JPH0369509B2 - - Google Patents
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Description
本発明は新規アミラーゼ、その製法およびそれ
を用いてマルトペンタオースを製造する方法に関
する。 従来、マルトペンタオースは各種アミラーゼに
よる澱粉またはアミロースの加水分解によつて製
造されていた。しかしながら、この従来法に使用
されるアミラーゼとして、たとえばアミロースか
らマルトペンタオースを33.3%程度生成するもの
が知られている〔Archives of Biochemistry
and Biophysics,155 290−298(1973)〕が、こ
のアミラーゼを用いて得られる分解生成物中には
マルトペンタオース以外のマルトオリゴ糖も含ま
れ、マルトペンタオース生成アミラーゼとしては
満足し得るものではない。 マルトペンタオースは近年血中アミラーゼ測定
用の基質として利用される等その利用範囲が拡大
し、大量生産が期待されている。しかし、上記の
如く、従来法ではその要請に十分には応じられな
い。 そこで本発明者らは、マルトペンタオース生産
能のすぐれたアミラーゼを検索すべく研究を重ね
た結果、本発明者らが土壌より分離したバチル
ス・セレウス(Bacillus cereus)NY−14を好気
的に培養することによりマルトペンタオース生産
能を有するアミラーゼが菌体外に生産・蓄積され
ること、しかもこのアミラーゼを澱粉等に作用さ
せるとマルトペンタオースを60%以上の高比率で
生成することを見出し、この知見に基いて本発明
医を完成したのである。 本発明は、第1に下記の性質を有する新規アミ
ラーゼに関する。 (1) 1%可溶性澱粉0.5mlおよび50mM酢酸緩衝
液(PH6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに本酵
素0.25mlを作用させると5分後に澱粉から38%
のマルトペンタオースが、また2時間後に67%
のマルトペンタオースが生成する。 (2) 本酵素は可溶性澱粉、アミロペクチン、アミ
ロース、デキストリン、マルトヘキサオースに
作用し、ブルラン、デキストラン、β−サイク
ロデキストリン、マルトペンタオースからマル
トースまでのオリゴ糖には作用しない。 (3) 本酵素は30℃にてPH6〜7が至適であり、PH
6〜10で安定である。 (4) 本酵素の至適温度はPH6.0で50〜55℃である。 (5) 本酵素はPH5以下30℃で1時間または4℃で
24時間放置すると失活する。また、70℃では30
分間の加熱により失活する。 (6) 本酵素は4℃の50mM酢酸緩衝液(PH6.0)
に対して24時間透析することにより完全に失活
し、失活酵素はCaCl2を添加しても賦活しな
い。また、同じ緩衝液で10mM CaCl2を含む
溶液に対して透析するときは失活がない。 (7) 本酵素の分子量は約90000(SDS−アクリルア
ミドゲル電気泳動による)である。 第2の本発明は、バチルス属に属し、上記の性
質を有する新規アミラーゼ生産能を有する微生物
を培養し、培養物中に該アミラーゼを蓄積せし
め、これを採取することを特徴とする新規アミラ
ーゼの製造法である。 第3の本発明は、α−1,4−グルコシド結合
を含むポリサツカライドまたはオリゴサツカライ
ドに上記の性質を有する新規アミラーゼを作用さ
せることを特徴とするマルトペンタオースの製造
方法に関する。 本発明の新規アミラーゼの生産菌として用いら
れる微生物はバチルス属に属し、上記した性質を
有するアミラーゼを生産する能力を有するもので
あればよく、たとえば本発明者らが土壌中から分
離したバチルス・セレウスNY−14があげられ
る。本菌の菌学的性質は次に示す通りである。 形態的性質 細胞の形および大きさ 0.5%塩化ナトリウム肉汁培地に30℃、24
時間好気的に培養した細胞は1μ×3.0〜4.0μ
の長桿菌で単独または2個から多い時は5〜
6個連鎖して存在する。 連動性の有無 運動性は無い。鞭毛も無い。 胞子の形成 有り。0.7〜0.8μの楕円形で、中央または
中央に近い所にある。胞子のう細胞はふくら
まない。 グラム染色性 陽性である。 各種培地における生育状態 肉汁寒天平板培養(30℃、48時間) 集落は拡張性で表面は平らで粗く、また周
縁は耳状で灰色がかつた白色。 肉汁寒天斜面培養(30℃、48時間) 生育は豊かで粗く、不透明、拡張性で周縁
生育は裂状。粘着性は無い。 肉汁穿刺培養(30℃、5日間) 生育は表面一面に厚く、また穿刺線に沿つ
てのみ生育する。 肉汁液体培養(30℃、5日間) 生育は良好で、液は透明で沈査ができ、菌
膜は生産せず、くずれやすい菌環を形成す
る。色素は生成しない。 0.5%塩化ナトリウム肉汁寒天平板培養
(30℃、48時間) 集落の形は不規則で表面は平らで粗く、ま
た周縁は耳状で灰色がかつた白色。コンマの
形をした集落はない。 0.5%塩化ナトリウム肉汁寒天斜面培養
(30℃、48時間) 生育は豊かで粗く、不透明、拡張性で周縁
生育は裂状。粘着性は無い。 0.5%塩化ナトリウム肉汁穿刺培養(30℃、
5日間) 生育は表面一面に厚く、また穿刺線に沿つ
てのみ生育する。 0.5%塩化ナトリウム肉汁液体培養(30℃、
5日間) 生育は良好で液は濁り、沈査ができる。菌
膜、色素は産生しない。 ミルク寒天平板培養(30℃、24時間) カゼインの水解帯は広い。 肉汁ゼラチン穿刺培養(20℃、7日間) 噴火状ないし層状に迅速に液化する。 生理学的性質 硝酸塩の還元:還元する VPテスト:アセチルメチルカルビノール
を生ずる MRテスト:陽性 クエン酸の利用:利用する インドールの生成:生成しない 硫化水素の生成:生成する アンモニアの生成:生成する ミルクに対する作用:凝固する カタラーゼ:陽性 生育の範囲:PH5.2〜10.2、温度7〜37℃ 酸素に対する態度:好気的、嫌気性条件下
でグルコースに生育する。 O−Fテスト:嫌気的にも糖(グルコー
ス)を分解して酸を生成する。 サブロー・デキストロース培養液/寒天斜
面培養での生育:生育する 糖類から酸およびガスの生成の有無:D−
キスロース、L−アラビノース、L−ラムノ
ース、マンニトール、D−ラフイノース、グ
リセロース、D−ガラクトース、D−マンノ
ース、乳糖、シヨ糖には生育しない。 可溶性澱粉、D−グルコース、D−フルク
トース、トレハロース、サリシン、麦芽糖に
生育し、酸を生成するが、ガスの発生はな
い。 0.001%リゾチーム中での生育:生育する 0.02%アザイド中での生育:生育する 7%食塩中での生育:生育する 以上に示した性質をバージエイズ・マニユア
ル・オブ・デターミナテイブ・バクテリオロジー
第8版(1974年)(Bergey′s Mannual of
Deerminative Bacteriology 8th ed.1974)に照
合すると、本菌はバチルス・セレウスに属してお
り、本発明者らは本菌をバチルス・セレウスNY
−14と命名した。本菌は工業技術院微生物工業技
術研究所にFERM P−6648(FERM BP−329)
として寄託されている。なお、前述した如く、本
発明において使用する微生物はバチルス属に属
し、上記した性質を有するアミラーゼの生産能力
を有するものであればよく、バチルス・セレウス
NY−14およびその変種、変異種に限定されるも
のではない。 本発明の新規アミラーゼを生産するための微生
物の培養は通常の微生物が利用し得る栄養物を含
有する培地で行なう。具体的には、新規アミラー
ゼの生産のためには、α−1,4−グルコシド結
合を含むポリサツカライドまたはオリゴサツカラ
イド、たとえば各種澱粉、アミロペクチン、アミ
ロース、デキストリン、マルトヘキサオース等が
必要である。したがつて、バチルス・セレウス
NY−14の培地にはこれらポリサツカライドまた
はオリゴサツカライドの1種またはそれ以上と菌
の生育に必要な他の成分、たとえば有機・無機の
窒素源;有機・無機の塩類;ビタミン等を適宜含
有するものが使用される。 本発明で用いる微生物の培養条件については、
使用する菌等によつて異なるが、目的とする新規
アミラーゼの生産量が最大になるように選定すべ
きであり、具体的にはバチルス・セレウスNY−
14株の場合、培地のPHを8.0、培養温度は30℃、
培養時間は24時間程度が適当であり、好気的培養
を行なう。培地に加えるポリサツカライドまたは
オリゴサツカライドの量は、たとえば可溶性澱粉
の場合、0.5〜2%の範囲が有効である。 培養終了後、培養液から新規アミラーゼを採
取・精製するには既知の適当な方法を組合せて行
なうことができる。たとえば、濾過、遠心分離等
の適当な手段によつて培養物から固形分を除いて
上清液を得、該上清液を硫安分画、ゲル濾過やイ
オン交換などのクロマトグラフイー等にかけてア
ミラーゼの精製品を得ることができる。 このようにして得られるアミラーゼは以下のよ
うな性質を有している。 (1) 作用 1%可溶性澱粉0.5ml、50mM酢酸緩衝液
(PH6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに本酵素
0.25ml(1.87U、活性測定法は下記(4)に示す力
価測定法にしたがつた。)を作用させると、反
応5分後には澱粉から38%、2時間後には67%
のマルトペンタオースが生成する。 (2) 基質特異性 本酵素は可溶性澱粉、アミロペクチン、アミ
ロース、デキストリン、マルトヘキサオースに
作用し、ブルラン、デキストラン、β−サイク
ロデキストリン、マルトペンタオースからマル
トースまでのオリゴ糖には作用しない。 (3) 至適PHおよび安定PH 本酵素は30℃にてPH6〜7が至適であり、PH
6〜10で安定である。PH値とアミラーゼ活性と
の関係は第1図に示す如くであり、その測定方
法は以下の条件下で下記(4)に示す力価測定法に
したがつた。 測定条件:温度30℃、PH4.0〜6.0では0.5M酢酸
緩衝液、PH6.0〜8.0では0.5Mリン酸緩衝液、
PH8.0〜9.0では0.5Mトリス緩衝液、PH9.0〜
10.0では0.5Mグリシン緩衝液を使用。 (4) 力価測定法 1%可溶性澱粉0.5mlに対し50mM酢酸緩衝
液(PH6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに酵素
液0.25mlを加えて30℃で適当時間反応させた
後、反応液の0.2mlを0.4mlのジニトロサリチル
酸(DNS試薬)液に加え、5分間沸騰水浴中
で加熱した後、水1.8mlを加えて540μmにて比
色する。そして1分間に1μmolのグルコース相
当の還元力を生成する酵素量を1単位(U)と
した。 (5) 作用適温の範囲 本酵素の至適温度は第2図に示す如くPH6.0
で50〜55℃にある。なお、温度とアミラーゼ活
性との関係の測定は反応温度を30〜80℃に変化
させたこと以外は上記(4)の測定法にしたがつ
た。 (6) PH、温度などによる失活の条件 本酵素はPH5以下30℃で1時間または4℃で
24時間放置すると失活する。また、70℃では30
分間の加熱により失活する。 (7) 阻害、活性化および安定化 本酵素は4℃の50mM酢酸緩衝液(PH6.0)
に対して24時間透析することにより完全に失活
し、失活酵素はCaCl2を添加しても賦活しな
い。また、同じ緩衝液で10mM CaCl2を含む
溶液に対して透析するときは失活がない。 本酵素の各種金属イオン(最終濃度1×
10-3M)に対する影響(30℃、10分間処理)を
第1表に示す。表から明らかなように、鉄、
銅、水銀、銀、亜鉛、カドミウムに阻害作用が
認められた。 第 1 表 金属化合物 相対活性(%) − 100 MgCl2 90 FeSO4 2 CoCl2 114 CuCl2 0 HgCl2 1 LiCl 107 BaCO3 95 ZnSO4 63 CaCl2 109 NiCl2 102 CdCl2 57 AgNO3 7 (8) 精製方法 5の三角フラスコによる液体培養によつて
得られた培養液を濾過し、この瀘液を粗酵素液
として使用した。1ml当り活性0.533単位の粗
酵素液950mlを水冷し、0〜5℃に保ちながら
硫安を添加し、0.6から0.7飽和の間で沈でん画
分を採取する。得られた沈でんを少量の50mM
酢酸緩衝液(PH6.0、10mM CaCl2含有)に溶
解後、0〜5℃の温度で同緩衝液で1昼夜透析
膜で透析を行なう。透析された酵素液中に生じ
た不溶物はさらに遠心分離等によつて除去す
る。次いで、本酵素を50mM酢酸緩衝液(PH
6.0、10mM CaCl2含有)により平衡化したセ
フアデツクスG−100カラム(カラム容積1.5×
27.5cm)に載せ、同緩衝液で液出する。このよ
うにして得られた活性画分は凍結乾燥により粉
末とする。 上記の方法により精製された酵素はポリアク
リルアミドゲルによる電気泳動で単一であつ
た。また、その比活性は525.6(単位/mg蛋白)
であつた。 (9) 分子量 SDS−アクリルアミドゲル電気泳動
(Methods in Enzymology、Vol.26、3〜27
頁、1972年)によると、本酵素は分子量が約
90000である。 (10) ポリアクリルアミドデイスク電気泳動 デイビスの原法〔B.J.Davis,Ann.New
York Acad.Sci.,121、Art2,404(1964)〕を
参考にしてトリス−グリシン緩衝液(PH8.3)
中7.5%の標準ゲルにて3mA/1本で90分間
泳動し、その後クマシーブルーにて染色する
と、本酵素は第3図の如く1つのバンドを示し
た。 なお、マルトペンタオースの比率は高速液体
クロマトグラフイーで調べ、蛋白質は牛血清ア
ルブミンを標準としてローリー法で測定した。 本発明の方法によつて得られらアミラーゼは澱
粉等から高比率でマルトペンタオースを生成する
ことができる。すなわち、α−1,4−グルコシ
ド結合を含むポリサツカライドまたはオリゴサツ
カライド、たとえば各種澱粉、アミロペクチン、
アミロース、デキストリン、マルトヘキサオース
などに上記本発明のアミラーゼを作用させると、
反応液中にマルトペンタオースが生成・蓄積す
る。反応はマルトペンタオースの生成量が最大と
なるような条件下で行なうべきであり、上記アミ
ラーゼの性質を考慮して適宜決定すればよい。 反応終了後、加熱してアミラーゼを失活させて
反応を停止し、反応液をゲル濾過やイオン交換な
どのクロマトグラフイー等にかけることによつて
マルトペンタオースの精製品を得ることができ
る。 本発明によれば、マルトペンタオースを効率よ
く大量に生産することが可能であり、前記した用
途をはじめマルトペンタオースの利用分野の拡大
が期待される。しかも、本発明の方法は従来法と
異なりマルトペンタオース以外の物質の副生が少
ないため、精製操作が容易であるという特色を有
している。 次に、本発明を実施例により詳しく説明する。 なお、実施例における炭水化物量はフエノー
ル・硫酸法によりグルコース換算で示し、糖の分
析には高速液体クロマトグラフイーと以下の方法
によるペーパークロマトグラフイーを実施した。
糖含有液の一定量を東洋瀘紙No.5(19×19cm)に
スポツトし、密閉容器中で65%n−プロピルアル
コールを展開剤として70℃で上昇法により2回展
開した。展開後、グルコアミラーゼで40℃、30分
間処理して各オリゴ糖を加水分解させ、アルカリ
性アセトン−硝酸銀浸漬法により発色させた。マ
ルトペンタオースの生成量は上記方法で培養液も
しくは反応液をペーパークロマトグラフイーによ
り展開後、グルコアミラーゼ処理をしたものにつ
いてマルトペンタオース相当部分を切り抜き、
100℃で15分間熱水抽出したものについてフエノ
ール−硫酸法でグルコース換算で測定し、マルト
ペンタオース重量とした。また、必要に応じて高
速液体クロマトグラフイーも併用した。アミラー
ゼ活性は1%可溶性澱粉0.5mlに対し、50mM酢
酸緩衝液(PH6.0、10mMCaCl2含有)0.25mlに酵
素液0.25mlを加えて30℃で適当時間反応医させた
後、反応液の0.2mlを0.4mlのジニトロサリチル酸
液に加え、5分間沸騰水浴中で加熱した後水1.8
mlを加えて540μmにて比色し、1分間に1μmolの
グルコース相当の還元力を生成する酵素量を1単
位とした。 実施例 1 各種炭水化物0.5%、ペプトン1%、食塩0.5%
を含む培地(PH8.0)10mlを試験管(21×210mm)
に分注して殺菌後、バチルス・セレウスNY−14
(FERM BP−329)を1白金耳接種して30℃で
24時間振とう(250rpm、振幅20mm)培養した。 培養終了後、培養物を濾過して菌体を除去した
上清中のアミラーゼ活性を測定した。結果を第2
表に示す。
を用いてマルトペンタオースを製造する方法に関
する。 従来、マルトペンタオースは各種アミラーゼに
よる澱粉またはアミロースの加水分解によつて製
造されていた。しかしながら、この従来法に使用
されるアミラーゼとして、たとえばアミロースか
らマルトペンタオースを33.3%程度生成するもの
が知られている〔Archives of Biochemistry
and Biophysics,155 290−298(1973)〕が、こ
のアミラーゼを用いて得られる分解生成物中には
マルトペンタオース以外のマルトオリゴ糖も含ま
れ、マルトペンタオース生成アミラーゼとしては
満足し得るものではない。 マルトペンタオースは近年血中アミラーゼ測定
用の基質として利用される等その利用範囲が拡大
し、大量生産が期待されている。しかし、上記の
如く、従来法ではその要請に十分には応じられな
い。 そこで本発明者らは、マルトペンタオース生産
能のすぐれたアミラーゼを検索すべく研究を重ね
た結果、本発明者らが土壌より分離したバチル
ス・セレウス(Bacillus cereus)NY−14を好気
的に培養することによりマルトペンタオース生産
能を有するアミラーゼが菌体外に生産・蓄積され
ること、しかもこのアミラーゼを澱粉等に作用さ
せるとマルトペンタオースを60%以上の高比率で
生成することを見出し、この知見に基いて本発明
医を完成したのである。 本発明は、第1に下記の性質を有する新規アミ
ラーゼに関する。 (1) 1%可溶性澱粉0.5mlおよび50mM酢酸緩衝
液(PH6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに本酵
素0.25mlを作用させると5分後に澱粉から38%
のマルトペンタオースが、また2時間後に67%
のマルトペンタオースが生成する。 (2) 本酵素は可溶性澱粉、アミロペクチン、アミ
ロース、デキストリン、マルトヘキサオースに
作用し、ブルラン、デキストラン、β−サイク
ロデキストリン、マルトペンタオースからマル
トースまでのオリゴ糖には作用しない。 (3) 本酵素は30℃にてPH6〜7が至適であり、PH
6〜10で安定である。 (4) 本酵素の至適温度はPH6.0で50〜55℃である。 (5) 本酵素はPH5以下30℃で1時間または4℃で
24時間放置すると失活する。また、70℃では30
分間の加熱により失活する。 (6) 本酵素は4℃の50mM酢酸緩衝液(PH6.0)
に対して24時間透析することにより完全に失活
し、失活酵素はCaCl2を添加しても賦活しな
い。また、同じ緩衝液で10mM CaCl2を含む
溶液に対して透析するときは失活がない。 (7) 本酵素の分子量は約90000(SDS−アクリルア
ミドゲル電気泳動による)である。 第2の本発明は、バチルス属に属し、上記の性
質を有する新規アミラーゼ生産能を有する微生物
を培養し、培養物中に該アミラーゼを蓄積せし
め、これを採取することを特徴とする新規アミラ
ーゼの製造法である。 第3の本発明は、α−1,4−グルコシド結合
を含むポリサツカライドまたはオリゴサツカライ
ドに上記の性質を有する新規アミラーゼを作用さ
せることを特徴とするマルトペンタオースの製造
方法に関する。 本発明の新規アミラーゼの生産菌として用いら
れる微生物はバチルス属に属し、上記した性質を
有するアミラーゼを生産する能力を有するもので
あればよく、たとえば本発明者らが土壌中から分
離したバチルス・セレウスNY−14があげられ
る。本菌の菌学的性質は次に示す通りである。 形態的性質 細胞の形および大きさ 0.5%塩化ナトリウム肉汁培地に30℃、24
時間好気的に培養した細胞は1μ×3.0〜4.0μ
の長桿菌で単独または2個から多い時は5〜
6個連鎖して存在する。 連動性の有無 運動性は無い。鞭毛も無い。 胞子の形成 有り。0.7〜0.8μの楕円形で、中央または
中央に近い所にある。胞子のう細胞はふくら
まない。 グラム染色性 陽性である。 各種培地における生育状態 肉汁寒天平板培養(30℃、48時間) 集落は拡張性で表面は平らで粗く、また周
縁は耳状で灰色がかつた白色。 肉汁寒天斜面培養(30℃、48時間) 生育は豊かで粗く、不透明、拡張性で周縁
生育は裂状。粘着性は無い。 肉汁穿刺培養(30℃、5日間) 生育は表面一面に厚く、また穿刺線に沿つ
てのみ生育する。 肉汁液体培養(30℃、5日間) 生育は良好で、液は透明で沈査ができ、菌
膜は生産せず、くずれやすい菌環を形成す
る。色素は生成しない。 0.5%塩化ナトリウム肉汁寒天平板培養
(30℃、48時間) 集落の形は不規則で表面は平らで粗く、ま
た周縁は耳状で灰色がかつた白色。コンマの
形をした集落はない。 0.5%塩化ナトリウム肉汁寒天斜面培養
(30℃、48時間) 生育は豊かで粗く、不透明、拡張性で周縁
生育は裂状。粘着性は無い。 0.5%塩化ナトリウム肉汁穿刺培養(30℃、
5日間) 生育は表面一面に厚く、また穿刺線に沿つ
てのみ生育する。 0.5%塩化ナトリウム肉汁液体培養(30℃、
5日間) 生育は良好で液は濁り、沈査ができる。菌
膜、色素は産生しない。 ミルク寒天平板培養(30℃、24時間) カゼインの水解帯は広い。 肉汁ゼラチン穿刺培養(20℃、7日間) 噴火状ないし層状に迅速に液化する。 生理学的性質 硝酸塩の還元:還元する VPテスト:アセチルメチルカルビノール
を生ずる MRテスト:陽性 クエン酸の利用:利用する インドールの生成:生成しない 硫化水素の生成:生成する アンモニアの生成:生成する ミルクに対する作用:凝固する カタラーゼ:陽性 生育の範囲:PH5.2〜10.2、温度7〜37℃ 酸素に対する態度:好気的、嫌気性条件下
でグルコースに生育する。 O−Fテスト:嫌気的にも糖(グルコー
ス)を分解して酸を生成する。 サブロー・デキストロース培養液/寒天斜
面培養での生育:生育する 糖類から酸およびガスの生成の有無:D−
キスロース、L−アラビノース、L−ラムノ
ース、マンニトール、D−ラフイノース、グ
リセロース、D−ガラクトース、D−マンノ
ース、乳糖、シヨ糖には生育しない。 可溶性澱粉、D−グルコース、D−フルク
トース、トレハロース、サリシン、麦芽糖に
生育し、酸を生成するが、ガスの発生はな
い。 0.001%リゾチーム中での生育:生育する 0.02%アザイド中での生育:生育する 7%食塩中での生育:生育する 以上に示した性質をバージエイズ・マニユア
ル・オブ・デターミナテイブ・バクテリオロジー
第8版(1974年)(Bergey′s Mannual of
Deerminative Bacteriology 8th ed.1974)に照
合すると、本菌はバチルス・セレウスに属してお
り、本発明者らは本菌をバチルス・セレウスNY
−14と命名した。本菌は工業技術院微生物工業技
術研究所にFERM P−6648(FERM BP−329)
として寄託されている。なお、前述した如く、本
発明において使用する微生物はバチルス属に属
し、上記した性質を有するアミラーゼの生産能力
を有するものであればよく、バチルス・セレウス
NY−14およびその変種、変異種に限定されるも
のではない。 本発明の新規アミラーゼを生産するための微生
物の培養は通常の微生物が利用し得る栄養物を含
有する培地で行なう。具体的には、新規アミラー
ゼの生産のためには、α−1,4−グルコシド結
合を含むポリサツカライドまたはオリゴサツカラ
イド、たとえば各種澱粉、アミロペクチン、アミ
ロース、デキストリン、マルトヘキサオース等が
必要である。したがつて、バチルス・セレウス
NY−14の培地にはこれらポリサツカライドまた
はオリゴサツカライドの1種またはそれ以上と菌
の生育に必要な他の成分、たとえば有機・無機の
窒素源;有機・無機の塩類;ビタミン等を適宜含
有するものが使用される。 本発明で用いる微生物の培養条件については、
使用する菌等によつて異なるが、目的とする新規
アミラーゼの生産量が最大になるように選定すべ
きであり、具体的にはバチルス・セレウスNY−
14株の場合、培地のPHを8.0、培養温度は30℃、
培養時間は24時間程度が適当であり、好気的培養
を行なう。培地に加えるポリサツカライドまたは
オリゴサツカライドの量は、たとえば可溶性澱粉
の場合、0.5〜2%の範囲が有効である。 培養終了後、培養液から新規アミラーゼを採
取・精製するには既知の適当な方法を組合せて行
なうことができる。たとえば、濾過、遠心分離等
の適当な手段によつて培養物から固形分を除いて
上清液を得、該上清液を硫安分画、ゲル濾過やイ
オン交換などのクロマトグラフイー等にかけてア
ミラーゼの精製品を得ることができる。 このようにして得られるアミラーゼは以下のよ
うな性質を有している。 (1) 作用 1%可溶性澱粉0.5ml、50mM酢酸緩衝液
(PH6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに本酵素
0.25ml(1.87U、活性測定法は下記(4)に示す力
価測定法にしたがつた。)を作用させると、反
応5分後には澱粉から38%、2時間後には67%
のマルトペンタオースが生成する。 (2) 基質特異性 本酵素は可溶性澱粉、アミロペクチン、アミ
ロース、デキストリン、マルトヘキサオースに
作用し、ブルラン、デキストラン、β−サイク
ロデキストリン、マルトペンタオースからマル
トースまでのオリゴ糖には作用しない。 (3) 至適PHおよび安定PH 本酵素は30℃にてPH6〜7が至適であり、PH
6〜10で安定である。PH値とアミラーゼ活性と
の関係は第1図に示す如くであり、その測定方
法は以下の条件下で下記(4)に示す力価測定法に
したがつた。 測定条件:温度30℃、PH4.0〜6.0では0.5M酢酸
緩衝液、PH6.0〜8.0では0.5Mリン酸緩衝液、
PH8.0〜9.0では0.5Mトリス緩衝液、PH9.0〜
10.0では0.5Mグリシン緩衝液を使用。 (4) 力価測定法 1%可溶性澱粉0.5mlに対し50mM酢酸緩衝
液(PH6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに酵素
液0.25mlを加えて30℃で適当時間反応させた
後、反応液の0.2mlを0.4mlのジニトロサリチル
酸(DNS試薬)液に加え、5分間沸騰水浴中
で加熱した後、水1.8mlを加えて540μmにて比
色する。そして1分間に1μmolのグルコース相
当の還元力を生成する酵素量を1単位(U)と
した。 (5) 作用適温の範囲 本酵素の至適温度は第2図に示す如くPH6.0
で50〜55℃にある。なお、温度とアミラーゼ活
性との関係の測定は反応温度を30〜80℃に変化
させたこと以外は上記(4)の測定法にしたがつ
た。 (6) PH、温度などによる失活の条件 本酵素はPH5以下30℃で1時間または4℃で
24時間放置すると失活する。また、70℃では30
分間の加熱により失活する。 (7) 阻害、活性化および安定化 本酵素は4℃の50mM酢酸緩衝液(PH6.0)
に対して24時間透析することにより完全に失活
し、失活酵素はCaCl2を添加しても賦活しな
い。また、同じ緩衝液で10mM CaCl2を含む
溶液に対して透析するときは失活がない。 本酵素の各種金属イオン(最終濃度1×
10-3M)に対する影響(30℃、10分間処理)を
第1表に示す。表から明らかなように、鉄、
銅、水銀、銀、亜鉛、カドミウムに阻害作用が
認められた。 第 1 表 金属化合物 相対活性(%) − 100 MgCl2 90 FeSO4 2 CoCl2 114 CuCl2 0 HgCl2 1 LiCl 107 BaCO3 95 ZnSO4 63 CaCl2 109 NiCl2 102 CdCl2 57 AgNO3 7 (8) 精製方法 5の三角フラスコによる液体培養によつて
得られた培養液を濾過し、この瀘液を粗酵素液
として使用した。1ml当り活性0.533単位の粗
酵素液950mlを水冷し、0〜5℃に保ちながら
硫安を添加し、0.6から0.7飽和の間で沈でん画
分を採取する。得られた沈でんを少量の50mM
酢酸緩衝液(PH6.0、10mM CaCl2含有)に溶
解後、0〜5℃の温度で同緩衝液で1昼夜透析
膜で透析を行なう。透析された酵素液中に生じ
た不溶物はさらに遠心分離等によつて除去す
る。次いで、本酵素を50mM酢酸緩衝液(PH
6.0、10mM CaCl2含有)により平衡化したセ
フアデツクスG−100カラム(カラム容積1.5×
27.5cm)に載せ、同緩衝液で液出する。このよ
うにして得られた活性画分は凍結乾燥により粉
末とする。 上記の方法により精製された酵素はポリアク
リルアミドゲルによる電気泳動で単一であつ
た。また、その比活性は525.6(単位/mg蛋白)
であつた。 (9) 分子量 SDS−アクリルアミドゲル電気泳動
(Methods in Enzymology、Vol.26、3〜27
頁、1972年)によると、本酵素は分子量が約
90000である。 (10) ポリアクリルアミドデイスク電気泳動 デイビスの原法〔B.J.Davis,Ann.New
York Acad.Sci.,121、Art2,404(1964)〕を
参考にしてトリス−グリシン緩衝液(PH8.3)
中7.5%の標準ゲルにて3mA/1本で90分間
泳動し、その後クマシーブルーにて染色する
と、本酵素は第3図の如く1つのバンドを示し
た。 なお、マルトペンタオースの比率は高速液体
クロマトグラフイーで調べ、蛋白質は牛血清ア
ルブミンを標準としてローリー法で測定した。 本発明の方法によつて得られらアミラーゼは澱
粉等から高比率でマルトペンタオースを生成する
ことができる。すなわち、α−1,4−グルコシ
ド結合を含むポリサツカライドまたはオリゴサツ
カライド、たとえば各種澱粉、アミロペクチン、
アミロース、デキストリン、マルトヘキサオース
などに上記本発明のアミラーゼを作用させると、
反応液中にマルトペンタオースが生成・蓄積す
る。反応はマルトペンタオースの生成量が最大と
なるような条件下で行なうべきであり、上記アミ
ラーゼの性質を考慮して適宜決定すればよい。 反応終了後、加熱してアミラーゼを失活させて
反応を停止し、反応液をゲル濾過やイオン交換な
どのクロマトグラフイー等にかけることによつて
マルトペンタオースの精製品を得ることができ
る。 本発明によれば、マルトペンタオースを効率よ
く大量に生産することが可能であり、前記した用
途をはじめマルトペンタオースの利用分野の拡大
が期待される。しかも、本発明の方法は従来法と
異なりマルトペンタオース以外の物質の副生が少
ないため、精製操作が容易であるという特色を有
している。 次に、本発明を実施例により詳しく説明する。 なお、実施例における炭水化物量はフエノー
ル・硫酸法によりグルコース換算で示し、糖の分
析には高速液体クロマトグラフイーと以下の方法
によるペーパークロマトグラフイーを実施した。
糖含有液の一定量を東洋瀘紙No.5(19×19cm)に
スポツトし、密閉容器中で65%n−プロピルアル
コールを展開剤として70℃で上昇法により2回展
開した。展開後、グルコアミラーゼで40℃、30分
間処理して各オリゴ糖を加水分解させ、アルカリ
性アセトン−硝酸銀浸漬法により発色させた。マ
ルトペンタオースの生成量は上記方法で培養液も
しくは反応液をペーパークロマトグラフイーによ
り展開後、グルコアミラーゼ処理をしたものにつ
いてマルトペンタオース相当部分を切り抜き、
100℃で15分間熱水抽出したものについてフエノ
ール−硫酸法でグルコース換算で測定し、マルト
ペンタオース重量とした。また、必要に応じて高
速液体クロマトグラフイーも併用した。アミラー
ゼ活性は1%可溶性澱粉0.5mlに対し、50mM酢
酸緩衝液(PH6.0、10mMCaCl2含有)0.25mlに酵
素液0.25mlを加えて30℃で適当時間反応医させた
後、反応液の0.2mlを0.4mlのジニトロサリチル酸
液に加え、5分間沸騰水浴中で加熱した後水1.8
mlを加えて540μmにて比色し、1分間に1μmolの
グルコース相当の還元力を生成する酵素量を1単
位とした。 実施例 1 各種炭水化物0.5%、ペプトン1%、食塩0.5%
を含む培地(PH8.0)10mlを試験管(21×210mm)
に分注して殺菌後、バチルス・セレウスNY−14
(FERM BP−329)を1白金耳接種して30℃で
24時間振とう(250rpm、振幅20mm)培養した。 培養終了後、培養物を濾過して菌体を除去した
上清中のアミラーゼ活性を測定した。結果を第2
表に示す。
【表】
上記上清を十分に冷却(3〜5℃)し、0.9飽
和になるように硫安を添加して沈でん区分を採取
した。得られた沈でんを最少量の50mM酢酸緩衝
液(PH6.0、10mM CaCl2含有)に溶解後、透析
膜を用いて同緩衝液に対して1昼夜透析を行なつ
た。透析された酵素液中に生じた不溶物はさらに
遠心分離によつて除去した。この酵素液を凍結乾
燥することにより粉末酵素製剤を得た(収率90〜
100%)。 実施例 2 可溶性澱粉0.5%、ペプトン1%、食塩0.5%を
含む培地(PH8.0)500mlを5000ml容ヘソ付三角フ
ラスコに分注し、殺菌した。一法、この培地と同
じ組成の培地にバチルス・セレウスNY−14
(FERM BP−329)を30℃で24時間振とう培養
し、この前培養液10mlを前記培地に接種し、30℃
で24時間毎分120回転で振とう培養を行なつた。 培養終了後、培養物を遠心分離して上清液を得
た。この上清液についてアミラーゼの力価を測定
したところ0.533単位/mlであり、その比活性は
0.294単位/mg蛋白であつた。 次に、該上清液950mlを十分に冷却(3〜5℃)
し、硫酸アンモニウムを添加して0.6から0.7飽和
の間で生ずる沈でん区分を採取した。得られた沈
でんを少量の50mM酢酸緩衝液(PH6.0、10mM
CaCl2含有)に溶解後、透析膜を用いて同緩衝
液に対して24時間透析を行なつた。透析された酵
素液中に生じた不溶物をさらに遠心分離によつて
除去した。次いで、本酵素を50mM酢酸緩衝液
(PH6.0、10mM CaCl2含有)で平衡化したセフ
アデツクスG−100カラム(カラム容積:15×
27.5cm)に載せ、同緩衝液で溶出した。得られた
活性区分はポリアクリルアミドゲルによる電気泳
動で単一であつた。また、本酵素の比活性は
525.6単位/mg蛋白であり、1788倍に精製された。
この酵素液を凍結乾燥することにより精製酵素粉
末を得た。 実施例 3 可溶性澱粉0.5%、ペプトン1%、食塩0.5%を
含む培地(PH8.0)10を30容ジヤーフアーメ
ンターに入れ、121℃で10分間殺菌した。これに
同一組成の培地で前培養したバチルス・セレウス
NY−14(FERM BP−329)の菌懸濁液200mlを
接種し、30℃で24時間通気量16/分、振とう数
150rpmで振とう培養を行なつた。 培養終了後、培養物を集め4℃にて遠心分離を
行ない、菌体を除去した。得られた上清液のアミ
ラーゼの力価を測定したところ0.513単位/mlで
あり、比活性は0.290単位/mg蛋白であつた。次
に、この上清液から実施例2と同様にして精製酵
素粉末を得た。 実施例 4 1%可溶性澱粉0.5ml、50mM酢酸緩衝液(PH
6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに本発明のアミ
ラーゼ液0.25ml(1.87U)を加えて30℃で反応さ
せ、2時間後に加熱して反応を停止した。 反応液中のマルトペンタオースは3.17mg/mlで
あり、対澱粉比67%であつた。当該反応液を活性
炭カラムと液体クロマトカラムに通して得た溶液
を濃縮後、凍結乾燥を行なつてマルトペンタオー
スの白色粉末3mgを得た。
和になるように硫安を添加して沈でん区分を採取
した。得られた沈でんを最少量の50mM酢酸緩衝
液(PH6.0、10mM CaCl2含有)に溶解後、透析
膜を用いて同緩衝液に対して1昼夜透析を行なつ
た。透析された酵素液中に生じた不溶物はさらに
遠心分離によつて除去した。この酵素液を凍結乾
燥することにより粉末酵素製剤を得た(収率90〜
100%)。 実施例 2 可溶性澱粉0.5%、ペプトン1%、食塩0.5%を
含む培地(PH8.0)500mlを5000ml容ヘソ付三角フ
ラスコに分注し、殺菌した。一法、この培地と同
じ組成の培地にバチルス・セレウスNY−14
(FERM BP−329)を30℃で24時間振とう培養
し、この前培養液10mlを前記培地に接種し、30℃
で24時間毎分120回転で振とう培養を行なつた。 培養終了後、培養物を遠心分離して上清液を得
た。この上清液についてアミラーゼの力価を測定
したところ0.533単位/mlであり、その比活性は
0.294単位/mg蛋白であつた。 次に、該上清液950mlを十分に冷却(3〜5℃)
し、硫酸アンモニウムを添加して0.6から0.7飽和
の間で生ずる沈でん区分を採取した。得られた沈
でんを少量の50mM酢酸緩衝液(PH6.0、10mM
CaCl2含有)に溶解後、透析膜を用いて同緩衝
液に対して24時間透析を行なつた。透析された酵
素液中に生じた不溶物をさらに遠心分離によつて
除去した。次いで、本酵素を50mM酢酸緩衝液
(PH6.0、10mM CaCl2含有)で平衡化したセフ
アデツクスG−100カラム(カラム容積:15×
27.5cm)に載せ、同緩衝液で溶出した。得られた
活性区分はポリアクリルアミドゲルによる電気泳
動で単一であつた。また、本酵素の比活性は
525.6単位/mg蛋白であり、1788倍に精製された。
この酵素液を凍結乾燥することにより精製酵素粉
末を得た。 実施例 3 可溶性澱粉0.5%、ペプトン1%、食塩0.5%を
含む培地(PH8.0)10を30容ジヤーフアーメ
ンターに入れ、121℃で10分間殺菌した。これに
同一組成の培地で前培養したバチルス・セレウス
NY−14(FERM BP−329)の菌懸濁液200mlを
接種し、30℃で24時間通気量16/分、振とう数
150rpmで振とう培養を行なつた。 培養終了後、培養物を集め4℃にて遠心分離を
行ない、菌体を除去した。得られた上清液のアミ
ラーゼの力価を測定したところ0.513単位/mlで
あり、比活性は0.290単位/mg蛋白であつた。次
に、この上清液から実施例2と同様にして精製酵
素粉末を得た。 実施例 4 1%可溶性澱粉0.5ml、50mM酢酸緩衝液(PH
6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに本発明のアミ
ラーゼ液0.25ml(1.87U)を加えて30℃で反応さ
せ、2時間後に加熱して反応を停止した。 反応液中のマルトペンタオースは3.17mg/mlで
あり、対澱粉比67%であつた。当該反応液を活性
炭カラムと液体クロマトカラムに通して得た溶液
を濃縮後、凍結乾燥を行なつてマルトペンタオー
スの白色粉末3mgを得た。
第1図は本発明のアミラーゼのPHと活性との関
係を示すグラフ、第2図は同じく温度と活性の関
係を示すグラフである。第3図は精製されたアミ
ラーゼのアクリルアミドゲルデイスク電気泳動図
である。
係を示すグラフ、第2図は同じく温度と活性の関
係を示すグラフである。第3図は精製されたアミ
ラーゼのアクリルアミドゲルデイスク電気泳動図
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下記の性質を有する新規アミラーゼ。 (1) 1%可溶性澱粉0.5mlおよび50mM酢酸緩衝
液(PH6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに本酵
素0.25mlを作用させると5分後に澱粉から38%
のマルトペンタオースが、また2時間後に67%
のマルトペンタオースが生成する。 (2) 本酵素は可溶性澱粉、アミロペクチン、アミ
ロース、デキストリン、マルトヘキサオースに
作用し、ブルラン、デキストラン、β−サイク
ロデキストリン、マルトペンタオースからマル
トースまでのオリゴ糖には作用しない。 (3) 本酵素は30℃にてPH6〜7が至適であり、PH
6〜10で安定である。 (4) 本酵素の至適温度はPH6.0で50〜55℃である。 (5) 本酵素はPH5以下30℃で1時間または4℃で
24時間放置すると失活する。また、70℃では30
分間の加熱により失活する。 (6) 本酵素は4℃の50mM酢酸緩衝液(PH6.0)
に対して24時間透析することにより完全に失活
し、失活酵素はCaCl2を添加しても賦活しな
い。また、同じ緩衝液で10mM CaCl2を含む
溶液に対して透析するときは失活がない。 (7) 本酵素の分子量は約90000(SDS−アクリルア
ミドゲル電気泳動による)である。 2 バチルス属に属し、下記の性質を有する新規
アミラーゼ生産能を有する微生物を培養し、培養
物中に該アミラーゼを蓄積せしめ、これを採取す
ることを特徴とする新規アミラーゼの製造法。 (1) 1%可溶性澱粉0.5mlおよび50mM酢酸緩衝
液(PH6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに本酵
素0.25mlを作用させると5分後に澱粉から38%
のマルトペンタオースが、また2時間後に67%
のマルトペンタオースが生成する。 (2) 本酵素は可溶性澱粉、アミロペクチン、アミ
ロース、デキストリン、マルトヘキサオースに
作用し、プルラン、デキストラン、β−サイク
ロデキストリン、マルトペンタオースからマル
トースまでのオリゴ糖には作用しない。 (3) 本酵素は30℃にてPH6〜7が至適であり、PH
6〜10で安定である。 (4) 本酵素の至適温度はPH6.0で50〜55℃である。 (5) 本酵素はPH5以下30℃で1時間または4℃で
24時間放置すると失活する。また、70℃では30
分間の加熱により失活する。 (6) 本酵素は4℃の50mM酢酸緩衝液(PH6.0)
に対して24時間透析することにより完全に失活
し、失活酵素はCaCl2を添加しても賦活しな
い。また、同じ緩衝液で10mM CaCl2を含む
溶液に対して透析するときは失活がない。 (7) 本酵素の分子量は約90000(SDS−アクリルア
ミドゲル電気泳動による)である。 3 バチルス属に属する新規アミラーゼ生産菌が
バチルス・セレウスNY−14(FERM BP−329)
である特許請求の範囲第2項記載の製造法。 4 α−1,4−グルコシド結合を含むポリサツ
カライドまたはオリゴサツカライドに下記の性質
を有する新規アミラーゼを作用させることを特徴
とするマルトペンタオースの製造方法。 (1) 1%可溶性澱粉0.5mlおよび50mM酢酸緩衝
液(PH6.0、10mM CaCl2含有)0.25mlに本酵
素0.25mlを作用させると5分後に澱粉から38%
のマルトペンタオースが、また2時間後に67%
のマルトペンタオースが生成する。 (2) 本酵素は可溶性澱粉、アミロペクチン、アミ
ロース、デキストリン、マルトヘキサオースに
作用し、ブルラン、デキストラン、β−サイク
ロデキストリン、マルトペンタオースからマル
トースまでのオリゴ糖には作用しない。 (3) 本酵素は30℃にてPH6〜7が至適であり、PH
6〜10で安定である。 (4) 本酵素の至適温度はPH6.0で50〜55℃である。 (5) 本酵素はPH5以下30℃で1時間または4℃で
24時間放置すると失活する。また、70℃では30
分間の加熱により失活する。 (6) 本酵素は4℃の50mM酢酸緩衝液(PH6.0)
に対して24時間透析することにより完全に失活
し、失活酵素はCaCl2を添加しても賦活しな
い。また、同じ緩衝液で10mM CaCl2を含む
溶液に対して透析するときは失活がない。 (7) 本酵素の分子量は約90000(SDS−アクリルア
ミドゲル電気泳動による)である。 5 α−1,4−グルコシド結合を含むポリサツ
カライドまたはオリゴサツカライドが澱粉、アミ
ロペクチン、アミロースおよびデキストリンの中
から選ばれた少なくとも1種の物質である特許請
求の範囲第4項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58142330A JPS6034182A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 新規アミラ−ゼ,その製法およびそれを用いてマルトペンタオ−スを製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58142330A JPS6034182A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 新規アミラ−ゼ,その製法およびそれを用いてマルトペンタオ−スを製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6034182A JPS6034182A (ja) | 1985-02-21 |
| JPH0369509B2 true JPH0369509B2 (ja) | 1991-11-01 |
Family
ID=15312836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58142330A Granted JPS6034182A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 新規アミラ−ゼ,その製法およびそれを用いてマルトペンタオ−スを製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6034182A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103088085B (zh) * | 2012-12-31 | 2014-08-27 | 天津北洋百川生物技术有限公司 | 淀粉废水及麦芽根制备培养基及发酵普鲁兰多糖的方法 |
-
1983
- 1983-08-03 JP JP58142330A patent/JPS6034182A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6034182A (ja) | 1985-02-21 |
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