JPH0375152B2 - - Google Patents
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- JPH0375152B2 JPH0375152B2 JP8770689A JP8770689A JPH0375152B2 JP H0375152 B2 JPH0375152 B2 JP H0375152B2 JP 8770689 A JP8770689 A JP 8770689A JP 8770689 A JP8770689 A JP 8770689A JP H0375152 B2 JPH0375152 B2 JP H0375152B2
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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。
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き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き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醗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醗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)(FERM P−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
条件を選択することにより、より生産性が高ま
り、アルカリセルラーゼの工業的醗酵生産が可能
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)(FERM P−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
条件を選択することにより、より生産性が高ま
り、アルカリセルラーゼの工業的醗酵生産が可能
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醗酵法の歴史は浅く、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、工業的醗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。
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醗酵法の歴史は浅く、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、工業的醗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(特願昭61−257776号)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(特願昭61−257776号)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、一群のバチルス属に属
する微生物は中性培地において生育するにもかか
わらず、一定のアルカリセルラーゼを産生するこ
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、一群のバチルス属に属
する微生物は中性培地において生育するにもかか
わらず、一定のアルカリセルラーゼを産生するこ
とを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、バチルス属に属し、中性
培地で生育し、次の酵素学的性質を有するアルカ
リセルラーゼを生産する微生物を提供するもので
ある。
培地で生育し、次の酵素学的性質を有するアルカ
リセルラーゼを生産する微生物を提供するもので
ある。
(1) PH7〜10の広い至適PH範囲を有し、その最適
PHはPH10近傍である。
PHはPH10近傍である。
(2) Hg2+の存在により、その活性が阻害され、
Ca2+の存在により活性化される。
Ca2+の存在により活性化される。
(3) プロテアーゼ、界面活性剤及びキレート剤で
ほとんどその活性は阻害されない。
ほとんどその活性は阻害されない。
(4) CMCアーゼ活性(Cx活性)を主活性とし、
濾紙崩壊活性やアビセラーゼ活性(C1活性)
をも有する (5) 分子量 約3.1万(セフアデツクスG−100を用いるゲ
ル濾過法による)。
濾紙崩壊活性やアビセラーゼ活性(C1活性)
をも有する (5) 分子量 約3.1万(セフアデツクスG−100を用いるゲ
ル濾過法による)。
斯かるアルカリセルラーゼを産生する本発明の
微生物としては、本発明者が栃木県芳賀郡の土壌
より分離し、工業技術院微生物工業技術研究所へ
寄託した、バチルス エスピー KSM−521
(FERM R−9009)が挙げられる。
微生物としては、本発明者が栃木県芳賀郡の土壌
より分離し、工業技術院微生物工業技術研究所へ
寄託した、バチルス エスピー KSM−521
(FERM R−9009)が挙げられる。
この菌株は、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;HCl、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。
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;HCl、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
(日水製薬製) 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、0.6〜0.8μm×1.0〜2.0μm
の桿菌であり、菌体の中央に円柱形又は楕円形
の内生胞子(0.4〜0.8μm×1.0〜2.0μm)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
(日水製薬製) 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、0.6〜0.8μm×1.0〜2.0μm
の桿菌であり、菌体の中央に円柱形又は楕円形
の内生胞子(0.4〜0.8μm×1.0〜2.0μm)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)
良く生育する。集落の形状は円形であり、
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。
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)
生育する。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)
生育し混濁する。
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)
ミルクの液化が認められ、リトマスの変色
は認められない。
は認められない。
(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。
MRテスト(培地7)
陽性。
VPテスト(培地7)
陽性。
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)
陰性。
クエン酸の利用(培地11、12)
クリステンセン培地で陽性、コーサ培地で
は陰性か陽性か特定できない。
は陰性か陽性か特定できない。
無機窒素源の利用(培地13)
硝酸塩、アンモニウム塩ともに陰性。
色素の生成(培地14、15)
陽性。
ウレアーゼ(培地16)
陰性。
オキシダーゼ(培地17)
陰性、陽性は、はつきりせず。
カタラーゼ
陽性。
生育の範囲(培地2)
生育の温度範囲は10〜50℃で、生育最適温
度範囲は20〜40℃である。
度範囲は20〜40℃である。
生育のPH範囲はPH5〜10、生育最適PH範囲
はPH6〜10である。
はPH6〜10である。
酸素に対する態度
好気性。
O−Fテスト(培地19)
酸化。
糖類からの酸及びガスの生成(培地20)
(+:生成、−:生成せず) 酸の生成 ガスの生成 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) PH5.0 食塩含有培地に於ける生育(培地1を改
変) 5%、7%および10%NaCl存在中でいず
れも生育する。
(+:生成、−:生成せず) 酸の生成 ガスの生成 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) PH5.0 食塩含有培地に於ける生育(培地1を改
変) 5%、7%および10%NaCl存在中でいず
れも生育する。
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。
以上の分類学的考察から判断して、KSM−521
株は容易に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。
株は容易に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。
そして更に、菌学的性質について、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 Agriculture Hand−book No.
427、Agricultural Research Service、U.S.
Department of Agriculture Washington D.C.、
(1973))を参照し比較、検索すると、この菌株
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、すなわ
ち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微生物に属す
るものでなく、弱酸性領域からアルカリ領域(PH
5〜10)に於いて生育可能な、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。
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 Agriculture Hand−book No.
427、Agricultural Research Service、U.S.
Department of Agriculture Washington D.C.、
(1973))を参照し比較、検索すると、この菌株
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、すなわ
ち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微生物に属す
るものでなく、弱酸性領域からアルカリ領域(PH
5〜10)に於いて生育可能な、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。
更にこの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・プミ
ルス(Bacillus pumilus)が挙げられる。しかし
ながら、公知のバチルス・プミルスに属する菌株
と本菌株とを比較すると、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、本菌
株は新菌株と判断される。
比較すると、最も類縁の種としてバチルス・プミ
ルス(Bacillus pumilus)が挙げられる。しかし
ながら、公知のバチルス・プミルスに属する菌株
と本菌株とを比較すると、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、本菌
株は新菌株と判断される。
上記したような本菌株を用いてアルカリセルラ
ーゼを得るには、培地に菌株を接種し、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、おが屑等の植物繊維質、廃糖蜜、
転化糖、CMC、アビセル、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、グルコース、マンノース、フ
ラクトース、麦芽糖、シヨ糖、マンニツト、ソル
ビツト、イノシツト、グリセリン、可溶性デンプ
ンや資化し得る有機酸、例えば、クエン酸や酢酸
などが挙げられる。また、その他、リン酸、
Mg2+、Ca2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Na+、K+等
の無機塩や、必要であれば、無機、有機微量栄養
源を培地中に適宜転化することもできる。
ーゼを得るには、培地に菌株を接種し、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、おが屑等の植物繊維質、廃糖蜜、
転化糖、CMC、アビセル、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、グルコース、マンノース、フ
ラクトース、麦芽糖、シヨ糖、マンニツト、ソル
ビツト、イノシツト、グリセリン、可溶性デンプ
ンや資化し得る有機酸、例えば、クエン酸や酢酸
などが挙げられる。また、その他、リン酸、
Mg2+、Ca2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Na+、K+等
の無機塩や、必要であれば、無機、有機微量栄養
源を培地中に適宜転化することもできる。
斯くして得られた培養物中からの目的物質であ
るアルカリセルラーゼの採取及び精製は、一般の
酵素の採取及び精製の手段に準じて行うことがで
きる。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
を得ることができる。この粗酵素液は、そのまま
使用することもできるが、必要に応じて、塩析
法、沈澱法、限外濾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。
るアルカリセルラーゼの採取及び精製は、一般の
酵素の採取及び精製の手段に準じて行うことがで
きる。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
を得ることができる。この粗酵素液は、そのまま
使用することもできるが、必要に応じて、塩析
法、沈澱法、限外濾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の代表的
なものとしては、アルカリセルラーゼK−521と
命名されたものが挙げられ、以下このものを例に
取り本発明を更に説明する。
なものとしては、アルカリセルラーゼK−521と
命名されたものが挙げられ、以下このものを例に
取り本発明を更に説明する。
なお、酵素活性の測定は、以下の方法に従つて
行い、次の緩衝液を用いた。
行い、次の緩衝液を用いた。
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 10mg CMC(A−01L、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、反応後、1.0
mlにDNS試薬1.0mlも加え、5分間、100℃で
加熱発色させ、冷却後、4.0ml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 10mg CMC(A−01L、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、反応後、1.0
mlにDNS試薬1.0mlも加え、5分間、100℃で
加熱発色させ、冷却後、4.0ml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
0.1μmol p−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中に適当量の酵素液を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中に適当量の酵素液を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
の酵素液を加え、30℃、250rpmで振とうしな
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(セルラーゼ活性度検定用濾紙、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。
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
の酵素液を加え、30℃、250rpmで振とうしな
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(セルラーゼ活性度検定用濾紙、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内に
適当量の酵素液を30℃で作用させた後、100℃、
2分間処理して酵素を失活させた後、生成グル
コース量をムロターゼ・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内に
適当量の酵素液を30℃で作用させた後、100℃、
2分間処理して酵素を失活させた後、生成グル
コース量をムロターゼ・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、セルロース粉末、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。
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
本酵素は、CMCのほかにも、セルロース
粉末、アビセル、濾紙及びp−ニトロフエニ
ルセロビオシド、セルビオースに対する活性
を有していた。
粉末、アビセル、濾紙及びp−ニトロフエニ
ルセロビオシド、セルビオースに対する活性
を有していた。
(3) 作用PH及び至適PH
作用PH範囲は、3〜12.5と極めて広範囲で
あつた。最適PHは、7〜10と幅広く、PH4.5
〜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)。
あつた。最適PHは、7〜10と幅広く、PH4.5
〜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、PH5〜12で極めて安定で失活せず、PH
4.5〜12.5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)。
活性を測定し、PH安定性を調べた。その結
果、PH5〜12で極めて安定で失活せず、PH
4.5〜12.5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60℃であつた。又、45〜65℃
の範囲に於いても、至適温度での活性の50%
以上を有していた(第3図)。
その至適温度は60℃であつた。又、45〜65℃
の範囲に於いても、至適温度での活性の50%
以上を有していた(第3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、40℃では安定
しており、55℃に於いても約50%の残存活性
を有していた(第4図)。
後、残存活性を測定した結果、40℃では安定
しており、55℃に於いても約50%の残存活性
を有していた(第4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3.1万であ
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3.1万であ
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、Ca2+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、Ca2+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ほとんど阻害を受けなか
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。
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ほとんど阻害を受けなか
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
(0.1mg/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。
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
(0.1mg/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
キレート剤である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、ほとんど阻害は認められなかつた。
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、ほとんど阻害は認められなかつた。
本発明の微生物によつて得られるアルカリセル
ラーゼは、従来のアルカリセルラーゼに比較して
高アルカリ側(PH10)に最適PHを有している。そ
の上、PH7.0〜10の広範囲に於いて、至適PHを有
しており、更に広い範囲に於いて極めて安定であ
る。
ラーゼは、従来のアルカリセルラーゼに比較して
高アルカリ側(PH10)に最適PHを有している。そ
の上、PH7.0〜10の広範囲に於いて、至適PHを有
しており、更に広い範囲に於いて極めて安定であ
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。
更に、本発明の微生物は中性で生育するので、
好アルカリ性菌株と比べ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。
好アルカリ性菌株と比べ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。
以下、実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明
する。
する。
実施例 1
栃木県芳賀郡市貝町の土壌を薬匙一杯(約0.5
g)、滅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)の塗布した。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、取得菌を液体培地(培地2)に
接種し、30℃で3日間振とう培養した。培養後、
遠心分離した上清液についてCMCアーゼ活性を、
PH3〜13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)、滅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)の塗布した。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、取得菌を液体培地(培地2)に
接種し、30℃で3日間振とう培養した。培養後、
遠心分離した上清液についてCMCアーゼ活性を、
PH3〜13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KSM−521株
(FERM P−9009)を取得することが出来た。
(FERM P−9009)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
実施例 2
実施例1で得たバチルス エスピー KSM−
521株を同実施例の液体培地2に接種し、30℃で
3日間振とう培養した。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
凍結乾燥を行い、乾燥粉末として、アルカリセル
ラーゼK−521(比活性*20単位/g)9gを得
た。
521株を同実施例の液体培地2に接種し、30℃で
3日間振とう培養した。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
凍結乾燥を行い、乾燥粉末として、アルカリセル
ラーゼK−521(比活性*20単位/g)9gを得
た。
* 酵素活性はPH9に於ける測定値である(以
下同じ) 実施例 3 CMCを1%シヨ糖に代え、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KSM−521株を接種し、30℃で2
日間振とう培養した。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100単位/であつた。
下同じ) 実施例 3 CMCを1%シヨ糖に代え、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KSM−521株を接種し、30℃で2
日間振とう培養した。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100単位/であつた。
第1図は、アルカリセルラーゼK−521の酵素
反応PHと相対活性の関係を示す図面である。第2
図は、同酵素の処理PHと相対活性の関係を示す図
面である。第3図は、同酵素の反応温度と相対活
性の関係を示す図面である。第4図は、同酵素の
処理温度と相対活性の関係を示す図面である。
反応PHと相対活性の関係を示す図面である。第2
図は、同酵素の処理PHと相対活性の関係を示す図
面である。第3図は、同酵素の反応温度と相対活
性の関係を示す図面である。第4図は、同酵素の
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 中性培地で生育し、かつ次の酵素学的性質を
有するアルカリセルラーゼを生産するバチルス
エスピー KSM−521。 (1) PH7〜10の広い至適PH範囲を有し、その最適
PHはPH10近傍である。 (2) Hg2+の存在により、その活性が阻害され、
Ca2+の存在により活性化される。 (3) プロテアーゼ、界面活性剤及びキレート剤で
ほとんどその活性は阻害されない。 (4) CMC分解活性(Cx活性)を主活性とし、濾
紙崩壊活性とアブセラーゼ活性(C1活性)を
も有する。 (5) 分子量 約3.1万(セフアデツクスG−100を用いるゲ
ル濾過法による)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8770689A JPH01296980A (ja) | 1986-11-27 | 1989-04-06 | 微生物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-282970 | 1986-11-27 | ||
| JP28297086 | 1986-11-27 | ||
| JP8770689A JPH01296980A (ja) | 1986-11-27 | 1989-04-06 | 微生物 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5764487A Division JPS63240785A (ja) | 1986-11-27 | 1987-03-12 | アルカリセルラーゼ及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01296980A JPH01296980A (ja) | 1989-11-30 |
| JPH0375152B2 true JPH0375152B2 (ja) | 1991-11-29 |
Family
ID=26428952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8770689A Granted JPH01296980A (ja) | 1986-11-27 | 1989-04-06 | 微生物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01296980A (ja) |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP8770689A patent/JPH01296980A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01296980A (ja) | 1989-11-30 |
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