のCMCアーゼを加え、30℃、250rpmで振とし
ながら作用させた。反応後、冷却遠心分離(5
℃、3000rpm、20分)を行い、その上清1.0ml
を3,5−ジニトロ−サリチル酸(3,5−
dinitro−salicylic acid(DNS))法にて還元糖
の定量を行つた。セルロース粉末分解活性はセ
ルロース粉末(東洋濾紙社)を、濾紙分解活性
は濾紙(セルラーゼ活性検定用濾紙、東洋No.51
−特)を用い、アビセラーゼ活性の時と同様に
行つた。酵素力価は、上記の条件下で1分間に
1μmolのグルコースに相当する還元糖を生成す
る酵素量を1単位とした。
緩衝液(PH7.0)を含む反応液2.0ml中に適当量
のCMCアーゼを加え、30℃、250rpmで振とし
ながら作用させた。反応後、冷却遠心分離(5
℃、3000rpm、20分)を行い、その上清1.0ml
を3,5−ジニトロ−サリチル酸(3,5−
dinitro−salicylic acid(DNS))法にて還元糖
の定量を行つた。セルロース粉末分解活性はセ
ルロース粉末(東洋濾紙社)を、濾紙分解活性
は濾紙(セルラーゼ活性検定用濾紙、東洋No.51
−特)を用い、アビセラーゼ活性の時と同様に
行つた。酵素力価は、上記の条件下で1分間に
1μmolのグルコースに相当する還元糖を生成す
る酵素量を1単位とした。
(4) セロビアーゼ活性
10mgセロビオース(関東化学社)、100μmol
リン酸緩衝液(PH7.0)を含む反応液1.0mlに適
当量のCMCアーゼを30℃で作用させた後、100
℃、2分処理しCMCアーゼを失活させた後、
生成グルコース量をムロターセ・GOD法
(Glucose C−Test、和光純薬工業社)で測定
した。酵素力価は、上記の条件下で1分間に
2μmolのグルコースを生成する酵素量を1単位
とした。
リン酸緩衝液(PH7.0)を含む反応液1.0mlに適
当量のCMCアーゼを30℃で作用させた後、100
℃、2分処理しCMCアーゼを失活させた後、
生成グルコース量をムロターセ・GOD法
(Glucose C−Test、和光純薬工業社)で測定
した。酵素力価は、上記の条件下で1分間に
2μmolのグルコースを生成する酵素量を1単位
とした。
(酵素学的性質)
(1) 作用
CMC、セルロース、濾紙、アビセル等の繊
維素によく作用し、これらを溶解せしめ、グル
コース等の還元糖を生成する。
維素によく作用し、これらを溶解せしめ、グル
コース等の還元糖を生成する。
(2) 基質特異性
本酵素は、CMCの他にも、セルロース粉末、
アビセル、及び濾紙に対する活性を有してい
た。
アビセル、及び濾紙に対する活性を有してい
た。
(3) 作用PH及び至適PH
作用PH範囲は、3〜12.5と極めて広範囲にわ
たる。最適PHは、7〜10と幅広く、4.5〜10.5
の範囲に於いても至適PHに於ける活性の50%以
上の相対活性を有しており、従つて過去に研究
されたアルカリセルラーゼの中でも最もアルカ
リ側で充分活性が発揮される酵素と言える(第
1図)。
たる。最適PHは、7〜10と幅広く、4.5〜10.5
の範囲に於いても至適PHに於ける活性の50%以
上の相対活性を有しており、従つて過去に研究
されたアルカリセルラーゼの中でも最もアルカ
リ側で充分活性が発揮される酵素と言える(第
1図)。
(4) PH安定性
各々のPHで30℃、1時間保持した後の残存活
性を測定し、PH安定性を調べた。その結果、PH
4.5〜12で極めて安定で失活せず、PH3.5〜12.5
に於いても、約50%以上の活性を維持してい
た。本酵素は、このように高アルカリ領域に於
いても充分に安定である(第2図)。
性を測定し、PH安定性を調べた。その結果、PH
4.5〜12で極めて安定で失活せず、PH3.5〜12.5
に於いても、約50%以上の活性を維持してい
た。本酵素は、このように高アルカリ領域に於
いても充分に安定である(第2図)。
(5) 最適温度
作用温度は、15〜80℃の広範囲にわたり、そ
の至適温度は65℃であつた。又、50〜75℃の範
囲に於いても、至適温度で活性の50%以上を有
していた(第3図)。なお、15℃においても30
℃における活性の40%以上の活性を有する(第
4図)。
の至適温度は65℃であつた。又、50〜75℃の範
囲に於いても、至適温度で活性の50%以上を有
していた(第3図)。なお、15℃においても30
℃における活性の40%以上の活性を有する(第
4図)。
(6) 温度安定性
至適PHに於いて、30分間各温度で処理した
後、残存活性を測定した結果、55℃では安定し
ており、65℃に於いても約50%の残存活性を有
していた(第5図)。
後、残存活性を測定した結果、55℃では安定し
ており、65℃に於いても約50%の残存活性を有
していた(第5図)。
(7) 分子量
本酵素をセフアデツクス G−100
(Sephadex G−100)によるゲル濾過法に基づ
き分子量を測定したところ、約1.8万及び5.0万
であつた。
(Sephadex G−100)によるゲル濾過法に基づ
き分子量を測定したところ、約1.8万及び5.0万
であつた。
(8) 金属イオンの影響
本酵素について、各種金属イオン(Al3+、
Fe3+、Ba2+、Ca2+、Cd2+、Co2+、Cr2+、
Cu2+、Fe2+、Hg2+、Mn2+、Mo2+、Ni2+、
Pb2+、Zn2+、Li+、K+、Na+)を活性測定時に
共存させて、その影響を検討した(K+、Na+
については濃度を50mMとし、他のイオンにつ
いては、1mMとした)。その結果、Hg2+で阻
害が、Ba2+、Ca2+、Co2+、Cd2+により活性化
が認められた。
Fe3+、Ba2+、Ca2+、Cd2+、Co2+、Cr2+、
Cu2+、Fe2+、Hg2+、Mn2+、Mo2+、Ni2+、
Pb2+、Zn2+、Li+、K+、Na+)を活性測定時に
共存させて、その影響を検討した(K+、Na+
については濃度を50mMとし、他のイオンにつ
いては、1mMとした)。その結果、Hg2+で阻
害が、Ba2+、Ca2+、Co2+、Cd2+により活性化
が認められた。
(9) 界面活性剤の影響
各種界面活性剤(例えば、LAS、AS、ES、
AOS、α−SFE、SAS、石鹸、ポリオキシエ
チレンセカンダリアルキルエーテル)の酵素活
性に及ぼす影響を調べた。本酵素を界面活性剤
0.05%溶液で30℃、15分間処理後、活性測定を
行つた。その結果、何れの界面活性剤によつて
も阻害を受けなかつた。強力なデタージエント
であるソデイウム・ドデシルサルフエートによ
つても活性の阻害は認められなかつた。
AOS、α−SFE、SAS、石鹸、ポリオキシエ
チレンセカンダリアルキルエーテル)の酵素活
性に及ぼす影響を調べた。本酵素を界面活性剤
0.05%溶液で30℃、15分間処理後、活性測定を
行つた。その結果、何れの界面活性剤によつて
も阻害を受けなかつた。強力なデタージエント
であるソデイウム・ドデシルサルフエートによ
つても活性の阻害は認められなかつた。
(10) プロテアーゼ耐性
洗剤用プロテアーゼ、例えばAPI−21(昭和
電工)、マクサターゼ(ギスト社)及びアルカ
ラーゼ(ノボ社)を、活性測定時に共存(0.1
mg/ml)させてその影響を調べたところ、何れ
のプロテアーゼに対しても強い耐性を有するこ
とがわかつた。
電工)、マクサターゼ(ギスト社)及びアルカ
ラーゼ(ノボ社)を、活性測定時に共存(0.1
mg/ml)させてその影響を調べたところ、何れ
のプロテアーゼに対しても強い耐性を有するこ
とがわかつた。
(11) キレート剤の影響
キレート剤EDTA、EGTA、トリポリリン
酸ソーダ、ゼオライト、クエン酸を活性測定時
に共存させ、その影響を検討したが、阻害は認
められなかつた。
酸ソーダ、ゼオライト、クエン酸を活性測定時
に共存させ、その影響を検討したが、阻害は認
められなかつた。
〔発明の効果〕
本発明の菌株、バチルス エスピーKSM−580
は中性で生育する菌株であるので、好アルカリ性
菌株と比べて容易にアルカリセルラーゼを工業的
に生産することができる。
は中性で生育する菌株であるので、好アルカリ性
菌株と比べて容易にアルカリセルラーゼを工業的
に生産することができる。
そして、本発明菌株により生産されるアルカリ
セルラーゼK−580は、従来のアルカリセルラー
ゼに比較して高アルカリ側(PH10)に至適PHを有
している。その上、PH4.5〜10.5の広範囲に於い
て、至適PHにおける活性の50%以上の活性を有し
ており更にPH4.5〜12に於いても極めて安定であ
る。
セルラーゼK−580は、従来のアルカリセルラー
ゼに比較して高アルカリ側(PH10)に至適PHを有
している。その上、PH4.5〜10.5の広範囲に於い
て、至適PHにおける活性の50%以上の活性を有し
ており更にPH4.5〜12に於いても極めて安定であ
る。
また、界面活性剤、プロテアーゼ、キレート剤
等の洗浄剤配合成分によつてもほとんど阻害を受
けない。したがつて、本酵素は洗浄剤組成物の配
合成分として有利に使用することができるもので
ある。
等の洗浄剤配合成分によつてもほとんど阻害を受
けない。したがつて、本酵素は洗浄剤組成物の配
合成分として有利に使用することができるもので
ある。
以下、実施例及び参考例を挙げ、本発明を更に
詳しく説明する。
詳しく説明する。
実施例 1
栃木県芳賀市貝町の土壌を薬匙一杯(約0.5
g)、減菌生理食塩水に懸濁し、80℃で10分間熱
処理した。この熱処理液の上清を適当に希釈し
て、分離用寒天培地(培地1)に塗布した。次い
で、これを30℃にて3日間培養し、集落を形成さ
せた。集落の周囲にCMCの溶解に基づく透明帯
を形成するものを選出し、CMCアーゼ生産菌を
取得した。更に、取得菌を培地2の液体培地に接
種し、30℃で3日間振盪培養した。培養後、遠心
分離した上清液についてCMCアーゼ活性を、PH
3〜13にて測定し、アルカリセルラーゼ生産菌を
スクリーニングした。
g)、減菌生理食塩水に懸濁し、80℃で10分間熱
処理した。この熱処理液の上清を適当に希釈し
て、分離用寒天培地(培地1)に塗布した。次い
で、これを30℃にて3日間培養し、集落を形成さ
せた。集落の周囲にCMCの溶解に基づく透明帯
を形成するものを選出し、CMCアーゼ生産菌を
取得した。更に、取得菌を培地2の液体培地に接
種し、30℃で3日間振盪培養した。培養後、遠心
分離した上清液についてCMCアーゼ活性を、PH
3〜13にて測定し、アルカリセルラーゼ生産菌を
スクリーニングした。
上述の方法により、本発明のバチルス エスピ
ーKSM−580株(FERM P−9013)を取得する
ことが出来た。
ーKSM−580株(FERM P−9013)を取得する
ことが出来た。
培地1
CMC 2%
ポリペプトン 0.5%
酵母エキス 0.05%
KH2PO4 0.1%
Na2HPO4・12H2O 0.25%
MgSO4・7H2O 0.02%寒 天 0.75%
PH6.8
培地2
CMC 1%
ポリペプトン 1%
酵母エキス 0.5%
KH2PO4 0.1%
Na2HPO4・12H2O 0.25%MgSO4・7H2O 0.02%
PH6.8
参考例 1
実施例1で得たバチルス エスピーKSM−580
株を同実施例の液体培地2に接種し、30℃で3日
間振盪培養した。培養後、菌体を遠心分離して除
き、粗酵素液を得た。この粗酵素液1に対して
ドライアイス−エタノール中で、3のエタノー
ルを加え、生じた沈澱を遠心分離し、更に凍結乾
燥を行ない、乾燥粉末として、アルカリセルラー
ゼ K−580(比活性*33単位/g)11gを得た。
株を同実施例の液体培地2に接種し、30℃で3日
間振盪培養した。培養後、菌体を遠心分離して除
き、粗酵素液を得た。この粗酵素液1に対して
ドライアイス−エタノール中で、3のエタノー
ルを加え、生じた沈澱を遠心分離し、更に凍結乾
燥を行ない、乾燥粉末として、アルカリセルラー
ゼ K−580(比活性*33単位/g)11gを得た。
*酵素活性はPH9に於ける測定値である。
参考例 2
CMCを蔗糖に代え、ポリペプトンを7%CSL
に代える以外は実施例1の液体培地2と同じ組成
の培地にバチルス エスピーKSM−580株を接種
し、30℃で2日間振盪培養した。この培養物を遠
心分離し、得られた上清のCMCアーゼ活性を測
定したところ60単位/であつた。
に代える以外は実施例1の液体培地2と同じ組成
の培地にバチルス エスピーKSM−580株を接種
し、30℃で2日間振盪培養した。この培養物を遠
心分離し、得られた上清のCMCアーゼ活性を測
定したところ60単位/であつた。
第1図は、酵素反応PHと相対活性の関係を示す
図面である。第2図は、酵素処理PHと相対活性の
関係を示す図面である。第3図は、酵素反応温度
と相対活性の関係を示す図面である。第4図は、
30℃における活性に対する20℃及び15℃の活性を
示す図面である。第5図は、酵素処理温度と相対
活性の関係を示す図面である。
図面である。第2図は、酵素処理PHと相対活性の
関係を示す図面である。第3図は、酵素反応温度
と相対活性の関係を示す図面である。第4図は、
30℃における活性に対する20℃及び15℃の活性を
示す図面である。第5図は、酵素処理温度と相対
活性の関係を示す図面である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 生育PH範囲がPH5〜11で、かつ次の酵素学的
性質を有するアルカリセルラーゼK−580を生産
するバチルス エスピーKSM−580。 (1) 作用 カルボキシメチルセルロース、セルロース、
紙、アビセル等の繊維素によく作用し、これ
らを溶解せしめ、グルコース等の還元糖を生成
する。 (2) 基質特異性 カルボキシメチルセルロースの他にも、セル
ロースパウダー、アビセル、及び紙に対する
活性を有する。 (3) 作用PH及び至適PH 作用PH範囲は、3〜12.5である。最適PHは、
7〜10であり、4.5〜10.5の範囲に於いても至
適PHに於ける活性の50%以上の相対活性を有す
る。 (4) PH安定性 PH4.5〜12で極めて安定で失活せず、PH3.5〜
12.5に於いても、約50%以上の活性を維持す
る。 (5) 最適温度 作用温度は、15〜80℃の広範囲にわたり、そ
の至適温度は65℃である。又、50〜75℃の範囲
に於いても、至適温度での活性の50%以上を有
する。 (6) 分子量 約1.8万と約5万に分子量のピークを有する
(セフアデツクスG100を用いるゲル濾過法によ
る)。 (7) 金属イオンの影響 Hg2+により阻害され、Ba2+、Ca2+、Cd2+、
Co2+により活性化される。 (8) 界面活性剤の影響 LAS、AS、BS、AOS、α−SFE、SAS、
石鹸、ポリオキシエチレンセカンダリアルキル
エーテルはほとんど活性を阻害しない。 (9) プロテアーゼ耐性 プロテアーゼに対して耐性を有する。 (10) キレート剤の影響 BDTA、BGTA、クエン酸、トリポリリン
酸ソーダ、ゼオライトは活性を阻害しない。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SG1995903654A SG28337G (en) | 1986-11-27 | 1987-11-24 | Alkaline cellulases and microorganisms capable of producing same |
| ES87117314T ES2056807T3 (es) | 1986-11-27 | 1987-11-24 | Celulasas alcalinas y microorganismos capaces de producirlas. |
| DE3789940T DE3789940T2 (de) | 1986-11-27 | 1987-11-24 | Alkalische Cellulasen und Mikroorganismen, fähig zu ihrer Herstellung. |
| EP87117314A EP0269977B1 (en) | 1986-11-27 | 1987-11-24 | Alkaline cellulases and microorganisms capable of producing same |
| US07/126,005 US4962030A (en) | 1986-11-27 | 1987-11-27 | Alkaline cellulases and microorganisms capable of producing same |
| PH36143A PH26128A (en) | 1986-11-28 | 1987-11-27 | Alkaline cellulases and micro-organisms capable of producing same |
| MYPI87003152A MY102262A (en) | 1986-11-27 | 1987-12-03 | Alkaline cellulases and microorganisms capable of producing same |
| HK48195A HK48195A (en) | 1986-11-27 | 1995-03-30 | Alkaline cellulases and microorganisms capable of producing same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28374386 | 1986-11-28 | ||
| JP61-283743 | 1986-11-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63240777A JPS63240777A (ja) | 1988-10-06 |
| JPH0329387B2 true JPH0329387B2 (ja) | 1991-04-24 |
Family
ID=17669532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6859787A Granted JPS63240777A (ja) | 1986-11-27 | 1987-03-23 | アルカリセルラ−ゼを産生する微生物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63240777A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002224648A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-13 | Sangaku Renkei Kiko Kyushu:Kk | 紙類分解処理装置 |
-
1987
- 1987-03-23 JP JP6859787A patent/JPS63240777A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63240777A (ja) | 1988-10-06 |
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